Latihan Soal Fisika SMA Kelas 11 Bab 3: Dinamika Gerak (bagian 1)

Soal

Perhatikan pernyataan berikut: (1) Percepatan benda sama dengan nol. (2) Benda diam. (3) Kecepatan benda tetap. (4) Benda mengalami GLB. Jika resultan gaya pada benda sama dengan nol, pernyataan yang benar adalah…
1. (1), (2), (4)
2. (1), (3), (4)
3. (1), (2), (3)
4. (1) dan (3)
5. (4) saja
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: B. (1), (3), (4) Pembahasan: Resultan gaya nol berarti percepatan nol. Jika percepatan nol maka kecepatan tetap. Gerak dengan kecepatan tetap adalah GLB, sedangkan “benda diam” tidak selalu benar.
Soal

Benda bermassa 4 kg mula-mula diam di lantai licin. Gaya konstan 12 N bekerja selama 10 s. Jarak yang ditempuh benda adalah…
1. 100 m
2. 120 m
3. 140 m
4. 150 m
5. 160 m
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 150 m Pembahasan: Percepatan $a = F / m = 12/4 = 3 m/s^{2}$ Jarak dari diam $s = \frac{1}{2} a t^{2} = \frac{1}{2} \times 3 \times 100 = 150 m$ .
Soal

Benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s di lantai licin. Gaya gesek konstan 50 N membuat benda berhenti. Jarak yang ditempuh sampai berhenti adalah…
1. 5 m
2. 10 m
3. 15 m
4. 20 m
5. 25 m
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 20 m Pembahasan: Perlambatan $a = F / m = 50/5 = 10 m/s^{2}$ Gunakan $v^{2} = v_{0}^{2} - 2 a s$ dengan v=0 0 = 400 - 2(10)s sehingga s = 20 m
Soal

Benda bermassa 3 kg di bidang licin memiliki kelajuan awal 15 m/s. Gaya yang bekerja F(t)=15+6t N. Kecepatan pada t=2 s adalah…
1. 25 m/s
2. 27 m/s
3. 29 m/s
4. 33 m/s
5. 35 m/s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 29 m/s Pembahasan: Percepatan $a (t) = F / m = (15 + 6 t) /3 = 5 + 2 t$ Perubahan kecepatan $Δ v = \int_{0}^{2} (5 + 2 t) d t = [5 t + t^{2}]_{0}^{2} = 10 + 4 = 14 m/s$ Kecepatan $v = 15 + 14 = 29 m/s$
Soal

Benda bermassa 1 kg diikat pada tali panjang 1 m dan diputar vertikal. Tegangan tali di titik terbawah 26 N. Kecepatan sudut benda adalah…
1. 3 rad/s
2. 4 rad/s
3. 5 rad/s
4. 6 rad/s
5. 7 rad/s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: B. 4 rad/s Pembahasan: Titik terbawah: $T = m g + m ω^{2} r$ $26 = 10 + 1 \cdot ω^{2} \cdot 1$ sehingga $ω^{2} = 16$ $ω = 4 rad/s$
Soal

Balok 40 kg berada di bidang miring kasar sudut $3 7^{\circ}$ Sebuah gaya horizontal 400 N mendorong balok ke atas bidang sehingga balok berakselerasi 1 m/s². Koefisien gesek antara balok dan bidang adalah… $(g = 10 m/s^{2}, sin 3 7^{\circ} = 0, 6, cos 3 7^{\circ} = 0, 8)$
1. $\frac{1}{6}$
2. $\frac{1}{9}$
3. $\frac{1}{12}$
4. $\frac{3}{20}$
5. $\frac{1}{14}$
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. $\frac{1}{14}$ Pembahasan: Gaya normal $N = m g cos θ + F sin θ = 40 \cdot 10 \cdot 0, 8 + 400 \cdot 0, 6 = 320 + 240 = 560 N$ Sepanjang bidang: $F cos θ - m g sin θ - μ N = ma$ 400 $\cdot$ 0{,}8 - 40 $\cdot$ 10 $\cdot$ 0{,}6 - $μ$ $\cdot$ 560 = 40 $\cdot$ 1 memberi $320 - 240 - 560 μ = 40$ 80-560 $μ$ =40 sehingga $μ = 40/560 = 1/14$
Soal

Balok 40 kg berada di bidang miring kasar sudut $3 7^{\circ}$ Sebuah gaya horizontal 400 N mendorong balok ke atas bidang sehingga balok berakselerasi 1 m/s². Koefisien gesek antara balok dan bidang adalah… $(g = 10 m/s^{2}, sin 3 7^{\circ} = 0, 6, cos 3 7^{\circ} = 0, 8)$
1. $\frac{1}{6}$
2. $\frac{1}{9}$
3. $\frac{1}{12}$
4. $\frac{3}{20}$
5. $\frac{1}{14}$
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. $\frac{1}{14}$ Pembahasan: Bidang miring kasar, gaya horizontal 400 N. Karena dorongan horizontal, gaya ini punya komponen: - Sepanjang bidang: $F_{∥} = F cos θ$ - Tegak lurus bidang: $F_{⊥} = F sin θ$ → menambah gaya normal. Berat balok: - Komponen sejajar bidang: $w_{∥} = m g sin θ$ - Komponen tegak lurus bidang: $w_{⊥} = m g cos θ$ Hitung gaya normal N: $N = w_{⊥} + F_{⊥}$ $N = (m g cos θ) + (F sin θ)$ $N = (40 \times 10 \times 0, 8) + (400 \times 0, 6)$ $N = 320 + 240 = 560 N$ Persamaan gaya sepanjang bidang (arah ke atas positif): $F_{∥} - w_{∥} - f_{gesek} = ma$ Dengan $f_{gesek} = μ N$ : $(F cos θ) - (m g sin θ) - (μ N) = ma$ Substitusi angka: $(400 \times 0, 8) - (40 \times 10 \times 0, 6) - μ (560) = (40 \times 1)$ $320 - 240 - 560 μ = 40$ $80 - 560 μ = 40$ $- 560 μ = 40 - 80$ $- 560 μ = - 40$ $μ = \frac{- 40}{- 560} = \frac{40}{560} = \frac{1}{14} (\approx 0, 071)$
Soal

Benda bermassa 2 kg bergerak melingkar berjari-jari 0,5 m dengan kelajuan 5 m/s. Besar gaya sentripetalnya adalah…
1. 20 N
2. 30 N
3. 40 N
4. 50 N
5. 100 N
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. 100 N Pembahasan: $F_{s} = m v^{2} / r = 2 \cdot 25/0, 5$ $F_{s} = 50/0, 5 = 100 N$ Arah gaya menuju pusat lingkaran.
Soal

Berat sebuah benda di permukaan Bumi adalah 90 N. Berat benda ketika berada pada jarak 3R dari pusat Bumi adalah…
1. 30 N
2. 20 N
3. 15 N
4. 10 N
5. 5 N
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 10 N Pembahasan: Berat $w \propto 1/ r^{2}$ $w^{'} = 90 (\frac{1}{3})^{2} = 90/9 = 10 N$ Gravitasi melemah seiring bertambahnya jarak kuadrat.
Soal

Benda A bermassa 9 kg dan B bermassa 4 kg terpisah 5 m. Di antara A dan B diletakkan benda C sehingga gaya gravitasi total pada C sama dengan nol. Jarak C dari B adalah…
1. 4 m
2. 3 m
3. 2 m
4. 1 m
5. 0,5 m
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 2 m Pembahasan: Syarat nol: $G m_{A} / (5 - x)^{2} = G m_{B} / x^{2}$ $\frac{9}{( 5 - x ) ^{2}} = \frac{4}{x ^{2}}$ memberi $\frac{3}{5 - x} = \frac{2}{x}$ $3 x = 2 (5 - x)$ sehingga x = 2 m dari B.
Soal

Seorang astronot sedang berada di stasiun luar angkasa dan melihat dua satelit yang saling menarik akibat gaya gravitasi. Satelit kedua kemudian bergerak menjauh dari satelit pertama sehingga jarak keduanya menjadi lebih besar dibanding sebelumnya. Menurut hukum gravitasi Newton, apa yang akan terjadi pada besar gaya tarik-menarik di antara kedua satelit tersebut?
1. Gaya tarik akan bertambah karena jarak semakin jauh
2. Gaya tarik akan berkurang karena jarak semakin jauh
3. Gaya tarik tetap sama walaupun jarak berubah
4. Gaya tarik akan hilang sepenuhnya jika jarak lebih dari 1 km
5. Gaya tarik akan berubah-ubah secara acak
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: B. Gaya tarik akan berkurang karena jarak semakin jauh Pembahasan: Menurut hukum gravitasi Newton, besar gaya gravitasi antara dua benda berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya. Artinya, semakin besar jarak antar benda, semakin kecil gaya tarik yang dihasilkan. Dalam kasus satelit, ketika jarak mereka diperbesar, gaya tarik-menarik akan melemah secara signifikan, meskipun tidak pernah benar-benar menjadi nol selama keduanya masih memiliki massa.
Soal

