8/9/2019 SOAL XI.2

1/71

TITIK BERAT BENDA

Soal No. 1Tentukan koordinat titik berat susunan enam buah kawat tipis berikut ini dengan acuan titik 0 !

Pembahasan Data dari soal :l1 = 20, X 1 = 20, Y 1 = 10l2 = 20, X 2 = 60, Y 2 = 10l3 = 80, X 3 = 40, Y 3 = 20l4 = 20, X 4 = 0, Y 4 = 30l5 = 40, X 5 = 40, Y 5 = 40l6 = 20, X 6 = 80, Y 6 = 30

Koordinat titik berat gabungan keenam kawat (X 0 , Y 0)

Soal No. 2Tentukan letak titik berat bangun berupa luasan berikut dihitung dari bidang alasnya!

http://fisikastudycenter.com/http://fisikastudycenter.com/

8/9/2019 SOAL XI.2

2/71

Pembahasan

Data dari soal :Benda 1 (warna hitam)A1 = ( 20 x 60) = 1200Y1 = 30

Benda 2 (warna biru)A2 = ( 20 x 60) = 1200Y2 = (60 + 10) = 70

Soal No. 3

Tentukan letak titik berat bangun berikut terhadap alasnya!

Pembahasan

Bagi bangun menjadi dua, persegi di bagian bawah dan segitiga sama kaki di bagian atas. Data :Bidang 1 (persegi)A1 = ( 90 x 90) = 8100Y1 = 90/2 = 45Bidang 2 (segitiga)A2 = 1 /2(90 x 90) = 4050Y2 = 1/3(90) + 90 = 120

Letak Y o :

8/9/2019 SOAL XI.2

3/71

Soal No. 4Tentukan letak titik berat bangun berikut terhadap alasnya!

Pembahasan

Bagi bidang menjadi dua, persegi panjang yang dianggap utuh (belum dilubang) dan lubangberbentuk segitiga. Data dari soal :Bidang 1 (Persegi panjang utuh)A1 = (180 x 90) = 16200Y1 = (180/2) = 90Bidang 2 (lubang segitiga)A2 = 1 /2(90 x 90) = 4050

Y2 = 180 − (90/3) = 150

Letak Y o :

Soal No. 5Sebuah tabung pejal disambung dengan kerucut pejal seperti pada gambar berikut!

Tentukan letak titik berat bangun tersebut terhadap garis AB!

Pembahasan

8/9/2019 SOAL XI.2

4/71

8/9/2019 SOAL XI.2

5/71

Letak titik berat dari titik A adalah 6 cm ke kanan dan 3,3 cm ke atas.

Soal Nomor 7Benda 1 dan benda 2 berupa luasan disusun seperti gambar berikut ini.

Tentukan jarak titik berat benda 1 dan benda 2

PembahasanLetak titik berat benda 1 diukur dari alas benda 1 adalah y 1 = d / 2 = 0,5 dLetak titik berat benda 2 diukur dari alas benda 1 adalah y 2 = d + 1 / 3(3d) = d + d = 2d

Sehingga jarak kedua titik adalah:2d − 0,5 d= 1,5 d

Soal Nomor 8Diberikan sebuah bangun datar sebagai berikut.

Tentukan koordinat titik berat diukur dari titik O.

8/9/2019 SOAL XI.2

6/71

PembahasanBagi luasan menjadi dua, tentukan titik berat masing-masing luasan seperti ini.

A1 = = 12 x 12 = 144x1 = 6

y1 = 6

A2 = 1 /2 x 12 x 12 = 72x2 = 12 + 4 = 16y2 = 4

Sehingga

Koordinat titik berat dari titik O adalah ( 9,33 , 5,33 )

Soal Nomor 9Tentukan lokasi titik berat luasan berikut ini diukur dari sumbu x!

8/9/2019 SOAL XI.2

7/71

PembahasanBagi luasan menjadi 3 bagian. Diukur terhadap sumbu x artinya y o yang dicari.

Data yang diperlukan:A1 = 20 x 50 = 1000y1 = 25

A2 = 30 x 20 = 600y2 = 40

A3 = 20 x 10 = 200y3 = 15

Soal Nomor 10Sebuah kubus dengan panjang sisi 2 meter ditempatkan di bawah sebuah balok dengan ukuranseperti gambar.

8/9/2019 SOAL XI.2

8/71

Tentukan letak titik berat gabungan kedua benda diukur dari alas kubus!

PembahasanVolum Kubus dan ordinat (y) kubus:V1 = 2 x 2 x 2 = 6 V 1 = 2 x 2 x 2 = 8y1 = 2/2 = 1

Volum Balok dan ordinat (y) balok:V2 = 2 x 1,5 x 1 = 3y2 = 2 + 1 = 3

Letak Yo dari alas kubus

(Rintisan)

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Keseimbangan Benda Tegar, MateriFisika kelas 2 (11) SMA. Contoh mencakup kesetimbangan translasi, kesetimbangan rotasi padasoal-soal yang umum dibahas di bangku SMA dengan analisa penguraian gaya dan penggunaanrumus torsi (momen gaya).

Rumus-Rumus Minimal :

Momen gaya

τ = Fd

Keterangan :F = gaya (Newton)d = jarak (yang tegak lurus) gaya ke poros (meter)τ = m omen gaya atau torsi (Nm)

Penguraian GayaFx = F cos θFy = F sin θ

8/9/2019 SOAL XI.2

9/71

Keterangan :θ = sudut antara gaya F terhadap sumbu X

Syarat Keseimbangan TranslasiΣ F x = 0Σ F y = 0

Syarat Keseimbangan Translasi dan RotasiΣ F x = 0Σ F y = 0Σ τ = 0

Gaya Gesekf = μ NKeterangan :

f = gaya gesek (N)μ = koesien gesekanN = Normal Force (N)

Gaya BeratW = mgKeterangan :W = berat benda (N)m = massa benda (kg)g = percepatan gravitasi bumi (m/s 2)

Soal No. 1Kotak lampu digantung pada sebuah pohon dengan menggunakan tali, batang kayu dan engselseperti terlihat pada gambar berikut ini:

8/9/2019 SOAL XI.2

10/71

Jika :AC = 4 mBC = 1 mMassa batang AC = 50 kgMassa kotak lampu = 20 kgPercepatan gravitasi bumi g = 10 m/s 2Tentukan besarnya tegangan tali yang menghubungkan batang kayu dengan pohon!

Pembahasan Penguraian gaya-gaya dengan mengabaikan gaya-gaya di titik A (karena akan dijadikan poros) :

Syarat seimbang Σ τ A = 0

Soal No. 2Seorang anak memanjat tali dan berhenti pada posisi seperti diperlihatkan gambar berikut!

Tentukan besar tegangan-tegangan tali yang menahan anak tersebut jika massa anak adalah 50 kg!

Pembahasan Penguraian gaya-gaya dari peristiwa di atas seperti berikut:

8/9/2019 SOAL XI.2

11/71

Syarat seimbang Σ F x = 0, Σ F y = 0

(Persamaan 1)

(Persamaan 2)

Dari persamaan 2 d an 1 didapatkan :

Soal No. 3Seorang anak bermassa 50 kg berdiri diatas tong 50 kg diatas se buah papan kayu bermassa 200 kgyang bertumpu pada tonggak A dan C.

8/9/2019 SOAL XI.2

12/71

Jika jarak anak dari titik A adalah 1 meter dan panjang papan kayu AC adalah 4 m, tentukan :a) Gaya yang dialami tonggak Ab) Gaya yang dialami tonggak C

Pembahasan Berikut ilustrasi gambar penguraian gaya-gaya dari soal di atas :

WB = W anak + W tong = 1000 N

a) Mencari gaya yang dialami tonggak A, titik C jadikan poros

b) Mencari gaya yang dialami tonggak C, titik A jadikan poros

Soal No. 4Seorang anak bermassa 100 kg berada diatas jembatan papan kayu bermassa 100 kg yangdiletakkan di atas dua tonggak A dan C tanpa dipaku. Sebuah tong berisi air bermassa total 50 kg

http://fisikastudycenter.com/%20http:/fisikastudycenter.comhttp://fisikastudycenter.com/%20http:/fisikastudycenter.com

8/9/2019 SOAL XI.2

13/71

diletakkan di titik B.

