Pekerjaan Rumah ke-1 MK Fisika dasar 3

Departemen Fisika FMIPA UI - Program Studi S1 Fisika

Diberikan pada: Kamis/19 Februari 2015

Dikumpulkan pada: Rabu/25 Februari 2015 (di kelas)

Tim Dosen: Dr. M. Aziz Majidi, Dr. Vivi Fauzia, Dr. Adhi Harmoko,

Dr. Anto Sulaksono, dan Dr. Ariadne L. Juwono

1. Dua orang pelari sprint, A dan B. berlomba lari jarak 100 m. Masing-masing

pelari memulai larinya dengan percepatan konstan. Pelari A butuh waktu 3

detik sedangkan pelari B butuh waktu 2 detik untuk mencapai kecepatan

maksimum masing-masing sebelum mereka bertahan dengan kecepatan

tersebut hingga garis finish. Jika pelari A melawati garis finish dengan

kecepatan 10 m/s, sedangkan pelari B dengan kecepatan 12 m/s,

a. siapakah yang mencapai garis finish lebih dulu? [5 poin]

b. berapakah waktu tempuh masing-masing dari garis start hingga garis

finish? [5 poin]

2. Seorang pengendara sepeda motor (anggap sepeda motor dapat dipandang

seperti partikel) bergerak sepanjang sumbu x dengan percepatan yang berubah

terhadap waktu menurut hubungan ( ) m/s2 selama selang waktu

s. Pada , kecepatan dan posisi sepeda motornya adalah 2,7 m/s

dan 7,3 m.

a. Berapakah kelajuan maksimum yang dicapai oleh pengendara sepeda

motor tersebut? [5 poin]

b. Berapakah jarak yang ditempuhnya antara dan 6,0 s? [5 poin]

3. Sebuah partikel mulai bergerak pada bidang xy dari titik pusat koordinat

dengan percepatan tetap ( ) m/s2. Pada kecepatannya m/s.

Ketika koordinat x partikel 29 m, berapakah

a. koordinat y-nya, [5 poin] dan

b. kelajuannya? [5 poin]

4. Jelaskan:

a. Apa maksud dari kerangka acuan inersial dan non-inersial? [5 poin]

b. Bayangkan Anda duduk di kursi penumpang bagian depan mobil yang

Anda tumpangi sambil memperhatikan kotak tisu di atas dashboard

mobil. Ketika mobil dipercepat kotak tisu itu tampak bergerak ke arah

Anda. Adakah gaya yang menyebabkan kotak tisu itu bergerak? Jika ya,

gaya apa? Jika tidak, jelaskan mengapa kotak tisu itu bergerak. [5 poin]

c. Apa persamaan dan perbedaan antara hukum ke-1 dan ke-3 Newton

tentang gerak. [5 poin]

F

F

5. Perhatikan gambar di samping di mana

sistem balok ditarik oleh sebuah gaya

horizontal F tetapi masih dalam

keadaan tidak bergerak. Permukaan

kontak antara balok atas dan balok

bawah, dan antara balok bawah dan

lantai tidak licin. Sebutkan gaya-gaya

yang

a. memenuhi hukum ke-1 Newton

bagi balok atas, [5 poin]

b. memenuhi hukum ke-1 Newton

bagi balok bawah, [5 poin]

c. memenuhi hukum ke-3 Newton. [5 poin]

6. Perhatikan gambar di samping. Anggap katrol tak bermassa dan

licin. Massa total orang dan kursi 95 kg. Berapakah besar gaya

tarik yang harus dikenakan orang terhadap tambang supaya ia

bergerak naik

a. dengan kecepatan konstan; [5 poin]

b. dengan percepatan 1,5 m/s2 ke atas? [5 poin]

[Percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2.]

7. Dua buah balok masing-masing bermassa

16 kg dan 88 kg (lihat gambar) tidak

ditempelkan satu sama lain. Koefisien

gesek statis antara kedua balok 0,4, tetapi

tidak ada gesekan antara permukaan

bawah balok yang besar dengan lantai.

Apabila balok kecil ditekan secara

horizontal dari sisi kiri, berapakah gaya minimum yang dibutuhkan untuk

menjaga agar tidak ada slip antara balok kecil dan balok besar? [10 poin]

8. Sebuah balok 1,5 kg diam di atas balok 7,5 kg (lihat gambar di bawah). Massa

tali dan katrol dapat diabaikan. Anggap pula tidak ada gaya gesek apapun

dalam sistem tersebut.

a. Berapakah besar gaya F yang harus dikenakan terhadap balok bawah

sedemikian hingga balok atas bergerak ke kanan dengan percepatan 2,5

m/s2? [5 poin]

b. Terkait soal a, berapakah gaya tegang talinya? [5 poin]

9. Sebuah kotak bermassa 1,5 kg yang mula-mula diam di atas permukaan lantai

datar pada dikenai gaya horizontal ( ) N. Percepatan kotak

tersebut sebagai fungsi waktu diberikan oleh

{

( )

a. Berapakah koefisien gesek statis antara kotak dan permukaan lantai?

[5 poin]

b. Berapakah koefisien gesek kinetisnya? [5 poin]

[Gunakan g = 9,8 m/s2.]