Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

1. Sebuah lemari dengan berat 50 kg di dorong dengan gaya 20 N. Hitung usaha yang bekerja pada lemari jika lemari berpindah sejauh 25 m !
Diketahui :
m = 50 kg
F = 20 N
S = 25 m
Ditanya
W . . . ?
Jawab :
W = F x S
W = 20 (25)
W = 500 j

2. Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik dengan gaya 50 N sehingga berpindah sejauh 10 m. Jika α = 60° dan gesekan antara balok dan lantai diabaikan, berapakah usaha yang dilakukan gaya itu ?
Diketahui :
m = 10 kg
F = 50 N
S = 8 m
α = 60°
Ditanya :
W . . . ?
Jawab :
W = F cos α x s
W = 50 cos 60⁰ x 10
W = 50(0.5) x 10
W =250 j

3. Seorang anak yang massanya 40 kg berada di lantai3 sebah gedung pada ketinggian 15 m dari atas tanah. Hitung energi potensial anak jika sekarang anak tersebut berada di lantai 5 dan berada 25 m dari tanah !
Diketahui :
m= 40 kg
h= 25 m
g = 10 m/s2
ditanya:
Ep . . . ?
Jawab :
Ep = m x g x h
Ep = (40)(10)(25)
Ep = 10000 j

4. Sebuah mangga yang massanya 0.5 kgmenggantung pada tangkainya dan berada 40 m dari pemukaan tanah. Hitung usaha yang dilakukan mangga jka mangga jatuh bebas dari tangkainya !
Diketahui :
m = 0.5 kg
h1 = 40
h2 = 0 (diatas permukaan tanah)
g = 10 m/s2
dtanya L
Δw . . . ?
Jawab :
Δw = mgh2 – mgh1
Δw = mg (h2 – h1)
Δw = (0,5 kg)(10 m/s2)(0 m – 40 m)
Δw = 200 joule (usaha tidak boleh -)

5. Peluru yang massanya 500 gram di tembakkan sehingga peluru bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan energi kinetik peluru tersebut !
Diketahui :
m = 500 gram = 0.5 kg
v = 10 m/s
Ditanya :
Ek . . . ?
Jawab :
Ek = ½ m v2
Ek = ½ (0.5)(10)2
Ek = 25 j

6. Sebuah benda bermassa 10 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Dengan mengabaikan gaya gesek yang ada pada benda. Tentukan perubahan energi kinetik jika kecepatan benda menjadi 30 m/s !
Diketahui :
m= 10 kg
v1 = 20 m/s
v2 = 30 m/s
ditanya :
ΔEk . . . ?
Jawab :
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ m (v22- v12)
Δ Ek = ½ (10) (900-400)
Δ Ek = ½ (10)(500)
Δ Ek = 2500 j