ENERGI DAN USAHA – 6

Bahan ajar IPA – Fisika untuk kelas VIII SMP. Terdiri dari 10 soal yang dilengkapi dengan penyelesaiannya.

 

Soal : 1
Pedagang es cendol mendorong gerobak dengan gaya tetap 500 N sejauh 1 km. Usaha yang dilakukan untuk memindahkan gerobak adalah …
a.    500 000 J
b.   5 000 J
c.    500 J
d.   50 J
 
Pembahasan :

 

Diketahui,

Gaya tetap, F = 500 N

Perpindahan, s = 1 km = 1000 m

 

Ditanya,
Usaha, W = … ?
 
Peny,

 

ó W = F.s

ó W = 500 x 1000

ó W = 500 000 J

 

Kunci : a

 

Soal : 2

Gaya horizontal sebesar 30 N mendorong benda bermassa 75 kg di atas lantai sehingga bergeser sejauh 15 m. Besar usaha yang terjadi adalah …

a.    150 J

b.   450 J

c.    775 J

d.   2.250 J

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Gaya horizontal, F = 30 N

Mass benda, m = 75 kg

Perpindahan, s = 15 meter

 

Ditanya,

Usaha, W = … ?

 

Peny,

 

ó W = F.s
ó W = 30 x 15
ó W = 450 J

 

Kunci : b
 
Soal : 3

Ahmad mendorong sebuah benda dengan gaya dorong sebesar 10 N sehingga benda bergeser searah dengan arah dorongan. Usaha yang dilakukan Ahmad terhadap benda sehingga bergeser sejauh 10 cm sama dengan …

a.    1 J

b.   10 J

c.    20 J

d.   100 J

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Gaya dorong, F = 10 N

Perpindahan, s = 10 cm = 0,1 m

 

Ditanya,
Usaha, W = … ?
Peny,

 

ó W = F.s
ó W = 10 x 0,1
ó W = 1 J

 

Kunci : a

 

Soal : 4

Seorang anak mengangkat sebuah batu dengan berat 75 N hingga mencapai ketinggian 2 m. Usaha yang dilakukan anak tersebut adalah …

a.    35 J

b.   73 J

c.    77 J

d.   150 J

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Berat benda, w = 75 N

Ketinggian, Δh = 2 m

 

Ditanya,

Usaha angkat batu, W = … ?

 

Peny,

 

ó W = ΔEP
ó W = EP₂ – EP₁
ó W = mgh₂ – mgh₁
ó W = mg (h₂ – h₁)
ó W = mgΔh

ó W = w.Δh

ó W = 75 x 2

ó W = 150 J

 

Kunci : d

Soal : 5

Jika sebuah benda dengan berat 25 N jatuh dari ketinggian 2 m, besar usaha yang terjadi adalah …

a.    1,25 J

b.   2,00 J

c.    5,00 J

d.   50,0 J

 

Pembahasan :

 

Diketahui, Benda jatuh

Ketinggian awal, h₁ = 2 m

Ketinggian akhir, h₂ = 0 m

Berat benda, w = 25 N

 

Ditanya,

Usaha, W = … ?

 

Peny,

 

ó W = ΔEP

ó W = mgh₂ – mgh₁

ó W = mg(h₂ – h₁)

ó W = w.(h₂ – h₁)

ó W = 25.(0 – 2)

ó W = - 50 J

 

Kunci : d  

 

Soal : 6

Gaya sebesar 50 N bekerja pada sebuah benda sehingga benda berpindah searah gaya. Jika gaya tersebut melakukan usaha sebesar 500 J, benda telah berpindah sejauh …

a.    0,1 meter

b.   0,5 meter

c.    5,0 meter

d.   10 meter

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Gaya, F = 50 N

Usaha, W = 500 J

 

Ditanya,

Perpindahan, s = … ?

 

Peny,

 

ó W = F. s

ó 500 = 50 x s

ó s = 10 meter

 

Kunci : d

 

Soal : 7

Sebuah gaya melakukan usaha sebesar 60 J pada suatu benda sehingga benda berpindah sejauh 5 meter searah gaya. Besar gaya tersebut adalah …

a.    6 N

b.   12 N

c.    30 N

d.   300 N

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Usaha, W = 60 J

Perpindahan, s = 5 meter

 

Ditanya,

Gaya yang bekerja, F =… ?

 

ó W = F . s

ó 60 = F x 5

ó F = 12 N

Kunci : b

 

Soal : 8

Seseorang mengerahkan gaya ototnya dalam arah mendatar untuk mendorong sebuah peti sehingga peti berpindah sejauh 5 meter. Jika orang tersebut melakukan usaha 1.600 J, besar gaya otot adalah …

a.    60 N

b.   150 N

c.    240 N

d.   320 N

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Usaha, W = 1.600 J

Perpindahan, s = 5 meter

 

Ditanya,

Gaya otot, F = … ?

 

Peny,

 

ó W = F. s

ó 1.600 = F x 5

ó F = 320 N

 

Kunci : d

 

Soal : 9

Usaha yang dilakukan untuk mengangkat benda sehingga ketinggiannya bertambah akan mengakibatkan meningkatnya … benda.

a.    Energi potensial gravitasi

b.   Energi kinetik

c.    Energi kalor

d.   Energi kimia

 

Kunci : a

 

Soal : 10

Gaya mendatar 50 N menggerakkan balok di atas meja dengan kelajuan konstan 2 m/s. Besar usaha yang dilakukan gaya terhadap balok selama 6 detik adalah …

a.    100 J

b.   150 J

c.    300 J

d.   600 J  

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Gaya mendatar, F = 50 N

Kelajuan, v = 2 m/s

Waktu, t = 6 detik

 

Ditanya,

Usaha, W = … ?

 

Peny,

 

Langkah pertama sekali kita cari perpindahan, s.

ó s = v x t

ó s = 2 x 6

ó s = 12 meter

 

Langkah kedua (langkah terakhir)

ó W = F.s

ó W = 50 x 12

ó W = 600 J

 

Kunci : d