Contoh Soal Hukum Newton 2 dan Jawabannya

Hallo teman-teman semua, kali ini admin akan memberikan contoh soal hukum Newton 2 dan jawabannya. Hukum Newton 2 adalah salah satu hukum dasar dalam fisika yang ditemukan oleh Sir Isaac Newton. Hukum ini menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda akan menghasilkan percepatan pada benda tersebut. Yuk kita simak contoh soalnya!

Contoh Soal Hukum Newton 2

Sebuah benda dengan massa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N. Jika tidak ada gaya gesekan yang bekerja, maka berapa percepatan benda tersebut?

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita menggunakan rumus hukum Newton 2:

F = m x a

Dalam rumus di atas, F adalah gaya, m adalah massa, dan a adalah percepatan. Kita sudah diketahui bahwa m = 2 kg dan F = 10 N. Dengan mengganti nilai-nilai tersebut ke dalam rumus, maka kita dapat menghitung nilai a.

10 N = 2 kg x a

a = 5 m/s²

Jadi, percepatan benda tersebut adalah 5 m/s².

Contoh Soal Hukum Newton 2 dengan Gaya Gesekan

Sebuah benda dengan massa 5 kg ditarik dengan gaya 20 N ke arah kanan. Ada gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut dengan koefisien gesekan kinetik sebesar 0,4. Berapa percepatan benda tersebut?

Pembahasan:

Pertama-tama, kita harus menentukan gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut. Kita menggunakan rumus gaya gesekan:

f_g = μ x f_n

Dalam rumus di atas, f_g adalah gaya gesekan, μ adalah koefisien gesekan kinetik, dan f_n adalah gaya normal. Kita dapat menghitung gaya normal menggunakan rumus:

f_n = m x g

Dalam rumus di atas, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi, yaitu 9,8 m/s². Kita sudah diketahui bahwa m = 5 kg, sehingga:

f_n = 5 kg x 9,8 m/s² = 49 N

Sekarang kita dapat menghitung gaya gesekan:

f_g = 0,4 x 49 N = 19,6 N

Dengan mengetahui gaya gesekan, kita dapat menghitung gaya total yang bekerja pada benda tersebut:

F = 20 N – 19,6 N = 0,4 N

Sekarang kita dapat menghitung percepatan benda menggunakan rumus hukum Newton 2:

F = m x a

0,4 N = 5 kg x a

a = 0,08 m/s²

Jadi, percepatan benda tersebut adalah 0,08 m/s².

Contoh Soal dengan Gaya Gesekan yang Lebih Besar dari Gaya Tarik

Sebuah benda dengan massa 3 kg ditarik dengan gaya 10 N ke arah kanan. Ada gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut dengan koefisien gesekan kinetik sebesar 0,6. Berapa percepatan benda tersebut?

Pembahasan:

Dalam kasus ini, gaya gesekan lebih besar dari gaya tarik, sehingga benda tersebut tidak akan bergerak ke kanan. Sebaliknya, benda akan bergerak ke kiri dengan percepatan tertentu. Kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti sebelumnya:

f_g = μ x f_n

f_n = m x g = 3 kg x 9,8 m/s² = 29,4 N

f_g = 0,6 x 29,4 N = 17,64 N

F_total = 10 N – 17,64 N = -7,64 N

Percepatan benda:

a = F_total / m = -7,64 N / 3 kg = -2,55 m/s²

Jadi, benda tersebut akan bergerak ke kiri dengan percepatan 2,55 m/s².

Hukum Newton 2 dan Gerak Vertikal

Hukum Newton 2 juga berlaku untuk gerakan vertikal. Sebagai contoh, kita akan membahas gerak jatuh bebas.

Jika sebuah benda jatuh bebas, maka hanya satu gaya yang bekerja pada benda tersebut, yaitu gaya gravitasi. Gaya gravitasi ini menghasilkan percepatan pada benda tersebut, yang disebut percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi memiliki besaran sebesar 9,8 m/s².

Contoh soal:

Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian 50 m di atas tanah. Berapa waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai tanah?

Pembahasan:

Kita gunakan rumus hukum Newton 2:

F = m x a

Pada kasus ini, gaya yang bekerja hanya gaya gravitasi, sehingga:

F = m x g

Sekarang kita dapat menghitung percepatan benda:

F = m x g = 1 kg x 9,8 m/s² = 9,8 N

Percepatan benda adalah 9,8 m/s².

Sekarang kita dapat menggunakan rumus gerak jatuh bebas:

s = 1/2 x a x t²

Dalam rumus di atas, s adalah jarak yang ditempuh, a adalah percepatan, dan t adalah waktu. Kita sudah diketahui bahwa s = 50 m dan a = 9,8 m/s². Kita dapat mengganti nilai-nilai tersebut ke dalam rumus untuk mencari nilai t:

50 m = 1/2 x 9,8 m/s² x t²

t² = 10 s

t = 3,16 s

Jadi, bola tersebut akan mencapai tanah dalam waktu 3,16 detik.

FAQ 1: Apa itu Hukum Newton 2?

Hukum Newton 2 menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda akan menghasilkan percepatan pada benda tersebut. Hukum ini digunakan untuk menyelesaikan masalah dalam fisika yang berkaitan dengan gaya dan percepatan.

FAQ 2: Bagaimana cara menghitung percepatan menggunakan Hukum Newton 2?

Untuk menghitung percepatan menggunakan Hukum Newton 2, kita harus mengetahui gaya dan massa dari benda tersebut. Rumus yang digunakan adalah F = m x a, di mana F adalah gaya, m adalah massa, dan a adalah percepatan.

FAQ 3: Apa dampak dari Hukum Newton 2 dalam kehidupan sehari-hari?

Hukum Newton 2 memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada sistem rem mobil, roket, pesawat terbang, dan lain sebagainya. Hukum ini juga digunakan dalam industri dan teknologi untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan gaya dan percepatan.

FAQ 4: Apa pengaruh dari gaya gesekan dalam Hukum Newton 2?

Gaya gesekan adalah gaya yang bekerja pada benda ketika benda tersebut bergerak di atas permukaan. Gaya ini dapat mempengaruhi percepatan benda dan menyebabkan benda tersebut bergerak dengan percepatan yang lebih kecil dari yang diharapkan. Oleh karena itu, gaya gesekan harus diperhitungkan ketika menghitung percepatan menggunakan Hukum Newton 2.

Kesimpulan

Setelah membaca artikel ini, teman-teman semua dapat memahami contoh soal hukum Newton 2 dan jawabannya. Hukum Newton 2 adalah salah satu hukum dasar dalam fisika yang penting untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan gaya dan percepatan. Dalam menyelesaikan masalah, kita harus memperhitungkan gaya gesekan jika ada, karena gaya ini dapat mempengaruhi percepatan benda. Semoga artikel ini bermanfaat untuk kalian semua. Sampai jumpa kembali di artikel menarik lainnya!