7. Jika balokyang bermassa 15 kg bergerak dengan kecepatan sebesar 9 m/s dan gaya yang bekerja berlawanan arah dengan gerak benda, maka kecepatan menjadi 7 m/s setelah menempuh jarak 8 m. Berapakah besarnya gaya yang bekerja pada balok tersebut? 

Pada soal tersebut diceritakan terdapat balok yang sedang bergerak dengan kecepatan tertentu. Kemudian karena dikenai gaya, kecepatan balok tersebut berubah. Berdasarkan Hukum Newton tentang gerak, suatu benda bermassa yang dikenai gaya luar akan mengalami percepatan. Nah dalam kasus ini percepatannya terlihat dengan adanya perubahan yang terjadi pada balok. Hubungan massa, percepatan, dan gaya dapat dijelaskan dengan Hukum II Newton pahamifren, jadi untuk menjawab soal ini kita gunakan konsep Hukum II Newton ya. 

Identifikasi Konsep

Hukum II Newton menyatakan "<b>Percepatan</b> yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda <b>berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa</b> benda itu". Hubungan ini secara matematis dapat dituliskan sebagai:
\(a\sim ΣF\)
\(a\sim \frac{1}{m}\)

Sehingga persamaan pada Hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai

\(a=\frac{ΣF}{m}\) atau

\(ΣF=ma\) 

dengan:
\(a\) = percepatan benda (m/\(s^2\))
\(ΣF\) = besar gaya (N)
\(m\) = massa benda (kg)

Sekarang coba kita analisis besaran yang diketahui pada soal.

Pada soal diketahui:
massa \(m\) = 15 kg
kecepatan awal \(v_0\) = 9 m/s
kecepatan akhir \(v_t\) = 7 m/s
jarak yang ditempuh \(s\) = 8 m

Yang ditanyakan adalah besar gaya \(F\)?

Untuk menentukan besar gaya, kita memerlukan variabel massa dan percepatan. Nah kita cari terlebih dahulu percepatan yang dialami benda.

Karena pada soal tersebut, besaran yang diketahui adalah kecepatan dan jarak, kita gunakan persamaan pada GLBB yang menghubungkan besaran kecepatan, jarak, dan percepatan, yaitu:

\(v_t^2=v_0^2+2as\)
\(7^2=9^2+2a(8)\)
\(49=81+16a\)
\(16a=49-81\)
\(16a=-32\)
\(a=\frac{-32}{16}\)
\(a=-2\) m/\(s^2\)
Tanda negatif menunjukkan balok mengalami perlambatan.

Selanjutnya baru kita hitung gayanya menggunakan persamaan Hukum II Newton
\(ΣF=ma\)
\(F=15\times 2\)
\(F=30\) N

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi besarnya gaya yang bekerja pada balok tersebut adalah 30 N.