Contoh Soal Pilihan Ganda Usaha dan Energi Fisika SMP – Dalam soal pelajaran Usaha dan Energi, kita akan mempelajari konsep-konsep yang sangat penting dalam pemahaman tentang bagaimana energi bekerja dan berubah dalam berbagai situasi. Contoh soal pilihan ganda yang mengacu kepada rumus tentang Usaha dan Energi ini menantang kita untuk mengaplikasikan pengetahuan kita tentang usaha, energi potensial, energi kinetik, dan konsep lainnya. Mari kita hadapi tantangan soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi ini dan jelajahi dunia yang menarik dari Usaha dan Energi.
Soal Pilihan Ganda Usaha dan Energi
1 .Usaha adalah ukuran dari…
A. Energi
B. Kecepatan
C. Massa
D. Jarak
E. Waktu
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. Energi. Usaha adalah ukuran dari energi yang diperlukan untuk melakukan perubahan pada suatu sistem.
2. Sebuah benda ditarik dengan gaya 50 N sejauh 5 meter. Usaha yang dilakukan pada benda tersebut adalah…
A. 200 J
B. 100 J
C. 250 J
D. 50 J
E. 10 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah C. 250 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = gaya × jarak. Jadi, W = 50 N × 5 m = 250 J.
3. Benda dengan massa 2 kg diangkat ke atas dengan gaya 10 N sejauh 3 meter. Usaha yang dilakukan pada benda tersebut adalah…
A. 6 J
B. 20 J
C. 30 J
D. 60 J
E. 90 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah C. 30 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = gaya × jarak. Jadi, W = 10 N × 3 m = 30 J.
4. Seorang anak mengangkat ember berisi air sejauh 2 meter dengan gaya 20 N. Usaha yang dilakukan anak tersebut adalah…
A. 10 J
B. 20 J
C. 30 J
D. 40 J
E. 50 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah D. 40 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = gaya × jarak. Jadi, W = 20 N × 2 m = 40 J.
5. Energi kinetik suatu benda bergantung pada…
A. Massa benda
B. Kecepatan benda
C. Gaya yang bekerja pada benda
D. Jarak yang ditempuh benda
E. Waktu yang diperlukan benda
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. kecepatan benda. Energi kinetik suatu benda bergantung pada kecepatan benda.
6. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan. Jika massa mobilnya 1000 kg dan kecepatannya 20 m/s, maka energi kinetik mobil tersebut adalah…
A. 200 J
B. 2000 J
C. 4000 J
D. 20,000 J
E. 40,000 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah C. 4000 J. Energi kinetik (Ek) dapat dihitung dengan rumus Ek = 0,5 × massa × kecepatan2. Jadi, Ek = 0,5 × 1000 kg × (20 m/s)2 = 4000 J.
7. Sebuah bola memiliki energi kinetik sebesar 100 J. Jika massa bola tersebut 2 kg, maka kecepatan bola tersebut adalah…
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 40 m/s
E. 50 m/s
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 10 m/s. Energi kinetik (Ek) dapat dihitung dengan rumus Ek = 0,5 × massa × kecepatan2. Jadi, 100 J = 0,5 × 2 kg × kecepatan2. Dengan menyederhanakan, kecepatan2 = 100 J / (0,5 × 2 kg) = 100 J / 1 kg = 100 m2/s2. Akar kuadrat dari 100 m2/s2 adalah 10 m/s.
8. Sebuah pegas memiliki energi potensial sebesar 50 J saat diregangkan. Jika konstanta pegasnya 10 N/m, maka perubahan panjang pegas tersebut adalah…
A. 5 m
B. 5 cm
C. 50 cm
D. 3,16 m
E. 3,16 cm
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah D. 3,16 m. Energi potensial pegas (Ep) dapat dihitung dengan rumus Ep = 0,5 × konstanta pegas × perubahan panjang2. Jadi, 50 J = 0,5 × 10 N/m × perubahan panjang2. Dengan menyederhanakan, perubahan panjang2 = 50 J / (0,5 × 10 N/m) = 50 J / 5 N/m = 10 m. Akar kuadrat dari 10 m adalah sekitar 3,16 m.
9. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 10 meter. Pada saat mencapai tanah, energi potensial benda berubah menjadi energi…
A. Kinetik
B. Panas
C. Listrik
D. Magnet
E. Cahaya
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. Kinetik. Pada saat benda mencapai tanah, energi potensialnya berubah menjadi energi kinetik.
10. Suatu benda dengan energi kinetik tertentu dihentikan dalam jarak yang sama oleh dua gaya yang berbeda. Gaya yang mana yang melakukan usaha lebih besar untuk menghentikan benda tersebut?
A. Gaya pertama
B. Gaya kedua
C. Gaya ketiga
D. Kedua gaya tersebut melakukan usaha yang sama
E. Tidak dapat ditentukan hanya dengan informasi yang diberikan
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. Gaya pertama. Usaha yang dilakukan oleh gaya untuk menghentikan benda dapat dihitung dengan rumus W = gaya × jarak. Jika jarak yang ditempuh benda sama, maka gaya dengan magnitudo yang lebih besar akan melakukan usaha yang lebih besar.
11. Energi kinetik suatu benda meningkat sebesar 100 J. Jika massa benda tersebut 5 kg, maka perubahan kecepatan benda adalah…
A. 4 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 40 m/s
E. 50 m/s
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. 4 m/s. Energi kinetik (Ek) dapat dihitung dengan rumus Ek = 0,5 × massa × kecepatan2. Jadi, perubahan energi kinetik = 100 J. Jika massa benda adalah 5 kg, maka perubahan energi kinetik = 0,5 × 5 kg × (kecepatan akhir2 – kecepatan awal2). Dengan menyederhanakan, 100 J = 0,5 × 5 kg × (kecepatan akhir2 – 02). Dengan membagi kedua sisi persamaan dengan 0,5 × 5 kg, kita dapatkan kecepatan akhir2 – 02 = 40 J / (0,5 × 5 kg) = 16 m2/s2. Akar kuadrat dari 16 m2/s2 adalah 4 m/s.
12. Suatu benda dengan massa 2 kg memiliki energi kinetik sebesar 50 J. Kecepatan benda tersebut adalah…
A. 5 m/s
B. 7 m/s
C. 20 m/s
D. 27 m/s
E. 50 m/s
Pembahasan:
Jawaban yang paling mendekati adalah B. 7 m/s. Energi kinetik (Ek) dapat dihitung dengan rumus Ek = 0,5 × massa × kecepatan2. Jadi, 50 J = 0,5 × 2 kg × kecepatan2. Dengan menyederhanakan, kecepatan2 = 50 J / (0,5 × 2 kg) = 50 J / 1 kg = 50 m2/s2. Akar kuadrat dari 50 m2/s2 adalah sekitar 7,07 m/s.
13. Usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan adalah…
A. Positif
B. Negatif
C. Nol
D. Bergantung pada kecepatan benda
E. Bergantung pada massa benda
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. Negatif. Usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan biasanya negatif. Gaya gesekan melakukan usaha terhadap suatu benda untuk mengurangi energi kinetiknya.
14. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas sebesar 20 N/m. Jika pegas tersebut ditarik sejauh 0,1 meter, energi potensial pegasnya adalah…
A. 0,1 J
B. 0,2 J
C. 1 J
D. 2 J
E. 10 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. 0,1 J. Energi potensial pegas (Ep) dapat dihitung dengan rumus Ep = 0,5 × konstanta pegas × perubahan panjang2. Jadi, Ep = 0,5 × 20 N/m × (0,1 m)2 = 0,5 × 20 N/m × 0,01 m2 = 0,1 J.
15. Benda dengan massa 2 kg dijatuhkan bebas dari ketinggian 5 meter. Energi potensial benda saat berada di atas adalah…
A. 5 J
B. 10 J
C. 20 J
D. 25 J
E. 50 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah E. 50 J. Energi potensial (Ep) benda saat berada di atas dapat dihitung dengan rumus Ep = massa × percepatan gravitasi × ketinggian. Jadi, Ep = 2 kg × 9,8 m/s2 × 5 m = 98 J.
16. Sebuah benda dengan massa 4 kg dilemparkan ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Jika tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah 20 meter, maka usaha total yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda saat bergerak dari titik awal ke titik tertinggi adalah…
A. 800 J
B. -800 J
C. 400 J
D. -400 J
E. 0 J
Pembahasan:
Jawaban yang paling mendekati adalah B. -800 J. Ketika benda bergerak ke atas, usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah negatif karena arah gaya ke bawah sedangkan perpindahan ke atas. Jadi, usaha total yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah –mgΔh, dengan m = 4 kg, g = 9,8 m/s2, dan Δh = 20 m. Usaha total = -4 kg × 9,8 m/s2 × 20 m = -784 J.
17. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 500 N/m. Jika pegas tersebut ditarik sejauh 0,2 meter, energi potensial pegasnya adalah…
A. 5 J
B. 10 J
C. 20 J
D. 50 J
E. 100 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 10 J. Energi potensial pegas (Ep) dapat dihitung dengan rumus Ep = 0,5 × k × x2, di mana k adalah konstanta pegas dan x adalah perubahan panjang pegas. Jadi, Ep = 0,5 × 500 N/m × (0,2 m)2 = 10 J.
18. Sebuah benda dengan massa 2 kg dilemparkan secara vertikal ke atas dengan kecepatan 15 m/s. Jika benda mencapai ketinggian maksimum 10 meter, maka energi kinetik benda saat berada di titik tertinggi adalah…
A. 75 J
B. 150 J
C. 196 J
D. 225 J
E. 300 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah C. 196 J. Ketika benda mencapai titik tertinggi, energi kinetiknya akan menjadi nol karena kecepatannya mencapai nol. Energi kinetik saat berada di titik tertinggi akan berubah menjadi energi potensial gravitasi (Ep = mgh), di mana m adalah massa benda, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah ketinggian. Jadi, Ep = 2 kg × 9,8 m/s2 × 10 m = 196 J.
19. Sebuah benda dengan massa 0,5 kg dilemparkan secara horizontal dengan kecepatan 10 m/s dari ketinggian 5 meter di atas tanah. Jika benda mencapai tanah, maka energi mekanik total benda saat mencapai tanah adalah…
A. 0 J
B. 25 J
C. 50 J
D. 75 J
E. 100 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 25 J. Ketika benda mencapai tanah, energi potensialnya akan menjadi nol karena ketinggiannya menjadi nol. Energi kinetiknya saat mencapai tanah akan bergantung pada kecepatannya. Energi mekanik total (Em) saat mencapai tanah adalah jumlah dari energi kinetik dan energi potensial saat berada di atas. Jadi, Em = 0,5 × 0,5 kg × (10 m/s)2 + 0 J = 25 J.
20. Sebuah katrol mengangkat beban dengan gaya sebesar 100 N melalui jarak 5 meter. Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah…
A. 500 J
B. 50 J
C. 100 J
D. 20 J
E. 5 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. 500 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = F × d, di mana F adalah gaya dan d adalah jarak yang ditempuh. Jadi, W = 100 N × 5 m = 500 J.
21. Sebuah benda dengan massa 2 kg mula-mula memiliki energi kinetik sebesar 100 J. Jika benda dipercepat dan energi kinetiknya meningkat menjadi 300 J, maka perubahan kecepatan benda adalah…
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 30 m/s
E. 40 m/s
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 10 m/s. Perubahan energi kinetik = energi kinetik akhir – energi kinetik awal. Jadi, perubahan energi kinetik = 300 J – 100 J = 200 J. Perubahan energi kinetik dapat dihubungkan dengan perubahan energi kinetik = 0,5 × massa × (kecepatan akhir2 – kecepatan awal2). Dengan menggantikan nilai-nilai yang diketahui, 200 J = 0,5 × 2 kg × (kecepatan akhir2 – (0 m/s)2). Dengan menyederhanakan, kecepatan akhir2 = 200 J / (0,5 × 2 kg) = 100 m2/s2. Akar kuadrat dari 100 m2/s2 adalah 10 m/s. Jadi, perubahan kecepatan benda adalah 10 m/s.
22. Sebuah mesin melakukan usaha sebesar 500 J dalam waktu 2 detik. Daya mesin tersebut adalah…
A. 200 W
B. 250 W
C. 400 W
D. 500 W
E. 1000 W
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 250 W. Daya (P) dapat dihitung dengan rumus P = W / t, di mana W adalah usaha dan t adalah waktu. Jadi, P = 500 J / 2 s = 250 W.
23. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 meter di atas tanah. Jika energi kinetik benda saat mencapai tanah adalah 400 J, maka energi potensial benda saat berada di atas adalah…
A. 400 J
B. 600 J
C. 800 J
D. 1000 J
E. 1200 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. 400 J. Ketika benda mencapai tanah, energi potensialnya akan menjadi nol karena ketinggiannya menjadi nol. Energi kinetiknya saat mencapai tanah adalah 400 J. Jadi, energi potensial saat berada di atas = energi kinetik saat mencapai tanah + energi potensial saat mencapai tanah = 400 J + 0 J = 400 J.
24. Sebuah benda dengan massa 5 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter. Kecepatan benda saat mencapai tanah adalah…
A. 10 m/s
B. 14 m/s
C. 20 m/s
D. 22 m/s
E. 25 m/s
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 14 m/s. Kecepatan benda saat mencapai tanah dapat dihitung dengan rumus v = √(2gh), di mana g adalah percepatan gravitasi dan h adalah ketinggian. Jadi, v = √(2 × 9,8 m/s2 × 10 m) = √(196 m2/s2) = 14 m/s.
25. Sebuah benda dengan massa 2 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s2, tinggi maksimum yang bisa dicapai oleh benda tersebut adalah…
A. 10 m
B. 20 m
C. 30 m
D. 40 m
E. 50 m
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 20 m. Pertama, kita perlu mencari waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai titik tertinggi. Kecepatan akhirnya adalah nol saat mencapai titik tertinggi. Menggunakan rumus v = v0 + at, kita bisa mendapatkan t = (v – v0) / a = (0 – 20 m/s) / -10 m/s2 = 2 s. Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus ketinggian maksimum h = v0t + 0.5at2 = (20 m/s)(2 s) + 0.5(-10 m/s2)(2 s)2 = 40 m – 20 m = 20 m. Jadi, tinggi maksimum yang bisa dicapai oleh benda tersebut adalah 20 m.
26. Sebuah benda dengan massa 5 kg ditarik horizontal melalui jarak 10 m dengan gaya sebesar 20 N. Usaha total yang dilakukan pada benda tersebut adalah…
A. 200 J
B. 100 J
C. 50 J
D. 40 J
E. 20 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. 200 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = Fd cos(θ), di mana F adalah gaya, d adalah jarak, dan θ adalah sudut antara gaya dan perpindahan. Dalam kasus ini, gaya dan perpindahan bersifat horizontal, sehingga sudut antara keduanya adalah 0 derajat dan cos(0) = 1. Jadi, W = 20 N × 10 m × 1 = 200 J.
27. Sebuah benda dengan massa 3 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Jika tinggi maksimum yang dapat dicapai adalah 18 m, maka percepatan benda saat berada di titik tertinggi adalah…
A. -6 m/s2
B. -10 m/s2
C. -15 m/s2
D. 6 m/s2
E. 10 m/s2
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. -6 m/s2. Pertama, kita dapat menggunakan rumus v2 = v02 + 2aΔh untuk mencari percepatan benda saat berada di titik tertinggi. Kecepatan akhirnya adalah nol saat mencapai titik tertinggi. Jadi, 0 = (15 m/s)2 + 2a(-18 m). Menghitungnya, kita dapatkan a = -225 m/s2/ -36 m = 6,25 m/s2. Namun, karena benda bergerak ke atas, percepatan tersebut menjadi negatif. Jadi, percepatan benda saat berada di titik tertinggi adalah -6,25 m/s2 (atau bisa disederhanakan menjadi -6 m/s2).
28. Sebuah benda dengan massa 0,5 kg mula-mula memiliki energi kinetik 100 J. Jika benda dipercepat dan energi kinetiknya meningkat menjadi 400 J, maka perubahan kecepatan benda adalah…
A. 5 m/s
B. 14,64 m/s
C. 15 m/s
D. 20 m/s
E. 34,64 m/s.
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah E. 34,64 m/s. Perubahan energi kinetik = energi kinetik akhir – energi kinetik awal. Jadi, perubahan energi kinetik = 400 J – 100 J = 300 J. Perubahan energi kinetik dapat dihubungkan dengan perubahan energi kinetik = 0,5 × massa × (kecepatan akhir2 – kecepatan awal2). Dengan menggantikan nilai-nilai yang diketahui, 300 J = 0,5 × 0,5 kg × (kecepatan akhir2 – (0 m/s)2). Menghitungnya, kita dapatkan kecepatan akhir2 = 1200 m2/s2. Akar kuadrat dari 1200 m2/s2 adalah 34,64 m/s. Jadi, perubahan kecepatan benda adalah 34,64 m/s – 0 m/s = 34,64 m/s.
29. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m ditarik dengan gaya sebesar 20 N. Perpanjangan pegas tersebut adalah…
A. 0,2 m
B. 0,1 m
C. 0,05 m
D. 0,02 m
E. 0,01 m
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 0,1 m. Perpanjangan pegas (x) dapat dihitung dengan rumus F = kx, di mana F adalah gaya dan k adalah konstanta pegas. Dalam kasus ini, kita perlu mencari nilai x. Jadi, x = F / k = 20 N / 200 N/m = 0,1 m. Jadi, perpanjangan pegas adalah 0,1 m.
30. Sebuah beban dengan massa 2 kg digantung pada pegas dengan konstanta pegas 100 N/m. Jika beban ditarik ke bawah sejauh 0,5 m dari posisi kesetimbangan, maka usaha yang dilakukan pada beban tersebut adalah…
A. -6,25 J
B. -4 J
C. 2 J
D. 4 J
E. 6,25 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah A. -6,25 J. Usaha (W) dapat dihitung dengan rumus W = 0,5kx2, di mana k adalah konstanta pegas dan x adalah perpanjangan pegas. Jadi, W = 0,5 × 100 N/m × (0,5 m)2 = 6,25 J. Namun, karena beban ditarik ke bawah dan usaha yang dilakukan oleh pegas adalah negatif, maka usaha yang dilakukan pada beban tersebut adalah -6,25 J.
31. Sebuah bola dengan massa 0,2 kg dilemparkan secara horizontal dengan kecepatan 10 m/s. Jika gaya gesekan udara yang bekerja pada bola adalah 2 N, maka jarak yang ditempuh oleh bola sebelum berhenti adalah…
A. 10 m
B. 20 m
C. 30 m
D. 40 m
E. 50 m
Pembahasan:
Gaya gesekan (F) dapat dihitung dengan rumus F = μN, di mana μ adalah koefisien gesekan dan N adalah gaya normal. Dalam kasus ini, kita perlu mencari nilai N. Jika bola bergerak secara horizontal, gaya normalnya adalah gaya gravitasi, yaitu N = mg = 0,2 kg × 9,8 m/s2 = 1,96 N. Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke rumus F = μN, maka 2 N = μ × 1,96 N. Dengan menghitungnya, kita dapatkan μ = 2 N / 1,96 N = 1,02. Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus jarak (s) = (v2 – v02) / (2a), di mana v0 adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan s adalah jarak yang ditempuh sebelum berhenti. Dalam kasus ini, v0 = 10 m/s, a = F / m = 2 N / 0,2 kg = 10 m/s2 dan v = 0 m/s karena bola berhenti. Menggantikan nilai-nilai tersebut, s = (02 – (10 m/s)2) / (2 × -10 m/s2) = 100 m2 / -20 m/s2 = -5 m. Karena jarak tidak bisa negatif, jawaban yang benar adalah tidak ada dalam pilihan.
32. Sebuah benda dengan massa 0,1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Jika tinggi maksimum yang bisa dicapai adalah 5 m, maka percepatan benda saat berada di titik tertinggi adalah…
A. -2 m/s2
B. -4 m/s2
C. -10 m/s2
D. 2 m/s2
E. 4 m/s2
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah C. -10 m/s2. Pertama, kita dapat menggunakan rumus v2 = v02 + 2aΔh untuk mencari percepatan benda saat berada di titik tertinggi. Kecepatan akhirnya adalah nol saat mencapai titik tertinggi. Jadi, 0 = (10 m/s)2 + 2a(-5 m). Menghitungnya, kita dapatkan a = -100 m/s2 / -10 m = 10 m/s2. Namun, karena benda bergerak ke atas, percepatan tersebut menjadi negatif. Jadi, percepatan benda saat berada di titik tertinggi adalah -10 m/s2.
33. Sebuah benda dengan massa 2 kg mula-mula diam di permukaan tanah. Benda tersebut ditarik secara horizontal dengan gaya sebesar 10 N. Jika koefisien gesekan kinetik antara benda dan permukaan tanah adalah 0,3, maka percepatan benda adalah…
A. 3 m/s2
B. 5 m/s2
C. 7 m/s2
D. 10 m/s2
E. 15 m/s2
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah B. 5 m/s2. Gaya gesekan kinetik (Fk) dapat dihitung dengan rumus Fk = μN, di mana μ adalah koefisien gesekan kinetik dan N adalah gaya normal. Dalam kasus ini, gaya normalnya adalah gaya gravitasi, yaitu N = mg = 2 kg × 9,8 m/s2 = 19,6 N. Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke rumus Fk = μN, maka 10 N = 0,3 × 19,6 N. Dengan menghitungnya, kita dapatkan μ = 10 N / 19,6 N = 0,51. Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus a = (F – Fk) / m, di mana F adalah gaya yang bekerja pada benda dan m adalah massa benda. Dalam kasus ini, F = 10 N dan m = 2 kg. Menggantikan nilai-nilai tersebut, a = (10 N – 0,51 × 19,6 N) / 2 kg = 9,9 N / 2 kg = 4,95 m/s2. Jadi, percepatan benda adalah 4,95 m/s2 (atau bisa disederhanakan menjadi 5 m/s2).
34. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 500 N/m ditarik sejauh 0,2 m. Jika energi potensial pegas adalah 20 J, maka massa benda yang digantung pada pegas tersebut adalah…
A. 0,2 kg
B. 0,4 kg
C. 0,8 kg
D. 0,94 kg
E. 1,02 kg
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah E. 1,02 kg. Energi potensial pegas (Ep) dapat dihitung dengan rumus Ep = 0,5kx2, di mana k adalah konstanta pegas dan x adalah perpanjangan pegas. Dalam kasus ini, kita perlu mencari nilai m (massa). Jadi, Ep = 0,5 × 500 N/m × (0,2 m)2 = 10 J. Energi potensial pegas juga dapat dihubungkan dengan Ep = 0,5 × m × g × h, di mana g adalah percepatan gravitasi dan h adalah ketinggian. Dalam kasus ini, h = x = 0,2 m. Menggantikan nilai-nilai tersebut, 10 J = 0,5 × m × 9,8 m/s2 × 0,2 m. Menghitungnya, kita dapatkan m = 10 J / (0,5 × 9,8 m/s2 × 0,2 m) = 1,02 kg. Jadi, massa benda yang digantung pada pegas tersebut adalah 1,02 kg.
35. Sebuah benda dengan massa 2 kg dijatuhkan secara bebas dari ketinggian 10 m. Berapa energi potensial gravitasi yang dimilikinya saat berada di atas tanah?
A. 20 J
B. 40 J
C. 96 J
D. 100 J
E. 196 J
Pembahasan:
Jawaban yang benar adalah E. 196 J. Energi potensial gravitasi dapat dihitung dengan rumus Ep = mgh, di mana m adalah massa, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah ketinggian. Menggantikan nilai-nilai yang diketahui, Ep = 2 kg × 9,8 m/s2 × 10 m = 196 J. Jadi, energi potensial gravitasi yang dimiliki benda saat berada di atas tanah adalah 196 J.
Kesimpulan
Melalui contoh soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi yang telah kita bahas, kita telah memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang konsep melalui rumus Usaha dan Energi. Dalam latihan contoh soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi tersebut, kita juga telah mengeksplorasi rumus dan perhitungan yang akan menguji pemahaman kita secara mendalam.
Dari perhitungan energi potensial gravitasi hingga analisis gesekan dan pergerakan benda, kita telah melatih kemampuan kita dalam mengaplikasikan rumus dan konsep-konsep yang relevan. Ingatlah bahwa pemahaman melalui contoh soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi ini sangat penting dalam memahami bagaimana energi beroperasi dalam kehidupan sehari-hari.
Selain contoh soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi untuk kelas 8 diatas, kami juga mempunyai soal essay Usaha dan Energi pada artikel Contoh Soal Essay Usaha dan Energi – Fisika SMP. Teruslah belajar dan berlatih, karena dengan pemahaman yang kuat tentang konsep melalui contoh soal pilihan ganda tentang Usaha dan Energi ini, kita akan lebih siap untuk menjelajahi dunia sains dengan percaya diri.
