7 Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada di titik M adalah . a. E p :E k =1:3 b. E p :E k =1:2 c. E p :E k =2:1 d. E p :E k =2:3 e. E p :E k =3:2 8. Gambar4.3 Diagram gaya pada benda yang berada di atas bidang miring. 4.3 Aplikasi Hukum Newton. Untuk lebih memahami penerapan hukum-hukum Newton mari kita lihat. aplikasinya dalam beberapa contoh berikut ini. Benda di atas bidang datar. Benda bermassa m di atas bidang datar yang licin ditarik dengan gaya F seperti tampak. pada Gbr 4.4. Gambar9.1 Benda bermassa m ditempatkan di ujung tongkat tak bermassa. Salah satu ujung tongkat menjadi sumbu putar. r = 0,25 m r = 0,25 m L = 0,5 m L = 0,5 m. Gambar 9.10. Karena sumbu rotasi berada di ujung batang, ma ka momen inersia terhadap sumbu rotasi adalah Berapa laju bola pejal yang dilepaskan dari keadaan diam di puncak Ketikabenda berada pada simpangan sejauh -x atau +x, EM = EP. Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada Bidang Miring Misalnya sebuah benda diletakan pada bidang miring sebagaimana tampak pada gambar di atas. pada analisis ini kita menganggap permukaan bidang miring sangat licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Sebuahbalok bermassa 2 kg mula-mula diam dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari R. kemudian balok meluncur pada bidang datar dan berhenti di titikB yang berjarak 3 m dari titik awal bidang datar A. jika bidang lengkung tersebut licin sedangkan gaya gesek antara balok dan bidang datar sebesar N, maka R Vay Tiền Trả Góp 24 Tháng. PembahasanDiketahui m = m E P 0 ​ = E 0 ​ h 0 ​ = h h P ​ = 4 1 ​ h Ditanya E K P ​ = ... ? Penyelesaian Energi Potensial mula-mula EP = m g h 0 ​ E 0 ​ = m g h h = m g E 0 ​ ​ Hukum kekekalan energi E P P ​ + E K P ​ = E P 0 ​ + E K 0 ​ m g h P ​ + E K P ​ = E 0 ​ + 0 E K P ​ = E 0 ​ − m g 4 1 ​ h E K P ​ = E 0 ​ − 4 1 ​ m g . m g E 0 ​ ​ E K P ​ = E 0 ​ − 4 1 ​ E 0 ​ E K P ​ = 4 3 ​ E 0 ​ Dengan demikian, energi kinetik dimiliki benda saat di titik P adalah 4 3 ​ E 0 ​ . Oleh karena itu, jawaban yang tepat adalah Ditanya Penyelesaian Energi Potensial mula-mula Hukum kekekalan energi Dengan demikian, energi kinetik dimiliki benda saat di titik P adalah . Oleh karena itu, jawaban yang tepat adalah D. Soal no. 14 Perhatikan gambar berikut ini! Seorang penari es sketting sedang berputar di atas lantai es dengan posisi tangan menyilang di dada sehingga memiliki kecepatan sudut $\omega $. Kemudian ia merentangkan kedua tangannya hingga kecepatan sudutnya menjadi $0,5\omega $. Perbandingan energi kinetik rotasi saat tangan menyilang dan saat tangan terentang adalah … Pembahasan Misalkan energi kinetik rotasi saat tangan menyilang dinyatakan dengan $${E_o} = {\textstyle{1 \over 2}}{I_o}\omega _o^2$$ dan energi kinetik rotasi setelah tangan terentang dinyatakan dengan $${E_1} = {\textstyle{1 \over 2}}{I_1}\omega _1^2$$ sehingga $$\frac{{{E_o}}}{{{E_1}}} = \frac{{{\textstyle{1 \over 2}}{I_o}\omega _o^2}}{{{\textstyle{1 \over 2}}{I_1}\omega _1^2}} = \frac{{{I_o}{\omega ^2}}}{{{I_1}{{\left {0,5\omega } \right}^2}}} = \frac{{{I_o}}}{{0,25 \cdot {I_1}}}$$ Dalam kasus penari sketting ini, berlaku hukum kekekalan momentum sudut. Yakni, momentum sudut penari saat posisi tangan menyilang di dada sama dengan momentum sudut penari saat dia merentangkan tangannya. Misalkan momentum sudut penari saat tangannya menyilang di dada adalah Io dan momentum sudut saat tangan direntangkan adalah I1 maka $${L_o} = {L_1}\ \ \Rightarrow \ \ {I_o}{\omega _o} = {I_1}{\omega _1}\ \ \Rightarrow\ \ {I_o}\omega = 0,5{I_1}\omega $$ Diperoleh ${I_o} = 0,5{I_1}$ Substitusi Io ini ke dalam persamaan Eo/E1 sehingga diperoleh $$\frac{{{E_o}}}{{{E_1}}} = \frac{{0,5 \cdot {I_1}}}{{0,25 \cdot {I_1}}} = 2\ \ \Rightarrow \ \ {E_o} = 2{E_1}$$ Jadi, perbandingan energi kinetik rotasi saat tangan menyilang dan saat tangan terentang adalah 2 1 Soal no. 15 Sebuah pesawat ruang angkasa yang sedang mengorbit bumi pada jarak tertentu dari permukaan bumi seperti ditunjukkan pada gambar. Pada suatu saat mesin pesawat mati sehingga pesawat kehilangan tenaga secara bertahap dan keluar dari orbitnya. Maka pada posisi x arah orbit pesawat yang benar ditunjukkan oleh gambar asumsi, gesekan pesawat dan udara diabaikan… Pembahasan Sebuah benda bergerak mengorbit karena adanya gravitasi yang bertindak sebagai gaya sentripetal. Gaya sentripetal dinyatakan dengan persamaan $${F_{sp}} = m\frac{{{v^2}}}{R}$$ Dengan m adalah massa benda satelit, v adalah kecepatan linear satelit dan R adalah jejari orbit. Ketika terjadi kerusakan mesin, kecepatan linear yang dimiliki satelit akan berkurang dari nilai yang sebelumnya. Akibatnya, gaya gravitasi tidak sama lagi dengan persamaan gaya sentripetal di atas. Gaya gravitasi bernilai lebih besar sehingga seiring dengan semakin mengecilnya kecepatan satelit, satelit itu akan semakin tertarik ke arah bumi sambil tetap berputar. Jadi, lintasan satelit akan seperti pada gambar B. Soal no. 16 Perhatikan gambar berikut! Benda bermassa m mula-mula berada di puncak bidang miring dan memiliki energi potensial Eo. Benda kemudian meluncur dan sampai di titik P. Energi kinetik yang dimiliki oleh benda saat di titik P adalah … Pembahasan Dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik. $${E_{P1}} + {E_{K1}} = {E_{P2}} + {E_{P2}}$$ $${E_o} = {E_{K2}} + mg\left {{\textstyle{1 \over 4}}{h_o}} \right = {E_{K2}} + {\textstyle{1 \over 4}}mg{h_o}$$ Karena Eo = mgho maka persamaan di atas dapat ditulis menjadi $${E_o} = {E_{K2}} + {\textstyle{1 \over 4}}{E_o}\ \ \Rightarrow \ \ {E_{K2}} = {\textstyle{3 \over 4}}{E_o}$$ Jadi energi kinetik balok saat berada pada ketinggian ¼ ho adalah ¾ Eo. Soal no. 17 Sebuah benda yang massanya 2 kg meluncur di atas bidang miring tanpa kecepatan awal seperti pada gambar. Balok tersebut terus meluncur pada lantai yang kasar dengan koefisien gesek 0,4. Jika percepatan gravitasi 10 maka jarak yang ditempuh balok pada lantai sampai balok berhenti adalah .. Pembahasan Secara fisis, balok akan berhenti setelah menempuh jarak tertentu di atas lantai kasar karena adanya gaya gesekan. Gaya gesekan ini melakukan usaha negatif berlawanan arah dengan arah perpindahan sehingga menyebabkan energi kinetik balok menjadi nol. Dengan demikian, kita dapat menyelesaikan soal ini