Artikel ini tentang pembahasan, soal dan contoh soal berkaitan dengan hukum newton pada pelajar fisika. Silahkan anda bisa mengetik soal-soal di kolom pencarian untuk mencari soal-soal fisika beserta pembahasannya.

Contoh Soal Dan Pembahasan Fisika Hukum Newton – Sebuah balok bermassa 4 kg berada di atas bidang miring kasar seperti gambar berikut.

Besar gaya minimum yang diperlukan agar balok meluncur ke bawah dengan kecepatan tetap adalah ….
A. 3,2 N
B. 6,4 N
C. 20,8 N
D. 32 N
E. 48 N

Pembahasan contoh soal hukum newton pada bidang miring :

Perhatikan gambar gaya-gaya yang bekerja pada benda berikut ini :

Besar gaya berat (w) :

$w=mg=4\cdot 10 = 40$ N

$w_x = w\sin 37 = 40\cdot 0,6 = 24$ N

$w_y = w\cos 37 = 40\cdot 0,8 = 32$ N

Komponen sumbu Y :
Sepanjang sumbu y berlaku hukum I Newton sehingga :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= 0 \\
N – w_y &= 0 \\
N &= w_y \\
N &= 32 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Komponen sumbu X :
Agar balok meluncur ke bawah dengan kecepatan tetap maka berlaku Hukum I Newton :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x &= 0 \\
F + f_g – w_x &= 0 \\
F &= w_x -f_g \\
&= 24 -\mu N \\
&= 24 – 0,1\cdot 32 \\
&= 24 -3,2 \\
&= 20,8 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Jawaban contoh soal hukum newton pada bidang miring : C

Hukum Newton Berkaitan Dengan Gerak Benda

Contoh soal hukum newton berkaitan dengan gerak benda :
Sebuah benda bermassa 1 kg mula-mula bergerak mendatar dengan kecepatan 10 m/s. Kemudian, diberi gaya konstan 2 N selama 10 s searah dengan arah gerak. Besar kecepatan benda setelah 10 s tersebut adalah ….
A. 15 m/s
B. 20 m/s
C. 25 m/s
D. 30 m/s
E. 35 m/s

Pembahasan hukum newton berkaitan dengan gerak benda :

Untuk menentukan percepatan benda mengunakan Hukum II Newton :

$a = \frac{\Sigma F}{\Sigma m} =\frac{2}{1} = 2 \quad \textrm{m/s}^2$

Kemudian menggunakan persamaan gerak lurus berubah beraturan yang dipercepat (GLBB) :

$v_t = v_o +at = 0 + 2\cdot 10 = 20 \quad \textrm{m/s}$

Jawaban hukum newton berkaitan dengan gerak benda : B

Hukum Newton Pada Katrol

Contoh soal hukum newton pada katrol :
Dua benda, m₁ dan m₂, bermassa masing-masing 4 kg dan 6 kg dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang massanya diabaikan seperti gambar berikut.

Percepatan dan tegangan talinya adalah ….
A. 10 m/s², 60 N
B. 10 m/s², 40 N
C. 10 m/s², 20 N
D. 2 m/s², 48 N
E. 2 m/s², 24 N

Pembahasan hukum newton pada katrol :
Perhatikan diagram gaya yang bekerja pada katrol berikut :

Hukum II Newton pada sistem benda 1 :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= m_1 a \\
T_1 -w_1 &= m_1 a \\
T_1 &= w_1 + m_1a \\
&= m_1g + m_1 a \\
&= 4\cdot 10 + 4a \\
&= 40 +4a
\end{align*}
$$

Hukum II Newton pada sistem benda 2 :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= m_2 a \\
T_2 -w_2 &= m_2(- a) \\
T_2 &= w_2 – m_2a \\
&= m_2g – m_2 a \\
&= 6\cdot 10 – 6a \\
&= 60 -6a
\end{align*}
$$

Karena massa katrol diabaikan maka T₁ = T₂, sehingga :

$$
\begin{align*}
T_1 &= T_2 \\
40+4a &= 60-6a \\
10a &= 20 \\
a &= 2 \quad \textrm{m/s}^2
\end{align*}
$$

Jadi percepatan benda a = 2 m/s².

Untuk menentukan besar tegangan talinya bisa menggunakan salah satu T₁ atau T₂, besar keduanya sama.

$T_1 = 40+4a = 40+4\cdot 2 = 48 \quad \textrm{N}$

atau menggunakan T₂

$T_2 = 60-6a = 60-6\cdot 2 = 48 \quad \textrm{N}$

Jawaban hukum newton pada katrol : D

Aplikasi hukum newton pada bidang miring

Contoh aplikasi Hukum Newton pada bidang miring adalah sebagai berikut :
Sebuah benda bermassa 5 kg ditarik ke atas dari keadaan diam dengan gaya 70 N seperti gambar.

Jika koefisien gesekan bidang miring (μ_k = 0,2), percepatan benda adalah ….
A. 32 m/s²
B. 8 m/s²
C. 6,4 m/s²
D. 3 m/s²
E. 1,5 m/s²

Pembahasan aplikasi Hukum Newton pada bidang miring :
Perhatikan diagram gaya berikut ini :

Diketahui :

F = 70 N

$ w = mg = 5 \cdot 10 = 50 \quad \textrm{N}$

$ w_x = w\sin 37^o = 50 \cdot 0,6 = 30 \quad \textrm{N}$

$ w_y = w\cos 37^o = 50 \cdot 0,8 = 40 \quad \textrm{N}$

Komponen sumbu y berlaku Hukum I Newton :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= 0 \\
N – w_y &= 0 \\
N &= w_y \\
&= 40 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Komponen sumbu x berlaku Hukum II Newton :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x &= ma \\
F – f_g – w_x &= ma \\
F – \mu N – w_x &= ma \\
70 – 0,2\cdot 40 – 30 &= 5a \\
70 – 8 – 30 &= 5a \\
32 &=5a \\
a &= 6,4 \quad \textrm{m/s}^2
\end{align*}
$$

Jawaban aplikasi Hukum Newton pada bidang miring : C

Contoh Soal Dan Pembahasan Penerapan Hukum Newton Pada Bidang Datar

Contoh soal dan pembahasan serta penerapan hukum newton pada bidang datar baik licin maupun kasar.

Contoh soal :
Sebuah balok bermassa 2 kg yang terletak pada bidang datar licin ditarik dengan gaya F₁ dan F₂ seperti gambar berikut.

Besar dan arah percepatan yang bekerja pada benda adalah ….
A. 1,25 m/s² ke kiri
B. 1,25 m/s² ke kanan
C. 0,8 m/s² ke kiri
D. 0,8 m/s² ke kanan
E. 0,5 m/s² ke kiri

Pembahasan penerapan hukum newton pada bidang datar :
Perhatikan diagram gaya berikut :

$ F_{2x} = F_2 \cos 37^o = 8 \cdot 0,8 = 6,4 \quad \textrm{N} $

$ F_{2y} = F_2 \sin 37^o = 8 \cdot 0,6 = 4,8 \quad \textrm{N} $

Benda bergerak sepanjang bidang datar sumbu x, sehingga berlaku Hukum II Newton.

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x &= ma \\
F_{2x} – F_1 &= ma \\
6,4 – 8 &= 2a \\
-1,6 &= 2a \\
a &= -0,8 \quad \textrm{m/s}^2
\end{align*}
$$

Karena percepatan (a) negatif, maka benda bergerak sepanjang bidang datar ke kiri.

Jawaban : E

Contoh soal dan pembahasan hukum III newton

Hukum Newton 3 tentang aksi reaksi, berikut ini contoh soal tentang hukum 3 newton dan pembahasannya:
Perhatikan gambar berikut.

Pasangan gaya aksi dan reaksi adalah ….
A. T₁ dan w
B. T₁ dan T₂
C. T₁ dan T₃
D. T₂ dan T₁
E. T₂ dan T₃

Pembahasan contoh soal Hukum 3 Newton :
Pasangan gaya aksi dan reaksi bekerja pada benda yang berbeda dan beralawan arah. T₁ dan w bukan pasangan aksi reaksi karena bekerja pada benda yang sama yaitu benda yang mengantung. Begitu juga T₂ dan T₃ bukan pasangan aksi reaksi karena bekerja pada benda yang sama yaitu langit-langit. Sehingga yang merupakan pasangan gaya aksi dan reaksi adalah T₁ dan T₂, karena T₁ bekerja pada benda yang menggantung dan T₂ bekerja pada langit-langit dan keduannya berlawanan arah.

Jawaban : B

Artikel ini berkaitan dengan hukum newton ketiga, hukum newton tentang gaya, hukum newton pertama, hukum newton aksi reaksi, hukum newton katrol, hukum newton 1 membahas tentang, hukum newton 3 adalah, hukum newton contoh soal, hukum newton 2 dan aplikasinya, hukum newton dan aplikasinya, peristiwa hukum newton alasan, aplikasi hukum newton 1, aplikasi hukum newton 2, artikel hukum newton, aplikasi hukum newton 1 2 3, animasi hukum newton 1, aplikasi hukum newton 3, dan aplikasi hukum newton pada bidang datar.

Contoh Soal Hukum Newton Beserta Jawabannya

Sebuah gaya F bekerja horisontal pada benda yang berada pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan Ө seperti pada gambar dibawah. Jika massa benda adalah m dan percepatan gravitasi bumi adalah g maka resultan gaya yang bekerja pada benda itu adalah ….

