syukron...telah masuk keblog ana...

syukron...telah masuk keblog ana...
" berusahalah... meskipun itu berat..
tapi percayalah ....
ada balasan yang indah dari setiap keringat yang menetes dari usaha itu..."

Jumat, 02 Desember 2011

contoh soal Kinematika dan dinamika




PERTANYAAN :
  1. Sebuah Balok Kayu bermassa 5,0 Kg berada pada lantai horizontal, koofisien gesekan static antara balok dan lantai adalah µs = 0,40   dan koofisien gesekan knetiknnya adalah µk          = 0,25. percepatan gravitasi bumi g= 9,8 m/s2. Apakah balok tersebut bergerak jika gaya luar horizontal sebesar a ) F = 10 N ( b ) F = 15 N ( c ) F = 25 N. diberikan pada balok itu ? jika balok itu bergerak, beberapa percepatan yang dialaminya ?

JAWABAN

  1. Diketahui  :     m         = 5,0 Kg
µs        = 0,40
µk        = 0,25
g          = 9,8 m/s2
            Menurut Hukum II Newton
                                    Fg-Fn  = 0
                                    Fn = Fg " Fg = m.g = 5,0 Kg . 9,8 m/s2  = 49 N
                                    Maka : Fn = 49 N
           
            Tanya  : a ) Apakah Balok Bergerak Jika :
a.       F = 10 N
b.        F = 15 N
c.         F = 25 N
  b ) Percepatan ( a ) = …..?

            Jawab : a ) Ff ( Kinetis ) = µk.FN
                                                    = 0,25 . 49 N
                                                    = 12,25 N

                               Ff ( Statis )   = µs.FN
                                                    = 0,40 . 49 N
                                                    = 19,6 N

            Benda mulai bergerak saat :
                        Feks > Ff ( Statis )

            Maka Untuk :
a)      Feks = 10 N " Benda tidak bergerak
b)      Feks = 15 N " Benda bergerak
c)      Feks = 25 N " Benda bergerak
            
b. Untuk benda yang bergerak :
            F = 15 N
            F = m.a
            Feks – Ff = m.a
15 N – 19,6 N = 0,5 Kg.a
-4,6 N = 0,5 Kg.a
a          = -4,6 N
                                        0.5 Kg
                                    = -9,2 m/s2
                ( Percepatan Negatif " Gerak diperlambat )
           
                        F = 25 N
                        F = m.a
                        Feks – Ff ( Kinetis ) = m.a
                        25 N – 19,6 N = 0,5 Kg . a
                        5,4 N = 0,5 Kg . a
                        a = 5,4 N
                              0,5 Kg
                         = 10,8 m/s2


PERTANYAAN :
  1. Sebuah tikungan jalan raya mempunyai jari – jari kelengkungan 100 m. berapa derjad kemiringan jalan pada tikungan seharus nya dirancang agar kendaraan dengan 76 km/jam dapat lewat dengan aman ?, percepatan grafitasi g = 9,80 m/s2 

JAWABAN :

  1. Diket : r  = 100 m
V =  76 Km/Jam = 21,11 m/s
G = 9,8 m/s2 

            Tanya : 0 = …..?

            Jawab : V2 = r .g . tan 0
                        = 100 m . 9,8 m/s2 . tan 0
                        Tan 0 = V2
                                      980 m2/s2
                                           = (21,11 ( m/s )2
                                                  980 m2/s2
                                           = 0,45
                        0 = arc tan 0,45
            Jadi , Sudut kemiringan jalan : 0,45


PERTANYAAN :

  1. Hitunglah usaha yang dilakukan oleh seorang pendaki gunung terhadap ransel 20,0 Kg yang digendongnya, ketika dia mendaki bukitsampai ketingging 40,0m percepatan gravitasi g = 9,80 m/s2  !,

JAWABAN :

  1. Diket   :          mr        = 20 Kg
                              h          = 40,0 m
                              g          = 9,8 m/s2
        Tanya : w = …..?
     
Jawab :            w         = m.g.h
                                          = 20,0 Kg . 9,8 m/s2. 40 m
                                          = 7840 Kg m2/s2
Jadi , Usaha yang dilakukan 7480 Kg m2/s2
         
PERTANYAAN :

  1. Sebuah motor dengan daya keluaran 20 kW, digunakan pada lift dalam bangunan lima tingkat, jika massa total lift dan beban adalah 1000kg dan percepatan gravitasi g = 9,80 m/s2 , berapa waktu minimum yang dilakukan untuk mengangkat lift setinggi 40m ?

JAWABAN :

  1. Diket : p = 20 Kw = 20.000 w
M = 1.000 Kg
g   = 9,8 m/s2
h = 40 m

            Tanya : t = …..?

            Jawab : p         = w = m.g.h
                                         t             t
                        t           = m.g.h
                                        p

                                    = 1.000 kg . 9,8 m/s2.49 m
                                                20.000 w
                                    = 19,6 s
                                    Jadi , waktu minimum yang dibutuhkan : 19,6 s
           

PERTANYAAN :

  1. Taksirlah  energi kinetic yang diperlukan seorang atlit loncat galah bermassa 50,0 kg, agar ia tepat melewati palang mistar setinggi 6,0 m, anggaplah pusat massa atlet itu mula – mula berada 0,80 m diatas tanah dan tinggi maksimum yang dicapai tepat pada ketinggian palang mistar. Percepatan gravitasi g = 9,80 m/s2 !

JAWABAN :

  1. Diket : m = 50,0 Kg
Y2 = 6,0 m
Y1 = 0,80 m
g    = 9,8 m/s2

Tanya : Ek = …..?

Jawab : Ek = 1 mv2
                      2
∆Ek + ∆Ep = 0
∆Ek = - ∆Ep
∆Ep = m.g ( y2-y1 )
         = 50,0 Kg ( 6,0 m – 0,80 m ) – 9,8 m/s2
         = 2548 kg m2/s2
∆Ek = -2548 kg m2/s2

Jadi ,besar energi kinetic = -2548 Nm


PERTANYAAN :

  1. Sebuah gerbong bermassa 80.000kg, bergerak dengan laju konstan 25,0 m/s, dan menumbuk gerbong identik lain, yang mula – mual diam. Jika dua gerbong itu tergandeng setelah tumbukan, hitunglah laju bersama dua gerbong itu setelah tumbukan, hitunglah laju bersama dua gerbong itu setelah tumbukan !

JAWABAN :

  1. diketahui         m1        = 80.000 Kg = m2
v1         = 25,0 m/s
v2         = 0
            Tanya              v1’=v2’ =
Jawab              : Menurut Hukum kekelan momentum yang bisa dijabarkan
  sebagai berikut :
 m1 v1 + m2 v2  = m1v1 + m2v2
 m1 = m2  , v1’ = v2’ = v’
 m (v1 + v2 ) = m (v1  +  v2  )
                               v1  +  v2    =  v’  +  v’
                                         v1  +  v2   = 2 v’
                               25,0 m/s +0  = 2 v’
                               V’ = 12,5 m/s
Sehingga laju bersama dua gerbong setelah tumbukan 12,5 m/s


PERTANYAAN :

  1. Sebuah  bola bilyard bermassa m sedang bergerak dengan laju v bertumbukan adu – kepala dengan bola bilsyard identik lainnya yang mula – mula diam ( v2 = 0 ) jika tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting, hitunglah laju bola bilyar masing – masing setelah tumbukan. !

JAWABAN :

  1. Diket   :           m1 = m2  = m
v1  =  v
v2  = 0
            Tanya  : 01’ , v2          = …….  ?
            Jawab  : karena tumbukan lenting :
                        ½  m1 v1 2  + ½ + m2 v2 2  =   ½  m1 v1 2  ½ + m2 v2 2 
                        ½  m1 ( v1 2  -  v2 2 )  =   ½  m2 ( v2 2 - v2 2 )
 v1 2  -  v2 2   =   v2 2 - v2 2
v – v12 = v22 – 0
maka :
v2 +  v1 2 = v
sehingga :
v1 2  =   v - v2 2
v2 2   =   v - v1 2


PERTANYAAN :

  1. Sebuah  pahat menempel pada gerndra mempunyai diameter 20 cm sedang, pahat tersebut ditekan dengan komponen gaya tangensial pada tepi geridra sebesar 3,0 N. hitunglah torka yang dilakukan pahat terhadap gerinda !

