Latihan Soal - Fisika Dasar 1. Energi potensial dari sebuah partikel

Latihan Soal - Fisika Dasar
1. Energi potensial dari sebuah partikel bermassa m diberikan oleh U = −mgx + 21 kx2 . Carilah gaya
yang bekerja pada partikel tersebut!
2. Balok A dengan massa 4 kg bergerak dengan kelajuan 2 m/s sedangkan balok B dengan massa 8 kg
bergerak dalam arah berlawanan dengan kecepatan 3 m/s. CArilah kecepatan pusat massa dari kedua
balok tadi!
3. Dua anak, yang pertama dengan massa 40 kg dan yang kedua bermassa 60 kg, berdiri pada permukaan
licin dan saling memegang ujung-ujung tali yang panjangnya 10 m. Kedua anak tadi kemudian saling
menarik sepanjang tali. Ketika akhirnya keduanya bertemu, maka berapa jauh anak yang beratnya 60
kg telah bergerak?
4. Sebuah senapan bermassa M yang awalnya diam relatif terhadap tanah, menambakkan sebuah peluru
yang massanya m dan kecepatannya v (relatif terhadap tanah). Setelah menembakkan, berapa kecepatan senapan terhadap tanah?
5. Sebuah karung batubara dijatuhkan pada sebuah kereta barang bermassa 2000 kg yang awalnya bergerak dengan kecepatan 3 m/s seperti diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Setelah karung jatuh
di kereta, berapakah kecepatan kereta sekarang?
6. Sebuah roket terbang di angkasa luar dengan kecepatan 2500 m/s dan melepaskan bahan bakar dengan
kelajuan 100 kg/s. Bila kelajuan bahan bakar ketika meninggalkan roket adalah 1500 m/s relatif
terhadap roket, maka berapakah gaya dorong roket?
7. Sebuah peluru bermassa 3 gr bergerak horizontal dengan kecepatan 400 m/s menabrak sebuah balok
kayu bermassa 3 kg, yang awalnya diam di atas meja yang licin. Setelah menabrak, peluru bersarang
di dalam balok kayu. Berapakah kelajuan balok setelah tumbukan tadi?
8. Sebuah benda yang massanya sangat besar bergerak dengan kecepatan 10 m/s menabrak sebuah benda
yang massanya sangat kecil yang mula-mula dalam keadaan diam. Benda yang massanya kecil setelah
tumbukan bergerak dalam arah gerak awal benda yang massanya sangat besar. Bila tumbukannya
elastik. maka berapa kecepatan benda yang massanya sangat kecil?
9. Sebuah roda awalnya berotasi dengan kecepatan rotasi 20 rad/s dan memiliki percepatan sudut konstan. SEtelah 9 detik roda tadi sudah berotasi sejauh 450 rad. Maka percepatan sudutnya adalah...?
10. Sebuah roda berputar dengan kelajuan sudut 27 rad/s dan mengalami perlambatan sebesar 3 rad/s2 .
Berapa lama Roda tersebut akan berputar?
11. Sebuah benda bermassa m diikat pada seutas tali pada sebuah bidang licin seperti tampak pada
gambar. Tali tersebut ditarik dengan suatu gaya tetap sedemikian sehingga benda berputar melingkar
1
Figure 1: Gambar soal no. 11
dengan jari-jari tetap R dan energi kinetik mula-mula E0 . Tali kemudian perlahan-lahan ditarik
sehingga jari-jari lintasan lingkaran menjadi setengahnya. Berapa besar usaha yang dilakukan selama
proses ini.
12. Sebuah balok diberi kecepatan awal v sehingga bergerak ke atas sepanjang bidang miring dengan
kemiringan θ. Setelah mencapai ketinggian tertentu, balok berhenti lalu turun ke bawah. Bila koefisien
gesek kinetik balok dan permukaan bidang miring adalah µk berapakah kecepatan balok ketika kembali
ke tempat semula?
Figure 2: Gambar soal no. 13
13. Sebuah benda bermassa m mulai dari keadaan diam pada posisi yang ditunjukkan pada gambar.
Benda ini bergerak sepanjang lintasan yang licin dan loop yang radiusnya R. Berapakah nilai minimal
y supaya benda tidak terlepas dari lintasan?
2