Planet P dan Q memiliki rapat massa sama. Jika jari-jari P tiga kali jari-jari Q, perbandingan percepatan gravitasi permukaan $g_{P} : g_{Q}$ adalah…
1. 1 : 3
2. 3 : 1
3. 1 : 9
4. 9 : 1
5. 27 : 1
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: B. 3 : 1 Pembahasan: Untuk rapat sama, $M \propto R^{3}$ dan $g = GM / R^{2} \propto R$ Jika $R_{P} = 3 R_{Q}$ maka $g_{P} = 3 g_{Q}$ Maka perbandingannya adalah 3:1
Soal

Planet A dan B mengorbit Matahari dengan jarak rata-rata $\frac{1}{4} a$ dan a Jika periode A adalah T, periode B adalah…
1. 2T
2. 4T
3. 8T
4. 16T
5. 32T
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 8T Pembahasan: Hukum Kepler III: $T \propto r^{3/2}$ $\frac{T _{B}}{T _{A}} = (\frac{a}{a /4})^{3/2} = 4^{3/2} = 8$ Jadi $T_{B} = 8 T$
Soal

Benda 5 kg mula-mula diam di lantai licin dikenai gaya konstan 12 N selama 10 s. Jarak yang ditempuh adalah…
1. 80 m
2. 100 m
3. 110 m
4. 120 m
5. 140 m
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 120 m Pembahasan: $a = F / m = 12/5 = 2, 4 m/s^{2}$ $s = \frac{1}{2} a t^{2} = 0, 5 \times 2, 4 \times 100 = 120 m$
Soal

Benda di lantai datar bergerak dengan kelajuan tetap 15 m/s. Benda kemudian mendapat gaya perlawanan 75 N dan berhenti setelah 15 m. Massa benda adalah…
1. 6 kg
2. 8 kg
3. 9 kg
4. 10 kg
5. 12 kg
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 10 kg Pembahasan: Dari $v^{2} = v_{0}^{2} + 2 a s$ didapat $0 = 1 5^{2} + 2 a (15)$ sehingga $a = - 7, 5 m/s^{2}$ Besarnya gaya $F = m ∣ a ∣$ sehingga $75 = m \cdot 7, 5$ Massa $m = 10 kg$
Soal

Benda 3 kg di bidang licin memiliki $v_{0} = 15 m/s$ dan dikenai gaya F(t)=15+6t N. Kecepatan pada t=2 s adalah…
1. 25 m/s
2. 27 m/s
3. 29 m/s
4. 33 m/s
5. 35 m/s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 29 m/s Pembahasan: $a (t) = (15 + 6 t) /3 = 5 + 2 t$ $Δ v = \int_{0}^{2} (5 + 2 t) d t = 10 + 4 = 14 m/s$ $v = 15 + 14 = 29 m/s$
Soal

Benda bermassa 2 kg diikat tali 50 cm dan diputar vertikal. Tegangan tali di titik tertinggi 16 N. Kecepatan sudutnya adalah…
1. 6 rad/s
2. 5 rad/s
3. 4 rad/s
4. 3 rad/s
5. 2 rad/s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: A. 6 rad/s Pembahasan: Titik puncak: $T_{top} = m ω^{2} r - m g$ $16 = 2 ω^{2} (0, 5) - 20$ sehingga $ω^{2} = 36$ $ω = 6 rad/s$
Soal

Balok 40 kg dapat bergerak naik sejajar pada bidang miring kasar sudut $3 7^{\circ}$ dengan percepatan 1 m/s² karena pengaruh gaya horizontal 400 N. Koefisien geseknya adalah… $(g = 10 m/s^{2})$
1. $\frac{1}{6}$
2. $\frac{5}{36}$
3. $\frac{1}{12}$
4. $\frac{3}{20}$
5. $\frac{1}{14}$
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. $\frac{1}{14}$ Pembahasan: Normal $N = m g cos 3 7^{\circ} + F sin 3 7^{\circ} = 320 + 240 = 560 N$ Sepanjang bidang $320 - 240 - μ (560) = 40$ $μ = 40/560 = 1/14$
Soal

