Latihan Fisika Kelas X Hukum-Hukum Newton
# 5
Pilgan

Suatu lokomotif (kepala kereta api) yang bermassa 6.000 kg mampu menarik gerbong penumpang yang bermassa maksimum 30.000 kg dengan percepatan 1,5 m/s2. Jika lokomotif tersebut digunakan untuk menarik gerbong minyak yang bermassa 12.000 kg, maka percepatan kereta adalah ....

A

2,0 m/s2

B

2,5 m/s2

C

3,0 m/s2

D

4,5 m/s2

E

5,0 m/s2

Pembahasan:

Diketahui:

Massa lokomotif mLm_{\text{L}} = 6.000 kg

Peristiwa 1

Massa gerbong penumpang mpm_{\text{p}} = 30.000 kg

Percepatan 1 a1a_1 = 1,5 m/s2

Peristiwa 2

Massa gerbong minyak mmm_{\text{m}} = 12.000 kg

Ditanya:

Percepatan 2 a2=a_2=?

Dijawab:

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=ΣFm     atau      ΣF=maa=\frac{\Sigma F}{m}\ \ \ \ \ \text{atau}\ \ \ \ \ \ \Sigma F=ma

Mula-mula menentukan besar gaya yang bekerja pada kereta berdasarkan peristiwa 1 dengan menggunakan persamaan hukum II Newton.

F=ΣmaF=\Sigma ma

F=(mL+mp)aF=\left(m_{\text{L}}+m_{\text{p}}\right)a

F=(6.000+30.000)(1,5)F=\left(6.000+30.000\right)\left(1,5\right)

F=(36.000)(1,5)F=\left(36.000\right)\left(1,5\right)

F=54.000F=54.000 N

Selanjutnya menentukan percepatan kereta pada peristiwa 2 dengan menggunakan persamaan hukum II Newton.

F=ΣmaF=\Sigma ma

F=(mL+mm)aF=\left(m_{\text{L}}+m_{\text{m}}\right)a

a=FmL+mma=\frac{F}{m_{\text{L}}+m_{\text{m}}}

a=54.0006.000+12.000a=\frac{54.000}{6.000+12.000}

a=54.00018.000a=\frac{54.000}{18.000}

a=3,0a=3,0 m/s2

Jadi, percepatan kereta adalah 3,0 m/s2.