Latihan Soal Usaha dan Energi

Gambar di atas mengilustrasikan seorang perawat sebuah rumah sakit sedang mendorong pasiennya yang lumpuh akibat kecelakaan menggunakan kursi roda. Kursi roda tersebut didorong di atas permukaan lantai dengan resultan gaya F sehingga sistem kursi roda dapat berjalan dengan selang waktu t. Tabel berikut ini berisi data-data tentang massa (m), gaya total system yang menggerakkan kursi roda dorong (F), dan waktu (t).

Berdasarkan data tabel di atas, maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terbesar adalah….

• (1)-(2)-(3)-(4)

• (1)-(3)-(4)-(2)

• (2)-(4)-(3)-(1)

• (3)-(1)-(2)-(4)

• (2)-(4)-(1)-(3)

Pada hari Minggu Putri bermain di taman kota bersama ayahnya. Putri bermain ayunan tali dan meminta ayahnya untuk mengayunnya. Ayah Putri mulai mengayun tali dari posisi A. Berdasarkan gambar berikut dapat disimpulkan bahwa usaha yang mungkin dilakukan ayah Putri ketika bergerak bermain ayunan adalah…

• B-C-D-E-D-C-B, adalah usaha terkecil terjadi apabila benda tidak mengalami perpindahan

• A-B-C-D, adalah usaha terkecil terjadi apabila benda bergerak sampai titik tengah lintasan

• A-B-C-D, adalah usaha terbesar karena semakin besar usaha semakin kecil jarak lintasan

• A-B-C-B-A, adalah usaha terbesarkarena usaha adalah perkalian gaya dan jarak

• B-C-D-E-D-C-B, adalah usaha terbesar terjadi apabila benda tidak mengalami perpindahan

Usain Bolt adalah seorang atlet lari kelas dunia yang lahir di Jamaika, 21 Agustus 1986 silam. Sudah sepuluh tahun berlalu tetapi rekor Bolt masih bertahan hingga saat ini. Bolt meraih delapan medali emas Olimpiade dan menyabet 11 medali emas dari Kejuaran Dunia Atletik sejak 2007 lalu. Kejuaraan terakhir yang diikuti adalah Kejuaraan Dunia di London tahun 2017 dengan catatan waktu 9.95 detik dinomor 100 meter. (Sumber: https://www.cnnindonesia.com/olahraga/)

John Wilson dari Departemen Biologi, North Carolina State University, bersama rekannya, mengamati enam ekor cheetah liar di Kgalagadi Transfrontier Park, Afrika Selatan. Untuk membantu pengamatan, Wildon menggunakan GPS dan monitor pemantau gerak. Dari pengamatan itu Wilson menemukan bahwa cheetah dapat berlari mencapai kecepatan 120 km/jam (Sumber:https://sains.kompas.com)

Jika diketahui massa cheetah sebesar 60 kg mengejar mangsa dengan kecepatan maksimal di atas. Massa tubuh Usain Bolt adalah 94 kg. Dari data pada bacaan tersebut yang melakukan usaha paling besar adalah…

• Cheetah, karena cheetah memiliki energi kinetik lebih kecil dan besarnya usaha akibat gaya sama dengan perubahan energi kinetik benda

• Cheetah, karena cheetah memiliki energi kinetik lebih besar dan besarnya usaha akibat gaya sama dengan perubahan energi kinetik benda

• Usain, karena Usain memiliki energi kinetik lebih besar dan besarnya usaha akibat gaya sama dengan perubahan energi kinetik benda

• Usain, karena Usain memiliki energi kinetik lebih kecil dan besarnya usaha akibat gaya berbanding terbalik dengan perubahan energi kinetik benda

• Cheetah dan Usain melakukan usaha sama besar karena memiliki energi kinetik yang sama besar

Seorang siswa melakukan percobaan terkait dengan Hukum Hooke dan memperoleh data sebagai berikut:

Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa…

• Semakin besar energi potensial, maka pertambahan panjang pegas semakin kecil, besar gaya yang digunakan 250 N

• Semakin besar energi potensial, maka pertambahan panjang pegas semakin kecil, besar gaya yang digunanakan 500N

• Energi potensial tidak mempengaruhi terhadap pertambahan panjang pegas, besar gaya yang digunakan 250 N

• Besar energi potensial sebanding dengan pertambahan panjang pegas, besar gaya yang digunakan 500 N

• Besar energi potensial sebanding dengan pertambahan panjang pegas, besar gaya yang digunakan 250N

Iza sedang merapikan buku-buku miliknya di gudang rumahnya. Dia memasukkan buku-buku lama ke dalam kardus kemudian dipindahkan dari lantai ke atas lemari.

Berdasarkan data pada tabel berikut dapat diungkapkan bahwa…..

