Contoh Soal Hukum Newton, Gerak dan Gaya

Soal 1 :

Sebuah mobil bermassa 1 ton yang mula-mula diam berbergerak dalam waktu 2 menit kecepatannya  bertambah 108 km/jam, berapakah gaya yang bekerja pada mesin mobil ?
Diketahui :

m = 1 ton = 1000 kg
t = 2 menit = 120 detik
V_o = 0 (dari diam)
V_t = 108 km/jam = 30 m/s

Ditanya :

Gaya yang bekerja pada mesin mobil, F = ...?

Jawab :

Perhatikan gambar berikut:

Percepatan mobil, a

V_t = V_o + a t
30 = 0 + a 120
120 a = 30
a = 30 /120 = 0.25 m/s²

Gaya yang bekerja pada mesin mobil, F

F = m a
F = 1000 0.25
F = 250 N

Soal 2 :

Seorang mobil bermassa 2 ton bergerak dengan kecepatan 72 km/jam kemudian mengerem dan berhenti sejauh 50 m, berapakah gaya rem yang dibutuhkan ?
Diketahui :

m = 2 ton = 2000 kg
S_t  = 50 m
V_o = 72 km/jam = 20 m/s
V_t = 0

Ditanya :

Gaya yang bekerja pada mesin mobil, F = ...?

Jawab :

Perhatikan gambar berikut:

Percepatan mobil, a

percepatan bernilai negatif karena benda mengalamai perlambatan, kecepatan mobil dari 72 km/jam terus menurun hingga nol

Agar mobil berhenti, maka membutuhkan gaya rem yang sama besar dengan gaya mesinnya, gaya rem ini mengakibatkan mobil mengalami perlambatan a = -4 m/s² dan akhirnya berhenti. Jadi besar gaya rem :

F = ma 

F = 200.-4 

F = -800 Newtorn