Jika jarak AB = 2 m, BC = 3 m dan AD = 8 m, berapa jarak terjauh anak dapat melangkah dari titik Cagar papan kayu tidak terbalik?

Pembahasan Ilustrasi gaya-gaya :

Titik C jadikan poros, saat papan tepat akan terbalik N A = 0

Soal No. 5Sebuah tangga seberat 500 N di letakkan pada dinding selasar sebuah hotel seperti gambar di bawahini!

http://fisikastudycenter.com/http://fisikastudycenter.com/

8/9/2019 SOAL XI.2

14/71

Jika dinding selasar licin, lantai diujung lain tangga kasar dan tangga tepat akan tergelincir, tentukankoesien gesekan antara lantai dan tangga!

Pembahasan Cara pertama :

μ = 1 / [2tan θ ] = 1 / [2(8/6)] = 6 / [2(8)] = 3 / 8

Cara kedua :

Ilustrasi gaya- gaya pada soal di atas dan jarak-jarak yang diperlukan :

Urutan yang paling mudah jika dimulai dengan ΣF Y kemudian Στ B terakhir ΣF X. (Catatan : Στ A tak perludiikutkan!)

Jumlah gaya pada sumbu Y (garis vertikal) harus nol :

Jumlah torsi di B juga harus nol :

Jumlah gaya sumbu X (garis horizontal) juga nol :

8/9/2019 SOAL XI.2

15/71

Soal No. 6Budi hendak menaikkan sebuah drum yang bermassa total 120 kg dengan sebuah katrol sepertiterlihat pada gambar berikut.

Jari-jari drum adalah 40 cm dan tali katrol membentuk sudut 53° terhadap horizontal. Jika percepatangravitasi bumi adalah 10 m/s 2, tentukan gaya besar gaya yang diberikan Budi agar drum tepat akanterangkat!

PembahasanSketsa soal di atas adalah sebagai berikut.

Gaya normal yang segaris dengan gaya berat w tidak diikutkan karena saat tepat drum akanterangkat nilai gaya normal adalah nol, juga gaya normal pada poros tidak diikutkan karena

menghasilkan torsi sebesar nol.

8/9/2019 SOAL XI.2

16/71

Berikutnya adalah menentukan jarak gaya F ke poros dan gaya w ke poros.

Dari gambar terlihat jarak gaya F ke poros P adalah 2r.df = 2r = 2× 40 cm = 80 cm

Jarak gaya w ke poros dapat ditentukan dengan memakai sudut yang diketahui.

dw = r cos 37°dw = 40 cm × 0,8 = 32 cm

Terakhir, syarat kesetimbangan:Σ τ p = 0

Soal No. 7Tiga buah beban m 1, m 2 dan m 3 digantungkan dengan tali melalui dua katrol tetap yang licin (lihat

gambar)

8/9/2019 SOAL XI.2

17/71

Bila sistem dalam keadaan seimbang dan m 2 = 500 gram tentukan:a) massa m 1b) massa m 3

PembahasanDengan rumus sinus

a) massa m 1

b) massa m 3

8/9/2019 SOAL XI.2

18/71

Soal No. 8Perhatikan gambar!

Balok AB = 5 m, BZ = 1 m (Z = titik berat balok). Jika berat balok 100 N, maka berat beban Cadalah...A. 40 NB. 60 N

C. 80 ND. 90 NE. 92 N(Kesetimbangan - UAN Fisika 2002)

PembahasanGaya-gaya yang bekerja pada balok AB ditunjukkan gambar berikut!

Dengan titik A sebagai poros,

(Rintisan )

Dinamika Gerak RotasiFisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA.

8/9/2019 SOAL XI.2

19/71

Penekanan pada kasus dengan penggunaan persamaan Σ τ = I α dan Σ F = ma, momen inersia(silinder dan bola pejal), kasus Energi kinetik translasi-rotasi dan hubungan-hubungan antara besarangerak rot asi dan translasi.

Soal No. 1Sebuah ember berikut isinya bermassa m = 20 kg d ihubungkan dengan tali pada sebuah katrolberbentuk silinder pejal bermassa M = 10 kg. Ember mula-mula ditahan dalam kondisi diam kemudiandilepaskan.

Jika jari-jari katrol 25 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s 2 tentukan :a) percepatan gerak turunnya benda mb) percepatan sudut katrolc) tegangan tali

Pembahasan a) percepatan gerak turunnya benda m

Tinjau katrol :

(Persamaan 1)

Tinjau benda m :

8/9/2019 SOAL XI.2

20/71

(Persamaan 2)

Gabung 1 dan 2:

b) percepatan sudut katrol

c) tegangan tali

Soal No. 2

Dua buah ember dihubungkan dengan tali dan katrol berjari-jari 10 cm, ditahan dalam kondisi diamkemudian dilepas se perti gambar berikut!

Jika massa m 1 = 5 kg , m 2 = 3 kg dan massa katrol M = 4 kg, tentukan :a) percepatan gerak emberb) tegangan tali pada ember 1c) tegangan tali pada ember 2

Pembahasan a) percepatan gerak emberTinjau katrol

8/9/2019 SOAL XI.2

21/71

Tinjau ember 1

( Persamaan 2 )

Tinjau ember 2

( Persamaan 3 )

Gabung 2 dan 3

( Persamaan 4 )

Gabung 1 dan 4

b) tegangan tali pada ember 1Dari persamaan 2

8/9/2019 SOAL XI.2

22/71

c) tegangan tali pada ember 2Dari persamaan 3

Soal No. 3Sebuah katrol silinder pejal dengan massa M = 4 kg berjari-jari 20 cm dihubungkan dengan dua buahmassa m 1 = 5 kg dan m 2 = 3 kg m 1 = 3 kg dan m 2 = 5 kg dalam kondisi tertahan diam kemudiandilepaskan.

Jika lantai dibawah m 1 licin , tentukan percepatan gerak kedua massa!

Pembahasan Tinjau katrol M

( Persamaan 1 )

Tinjau m 2

( Persamaan 2 )

Tinjau m 1

( Persamaan 3 )

Gabung 2 dan 3

8/9/2019 SOAL XI.2

23/71

( Persamaan 4 )

Soal No. 4Sebuah silinder pejal bermassa 10 kg berada diatas permukaan yang kasar ditarik gaya F = 50 N

seperti diperlihatkan gambar berikut!

Tentukan percepatan gerak silinder jika jari-jarinya adalah 40 cm!

Pembahasan Tinjau gaya-gaya pada silinder :

( Persamaan 1 )

8/9/2019 SOAL XI.2

24/71

( Persamaan 2 )

Gabung 1 dan 2

Soal No. 5

Bola pejal bermassa 10 kg mula-mula diam kemudian dilepaskan dari ujung sebuah bidang miringdan mulai bergerak transalasi rotasi. Jari-jari bola adalah 1 meter, dan ketinggian h = 28 m.

Tentukan kecepatan bola sa at tiba di ujung bawah bidang miring!

Pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik :

Soal No. 6Silinder pejal dengan jari-jari 5 cm bermassa 0,25 kg bertranslasi dengan kelajuan linear 4 m/s.Tentukan energi kinetik silinder j ika selain bertranslasi silinder juga berotasi!

PembahasanData dari soal:m = 0,25 kgr = 5 cm = 0,05 mv = 4 m /s

http://fisikastudycenter.com/http://fisikastudycenter.com/

8/9/2019 SOAL XI.2

25/71

Ek =.....

Energi kinetik total dari Silinder p ejal

Soal No. 7Pada gambar di bawah roda katrol pejal C berputar melepaskan diri dari lilitan tali.

Massa roda C adalah 300 gram. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s 2, maka tegangan tali Tadalah....A. 1 NB. 1,5 NC. 2 ND. 3,3 NE. 4 N(Soal Ebtanas 1999)

PembahasanGaya yang bekerja pada katrol

8/9/2019 SOAL XI.2

26/71

Hukum Newton untuk gerak translasi katrol

(Persamaan 1)

Dari gerak rot asi katrol

(Persamaan 2)

Gabungkan

Rumus jadi untuk kasus di atas adalah

Soal No. 8Sebuah katrol bentuknya silinder pejal dengan massa M = 4 kg ditarik dengan gaya F hingga berotasidengan percepatan sudut sebesar 5 rad/s 2.

Jika jari-jari katrol adalah 20 cm, tentukan besarnya gaya F tersebut ! Gunakan momen inersia katrol I= 1 / 2 Mr 2

8/9/2019 SOAL XI.2

27/71

PembahasanDataM = 4 kgr = 20 cm = 0,2 mα = 5 rad/s 2F =…

Gaya yang bekerja pada katrol dan jaraknya, gaya berat w, tidak usah diikutkan, karena posisinyatepat di poros, jadi tidak menghasilkan putaran.

Jumlah torsi (perkalian gaya dengan jaraknya) harus sama dengan Iα. Sehingga

Soal No. 9Perhatikan gambar sebuah roda pejal homogen di bawah!

Pada tepi roda dililitkan sebuah tali dengan gaya F = 6 N. Jika massa roda 5 kg dan jari-jarinya 20 cm,percepatan sudut roda tersebut adalah.....A. 0,12 rad/s 2

B. 1,2 rad/s 2

C. 3,0 rad/s 2

D. 6,0 rad/s 2

E. 12,0 rad/s 2

Pembahasan

8/9/2019 SOAL XI.2

28/71

Data:M = 5 kgr = 20 cm = 2/10 meterF = 6 Nα =....

Dari Σ τ = Iα

Soal No. 10Sebuah silinder pejal dan sebuah bola pejal menggelinding pada suatu bidang miring dari keadaandiam bersamaan. Ketinggian bidang miring adalah h meter.

a) Tentukan perbandingan kelajuan silinder dan bola saat tiba di dasar bidang miring.b) Manakah yang tiba lebih dahulu di dasar bidang miring antara dua benda tersebut?

Pembahasan

Seperti soal nomor 5, kelajuan saat di dasar bidang.

dengan I = nmr 2, h 1 = h dan v 2 = v,

8/9/2019 SOAL XI.2

29/71

Coret sesama m dan r,

Diperoleh rumus jadi untuk kasus ini:

Diterapkan untuk mencari perbandingan laju silinder dan laju bola, 2g dan h sama, sehingga tinggalpengaruh n saja. Untuk silinder n = 1/2 dan untuk bola n = 2/5, diambil dari rumus momen inersiamasing-masing. Sehingga

a) perbandingannya:

b) laju bola lebih besar dari laju silinder, jadi sampai lebih dulu.

Soal No. 11Sebuah partikel bermassa 0,2 kg bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad/s. Jika

jari-jari lintasan partmentum sudut arA. 0,90 kg m 2 s −1 B. 0,45 kg m 2 s −1

C. 0,30 kg m2

s−1

D. 0,18 kg m 2 s −1

8/9/2019 SOAL XI.2

30/71

E. 0,16 kg m 2 s −1

PembahasanData :m = 0,2 kgω = 10 rad/sr = 30 cm = 0,3 mMomentum sudut L =.....

Rumus Momentum sudut

dimanaL = momentum sudut

v = ωr = 10(0,3) = 3 m/s

L = mvr = 0,2(3)(0,3) = 0 ,18 kg m 2 s −1

Soal No. 12Seorang penari balet berputar 3 putaran/sekon dengan kedua tangannya direntangkan. Pada sa at itumomen inersia penari 8 kg m 2. Kemudian lengannya dirapatkan sehingga momen inersianya menjadi2 kg m 2. Frekuensi putaran sekarang menjadi......A. 10 putaran/sekonB. 12 putaran/sekonC. 16 putaran/sekonD. 24 putaran/sekonE. 48 putaran/sekon(ebt 97)

PembahasanData:ω1 = 3 putaran/sI1 = 8 kg m 2

I2 = 2 kg m 2ω2 =.....

Dengan kekekalan momentum sudut:

diperoleh frekuensi sudut atau kecepatan sudut yang baru:

8/9/2019 SOAL XI.2

31/71

Fluida Dinamis

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Fluida Dinamis, Materi Fisika kelas 2SMA. Mencakup debit, persamaan kontinuitas, Hukum Bernoulli dan Toricelli dan gaya angkat padasayap pesawat.

Rumus Minimal

DebitQ = V/tQ = A v

Keterangan :Q = debit (m 3 /s)V = volume (m 3)t = waktu (s)A = luas penampang (m 2)v = kecepatan aliran (m/s)1 liter = 1 dm 3 = 10 −3 m 3

Persamaan KontinuitasQ1 = Q 2 A1v1 = A 2v2

Persamaan BernoulliP + 1 / 2 ρ v2 + ρ gh = KonstantP1 + 1 / 2 ρ v12 + ρgh 1 = P 2 + 1 / 2 ρ v22 + ρgh 2

Keterangan :P = tekanan (Pascal = Pa = N/m 2)ρ = massa jenis uida; cairan ataupun gas (kg/m 3)g = percepatan gravitasi (m/s 2)

Tangki Bocor Mendatarv = √(2gh)X = 2√(hH)t = √(2H/g)

Keterangan :

v = kecepatan keluar cairan dari lubangX = jarak mendatar jatuhnya cairan

8/9/2019 SOAL XI.2

32/71

h = jarak permukaan cairan ke lubang bocorH = jarak tempat jatuh cairan (tanah) ke l ubang bocort = waktu yang diperlukan cairan menyentuh tanah

Soal No. 1

Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran seperti gambarberikut!

Jika luas penampang kran dengan diameter D 2 adalah 2 cm 2 dan kecepatan aliran air di kran adalah10 m/s tentukan:a) Debit airb) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember

PembahasanData :

A2 = 2 cm2

= 2 x 10−4

m2

v2 = 10 m /s

a) Debit airQ = A 2v2 = (2 x 1 0 −4 )(10)Q = 2 x 10 −3 m 3 /s

b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi emberData :V = 20 liter = 20 x 10 −3 m 3

Q = 2 x 10 −3 m 3 /st = V / Qt = ( 20 x 10 −3 m 3)/(2 x 10 −3 m 3 /s )t = 10 sekon

Soal No. 2Pipa saluran air bawah tanah memiliki bentuk seperti gambar berikut!

8/9/2019 SOAL XI.2

33/71

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m 2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m 2 dan kecepatanaliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil!

Pembahasan

Persamaan kontinuitasA1v1 = A 2v2 (5)(15) = (2) v2 v2 = 3 7,5 m/s

Soal No. 3Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut!

Jarak lubang ke t anah adalah 10 m dan jarak lubang ke p ermukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:a) Kecepatan keluarnya airb) Jarak mendatar terjauh yang dicapai airc) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah

Pembahasana) Kecepatan keluarnya airv = √(2gh)v = √(2 x 1 0 x 3 ,2) = 8 m/s

b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai airX = 2√(hH)X = 2√(3,2 x 10 ) = 8√2 m

c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanaht = √(2H/g)t = √(2(10)/(10)) = √2 sekon

Soal No. 4Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat sepertidiperlihatkan gambar berikut ini!

8/9/2019 SOAL XI.2

34/71

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm 2 dan luas penampang pipa kecil adalah 3 cm 2 se rtaperbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan :a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besarb) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil

PembahasanRumus kecepatan uida memasuki pipa venturimetar pada soal di atas

v1 = A 2√ [(2gh) : (A 12 − A 22) ]

a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besarv1 = A 2√ [(2gh) : (A 12 − A 22) ]v1 = (3) √ [ (2 x 10 x 0,2) : (5 2 − 3 2) ]v1 = 3 √ [ (4) : (16) ]

v1 = 1,5 m/s

Tips :Satuan A biarkan dalam cm 2 , g dan h harus dalam m/s 2 dan m. v akan memiliki satuan m/s.

