Kerja yang harus diberikan untuk menambah panjang karet dari 5 cm menjadi 8 cm adalah J

1. Energi 4.900 Joule digunakan untuk mengangkat vertikal benda bermassa 50 kg. Benda akan naik setinggi … (g = 9,8 ms-2 )

A. 0,1 m

B. 10 m

C. 98 m

D. 245 m

E. 960 m

Pembahasan

Diketahui :

Perubahan energi potensial (ΔEP) = 4900 Joule

massa benda (m) = 50 kg

Percepatan gravitasi (g) = 9,8 m/s2

Ditanya : Benda akan naik setinggi (Δh)

Jawab :

ΔEP = m g Δh

4900 = (50)(9,8) Δh

4900 = 490 Δh

Δh = 10 meter

Jawaban yang benar adalah B.

Energi Potensial Pegas

2. Grafik berikut menunjukkan hubungan F (gaya) terhadap x (pertambahan panjang) suatu pegas. Jika pegas disimpangkan 8 cm, maka energi potensial pegas tersebut adalah …

A. 1,6 × 10-5 Joule

B. 6,4 × 10-4 Joule

C. 8 Joule

D. 16 Joule

E. 128 Joule

Pembahasan

Diketahui :

Gaya (F) = 2 Newton

Pertambahan panjang (x) = 1 cm = 1/100 meter = 0,01 meter

Simpangan pegas = 8 cm = 8/100 meter = 0,08 meter

Ditanya : Energi potensial pegas

Jawab :

Gunakan data pada grafik untuk menghitung konstanta pegas.

Energi potensial pegas :

∆EP = 1/2 k x2

∆EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m)2

∆EP = (100 N/m)(0,0064 m2)

∆EP = 0,64 Nm

3. Diantara keadaan benda-benda berikut :

(1) Karet katapel yang diregangkan

(2) Bandul yang disimpangkan

(3) Besi yang dipanaskan

Benda yang memiliki energi potensial adalah pada nomor …

A. (1)

B. (1) dan (2)

C. (2)

D. (2) dan (3)

E. (3)

Pembahasan

(1) Karet katapel yang diregangkan

Ketika diregangkan, karet katapel mempunyai energi potensial elastis.

(2) Bandul yang disimpangkan

Ketika bandul disimpangkan, bandu mempunyai energi potensial gravitasi

Jawaban yang benar adalah B.

4. Tabel di bawah menggambarkan hasil percobaan pegas yang salah satu ujungnya diberi beban. F menyatakan berat beban dan ∆L menyatakan pertambahan panjang. Hitunglah usaha yang harus dilakukan untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm.

A. 2,0 Joule

B. 2,5 Joule

C. 5,0 Joule

D. 7,6 Joule

E. 10 joule

Pembahasan

Diketahui :

Pertambahan panjang pegas (∆L) = 10 cm = 0,1 meter

Ditanya : Usaha untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm

Jawab :

Gunakan data dalam tabel untuk menghitung konstanta pegas :

k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m

k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m

k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m

Konstanta pegas adalah 500 N/m

Usaha untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm adalah :

W = 1/2 k ∆L2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m)2 = (250 N/m)(0,01 m2) = 2,5 Newton meter = 2,5 Joule.

Jawaban yang benar adalah B.

5. Grafik (F-x) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah…

A. 20 joule

B. 16 joule

C. 3,2 joule

D. 1,6 joule

E. 1,2 joule

Pembahasan

Diketahui :

F = 40 Newton

Δx = 0,08 meter

Ditanya : Energi potensial pegas ?

Jawab :

Konstanta pegas :

k = F / Δx

Energi potensial pegas :

EP = ½ k Δx2 = ½ (F/Δx) Δx2 = ½ F Δx

EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 Joule

Jawaban yang benar adalah D.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA