Soal Fisika Semester 4
1.
Seorang ahli mesin sedang mendesain suatu bagian mesin yang terdiri dari tiga penyambung penyambung yang dihubungkan oleh tiga penopang ringan. Ketiga penyambung dapat dianggap sebagai partikel yang dihubungkan dihubungkan oleh batang-batang batang-batang ringan (massanya dapat diabaikan). Berapakah momen inersia bagian mesin itu terhadap poros melalui A! Jawab :
AC 2 = AB 2 – BC2 = 0,502 – 0,302 = 0,16
AC =
= 0,4 m
Jawab :
P X R = m . v . r = 16x10 24 . 365 . 1,5x1011 = 219 x 10 27 . 1,5 x 1011 Sebuah roda berbentuk silinder berongga memiliki *ari-*ari 1 dan masing-masing ' m dan #' m. oda tersebut bergerak translasi dengan kela*uan linear pada pusatnya sebesar 1 ms, sambil berputar. "ika massa roda % kg, hitunglah energy kinetiknya! 4.
Jawab :
I=
= m Ar A 2 + mBr B 2 +mCr C 2
= 0 + (0,10 kg)(0,50 m) 2 + (0,20 kg)(0,40 m) 2 = 0,057 kg m 2
Dari soal nomor 1, berapakah momen inersia terhadap poros yang bertepatan dengan batang B!
I = m (R1 2 + R 2 2 )
= . 5 (0,2 2 +0,3 2 )
2.
Jawab :
=
= 2,5 (0,04 + 0,09) = 2,5 (0,13) = 0,325 kgm
Apa yang dimaksud dengan keseimbangan statik! 5.
= m Ar A 2
Jawab :
= (0,30 kg)(0,40 m) 2 = 0,048 kg m 2
"ika bumi dianggap sebagai partikel yang mengelilingi matahari dengan periode 1 tahun (#$% hari), massa bumi $ & 1' kg, dan *arak bumi terhadap matahari 1,% & 1' 11 m, hitunglah momentum sudut bumi terhadap sumbu re+olusinya! 3.
!"#"$m%&'g&' &'g "r*&$ k"$k& %"'& &&m k"&&&' $&m.
Sebuah batang besi AB (massa batang diabaikan) pada u*ung B diberi beban kg sehingga dalam keadaan seimbang. "ika A / 0' m dan besar tegangan tali / %' 2, tentukan pan*ang batang besi B! 6.
P&r k""m& *&r$ &'g $r&&k&' &r$ &r& k"&& v"kr g&& m"'* k"& r& r# r&#$ m"&$ # "rk"$, m&k& &r& $% *&r$ m"''*k m"'&&k&' &r& r#$.
Jawab :
- #$'
=
- #$'
=m.g
/ = AC + - #$' 50 #$'
+AC =0
= 4 . 10
#$'
=
Sebuah katrol berbentuk lempeng pe*al homogeny bermassa 4 dan ber*ari , sedangkan beban bermassa 4 diikat pada tali tanpa massa yang dililitkan pada katrol dan semua gesekan diabaikan. Sistem dilepas sehingga bergerak dari keadaan diam. Berapa besar perepatan sudut rotasi katrol yang dinyatakan dalam perepatan gra+itasi g! 9.
= 0,8 "a5ab 6
= 53
-g
=
km II "' 'k r&#$ "r&& r#
AB = -g
. AC = 53 . 80 = 1,33 . 80 = 106,4
Batang AB dengan pan*ang m memiliki massa $ kg. Ketika system dalam keadaan seimbang dengan 3 / ' 2, hitunglah tegangan tali ! 7.
Jawab :
= 0 = AB + - #$' = m . g = 6 . 10 = 60 - #$'
I = mR 2 = (2)R 2 = R 2
0
= I
-R = (R 2 ) : - = R
. . . . (1)
= & "'&g' & = R +g – - = ( R) . . . . (2) ;%#$#$ - = R &r$ (1) k" (2) m"m%"r$k&', g – (R ) = R
g = 2 R :
=
= 60
Beban bermassa ' kg ditempatkan pada *arak 1,% m dari kaki B pada sebuah me*a datar bermassa 1'' kg yang memiliki pan*ang $ m. Berapa besar gaya yang beker*a pada kaki A untuk menahan beban dan me*a! 10.
-=
= 10
"elaskan aturan putaran tangan kanan untuk torsi! 8.
Jawab : Jawab :
mg = (20 kg)(10 m# 2 ) = 200
g = (100 kg)(10 m# 2 ) = 1000 -r#$ %"r&&'&' &r& *&rm *&m %"r&'& (+) B
B(AB1) +mg(AP1) = 0 B( # ) + mg( #$' ) = 0
= 0
/ A (B1 A1 ) + g(B11 ) +mg(B1P) = 0
B =
/ A(6) + 1000(3) + 200(1,5) = 0
13.
3000 + 300 = 6 A A =
= 550
= mg &'
Dari soal nomor 1, tentukan nilai gaya
kontak
dinding terhadap tangga *ika sudut
tidak diketahui tetapi diketahui koe8isien gesek statisnya !
11.
Suatu benda tegar berada dalam keseimbangan statis *ika7
Jawab :
Jawab :
y
&/m& %"'& &&m k"&&&' $&m &' r"#&' g&& && %"'& #&m& "'g&' ', #"r& r#$ "r&& $$k #"m%&r&'g &'g $$$ #"%&g&$ r# #&m& "'g&' '.
/ ' dan
&
/ '9
y / '9
&/'
:2A ; mg / ' 2A / mg 8A /
. 2A /
Sebatang tongkat homogen memiliki pan*ang dan massa m. Salah satu u*ungnya bersandar
:2B ; 8A / '
pada dinding liin dan membentuk sudut
2B / 8A9 2B / mg
mg
12.
terhadap dinding, sedangkan u*ung yang lain terletak pada lantai kasar. entukan nilai gaya kontak dinding terhadap tangga (nyatakan dalam
14.
. Sebutkan bunyi hukum kekekalakan
momentum sudut!
m, g, dan !
Jawab : Jawab :
<$k& $&k && r"#&' mm"' g&& &r &'g
AB = ($k"&$): AB1 = # : AP = .
%"k"r*& && ##"m (
= 0), m&k& mm"'m
# #$#"m &&& k"k& ("& %"#&r'&).> AP1 = AP #$'
= #$'
-r#$ %"r&&'&' &r& *&rm *&m %"r&'& (+) A
= 0
15.
Sebuah palu terdiri dari bagian kepala yang berbentuk silinder dengan massa kg dan diameter 0 m serta tangkai yang *uga berbentuk silinder dengan massa ',%'' kg dan pan*ang $ m. "ika palu ini dilemparkan berputar keudara,
berapa *auh diatas dasar tangkai letak titik yang membentuk lintasan parabola!
+- + & – mg = 0
Jawab :
itik berat tangkai palu ada di tengah-tengah tangkai palu, diberi indeks , dengan & /
= 0
/ 1# m
itik berat kepala palu ada di tengah-tengah kepala palu, diberi indeks 1, dengan
- = mg – & = (9,65 . 10 – 5,15 = 91,35 18.
Dari soal nomor 1>, berapakah tegangan pada kabel pengangkat ketika patung munul seluruhnya di atas permukaan laut! (massa *enis air laut / 1,'# & 1'# kgm# dan g / 1' ms ) Jawab :
= 0
&1 / $ : / #' m
+- – mg = 0
/
- = mg = 9,65 . 10 = 96,5 19.
/
Apakah hokum Arhimedes dapat digunakan untuk benda yang sedang *atuh bebas? "elaskan!
/ $,$ m
Apa yang dimaksud dengan keseimbangan labil! 16.
"a5ab 6
!"#"$m%&'g&' &'g $&&m$ %"'& &'g $m&'& &&%$& $ %"r$k&' g&& k"$, %"'& "r#"% $&k %$#& k"m%&$ k" #$#$ k"#"$m%&'g&' #"m&.
Jawab :
-$&k !&r"'& %"'& &'g *& %"%&# &k&' k"$&'g&' #"r %"r&'&. B"r& %"'&, %"g$ *g& "'g&' g&& k" &&#, m"'*&$ ' #"$'gg& km Ar$m""# m"'*&$ $&k %"r&r$. 20.
17.
Sebuah patung emas dengan massa =,$% kg (massa *enis 1=,# & 1'# kgm#) akan di angkat dari sebuah kapal yang tenggelam. Berapakah tegangan pada kabel pengangkat ketika patung masih terelup seluruhnya di dalam air laut!
Sebuah hidrometer terbuat dari sebuah tabung kaa dengan luas penampang m yang diberi beban pada bagian ba5ahnya. abung tersebut memiliki tinggi % m dan massa % g. Berapa *auh dari u*ung tabung! Jawab :
Jawab :
?=
=
/4
= 5 x 10 m
3
%@ =
=
= 0,225 m = 22,5 m
%@ = 25 – x && x = 25 / %@ & = @g .? = (1,03 x 103 )(10)(5x 10/4 ) = 5,15
= 25 – 22,5 = 2,5 m
21.
Dua roda silinder dengan *ari-*ari r1 / #' m dan r / %' m disatukan dengan sumbu yang mele5ati pusat keduanya. @itunglah momen gaya total pada roda gabungan!
Apa yang dimaksud dengan egangan permukaan suatu at air! Jawab :
Jawab :
= 2 –
24.
= r 2 2 #$' 60 – r 1 1
1
= 0,5 . 50 . (
) – (0,3 x 50)
= 6,65 m 2 22.
mpat buah partikel A, B, , D disusun dengan masing-masing bermassa '' gram, #%' gram, '' gram, dan 1%' gram. entukan momen inersia terhadap pusat rotasi melalui u*ung batang!
!""'"r'g&' "rmk&&' D& &$r 'k m"'"g&'g, #"$'gg& "rmk&&''& #""r$ $$ " #& &$#&' "&#$#. 25.
Sebuah bola pe*al dengan massa 1' kg dan *ari-*ari ' m berada pada bidang datar liin. Bola menggelinding dengan kela*uan linier % ms dan keepatan sudut $ rads. entukan energi kinetik total! Jawab :
/ m . r / (1')(',) / ',1$ kgm
Jawab :
I = (m A.A 2 ) + (mB.B 2 ) + (mC.C 2 ) +(m. 2 )
k / k :k / .
= (0,2(0,2) 2 ) + (0,35(0,3) 2 ) + (0,4(0,45) 2 ) + . (0,15(0,6) 2 )
: m.+
/ (1')(%) : (',1$)($) / (1% : ,00) "
= (8x10/3 ) + (31,5x10/3 ) + (81x10/3 ) + (54x10/3 ) / 1>,00 "
= 174,5 x 10/3 kgm 2 = 0,17 kgm 2 23.
Sebuah roda berbentuk akram homogeny dengan *ari-*ari %' m dan massa '' kg. "ika momen gaya yang beker*a pada roda %' 2m, hitunglah perepatan sudut roda tersebut!
26.
Sebuah silinder tipis berongga dengan diameter 1' m dan massa ' kg berotasi melalui pusat sumbunya. "ika keepatan sudutnya ' rpm, hitunglah momentum sudutnya!
Jawab : Jawab :
/ mr / ('')(',%)
= 20 rm =
= r#
/ .
=
r&# = 120 r&#
%' / %
I = m.R 2 = (20)(0,6) 2 = 7,2 kgm 2
E = I. = (7,2)(120) = 864 kgm 2 # >. Sebutkan @ukum utama @idristatik! Jawab :
<-"k&'&' $r#&$k && #"m%&r&'g $$k &'g "r"&k && #& %$&'g &&r $ &&m #& *"'$# D& &$r &'g $&m %"#&r'& #&m&.>
30.
Sebuah pipa C berisi minyak dengan massa *enis ',0 gm#. ada salah satu kolom pipa dituang bensin dengan massa *enis ',> gm #. "ika tinggi bensin 1' m dari bidang batas antara minyak dan bensin, hitunglah selisih tinggi antara minyak dan bensin! Jawab :
m
28.
Sebuah benda terapung diatas permukaan air yang berlapisan minyak. Setengah +olume benda di dalam air dan seperempat +olume benda berada di dalam minyak, sedangkan sisanya berada di atas permukaan minyak. "ika massa *enis air dan minyak berturut-turut 1''' kgm# dan 0'' kgm #, tentukan massa *enis benda!
g m =
g %
%
g (% / ) =
m
g %
%
800 (10 / 10 / = 8,75 = 1,35 m
Jawab :
F% = A ? % g =
%
31.
? & g +
&
? m g
m
Benan A / '' 2 dan beban B / %'' 2. "ika luas penampang di A 1 / %' m, tentukan luas penampang di A ! Jawab :
? % = 1000 ? % + 800 ? %
%
%
= 500 + 200 = 700 kgm3
=
=
29.
Sebutkan penyebab kenaikan atau penurunan at air pada pipa kapiler! Jawab :
-"g&'g&' "rmk&&' ( ) &'g %"k"r*& && k"$$'g "r#"'&' D& &$r "'g&' $&.
A 2 = 200A = 25000 = 32.
= 125 m 2
Sebuah benda terapung pada suatu at air
dengan bagian benda terelup. "ika massa
*enis benda ',$ gm#, tentukan massa *enis at air tersebut!
35.
Sebuah pipa kapiler dengan diameter ',$ mm dimasukkan dalam air. Bila permukaan air naik m di dalam pipa dan sudut kontaknya $'o, tentukan tegangan permukaan air tersebut!
Jawab :
. ? % . g = . ? % . g
%
%
. ? % = . . ? %
= .
33.
-$&k m"'g&&m$ "r%&&' vm" *$k& $ "k&'.
%
Jawab :
= . 0,6 = 0,9 grm3
=
Be*ana berhubungan A dan B mula-mula
hanya berisi air (
/ 1gm#). ada tabung B
dimasukkan raksa setinggi 1 m. "ika massa *enis alkohol dan raksa berturut-turut 0'' kgm # dan 1#$'' kgm #, tentukan selisih ketinggian air ketika ketiga at air berada dalam tabung! Jawab :
. g . & =
.g.
4x10/2 =
=
= 12x10/2 = 1,2 x 10/1 m 36.
Sebuah bola dengan *ari-*ari 1 mm memiliki massa *enis gm # *atuh ke dalam air. "ika koe8isien +iskositas air 1,% & 1'-# a s, berapa keepatan batas bola! Jawab :
800 . 20 = 13600 . 1 + 1000 .
? =
=
=
16000 = 13600 + 1000 . 16000 – 13600 = 1000 .
2400 = 1000
=
= 2,4 m
=
= 14,8 m = 1,48 m#
37.
Sebuah tendon setinggi '' m terisi penuh air. ada *arak 10' m dari permukaan diberi keran yang dapat dibuka dan ditutup. entukan keepatan air yang keluar ketika keran dibuka!
34.
Salah satu irri dari 8luida dinamik adalah bersi8at nonkompresibel yang artinya 7
Jawab :
Jawab :
!&r"'& P1 = P 2,
1
=
, &' v 1 = 0, m&k&
2
= 1000 . 10 . 1
g1 = g 2 + v 2 2
= 10.000 = 1 x 104 P&
v2 =
) =
41.
Sebuah pipa pitot yang dilengkapi
manometer raksa (
=
/ 1,% gm#). Bila beda
tinggi kaki manometer m dan g / 1' ms , tentukan kela*uan aliran gas tersebut!
=
= 6 m#
Jawab :
38.
Alat yang digunakan untuk mengukur kela*uan aliran at air adalah 7
=
?=
Jawab :
?"'r$m""r
=
#=. Sebuah be*ana setinggi 1 m berisi penuh air. ada *arak ' m dari dasar bak diberi lubang pengeluaran yang dapat dibuka dan ditutup. "ika g / 1' ms dab debit air ',% liter setiap sekon, tentukan luas lubang pengeluaran! Jawab :
42.
=
= 32,98 m#
Sebutkan bunyi hokum @idrostatika!
Jawab :
-"k&'&' $r#&$k $ #"m& $$k &'g "r"&k && #& %$&'g m"'&&r $ &&m #& *"'$# D& &$r %"#&r'& #&m&.
G = A. ? : A =
43.
?= = =
= = 4 m#
Seekor ikan berada pada kedalaman % m dari permukaan air sebuah danau. "ika massa *enis air 1''' kgm# dan perepatan gra+itasi 1' ms, tentukan tekanan hidrostatik yang dialami ikan! Jawab :
P = . g . 40.
Dari soal nomor #=, tentukan tekanan air pada dasar be*ana selama lubang ditutup! Jawab :
P = . g.
= 1000 . 10 . 5 = 5 x 104 m 2 . Dari soal nomor #, tentukan tekanan total yang dialami ikan! Jawab :
;"r %"'& "r" k" &&m D& &$r, "&$ $&k m"'"' &#&r D& &$r.
P- = P0 + .g . = (1 x 105 ) + (5 x 104 ) = 1,5 x 105 m 2 45.
Sebuah pipa C mula-mula diisi denagn air (
/ 1''' kgm#), kemudian salah satu kakinya diisi minyak setinggi 1' m. "ika selisih permukaan air pada kedua kaki 0 m, berapakah massa *enis air!
48.
Suatu benda yang massa *enisnya 0'' kgm# terapung di atas permukaan at air. Berapakah massa *enis at air! Jawab :
%
=
%
=
:
=
Jawab :
. 1 =
1
. 2
2
49.
Sebuah benda ditimbang di udara beratnya ' 2 dan ketika di timbang di dalam air berat benda men*adi 1% 2. "ika massa *enis air 1''' kgm# dan g / 1' ms , tentukan gaya ke atas benda oleh air!
x 10 = 1000 x 8
1
1
= 1200 kgm3
= 800 kgm3
46.
Sebuah dongkrak hidrolik masing-masing penampangnya berdiameter # m dan 1' m. Berapakah gaya minimal yang harus diker*akan pada penampang keil untuk mengangkat mobil yang beratnya 0''' 2!
"a5ab 6
F &$r = F – A A = (20 – 15) = 5 50.
Dari soal nomor =, tentukan massa *enis benda!
Jawab :
Jawab :
= m= 1 =
2
. 2 =
2
=
= 2 kg
X 8000 = 5 %=
=
=
= 4000 kgm3
47.
Sebuah benda dapat dikatakan melayang *ika 7 Jawab :
51.
ipa kapiler yang ber*ari-*ari mm dimasukkan tegak lurus ke dalam at air yang
memiliki tegangan permukaan # & 1' - 2m. ernyata permukaan at air dalam pipa naik mm. "ika sudut kontak at air #>o dan g / 1' ms, hitunglah massa *enis at air!
54.
Dari soal nomor %#, tentukan *arak panaran air yang pertama kali *atuh diukur dari dinding me*a! Jawab :
Jawab :
=
= 0,2 = x 10 x 2
=
= 2 #"k'
=
x = v 1 . = 5 . 0,2 = 1 m = 1,2 x 103 kgm3
55.
52.
Sebuah bola dengan *ari-*ari 1 mm dan massa *enisnya %'' kgm # *atuh ke dalam air. "ika koe8isien +iskositas air 1 & 1'-# 2sm dan g / 1' ms, tentukan keepatan terminal bola! Jawab :
4engapa pada persamaan kontinuitas menyatakan bah5a pada 8luida tidak kompresibel dan tunak! Jawab :
!&r"'& k""&&' &$r&' @$& %"r%&'$'g "r%&$k "'g&' &# "'&m&'g'& 56.
v=
(
Sebuah gaya luar $' 2 beker*a pada sebuah benda seperti pada gambar. Akibatnya benda bergeser se*auh m. Csaha yang dilakukan oleh gaya luar tersebut adalah 7
)
(2500 – 1000) = 3,3 m#
Jawab :
53.
Suatu be*ana terisi oleh air. inggi permukaan at air 1% m dan lubang keil pada be*ana ' m dari dasar be*ana. "ika g / 1' ms, tentukan keepatan aliran melalui lubang!
F = # . # = 60 # 30 . 4
Jawab :
= 120
v1 =
57.
=
= 5 m#
Sebuah benda bermassanya 1' kg terletak di atas lantai. ada benda beker*a empat gaya luar, yaitu 31, 3, 3#, dan 3, yang masingmasing besarnya 1 2, 0 2, $ 2, dan 2.
Akibatnya benda bergeser ke kanan se*auh # m. Csaha total yang beker*a pada benda 7 Jawab :
59.
Sebutir telur *atuh dari sarang burung pada sebuah pohon. ada ketinggian # m, keepatan ms. pada ketinggian m, keepatan telur tersebut adalah 7 ms. Jawab :
!""&&' "r #&& $'gg$'& 2 m m.g.1 + H m.v1 2= m.g. 2 + H m.v2 2 m (g.1 + H v1 2 ) = m (g.2 + H v2 2 ) (10)(3) + H (2) 2 = (10)(2) + H v2 2 x = 1 – 4 + 2 # 60 = 12 – 4 + 8 . H = 12
32 = 20 + H v2 2 H v2 2 = 12
= 3 + 2 #$' 60 / m.g v2 = 2 =6+8.H
– 100 = 4
/ 94 60.
R =
=
&'
2
=
= 87,1
=
=
= /7,3
=97,85o
F = . # = 87,1 . # 97,85 . 3 = 20
Dari pernyataan di ba5ah ini6 1) Csaha yang dilakukan sebuah gaya dapat bernilai nol. ) Bila ada gesekan maka pasti ada perubahan energi mekanik. #) ada kasus benda yang diangkat ke atas, usaha yang dilakukan gaya berat bernilai negati8. ernyataan yang benar adalah 7
&&% (1), (2) &' (3) 61.
58.
Besarnya usaha yang diperlukan untuk menggerakkan truk (''' kg) dari keadaan diam hingga menapai keepatan =' km*am adalah 7 ". Jawab :
F = H m.v2 2 – H mv1 2 = H . 2000 (25 2 / 0) = 625000
Sebuah batu yang massanya kg diangkat setinggi # m. Csaha yang dilakukan gaya berat batu seberat 7 "
&&% #&& 'k m"'g&'gk& %& F = m.g.2 – m.g.1 = 4 . 10 ( 3 – 0 ) = 120 62.
4omentum sebuah mobil bermasaa '' kg sedang bergerak dengan kela*uan $' ms 7
&&% P = m . v = ( 200 ) ( 60 ) = 12 000 kg.m# $#. Dua buah mobil ($'' kg) dan E (%'' kg) bergerak masing-masing dengan kela*uan % ms dan 0 ms. Berapa besar dan arah momentum mobil *ika mobil bergerak ke timur 7
&&% m"'m P &'g %"rg"r&k k" $mr P = m . v = ( 600 ) ( 5 ) = 3000 kg.m# (k" $mr) 64.
Bola A ( kg) yang mula-mula bergerak ke kanan dengan keepatan ms bertumbukan dengan bola B (# kg) yang mula-mula bergerak ke kiri dengan keepatan ms. "ika setelah tumbukan bola A bergerak ke kiri dengan kela*uan 1 ms, keepatan bola B setelah tumbukan adalah 7 ms.
&&% !""&&' %& B #""& m%k&' mA . vA + mB . vB = mA . vAJ + mB . vBJ 2 ( +4 ) + 3 ( /2 ) = 2 ( /1 ) + 3vBJ 2 = /2 + 3vBJ 3vBJ = 4 vBJ = 1,33 m# (k" k&'&') 65.
Benda A dan benda B bertumbukan sentral di atas bidang datar horiontal liin. Besar keepatan A, keepatan B, massa A dan massa B berturut-turut adalah ms, ms, % kg dan # kg. Bila tumbukan itu tidak elastis sama sekali maka besar keepatan benda setelah tumbukan adalah 7 ms.
&&%
-$&k "&#$# v1J = v2J = vJ m1.v1 + m2.v2 = m1.v1J + m2.v2J (5)(2) + (3)(2) = (5 + 3) vJ 16 = 8vJ vJ = 2 m# m1.v1 + m2.v2 = m1.v1J + m2.v2J (5)(2) + (3)(/2) = (5 + 3) vJ 4 = 8vJ vJ = H m# 66.
Besar gaya gra+itasi antara dua buah benda yang saling berinteraksi adalah ...
&&% %"r%&'$'g "r%&$k "'g&' k&r& *&r&k k"& %"'& 67.
Dalam suatu permainan sepakbola, seorang pemain melakukan tendangan penalti. epat setelah ditendang bola melambung dengan keepatan %' ms. Bila gaya tendangan %' 2 dan sepatu pemain menyentuh bola selama ',# sekon maka massa bola tersebut adalah... "a5ab 6
. = m . ?2 / m . ?1 250 . 0,3 = m (50 / 0) 75 = 50 m m = 1,5 kg 68.
Seorang anak berada di dalam li8t yang bergerak ke atas dengan perepatan m s -1 . "ika massa anak ' kg dan perepatan gra+itasinya 1' m s -1, maka gaya normal (2) yang beker*a pada anak tersebut adalah ...
&&%
K@ = m& / F = m& = F + m& = mg + m& = m(g + &) = 40 (10 + 4) = 560 "' 69.
G = m . . = 800 . 0,5 . (0 / (/12)) = 400 . 12 = 480 k&r$ = 4,8 . 10 3 k&r$ 72.
4omen inersia sebuah benda yang berotasi terhadap titik tetap dipengaruhi oleh 7
Sebuah truk yang sedang berhenti ditabrak oleh sebuah mobil yang ber*alan dengan keepatan > km*am. Setelah tabrakan kedua kendaraan itu berpadu satu sama lain. "ika massa truk 1.'' kg dan massa mobil $'' kg, keepatan kedua kendaraan setelah tabrakan adalah ...
&&% &##& %"'&
&&%
&&% L'"rg$ &&m'& %"r%&
1.400 x 0 + 600 x 20 = (1.400 + 600) v 0 + 12.000 = 2.000 v 12.000 = 2.000 v v = 12.000 2.000 v = 6 m"$k >'. Seorang anak berada di dalam li8t yang bergerak ke atas dengan perepatan m s -1 . "ika massa anak ' kg dan perepatan gra+itasinya 1' m s -1, maka gaya normal (2) yang beker*a pada anak tersebut adalah ...
&&% @ = m& / F = m& = F + m& = mg + m& = m(g + &) = 40 (10 + 4) = 560 "' 71.
Bila kalor *enis es / ',% kalgF, maka untuk menaikkan suhu 0'' gram es dari suhu -1F men*adi 'F dibutuhkan kalor sebanyak!
&&%
73.
"ika se*umlah gas melakukan usaha dengan proses adiabatik maka gas tersebut7
Suatu gas memiliki +olume a5al ,' m# dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga +olume akhirnya men*adi ,% m #. "ika tekanan gas adalah atm, tentukan usaha luar gas tersebut! (1 atm / 1,'1 & 1'% a) 74.
&&% F = P (M?) F = P(? 2 N ? 1 ) F = 2,02 x 105 (4,5 N 2,0) = 5,05 x 105 *" m# gas helium yang bersuhu > o dipanaskan seara isobarik sampai 0> o. "ika tekanan gas helium & 1' % 2m , gas helium melakukan usaha luar sebesar... 75. 1,%
&&% F = PM? "'&r$ ? 2 ? ? 2 -2 = 1 -1 ? 2 = ( ? 1 -1 ) x - 2 = ( 1,5 300 ) x 360 = 1,8 m3 F = PM? = 2 x 105(1,8 N 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 k
$=# mol gas helium pada suhu tetap > o mengalami perubahan +olume dari ,% liter men*adi % liter. "ika / 0,#1 "mol K dan ln / ',$=# tentukan usaha yang dilakukan gas helium! 76.
'''
&&% #&& &'g $&kk&' g&# F = 'R- ' (? 2 ? 1 ) F = ( 2000 693 m) ( 8,314 m !)(300 !) ' ( 5 E 2,5 E ) F = ( 2000 693 ) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4
O = ( 1 N -r - ) x 100 O = ( 1 N 240 640 ) x 100 O = ( 5 8 ) x 100 = 62,5 79.
Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar H I di atas. Ker*a yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah 7
&&% F = #&& (k"r*&) = E&# krv& #$k# = E&# %$&'g &%& F = &% x % F = 2 x (2 x 105 ) = 400 k$*"
77.
4esin arnot beker*a pada suhu tinggi $'' K, untuk menghasilkan ker*a mekanik. "ika mesin menyerap kalor $'' " dengan suhu rendah '' K, maka usaha yang dihasilkan adalah....
&&% O = ( 1 N - r - ) x 100 $&'gk&' #&*& 100 'k m"m&k&' "r$'g&' O = ( 1 N 400 600 ) = 1 3 O = ( F G1 ) 1 3 = F 600 78.
Suatu mesin arnot, *ika reser+oir panasnya bersuhu '' K akan mempunyai e8isiensi 'G. "ika reser+oir panasnya bersuhu $' K, e8isiensinya.....G
&&% O = 1 N ( -r - ) 4 10 = 1 N ( -r 400 ) ( -r 400 ) = 6 10 -r = 240 ! - = 640 ! -r = 240 ! (&r$ &#$ "r$'g&' "r&m&)
80.
Benda bermassa 1' kg berada di bidang mendatar kasar dengan koe8isien gesekan statik ', dan koe8isien gesekan kinetik ',. Bila benda diberi gaya horiontal konstan sebesar 1% 2, besar gaya gesekan yang beker*a pada benda tersebut adalah 7 2
&&% @# = # . = (0,4) (10 . 10) = 40 @# Q P, &r$'& &'g %"k"r*& &&& g&& g"#"k&' #&$#. 81.
Sebuah benda bermassa kg melunur pada bidang miring dengan perepatan ms. "ika kemiringan bidang #> , besar koe8isien gesekan kinetik benda dengan lantai adalah 7
&&% x = m . & m . g . #$' – @k = m . & g . #$'
– k . g #
=&
(10) (0,6) – k . (10) (0,8) = (2) = 0,5 82.
Seorang anak melakukan peobaan dengan meletakkan sebuah balok di atas sebuah papan yang dimiringkan. Saat kemiringan #> balok tersebut tepat akan bergerak. Setelah balok bergerak, keepatan balok konstan saat sudut kemiringan papan #'. Koe8isien gesekan kinetik antara balok dan papan adalah 7
&&% "& &k&' %"rg"r&k = 37 : %"rg"r&k = 30
&&% mrk v rk + mm%$ v m%$ = (mrk + mm%$) v 1.400 x 0 + 600 x 20 = (1.400 + 600) v 0 + 12.000 = 2.000 v 12.000 = 2.000 v v = 12.000 2.000 v = 6 m"$k 85.
Sebutir peluru yang massanya ','1 kg ditembakkan pada suatu ayunan balistik bermassa 1 kg, sehingga peluru bersarang di dalamnya dan ayunan naik setinggi ', m dari kedudukan semula. "ika g / 1' msJ, keepatan peluru yang ditembakkan adalah 7
&&%
!"@$#$"' g"#"k&' k$'"$k k = &' 30 = ⅓ = 83.
Besar gaya gra+itasi antara dua benda bermassa # kg dan kg yang terpisah se*auh 1'' m adalah 7 2
&&% m1 = 3 kg : m2 = 4 kg : r = 100 m = 1 m && gr&v$&#$ &'&r& & %"'& =
= (6,67 . 10/11)
= 80,04 . 10/11
= 8 . 10/10 84.
Sebuah truk yang sedang berhenti ditabrak oleh sebuah mobil yang ber*alan dengan keepatan > km*am. Setelah tabrakan kedua kendaraan itu berpadu satu sama lain. "ika massa truk 1.'' kg dan massa mobil $'' kg, keepatan kedua kendaraan setelah tabrakan adalah ...
LkA = L B mvS = mg vS = 2 g vS = 2 . 10 . 0,2 = 4 v = 2 m# k""&&' "r &' %&$#$k && A. 'k m"'&r$ k""&&' "r $g'&k&' rm# mm"'m KPA = KPB mv + m% v % = (m + m%) v 0,01 v + 1 . 0 = (0,01 + 1) 2 0,01 v = 2,02 86.
Dalam 5aktu sekon, benda yang berotasi mengalami perubahan keepatan dari rads men*adi ' rads. Selama 5aktu tersebut, titik (berada pada benda tersebut) mendapat perepatan tangensial rata-rata sebesar 1,$ ms . "arak ke sumbu putar adalah ...
&&% = + & & = & . R 20 = 4 + & . 2 1,6 = 8 . R
16 = 2& R = 0,2m & = 8 r& 2 = 20 m 87.
Sebutir peluru yang massanya ','1 kg ditembakkan pada suatu ayunan balistik bermassa 1 kg, sehingga peluru bersarang di dalamnya dan ayunan naik setinggi ', m dari kedudukan semula. "ika g / 1' msJ, keepatan peluru yang ditembakkan adalah ...
masing-masing k 1 / '' 2m-1, k / '' 2m-1 , k # / '' 2m-1 . Susunan pegas dipengaruhi beban B, sehingga mengalami pertambahan pan*ang % m. "ika g / 1' ms -, dan pertambahan pan*ang pegas 1 dan sama, massa beban B adalah ...
&&%
mvS = mg vS = 2 g vS = 2 . 10 . 0,2 = 4 v = 2 m# k""&&' "r &' %&$#$k && A. 'k m"'&r$ k""&&' "r $g'&k&' rm# mm"'m KPA = KPB mv + m% v % = (m + m%) v 0,01 v + 1 . 0 = (0,01 + 1) 2 88.
Cntuk menarik balok dengan posisi seperti gambar diperlukan gaya sebesar ne5ton. Dengan diberi usaha sebesar ## *oule, balok bergeser # m arah ke kanan. Sudut a pada gambar tersebut adalah 7
&&% !&r&r" = !1 + !2 = 200 + 400 = 600 m
! = 150 m x = 5.10 /2 m = k . x m . g = k . x m . 10 = 150 . 5.10 /2
m = 0,75 kg "a5ab 6
F = C# T 5 33 = 22 C# T 3
90.
Salah satu penyebab ter*adinya pergantian musim adalah .... "a5ab 6
k"m$r$'g&' #m% %m$ "r&& "k$$k& U = 60V 89.
iga buah pegas disusun seperti gambar berikut. "arak E / E. Konstanta
=1. ada gambar berikut, air mengalir mele5ati pipa +enturimeter. "ika luas penampang A1 dan A masing-masing % m dan m, dan g / 1' m s -, maka keepatan (+) air yang memasuki pipa +enturimeter adalah ...
? 2 -2
= ? 1 -1 ? 2 = ( ? 1 -1 ) x - 2 = ( 1,5 300 ) x 360 = 1,8 m3 F = PM? = 2 x 105(1,8 N 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 k "a5ab 6 95.
92.
Kalor yang mengalir persatuan 5aktu melalui suatu konduktor 7
&&% ;"%&'$'g "'g&' #"$#$ # &'&r& k"& *'g'&. B"r%&'$'g "r%&$k "'g&' &'*&'g k'kr. ;"%&'$'g "'g&' &# "'&m&'g k'kr. -"rg&''g && *"'$# k'kr. Suatu gas memiliki +olume a5al ,' m# dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga +olume akhirnya men*adi ,% m #. "ika tekanan gas adalah atm, tentukan usaha luar gas tersebut! (1 atm / 1,'1 & 1'% a) 93.
&&% F = P (M?) F = P(? 2 N ? 1 ) F = 2,02 x 105 (4,5 N 2,0) = 5,05 x 105 *" m# gas helium yang bersuhu > o dipanaskan seara isobarik sampai 0> o. "ika tekanan gas helium & 1' % 2m , gas helium melakukan usaha luar sebesar.... 94. 1,%
&&% F = PM? "'&r$ ? 2
4esin arnot beker*a pada suhu tinggi $'' K, untuk menghasilkan ker*a mekanik. "ika mesin menyerap kalor $'' " dengan suhu rendah '' K, maka usaha yang dihasilkan adalah....
&&% O = ( 1 N - r - ) x 100 $&'gk&' #&*& 100 'k m"m&k&' "r$'g&' O = ( 1 N 400 600 ) = 1 3 O = ( F G1 ) 1 3 = F 600 96.
ang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah ...
&&% k""&&' # &' k""&&' $'"&r "& 97.
Besaran berikut ini yang dimensinya sama dengan dimensi besaran berat adalah ...
&&% g&& 98.
nergi potensial terdapat pada benda dalam kasus ....
&&% %& $"m&r k" &&# 99.
ang mempengaruhi hambatan penghantar adalah ...
&&% P&'*&'g "'g&'&r E&# "'&m&'g "'g&'&r
&m%&&' *"'$# 100.
eristi5a yang dipengaruhi rotasi bumi adalah 7
&&% / P"m%"kk&' &r# &. / P"rg&'$&' #$&'g &' m&&m. / P"m%"kk&' &r& &'g$'. / P"r%"&&' "r"&&' gr&v$&#$ $ %m$.
