Soal dan Pembahasan fisika Usaha dan Energi kelas xi

Soal dan Pembahasan fisika Usaha dan Energi kelas xi

1. Perhatikan grafik. Usaha dilakukan benda yang mendapat gaya F sehingga berpindah sejauh 10 m adalah …. 

a.  50  joule                b. 200 joule         c. 100 joule             d. 250 joule             e.150 joule

Penyelesaian :

Diketahui :   S1 =  5       F1= 20 N

                   S2 = 10      F2= 20 N

Ditanya : W....?

     W  =  w2 – w1  =  (20 x 10)  -  (20 x 5)

                            =  200 – 100  = 100 joule                                                                       

2.  Besarnya usaha yang dilakukan gaya F, jika benda berpindah sejauh 20 m adalah ….. (lihat gambar)

 a.       1000 joule                             c. 1600 joule                     e. 2000 joule

 b.       1200 joule                             d. 1800  joule   

Penyelesaian :

 Diketahui : s = 20 m

                   F = 100 N

                   Θ = 37⁰

Ditanya : W....?

            W = F . S . cos θ

                = 100  .  20  cos 37

                =  1600 joule

3. Benda massa m dan bergerak dengan kelajuan v maka benda dikatakan memiliki …..

a.       energi potensial                              c.    energi total.                          e.   energi gerak 

b.       energi kinetik                                  d.    energi panas.

Penyelesaian :

Diketahui rumus energi kinetik adalah  ; Ek = ½ m.v²

Jadi, jika benda memiliki massa (m) dan kelajuan (v) maka benda tersebut dikatakan memiliki energi kinetik.

4. Benda massa 100 gram digantungkan pada pegas, kemudian disimpangkan sejauh 10 cm. Jika konstanta pegas 2 N/m, maka  besarnya energi kinetik benda saat simpangannya 6 cm adalah ….

Penyelesaian :

Diketahui : m = 100 gr = 0,1 kg

                  k = 2 N/m

                 x = s=h= 10 – 6 = 4 cm = 0,04 m

Dtanya : energi kinetik : Ek ....

Ingat rumus hubungan usaha dengan energi adalah  W = Ep + Ek

Maka, Ek = W  - Ep

Dicari dulu Ep nya

Ep = m . g h 

     = 0,1 . 10 . 0,06 = 0,06 joule

Dicari W

W = ½ . k x  = ½ . 2 . 0,1 = 0,1 joule

 Ek = 0,1 joule – 0,06 joule = 0,04 joule = 4 .10^-2.

5. Simpangan sebagai fungsi waktu, benda yang melakukan gerak harmonic memenuhi persamaan                    Y ( t ) = ( 15 Sin 10 π t ) cm, maka amplitude dan frekuensi gerak harmonic tersebut. ….

a.       15 cm dan   3,14 hertz.                               d. 15 cm dan 15 hertz.  

b.       15 cm  dan   5,0  hertz.                               e. 15 cm dan 31,4 hertz.   

c.       15 cm  dan   10   hertz.          

Penyelesaian :

Diketahui : Y ( t ) = ( 15 Sin 10 π t ) cm

Persamaan dasar  : y = A sin ω.t                                    (ingat ω = 2 π f)

                                y = A sin 2 π f t

                                y = 15 sin 2 π 5 t 

sehingga, diperoleh Amplitudo (A) = 15 cm  dan Frekuensi (f) = 5 Hertz