JAWABAN :

  1. diket    :  d = 20 cm  = 0,2 m
  f = 3,0 N
            tanya   : r …….?
            jawab  : r  = F. L
                          L = r = ½ d = 0,1 m
                          R = 3,0 N . o,1 m 
                        = 0,3 Nm
            Jadi torka yang dilakukan pahat terhadap gerinda adalah : 0,3 Nm


PERTANYAAN :

  1. Sebuah  mesin menghasilkan daya listrik keluaran 200 W, jika efisiensi mesin itu 98% hitunglah daya masukannya !

JAWABAN :

  1. Diket   = P2     = 200 W
π = 98 %
            Tanya  =P1 = ….?
Jawab  = π = P keluaran x 100 %
                       P Masukan
            = P2 . 100%
                P1
                  98 % = 200 W x 100 %
                                  P1
                        98 %   = 200 W
100 %      P1
P1         = 20000 W
                    98
P1           = 204, 08 W
Maka didapatlah daya masukan mesin sebesar 204, 08 W


PERTANYAAN :

  1. Sebuah  Linggis panjangnya 1,00 m digunakan untuk mengankat batu bermassa 300 kg. Seorang pekerja memberikan gaya kebawah sebesar 735 N. jika percepatan gravitasi g = 9,80 m/s2 dimanakah balok penumpu harus diletakan ?

JAWABAN :

  1. Diket   = Lk + Lb  = 1, 00 m
    m  = 300 Kg
    Fk = 735 N
    g    = 9,8 M/s2

            Tanya  Lb ….. ?
Jawab  :  Fb  = m . g = 300 Kg . 9,8 M/s2
                                    = 2940 N
Sehingga dapat diambil keuntungan mekanisnya :
Km =   Fb  =    Lk
            Fk        Lb
                        2940 N  = Lk
                         735 N =  Lb
                        Lk = 4 Lb
            Lk + Lb  = 1,00 m
            4 Lb + Lb = 1,00 m
                        Lb = 0,20 m

Maka kita harus memasang balok penumpu 0,20 m dari batu untuk mendapat keuntungan mekanisnya.


PERTANYAAN :

  1. Sebuah  peti besi bermassa 100 kg akan dinaikan ke dalam bak truk setinggi 1,2 m, dari tanah. Papan sepanjang 4,0 m disediakan untuk mendorong peti besi itu, yang dipasang sebagai lereng mering antara truk dan tanah. Jika gesekan diabaikan dan percepatan  gravitasi bumi g = 9,80 m/s2 berapa gaya yang diperlukan untuk mendorong peti besi tersebut kedalam bak truk

JAWABAN :

  1. Diket   : m = 100 Kg
  h  = 1,2 m
  L  = 4,0 m
 g   = 9,8 M/s
Tanya : Fb  =  L
            Fk        h
            Fb        = m . g
                        = 100 Kg . 9,8 M/s

            Fk        = Fb – h
                                L
                        = 980 N . 1,2 m
                                  4,0 m
                        = 294 N
Jadi Gaya yang diperlukan untuk mendorong peti besi : 294 N

PERTANYAAN :

  1. Sebuah  katrol tunggal setiap digunakan untuk mengangkat beban dari dalam sumur, Jika anda menarik tali katrol dengan gaya 480N untuk mengangkat beban dengan laju tetap, berapa daya yang akan anda lakukan untuk mengangkat beban itu setinggi 10,0 m dalam waktu 60,s

JAWABAN :

  1.  Diket  :           F = 480 N
h = 10,0 m
t  =  60 s
            Tanya  : P ……?
            Jawab  : P  =   W
                                     t
                          W      = m. g . h
                                    = F . h
                                    = 480 N . 10,0 m
                                    = 4800 Nm
                        P          = 4800 Nm
                                            60 s
                                    = 80 Nm/s   = 80 Watt
                        Jadi daya yang diperlukan untuk mengangkat beban sebesar 80 Watt.



Tidak ada komentar: