Ilustrasi deep pressure — penjelasan konsep dan penerapannya

20 Soal HOTS Hukum Newton

Latihan IPA SMP berbasis analisis, numerasi, eksperimen, dan penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

Petunjuk: Bacalah setiap situasi dengan teliti. Pilih satu jawaban yang paling tepat. Setelah semua soal dikerjakan, tekan Periksa Jawaban untuk melihat nilai dan pembahasan.

Soal 1

Sebuah bus bergerak lurus dengan kecepatan tetap 40 km/jam. Ketika mendekati lampu merah, pengemudi mengerem secara tiba-tiba. Beberapa penumpang yang berdiri tampak terdorong ke arah depan.

Berdasarkan peristiwa tersebut, penjelasan yang paling tepat adalah ....

A. Tubuh penumpang menghasilkan gaya yang arahnya selalu berlawanan dengan gerak bus. B. Tubuh penumpang cenderung mempertahankan keadaan geraknya ketika bus mengalami perlambatan. C. Massa penumpang berkurang ketika bus melakukan pengereman. D. Gaya gravitasi pada penumpang meningkat ketika bus direm.

Pembahasan: Tubuh penumpang cenderung mempertahankan keadaan geraknya. Fenomena ini merupakan sifat kelembaman atau inersia yang dijelaskan oleh Hukum I Newton.

Soal 2

Rani melakukan percobaan menggunakan dua troli.

Troli	Massa	Gaya Dorong
P	4 kg	12 N
Q	6 kg	12 N

Gesekan roda dengan lantai diabaikan. Jika kedua troli mulai bergerak dari keadaan diam, pernyataan yang tepat adalah ....

A. P dan Q mempunyai percepatan sama karena mendapat gaya yang sama. B. Q mempunyai percepatan lebih besar karena massanya lebih besar. C. P mempunyai percepatan lebih besar karena massanya lebih kecil. D. Q tidak mengalami percepatan karena massanya lebih dari 4 kg.

Pembahasan: Berdasarkan a = F/m, untuk gaya yang sama benda dengan massa lebih kecil memperoleh percepatan lebih besar.

Soal 3

Sebuah mobil mogok didorong oleh tiga siswa. Andi dan Budi masing-masing memberikan gaya 120 N ke arah kanan, sedangkan Candra memberikan gaya 80 N ke arah kiri.

Jika massa mobil beserta muatannya 400 kg dan gaya gesek diabaikan, percepatan mobil adalah ....

A. 0,2 m/s² ke kanan B. 0,4 m/s² ke kanan C. 0,6 m/s² ke kiri D. 0,8 m/s² ke kanan

Pembahasan: Resultan gaya = 120 + 120 − 80 = 160 N ke kanan. Maka a = 160/400 = 0,4 m/s².

Soal 4

Seorang pesulap meletakkan beberapa gelas di atas taplak meja. Taplak kemudian ditarik mendatar dengan sangat cepat. Gelas-gelas hampir tetap berada di tempatnya.

Seorang siswa memberikan empat penjelasan:

1. Gelas memiliki kecenderungan mempertahankan keadaan diam.
2. Peristiwa tersebut berkaitan dengan kelembaman benda.
3. Tidak ada gaya gravitasi yang bekerja pada gelas.
4. Peristiwa tersebut merupakan contoh Hukum I Newton.

Kombinasi pernyataan yang benar adalah ....

A. 1, 2, dan 4 B. 1 dan 3 C. 2 dan 3 D. 3 dan 4

Pembahasan: Gelas mempertahankan keadaan diam karena sifat inersia. Gaya gravitasi tetap bekerja sehingga pernyataan nomor 3 salah.

Soal 5

Dito mendorong sebuah lemari dengan gaya 100 N ke kanan. Namun, lemari belum bergerak karena lantai memberikan gaya gesek 100 N ke kiri.

Kesimpulan yang paling tepat adalah ....

A. Tidak ada gaya yang bekerja pada lemari. B. Resultan gaya lemari nol sehingga percepatannya nol. C. Gaya dorong Dito lebih kecil daripada gaya gesek. D. Lemari bergerak dengan kecepatan tetap ke kanan.

Pembahasan: Kedua gaya sama besar dan berlawanan arah sehingga resultan gaya = 0 N.

Soal 6

Sekelompok siswa memperoleh data percobaan berikut.

Percobaan	Massa	Resultan Gaya	Percepatan
1	2 kg	4 N	2 m/s²
2	2 kg	8 N	4 m/s²
3	2 kg	12 N	6 m/s²

Kesimpulan yang paling didukung oleh data adalah ....

A. Semakin besar gaya resultan, semakin kecil percepatan. B. Pada massa tetap, percepatan berbanding lurus dengan resultan gaya. C. Gaya resultan tidak memengaruhi gerak benda. D. Percepatan selalu dua kali massa benda.

Pembahasan: Ketika massa tetap 2 kg, peningkatan resultan gaya menyebabkan percepatan meningkat secara sebanding.

Soal 7

Guru memberikan gaya yang sama besar pada tiga troli.

Troli	Massa
A	2 kg
B	4 kg
C	8 kg

Jika gesekan diabaikan, urutan percepatan dari terbesar ke terkecil adalah ....

A. A – B – C B. C – B – A C. A – C – B D. B – A – C

Pembahasan: Pada gaya yang sama, semakin kecil massa semakin besar percepatannya.

Soal 8

Fajar mendorong dinding dengan gaya 150 N. Dinding tidak berpindah. Fajar berkata, “Karena dinding tidak bergerak, berarti dinding tidak memberikan gaya kepada tangan saya.”

Evaluasi yang tepat adalah ....

A. Benar, karena gaya hanya muncul jika benda bergerak. B. Benar, karena dinding mempunyai massa yang sangat besar. C. Salah, dinding memberikan gaya 150 N kepada Fajar dengan arah berlawanan. D. Salah, dinding memberikan gaya lebih dari 150 N.

Pembahasan: Menurut Hukum III Newton, gaya aksi dan reaksi sama besar serta berlawanan arah dan bekerja pada dua benda berbeda.

Soal 9

Pemain sepak bola menggunakan sepatu dengan pul atau tonjolan pada bagian bawahnya. Ketika lapangan basah, desain tersebut membantu pemain berlari dan mengubah arah tanpa mudah tergelincir.

Fungsi utama desain tersebut berkaitan dengan ....

A. Memperkecil massa pemain. B. Meningkatkan interaksi gesek antara sepatu dan permukaan lapangan. C. Menghilangkan gaya gravitasi. D. Mengurangi gaya normal dari tanah.

Pembahasan: Pul membantu meningkatkan cengkeraman sehingga pemain tidak mudah tergelincir.

Soal 10

Siswa ingin menyelidiki hubungan antara besar gaya dan percepatan menggunakan sebuah mobil mainan.

Rancangan eksperimen yang paling tepat adalah ....

A. Mengubah massa dan gaya secara bersamaan. B. Mempertahankan massa mobil tetap dan mengubah gaya yang diberikan. C. Mempertahankan gaya dan percepatan tetap kemudian mengubah massa. D. Menggunakan mobil berbeda tanpa mengukur massa dan gaya.

Pembahasan: Untuk mengetahui pengaruh gaya terhadap percepatan, massa harus menjadi variabel kontrol.

Soal 11

Sebuah peti bermassa 20 kg mendapat gaya 120 N ke kanan dan 40 N ke kiri. Gaya gesek lantai sebesar 20 N ke kiri.

Besar dan arah percepatan peti adalah ....

A. 2 m/s² ke kanan B. 3 m/s² ke kanan C. 4 m/s² ke kanan D. 5 m/s² ke kiri

Pembahasan: Fresultan = 120 − 40 − 20 = 60 N. Maka a = 60/20 = 3 m/s² ke kanan.

Soal 12

Saat diluncurkan, roket mengeluarkan gas hasil pembakaran dengan kecepatan tinggi ke arah bawah. Pada saat yang sama, roket memperoleh gaya yang membuatnya bergerak ke atas.

Pasangan aksi–reaksi yang tepat adalah ....

A. Berat roket ke bawah dan gaya dorong roket ke atas. B. Roket mendorong gas ke bawah dan gas mendorong roket ke atas. C. Gravitasi menarik roket dan roket bergerak menjauhi Bumi. D. Mesin mendorong roket dan gravitasi mendorong gas.

Pembahasan: Roket memberikan gaya pada gas ke bawah, sedangkan gas memberikan gaya yang sama besar dan berlawanan arah pada roket.

Soal 13

Percobaan	Massa	Gaya	Percepatan
P	2 kg	6 N	3 m/s²
Q	4 kg	12 N	3 m/s²
R	6 kg	18 N	3 m/s²

Mengapa ketiga benda memiliki percepatan yang sama?

A. Massa tidak berpengaruh terhadap percepatan. B. Semua benda memperoleh gaya yang sama. C. Perbandingan gaya terhadap massa pada ketiganya sama. D. Benda yang lebih berat selalu mempunyai percepatan yang sama.

Pembahasan: Nilai F/m ketiga percobaan sama, yaitu 3 N/kg sehingga percepatannya sama.

Soal 14

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tinggi. Ketika terjadi pengereman mendadak, tubuh penumpang cenderung bergerak ke depan. Sabuk pengaman menahan tubuh agar tidak terus bergerak ke depan.

Fungsi sabuk pengaman paling tepat dijelaskan sebagai ....

A. Meningkatkan kelembaman tubuh. B. Memberikan gaya pada tubuh sehingga geraknya dapat berubah mengikuti mobil. C. Menghilangkan massa tubuh saat pengereman. D. Membuat resultan gaya pada tubuh selalu nol.