A. $F\cos \theta – mg \sin \theta$
B. $F\cos \theta + mg \cos \theta$
C. $F\sin \theta – mg \cos \theta$
D. $F\cos \theta + mg \sin \theta$
E. $F + mg \tan \theta$

Pembahasan :

Komponen sumbu x :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x &= F\cos \theta – w\sin \theta \\
&= F\cos \theta – mg\sin \theta
\end{align*}
$$

Komponen sumbu y :
$\Sigma F_y = 0 $

Jadi resultannya :

$$
\begin{align*}
F &= \sqrt{(\Sigma F_x ^2 + \Sigma F_y ^2 )} \\
&= \sqrt{(\Sigma F_x ^2 + 0^2 )} \\
&= \sqrt{(\Sigma F_x ^2 )} \\
&= \Sigma F_x \\
&=F\cos\theta – mg\sin \theta
\end{align*}
$$

Jawaban A :

Mobil 700 kg mogok di jalan yang mendatar. Kabel horisontal mobil derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika tegangan di dalamnya melebihi 1.400 N. Percepatan maksimum yang dapat diterima mobil mogok itu dari mobil derek adalah …. (g = 10 m/s²)
A. 2 m/s²
B. 4 m/s²
C. 8 m/s²
D. 10 m/s²
E. 20 m/s²

Pembahasan :

$$
\begin{align*}
T &= ma \\
1.400 &= 700a \\
a &=2 \quad \textrm{m/s}^2
\end{align*}
$$

Jawaban : A

Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton 2

Gaya F sebesar 12 N bekerja pada sebuah benda yang massanya m₁ menyebabkan percepatan sebesar 8 m/s². Jika F bekerja pada benda bermassa m₂ maka percepatan yang ditimbulkan adalah 2 m/s². Jika F bekerja pada benda yang bermassa m₁ + m₂, maka percepatan benda itu adalah ….
A. 1,2 m/s²
B. 1,6 m/s²
C. 2,4 m/s²
D. 3,0 m/s²
E. 3,6 m/s²

Pembahasan :

Pada benda m₁ :

$$
\begin{align*}
F &= m_1a_1 \\
12 &= m_1\cdot 8 \\
m_1 &=\frac{3}{2} \quad \textrm{kg}
\end{align*}
$$

Pada benda m₂ :

$$
\begin{align*}
F &= m_2a_2 \\
12 &= m_2\cdot 2 \\
m_2 &=6 \quad \textrm{kg}
\end{align*}
$$

Percepatan pada benda bermassa m₁ + m₂ :

$$
\begin{align*}
F &= (m_1 + m_2)\cdot a \\
12 &=\left(\frac{3}{2} + 6 \right) \cdot a \\
12 &= \frac{15}{2} \cdot a \\
12\cdot \frac{2}{15} &= a \\
a &= \frac{6}{5} \\
&=1,2 \quad \textrm{m.s}^{-2}
\end{align*}
$$

Jawaban : A

Soal Dan Pembahasan Hukum Newton

Balok 1 massanya 1 kg dan balok II massanya 2 kg terletak di atas lantai licin seperti pada gambar. Jika F = 6 N, maka gaya kontak antara kedua balok adalah ….

A. 0 N
B. 1 N
C. 2 N
D. 6 N
E. 18 N

Pembahasan :

$$
\begin{align*}
a &= \frac{\Sigma F}{\Sigma m} \\
a &= \frac{\Sigma F}{m_1 + m_2} \\
a &= \frac{6}{1 + 2} \\
a &= \frac{6}{3} \\
a &=2 \quad \textrm{m.s}^{-2}
\end{align*}
$$

Gaya kontak :
Gaya kontak pada benda I ( F₁₂) :

$$
\begin{align*}
a &= \frac{\Sigma F}{\Sigma m} \\
a &= \frac{F_{12}}{m_1} \\
2 &= \frac{F_{12}}{1} \\
F_{12} &= 2 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Gaya kontak pada benda II (F₂₁) :

$$
\begin{align*}
a &= \frac{\Sigma F}{\Sigma m} \\
a &= \frac{F – F_{21}}{m_2} \\
2 &= \frac{6 – F_{21}}{2} \\
6 – F_{21} &= 4 \\
F_{21} &= 6 – 4 \\
&= 2 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Jadi gaya kontak F₁₂ = F₂₁ = 2 N, hanya saja arahnya berlawanan.

