A. Gaya dan Gerak Lurus
Soal No. 1
Daftar Isi
Tinjaulah sebuah balok diam bermassa 10 kg. Kemudian balok tersebut didorong dengan gaya sebesar 200 N, tetapi balok tersebut tetap diam. Jika diketahui lantai kasar dengan koefisien gesek statis μs, maka pada sistem tersebut gaya geseknya sama dengan ________ N.
Soal No. 2
Sebuah balok bermassa 2 kg yang awalnya diam ditarik oleh gaya F sebesar 12 N dan membentuk sudut θ hingga bergerak seperti pada gambar. Jika diketahui lantai kasar dengan koefisien gesek kinetis 0,2, maka nilai cos θ agar balok mencapai energi kinetik maksimum setelah bergerak sejauh 3 m adalah … .
Soal No. 3
Sebuah perahu motor bermassa m = 200 kg bergerak menyusuri danau dengan kecepatan v₀ = 72 km/jam. Pada saat t = 0 mesin perahu dimatikan. Dengan asumsi hambatan udara diabaikan, dan hambatan air sebanding dengan kecepatan perahu F = -kv (nilai k = 4 N·s/m), maka total jarak yang ditempuh perahu sejak mesin dimatikan hingga berhenti adalah ________ m.
Soal No. 4
Tinjaulah sebuah balok bermassa 5 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 10 m/s, kemudian didorong oleh gaya sebesar 100 N. Jika diketahui lantai licin, maka energi kinetik sistem 1 detik setelah didorong adalah ________ joule.
Soal No. 5
Dua buah balok identik bermassa mb = 1 kg diletakkan di atas papan panjang bermassa mp = 4 kg yang akan ditarik dengan gaya F. Koefisien gesek statik antara balok 1 dan 2 dengan papan masing-masing adalah μs1 = 0,8 dan μs2 = μs1/2, sedangkan koefisien gesek kinetiknya sama sebesar μk = 0,3. Agar kedua balok dapat bertumbukan, dan jika F minimum dan maksimum masing-masing bernilai p dan q, maka p + q adalah ________ N.
Soal No. 5
Gabungan antara gesekan udara dan hambatan udara pada seorang pengendara sepeda menghasilkan gaya sebesar F = aV, dengan V adalah kecepatannya dan a = 3 Newton-detik/m. Jika dengan tenaga maksimal, pengendara sepeda mampu menghasilkan daya penggerak sebesar 600 Watt, maka kecepatan maksimumnya di permukaan datar yang tidak ada angin adalah ________ m/s.
Soal No. 6
Setetes air hujan jatuh vertikal dalam suatu kabut, sehingga massanya bertambah. Titik air hujan tersebut tetap berbentuk bola, di mana laju pertambahan massanya sebanding dengan kecepatan dan kuadrat jari-jarinya. Tetes air hujan tersebut mula-mula jatuh tanpa kecepatan awal dengan ukuran jari-jari yang dapat diabaikan. Anggap rapat massa air hujan selalu tetap, dan percepatan gravitasi g ke bawah. Jika percepatan titik air hujan tersebut sama dengan a, maka g/a sama dengan ________.
B. Bidang Miring
Soal No. 1
Sebuah batu bata (m = 0,5 kg) yang sedang bergerak dengan kecepatan 5 m/s mulai mendaki suatu bidang miring dengan kemiringan θ = 30° terhadap bidang horizontal. Jika koefisien gesek batu bata terhadap bidang miring μ = √3/12, maka posisi batu bata terhadap posisi awal di bidang miring setelah ia mendaki selama 1,3 detik adalah ________ m.
C. Gaya dan Gerak Menggelinding
Soal No. 1
Sebuah silinder A berada di atas bidang miring balok B seperti ditunjukkan pada gambar. Jika gaya gesek antar semua permukaan diabaikan, kemiringan balok α = 30° dan agar balok B dipercepat sebesar 2 m/s², maka percepatan gerak silinder A adalah ________ m/s².
Soal No. 2
Seorang anak (m = 20 kg) duduk di atas sebuah meja datar yang dapat diputar. Meja kemudian diputar dengan kecepatan sudut sebesar 2 rad/detik. Jika koefisien gesek si anak terhadap meja 0,6, maka jarak maksimum yang ditempuh secara radial oleh si anak di atas meja tanpa slip adalah ________ cm.
Soal No. 3
Sebuah batang dengan panjang L = 4 m bermassa m₁ = 1 kg diletakkan di atas dua silinder pejal identik berjari-jari r = 80 cm dengan total massa total m₂ = 1 kg. Sistem tersebut mula-mula diam dan berada di atas bidang miring dengan sudut θ = 30°. Posisi kedua silinder hampir saling bersentuhan dan awalnya ujung bawah batang tepat ada di atas silinder depan. Jika permukaannya sangat kasar sehingga gaya-gaya gesek kedua silinder sama, maka waktu yang dibutuhkan agar ujung atas batang menyentuh silinder belakang adalah ________ s.
Soal No. 4
Sebuah kendaraan melintasi jalanan berbentuk setengah lingkaran berjari-jari R = 160 cm selama 10 detik. Jika gaya gesek udara diabaikan, maka kecepatan rata-rata kendaraan selama menempuh lintasan itu adalah ________ cm/s.
Soal No. 5
Sebuah pesawat sedang melakukan manuver dengan berputar pada trak lingkaran vertikal berjari-jari R = 500 m dengan kecepatan konstan v = 360 km/jam. Jika massa pilot m = 70 kg, maka berat pilot minimum yang akan terukur adalah ________ N.
Soal No. 6
Tinjau sebuah kubus dengan sisi R. Kemudian 7 buah massa identik m ditempatkan pada titik sudut kubus sehingga menyisakan satu titik kubus yang tidak berisi massa. Jika energi potensial gravitasi sistem tersebut dapat dituliskan dalam bentuk:
\[U_{grav}=-\frac{Gm^2}{R}[a+\frac{b}{\sqrt 2}+ \frac{c}{\sqrt 3}]\]Maka nilai a + b + c = __________