Balok 40 kg dapat bergerak naik sejajar pada bidang miring kasar sudut $3 7^{\circ}$ dengan percepatan 1 m/s² karena pengaruh gaya horizontal 400 N. Koefisien geseknya adalah… $(g = 10 m/s^{2})$
1. $\frac{1}{6}$
2. $\frac{5}{36}$
3. $\frac{1}{12}$
4. $\frac{3}{20}$
5. $\frac{1}{14}$
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. $\frac{1}{14}$ Pembahasan: Normal $N = m g cos 3 7^{\circ} + F sin 3 7^{\circ} = 320 + 240 = 560 N$ Sepanjang bidang $320 - 240 - μ (560) = 40$ $μ = 40/560 = 1/14$
Soal

Benda 5 kg bergerak melingkar beraturan kelajuan 4 m/s pada jari-jari 0,5 m. Pernyataan: (1) $F_{s} = 160$ N. (2) $T = 0, 25 π$ s. (3) Vektor kecepatan tidak tetap. (4) $a_{s} = 32 m/s^{2}$ Berdasarkan informasi pada soal, pernyataan yang benar adalah…
1. (1) dan (2)
2. (1), (2), dan (3)
3. (2) dan (4)
4. (1), (3), dan (4)
5. (1), (2), (3), dan (4)
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. (1), (2), (3), dan (4) Pembahasan: $F_{s} = m v^{2} / r = 5 \cdot 16/0, 5 = 160 N$ $T = 2 π r / v = 2 π (0, 5) /4 = 0, 25 π s$ Arah kecepatan selalu berubah sehingga tidak tetap. $a_{s} = v^{2} / r = 16/0, 5 = 32 m/s^{2}$
Soal

Jika berat benda di permukaan Bumi adalah w, maka berat benda pada jarak 4R dari pusat Bumi adalah…
1. w
2. $\frac{1}{2} w$
3. $\frac{1}{4} w$
4. $\frac{1}{9} w$
5. $\frac{1}{16} w$
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: E. $\frac{1}{16} w$ Pembahasan: Berat $\propto 1/ r^{2}$ Perbandingan $(R /4 R)^{2} = 1/16$ Jadi berat menjadi $\frac{1}{16} w$
Soal

Dua planet mengorbit bintang yang sama. Planet B berjarak $\frac{9}{4} a$ dari bintang, sedangkan planet A berjarak a dan periodenya T Periode planet B adalah…
1. $\frac{3}{2} T$
2. 2T
3. $\frac{27}{8} T$
4. 3T
5. 4T
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. $\frac{27}{8} T$ Pembahasan: $T \propto r^{3/2}$ $\frac{T _{B}}{T _{A}} = (\frac{9}{4})^{3/2} = \frac{27}{8}$ Maka $T_{B} = \frac{27}{8} T$
Soal

Benda bermassa 6 kg melaju 12 m/s di lantai datar. Gaya konstan 18 N berlawanan arah gerak bekerja hingga benda berhenti. Waktu yang diperlukan adalah…
1. 2 s
2. 3 s
3. 4 s
4. 5 s
5. 6 s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 4 s Pembahasan: Perlambatan $a = F / m = 18/6 = 3 m/s^{2}$ $0 = v_{0} - a t \Rightarrow 0 = 12 - 3 t$ $t = 4 s$
Soal

Benda bermassa 4 kg mula-mula diam dan dikenai gaya konstan 8 N selama 6 s. Kecepatan akhirnya adalah…
1. 8 m/s
2. 10 m/s
3. 12 m/s
4. 14 m/s
5. 16 m/s
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: C. 12 m/s Pembahasan: Percepatan $a = F / m = 8/4 = 2 m/s^{2}$ Kecepatan $v = a t = 2 \times 6 = 12 m/s$ Arah kecepatan searah gaya.
Soal

Benda bermassa 2 kg bergerak melingkar dengan kelajuan 3 m/s pada jari-jari 0,75 m. Gaya sentripetal yang dialami adalah…
1. 12 N
2. 18 N
3. 20 N
4. 24 N
5. 30 N
Lihat pembahasan
Jawaban Benar: D. 24 N Pembahasan: $F_{s} = m v^{2} / r = 2 \cdot 9/0, 75$ $F_{s} = 18/0, 75 = 24 N$ Gaya selalu menuju pusat lintasan.

← MaterinyaBab 3: Dinamika Gerak Berikutnya →Bagian 2

Gratis — tolong sebarkan

Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.

Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp