5 Contoh Soal Usaha dan Energi Kelas 10 dan Kunci Jawabannya

Ilustrasi contoh soal usaha dan energi. Sumber: unsplash.com/Jeshoots.

Contoh soal usaha dan energi merupakan bahan tambahan untuk belajar di rumah. Usaha dan energi merupakan salah satu materi pelajaran IPA di kelas 10.

Namun, pengenalan tentang materi tersebut dapat ditemui di SMP sehingga buku-buku sebelumnya bisa dibuka kembali. Materi pelajaran memang sering berulang, hanya saja makin tinggi jenjang pendidikannya makin sulit soal-soalnya.

Contoh Soal Usaha dan Energi

Ilustrasi contoh soal usaha dan energi. Sumber: unsplash.com/SioraPhotography.

Usaha adalah energi yang dipindahkan dari benda ke benda. Energi tidak bisa dimusnahkan, tapi bisa berubah bentuk. Materi ini berusaha mengenali penggunaan energi tersebut, baik dari perubahan energi itu maupun besaran-besarannya.

Berikut adalah contoh soal usaha dan energi, yang dikutip dari Fastrex Fisika Kelas 10, 11, 12, Rovie Wibisono (2015:129).

1. Balok ditarik dengan tali oleh gaya 15 Newton hingga berpindah sejauh 4 meter. Jika tali membentuk sudut 60° dengan arah perpindahan balok, berapa besar usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

   Jawab:

   F = 15N.

   s = 4m.

   θ = 60°.

   W = F.s.cosθ = 15.4.cos60° = 60.0,5 = 30 Newton.

2. Suatu benda memiliki massa 4 kg. Mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s². Berapa usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik?

   Jawab:

   m = 4kg.

   a = 3m/s²

   t = 2s.

   V₁ = 0.

   V₂ = V₀ + a.t = 0 + 3.2 = 6m/s.

   W = ΔEk = 1/2m (V₂²-V₁²) =1/2.4(6²-0²) = 2.36 = 72 Joule.

3. Satu mobil dengan massa 1.000 kg digas sehingga memiliki kelajuan 20 m/s. Kemudian mobil itu dibiarkan melaju di jalan datar. Jika sebuah gaya sebesar 1.000 N memperlambat laju mobil tersebut maka berapa panjang lintasan maksimum yang bisa dicapai sebelum berhenti?

   Jawab:

   m = 1.000kg.

   V₀ = 20m/s.

   Fg = -1.000N.

   Fg = m.a

   -1000 = 1000.a

   a = -1m/s.

   Vt² = V₀² + 2.a.s

   s = (V₀²-Vt²):-2a = (20²-0²):(-2.-1) = 400:2 = 200m.

4. Satu mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Setelah bergerak 10 sekon, kecepatannya menjadi 30 m/s. Jika massa mobil 1.200 kg, berapa besar usaha yang dilakukan mobil itu?

   Jawab:

   V₀ = 10m/s.

   t = 10s.

   Vt = 30m/s.

   m = 1.200kg.

   W=ΔEk=1/2m(V₂²-V₁²)=1/2.1200(30²-10²)=600.800=480.000 Joule.

5. Satu lampu yang massanya 500gram digantungkan di atas lantai setinggi 4m (g=10m/s²). Berapa energi potensial lampu tersebut?

   Jawab:

   m=500gr=0,5kg.

   h=4m.

   g=10m/s².

   Ep=m.g.h=0,5.10.4=20 Joule.

Contoh soal usaha dan energi melibatkan beberapa rumus energi sehingga harus banyak berlatih soal agar dapat membedakannya. (lus)

Baca juga: Soal PAS Kimia Kelas 10 Semester 2 dan Jawabannya