Contoh Soal Usaha dan Energi – SMP 2

Contoh Soal Usaha dan Energi – SMP 2 merupakan halaman yang memuat kumpulan soal dengan materi usaha dan energi untuk level kognitif aplikasi. Kisi – Kisi Ujian Nasional 2020 dari BSNP memuat materi usaha dan energi dalam tiga level kognitif. Ketiga level kognitif tersebut meliputi level kognitif pengetahuan dan pemahaman, aplikasi, dan penalaran. Untuk level kognitif aplikasi akan menguji kemampuan peserta ujian nasional dalam menyelesaikan masalah terkait bahasan usaha dan energi. Berikut ini kumpulan soal usaha dan energi untuk level kognitif aplikasi berikut.

Contoh 1 – Soal UN IPA SMP/MTs Tahun 2018

Buah kelapa jatuh dari pohon seperti gambar berikut!

Energi kinetik saat kelapa yang massanya 2 kg berada pada ketinggian 4 m dari tanah adalah …. (g = 10 m/s2)

A. 80 J
B. 180 J
C. 320 J
D. 480 J

Pembahasan:

Besar energi mekanik di setiap titik adalah sama, dimana besarnya merupakan penjumlahan antara energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek) di suatu titik yang sama.

Pada kondisi awal (saat ketinggian h = 20 m), besar energi potensial adalah maksimal dan energi kinetik adalah nol (karena kecepatan awal benda sama dengan 0). Sedangkan saat benda di bawah (ketika h = 0), nilai energi potensial akan sama dengan 0 dan energi kinetik akan bernilai paling besar, di mana besarnya sama dengan energi potensial saat benda berada di ketinggian 20 m.

Perhatikan pengerjaan cara mencari energi kinetik pada ketinggian tertentu berikut ini.

Diketahui:

  • m = 2 kg
  • hA = 20 m
  • hB = 4 m
  • vA = 0 m/s2
  • g = 10 m/s2

Ditanyakan: Energi kinetik (Ek) ?

Besar energi mekanik di titik A (EmA) sama dengan energi mekanik di titik B (EmB).

EmA = EmB
EpA + EkA = EpB + EkB
m × g × hA + ½ × m × vA2 = m × g × hB + EkB
2 × 10 × 20 + ½ × 2 × 02 = 2 × 10 × 4 + EkB
400 + 0 = 80 + EkB
EkB = 400 – 80 = 320 Joule

Jadi, energi kinetik saat kelapa yang massanya 2 kg berada pada ketinggian 4 m dari tanah adalah 320 J.

Jawaban: C

Contoh 2 – Soal UN IPA SMP/MTs Tahun 2016

Perhatikan gambar!

Energi kinetik benda di titik B = 100 J. Bila massa benda 2,5 kg, maka energi kinetik benda saat menyentuh tanah di titik C adalah ….

A. 350 J
B. 250 J
C. 150 J
D. 100 J

Pembahasan:

Energi kinetik benda saat tiba di titik B:

Ep = m × g × h
Ep = 2,5 × 10 × 4
Ep = 100 Joule

Energi kinetik benda saat tiba di titik C :

Ep = m × g × h
Ep = 2,5 × 10 × (4 + 6)
Ep = 2,5 × 10 × 10
Ep = 250 Joule

Jadi, energi kinetik benda saat menyentuh tanah di titik C adalah 250 J.

Jawaban: B

Contoh 3 – Soal UN IPA SMP/MTs Tahun 2015

Perhatikan gambar perpindahan benda berikut!

Jika usaha oleh gaya-gaya tersebut terhadap benda sebesar 375 Joule, benda dapat berpindah sejauh ….
A. 7,5 meter
B. 15 meter
C. 22,5 meter
D. 25 meter

Pembahasan:

Diketahui :

  • Usaha: W = 375 Joule
  • Resultan gaya: ΣF = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton (ke kanan)

Ditanyakan: Perpindahan benda (s)

Rumus usaha : W = F × s

Perpindahan :

    \[ s = \frac{W}{F} \]

    \[ s = \frac{375}{25} \]

    \[ s = 15 \; m \]

Jawaban: B

Sekian tadi kumpulan soal usaha dan energi yang sesuai untuk level kognitif aplikasi. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: