Kumpulan Contoh Soal Hukum Newton 2 Lengkap dengan Jawaban dan Penjelasan

4.4K

Hai Quipperian, di artikel sebelumnya Quipper Blog sudah pernah membahas tentang Hukum Newton 2 beserta penerapannya. Apa sih yang kamu ingat dari hukum ini? Ya benar. Hukum Newton 2 merupakan hukum yang membahas hubungan antara gaya dan percepatan gerak benda. Agar kamu tidak lupa, yuk simak contoh soal Hukum Newton 2 berikut ini!

Contoh Soal 1

Sebuah bola bermassa 450 gram dipukul dengan gaya 2 N. Akibatnya benda yang semula diam menjadi bergerak. Percepatan gerak benda tersebut adalah ….

1. 4,4 m/s²
2. 1,3 m/s²
3. 2,7 m/s²
4. 3,8 m/s²
5. 5,4 m/s²

Pembahasan:

Diketahui:

m = 450 gr = 0,45 kg

F = 2 N

Ditanya: a =…?

Jawab:

Untuk mencari percapatan gerak bola, gunakan persamaan Hukum Newton 2 berikut ini.

Jadi, percepatan gerak bola tersebut adalah 4,44 m/s².

Jawaban: A

Contoh Soal 2

Sebuah balok kayu bermassa 5 kg diam di atas lantai yang licin. Lalu, balok kayu tersebut diberi gaya mendatar 10 N hingga bergerak. Besarnya kecepatan balok kayu setelah bergerak selama 2 s adalah ….

1. 5 m/s
2. 6 m/s
3. 4 m/s
4. 2,5 m/s
5. 3 m/s

Pembahasan:

Diketahui:

m = 5 kg

F = 10 N

t = 2 s

v₀ = 0 (diam)

Ditanya: v_t saat t = 2 s =…?

Jawab:

Mula-mula, kamu harus mencari percepatan gerak balok kayu tersebut setelah dikenai gaya 10 N.

Selanjutnya, substitusikan nilai a = 2 m/s² ke persamaan kecepatan GLBB seperti berikut.

Jadi, kecepatan balok kayu setelah bergerak selama 2 s adalah 4 m/s.

Jawaban: C

Contoh Soal 3

Sebuah benda ditarik dengan tiga gaya yang arahnya seperti gambar berikut.

Akibat adanya gaya tarikan di kedua sisinya, benda bergerak dengan percepatan 0,5 m/s². Massa benda tersebut adalah ….

1. 10 kg
2. 8 kg
3. 4 kg
4. 16 kg
5. 12 kg

Pembahasan:

Mula-mula, kamu harus mencari resultan gaya yang bekerja pada benda. Ingat, gaya merupakan besaran vektor, sehingga arah harus diperhatikan.

Besar resultan gayanya dirumuskan sebagai berikut.

Lalu, substitusikan besar resultan gaya tersebut pada persamaan Hukum Newton 2.

Jadi, massa benda tersebut adalah 16 kg.

Jawaban: D

Contoh Soal 4

Pak Rosid memiliki dua buah balok, yaitu balok x dan balok y. Kedua balok itu diletakkan di atas lantai licin dan dihubungkan dengan tali seperti gambar berikut.

Untuk memindahkan kedua balok tersebut, Pak Rosid menariknya dengan gaya 20 N. Jika massa balok x dan y berturut-turut adalah 2 kg dan 8 kg, gaya tegangan tali antara kedua balok saat ditarik adalah ….

1. 4 N
2. 5 N
3. 6 N
4. 8 N
5. 4,5 N

Pembahasan:

Diketahui:

F = 20 N

m_x = 2 kg

m_y = 8 kg

Ditanya: T =…?

Jawab:

Mula-mula, uraikan komponen gaya yang bekerja pada balok seperti berikut.

Lalu, tentukan percepatan sistemnya.

Selanjutnya, tentukan tegangan talinya dengan meninjau balok x.

Jika kamu ingin meninjau dari balok y juga bisa, caranya seperti berikut.

Jadi, gaya tegangan tali antara kedua balok saat ditarik adalah 4 N.

Jawaban: A

Contoh Soal 5

Seseorang yang massanya 65 kg berada di dalam lift yang bergerak ke bawah dengan percepatan 1,5 m/s². Besarnya gaya normal yang dikerjakan lantai lift pada kaki seseorang tersebut adalah ….

1. 425,5 N
2. 552,5 N
3. 320,5 N
4. 500,4 N
5. 338,5 N

Pembahasan:

Diketahui:

m = 65 kg

a = 1,5 m/s²

g = 10 m/s²

Ditanya: N =…?

Jawab:

Untuk memudahkanmu dalam mengerjakan soal tersebut, uraikan dahulu komponen gaya yang bekerja pada seseorang tersebut.

Gaya yang searah dengan gerak lift diberi tanda positif dan sebaliknya, lalu gunakan persamaan Hukum Newton 2. Dengan demikian:

Jadi, besarnya gaya normal yang dikerjakan lantai lift pada kaki orang tersebut adalah 552,5 N.

Jawaban: B

Contoh Soal 6

Pak Hendra yang massanya 70 kg mengendarai mobil bermassa 1.030 kg dengan kecepatan 20 m/s. Saat asyik berkendara, tiba-tiba ada sebuah HP yang terjatuh tepat 4 m di depan mobil Pak Hendra. Hal itu sontak membuat Pak Hendra kaget hingga mengerem mobilnya. Besarnya gaya pengereman minimal agar mobil Pak Hendra tidak menabrak HP tersebut adalah ….