dengan menggunakan teorema usaha energi kinetik. $$W = {E_{K_1}} – {E_{K_2}}$$ Dalam hal ini hanya gaya gesekan yang melakukan usaha, yaitu $${W_{f_g}} = – {f_g} \cdot s$$ Energi kinetik mula-mula adalah energi kinetik di titik Q yang dapat kita hitung dengan menerapkan hukum kekekalan energi mekanik pada bidang miring sebagai berikut $${E_{P_P}} + {E_{K_P}} = {E_{P_Q}} + {E_{K_Q}}$$ Di titik Q energi potensial sama dengan nol sedangkan di titik P energi kinetik sama dengan nol, maka $${E_{P_P}} = {E_{K_Q}}\ \ \Rightarrow\ \ {E_{K_Q}} = mgh = \left 2 \right\left {10} \right\left {0,8} \right = 16\ {\rm{joule}}$$ Dari persamaan teorema usaha-energi kinetik sebelumnya, kita dapat menuliskan $${W_{f_g}} = {E_{K_R}} – {E_{K_Q}}\ \ \Rightarrow \ \ – {f_g} \cdot s = {E_{K_R}} – {E_{K_Q}}$$ Karena benda berhenti di titik R maka energi kinetik di titik itu nol atau EKR = 0 sedangkan ${f_g} = \mu N = \mu mg$ maka $$ – \mu mg \cdot s = – {E_{K_Q}}\ \ \Rightarrow \ \ s = \frac{{{E_{K_Q}}}}{{\mu mg}} = \frac{{16}}{{\left {0,4} \right\left 2 \right\left {10} \right}} = 2\ {\rm{m}}$$ Jadi balok berhenti sejauh 2 m dari titik Q. Soal no. 18 Perhatikan gambar dari tiga peristiwa tumbukan tidak lenting berikut! Setelah tumbukan terjadi, urutan besar kecepatan benda yang ditumbuk dari kecepatan besar ke kecil adalah … A. Gambar 1, gambar 2, gambar 3 B. Gambar 1, gambar 3, gambar 2 C. Gambar 2, gambar 3, gambar 1 D. Gambar 3, gambar 1, gambar 2 E. Gambar 3, gambar 2, gambar 1 Pembahasan Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, kita dapat menuliskan persamaan untuk masing-masing tumbukan sebagai berikut $${m_1}{v_1} + {m_2}{v_2} = {m_1}{v’_1} + {m_2}{v’_2}$$ Untuk gambar 1 $$4mV = 4m{v’_1} + m{v’_2}\ \ \Rightarrow \ \ 4V = 4{v’_1} + {v’_2}\ \ \Rightarrow {v’_2} = 4\left {V – {v’_1}} \right$$ Untuk gambar 2 $$mV = 4m{v’_1} + m{v’_2}\ \ \Rightarrow \ \ V = 4{v’_1} + {v’_2}\ \ \Rightarrow \ \ {v’_2} = V – 4{v’_1}$$ Untuk gambar 3 $$mV = m{v’_1} + m{v’_2}\ \ \Rightarrow \ \ V = {v’_1} + {v’_2}\ \ \Rightarrow \ \ {v’_2} = V – {v’_1}$$ Dengan memperhatikan ketiga persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa urutan besar kecepatan benda yang ditumbuk dari kecepatan besar ke kecil adalah gambar 1, gambar 3, dan gambar 2. Soal no. 19 Sebuah benda massanya 1200 gram meluncur dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal seperti pada gambar. Percepatan gravitasi di tempat itu 10 maka besar energi kinetik benda di titik C adalah …. Pembahasan Anggap tidak ada gesekan selama gerakan benda sehingga kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi mekanik. Energi mekanik di posisi A = energi mekanik di posisi C $$mg{h_A} + {\textstyle{1 \over 2}}m{v_A}^2 = mg{h_C} + {\textstyle{1 \over 2}}m{v_C}^2$$ Ambil titik acuan di C sehingga hC = 0 dan hA = 3 m. Kecepatan awal di A sama dengan nol sehingga $$mg3 + 0 = 0 + {\textstyle{1 \over 2}}m{v_C}^2\ \ \Rightarrow \ \ {v_C} = \sqrt {6g} = \sqrt {60} = 2\sqrt {15}\ m/s$$ Soal no. 20 Dua ayunan balistik menggunakan peluru dengan kecepatan v1 dan v2 seperti gambar. Jika h2 = 1,5 h1 maka perbandingan kecepatan peluru 1 dan 2 adalah … Pembahasan Untuk dapat membandingkan v1 dan v2 maka kita harus menghitung kedua variabel tersebut. Soal ini adalah soal ayunan balistik. Pada peristiwa ayunan balistik, analisis dilakukan dengan membaginya ke dalam dua bagian. Pertama, saat peluru bergerak dan menumbuk balok. Pada peristiwa ini berlaku hukum kekekalan momentum. $${m_p}{v_p} + {m_b}{v_b} = {m_p}{v’_p} + {m_b}{v’_b}$$ dimana indeks p menyatakan peluru dan indeks b menyatakan balok. Kecepatan setelah tumbukan dinyatakan dengan v’. Karena kecepatan peluru sebelum tumbukan adalah v1 dan balok mula-mula dalam keadaan diam berarti v2 = 0. Selain itu, setelah tumbukan peluru masuk ke dalam balok dan bergerak bersama-sama, berarti kecepatan balok dan kecepatan peluru setelah tumbukan sama misalkan dinyatakan dengan v’, maka persamaan di atas akan menjadi $${m_p}{v_1} = {m_p} + {m_b}v’\ \ \Rightarrow\ \ v’ = \frac{{{m_p}}}{{{m_p} + {m_b}}}{v_1}\ \ …. \ 1$$ Kedua, saat peluru yang telah bersarang ke dalam balok bergerak bersama ke atas sehingga mencapai ketinggian h1 dari keadaan awalnya. Pada bagian gerak ini berlaku hukum kekekalan energi mekanik. $$mg{h_o} + {\textstyle{1 \over 2}}m{v_o}^2 = mg{h_1} + {\textstyle{1 \over 2}}m{v_1}^2$$ Dalam hal ini, m adalah massa gabungan antara balok dan peluru m1 + m2, vo adalah kecepatan balok bersama peluru peluru berada di dalam balok yang tidak lain adalah v’ dalam persamaan 1. h1 adalah tinggi yang dicapai balok dan v1 adalah kecepatan balok+peluru pada ketinggian tersebut dalam hal ini kecepatan balok+peluru pada ketinggian tersebut adalah nol. Dengan mengambil acuan ketinggian pada posisi awal balok, maka ho = 0, sehingga persamaan di atas menjadi $${\textstyle{1 \over 2}}\left {{m_p} + {m_b}} \right{\left {\frac{{{m_p}}}{{{m_p} + {m_b}}}{v_1}} \right^2} = \left {{m_p} + {m_b}} \rightg{h_1}$$ $$\frac{1}{2}\frac{{{m_p}^2}}{{\left {{m_p} + {m_b}} \right}}{v_1}^2 = \left {{m_p} + {m_b}} \rightg{h_1}\ \ \Rightarrow \ \ {v_1}^2 = 2\frac{{{{\left {{m_p} + {m_b}} \right}^2}}}{{{m_p}}}g{h_1}$$ Selanjutnya, untuk ayunan balistik kedua, analisisnya persis seperti di atas. Pada gerak bagian pertama yaitu peristiwa tumbukan antara peluru dengan balok, dengan menerapkan hukum kekekalan momentum diperoleh persamaan $${m_p}{v_2} = {m_p} + {m_b}v’\ \ \Rightarrow v’ = \frac{{{m_p}}}{{{m_p} + {m_b}}}{v_2}$$ Selanjutnya pada gerak bagian kedua, saat balok bersama peluru bergerak berayun, dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik diperoleh persamaan $$\frac{1}{2}\frac{{{m_p}^2}}{{\left{{m_p} + {m_b}} \right}}{v_2}^2 = \left {{m_p} + {m_b}} \rightg{h_2}$$ Karena h2 = 1,5h1 maka $$\frac{1}{2}\frac{{{m_p}^2}}{{\left {{m_p} + {m_b}} \right}}{v_2}^2 = \left {{m_p} + {m_b}} \rightg\left{1,5{h_1}} \right\ \ \Rightarrow \ \ {v_2}^2 = 3\frac{{{{\left {{m_p} + {m_b}} \right}^2}}}{{{m_p}}}g{h_1}$$ Selanjutnya, dengan membandingkan v12 dan v22 yang telah diperoleh di atas akan didapatkan bahwa $$\frac{{{v_1}^2}}{{{v_2}^2}} = \frac{3}{2}\ \ \Rightarrow \ \ \frac{{{v_1}}}{{{v_2}}} = \frac{{\sqrt 3 }}{{\sqrt 2 }}$$ Jadi perbandingan antara v1 dan v2 adalah $\sqrt 3 \sqrt 2 $. BerandaSebuah benda