Pembahasan OSK IPA SMP Tahun 2022 No 23

23. Daya 500 W selama 2,0 s diberikan pada sebuah benda bermassa 5,0 kg sehingga benda tersebut bergerak lurus dari diam pada permukaan datar dan licin. Manakah pernyataan berikut ini yang benar?
1. Kelajuan benda pada akhir pemberian daya 20 m/s
2. Benda menerima energi sebesar 250 J
3. Setelah pemberian daya selesai, benda menempuh jarak 40 m selama dua detik
4. Setelah pemberian daya selesai, energi kinetik benda bertambah secara tetap
1. 1, 2 dan 3 benar
2. 1 dan 3 benar
3. 2 dan 4 benar
4. 4 saja benar

Pembahasan

Diket:

• Benda diberikan daya selama 2 s sehingga benda bergerak lurus.
• P = 500 W
• t = 2 s
• m = 5 kg

Ditanya:

Pertanyaan yang benar:

1. Kelajuan benda pada akhir pemberian daya 20 m/s
2. Benda menerima energi sebesar 250 J
3. Setelah pemberian daya selesai, benda menempuh jarak 40 m selama dua detik
4. Setelah pemberian daya selesai, energi kinetik benda bertambah secara tetap

Jawab:

• Energi listrik yang diberikan ke benda dikonversi menjadi energi kinetik

W = △Ek

P × t = ½ m △v²

500 × 2 = ½ × 5 × △v²

500 × 2 = ½ × 5 × △v²

1000 × 2 = 5 × △v²

△v² = ²⁰⁰⁰/₅

△v² = 400

△v = 20

V₂ - V₁ = 20

V₂ - 0 = 20

V₂ = 20 m/s

Kelajuan benda tepat setelah 2 s (akhir pemberian daya) adalah 20 m/s.
• Energi yang diterima benda

W = P × t = 500 × 2 = 1000 J.

• Jarak tempuh selama 2 detik (setelah pemberian daya benda bergerak lurus beraturan)

S = v × t = 20 m/s × 2 s = 40 m

• Setelah pemberian daya selesai, energi kinetik benda tetap karena memiliki kecepatan tetap.

Ek = ½ m v²

Ek = ½ . 5 . 20² = 1000 J

Sehingga pernyataan yang benar adalah 1 dan 3.