Halaman
Usaha dan Energi55USAHA DAN ENERGIPerhatikan gambar di atas ada seorang yang sedang berjalan menelusuri jalan yang naik. Tentu kalian pernah mengalami juga. Pada saat naik kalian pasti akan terasa lebih berat. Dalam peristiwa itu seseorang telah melakukan usaha. Setelah itu orangnya akan terasa lebih lapar berarti energinya telah berkurang. Selain contoh itu, dalam ke-hidupan sehari-hari banyak kita jumpai kata-kata usaha dan energi. Sebenarnya apakah usaha dan energi itu dalam pandangan fisika? Bagaimanakah sifat-sifatnya? Apakah hubungan kedua besaran itu dan bagaimanakah peranannya ? Pertanyaan-pertanyaan di atas itulah yang akan dibahas pada bab ini, oleh sebab itu setelah belajar bab ini diharapkan siswa dapat:1. menentukan usaha yang dihasilkan oleh gaya,2. menentukan energi potensial benda yang memiliki ketinggian tertentu,3. menentukan energi kinetik benda yang bergerak,4. menerapkan hubungan usaha dan energi dalam penyelesaian masalah fisika atau sehari-hari,5. menerapkan hukum kekekalan energi pada kehidupan sehari-hari. B A BB A B4Sumber: www.jatim.go.id
Fisika SMA Kelas XI56Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.Gambar 4.2Gambar 4.1(b)FαSF cos α 3004 m(a)A. Definisi1. Gaya dapat menghasilkan UsahaDi SMP kalian sudah belajar tentang usaha, apakah masih ingat? Coba kalian lihat Gambar 4.1(a). Seseorangsedang mendorong mobil. Orang tersebut melakukan usaha jika orang tersebut memberi gaya pada mobil dan mobil dapat bergeser sejajar gayanya. Besarnya usaha tersebut didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen gaya searah perpindahan gaya dengan perpindahannya. Dari definisi dan Gambar 4.1(b) dapat dirumuskan usaha sebagai berikut.W = (F.S α).s W = F.S cos α ................................... (4.1)dengan : W = usaha (joule)F = gaya (F)S = jarak tempuh (m)α = sudut antara gaya F dengan perpindahan SCONTOH 4.1Sebuah balok bermassa 30 kg ditarik gaya 60 N yang membentuk sudut α = 60O terhadap horisontal seperti pada Gambar 4.1(b). Pada saat balok dapat bergeser mendatar sejauh 3 m maka tentukan usaha yang di-lakukan gaya tersebut!PenyelesaianF = 60Nα = 60OS = 3 mPerhatikan Gambar 4.1 (b), gaya yang bekerja mem-bentuk sudut α terhadap perpindahannya, maka usaha yang dilakukan gaya dapat diperoleh seperti berikut.W = F.S cos α= 60.3.cos 60O = 180. = 90 jouleSebuah balok berada di atas bidang miring licin sep-erti yang terlihat pada Gambar 4.2. Ketinggian awal balok adalah 4 m. Massa balok tersebut sebesar 10 kg. Kemudian balok meluncur ke bawah, berapakah usaha yang dilakukan gaya berat hingga balok sampai di lantai horisontal?