Pembahasan: Sabuk memberikan gaya pada tubuh sehingga kecepatan tubuh berkurang bersama mobil.

Soal 15

Dalam lomba tarik tambang, Tim Merah menarik tali dengan gaya total 900 N ke kiri, sedangkan Tim Biru menarik dengan gaya total 850 N ke kanan.

Jika gaya tersebut merupakan gaya horizontal utama pada sistem tali, maka ....

A. Resultan gaya 50 N ke kiri. B. Resultan gaya 50 N ke kanan. C. Resultan gaya 1.750 N ke kiri. D. Resultan gaya nol.

Pembahasan: Resultan = 900 − 850 = 50 N ke arah gaya yang lebih besar, yaitu ke kiri.

Soal 16

Balok P bermassa 5 kg dan balok Q bermassa 10 kg. Keduanya diberi gaya resultan sebesar 20 N.

Seorang siswa menyatakan, “Karena gaya yang diberikan sama, kedua balok akan memiliki percepatan yang sama.” Penilaian yang benar adalah ....

A. Benar, karena percepatan hanya dipengaruhi gaya. B. Benar, karena massa tidak memengaruhi percepatan. C. Salah, karena P mengalami percepatan 4 m/s² sedangkan Q 2 m/s². D. Salah, karena P mengalami percepatan 2 m/s² sedangkan Q 4 m/s².

Pembahasan: aP = 20/5 = 4 m/s², sedangkan aQ = 20/10 = 2 m/s².

Soal 17

Ketika berenang, seorang siswa mengayunkan tangan sehingga mendorong air ke arah belakang. Tubuhnya kemudian bergerak ke depan.

Penjelasan yang paling tepat adalah ....

A. Air hanya menerima gaya tanpa memberikan gaya balik. B. Tangan mendorong air ke belakang dan air memberikan gaya pada tubuh ke depan. C. Gaya tangan dan air bekerja pada benda yang sama sehingga saling menghilangkan. D. Tubuh bergerak karena massa air lebih kecil daripada massa tubuh.

Pembahasan: Ini merupakan penerapan Hukum III Newton. Gaya aksi dan reaksi bekerja pada dua objek yang berbeda.

Soal 18

Sebuah kotak bermassa 10 kg ditarik dengan gaya 50 N ke kanan. Gaya gesek antara kotak dan lantai sebesar 20 N. Kemudian gaya tarik diperbesar menjadi 80 N sementara gaya gesek dianggap tetap.

Perubahan yang terjadi adalah ....

A. Percepatan berubah dari 3 m/s² menjadi 6 m/s². B. Percepatan berubah dari 5 m/s² menjadi 8 m/s². C. Percepatan tetap 3 m/s². D. Percepatan berubah dari 2 m/s² menjadi 5 m/s².

Pembahasan: Awalnya Fresultan = 50 − 20 = 30 N sehingga a = 3 m/s². Setelah gaya diperbesar, Fresultan = 80 − 20 = 60 N sehingga a = 6 m/s².

Soal 19

Sebuah mobil dirancang dengan bagian depan yang dapat mengalami deformasi ketika terjadi tabrakan. Bagian tersebut membantu memperpanjang waktu perlambatan mobil sehingga perubahan kecepatan penumpang tidak terjadi secara sangat mendadak.

Manfaat desain tersebut adalah ....

A. Menghilangkan kelembaman penumpang. B. Menghilangkan massa mobil ketika bertabrakan. C. Membantu mengurangi besarnya gaya rata-rata yang dialami selama perubahan momentum. D. Membuat mobil tidak mengalami perubahan kecepatan.

Pembahasan: Memperpanjang waktu perubahan momentum dapat mengurangi besar gaya rata-rata yang dialami saat tumbukan.

Soal 20

Kelompok siswa melakukan percobaan menggunakan troli dan memperoleh hasil berikut.

Percobaan	Massa	Resultan Gaya	Percepatan
1	2 kg	4 N	2 m/s²
2	2 kg	8 N	4 m/s²
3	4 kg	8 N	2 m/s²
4	4 kg	12 N	3 m/s²

Rina: “Jika massa tetap, peningkatan gaya menyebabkan percepatan meningkat.”

Dodi: “Jika gaya tetap, benda yang massanya lebih besar mempunyai percepatan lebih kecil.”

Sinta: “Percepatan tidak dipengaruhi massa.”

Bayu: “Data percobaan mendukung hubungan F = m × a.”

Kesimpulan yang sesuai dengan seluruh data adalah ....

A. Rina dan Sinta B. Dodi dan Sinta C. Rina, Dodi, dan Bayu D. Rina, Sinta, dan Bayu

Pembahasan: Data menunjukkan percepatan meningkat ketika gaya diperbesar pada massa tetap dan menurun ketika massa diperbesar pada gaya tetap. Seluruh data juga memenuhi F = m × a.

Nilai Kamu