soal dan pembahasan dinamika gerak SBMPTN

Nomor 1
Reza bermassa 40 kg berada didalam lift yang sedang bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza 520 N dan percepatan gravisi 10 m/s2, maka percepatan lift itu adalah...
A. 1,0 m/s2
B. 1,5 m/s2
C. 2,0 m/s2
D. 2,5 m/s2
E. 3,0 m/s2

Pembahasan:
Diketahui:
m = 40 kg
g = 10 m/s2
N = 520 N
Ditanya: a = ...
Jawaban:
Lift bergerak ke atas berlaku:
N – w = m . a
N – m . g = m . a
520 N – 40 kg . 10 m/s2 = 40 kg . a
120 N = 40 kg . a
a = 3 m/s2
Jawaban: E

Nomor 2
Seseorang bermassa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar gaya normal yang dikerjakan lantai lift terhadap orang tersebut adalah...
A. 180 N
B. 200 N
C. 340 N
D. 420 N
E. 600 N

Pembahasan:
Diketahui:
m = 60 kg
a = 3 m/s2
g = 10 m/s2
Ditanya: N = ...
Jawab:
w – N = m . a
N = w – m . a = m . g – m . a
N = 60 . 10 – 60 . 3 = 600 – 180 = 420 N
Jawaban: D
 
Nomor 3
Sistem 2 benda dinyatakan seperti gambar dibawah dengan massa tali, massa katrol, dan gesekan pada katrol diabaikan.

Jika koefisien gesek antara benda bermassa 6 kg dengan bidang 1/3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, kedua benda bergerak dengan percepatan...
A. 1/6 m/s2
B. 1/4 m/s2
C. 1/2 m/s2
D. 1 m/s2
E. 2 m/s2

Pembahasan
Gunakan hukum 2 Newton:

Jawaban: E

Nomor 4
Sebuah kubus yang meluncur turun tanpa gesekan pada sebuah bidang miring akan mengalami percepatan tetap.
SEBAB
Dengan tidak adanya gaya gesekan, percepatan benda sama dengan percepatan gravitasi.

Pembahasan
Pernyataan benar, Percepatan benda yang meluncur pada bidang miring dinyatakan dengan a = g sin α, g dan α tetap sehingga a = tetap.
Alasan salah karena a = g sin α, α = sudut kemiringan.
Jadi pernyataan benar dan alasan salah.

Nomor 5
Sebuah truk dengan berat W bergerak lurus dengan percepatan konstan a. Untuk mengukur percepatan a ini maka sebuah tongkat dengan massa m1 digantungkan pada badan truk seperti terlihat pada gambar sehingga hubungan a dan θ adalah...


A. sin θ = a / m1
B. cos θ = a/m1
C. tan θ = a/g
D. tan θ = g / a
E. sin θ = a / g

Pembahasan

Maka dari gambar diatas tan θ = a/g
Jawaban C

Nomor 6
Sebuah bandul yang digantungkan pada atap sebuah gerobak berada dalam setimbang saat gerobak diam. Suatu saat gerobak ditarik dengan gaya konstan sedemikian hingga kecepatannya 13 m/s saat mencapai jarak 5 m. Dalam keadaan gerobak berjalan tersebut, simpangan bandul terhadap posisi setimbang sekitar...

A. 0^o

B. 15^o

C. 30^o

D. 45^o

E. 60^o

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu percepatan yang dialami gerobak
vt² = v0² + 2 a . s
13² = 0² + 2 . a. 5
169 = 10 a
a = 16,9
Menghitung θ
tan θ = a / g = 16,9 / 10 = 1,7 = √3
θ = 60^o

Nomor 7
Sebuah benda bermassa 0,25 kg jatuh dengan percepatan 9,2 m/s². Apabila dianggap gaya gesekan udara konstan, maka gaya ini adalah...
A. 0,2 N
B. 0,5 N
C. 1,2 N
D. 1,5 N
E. 1,6 N

Pembahasan 
W - fg = m . a
m . g - fg = m . a
fg - m . g - m . ma = m (g - a) = 0,25 (10 - 9,2) = 0,2 N
Jawaban A

Nomor 8
Seorang pemadam kebakaran yang beratnya 650 N meluncur turun sepanjang tiang vertikal dengan percepatan rata-rata sebesar 3 m/s². Gaya vertikal rata-rata yang dilakukan orang tersebut pada tiang adalah...
A. 650 N
B. 515 N
C. 455 N
D. 425 N
E. 325 N

Pembahasan
W - F = m . a
F = W - m . a = 650 - 65 . 3 = 650 - 195 = 455 N
Jawaban : C

Nomor 9
Sebuah helikopter bermassa 300 kg bergerak vertikal ke atas dengan percepatan 2 m/s². Seorang tentara bermassa 60 kg memanjat tali yang menjulur dari helikopter dengan kecepatan tetap 1 m/s relatif terhadap helikopter. Gaya tegangan tali saat itu adalah...
A. 600 N
B. 660 N
C. 720 N
D. 780 N
E. 3600 N

Pembahasan
T - W = m . a
T = W + m . a
T = 60 . 10 + 60 . 2
T = 600 + 120 = 720 N
Jawaban: C