Usaha dan Energi57Grafik F - SGaya yang bekerja pada benda dapat berubah-ubah terhadap perpindahannya. Bagaimana usaha dari gaya F itu? Jika perubahan gaya tersebut teratur, maka usaha yang dilakukan dapat ditentukan dengan konsep grafik F - S. Contohnya F yang bekerja pada balok berubah ter-hadap S seperti pada grafik F - S Gambar 4.3. Usaha yang dilakukan gaya F tersebut dapat ditentukan dari luas daerah yang dibatasi kurva dan sumbu s.Daerah yang dimaksud adalah daerah terarsir. Berarti dapat dirumuskan seperti di bawah ini. W = luas kurva grafik F - S ........................ (4.2)CONTOH 4.2Sebuah balok di atas lantai mendatar yang licin dido-rong gaya mendatar yang berubah besarnya terhadap perpindahannya. Perubahannya terlihat seperti pada Gambar 4.4. Tentukan usaha yang dilakukan gaya F saat berpindah sejauh 10 m!PenyelesaianUsaha sama dengan luas daerah yang dibatasi kurva dan sumbu S. Hingga S = 10 m, grafiknya membentuk bidang segitiga berarti diperoleh usaha sebesar :W = luas segitiga = (10).30 = 150 joule. Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.Besar gaya yang bekerja pada balok berubah terhadap perpindahannya dan memenuhi grafik pada Gambar 4.5. Tentukan usaha yang dilakukan gaya tersebut!Gambar 4.3Grafik F . SGambar 4.5Gambar 4.4NN
Fisika SMA Kelas XI58Gambar 4.6Gambar 4.730 cmABCSetelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.2. Energi PotensialApakah kalian sudah tahu tentang energi potensial? Energi potensial adalah energi yang disebabkan oleh ketinggiannya. Contohnya seperti pada Gambar 4.6. Semua benda dititik A, B, C, dan D bermassa sama, tetapi ketinggiannya berbeda sehingga energi potensialnya berbeda. Massa A memiliki energi potensial terbesar dan massa D memiliki energi potensial terkecil.Energi potensial juga dipengaruhi oleh massa benda. Semakin besar massanya maka energinya semakin besar. Dari penjelasan-penjelasan di atas, energi potensial dapat dirumuskan sebagai berikut:Ep = m g h .................................................... (4.3)dengan : Ep = energi potensial (joule)m = massa benda (kg)h = ketinggian (h)g = percepatan gravitasi (10 m/s2)CONTOH 4.2Tiga benda mA = 2 kg , mB = 4 kg dan mC = 3 kg terletak di tangga seperti Gambar4.7. Tiap tangga ketinggiannya 30 cm. Jika energi potensial massa B bernilai nol maka tentukan energi potensial mA dan mC!PenyelesaianmA = 2 kg , mB = 4 kg dan mC = 3 kghAB = -30cm = -0,3 m (di bawah B)hCB = + 60 cm = 0,6 mEnergi potensial dihitung berdasarkan titik acuannya. Di atas titik acuan bernilai positif dan di bawah titik acuan bernilai negatif. Berarti energi potensial massa tersebut memenuhi:EA = mA g hAB= 2.10 (-0,3) = -6 jouleEC = mC g hCB= 3.10.(0,6) = 18 jouleBenda A bermassa 1,5 kg berada di atas meja sehingga 120 cm dan benda B bermassa 5 kg berada di atas kursi setinggi 60 cm. Tentukan perbandingan energi potensial benda A dan B!
Usaha dan Energi593. Energi KinetikMengapa sebuah peluru yang begitu kecil saat ditembak-kan dan mengenai pohon bisa menembusnya? Tentu kalian dapat menjawabnya, yaitu karena peluru yang bergerak memiliki energi. Energi yang disebabkan gerak suatu benda inilah yang dinamakan energi kinetik. Energi kinetik sebuah benda dipengaruhi oleh massa dan kecepatannya. Energi itu sebanding dengan massa benda dan kuadrat kecepatan benda. Dari hubungan ini, persamaan energi kinetik dapat ditentukan seperti berikut.Ek = m v2 .............................................. (4.4)dengan : Ek = energi kinetik (joule) m = massa benda (kg)v = kecepatan benda (m/s2)Untuk lebih memahami tentang energi kinetik ini dapat kalian cermati contoh berikut.CONTOH 4.3Sebuah benda bermassa m bergerak dengan kecepatan 20 m/s sehingga memiliki energi kinetik sebesar 250 joule. Berapakah energi benda tersebut jika kecepatannya menjadi 40 m/s?Penyelesaianv1 = 20 m/s Ek1 = 250 joulev2 = 40 m/s Ek2 = ?Energi kinetik benda sebesar: Ek = m v2massa benda dapat ditentukan dari keadaan pertama. Ek1 = m v12 250 = m (20)2500 = m . 400 m = 1,25 kgBerarti Ek2 dapat diperoleh:Ek2 = m v22
Fisika SMA Kelas XI601. Coba jelaskan apakah syarat yang harus dimiliki sebuah gaya agar menghasilkan usaha?2. Sebuah balok bermassa 150 kg ditarik oleh gaya F = 200 N dengan arah 37Oterhadap horisontal (sin 37O = 0,6). Jika balok dapat berpindah sejauh 15 m maka berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?3. Gaya yang bekerja pada benda berubah terhadap jarak tempuhnya seperti pada grafik di bawah. Berapakah usaha yang dilakukan gaya pada interval 0 < S < 10 m?4. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh dari ketinggian 3 m. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya berat benda?5. Sebuah benda bermassa 5 kg jatuh dari ketinggian 10 m. Berapakah energi potensial benda yang hilang saat ketinggiannya 3 m!6. Coba perhatikan benda-benda pada gambar di bawah. mA = 4 kg , mB= 2 kg dan mC = 8 kg. g = 10 m/s2. Berapakah energi potensial benda-benda tersebut pada titik acuan?7. Coba kalian jelaskan mengapa energi potensial bisa bernilai positif dan juga bisa bernilai negatif. Apakah perbedaannya?8. Benda A bermassa 15 kg mampu bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Sedangkan benda B bermassa 10 kg mampu bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Hitunglah perbandingan energi kinetik benda A dan benda B!9. Untuk dapat bergerak dengan kecepatan 5 m/s sebuah benda harus diberi energi 125,6 joule. Berapakah energi tambahan yang harus diberikan pada benda agar kecepatannya menjadi 10 m/s? Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.LATIHAN 4.1F (N)100S (m)168acuan100 cm60 cm20 cm180 cmBCA = . 1,25 . (40)2 = 1000 jouleUntuk mempunyai energi sebesar 300 joule sebuah benda harus memiliki kecepatan 2,55 m/s. Berapakah kecepatan yang harus dimiliki benda itu agar kinetiknya sebesar 75 joule?
Usaha dan Energi61B. Usaha dan Perubahan EnergiGambar 4.8ABhF = mgCoba kalian lihat kembali ilustrasi pada halaman judul bab ini. Ada seseorang berjalan pada jalan yang menanjak, mungkin kalian pernah juga melakukannya. Setelah naik yang cukup jauh ternyata perut dapat menjadi lapar. Mengapa bisa terjadi lapar? Ada rasa lapar artinya terjadi perubahan energi pada tubuh kita. Perubahan energi itu digunakan untuk melakukan usaha yaitu berjalan menaiki jalan menanjak.Contoh kejadian lain adalah pada gerak mobil. Mobil bergerak berarti ada gaya mesin yang melakukan usaha. Dari-mana usaha itu diperoleh? Tentu kalian sudah dapat mene-baknya. Usaha diperoleh dari perubahan energi bahan bakarnya. Dari uraian di atas dapat kalian temukan suatu simpulan yang menjelaskan hubungan usaha dan energi. Hubungan itu dapat dituliskan sebagai berikut.usaha = perubahan energiW = E ................................. (4.5)Pada bab ini kalian belajar tentang energi potensial gravi-tasi dan energi kinetik. Dapatkah kedua energi itu menghasilkan usaha? Untuk mendapatkan jawabannya maka kalian dapat menelusuri penjelasan berikut.1. Ketinggian BerubahCoba kalian perhatikan buah kelapa yang jatuh dari po-honya seperti pada Gambar 4.8. Dari titik awal A buah kelapa memiliki energi potensial sebesar m g h. Tetapi saat jatuh pada buah kelapa bekerja gaya berat w = mg. Berarti benda yang jatuh akan melakukan kerja. Besar usaha yang dilakukan memenuhi perumusan berikut.W = F . S = (m g).hW = m g hBesar usaha ini ternyata sama dengan perubahan energi potensialnya. EPA = m g h dan EPB = 0. Berarti berlaku konsep pada benda yang bergerak dan berubah ketinggiannya akan melakukan usaha sebesar perubahan energi potensialnya. W = Δ Ep .................................................. (4.6)
Fisika SMA Kelas XI62Gambar 4.9Gambar 4.10BSAhFCBkasarACCONTOH 4.4Sebuah bola besi bermassa 20 kg jatuh bebas dari ketinggian 4 m diatas hamparan pasir. Sesampainya dipermukaan pasir bola besi tersebut bisa masuk sedalam 5 cm. Berapakah gaya tahan pasir terhadap bola?Penyelesaianm = 20 kg, h = 4 mS = 5 cm = 5.10-2 mF = ?Gerak bola besi itu dapat digambarkan seperti pada Gam-bar 4.9. Pada gerak AB terjadi perubahan energi potensial sehingga dapat melakukan usaha. Usaha itulah yang dapat diimbangi oleh usaha gaya tahan pasir sehingga berlaku seperti berikut.W = Δ Ep F . S = m g hA− m g hB F . 5.10-2 = 20.10.4 − 20.10. − 0 F = 16000 NSebuah balok kecil bermassa 0,2 kg dilepaskan dari keting-gian 2 m sebuah bidang luncur yang licin seperti pada Gambar 4.10. Bagaimana BC harusnya.Berapakah besar gaya geser balok dengan lantai jika balok berhenti sampai di titik C 100 cm dari B?2. Kecepatan yang berubahSebuah benda yang bergerak dengan kecepatan v0. Perha-tikan Gambar 4.11. Apakah yang terjadi jika benda itu diberikan gaya? Sesuai hukum II Newton setiap ada gaya yang bekerja pada Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
Usaha dan Energi63Gambar 4.11Gerak benda oleh gaya F sehingga berubah kecepatan.Berarti percepatan tersebut dapat mengubah kecepatan benda. Masih ingat kelas X bab 3, kinematik gerak? Hubungan antara v, v0, a dan S pada gerak GLBB memenuhi persamaan berikut.v2 = v02− 2 a SS = Dari nilai S di atas, maka nilai S dapat disubtitusikan pada persamaan usaha yang dilakukan pada benda, sehingga diperoleh seperti berikut.W = F . S = m a . = m v02− m v2W = Ek−Ek0Dengan mengamati perlakuan di atas dapat diketahui bah-wa usaha dapat mengubah energi kinetik benda dan berlaku:W = ΔEk ........................................... (4.7)Cermati contoh berikutCONTOH 4.5Sebuah balok bermassa 4 kg memiliki kecepatan 15 m/s. Ke-mudian balok tersebut melewati bidang kasar sejauh 14,4 m sehingga kecepatannya tinggal 9 m/s. Berapakah besar gaya yang bekerja pada balok tersebut?Penyelesainm = 4 kg, v0 = 15 m/sFv0vS
Fisika SMA Kelas XI64LATIHAN 4.2v = 9 m/sS = 14,4 mGaya gesek dapat menghasilkan usaha sehingga mem-punyai energi kinetik. Sesuai persamaan 4.5. dapat diperoleh:W = ΔEk-f .s = m v02− m v2−f . 14,4 = . 4(152− 92)f = −(225 − 81)= − 20 N( - ) berarti berlawanan arah gerakPada sebuah balok yang berkecepatan 5 m/s diberi-kan gaya 15 N. Massa benda 10 kg. Berapakah jarak yang sudah ditempuh balok saat kecepatannya telah berubah menjadi 10 m/s?1. Sebuah bola bermassa 0,2 kg bergerak pada bidang seperti gambar di bawah. Gerak bola diawali di titik A hingga berakhir di titik B. Berapakah usaha yang dilakukan bola tersebut?2. Balok bermassa 15 kg jatuh dari ketinggian 2,5 m dan mengenai tongkat yang panjangnya 50 cm. Jika gaya gesek tongkat dengan tanah sebesar 103N maka berapakah kedalaman yang dicapai tongkat setelah terhantam balok?3. Benda bermassa 3 kg mula-mula diam kemudian diberikan gaya sebesar 15 N tetap. Berapakah kecepatan benda setelah menempuh jarak 2m?4. Mobil bergerak dengan kecepatan 108 km/jam massa mobil dan penumpang sebesar 500 kg. Kemudian mobil direm mendadak sehingga dapat berhenti setelah menempuh jarak 2 m. Berapakah gaya pengereman rata-rata yang diberikan?1 m5 m3 mSetelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
Usaha dan Energi65Gambar 4.12Gerak bolaC. Hukum Kekekalan Energi1. Energi MekanikDi depan kalian telah belajar tentang energi kinetik, energi potensial dan hubungan dengan usaha. Bagaimana jika benda bergerak memiliki ketinggian tertentu? Maka jawabnya adalah benda itu memiliki energi potensial dan juga energi kinetik. Jumlah kedua energi tersebut dinamakan energi mekanik.Em = Ep + Ek ................................. (4.8)Medan gaya gravitasi termasuk medan gaya konservatif. Apakah gaya medan konservatif itu ? Tentu saja kalian masih ingat. Medan gaya konservatif adalah medan gaya yang mem-berlakukan kekekalan energi mekanik. Mengapa demikian? Gaya konservatif akan menghasilkan usaha yang tidak merubah energi mekaniknya. Berarti sebuah benda yang bergerak pada medan gaya gravitasi akan berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Em = Ep + Ek = kekaldan Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2 ...................... (4.9)Hukum kekekalan energi mekanik persamaan 4.7 inilah yang dapat digunakan untuk menentukan ketinggian atau kecepa-tan benda. Untuk memahaminya cermatilah contoh berikut.CONTOH 4.6Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s dari ketinggian 1,5 m. Percepatan gravitasi g = 10 m/s. Berapakah ketinggian bola pada saat kecepatannya 5 m/s?Penyelesaianm = 0,2 kgvA = 10 m/shA = 1,5 mvB = 5 m/shB = ?Ketinggian hB dapat ditentukan dengan hukum kekekalan energi mekanik seperti berikut. Em = tetapEPB + EkB = EpA + EkBm g hB + m vB2 = m g hA + m vA2 10 . hB + . 52 = 10.1,5 + . 102
Fisika SMA Kelas XI66Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.h = 1,5 300Gambar 4.13Kegiatan 4.1PenyelidikanTujuan: Memahami kekekalan energi pada gerak roler coaster.Kegiatan :1. Perhatikan Gambar 4.14 misalnya kecepatan di titik A, v = 15 m/s dan jari-jari roler coaster 1,4 m.2. Jika gerak roler coaster memenuhi hukum kekeka-lan energi mekanik maka tentukan :a. Perbedaan energi potensial di titik A dan C jika massa anak yang naik 30 kg dan g = 10 m/s,b. Energi kinetik di titik C,c. Kecepatan anak saat di titik C. hB = = 5,25 mBalok bermassa 1,5 kg digunakan di atas bidang miring licin dan sudut kemiringannya 300. Keting-gian arah 1,3 m dan kecepatannya 6 m/s. Berapakah kecepatan balok saat mencapai lantai?2. Kekekalan Energi UmumMasih ingat tentang kekekalan energi secara umum? energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubah bentuk dari energi satu ke energi yang lain. Misalnya energi potensial dapat berubah menjadi kalor atau dapat berubah menjadi energi listrik (contohnya PLTA). Cermati contoh berikut untuk lebih memahaminya.CONTOH 4.71. Sepotong tembaga dijatuhkan dari ketinggian 490 meter di atas lantai. Kalor yang terjadi pada proses tumbukan dengan lantai 60%-nya diserap oleh tembaga untuk kenaikan suhunya. Jika kalor jenis tembaga = 420 J/kgOC, percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka berapa kenaikan suhu tembaga? (dalam OC) Penyelesaian“Energi dapat berubah bentuk tapi tidak dapat dimusnahkan.”h = 490 mABEpGambar 4.15Gambar 4.14DCBARRv>
Usaha dan Energi67Gambar 4.16Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut. Ungkapan ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi. Berarti pada batang tembaga yang jatuh itu kalornya berasal dari energi potensialnya. Q = 60% . Ep m c Δt = 0,6 . m g h 420 . Δt = 0,6 . 10 . 490Δt = 7o C2. Air terjun setinggi 10 m dengan debit 50 m3/s dimanfaat-kan untuk memutarkan generator listrik mikro. Jika 25% energi air berubah menjadi energi listrik dan g = 10 m/s2, maka berapakah daya keluaran generator listrik? Penyelesaianh = 10 mV = 50 m3t = 1sη= 25 % Generator listrik mikro tenaga air merupakan mesin yang merubah energi potensial air menjadi usaha dan usahanya berupa energi listrik. Berarti efisiensinya memenuhi:η = W = η . EP = 25 % (ρ . V) . g . hJadi daya keluaran generator sebesar: P = = = = 1,25 . 106 W = 1,25 MWSebuah logam dijatuhkan dari ketinggian 100 m di atas lantai. Kalor yang terjadi pada proses tumbukan dengan lantai ¾-nya diserap oleh logam untuk kenaikan suhunya. Jika kalor jenis logam itu = 300 J/kgoC, percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka berapa kenaikan suhu tembaga?
Fisika SMA Kelas XI68Rangkuman Bab 41. Gaya dapat menghasilkan usaha dan dapat memenuhi: W = F . S cos α2. Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena ketinggiannya. Ep = m g h3. Energi kinetik adalah energi benda yang disebabkan oleh geraknya. Ek = mv24. Usaha suatu gaya dapat merubah energi suatu benda dan sebaliknya.a. Perubahan ketinggian : W = ΔEpb. Perubahan kecepatan : W = ΔEk5. Energi mekanik adalah energi total dari energi potensial dan energi kinetik. Em = Ep + EkPada saat gravitasi (konservatif) energi mekanik kekal.6. Energi potensial dapat berubah kebentuk energi yang lain seperti kalor dan listrik.1. Sebuah benda dengan massa 2 kg, dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Bila g = 10 m/s2, tentukan besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 m!2. Sebuah kotak yang massanya 10 kg, mula-mula diam kemudian bergerak turun pada bidang miring yang membuat sudut 30o terhadap arah horisontal tanpa gesekan, menempuh jarak 10 m sebelum sampai ke bidang mendatar. Berapakah kecepatan kotak pada akhir bidang miring, jika LATIHAN 4.3percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s2?3. Sebuah benda dilemparkan dari ketinggian 5 m di atas tanah dengan kecepatan awal 50 m/s dan sudut elevasi 60o. Jika g = 10 m/s2, maka tentukan kecepatan benda saat mencapai ketinggian 50 m di atas tanah!4. Air terjun yang tingginya 12 m menerjunkan air 1000 m3/s dan dimanfaatkan oleh Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA). Bila percepatan
Usaha dan Energi69Pilihlah jawaban yang benar pada soal – soal berikut dan kerjakan di buku tugas kalian!Evaluasi Bab 1. Balok bermassa 10 kg berada di atas lantai licin. Balok diberi gaya F = 25 N membentuk sudut 370 terhadap arah mendatar seperti gambar. Setelah menggeser ke kanan sejauh 2 m maka usaha yang telah dilakukan gaya F sebesar ....A. 30 joule D. 100 jouleB. 40 joule E. 200 jouleC. 50 joule2. Sebuah benda m = 3 kg bekerja gaya mendatar yang berubah terhadap jarak yang ditempuhnya, seperti grafik di bawah. Dari posisi awal gaya tariknya nol kemudian naik menjadi 20 N saat menempuh jarak 3 m setelah itu gaya yang bekerja tetap hingga S = 10 m. Jika arah gaya searah dengan perpindahannya maka usaha yang dilakukan gaya hingga menempuh jarak 7 m sebesar ....A. 110 jouleB. 135 jouleC. 140 jouleD. 170 jouleE. 200 joule3. Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak dari A ke C melalui lintasan lengkung, seperti gambar di samping. Apabila percepatan gravitasi = 10 ms-2, maka usaha yang di lakukan bola dari A ke C adalah ....A. 25 JB. 20 JC. 15 JD. -25 J370F = 25 N20310S(m)F (N)4. Sebuah benda yang massanya 0,10 kg jatuh bebas vertikal dari ketinggian 2 m ke hamparan pasir. Jika benda itu masuk seda-lam 2 cm ke dalam pasir sebelum berhenti, gaya rata-rata yang dilakukan pasir untuk menghambat benda besarnya sekitar ....A. 30 N D. 90 NB. 50 N E. 100 NC. 60 N5. Sebuah balok bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s2 di atas lantai yang kasar. Karena kekasaran lantai tersebut, kecepatan balok bisa turun menjadi 5 m/s setelah menempuh jarak tertentu. Perubahan energi kinetik balok sebesar ....A. turun 150 jouleB. naik 150 jouleC. turun 50 jouleD. naik 50 jouleE. naik 250 joule6. Sebuah benda bermassa 4 kg, mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s2. Usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah ....A. 6 J D. 48 JB. 12 J E. 72 JC. 24 J 7. Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2 m, sedangkan gaya gesekan sedang diabaikan. Jarak yang ditempuh sebesar S dan lintasannya berupa garis lurus. Pada saat berangkat (start) dan sampai garis finis, kedua kapal layar memperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan B, pada saat di finis berturut-turut besarnya EkA dan EkB,maka pernyataan di bawah yang 0AB5 m
Fisika SMA Kelas XI70 benar adalah...A. EkA = EkB D. EkA < EkBB. EkA > EkB E. EkA = 0,5 EkBC. EkA = 2EkB8. Sebuah balok bermassa 1 kg menumbuk pegas yang posisinya mendatar seperti gambar. Saat balok menumbuk pegas kecepatannya 1,5 m/s dan dapat menekan pegas sejauh 10 cm. Konstant pegas tersebut sebesar ....A. 2,25 N/m D. 15 N/mB. 22,5 N/m E. 0,15 N/mC. 225 N/m9. Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah (g = 10 m/s2) A. 200 J D. 350 JB. 250 J E. 400 JC. 300 J10. Suatu partikel bermassa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja = 2 m/s seperti pada gambar di samping. Energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya = 1 m, adalah .... (g = 10 m/s)AB1 kg1 m2 mA. 2 J D. 22 JB. 10 J E. 24 JC. 12 J11. Dua buah benda A dan B yng bermassa masing-masing m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ....A. D. B. mv2 E. C. 12. Sebuah balok es dengan massa 50 kg, pada 00C, didorong di atas papan horizontal yang juga mempunyai suhu 00C sejauh 21 m. Ternyata 25 gram es mencair karena gesekan. Jika kalor lebur es = 80 kal/g, mka besarnya koefisien gesekan adalah ....A. 0,5 D. 0,8B. 0,6 E. 0,9C. 0,7 13. Air terjun setinggi 20 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m3. Jika efisiensi generator 55% dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2, maka daya rata-rata yang dihasilkan (dalam kW) adalah ....A. 110 D. 2500B. 1100 E. 5500C. 220014. Suatu mesin melakukan usaha sebesar 3600 J setiap selang waktu 1 jam. Mesin tersebut memiliki daya sebesar ....A. 1 watt D. 10 kilowatt B. 10 watt E. 900 kilowattC. 100 wattv = 1,5 m/sm