Usaha dan Daya
Sebuah gaya sebesar 50 N mendorong meja sehingga berpindah sejauh 3 meter searah dengan gaya tersebut. Berapakah besar usaha yang dilakukan?
150 J
Sebuah buah kelapa bermassa 2 kg berada di pohon pada ketinggian 10 meter. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 berapakah energi potensialnya?
2 x 10 x 10 = 200 J
Sebuah tuas memiliki lengan beban sepanjang 1 meter dan lengan kuasa sepanjang 3 meter. Berapakah keuntungan mekanis tuas tersebut?
KM = 3/1 = 3
Sebuah papan sepanjang 5 meter digunakan untuk menaikkan barang ke truk setinggi 1 meter. Berapakah keuntungan mekanis bidang miring tersebut?
5/1 = 5
Berapakah gaya minimum yang dibutuhkan untuk mengangkat benda seberat 250 N menggunakan satu katrol tetap tunggal?
250 N
Sebuah mesin derek melakukan usaha sebesar 12.000 Joule untuk mengangkat beban selama 30 detik. Berapakah daya mesin derek tersebut?
400 Watt
Mobil mainan bermassa 1 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapakah energi kinetik mobil mainan tersebut?
1/2 x 1 x 6 x 6 = 18 J
Batu seberat 600 N hendak diangkat menggunakan tuas. Jika panjang lengan beban 0,5 m dan lengan kuasa 2 m, berapakah gaya kuasa minimum yang diperlukan?
600 x 0,5 = 2 x F
F = (600 x 0,5)/ 2 = 150 N
Kotak seberat 900 N didorong naik ke atas bidang miring sepanjang 3 meter dengan tinggi 1 meter. Berapakah gaya dorong minimum yang diperlukan?
F= (900 x 1)/3 = 300 N
Sebuah katrol bebas bergerak digunakan untuk mengangkat beban seberat 800 N. Berapakah gaya kuasa yang diperlukan?
Pak Budi mendorong lemari seberat 400 N sejauh 5 meter dalam waktu 10 detik. Berapakah daya yang dikeluarkan Pak Budi?
200 Watt
Burung bermassa 0,5 kg terbang pada ketinggian 20 meter dengan kecepatan 10 m/s (g = 10 m/s^2). Berapakah energi mekanik burung tersebut?
EP = O,5 x 20 x 10 = 100 J
EK = 1/2 x 0,5 x 10 x 10 = 25 J
EM = 100 + 25 = 125 J
Batang besi sepanjang 2,5 meter digunakan sebagai tuas. Titik tumpu diletakkan 0,5 meter dari beban. Berapakah keuntungan mekanis tuas tersebut?
(2,5 - 0,5)/0,5 = 4
Pekerja menggunakan bidang miring sepanjang 4 meter dan membutuhkan gaya 250 N untuk memindahkan peti seberat 1.000 N. Berapakah tinggi bidang miring tersebut?
h= (250 x 4)/ 1000 = 1 m
Sistem blok katrol memiliki 4 roda yang menopang beban. Jika beban yang diangkat adalah 1.200, berapakah besar gaya kuasanya?
1.200/4 = 300 N
Dua orang siswa memindahkan kotak sejauh 4 meter. Siswa A mendorong ke kanan dengan gaya 80 N, sedangkan Siswa B membantu memicu arah yang sama dengan gaya 60 N. Berapakah total usaha yang dilakukan kedua siswa?
80 + 60 = 140 N; W= 140 x 4 = 560 J
Bola bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 15 meter. Ketika berada di ketinggian 5 meter dari tanah, berapakah besar energi kinetiknya? (g = 10 m/s^2)
EK awal = 0.
(2 x 15 x 10) + 0 = (2 x 5 x 10) + EK akhir
300 = 100 + EK akhir
EK akhir = 200 J
Seseorang menggunakan linggis untuk mengungkit batu seberat 1.000 N dengan gaya kuasa 200 N. Jika panjang lengan beban 30 cm, berapa meterkah panjang total linggis tersebut?
1000 x 30 = 200 x LK
LK = (1000 x 30)/ 200 = 150 cm
Total panjang tongkat 30 + 150 = 180 cm atau 1,8 meter
Sebuah peti hendak dinaikkan ke bak mobil setinggi 1,5 meter. Jika gaya maksimum yang mampu diberikan pekerja adalah 400 N untuk mengangkat peti seberat 1.200 N, berapa meter panjang papan bidang miring minimal yang harus digunakan?
1.200 X 1,5 = s x 400
S= (1.200 x 1,5)/400 = 4,5 m
Sebuah mesin derek menggunakan sistem katrol dengan keuntungan mekanis 5. Jika gaya tarik maksimum mesin adalah 600 N, berapakah massa maksimum benda yang dapat diangkat? (g = 10 m/s2)
W = 5x 600 = 3.000 N; massa = 300 kg
Sebuah lampu 60 Watt menyala selama 2 jam. Berapakah total energi listrik (usaha) yang digunakan lampu tersebut dalam satuan Kilojoule kJ?
60 x (2x3600) = 60 x 7200 = 432 kJ
Sebuah benda bergerak dengan energi kinetik 200 Joule. Jika kecepatannya diperbesar menjadi 2 kali semula, berapakah energi kinetiknya sekarang?
1/2 x m x v^2 = 200 ; m= (200 x 2) : v^2
EK = 1/2 x (200 x 2)/v^2 x (2v)^2
= 200/v^2 x 4 v^2 = 800 Joule
Sebuah jungkitan dalam keadaan seimbang. Anak A 30 kg duduk 2 meter dari titik tumpu. Jika Anak B 40 kg ingin menyeimbangkan jungkitan, pada jarak berapa meter dari titik tumpu Anak B harus duduk?
30 x 2 = 40 x LB
LB= (30x2) /40 = 1,5 m
Bidang miring memiliki panjang 5 meter dan alas horizontal 4 meter. Berapakah keuntungan mekanis bidang miring tersebut?
Theorema phytagoras
Akar dari (42 + 32 ) = akar 25 = 5
Sebuah katrol terdiri dari 4 roda (2 katrol tetap dan 2 katrol bergerak) digunakan untuk memindahkan beban 1.200 N sejauh 4 meter ke atas. Jika waktu yang diperlukan adalah 8 detik, berapakah daya yang dilakukan pada tali penarik?
F = 1.200/4= 300 N
Daya (P)= (Fxs)/t= (300 x 4)/8 = 150 Watt