massanya 10 kg dilepaskan dari puncak...PertanyaanSebuah benda massanya 10 kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang membentuk sudut sebesar θ = 3 0 ∘ terhadap bidang horizontal seperti gambar berikut. Bila g = 10 s 2 m ​ dan benda bergerak kedasar bidang miring. Tentukan percepatan benda jika permukaan kasar μ = 0 , 4 . Sebuah benda massanya dilepaskan dari puncak bidang miring yang membentuk sudut sebesar terhadap bidang horizontal seperti gambar berikut. Bila dan benda bergerak kedasar bidang miring. Tentukan percepatan benda jika permukaan kasar . ... ... SNMahasiswa/Alumni Institut Teknologi BandungPembahasan Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!798Yuk, beri rating untuk berterima kasih pada penjawab soal!©2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia Jou22 Jou22 Fisika Sekolah Menengah Atas terjawab • terverifikasi oleh ahli Benda bermassa m mula-mula berada di puncak bidang miring dan memiliki energi potensial E0 benda kemudian meluncurkan dan sampai dititik kinetik dimiliki benda pada saat ini di titik p dengan h1=ho dan h2=1/4 ho... Eo Eo Eo Iklan Iklan DenmazEvan DenmazEvan Kategori Fisika Bab Energi Mekanik Kelas XI SMA IPA Perhitungan dapat dilihat pada lampiran Iklan Iklan Pertanyaan baru di Fisika Frekuensi sebuah gelombang adalah 200 Hz dan panjang gelombangnya 350 cm, maka cepat rambat gelombang tersebut adalah​ seorang seorang anak mengendarai sepeda dengan kecepatan konstan. di satu titik pada permukaan ban belakang di aemprotkan cat berwarna terang. dilihat … dari belakang titik cat berwarna terang itu bergerak naik turun sebanyak 5 kali dalam 2 detik jika radius roda belakang 32 cm besar kecepatan sepeda itu adalah​ hitung nilai r total dari r1 20 ohm r2 15 ohm r3 30 ohm tenaga sumber v 12​ Sebuah kubus terbuat dari bahan aluminium Al mempunyai volume 0,2 cm³ dan massa jenis 2,7 g/cm³. Jika berat atom aluminium, MAI = 27 g/mol, dan seti … ap mol aluminium mengandung 6,03 x 10^23 atom, berapa banyak atom yang terkandung dalam kubus aluminium tersebut?​ sebuah ayunan bergetar sebanyak 30 kali dalam waktu 2 sekon tentukan frekuensi​ Sebelumnya Berikutnya Iklan BerandaPerhatikan gambar berikut ! Benda bermassa m...PertanyaanPerhatikan gambar berikut ! Benda bermassa m mula-mula berada di puncak bidang miring dan memiliki ketinggian h 0 . Benda kemudian meluncur dan sampai di titik P. kecepatan yang dimiliki benda saat di titik P adalah ....Perhatikan gambar berikut ! Benda bermassa m mula-mula berada di puncak bidang miring dan memiliki ketinggian h0 . Benda kemudian meluncur dan sampai di titik P. kecepatan yang dimiliki benda saat di titik P adalah .... YMY. MaghfirahMaster TeacherJawabanjawaban yang tepat adalah yang tepat adalah hukum kekekalan energi mekanik Jadi, jawaban yang tepat adalah hukum kekekalan energi mekanik Jadi, jawaban yang tepat adalah B. Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!1rb+Yuk, beri rating untuk berterima kasih pada penjawab soal!MFMELVIN FENDIPUTRAMudah dimengerti©2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia

benda bermassa m mula mula berada di puncak bidang miring