Jawaban:

Untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh anak, kita dapat menggunakan rumus usaha:

Usaha (W) = Gaya (F) × Jarak (s) × cos(θ)

Dalam kasus ini, gaya yang diberikan anak adalah 10 N, dan jarak yang ditempuh gerobak dalam 5 detik belum diketahui. Untuk menghitung jaraknya, kita perlu mengetahui percepatan gerobak terlebih dahulu.

Percepatan (a) = gaya netto / massa gerobak

= (gaya dorong - gaya gesek) / massa gerobak

Gaya dorong = F

Gaya gesek = gaya gesek kinetik = μk × gaya normal

= μk × massa × gravitasi

Gaya normal = massa × gravitasi

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui:

Gaya gesek = 0.2 × 2 kg × 10 m/s^2

= 4 N

Gaya dorong = 10 N

Gaya normal = 2 kg × 10 m/s^2

= 20 N

Gaya netto = gaya dorong - gaya gesek

= 10 N - 4 N

= 6 N

Percepatan (a) = 6 N / 2 kg

= 3 m/s^2

Dalam 5 detik, kita dapat menggunakan rumus jarak:

s = (1/2) × a × t^2

= (1/2) × 3 m/s^2 × (5 s)^2

= (1/2) × 3 m/s^2 × 25 s^2

= 37.5 m

Sekarang kita dapat menghitung usaha:

W = F × s × cos(θ)

= 10 N × 37.5 m × cos(θ)

Nilai sin(θ) adalah 3/5, maka cos(θ) dapat dihitung dengan menggunakan identitas trigonometri: cos^2(θ) + sin^2(θ) = 1. Jadi, cos(θ) = √(1 - sin^2(θ)) = √(1 - (3/5)^2) = 4/5.

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui:

W = 10 N × 37.5 m × 4/5

= 300 J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh anak dalam selang waktu 5 detik adalah 300 Joule. Pilihan yang paling mendekati jawaban yang diberikan adalah E. 60 J.