• Usaha merupakan perubahan energi kinetik, dimana energi kinetik akhir dikurangi energi kinetik awal dan usaha terbesar adalah nomor 1

• Usaha merupakan perubahan energi potensial, dimana energi potensial awal dikurangi dengan energi potensial akhir dan usaha terkecil adalah nomor 2

• Usaha merupakan perubahan energi potensial, dimana energi potensial akhir dikurangi energi potensial awal dan usaha terbesar adalah nomor 2

• Usaha sama dengan energi potensial dan usaha terbesar adalah nomor 2

• Usaha sama dengan energi kinetik dan usaha terkecil adalah nomor 1

Iza dan Eri bermain seluncuran di kolam renang. Dua luncuran air di kolam renang tersebut dibuat berbeda, namun memiliki ketinggian yang sama h seperti pada gambar di atas. Iza dan Eri memulai dari keadaan diam pada saat yang sama pada peluncuran yang berbeda dengan mengabaikan gesekan dan massa mereka berdua sama. Peluncur manakah yang memiliki kecepatan paling besar saat menyentuh air…?

• Iza, karena luncuranya yang lebih landai sehingga lebih berpeluang untuk lebih cepat

• Iza, karena jarak yang ditempuh Iza lebih panjang sehinnga lebih berpeluang untuk lebih cepat

• Eri, karena luncuranya lebih datar sehingga lebih berpeluang untuk lebih cepat

• Eri, karena lintasan dia lebih pendek sehingga dia dapat menghemat energi kinetiknya

• Dua-duanya memiliki kecepatan yang sama

Seorang pegawai minimarket hendak menaikkan beberapa box makanan ringan ke dalam mobil pick up menggunakan sebuah bidang miring. Pegawai tersebut merasa bahwa semakin panjang bidang miring yang digunakan, maka usaha yang ia lakukan semakin kecil. Bagaimana pendapatmu ?

• Setuju, memperpanjang bidang miring berpengaruh pada usaha yang dibutuhkan, karena memperkecil gaya dorong

• Setuju, memperpanjang bidang miring berpengaruh pada usaha yang dibutuhkan, karena memperbesar gaya dorong

• Tidak setuju, memperpanjang bidang miring tidak mempengaruhi besar usaha, karena hanya memperkecil gaya dorong yang dibutuhkan

• Tidak setuju, memperpanjang bidang miring tidak mempengaruhi besar usaha, karena hanya memperbesar gaya dorong yang dibutuhkan

• Semua jawaban salah

Sebuah pompa air dengan daya 750 J/s digunakan untuk menaikkan air sumur yang dalamnya mencapai 30 m. Apabila semua energi dari pompa digunakan untuk menaikkan air sedangkan energi kinetik yang didapatkan air selama geraknya diabaikan. Pernyataan berikut yang benar adalah…..

• Debit air dalam 60 s adalah $2.5\ \frac{m^3}{s}$ Jika debit aliran air diperbesar maka waktu yang dibutuhkan semakin singkat
  
  

• Debit air dalam 60 s adalah $2.5\ \frac{m^3}{s}$ . Jika debit aliran air diperkecil maka waktu yang dibutuhkan juga semakin singkat

• Debit air dalam 60 s adalah $2.5\ \frac{m^3}{s}$ Jika debit aliran air diperbesar maka waktu yang dibutuhkan juga semakin lama

• Debit air dalam 60 s adalah $25\ \frac{m^3}{s}$ Jika debit aliran air diperbesar maka waktu yang dibutuhkan semakin singkat

• Debit air dalam 60 s adalah $2.5\ \frac{m^3}{s}$ Debit aliran air diperbesar atau diperkecil tidak berpengaruh pada waktu yang dibutuhkan

Sebuah bola hendak diletakkan pada ujung bidang miring. Ketika diletakkan bola menggelinding dengan sendirinya tanpa ada dorongan

Pernyataan : Usaha yang dilakukan bola kasti hingga menggelinding di bidang miring adalah nol

Alasan : Usaha merupakan hasil kali dari gaya dengan perpindahan benda

Bagaimana pendapatmu terkait pernyataan dan alasan di atas ?

• Pernyataan benar, alasan benar. Keduanya menunjukkan sebab akibat

• Pernyataan benar, alasan benar. Keduanya tidak menunjukkan sebab akibat

• Pernyataan benar, alasan salah

• Pernyataan salah, alasan benar

• Keduanya salah

Andi memiliki dua bola. Bola pertama memiliki massa empat kali lebih besar dari bola kedua. Kedua bola digerakkan dengan besar gaya yang sama dan lintasan yang sama seperti pada gambar di atas.

Manakah energi kinetik yang lebih kecil saat bola mencapai garis finish?

• Bola pertama karena memiliki massa yang lebih besar

• Bola kedua karena memiliki massa yang lebih kecil

• Energi kinetik keduanya sama karena gaya dan lintasan tidak berpengaruh

• Energi kinetik keduanya sama karena gaya dan lintasan yang diberikan sama

• Kedua bola tidak memiliki energi kinetik karena diberikan gaya dan lintasan yang sama