Bisa juga dengan format rumus berikut:

dimanaa = luas penampang pipa kecilA = luas penampang pipa besar

b) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecilA1v1 = A 2v2 (3 / 2)(5) = ( v2)(3)v2 = 2,5 m/s

Soal No. 5

Pada gambar di bawah air mengalir melewati pipa venturimeter.

Jika luas penampang A 1 dan A 2 masing-masing 5 cm 2 dan 4 cm 2 maka kecepatan air memasuki pipaventurimeter a dalah....

8/9/2019 SOAL XI.2

35/71

A. 3 m/sB. 4 m/sC. 5 m/sD. 9 m/sE. 25 m/s

PembahasanSeperti soal sebelumnya, silakan dicoba, jawabannya 4 m/s.

Soal No. 6Pipa untuk menyalurkan air menempel pada sebuah dinding rumah seperti terlihat pada gambarberikut! Perbandingan luas penampang pipa besar dan pipa kecil adalah 4 : 1.

Posisi pipa besar adalah 5 m diatas tanah dan pipa kecil 1 m diatas tanah. Kecepatan aliran air padapipa besar adalah 36 km/jam dengan tekanan 9,1 x 1 0 5 Pa. Tentukan :a) Kecepatan air pada pipa kecilb) Selisih tekanan pada kedua pipac) Tekanan pada pipa kecil(ρ air = 1 000 kg/m 3)

PembahasanData :h1 = 5 mh2 = 1 mv1 = 36 km/jam = 10 m/sP1 = 9,1 x 1 0 5 PaA1 : A 2 = 4 : 1

a) Kecepatan air pada pipa kecilPersamaan Kontinuitas :A1v1 = A 2v2 (4)(10) = (1) ( v2)v2 = 40 m /s

b) Selisih tekanan pada kedua pipaDari Persamaan Bernoulli :P1 + 1 / 2 ρ v12 + ρgh 1 = P 2 + 1 / 2 ρ v22 + ρgh 2P1 − P 2 = 1 / 2 ρ( v22 − v12) + ρg(h 2 − h 1)

P1

− P2

=1

/2(1000)(40

2

− 102

) + (1000)(10)(1 − 5)P1 − P 2 = ( 500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000

8/9/2019 SOAL XI.2

36/71

P1 − P 2 = 710000 Pa = 7,1 x 10 5 Pa

c) Tekanan pada pipa kecilP1 − P 2 = 7,1 x 1 0 5

9,1 x 10 5 − P 2 = 7,1 x 1 0 5

P2 = 2,0 x 1 0 5 Pa

Soal No. 7Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm. Jika kecepatanaliran di bagian pipa berdiameter besar adalah 10 cm/s, maka kecepatan aliran di ujung yang keciladalah....A. 22,5 cm/sB. 4,4 cm/sC. 2,25 cm/sD. 0,44 cm/s

E. 0,225 cm/s(Soal UAN Fisika 2004)

PembahasanRumus menentukan kecepatan diketahui diameter pipa

Dari persamaan kontinuitas

Pipanya memiliki diameter, jadi asumsinya luas penampangnya berupa lingkaran.

Luasnya diganti luas lingkaran menjadi

Baris yang terkahir bi sa ditulis jadi

Jika diketahui jari-jari pipa (r), dengan jalan yang sama D tinggal diganti dengan r menjadi:

8/9/2019 SOAL XI.2

37/71

Kembali ke soal, masukkan datanya:

Data soal:D1 = 12 cmD2 = 8 cmv1 = 10 cm/sv2 = ........

Soal No. 8Perhatikan gambar!

Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran uida padapipa kecil adalah....A. 1 m.s −1

B. 4 m.s −1

C. 8 m.s −1

D. 16 m.s −1

E. 20 m.s −1

(UN Fisika SMA 2012 A86)

PembahasanPersamaan kontinuitasData soal:V1 = 4D1 = 2D2 = 1V2 =...?

8/9/2019 SOAL XI.2

38/71

Soal No. 9Sebuah pesawat dilengkapi dengan dua buah sayap masing-masing seluas 40 m 2. Jika kelajuanaliran udara di atas sa yap adalah 250 m/s dan kelajuan udara di bawah sayap adalah 200 m/stentukan gaya angkat pada pesawat tersebut, anggap kerapatan udara adalah 1,2 kg/m 3!

PembahasanGaya angkat pada sayap p esawat:

dimana:A = luas total penampang sayapρ = massa jenis udaraνa = kelajuan aliran udara di atas sa yapνb = kelajuan aliran udara di bawah sayapF = gaya angkat pada kedua sayap

Data soal:Luas total kedua sayapA = 2 x 4 0 = 80 m 2

Kecepatan udara di atas dan di bawah sayap:νa = 250 m /sνb = 200 m /s

Massa jenis udaraρ = 1,2 kg/m 3

F =.....

Soal No. 10Gaya angkat yang terjadi pada sebuah pesawat diketahui sebesar 1100 kN.

Pesawat tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar 80 m 2. Jika kecepatan aliran udara di

8/9/2019 SOAL XI.2

39/71

bawah sayap adalah 250 m/s dan massa jenis udara luar adalah 1,0 kg/m 3 tentukan kecepatan aliranudara di bagian atas sayap pesawat!

PembahasanData soal:A = 80 m 2νb = 250 m /sρ = 1,0 kg/m 3

F = 1100 kN = 1100 000 Nνa =......

Kecepatan aliran udara di atas sayap pesawat adalah 300 m/s

Soal No. 11Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya ke a tas maksimal, seperti gambar.

Jika v a dalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara, maka se suai azas Bernoullirancangan tersebut dibuat agar.... (UN Fisika 20 12) A. v A > v B sehingga P A > P B B. v A > v B sehingga P A < P B C. v A < v B sehingga P A < P B D. v A < v B sehingga P A > P B E. v A > v B sehingga P A = P B

PembahasanDesain sayap p esawat supaya gaya ke at as maksimal:Tekanan Bawah > Tekanan Atas, P B > P A sama juga P A

v B

8/9/2019 SOAL XI.2

40/71

Jawab: B. v A > v B sehingga P A < P B

Catatan:(Tekanan Besar pasangannya kecepatan Kecil, atau tekanan kecil pasangannya kecepatan besar)

Soal No. 12Sebuah bak penampung air diperlihatkan pada gambar berikut. Pada sisi kanan bak dibuat saluran airpada ketinggian 10 m dari atas tanah dengan sudut kemiringan α°.

Jika kecepatan gravitasi bumi 10 m/s 2 tentukan:a) kecepatan keluarnya airb) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanahc) ni lai cos αd) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibuka(Gunakan sin α = 5/8 dan √39 = 6,24)

Pembahasana) kecepatan keluarnya airKecepatan keluarnya air dari saluran:

b) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanahMeminjam rumus ke tinggian dari gerak parabola, dari situ bisa diperoleh waktu yang diperlukan airsaat menyentuh tanah, ketinggian jatuhnya air diukur dari lubang adalah − 10 m.

8/9/2019 SOAL XI.2

41/71

c) ni lai cos αNilai sinus α telah diketahui, menentukan nilai cosinus α

d) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibukaJarak mendatar jatuhnya air

Soal No. 13Untuk mengukur kelajuan aliran minyak yang memiliki massa jenis 800 kg/m 3digunakan venturimeteryang dihubungkan dengan manometer ditunjukkan gambar berikut.

Luas penampang pipa besar adalah 5 cm 2 sedangkan luas penampang pipa yang lebih kecil 3 cm 2.Jika beda ketinggian Hg pada manometer adalah 20 cm, tentukan kelajuan minyak saat memasukipipa, gunakan g = 10 m/s 2 dan massa jenis Hg adalah 13600 kg/m 3.

PembahasanRumus untuk venturimeter dengan manometer, di soal cairan pengisi manometer adalah air raksa /Hg:

denganv1 = kecepatan aliran uida pada pipa besar

A = luas pipa yang besara = luas pipa yang kecil

8/9/2019 SOAL XI.2

42/71

h = beda tinggi Hg atau cairan lain pengisi manometerρ' = massa jenis Hg atau cairan lain pengisi manometerρ = massa jenis uida yang hendak diukur kelajuannya

Data:A = 5 cm 2a = 3 cm 2

h = 20 cm = 0,2 mg = 10 m /s 2

diperoleh hasil:

Soal No. 14Sebuah tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan padalengan tabung dan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 800 kg/m 3.

Jika massa jenis udara yang diukur adalah 1 kg/m 3 dan perbedaan level cairan pada tabung U adalahh = 25 cm, tentukan kelajuan aliran udara yang terukur!

PembahasanMisalkan kelajuan udara di A adalah v A dan kelajuan udara di B adalah v B.

8/9/2019 SOAL XI.2

43/71

Udara masuk melalui lubang depan dan saat di B aliran udara tertahan hingga kecepatannya nol.

Dari hukum Bernoulli:

Dengan kondisi:Kecepatan di B v B = 0, dan perbedaan tinggi antara A dan B dianggap tidak signikan, diambil h a =hb sehingga ρgh a - ρgh b = 0

dengan ρ adalah massa jenis udara yang diukur, selanjutnya dinamakan ρ u.

Dari pipa U, perbedaan tinggi yang terjadi pada cairan di pipa U diakibatkan perbedaan tekanan.

gabungkan i dan ii

dengan v a adalah kelajuan aliran udara yang diukur, selanjutnya dinamakan v,

8/9/2019 SOAL XI.2

44/71

Data soal:ρ u = 1 kg/m 3

ρ zc = 800 kg/m 3

h = 25 cm = 0,25 mg = percepatan gravitasi = 10 m/s 2

diperoleh:

Soal No. 15

Pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan pada lengan tabungdan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 750 kg/m 3.

Jika kelajuan udara yang diukur adalah 80 m/s massa jenis udara 0,5 kg/m 3 tentukan perbedaan tinggicairan dalam pipa, gunakan g = 10 m/s 2!

PembahasanDengan rumus yang sama dengan nomor sebelumnya:

Dicari perbedaan tinggi cairan atau h

8/9/2019 SOAL XI.2

45/71

Soal untuk latihan silakan di cari di bagian Try Out ya,...

Teori Kinetik Gas

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kinetik Gas, Materi Fisika 11Kelas 2 SMA mencakup penggunaan persamaan gas ideal, variasi perubahan volume, suhu dantekanan pada sistem gas ideal.

Soal No. 116 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada pada tekanan 1 a tm dan suhu 27 oC. Tentukan volumegas jika:a) diberikan nilai R = 8,314 J/mol.Kb) diberikan nilai R = 8314 J/kmol.K

Pembahasan a) untuk nilai R = 8,314 J/mol.KData :R = 8,314 J/mol.K

T = 27o

C = 300 Kn = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 molP = 1 atm = 10 5 N/m 2

b) untuk nilai R = 8314 J/kmol.K

Data :R = 8314 J/kmol.KT = 27 oC = 300 Kn = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 molP = 1 atm = 10 5 N/m 2

8/9/2019 SOAL XI.2

46/71

Soal No. 2Gas bermassa 4 kg bersuhu 27 oC berada dalam tabung yang berlubang.

Jika tabung dipanasi hingga suhu 127 oC, dan pemuaian tabung diabaikan tentukan:a) massa g as yang tersisa di tabungb) massa gas yang keluar dari tabungc) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gasd) perbandingan massa gas yang tersisa dalam tabung dengan massa awal gase) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa gas yang tersisa dalam tabung

PembahasanData :Massa gas awal m 1 = 4 kgMassa gas tersisa m 2Massa gas yang keluar dari tabung ∆ m = m 2 − m 1

a) massa g as yang tersisa di tabung

b) massa gas yang keluar dari tabung

c) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas

8/9/2019 SOAL XI.2

47/71

d) perbandingan massa gas yang tersisa dalam tabung dengan massa awal gas

e) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa gas yang tersisa dalam tabung

Soal No. 3A dan B dihubungkan dengan suatu pipa sempit. Suhu gas di A adalah 127 oC dan jumlah partikel gasdi A tiga kali jumlah partikel di B.

Jika volume B seperempat volume A, tentukan suhu gas di B!

PembahasanData :TA = 127 oC = 400 KNA : N B = 2 : 1VA : V B = 4 : 1

Soal No. 4Gas dalam ruang tertutup memiliki suhu sebesar T Kelvin energi kinetik rata-rata Ek = 1200 joule danlaju efektif V = 20 m/s.

8/9/2019 SOAL XI.2

48/71

Jika suhu gas dinaikkan hingga menjadi 2T tentukan:a) perbandingan energi kinetik rata-rata gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnyab) en ergi kinetik rata-rata akhirc) perbandingan laju efektif gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnyad) laju efektif akhir

Pembahasana) perbandingan energi kinetik rata-rata gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya

b) en ergi kinetik rata-rata akhir

c) perbandingan laju efektif gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya

d) laju efektif akhir

Soal No. 5Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jikasuhu gas itu dinaikkan menjadi 2T maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi …

8/9/2019 SOAL XI.2

49/71

A. √2 vB. 12 vC. 2 vD. 4 vE. v 2

(Dari soal Ebtanas 1990)

PembahasanData dari soal adalah:T1 = TT2 = 2TV1 = νv2 =.....

Kecepatan gas untuk dua suhu yang berbeda

Sehingga diperoleh

Soal No. 6Didalam sebuah ruangan tertutup terdapat gas dengan suhu 27 oC. Apabila gas dipanaskan sampaienergi kinetiknya menjadi 5 kali energi semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu …A. 100 oCB. 135 oC

C. 1.200o

CD. 1.227 oCE. 1.500 oC(Soal Ebtanas 1992)

PembahasanData diambil dari soalT1 = 27°C = 27 + 273 = 300 KEk 2 = 5 E k1T2 = .....

Energi kinetik gas untuk dua suhu yang berbeda

8/9/2019 SOAL XI.2

50/71

Sehingga diperoleh

Dalam Celcius adalah = 1500 − 273 = 1227°C

Soal No. 7Di dalam ruang tertutup suhu suatu gas 27°C, tekanan 1 atm dan volume 0,5 liter. Jika suhu gasdinaikkan menjadi 327°C dan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas menjadi....

A. 1 literB. 0,5 literC. 0,25 literD. 0,125 literE. 0,0625 liter

PembahasanData soal:T1 = 27°C = 300 KP1 = 1 atmV1 = 0,5 liter

T2 = 327°C = 600 KP2 = 2 atmV2 = ... .... ...

P1 V 1 P2 V 2 _______ = _______

T1 T 2

(1)(0,5) (2) V 2

_______ = _______300 600

V2 = 0,5 liter

Soal No. 8Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gasmenjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi….A. 3/4 PB. 4/3 P

C. 3/2 PD. 5/3 P

8/9/2019 SOAL XI.2

51/71

8/9/2019 SOAL XI.2

52/71

8/9/2019 SOAL XI.2

53/71

Kemampuan yang diuji:-Menjelaskan berbagai jenis g elombang elektromagnet serta manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari.

Tahun 2011

Indikator:-Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaatnya atau bahayanya dalamkehidupan sehari-hari.

Tipikal Soal(1) Seorang siswa menyusun spektrum gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang (λ)terbesar sebagai berikut:(1) inframerah > (2) ultraviolet > (3) gelombang televisi > (4) cahaya tampak.Urutan spektrum yang benar seharusnya ....A. (1)>(4)>(3)>(2)

B. (3)>(1)>(4)>(2)C. (3)>(2)>(1)>(4)D. (3)>(2)>(4)>(1)E. (4)>(1)>(2)>(3)(Sumber soal : Soal UN Fisika 2008 P4)

(2) Gelombang elektromagnetik yang mempunyai daerah frekuensi (10 16 – 10 20 ) Hz dan digunakanuntuk teknologi kedokteran adalah....A. gelombang radioB. sinar γC. sinar xD. sinar ul travioletE. inframerah(Sumber soal : Soal UN Fisika 2009 P04)

(3) Urutan jenis gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke kecil adalah....A. gelombang radio, inframerah, cahaya tampak, sinar xB. sinar γ, ultraviolet, inframerah, gelombang mikroC. sinar γ, inframerah, ultraviolet, gelombang radioD. gelombang mikro, cahaya tampak, ultraviolet, sinar xE. gelombang mikro, cahaya tampak, inframerah, sinar x(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P04)

(4)Jenis gelombang elektromagnetik yang dapat menyebabkan terjadinya kanker kulit adalah.....A. inframerahB. sinar xC. sinar gammaD. ultravioletE. cahaya tampak(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P04)

(5) Sinar γ merupakan gelombang elektromagnetik yang sangat berbahaya pada makhluk hidup,

8/9/2019 SOAL XI.2

54/71

karena sinar γ dapat menyebabkan....A. kanker tulangB. kebakaran hutanC. membunuh sel dan kankerD. pemanasan globalE. fermentasi pada klorol(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P37)

(6) Urutan gelombang elektromagnetik mulai dari frekuensi kecil ke frekuensi yang besar adalah....A. sinar γ,sinar ungu, infra merah, ultra unguB. sinar γ,ultra ungu, infra merah, sinar xC. infra merah, ultra ungu, sinar x, sinar γD. sinar x, sinar γ, ultra ungu, infra merahE. infra merah, sinar γ, sinar x, ultra ungu(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P37)

7) Pernyataan di bawah ini tentang sifat dan penggunaan gelombang elektromagnetik.1. Gelombang elektro magnetik memerlukan medium perantara2. Gelombang elektro magnetik dapat mengalami gejala polarisasi3. Untuk sistem radar digunakan gelombang elektro magnetik4. Frekuensi gelombang AM lebih tinggi dari pada gelombang FMPernyataan di atas yang benar adalah....A. 1 dan 2 sajaB. 2 dan 3 sajaC. 2 dan 4 sajaD. 1, 2 dan 3E. 1, 2, 3 dan 4(Sumber soal : Soal EBTANAS 1993)

8) Manakah deretan gelombang elektro magnetik berikut ini yang urutannya berdasarkan energifotonnya dari yang kecil ke yang lebih besar ?A. cahaya tampak, sinar infra merah, ultra violet dan sinar xB. sinar γ, sinar x, infra merah dan cahaya tampakC. cahaya tampak, ultra violet, sinar x dan sinar γD. sinar γ, sinar x, ultra violet dan cahaya tampakE. ultra violet, cahaya tampak, infra merah dan sinar x(Sumber soal : Soal EBTANAS 1993)

9) Pernyataan-pernyataan berikut ini adalah sifat gelombang elektromagnetik:(1) dapat mengalami polarisasi(2) merupakan gelombang transversal(3) merambat lurus dalam medan magnet dan medan listrik(4) terdiri atas partikel-partikel bermuatan listrik Pernyataan yang benar ad alah...A. (1), (2) dan (3)B. (1), (2), (3) da n (4)C. (1) dan (3)

D. (2) dan (4)E. (4) sa ja

8/9/2019 SOAL XI.2

55/71

8/9/2019 SOAL XI.2

56/71

e. f = ω/2π = 10π/2π = 5 Hzf. T = 1/f = 1/ 5 = 0, 2 sekong. λ = 2π/k = 2π /2π = 1 mh. ke arah sumbu x positifi. Y = 0,02 sin(10 π- 2π) = 0,02 sin(8π) = 0 m

j. v = ω A cos(ωt−kx) = 10π(0,02) cos(10πt−2πx) m/sk. v maks = ωA = 10π(0,02) m/sl. a = −ω 2y = −(10π) 2 (0,02) sin(10πt − 2πx) m/s 2

m. a maks = |−ω 2A| = |−(10π) 2 (0,02)| m/s 2

n. sudut fase θ = (10.π.0,1−2π.( 1 / 3) = 1 / 3 π = 60 o

o. fase φ = 60 o / 360 o = 1 / 6 Nomor 2Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 350 m/s.tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60°!

(Sumber : Soal SPMB) Pembahasan :Lebih dahulu tentukan besarnya panjang gelombang dimana

Beda fase gelombang antara dua titik yang jaraknya diketahui adalah

Nomor 3Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat. Persamaangelombang tali adalah y = 8 sin (0,1π) x cos π (100t - 12) dengan y dan x d alam cm dan t dalamsatuan sekon. Tentukan:a. panjang gelombangb. frekuensi gelombangc. panjang tali(Sumber : Soal Ebtanas)

Pembahasan :Pola dari gelombang stasioner diatas adalah

a. menentukan panjang gelombang

b. menentukan frekuensi gelombang

8/9/2019 SOAL XI.2

57/71

c. menentukan panjang tali

Nomor 4Diberikan grak dari suatu gelombang berjalan seperti gambar di bawah!

Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di atas!(Tipikal Soal UN) Pembahasan :Bentuk umum persamaan gelombang adalah

atau

atau

dengan perjanjian tanda sebagai berikut :Tanda Amplitudo (+) jika gerakan pertama ke arah atasTanda Amplitudo (-) jika gerakan pertama ke arah bawahTanda dalam kurung (+) jika gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiriTanda dalam kurung (-) jika gelombang merambat ke arah sumbu X positif / ke kanan ambil data dari soal panjang gelombang (λ) = 2 meter, dan periode (T) = 5/2 sekon atau frekuensi (f)= 2/5 Hz, masukkan data ke pola misal pola ke 2 yang dipakai didapat

Nomor 5Seutas kawat bergetar menurut persamaan :

Jarak perut ketiga dari titik x = 0 adalah.....A. 10 cm

B. 7,5 cmC. 6,0 cm

8/9/2019 SOAL XI.2

58/71

D. 5,0 cmE. 2,5 cmSumber Soal : Marthen Kanginan 3A Gejala Gelombang

Pembahasan :

Pola diatas a dalah pola untuk persamaan gelombang stasioner ujung tetap atau ujung terikat. Untukmencari jarak perut atau simpul dari ujung ikatnya, tentukan dulu nilai dari panjang gelombang.

Setelah ketemu panjang gelombang, tinggal masukkan rumus untuk mencari perut ke -3 . Lupa

rumusnya,..!?! Atau takut kebalik-balik dengan ujung bebas,..!? Ya sudah tak usah pakai rumus, kitapakai gambar saja seperti di bawah:

Posisi perut ketiga P 3 dari ujung tetap A adalah satu seperempat panjang gelombang atau ( 5 / 4) λ (Satugelombang = satu bukit - satu lembah), sehingga nilai X adalah :

X = (5/4) λ = (5/4) x 6 cm = 7,5 c m Nomor 6Sebuah gelombang transversal memiliki frekuensi sebesar 0,25 Hz. Jika jarak antara dua buah titikyang berurutan pada gelombang yang memiliki fase sam a adalah 0,125 m, tentukan cepat rambatgelombang tersebut, nyatakan dalam satuan cm/s!

PembahasanData dari soal:f = 0,25 Hz

Jarak dua titik yang berurut :λ = 0, 125 mν = .....

ν = λ fν = (0,125)(0,25) = 0,03125 m/s = 3,125 cm/s

Nomor 7Sebuah gelombang transversal memiliki frekuensi sebesar 0,25 Hz. Jika jarak antara dua buah titik

yang berurutan pada gelombang yang memiliki fase b erlawanan adalah 0,125 m, tentukan cepatrambat gelombang tersebut, nyatakan dalam satuan cm/s!

Pembahasan

8/9/2019 SOAL XI.2

59/71

Data dari soal:f = 0,25 Hz

Jarak dua titik yang berurut1 / 2λ = 0, 125 m → λ = 2 × 0, 125 = 0,25 mν = .....

ν = λ fν = (0,25)(0,25) = 0,0625 m/s = 6,25 cm/s

Nomor 8Diberikan sebuah persamaan gelombang:y = 0,05 cos (10t + 2x) meterTentukan :a) Persamaan kecepatan

b) Persamaan percepatan

Pembahasan( y)↓ diturunkan( ν )↓ diturunkan( a )

y = 0,05 cos (10t + 2x) meter

Jika y diturunkan, akan diperoleh v :ν = − (10)(0,05) sin (10t + 2x)ν = − 0,5 sin (10t + 2x) m/s

Jika v diturunkan, akan diperoleh a :a = − (10)(0,5) cos (10t + 2x)a = − 5 cos (10t + 2x) m/s 2

Artikel Terkait materi ini bisa ditengok:

Bank Soal Semester Gelombang Berjalan ,

Bank Soal Semester Gelombang Stasioner

Persamaan gelombang stationer ujung bebas

Persamaan gelombang berjalan ujung terikat

Soal No. 9Persamaan simpangan gelombang berjalan y = 10 sin π(0,5t −2x). Jika x dan y dalam meter serta tdalam sekon maka cepat rambat gelombang adalah….A. 2,00 m.s −1

B. 0,25 m.s −1

C. 0,10 m.s−1

D. 0,02 m.s −1

http://fisikastudycenter.com/bank-soal-semester/251-sma-gejala-gelombanghttp://fisikastudycenter.com/bank-soal-semester/256-sma-gelombang-stasionerhttp://fisikastudycenter.com/reviews/223-gelombang-persamaan-simpangan-gelombang-stasioner-ujung-bebashttp://fisikastudycenter.com/reviews/224-gelombang-persamaan-simpangan-gelombang-stasioner-ujung-tetaphttp://fisikastudycenter.com/bank-soal-semester/251-sma-gejala-gelombanghttp://fisikastudycenter.com/bank-soal-semester/256-sma-gelombang-stasionerhttp://fisikastudycenter.com/reviews/223-gelombang-persamaan-simpangan-gelombang-stasioner-ujung-bebashttp://fisikastudycenter.com/reviews/224-gelombang-persamaan-simpangan-gelombang-stasioner-ujung-tetap

8/9/2019 SOAL XI.2

60/71

E. 0,01 m.s −1

(Soal Gelombang - UN Fisika 2009)

PembahasanMenentukan cepat rambat gelombang dari suatu persamaan simpangan gelombang, bisa dengan

beberapa cara, diantaranya:- mencari frekuensi dan panjang gelombang terlebih dahulu, kemudian menggunakan rumus ν = λ f- mengambil ω dan k dari persamaan gelombang, kemudian memakai rumus ν = ω / k seperti contoh1 point d.- mengambil koesien t dan koesien x, kemudian menggunakan ν = koesien t / koesien x

Kita ambil cara yang ketiga saja:

Soal No. 10Sebuah gelombang berjalan di permukaan air memenuhi persamaan y = 0,03 sin 2π (60 t − 2x), ydan x dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah....A. 15 m.s −1

B. 20 m.s −1

C. 30 m.s−1

D. 45 m.s −1

E. 60 m.s −1

(Soal Gelombang - UN Fisika 2011)

PembahasanDengan cara yang sama nomor sebelumnya:

Soal pembahasan tentang gelombang yang lain silahkan dibuka berikut ini .

Soal No. 11Pada tali yang panjangnya 2 m dan ujungnya terikat pada tiang ditimbulkan gelombang stasioner. Jikaterbentuk 5 gelombang penuh, maka letak perut yang ke tiga dihitung dari ujung terikat adalah...A. 0,10 meterB. 0,30 meterC. 0,50 meterD. 0,60 meter

http://physics.fisikastudycenter.com/enrichments/66-traveling-waves-enrichment-problemhttp://physics.fisikastudycenter.com/enrichments/66-traveling-waves-enrichment-problem

8/9/2019 SOAL XI.2

61/71

E. 1,00 meter(Soal Gelombang Stasioner Ujung Tetap - Ebtanas 1992)

PembahasanTerlihat, dalam 2 meter (200 cm) ada 5 gelombang. Jadi untuk 1 gelombangnya, panjangnya adalah

λ = 200 cm/5 = 40 cm .

Perut ketiga, jika dihitung dari ujung ikatnya berjarak 1 gelombang lebih 1/4, atau 5/4 gelombang. Jadi jaraknya adalah:

x = 5/4 × λx = 5/4 × 40 cm = 50 cm = 0,5 meter.

Soal No. 12Seutas tali digetarkan pada salah satu ujungnya sehingga menghasilkan gelombang seperti gambar.

Jika ujung tali digetarkan selama 0,5 s m aka panjang gelombang dan cepat rambat gelombangberturut-turut adalah…. (Sampel UN 013)A. 25 cm dan 100 cm/sB. 25 cm dan 50 cm/sC. 50 cm dan 25 cm/s

D. 50 cm dan 100 cm/sE. 125 cm dan 25 cm/s

PembahasanUntuk dua buah gelombang = 50 cmJadi satu gelombangnya λ = 50 cm / 2 = 25 cm

Cepat rambat:50 cm / 0,5 s = 1 00 cm/s

S!" # Gejala Gelombang

8/9/2019 SOAL XI.2

62/71

Bank Soal Ujian Semester Fisika SMAPilihan Ganda / Multiple ChoicesTopik : Gejala G elombangKelas : 12 SMA

Fisikastudycenter - Kumpulan Soal Test

1) Pernyataan berikut ini berkaitan dengan sifat-sifat gelombang:(1) arah rambatnya tegak lurus dengan arah getar(2) arah rambatnya sejajar dengan arah getar(3) dapat dipantulkan(4) da pat dipolarisasikanPernyataan yang terkait sifat gelombang transversal adalah....

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

2) Pernyataan yang benar berkaitan dengan sifat-sifat gelombang adalah....A. gelombang memindahkan energi disertai dengan perpindahan materi-materi dalam mediumperambatanB. cahaya termasuk gelombang longitudinalC. semua gelombang memerlukan medium untuk perambatanD. polarisasi dapat terjadi pada gelombang elektromagnetikE. gelombang bunyi tidak dapat dibiaskan

3) Suatu gelombang dilukiskan seperti berikut:

Besar cepat rambat gelombang adalah....A. 45 cm/sB. 30 cm/sC. 15 cm/sD. 7,5 cm/s

E. 3,75 cm/s

8/9/2019 SOAL XI.2

63/71

4) Gelombang bunyi dengan cepat rambat 1400 m/s memiliki frekuensi sebesar 50 Hz. Panjanggelombang bunyi tersebut adalah....A. 28 mB. 25 mC. 20 mD. 18 mE. 6 m

5) Pada permukaan suatu danau terdapat dua buah gabus yang terpisah satu dengan yang lainsejauh 60 cm. Keduanya naik-turun bersama permukaan air dengan frekuensi 2 Hz. Bila salah satugabus berada dipuncak bukit gelombang, yang lainnya berada di lembah gelombang, sedangkan diantara kedua gabus tersebut terdapat satu bukit gelombang. Cepat rambat gelombang padapermukaan danau adalah....A. 2,4 m/sB. 1,2 m/s

C. 0,8 m/sD. 0,3 m/sE. 0,2 m/s

6) Gelombang transversal merambat dari A dan B dengan cepat rambat 12 m/s pada frekuensi 4 Hzdan amplitudo 5 cm. Jika jarak AB adalah 18 m, maka banyaknya gelombang yang terjadi sepanjangAB adalah....A. 9B. 8C. 7D. 6E. 4

7) Diberikan persamaan gelombang sebagai y = 0,02 sin(5x + 100t ) dengan y dan x d alam satuanmeter dan t dalam seon. Cepat rambat gelombang adalah....A. 0,05 m/sB. 0,05 π m/sC. 5 m/sD. 5π m/sE. 20 m/s

8) Persamaan gelombang berikut yang memiliki gelombang dengan cepat rambat sebesar 5 m/sadalah.....A. y = 0,05 sin(2πx + 10t )B. y = 0,05 sin(2πx + 10πt )C. y = 0,05 sin(2x + 10πt )D. y = 0,02 sin( 2 / π x + 10t )E. y = 0,02 sin(2x + 10 / π t )

9) Suatu gelombang dinyatakan dengan persamaan y = 0,20 sin 0,40 π (x - 60t). Bila se mua jarakdiukur dalam cm dan waktu dalam sekon, maka pernyataan berikut ini yang benar adalah....