Jawaban : C

Seseorang dengan massa 60 kg berada di dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s². Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² maka desakan kaki orang pada lantai lift adalah ….
A. 420 N
B. 570 N
C. 600 N
D. 630 N
E. 780 N

Pembahasan :

Karena dipercepat ke bawah maka percepatan lift bertanda negatif (-a).

$$
\begin{align*}
\Sigma F &= ma \\
N – w &= m(-a) \\
N – mg &=-ma \\
N – 60\cdot 10 &= -60\cdot 3 \\
N &= 600 – 180 \\
&= 420 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Jawaban : A

Koefisien gesekan statis antara balok dan meja adalah 0,25. Agar sistem berada dalam keadaan setimbang, berat maksimum balok A adalah ….
….
A. sama besar dengan gaya gesekan statis maksimum antara balok B dan meja
B. lebih besar daripada gaya gesekan statis maksimum antara balok B dan meja
C. lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum antara balok B dan meja
D. $\frac{1}{4}$ kali gaya gesekan statis antara balok B dan meja
E. 4 kali gaya gesekan statis antara balok B dan meja

Pembahasan :

Sistem benda A :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= 0 \\
T_y – w_A&= 0 \\
T_y &= w_A \\
T\sin\theta &= w_A \\
\frac{1}{2}\sqrt{2}T &= w_A\\
T &= \sqrt{2} w_A \quad\quad\quad\quad\textrm{pers. (1)}
\end{align*}
$$

Sistem benda B :

$$
\begin{align*}
\Sigma F_y &= 0 \\
N_B – w_B&= 0 \\
N_B &= w_B \\
&= 660\quad\textrm{N}
\end{align*}
$$

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x &= 0 \\
T_x – f_g&= 0 \\
T\cos 45^o &= f_g \\
T\cos 45^o &= f_g \\
\frac{1}{2}\sqrt{2} T &= f_g \\
T &= \sqrt{2}f_g \\
&= \sqrt{2}\mu N_B \\
&=\sqrt{2}\mu w_B \\
&= \sqrt{2}\cdot 0,25\cdot 660 \\
&= 165\sqrt{2} \quad\textrm{N}
\end{align*}
$$

Nilai T = 165$\sqrt{2}$ dimasukkan ke persamaan (1), maka :

$$
\begin{align*}
T &= T \\
\sqrt{2} w_A &= 165\sqrt{2} \\
w_A &= 165\quad\textrm{N}
\end{align*}
$$

$$
\begin{align*}
f_g &= \mu N_A \\
&= 0,25w_B \\
&= 0,25\cdot 660\\
&=165\quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Jadi w_A = f_g = 165 N

Jawaban : A

Contoh Soal Fisika Hukum Newton dan Pembahasannya

Penghapus papan tulis yang beratnya 2 N dipakai untuk menghapus papan tulis yang letaknya vertikal. Siswa yang menggunakan penghapus tadi menekannya tegak lurus ke papan tulis dengan gaya 10 N. Jika koefisien gesekan kinetis antara penghapus dan papan tulis adalah 0,4 maka untuk menggerakkan penghapus secara horizontal dengan kecepatan tetap, siswa tadi harus menariknya dengan gaya ….
A. 0,8 N
B. 3,2 N
C. 4,0 N
D. 4,8 N
E. 25,0 N

Pembahasan :

Gaya normal penghapus :

$$
\begin{align*}
N – F &=0\\
N &=F\\
&= 10 \quad\textrm{N}
\end{align*}
$$

Gaya tarikan siswa :

$$
\begin{align*}
F_T – f_g &=0\\
F_T &=f_g\\
&= \mu N \\
&= 0,4\cdot 10 \\
&= 4 \quad\textrm{N}
\end{align*}
$$

Jawaban : C

Sebuah benda bermassa 1,5 kg di atas suatu bidang kasar yang dapat dimiringkan perlahan. Balok mulai bergerak turun ketika bidang dimiringkan dari sudut 0⁰ hingga 53⁰. Gaya minimal yang diperlukan agar balok dapat didorong ke atas pada sudut 37⁰ adalah ….(sin 37⁰ = 0,6)
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N

Pembahasan :

Koefisien gesek :

$$
\begin{align*}
\mu &=\tan \theta\\
&=\tan 53\\
&= \frac{4}{3}
\end{align*}
$$

$w_x = w\sin \theta = 15\sin 37 = 15 \cdot 0,6 = 9 \quad \textrm{N}$
$w_y = w\cos \theta = 15\cos 37 = 15 \cdot 0,8 = 12 \quad \textrm{N}$
$N = w_y = 12 \quad \textrm{N}$

$$
\begin{align*}
\Sigma F_x = 0 \\
F – f_g – w_x &=0 \\
F &=f_g + w_x\\
&=\mu N + w_x\\
&=\frac{4}{3}\cdot 12 + 9\\
&= 25 \quad \textrm{N}
\end{align*}
$$

Jawaban : D