1. 27 kN
2. 32 kN
3. 55 kN
4. 72 kN
5. 80 kN

Pembahasan:

Diketahui:

v₀  = 20 m/s

s = 4 m

v_t = 0 (berhenti)

m_H = 70 kg

m_M = 1.030 kg

Ditanya: F =…?

Jawab:

Syarat agar HP tidak tertabrak adalah mobil Pak Hendra harus berhenti tepat di depan HP tersebut. Mula-mula, tentukan dahulu percepatan mobil Pak Hendra dengan rumus GLBB berikut.

Tanda negatif artinya terjadi perlambatan akibat pengereman.

Selanjutnya, substitusikan nilai percepatan di atas pada persamaan Hukum Newton 2.

Jadi, besarnya gaya pengereman minimal agar mobil Pak Hendra tidak menabrak HP tersebut adalah 55 kN.

Jawaban: C

Contoh Soal 7

Sebuah benda didorong dengan gaya 10 N di lantai datar yang kasar dengan kecepatan 5 m/s. Jika koefisien gesek kinetis lantai tersebut adalah 0,2 dan massa bendanya 3 kg, benda akan berhenti setelah bergerak selama ….

1. 5 s
2. 10 s
3. 15 s
4. 20 s
5. 12 s

Pembahasan:

Diketahui:

v₀ = 5 m/s

μ_k = 0,2

m = 3 kg

F = 10 N

Ditanya: t =…?

Jawab:

Mula-mula, kamu harus mencari percepatan gerak benda menggunakan persamaan Hukum Newton 2.

Lalu, substitusikan nilai percepatan di atas pada persamaan GLBB diperlambat.

Jadi, benda akan berhenti setelah bergerak selama 15 s.

Jawaban: C

Contoh Soal 8

Sebuah balok bermassa 4 kg bergerak pada papan bidang miring yang kasar seperti berikut.

Sudut yang dibentuk antara papan bidang miring dan sisi mendatarnya adalah 30^o. Jika koefisien gesek kinetik antara papan dan balok adalah 0,23, percepatan gerak balok tersebut adalah ….

1. 3,2 m/s²
2. 1,6 m/s²
3. 2,5 m/s²
4. 2 m/s²
5. 3 m/s²

Pembahasan:

Diketahui:

m = 4 kg

μ_k = 0,23

θ = 30^o

g = 10 m/s²

Ditanya: a =…?

Jawab:

Mula-mula, uraikan komponen gaya yang bekerja pada sistem bidang miring tersebut.

Oleh karena tidak ada gerak benda pada sumbu-y, maka . Dengan demikian:

Dari gambar di atas terlihat bahwa benda bergerak pada komponen sumbu-x. Artinya, pada sumbu-x berlaku persamaan Hukum Newton 2.

Selanjutnya, substitusikan nilai N pada persamaan (1) ke persamaan (2).

Jadi, percepatan gerak balok tersebut adalah 2 m/s².

Jawaban: D

Contoh Soal 9

Sebuah mobil-mobilan bermassa 500 gr diam di atas lantai yang licin. Lalu, adik mendorong mobil-mobilannya tersebut dengan gaya 0,25 N. Jarak yang ditempuh mobil-mobilan setelah adik mendorongnya selama 3 s adalah ….

1. 2,25 m
2. 3,25 m
3. 1,75 m
4. 2,6 m
5. 3,12 m

Pembahasan:

Diketahui:

m = 500 gr = 0,5 kg

F = 0,25 N

t = 3 s

Ditanya: s =…?

Jawab:

Mula-mula, kamu harus mencari percepatan gerak mobil-mobilan setelah didorong adik. Dalam hal ini, gunakan persamaan Hukum Newton 2.

Selanjutnya, gunakan persamaan jarak pada GLBB.

Jadi, jarak yang ditempuh mobil-mobilan setelah adik mendorongnya selama 3 s adalah 2,25 m.

Jawaban: A

Contoh Soal 10

Dua buah balok, yaitu balok P dan balok Q, dihubungkan oleh sistem katrol seperti berikut.

Massa balok P dan balok Q berturut-turut adalah 1 kg dan 2 kg. Saat balok Q bergerak ke bawah, balok P bergerak ke kanan. Jika balok P berada di atas meja yang licin dengan massa dan gesekan katrol diabaikan, besar gaya tegangan tali pada balok Q adalah ….

1. 9,12 N
2. 8,67 N
3. 12,3 N
4. 3,25 N
5. 6,67 N

Pembahasan:

Diketahui:

m_p = 1 kg

m_Q = 2 kg

Ditanya: T =…?

Jawab:

Mula-mula, kamu harus menguraikan komponen gaya yang bekerja pada sistem katrol tersebut.

Selanjutnya, kamu bisa meninjau arah gerak baloknya. Untuk balok P, arah geraknya searah dengan sumbu-x. Artinya, tidak ada gerak pada sumbu-y. Dengan demikian:

Balok P

Sementara itu, pada balok Q arah geraknya searah sumbu-y. Dengan demikian:

Balok Q

Lalu, substitusikan nilai T pada persamaan (1) ke persamaan (2), sehingga diperoleh nilai percepatan seperti berikut.

Gaya tegangan tali bisa kamu tentukan dari salah satu balok. Coba kamu ambil balok P.

Ingat, gaya tegangan tali balok Q = gaya tegangan tali balok P.

Jadi, besarnya gaya tegangan tali pada balok Q adalah 6,67 N.

Jawaban: E

Itulah 10 contoh soal Hukum Newton 2 kali ini. Semoga bisa bermanfaat untuk kamu jadikan acuan belajar, ya. Agar belajarmu tambah semangat, yuk buruan gabung Quipper Video. Salam Quipper!