(1) panjang gelombangnya bernilai 5 cm(2) frekuensi gelombangnya bernilai 12 Hz

8/9/2019 SOAL XI.2

64/71

(3) gelombang menjalar dengan kecepatan 60 ms −1

(4) simpangan gelombang 0,1 cm pada posisi x = 35 / 12 cm dan saat t = 1 / 24 cmPernyataan yang benar adalah....A. 1, 2 dan 3B. 1 dan 3C. 2 dan 4D. 4E. 1, 2, 3 dan 4

10) Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan y = 0 ,02 sin π (50t + x) m. Dari persamaangelombang tersebut, pernyataan yang benar adalah....(1) frekuensi gelombang 25 Hz(2) panjang gelombang 2 m(3) cepat rambat gelombang 50 m/s(4) dua titik yang berjarak 50 m sefase

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

11) Sebuah gelombang yang merambat pada tali memenuhi persamaan : Y = 0,03 sin π(2t − 0,1x),dimana y dan x da lam meter dan t dalam sekon, maka:(1) panjang gelombangnya 20 m(2) frekuensi gelombangnya 1 Hz(3) cepat rambat gelombangnya 20 ms −1

(4) amplitudo gelombangnya 3 mPernyataan yang benar adalah....A. (1), (2), dan (3)B. (1) dan (3) sajaC. (2) dan (4) sajaD. (4) sajaE. (1), (2), (3) dan (4)

12) Suatu gelombang berjalan merambat melalui permukaan air dengan data seperti pada diagram!

Bila AB ditempuh dalam waktu 8 s; maka persamaan gelombangnya adalah....A. Y = 0,03 sin 2π (0,5t − 2x) mB. Y = 0,03 sin π(0,5t − 2x) mC. Y = 0,03 sin (5t − 0,5x) mD. Y = 0,06 sin (5t − 0,5x) mE. Y = 0,06 sin (2t − 0,5x) m

8/9/2019 SOAL XI.2

65/71

(Rintisan )

Gelombang Bunyi

Fisikastudycenter.com- Berikut ini ditampilkan beberapa contoh soal materi Gelombang Bunyi danGelombang Mekanik dibahas di kelas XII (12) SMA:

1. Sebuah sumber mengeluarkan bunyi dengan intensitas 10 -5 watt/m 2. Jika intensitas a mbang bernilai10 -12 watt/m 2, tentukan taraf intensitas b unyi tersebut!

PembahasanUntuk menghitung taraf intensitas suatu bunyi gunakan persamaan berikut ini

dari data soal didapat

2. Seorang anak berada pada jarak 100 m dari sebuah sumber bunyi yang berdaya 12,56 watt.Tentukan besar taraf intensitas b unyi yang didengar anak tersebut jika Π adalah 3,14 dan intensitasambang pendengaran I 0 = 10 -12 watt/m 2!

PembahasanUntuk menentukan taraf intensitas bunyi gunakan persamaan berikut

Taraf Intensitas Bunyi

Intensitas Bunyi

dimana P adalah daya dalam satuan watt dan A adalah luasan dalam satuan m 2,asumsikan bunyimenyebar merata sehingga membentuk luasan berupa bola sehingga A = 4 Πr 2, dimana r adalah jari-

jari bola atau sama dengan jarak anak dari sumber bunyi.

Sehingga:

8/9/2019 SOAL XI.2

66/71

8/9/2019 SOAL XI.2

67/71

m dari sumber dan dari B yang berjarak 9 m dari sumber!

PembahasanIntensitas sebuah sumber bunyi dari dua tempat yang berbeda:

6. Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda, ketikamobil mendekat dan menjauh. Rata- rata mobil balap mengeluarkan bunyi 800 Hz. Jika kecepatanbunyi di udara 340 m.s -1 dan kecepatan mobil 20 m.s -1 , maka frekuensi yang di dengar saat mobilmendekat ad alah....A. 805 Hz

B. 810 HzC. 815 HzD. 850 HzE. 875 HzSumber soal : Ujian Nasional Fisika Tahun 2008/2009

PembahasanPenerapan efek Doppler, pendengar dalam posisi diam berarti V p = NOL, sumber mendekatipendengar berarti tanda untuk V s adalah negatif.

7. Suatu sumber bunyi 1 kHz bergerak langsung ke arah seorang pendengar yang rehat dengankelajuan 0,9 kali kelajuan bunyi. Frekuensi yang diterimanya dalam kHz adalah....A. 10,0

B. 1,9C. 1,1D. 0,5E. 0,1Sumber soal : UM UGM 2003

Pembahasan

8/9/2019 SOAL XI.2

68/71

8. Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10 −2 kg ditegangkan 200 N, maka nada dasarpiano adalah berfrekuensi....A. 100 HzB. 200 HzC. 400 HzD. 600 HzE. 800 HzSumber soal : UMPTN Tahun 1995

PembahasanKecepatan gelombang pada dawai adalah :

Nada dasar pada dawai terjadi saat:

Frekuensi dawai:

Rumus Cepat :

9. Sebuah pipa organa terbuka tertutup menghasilkan nada dasar pada frekuensi 150 Hz. Tentukanbesar frekuensi nada atas kedua dari pipa organa tersebut!

PembahasanPerbandingan frekuensi nada dasar, nada atas pertama, nada atas kedua dan seterusnya dari sebuahpipa organa tertutup adalah :

Jika diambil perbandingan antara f 2 dan f 0 diperoleh:

8/9/2019 SOAL XI.2

69/71

10. Pernyataan berikut berkaitan dengan sifat-sifat bunyi:(1) Termasuk gelombang mekanik(2) Termasuk gelombang elektromagnetik(3) termasuk gelombang transversal(4) Termasuk gelombang longitudinal(5) Dapat dipantulkan(6) Dapat dipolarisasikan(7) Dapat dibiaskan(8) Dapat merambat di ruang hampa udara(9) Dapat merambat pada zat padat(10) Kelajuan bunyi diudara lebih besar dari kelajuan bunyi di dalam air(11) Digunakan dalam teknologi LASER(12) Digunakan dalam teknologi SONAR(12) Digunakan dalam teknologi RADAR(14) Digunakan dalam teknologi USG

Manakah pernyataan yang benar?

(Rintisan )

$umus Gelombang Bun%i &'' S!"

Fisikastudycenter.com- Rumus-rumus Gelombang Bunyi, Kelas 12 SMA: intensitas, taraf intensitas,efek doppler, cepat rambat bunyi dalam medium padat cair gas, mengukur jarak dua tempat, sumber-sumber bunyi, pelayangan bunyi.

Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

dimana:

I = intensitas bunyi (watt/m 2)P = daya sumber bunyi (watt)A = luas (m 2)TI = Taraf intensitas b unyi (desi Bell)Io = intensitas ambang pendengaran (watt/m 2)

Cepat Rambat Bunyi di Berbagai Medium

8/9/2019 SOAL XI.2

70/71

dimana:

E = modulus e lastisitas za t

B = modulus BulkP = tekanan gasρ = massa jenis masing-masing zatγ = konstanta laplace

Efek Doppler Gelombang Bunyi

Perjanjian Tanda

Sumber-Sumber Bunyi

8/9/2019 SOAL XI.2

71/71

Rumus Terkait

Mengukur Jarak Dua Tempat dengan Bunyi Pantul

Pelayangan Bunyi