Bank Soal Fisika SMA Hukum-Hukum Newton

Diketahui:

Massa mobil $m$ = 2 ton = 2.000 kg

Kecepatan awal mobil $v_0$ = 20 m/s

Kecepatan akhir mobil $v_t$ = 0 m/s $\rightarrow$ karena mobil berhenti

Perpindahan mobil $\Delta x$ = 800 m

Ditanya:

Gaya yang diberikan agar mobil berhenti $F=$?

Dijawab:

Mobil yang direm dianggap mengalami gerak lurus dengan perlabatan tetap sehingga memenuhi persamaan GLBB. Persamaan GLBB yang digunakan adalah sebagai berikut.

$v_t^2=v_0^2+2a\Delta x$

Sehingga, perlambatan mobil adalah sebagai berikut.

$v_t^2=v_0^2+2a\Delta x$

$2a\Delta x=v_t^2-v_0^2$

$a=\frac{\left(v_t^2-v_0^2\right)}{2\Delta x}$

$a=\frac{\left(\left(0\right)^2-\left(20\right)^2\right)}{2\left(800\right)}$

$a=\frac{\left(0-400\right)}{1.600}$

$a=\frac{-400}{1.600}$

$a=-0,25$ m/s²

Tanda negatif menunjukkan bahwa mobil mengalai perlambatan.

Selanjutnya, untuk menentukan gaya rem yang diberikan kepada mobil agar berhenti dapat menggunakan persamaan hukum II Newton. Berdasarkan hukum II Newton, percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis, persamaan hukum II Newton adalah sebagai berikut.

$a=\frac{\Sigma F}{m}\ \ \ \ \ \text{atau}\ \ \ \ \ \ \Sigma F=ma$

Sehingga, gaya rem yang diberikan kepada mobil agar berhenti adalah sebagai berikut.

$F=ma$

$F=\left(2.000\right)\left(-0,25\right)$

$F=-500$ N

Tanda negatif menunjukkan arah gaya rem yang diberikan yang berlawanan dengan arah gerak mobil.

Jadi, besar gaya rem yang harus diberikan kepada mobil agar berhenti tepat di trafic light adalah sebesar 500 N.