Latihan Fisika Kelas X Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel
# 9
Pilgan

Benda bermassa 4 kg dari keadaan diam dipercepat dengan gaya konstan sebesar 8 N. Jika percepatan gravitasi gg = 10 m/s2, maka waktu yang dibutuhkan gaya tersebut agar benda bergerak dengan energi kinetik sebesar 200 J adalah ....

A

5 s

B

4 s

C

3 s

D

2 s

E

1 s

Pembahasan:

Diketahui:

Massa benda mm = 4 kg

Gaya konstan FF = 8 N

Percepatan gravitasi gg = 10 m/s2

Energi kinetik EKEK = 200 J

Ditanya:

Waktu t=t=?

Dijawab:

Karena benda bergerak dnegan kecepatan tertentu, maka berlaku hukum II Netwon. Mula-mula menentukan percepaan benda melalui persamaan hukum II Newton sebagai berikut.

F=maF=ma

a=Fma=\frac{F}{m}

a=84a=\frac{8}{4}

a=2a=2 m/s2

Selanjutnya menentukan kecepatan akhir benda melalui persamaan energi kinetik. Energi kinetik merupakan energi yan dimiliki oleh benda yang bergerak dan dirumuskan dalam persamaan berikut.

EK=12mv2EK=\frac{1}{2}mv^2

Sehingga diperoleh persamaan berikut.

v=2EKmv=\sqrt{\frac{2EK}{m}}

v=2(200)4v=\sqrt{\frac{2\left(200\right)}{4}}

v=4004v=\sqrt{\frac{400}{4}}

v=100v=\sqrt{100}

v=10v=10 m/s

Setelah diperoleh nilai kecepatan benda, maka dapat dihitung waktu gerak benda melalui persamaan GLBB berikut.

vt=v0+atv_t=v_0+at

at=vtv0at=v_t-v_0

t=vtv0at=\frac{v_t-v_0}{a}

t=1002t=\frac{10-0}{2}

t=102t=\frac{10}{2}

t=5t=5 s

Jadi, waktu yang dibutuhkan gaya tersebut agar benda bergerak dengan energi kinetik sebesar 200 J adalah 5 s.