Bab 7: Usaha dan Energi

Jawaban Benar: C. 400 J Pembahasan: Usaha dihitung dengan rumus W = F x s. Gaya F = 200 N dan perpindahan s = 2 m. Maka, W = 200 x 2 = 400 J. Jadi usaha yang dilakukan anak adalah 400 J.

Jawaban Benar: A. 0 J Pembahasan: Usaha terjadi jika ada gaya dan perpindahan. Pada soal, meskipun gaya besar, kotak tidak berpindah (s = 0). Maka W = F x s = 300 x 0 = 0 J.

Jawaban Benar: A. Gaya 1 N memindahkan benda sejauh 1 meter Pembahasan: Satuan usaha dalam SI adalah Joule. Definisinya, 1 Joule sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 Newton yang memindahkan benda sejauh 1 meter ke arah gaya tersebut. Jadi, pilihan yang paling tepat adalah A, karena sesuai dengan rumus usaha W = F × s dengan F = 1 N dan s = 1 m.

Jawaban Benar: B. 10 m Pembahasan: Rumus usaha W = F × s. Diketahui W = 500 J, F = 50 N. Maka $s=\frac{W}{F}=\frac{500}{50}=10m$.

Jawaban Benar: C. 200 J Pembahasan: Usaha $W=F\times s=100\times 2=200J$.

Jawaban Benar: D. Massa, percepatan gravitasi, dan ketinggian Pembahasan: Energi potensial gravitasi Ep = m × g × h. Jadi dipengaruhi oleh massa benda, percepatan gravitasi, dan ketinggian benda dari permukaan tanah.

Jawaban Benar: B. 100 J Pembahasan: Ep = m × g × h Ep = 2 × 10 × 5 = 100 J.

Jawaban Benar: C. 300 J Pembahasan: Energi mekanik kekal, sehingga Ep di atas = Ek di bawah. Ep = m × g × h Ep = 3 × 10 × 10 = 300 J. Jadi Ek saat di tanah juga 300 J.

Jawaban Benar: C. Watt Pembahasan: Daya adalah besarnya usaha yang dilakukan setiap satuan waktu. Dalam sistem internasional (SI), satuan usaha adalah Joule (J) dan satuan waktu adalah sekon (s), sehingga satuan daya adalah Joule per sekon (J/s). Satuan J/s tersebut kemudian didefinisikan sebagai Watt (W), sehingga 1 Watt = 1 Joule/detik.

Jawaban Benar: B. 30 W Pembahasan: $P=\frac{W}{t}=\frac{600}{20}=30W$.

Jawaban Benar: B. 30 W Pembahasan: $P=\frac{W}{t}=\frac{600}{20}=30W$.

Jawaban Benar: B. 200.000 J Pembahasan: Energi kinetik $Ek=\frac{1}{2}m{v}^2=0.5\times 2000\times 10^2=200.000J$.

Jawaban Benar: A. 100.000 J Pembahasan: Energi kinetik $Ek=\frac{1}{2}m{v}^2=0.5\times 2000\times 10^2=100.000J$.

Jawaban Benar: B. Benda dengan massa paling besar Pembahasan: Energi kinetik dirumuskan dengan $E_k=\frac{1}{2}m{v}^2$. Jika kecepatan semua benda sama, maka besar energi kinetik hanya bergantung pada massa benda. Oleh karena itu, semakin besar massa benda, semakin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.

Jawaban Benar: B. Budi Pembahasan: Usaha Andi: $W=200\times 2=400J$. Usaha Budi: $W=400\times 2=800J$. Jadi usaha Budi lebih besar.

Jawaban Benar: D. 400 J Pembahasan: Usaha = energi potensial yang bertambah = $m\times g\times h=10\times 10\times 4=400J$.

Jawaban Benar: D. Setrika listrik Pembahasan: Energi listrik dapat diubah menjadi energi panas pada alat yang menggunakan elemen pemanas, seperti setrika listrik. Saat arus listrik mengalir melalui elemen pemanas, hambatan listrik menghasilkan panas melalui efek Joule. Panas ini kemudian digunakan untuk merapikan pakaian, sehingga energi listrik berubah menjadi energi kalor yang bermanfaat.

Jawaban Benar: B. Energi kimia menjadi energi panas Pembahasan: Pada kompor gas, energi kimia dari bahan bakar gas diubah menjadi energi panas melalui proses pembakaran. Panas tersebut digunakan untuk memanaskan air hingga mendidih. Jadi bentuk perubahan energi yang terjadi adalah energi kimia menjadi energi panas.

Jawaban Benar: A. (1) dan (3) Pembahasan: Menghemat energi listrik dapat dilakukan dengan mematikan lampu pada siang hari karena sudah ada cahaya matahari. Selain itu, mencabut charger saat baterai penuh juga mengurangi pemborosan energi. Pernyataan (2) dan (4) justru menunjukkan pemborosan energi.

Jawaban Benar: D. 500 J Pembahasan: Energi potensial gravitasi dihitung dengan rumus $Ep=m\times g\times h$. Diketahui $m=5kg$, $g=10m/s^2$, dan $h=10m$. Maka $Ep=5\times 10\times 10=500J$.

Jawaban Benar: C. 400 J Pembahasan: Energi potensial gravitasi dihitung dengan rumus $Ep=m\times g\times h$. Diketahui $m=5kg$, $g=10m/s^2$, dan $h=8m$. Maka $Ep=5\times 10\times 8=400J$.

Jawaban Benar: C. 1200 J Pembahasan: Rumus usaha adalah $W=F\times s$ Diketahui F = 300 N dan s = 4 m Sehingga $W=300\times 4=1200J$

Jawaban Benar: C. 50 J Pembahasan: Usaha $W=F\times s$. Dengan $F=100N$dan $s=0,5m$, maka $W=100\times 0,5=50J$. Jadi usaha yang dilakukan adalah 50 Joule.

Jawaban Benar: D. 1000 J Pembahasan: Usaha total dihitung dari resultan gaya dikali perpindahan. Resultan gaya F = 200 + 300 = 500 N. Maka usaha $W=500\times 2=1000J$.

Jawaban Benar: B. (1), (3), dan (4) Pembahasan: Energi kinetik dipengaruhi oleh massa dan kecepatan (rumus $Ek=\frac{1}{2}m{v}^2$). Jadi pernyataan (2) salah karena Ek juga bergantung pada massa. Pernyataan (1), (3), dan (4) benar sesuai dengan sifat energi kinetik.