Download - Modul Fisika Umam Update Terbaru

MODUL FISIKA UTS

KINEMATIKA Kinematika dapat dikatakan sebagai bagian dari mekanika yang mempelajari

gerak tanpa memperdulikan keberadaan penyebab gerak itu sendiri. Dalam kinematika ada empat besaran yang terlibat terdiri dari sebuah besaran

yang merupakan peubah bebas yaitu waktu dan tiga buah besaran yang bergantung pada waktu yaitu posisi, kecepatan, dan percepatan.

Jarak adalah panjang lintasan yang telah dilalui. Perpindahan adalah panjang lintasan dari titik awal hingga titik akhir suatu

lintasan atau sering disebut panjang perubahan posisi suatu benda.

A. LajuKata Laju berkenaan dengan berapa jauh sebuah benda bergerak dalam selang

waktu yang diberikan. Jika orang berjalan sejauh 80 meter dalam waktu 20 detik, kita katakana laju rata-ratanya adalah 4 m/s. Sehingga dapat di rumuskan dengan :

Contoh Soal :1. Jika Ka’ Gonggo mengendarai mobil selama 6 jam, dan menempuh jarak 216

km. Berapakah kecepatan rata-rata yang dilakukan oleh ka’ Gonggo, nyatakan dalam satuan SI…?

Diketahui :Waktu tempuh = 6 jam = 6 x 3600 = 21600 detik Jarak yang ditempuh = 216 km = 216000 meter

Ditanya : Laju rata-rata = … m/sJawab :

Lajurata−rata= Jarak yang ditempuhWaktu Temp uh

Lajurata−rata=21600021600

Lajurata−rata=10 m /s

B. KecepatanIstilah kecepatan dan laju sering digunakan secara saling bertukar dalam

bahasa sehari-hari. Tetapi dalam fisika kita membuat perbedaan diantara keduanya. Yang terpenting, kata “kecepatan” digunakan untuk menandakan besar kecepatan baik (nilai numerik) seberapa cepat sebuah benda sedang bergerak, maupun arah gerak benda. Kecepatan dapat di definisika sebagai perpindahan di bagi waktu tempuh. Kecepatan di bagi menjadi 2 kategori yaitu :

1. Kecepatan Sesaat : Kecepatan pada saat waktu t sekon.

Bimbingan Belajar REC (Real Education Center) 1

Lajurata−rata= Jarak yang ditempuhWaktu Tempuh

2. Kecepatan rata-rata : Kecepatan yang di dapat dari perpindahan di bagi waktu tempuh seluruh perjalanan

Dari 2 kategori tersebut rumusnya sama yaitu :

Contoh Soal :1. Ibu Nur Widi berjalan ke utara dari ruang guru sejauh 30 meter menuju kelas

XII IPA1, kemudian setelah sampai di kelas ternyata ada buku yang tertinggal di ruang guru, dan Ibu Nur Widi kembali ke ruang guru dan lekas kembali ke kelas XII IPA 1, ternyata waktu belajar yang seharusnya 50 menit telah bersisah menjadi 45 menit karena buku yang tertinggal di ruang guru tadi. Berapakah kecepatan rata-rata berjalan Ibu Nur Widi, nyatakan dalam satuan SI…

Diketahui : Perpindahan = 30 meter Waktu tempuh = 50 – 45 = 5 menit = 5 x 60 = 300 detik

Ditanya : Kecepatan rata-rata = … m/sJawab :

Kecepatanrata−rata= PerpindahanWaktuTempuh

Kecepatanrata−rata= 30300

Kecepatanrata−rata=0,1 m /s

C. PercepatanIstilah Percepatan adalah perubahan kecepatan di bagi waktu tempuh.

Percepatan dapat di bagi menjadi 2 yaitu :1. Percepatan Sesaat : Perubahan pada saat waktu t sekon.2. Percepatan rata-rata : Perubahan yang didapat dari seluruh kecepatan

yang dijumlahkan dan dibagi oleh waktu yang diperlukan untuk seluruh menempuh perjalanan tersebut.

Dari 2 kategori tersebut rumusnya yaitu :

Contoh Soal :1. Sebuah mobil yang diam di tepi jalan tiba-iba berjalan karena ingin pergi ke

sesuatu tempat. Setelah berjalan selama setengah menit, kemudian mobil tersebut berjalan dengan kecepatan konstan yaitu 60 m/s. Berapakah percepatan yang dilakukan mobil tersebut…

Diketahui : Kecepatan awal = 0 m/s Waktu = 30 detik Kecepatan Setelah 30 detik = 60 m/s

Ditanya : Percepatan : …?Jawab :


Kecepatan= PerpindahanWaktu Tempuh

Percepatan=v2−v1

t 2−t1

= ΔvΔt

Percepatan=v2−v1

t 2−t1

= ΔvΔt

Percepatan=60−030−0

=2 m /s2

D. Gerak Lurus Beraturan (GLB)Yaitu suatu gerakan yang memiliki kecepatan konstan atau tidak mengalami

percepatan. GLB dapat dirumuskan :

Karena tidak mengalami percepatan atau dengan kecepatan konstan, GLB dapat digambarkan dengan grafik.

G. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)Yaitu gerak yang memiliki percepatan konstan, artinya setiap detik benda

yang bergerak bertambah kecepatannya sama. GLBB dapat dirumuskan :

Karena GLBB memiliki percepatan konstan, maka dapat digambar grafik dengan berupa grafik linier.


Kecepatan= JarakWaktu

Vt=Vo ± a .t

V t2=V o2± 2. a . S

S=Vo .t ±12

. a . t2

SOAL LATIHAN

KINEMATIKA

A. Untuk soal No. 1 s/d 10 pilihlah satu jawaban ( x ) dari lima pilihan yang diberikan.

1. Sebuah mobil berjalan dari kota A ke kota B yang berjarak 180 km dalam waktu 3 jam. Jika pada satu jam pertama kelajuannya sebesar 90 km/jam, maka kelajuan rata-rata pada dua jam berikutnya adalah …

a. 60 km/jamb. 55 km/jamc. 50 km/jam

d. 40 km/jame. 45 km/jam

2. Kecepatan yang harus dimiliki sebuah bola ketika dilemparkan ke atas agar bola mencapai ketinggian 5 m adalah …

a. 5 m/sb. 10 m/sc. 20 m/s

d. 5√2 m/se. 10√2 m/s

3. Sebuah benda dijatuhkan bebas sedangkan benda kedua pada waktu dan ketinggian yang sama dilemparkan vertikal kebawah dengan kecepatan awal 4 m/s. Setelah berapa sekonkah jarak antara kedua benda sejauh 12 meter …

a. 3 sekonb. 4 sekonc. 10 sekon

d. 6 sekone. 1 sekon

4. Kecepatan awal yang harus dimiliki peluru ketika peluru ditembakan vertikal ke atas agar mencapai ketinggian maksimum 10 meter adalah …

a. 10 m/sb. 5 m/sc. 20 m/s

d. 10√2 m/se. 5 √2 m/s


5. Bola A terletak pada ketinggian 20 m vertikal diatas bola B. Pada saat yang bersamaan, A dilepas dan B dilempar vertikal ke atas dengan kelajuan awal bola B 40 m/s. Berapa jarak yang telah ditempuh A ketika bertemu B …

a. 3,5 mb. 5,5 mc. 2,25 m

d. 5,15 me. 1,25 m

6. Jarak kota Bandung dan kota Bogor adalah 130 km. Jika Umam berangkat dari bandung pukul 07.00 menuju kota Bogor dengan memakai sebuah bis dengan kelajuan rata-rata 60 km/jam. Setengah jam kemudian Nida’ berangkat dari kota Bogor menuju Bandung dengan memakai mobil trevel sewaan sehingga bertemu Umam pada jarak 40 km dari kota Bogor. Kecepatan mobil trevel yang di tumpangi Nida’ adalah …

a. 50 km/jamb. 40 km/jamc. 30 km/jam

d. 70 km/jame. 110 km/jam

7. Jarak Jakarta dengan Yogyakarta adalah sekitar 600 km. Jika seseorang mengendarai mobil dengan kelajuan rata-rata 40 km/jam, maka Jakarta – Yogyakarta tersebut dapat ditempuh dalam waktu …

a. 15 jamb. 18 jamc. 20 jam

d. 19 jame. 16 jam

8. Setelah melalui sebuah tikungan, sebuah mobil balap bergerak dipercepat dari 20 m/s menjadi 60 m/s dalam selang waktu 5 sekon. Percepatan rata-rata mobil tersebut dalam selang waktu itu adalah …

a. 5 m/s2

b. 10 m/s2

c. 20 m/s2

d. 8 m/s2

e. 4 m/s2

9. Jika t adalah waktu dan s adalah posisi, Satuan SI untuk konstanta A yang sesuai

dengan persamaan t 2=S2

Aadalah …

a. s−1

b. s−2

c. m2 s−2

d. m−1 s−2

m2 s−1


10. Sebuah pertikel bergerak sepanjang sumbu x dengan persamaan lintasanya

x=5 t 2+5 t +105 dengan x dalam meter dan t dalam detik. Percepatan rata-rata

antara t = 2 detik dan t = 4 detik, adalah …

a. 30 m/s2

b. 15 m/s2

c. 20 m/s2

d. 25 m/s2

e. 10 m/s2

B. Untuk Soal no. 11 s/d no. 15 pilihlaha) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan hubungan sebab

akibatb) Jika pernyataan benar alasan benar tetapi keduanya tidak menunjukkan

hubungan sebab akibatc) Jika pernyataan benar dan alasan salahd) Jika pernyataan salah dan alasan benare) Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

11. Sebuah benda yang bergerak dengan kelujan konstan bisa memiliki percepatan.SEBAB

Kelajuan dan percepatan merupakan besaran vektor yang dipengaruhi oleh perubahan pergerakan benda.

12. Bila sebuah benda bergerak dengan percepatan maka kecepatannya pasti berubah akan tetapi kelajuannya bisa tetap.

SEBABJika arah percepatan tegak lurus arah kecepatan, sementara besar percepatannya adalah konstan, maka besar kecepatan akan tetap sementara arak kecepatannya berubah-ubah.

13. Sebuah benda yang percepatannya tidak nol tidak mungkin mempunyai kecepatan sesaat nol.

SEBABPercepatan suatu benda merupakan perubahan kecepatan tiap satuan waktu.

14. Dalam suatu interval waktu tertentu besar kecepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak akan selalu sama sengan kelajuan rata-ratanya.

SEBABUntuk selang waktu tertentu besar perpindahan suatu benda sama dengan panjang lintasan yang ditempuh oleh benda tersebut.

15. Benda yang percepatannya nol pasti tidak bergerak.SEBAB

Jika percepatannya nol, maka benda yang semula diam akan tetap diam.

C. Untuk Soal no. 16 s/d no.20 Pilihlah :


a) Jika (1), (2), dan (3) benarb) Jika (1) dan (3) benarc) Jika (2) dan (4) benard) Jika hanya (4) yang benare) Jika semuanya benar

16. Sebuah benda bergerak dalam suatu garis lurus. Pada gerak tersebut adalah tidak mungkin…

1. Pada suatu saat benda memiliki kecepatan ke timur dan percepatan ke barat.2. Pada suatu saat kecepatan benda sama dengan nol tetapi percepatannya tidak nol.3. Pada suatu interval waktu benda memiliki percepatan konstan dan kecepatan

berubah-ubah4. Pada suatu interval waktu benda memiliki kecepatan konstan dan percepatan

berubah-ubah.

17. Grafik disamping menunjukan gerak lurusyang dilakukan oleh sebuah mobil. Pernyataanyang benar adalah …

1. Mobil bergerak mundur dengan v = 0,6 m/s2. Mobil tidak mengalami percepatan3. Jarak mobil setelah 7,5 s adalah 4,5 m4. Saat t = 8 s, mobil memiliki v = 0,4 m/s

18. Sebuah mobil yang sedang diam kemudian melaju dengan percepatan 2 m/s2. Setelah berjalan selama 10 s, mobil tersebut ternyata melaju dengan kelajuan konstan. Pernyataan yang benar adalah …

1. Kecepatan mobil setelah berjalan 10 s adalah 20,5 m/s2. Kecepatan konstan mobil pada saat t = 11 s adalah 21 m/s3. Setelah melaju selama 10 detik, mobil telah berjalan sejauh 110 meter4. Setelah melaju selama 10 detik, mobil telah berjalan sejauh 100 meter

19. Manakah pernyataan yang benar, jika sebuah benda yang bergerak pada bidang datar yang licin dengan kecepatan 10 m/s.

1. Benda tersebut akan mengalami percepatan sebesar gaya gravitasi2. Benda tersebut akan mengalami perlambatan sebesar gaya gravitasi3. Benda tersebut lama-kelamaan akan berhenti4. Benda tersebut akan terus bergerak dengan kecepatan 10 m/s selama tidak ada

gaya lain yang mempengaruhinya

20. Sebuah apel yang menggantung di pohon, tiba-tiba terjatuh dari pohonya dengan ketinggian 10 meter. Gaya gravitasi 10 m/s2. Peryataan manakah yang benar…

1. Kecepatan mula-mula buah apel adalah 0 m/s2. Setelah 0,8 detik, apel tersebut berada pada ketinggian 6,8 meter3. Kecepatan buah apel setelah 2 detik adalah 20 m/s4. Kecepatan pada saat t = 0,1 detik adalah 1 m/s


MODUL FISIKA UTS

DINAMIKA Dinamika dapat dikatakan sebagai bagian dari mekanika yang mempelajari

gerak dengan memperhatikan apakah penyebab gerak itu sendiri. Massa adalah ukuran inersia sebuah benda. Berat menyatakan gaya gravitasi pada sebuah benda, dan sama dengan

perkalian massa benda m dengan percepatan gravitasi g. Gaya didefinisika sebagai suatu pengaruh yang dapat menghasilkan

perubahan kecepatan benda.

A. Gaya GesekanYaitu gaya yang ditimbulkan karena adanya gesekan antara benda dengan

bidangnya yang arahnya berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek dibagi menjadi 2 jenis, yaitu gaya gesek stastis dan gaya gesek kinetis.

B. Hukum Newton PertamaHukum Newton I menjelaskan bahwa “ Sebuah benda diam, akan tetap diam

dan sebuah benda bergerak, akan meneruskan gerakannya pada sebuah garis lurus dengan kecepatan konstan, jika tidak ada interaksi dengan lingkungan sekitarnya”.


⅀ F=0

F s=μs . N F k=μk . N

Contoh Soal :1. Suatu benda kotak 2 kg diletakan dibidang datar yang kasar. Memiliki

koefisien gesek statis antara lantai dengan benda tersebut 0,4. Jika diberi gaya sebesar F, benda tersebut baru tepat akan bergerak. Tentukan besar gaya F tersebut …( g = 10 m/s2)

Diketahui : massa = 2 kg Koefisien gesek = 0,4

Ditanya : Gaya F = … NJawab :

⅀ F=0

F−fgs=0

F=fgs

F=μ .m. g

F=0,4 .2 .10

F=8 N

C. Hukum Newton KeduaHukum Newton II menjelaskan bahwa “ Percepatan sebuah benda

berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan searah dengan gaya total yang diberikan”.

Contoh Soal :1. Sebuah mobil sedan yang memiliki massa 2000 kg, ditumpangi oleh rizki dan

teki. Massa total mobil sedan ketika ditumpangi oleh rizki dan teki adalah 2150 kg, sedangkan massa teki 50 kg. Karena mobil sedan tiba-tiba mogok, kemudian teki disuruh mendorong mobil tersebut. Berapakah gaya yang harus diberikan oleh teki, agar mobil berjalan dengan percepatan 0,2 m/s2… (jika gaya gesek kinetic = 20 N)

Diketahui : Massa mobil = 2000 kg Massa Teki = 50 kg Massa Rizki = massa total – massa mobil – massa Teki

2150 kg – 2000 kg – 50 kg = 100 kg Ditanya : Gaya = …?

Jawab :

⅀ F=m. a

F−fgk=(massa mobil+massa Rizki ) xa

F=(2000 kg+100 kg ) x0,2+ fgk


⅀ F=m. a

F=2100 x0,2+20

F=440 Newton

D. Hukum Newton KetigaHukum Newton III menjelaskan bahwa “ Kapanpun sebuah benda

melakukan gaya pada benda kedua, maka benda akan melakukan sebuah gaya yang sama dan berlawanan arah pada gaya yang pertama”.

Contoh : kerbau memberikan gaya pada bajak dan secara bersamaan bajak juga memberikan gaya pada kerbau, kapal penangkap ikan memberikan gaya kepada pukat, dan secara bersamaan pukat juga member gaya pada kapal tersebut, orang memberikan gaya pada mobil dan secara bersamaan mobil juga member gaya kepada orang. Pendek kata setiap gaya selalu mempunyai pasangan dan tidak gaya tunggal yang berdiri sendiri.

E. Gaya BeratJika kita melepaskan sebuah benda dari suatu ketinggian maka benda tersebut

akan dipercepat kebawah. Percepatan ini disebut percepatan gravitasi bumi dengan notasi g yang arahnya menuju ke pusat bumi. Sesuai dengan hukum kedua, keadaan gerak yang dipercepat ini mengharuskan adanya suatu gaya yang bekerja pada benda tersebut yang disebut gaya gravitasi atau sering kita sebut dengan berat dengan notasi w yang arahnya menuju pusat bumi. Perlu diperhatikan bahwa istilah berat dalam hal ini tidak sama dengan yang kita pakai dalam kehidupan sehari-hari. Gaya Berat dapat dirumuskan :

Contoh Soal :1. Sebuah benda memiliki massa 20 kg. Berapakah berat benda tersebut…Diketahui : massa = 20 kg

Gaya gravitasi = 10 m/s2

Ditanya : Berat benda tersebut = …?Jawab :

W =m. g

W =20 .10

W =200 Newton

F. Gaya Normal


Faksi=−F reaksi

W =m. g

Yaitu gaya yang ditimbulkan sebuah benda agar benda tersebut seimbang dalam keadaannya. Gaya norma selalu tegak lurus dengan bidangnya. Berikut adalah contoh gambar gaya normal :

Contoh Soal :1. Sebuah benda bermassa 1 kg diletakkan di atas bidang miring. Sudut yang

dibentuk adalah 30o. Berapakah besar gaya normal pada benda tersebut…Diketahui : massa = 1 kg

Sudut θ = 30o

Ditanya : Gaya Normal = …?Jawab :

Gaya Normal=m . g .cosθ

Gaya Normal=1 .10 .cos 30o

Gaya Normal=5√ 3 Newton

SOAL LATIHAN

DINAMIKA


1. Seorang anak menarik kursi dengan massa 5 kg dalam arah mendatar dengan gaya 20 N. Jika gaya gesekan kinetik yang bekerja pada kursi tersebut adalah 18 N, maka percepatan yang dialami oleh kursi tersebut adalah …

a. 0,5 m/s2

b. 0,4 m/s2

c. 0,8 m/s2

d. 0,9 m/s2

e. 0,7 m/s2

2. Sebuah balok diletakkan ke dinding dengan gaya horizontal sehingga balok diam. Jika koefisien gesekan statik antar balok dan dinding sebesar 0,4 dan besar gaya horizontal minimum yang diperlukan untuk menahan balok agar tidak jatuh sebesar 80 N, maka massa balok tersebut adalah …

a. 2,0 kg b. 2,4 kg


c. 3,2 kgd. 2,6 kg

e. 2,8 kg

3. Nisa menarik karung berisi beras bermassa 5 kg dengan gaya sebesar 54 N ke atas. Percepatan yang dialami oleh karung tersebut adalah …

a. 0,2 m/s2

b. 0,4 m/s2

c. 0,8 m/s2

d. 0,7 m/s2

e. 0,6 m/s2

4. Sebuah karung beras bermassa 50 kg sedang bergerak di atas lantai. Jika pada saat tersebut karung beras ditarik oleh seorang tukang dengan gaya 225 N searang dengan gerak karung, sedangkan koefisien gesek statis dan kinetic antara lantai dan karung berturut-turut adalah 0,8 dan 0,5, maka percepatan karung tersebut adalah …

a. 1 m/s2 searah dengan arah gerak karungb. 0,5 m/s2 searah dengan arah gerak karungc. 0 m/s2 searah dengan arah gerak karungd. 1 m/s2 berlawanan arah dengan arah gerak karunge. 0,5 m/s2 berlawanan arah dengan arah gerak karung

5. Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di lantai. Jika sebuah gaya sebesar 30 N mengangkat benda tersebut selama 2 detik, maka jarak yang ditempuh …

a. 25 mb. 20 mc. 10 m

d. 30 me. 40 m

6. Sebuah balok memiliki massa 5 kg ditekan ke dinding dengan gaya horizontal sehingga dia diam. Jika koefisien gesek static 0,4 maka besar gaya horizontal minimum yang diperlukan agar tidak jatuh adalah …

a. 125 Nb. 100 Nc. 25 N

d. 50 Ne. 75 N

7. Gaya rata-rata yang dibutuhkan untuk mempercepat sebuah peluru 8 gram dari keadaan diam sampai kecepatan 200 m/s dalam jarak 100 cm sepanjang laras senapan adalah …

a. 80 Nb. 160 Nc. 16 N

d. 800 Ne. 1600 N


8. Sebuah gelas plastic yang terisi air setengahnya diletakkan di pinggir atas meja. Sehelai lembaran plastik diletakkan dibawah gelas tersebut. Ketika lembaran plastic ditarik secara cepat, ternyata gelas plastik praktis tetap diam diatas meja tidak jatuh. Peristiwa ini termasuk penerapan dari …

a. Hukum I Newtonb. Hukum II Newtonc. Hukum III Newton

d. Hukum Kekekalan Energie. Hukum Archimedes

9. Sebuah bola 0,25 kg yang diam ditendang menggunakan gaya sebesar 200 N. Kaki tersebut bersentuhan dengan bola pada selang waktu yang singkat yaitu 0,05 s. Maka besar kecepatan gerak bola pada sesaat setelah ditendang adalah …

a. 50 m/sb. 40 m/sc. 30 m/s

d. 20 m/se. 10 m/s

10. Sebuah kotak beratnya 600 N didorong sepanjang lantai horizontal dengan gaya sebesar 150 N sejajar lantai. Kotak ternyata bergerak dengan kecepatan konstan dalam kondisi tersebut koefisien gesekan kinetic antara kotak dan lantai sebesar …

a. 0,5b. 0,25c. 1,25

d. 0,3e. 0,35

B. Untuk Soal no. 11 s/d no. 15 pilihlaha) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan hubungan sebab

akibatb) Jika pernyataan benar alasan benar tetapi keduanya tidak menunjukkan

hubungan sebab akibatc) Jika pernyataan benar dan alasan salah

d) Jika pernyataan salah dan alasan benare) Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

11. Massa sebuah benda dapat dibandingkan dengan massa benda lain dengan mengukur percepatan masing-masing benda pada gaya yang sama.

SEBABMassa sebuah benda tidak bergantung pada lokasi benda.

12. Waktu jatuh benda yang jatuh bebas bergantung dari massa benda tersebut.SEBAB

Berat benda berubah terhadap ketinggian.


13. Jika sebuah benda ditimbang memakai neraca pegas ketika berada dalam lift yang sedang bergerak dipercepat ke atas maka hasil penimbangan ini lebih kecil dibandingkan dengan massa sebenarnya.

SEBABBenda yang berada dalam lift yang sedang bergerak dipercepat ke atas harus mendapatkan gaya normal dari lantai lift yang lebih besar daripada gaya beratnya.

14. Seorang anak yang sedang menurunkan mainannya dengan hati-hati dari atas meja ke lantai melakukan kerja yang berharga positif.

SEBABKerja yang dilakukan sebuah gaya pada sebuah benda berharga positif jika arah gaya sama dengan arah perpindahan benda.

15. Sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan, maka dapat dipastikan resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

SEBABBerdasarkan Hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda yang sama baik di dalam air maupun di udara.

C. Untuk Soal no. 16 s/d no.20 Pilihlah :a) Jika (1), (2), dan (3) benarb) Jika (1) dan (3) benarc) Jika (2) dan (4) benard) Jika hanya (4) yang benare) Jika semuanya benar

16. Sebuah gaya horizontal F = 50 N dikerjakan pada balok 2 kg yang semula diam di meja horizontal yang koefisien gesekan kinetiknya 0,2. Setelah balok bergeser sejauh 10 m, maka ...

1. Kerja yang dilakukan gaya F adalah 500 Joule2. Kerja yang dilakukan gaya gesek adalah -40 Joule3. Energi mekanik yang hilang akibat gesekan adalah 40 Joule4. Energi kinetik kotak tersebut adalah 200 Joule

17. Besar dan arah gaya gesek yang bekerja pada benda tegar yang bergerak pada permukaan bidang miring kasar tergantung pada ...

1. Berat benda2. Sudut miring bidang terhadap horizontal3. Kekasaran permukaan4. Kecepatan gerak benda

18. Sebuah balok bermassa m terletak dalam keadaan diam pada sebuah bidang horizontal. Pada balok tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya normal ...

1. Kedua gaya tersebut mempunyai besar yang sama


2. Kedua gaya tersebut merupakan pasangan aksi reaksi3. Kedua gaya tersebut arahnya berlawanan4. Percepatan balok tersebut sama dengan percepatan gravitasi

19. Berat badan seseorang ditimbang dengan memakai neraca pegas ketika dia berada didalam sebuah lift. Jika hasil penimbangan tersebut lebih besar dari berat dia sesungguhnya, maka yang paling mungkin adalah ...

1. Lift sedang bergerak kebawah dengan kecepatan konstan2. Lift sedang memulai gerak ke atas dari keadaan berhenti3. Lift sedang bergerak ke atas dengan perlambatan4. Lift sedang bergerak ke bawah dengan perlambatan

20. Sebuah benda bermassa 8 kg diletakkan di atas bidang horizontal yang licin. Kemudian di dorong dengan gaya 16 N. Maka yang bendar adalah ...

1. Kecepatan benda tersebut adalah 100 m/s2. Benda tidak akan bergerak3. Setelah 0,8 detik, benda tersebut bergerak sejauh 5 meter4. Percepatan benda tersebut adalah 2 m/s2

MODUL FISIKA UTS

KERJA DAN ENERGI Massa adalah ukuran inersia sebuah benda. Berat menyatakan gaya gravitasi pada sebuah benda, dan sama dengan

perkalian massa benda m dengan percepatan gravitasi g.


Gaya didefinisika sebagai suatu pengaruh yang dapat menghasilkan perubahan kecepatan benda.

A. Definisi KerjaKerja dilakukan pada sebuah benda oleh suatu gaya ketika gaya

menggerakkan benda tersebut melalui suatu perpindahan S. Jika arah suatu gaya tetap membuat suatu sudut dengan arah gerak, maka kerja yang dilakukan oleh gaya ini adalah :

Ket : Benda yang ditarik oleh gaya F yang membentuk sudut terhadap perpindahan S.

Benda diam, belum tentu tidak dikenai gaya, tetapi kerja oleh gaya-gayanya pasti nol. Misalkan sebuah benda yang digantung menggunakan seutas tali, maka kerja oleh gaya berat W dan oleh tegangan tali T masing-masing sama dengan nol, artinya W dan T tidak melakukan kerja pada benda.

Ket : Pada benda yang tergantung ada gaya berat Wdan tegangan tali T.

Ket : Satuan kerja sama dengan satuan energi, yaitu Joule.

Contoh Soal :1. Sebuah benda yang diletakkan di bidang datar, di beri gaya sebesar 6 N.

Kemudian benda tersebut berpindang sejauh 2 meter. Berapakah kerja yang dilakukan ...

Diketahui : Gaya = 6 Newton Perpindahan = 2 meter

Ditanya : Kerja = … JouleJawab :

W =F . S .cos θW =6 . 2. cos0W =6 . 2.1W =12 Joule

B. Energi KinetikSebuah benda bergerak melakukan suatu gaya pada benda kedua dan

menggerakkannya melalui suatu jarak. Sebuah yang sedang bergerak memiliki


W =F . S .cos θ

W =T

kemampuan untuk melakukan kerja dan dengan demikian dapat dikatakan memiliki energi. Energi gerak disebut energi kinetik.

Kerja total yang dilakukan pada sebuah benda adalah sama dengan perubahan energi kinetiknya.Contoh Soal :1. Berapa banyak kerja yang dibutuhkan untuk mempercepat mobil 1000 kg dari

20 m/s ke 30 m/s ...?Diketahui : massa mobil = 1000 kg

v1 = 20 m/s

v2 = 30 m/sDitanya : Kerja = ... JouleJawab : W =∆ Ek

W =12

m v22−1

2m v1

2

W =12

1000 .302−12

1000 . 202

W =2,5 x105 Joule

C. Energi PotensialEnergi Potensial Yaitu energi yang dikaitkan dengan gaya yang bergantung

pada posisi atau konfigurasi sebuah benda atau benda-benda disekelilingnya. Semakin tinggi benda berada di atas tanah, semakin besar EP gravitasi yang

dimilikinya. Jika kita mensubtitusikan h= y1− y2 maka kita dapat memperoleh rumus :

Atau

Contoh :1. Berapakah energi potensial benda yang memiliki massa 2 kg, jika terletak

pada ketinggian 1 meter dari tanah ( g = 10 m/s2 ) ...Diketahui : massa benda = 2 kg

Gravitasi = 10 m/s2

Ketinggian = 1 meterDitanya : Energi Potensial = ... JouleJawab :W =EP=m g h


Ek=12

.m . v2

W =EP=m g ( y1− y2)

W =∆ Ek

W =EP1−EP2

W =EP=2 .10.1

W =EP=20 Joule

Energi Potensial Pegas adalah energi yang terjadi karna adanya simpangan pada pegas, energi ini diakibatkan karena adanya gaya pulih suatu pegas.

Jika kita mensubtitusikan antara rumus gaya pada pegas, rumus Hukum newton II dengan rumus energi kinetik, maka didapat rumus Energi Potensial Pegas yaitu :

EPpegas=12

m v2

EPpegas=12

m v v

EPpegas=12

Fv

tSt

v

EPpegas=12

F S

EPpegas=12

k x S Catatan : S = x = Jarak

EPpegas=12

k x2

Dari uraian diatas didapatkan rumu Energi Potensial Pegas yaitu :

Contoh :1. Sebuah pegas mempunyai konstanta 500 N/m. Pegas ditekan sejauh 20 cm

lalu dilepaskan. Berapakah Energi potensial pegas ...?Diketahui : jarak : 20 cm = 0,2 meter

Konstanta pegas : 500 N/mDitanya : Energi Potensial pegas : ... Joule

E Ppegas=12

k x2

EPpegas=12

500 0,22

EPpegas=10 Joule

D. Kekekalan Energi MekanikKekekalan energi mekanik ada jika tak ada gaya gesek atau jika hanya gaya

konservatif yang bekerja, maka energi total dalam sisem tidak akan bertambah


EPpegas=12

k x2

ataupun berkurang. Artinya energy tidak berubah atau energy kekal. Sehingga dapat di rumuskan :

E. DayaYaitu laju kerja yang dilakukan atau laju energy yang ditransformasi. Daya

dapat dirumuskan sebagai berikut :

Contoh :1. Seorang pelari santai 70 kg berlari menaiki deretan anak tangga yang panjang

dalam 4 detik. Tinggi vertical tangga adalah 4,5 meter. Berapakah daya pelari tersebut selama 4 detik …( g = 9,8 m/s2 )

Diketahui : massa = 70 kg Waktu = 4 detik Tinggi = 4,5 meter

Ditanya : Daya = …Jawab :

Kerja= KerjaWaktu

Kerja=m. g . ht

Kerja=70.9,8 .4,54

Kerja=770 Watt

SOAL LATIHAN


Kerja= KerjaWaktu

∆ EK +∆ EP=0

EK 2−EK 1+EP2−EP1=0

EK 1+EP1=EK 2+ EK 2

KERJA DAN ENERGIA. Untuk soal No. 1 s/d 10 pilihlah satu jawaban ( x ) dari lima pilihan yang diberikan.

1. Diantara benda berikut yang memiliki energy kinetik terbesar adalah …

a. Benda bermassa 4 kg dan laju 1 m/sb. Benda bermassa 3 kg dan laju 2 m/sc. Benda bermassa 3 kg dan laju 3 m/sd. Benda bermassa 2 kg dan laju 3 m/se. Benda bermassa 1 kg dan laju 4 m/s

2. Jika anda bersepeda menuruni bukit tanpa mengayuh dan besar kecepatan tetap, maka terjadilah perubahan energy dari …

a. Kinetik menjadi potensialb. Kinetik menjadi kalorc. Potensial menjadi kinetik

d. Potensial menjadi kalore. Potensial menjadi kinetik dan

kalor

3. Energi kinetik seseorang yang berlari besarnya setengah dari energy kinetik saorang anak yang massanya setengah dari orang tersebut. Jika selisih kelajuan mereka adalah 3 m/s. maka kelajuan orang tersebut adalah …

a. 1 m/sb. 2 m/sc. 3 m/s

d. 4 m/se. 5 m/s

4. Sebuah sepedah motor beserta pengendaranya memiliki massa total 200 kg. mempunyai kelajuan 20 m/s diawal jalan mendaki. Sepedah tersebut mengalami perlambatan, sehingga di akhir jalan mendaki kelajuannya menjadi 10 m/s. Jika beda ketinggian 50 m, usaha oleh mesin adalah …

a. 6 x 104 Jb. 7 x 104 Jc. 8 x 104 J

d. 9 x 104 J

e. 105 J

5. Seorang anak memindahkan buku 0,5 kg dari lantai keatas lemari yang tingginya 2 m. Usaha minimum yang harus dilakukan anak tersebut adalah …

a. 1 Jb. 5 Jc. 10 J

d. 15 Je. 20 J


6. Seorang anak memindahkan buku 0,5 kg dari lantai keatas meja yang tingginya 50 cm. Berapa usaha minimum yang harus dilakukan anak tersebut … (g = 10 m/s2)

a. 0,5 Jb. 1,5 Jc. 1,0 J

d. 2,0 Je. 2,5 J

7. Sebuah gaya horizontal 50 N dikerjakan pada kotak 4 kg yang semula diam diatas meja horizontal yang koefisien gesekan kinetiknya 0,25 dan static 0,4. Setelah bergerak sejauh 5 meter, energy kinetic kotak tersebut adalah …

a. 100 Jb. 200 Jc. 300 J

d. 400 Je. 500 J

8. Sebuah balok 0,2 kg berada pada permukaan yang licin terhubungkan dengan pegas (k = 100 N/m). Jika pegas ditarik sejauh 10 cm dari posisi kesetimbangan dan kemudian dilepaskan. Maka kecepatan balok ketika berada dititik kesetimbangan adalah …

a. 10 Jb. 5 Jc. 0,5 J

d. 0,005 Je. 0,05 J

9. Sebuah benda bermassa 0,4 kg terikat pada sebuah pegas yang konstantanya 20 N/m. Benda tersebut kemudian berosilasi secara harmonik sederhana. Ada titik setimbang benda tersebut memiliki kecepatan 1 m/s. Energi total gerak harmonik tersebut adalah …

a. 0,5 Jb. 0,4 Jc. 0,3 J

d. 0,2 Je. 0,1 J

10. Sebuah mobil bermassa total 2000 kg, mempunyai kelajuan 25 m/s diawal jalan yang medaki. Mobil tersebut mengalami perlambatan sehingga pada akhir jalan mendaki kelajuannya menjadi 5 m/s. Jika ketinggian awal dan akhir adalah 100 meter, usaha oleh mesin mobil tersebut adalah …

a. 0,8 MJb. 1,0 MJc. 1,2 MJ

d. 1,4 MJe. 1,6 MJ

B. Untuk Soal no. 11 s/d no. 15 pilihlah


a) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat

b) Jika pernyataan benar alasan benar tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat

c) Jika pernyataan benar dan alasan salahd) Jika pernyataan salah dan alasan benare) Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

11. Seorang anak yang sedang menurunkan mainannya dengan hati-hati dari atas meja ke lantai melakukan kerja yang berharga positif

SEBABKerja yang dilakukan sebuah gaya pada sebuah benda berharga positif jika arah gaya sama dengan perpindahan benda

12. Usaha yang dilakukan oleh gaya resultan selalu sama besar dengan perubahan energy kinetic benda

SEBABUsaha yang dilakukan gaya gravitasi sama dengan negatif dari perubahan energy potensial gravitasi benda

13. Waktu jatuh benda yang terjatuh bebas bergantung dari massa benda tersebutSEBAB

Berat benda berubah terhadap ketinggian

14. Jika dua benda memiliki momentum yang sama tapi massanya berbeda, maka benda yang bermassa lebih besar memiliki energi kinetik yang lebih besar

SEBABEnergi kinetik suatu benda adalah berbanding lurus dengan kuadrat momentumnya

15. Jika kedua benda bertumbukan dan tidak ada gaya eksternal yang bekerja, maka momentum total kedua benda tetap

SEBABEnergi kinetik total pada benda yang bertumbukkan selalu tetap


16. Sebuah gaya horizontal F = 50 N dikerjakan pada balok 2 kg yang semula diam di meja horizontal yang koefisien gesekan kinetiknya 0,2. Setelah balok bergeser sejauh 10 m, maka …


1. Kerja yang dilakukan gaya F adalah 500 J2. Kerja yang dilakukan gesek adalah -40 J3. Energi mekanik yang hilang akibat gesekan adalah 40 J4. Energi kinetik kotak tersebut adalah 200 J

17. Sebuah gaya horizontal F = 50 N dikerjakan pada kotak 4 kg yang semula diam di meja horizontal yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0,25 dan koefisien gesekan statistic 0,4. Setelah kotak berpindah sejauh 5 m, maka …1. Kerja yang dilakukan gaya F adalah 250 J2. Kerja yang dilakukan gaya total adalah 200 J3. Energy kinetik kotak tersebut adalah 200 J4. Energi mekanik yang hilang akibat gesekan adalah 50 J

18. Pada tumbukan yang tidak elastic berlaku :1. Kekekalan momentum2. Kekekalan massa3. Kekekalan energi4. Kekekalan energi mekanik

19. Sebuah benda jatuh bebas dan tempat yang tingginya 80 m. Jika energi potensialnya mula-mula besarnya 4000 joule (dengan permukaan tanah sebagai acuan) dan g = 10 m/s2, maka …1. Massa benda itu 5 kg2. Benda sampai di tanah 4 sekon3. Tepat sebelum sampai di tanah kecepatan benda itu 40 m/s4. Tepat sebelum sampai di tanah energi kinetiknya 4000 Joule

20. Sebuah balok yang massanya 20 kg, dibawa oleh seorang anak sejauh 2 meter, dengan percepatan 2 m/s2, pernyataan yang benar …1. Usaha yang telah dilakukan sebesar 60 J2. Usaha yang telah dilakukan sebesar 50 J3. Usaha yang telah dilakukan sebesar 75 J4. Usaha yang telah dilakukan sebesar 80 J


MODUL FISIKA UTS

MOMENTUM DAN IMPULS

A. MomentumMomentum biasa dikatakan sebagai hasil kali massa benda dan

kecepatannya. Momentum biasanya diwakili oleh symbol P. Bila kita misalkan m mewakili massa sebuah benda dan v mewakili kecepatannya, maka momentumnya adalah

Contoh Soal :1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Memiliki massa 1000 kg.

berapakah momentum mobil tersebut …Diketahui : massa = 1000 kg

Kecepatan = 5 m/sDitanya : Momentum = … ?Jawab :

P=m. vP=1000 .5P=5000 kgm /s

B. Kekekalan Momentum Pada TumbukanJika ada dua buah yang saling bertumbukan, baik keduanya bergerak

maupun salah satu benda yang bergerak, maka kedua benda tersebut memiliki momentum. Sebagai contoh ilustrasi berikut.


P=m. v

Dari ilustrasi berikut kekekalan dapat dirumuskan menjadi :

Adapun jenis-jenis elistisitas pada tumbukan :1. Lenting sempurna e = 12. Lenting sebagian e = 0,53. Tidak lenting e = 0

Contoh :1. Dua buah bola, masing-masing memiliki massa 2 kg. Benda A memiliki

kecepatan 2 m/s, sedangkan benda B memiliki kecepatan 4 m/s. Kedua benda tersebut bertumbukan dan tumbukan yang dihasilkan yaitu lenting sempurna, berapakah kecepatan masing-masing bola setelah bertumbukan …

Diketahui : m1 = 2 kg m2 = 2 kg v1 = 2 m/s v2 = 4 m/s

Ditanya : v1' dan v2

' = … ?Jawab : Karena lenting sempurna bearti e = 1m1 v1+m2 v2=m1 v1

'+m2 v2'

2 v1+2v2=2 v1'+2 v2

'

4+8=2 v1'+2 v2

'

12=2 v1'+2 v2

'

6=v1'+v2

' Persamaan …1

1=v1

'−v2'

2−4

1=v1

'−v2'

2−4

−2=v1'−v2

' Persamaan …2


m1 v1+m2 v2=m1 v1'+m2 v2

'

e=v1

'−v2'

v1−v2

v1'−v2

'=−2

v1'+v2

'=6−¿−2v2

'=−8

v2'=4 m/ s

¿ Eliminasi

6=v1'+v2

'

6=v1'+4

v1'=2 m /s

C. ImpulsImpuls adalah perubahan momentum

SOAL LATIHAN MOMENTUM DAN IMPULS


1. Sebuah sedan yang massanya 1 ton menabrak mobil truk yang sedang diam di tepi jalan sehingga sesaat tabrakan truk dan sedan bergerak bersama-sama dengan kecepatan 5 m/s. Jika massa truk 2 kali massa mobil sedan, maka kecepatan mobil sedan sebelum tabrakan adalah …

a. 15 m/sb. 10 m/sc. 20 m/s

d. 25 m/se. 30 m/s

2. Sebuah mobil massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 30 m/s bertabrakan secara sentral dari arah yang berlawanan dengan sebuah truk yang massanya 9000 kg yan bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Jika setelah tabrakan keduanya bersatu, maka kecepatan setelah tabrakan adalah …

a. 14 m/sb. 15 m/sc. 16 m/s

d. 17 m/se. 18 m/s


I=F .∆ t=∆ P

I=m . ∆ V=m(v2−v1)

3. Sebuah balok yang massanya m bergerak pada bidang datar yang licin menumbuk pegas yang tetapan pegasnya k sehingga pegas memendek sejauh x. Momentum balok sebelum tumbukan adalah …

a. (mx2)/kb. nolc. kx2/2m

d. kx2

e. x(mk)1/2

4. Sebuah sedan yang massanya 2000 kg menabrak mobil truk yang sedang diam di tepi jalan sehingga sesaat setelah tabrakan truk dan sedan bergerak bersama-sama dengan kecepatan 10 m/s. Jika massa truk dua kali lipat massa sedan, maka kecepatan sedan sebelum tabrakan adalah …

a. 15 m/sb. 10 m/sc. 25 m/s

d. 20 m/s

e. 30 m/s

5. Sebuah bola dengan momentum P menumbuk sebuah dinding dan memantul secara elastic sempurna. Perubahan momentum bola adalah …

a. 0b. Pc. 2P

d. -Pe. -2P

6. Sebuah benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Benda tersebut menumbuk balok yang diam diatas lantai licin. Setelah tumbukan kedua benda bergerak menyatu dengan kecepatan 1 m/s. Massa balok yang diam tersebut adalah …

a. 5 kgb. 10 kgc. 15 kg

d. 20 kge. 25 kg

B. Untuk Soal no. 7 s/d no. 8 pilihlaha) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan

hubungan sebab akibat




7. Jika dua benda memiliki momentum yang sama tapi massanya berbeda, maka benda yang bermassa lebih besar memiliki energi kinetik yang lebih besar

SEBABEnergi kinetik suatu benda adalah berbanding lurus dengan kuadrat momentumnya

8. Jika kedua benda bertumbukan dan tidak ada gaya eksternal yang bekerja, maka momentum total kedua benda berubah

SEBABEnergi kinetik total pada benda yang bertumbukkan selalu berubah

MODUL FISIKA UTS

FLUIDA Fase cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya

mempunyai kemampuan untuk mengalir dengan demikian kedua-duanya sering secara kolektif disebut sebagai Fluida

A. Massa JenisKerapatan suatu benda, ρ (ρ adalah rho), didefinisikan sebagai massa

persatuan volume :

Contoh Soal :1. Berapakah massa bola Derek besi padat yang mempunyai jari-jari 18 cm, jika

kerapatan besi adalah ρ = 7800 kg/m3 …


ρ=mv

Diketahui :Jari-jari = 18 cm = 0,18 m kerapatan = 7800 kg/m3

Ditanya : Massa = … kgJawab :

V= 43

π r3

V= 43(3,14)(0,18)3

V=0,024 m3

ρ=mv

7800= m0,024

m=7800 .0,024

m=190 kgB. Tekanan dalam Fluida

Tekanan didefiniskan sebagai gaya persatuan luas, dengan gaya F dianggap bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan A :

Contoh :1. Rizki memiliki massa 150 kg. Kedua kakinya menutupi luasan 500 cm3, maka

tekanan yang diberikan Rizki adalah …Diketahui : massa = 150 kg

A = 500 cm3 = 0,05 m3

Ditanya : Tekanan = … Pa

P= FA

P=m . gA

P=150 .100,05

P=12 x103 PaC. Gaya Apung

Gaya apung terjadi karena tekanan dalam sebuah fluida naik sebanding dengan kedalaman. Demikian tekanan ke atas pada permukaan bawah benda yang tenggelam lebih besar daripada tekanan ke bawah pada bagian permukaannya. Adapun sifat-sifat pada benda yang dicelupkan didalam fluida :

1. Terapung, jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida2. Melayang, jika massa jenis benda sama dari massa jenis fluida3. Tenggelam, jika massa jenisa benda lebih besar dari massa jenis fluida

Contoh :1. Sebuah batu memiliki massa 70 kg terletak di atas dasar sebuah danau.

Volumenya 3 x 104 cm3. Berapa besar gaya apung yang diperlukan untuk mengangkatnya…(g = 9,8 m/s2)

Diketahui : massa = 70 kg


P= FA

=Po+ ρ g h

F A= ρ g V

Gravitasi = 9,8 m/s2

Volume danau = 3 x 104 cm3 = 3 x 10-2 m3

Massa jenis air = 1000 kg/m3

Ditanya : Gaya apung = …Jawab : F=ρ g V

F=100 x9,8 x 3 x 10−2

F=2,9 x102 N

D. KontinuitasPersamaan Kontinuitas menyatakan bahwa untuk fluida tak dapat mampat

dalam tabung tertutup, perkalian kecepatan alir dan luas penampang lintang tabung bertahan konstan.

Contoh :1. Jari-jari aorta kurang lebih 1 cm dan darah mengalir melaluinya dengan laju

kurang lebih 30 cm/s. Hitung laju rata-rata dalam darah pembuluh kapiler, setiap kapiler mempunyai diameter kurang lebih 8 x 10-4 cm, ada jutaan pembuluh sehingga tampang lintang totalnya kurang lebih 2000 cm2…

Diketahui : A1 = πr2

r1 = 0,01 meter v1 = 0,3 m/s A2 = 0,2 m2

Ditanya : v2 = … m/sJawab :

A1 . v1=A2 . V 2

v2=v1 A1

A2

=(0,3 m /s ) (3,14 )(0,01m2)

(0,2 m2)v2=5 x 10−4 m/ s

E. Prinsip Hukum BernouliHukum Bernouli menyatakan bahwa bilamana kecepatan fluida tinggi,

tekanannya rendah, dan bilamana kecepatanya rendah, tekanannya tinggi. Kasus khusus lain persamaan Bernoulli diperoleh bila fluida dialirkan tetapi tidak terdapat perubahan ketinggian yaitu h1=h2 . Kemudian persamaannya dapat ditulis menjadi :

Prinsip bernoulli pada peswat dapat dirincikan sebagai berikut yaitu :1. Jika tekanan pada bagian sayap lebih besar dari tekanan bagian atas, maka

pesawat akan naik (dan sebaliknya)2. Jika kecepatan angin pada bagian atas lebih besar dari pada kecepatan

angin bagian bawah, maka pesawat akan naik (dan sebaliknya).


P1+12

ρ v12=P2+

12

ρ V 22

F. Berat SemuBerat semu dapat dinyatakan sebagai :

Dengan :F A = Gaya apung (Gaya Archimedes)W = Berat benda di udara


W '=W −F A

W '=W −ρ g V

SOAL LATIHAN

FLUIDA A. Untuk soal No. 1 s/d 10 pilihlah satu jawaban ( x ) dari lima pilihan yang diberikan.

1. Sebuah balok persegi panjang dengan panjang 5 m dan lebar 2 m mengapung di air (massa jenis air = 1 gr/cm3). Jika massa balok 400 kg, maka bagian balok yang tercelup dalam air setinggi …

a. 2 mb. 4 mc. 6 m

d. 8 me. 5 m

2. Selang air yang elastis dengan luas penampang 3 cm2 mengalirkan air dengan kecepatan 0,9 m/s. Jika kecepatan air akan diperbesar menjadi 1,2 m/s maka luas penampang bagian ujung dibuat menjadi …

a. 1,75 cm2

b. 2 cm2

c. 2,25 cm2

d. 2,5 cm2

e. 2,75 cm2

3. Mobil yang massanya 2500 kg diangkat dengan pesawat hidrolik. Luas bidang untuk menempatkan mobil tersebut 8 m2. Jika luas penampang pipa tekanannya 2400 cm2. Gaya minimal yang harus diberikan untuk mengangkat mobil tersebut adalah …

a. 25 Nb. 30 Nc. 35 N

d. 50 Ne. 75 N

4. Berat benda di udara adalah 3 N dan ketika dicelupkan dalam air beratnya 1 N. Maka gaya apung yang dialami benda besarnya …

a. 5 Nb. 4 Nc. 3 N

d. 2 Ne. 1 N

5. Berapa persen kira-kira dari volume seluruhnya sebuah gunung es yang menyembul ke udara jika diketahui massa jenis es = 0,92 gr/cm3 dan massa jenis air laut = 1,03 gr/cm3 …

a. 2 %b. 11%c. 15%

d. 98%e. 85%


6. Jika tekanan dipermukaan suatu danau adalah 9 x 104 Pa, maka tekanan dikedalaman 25 m dari permukaan danau tersebut adalah …

a. 2,5 x 105 Pab. 5,0 x 105 Pac. 3,4 x 105 Pa

d. 5,8 x 105 Pae. 4,2 x 105 Pa

7. Sebuah rakit bervolume 2 m3 yang dibuat dari kayu dengan berat jenis 800 kg/m3. Berapa orang dengan massa 60 kg dapat berdiri di atas rakit tersebut tanpa kaki mereka basah pada saat air tenang …

a. 4 orangb. 5 orangc. 6 orang

d. 8 orange. 7 orang

8. Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bak air bervolume 30 m3 melalui saluran yang memiliki penampang seluas 0,1 m3 dengan laju air 2 m/s adalah …

a. 50 sekonb. 100 sekonc. 150 sekon

d. 200 sekone. 250 sekon

9. Sebuah benda dicelupkan dalam air, massa jenis air = 1 gr/cm3, ternyata muncul 14

bagian ke permukaan. Benda tersebut kembali dicelupkan dalam zat cair tertentu

(x) dan ternyata muncul 34

bagian dari benda tersebut ke permukaan. Berapa massa

jenis zat cair (x) tersebut …

a. 1 gr/cm3

b. 2 gr/cm3

c. 3 gr/cm3

d. 4 gr/cm3

e. 5 gr/cm3

10. Sebuah benda bervolume 200 cm3 melayang di dalam minyak, massa jenis minya = 800 kg/m3. Massa jenis benda tersebut adalah …

a. 900 kg/m3

b. 700 kg/m3

c. 800 kg/m3

d. 500 kg/m3

e. 600 kg/m3

B. Soal no. 11 s/d no. 15 pilihlaha) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan

hubungan sebab akibat




11. Dalam fluida distribusi tekanan tidak merataSEBAB

Tekanan hidrostatik dalam fluida bertambah seiring dengan pertambahan kedalaman.

12. Semakin dalam seorang menyelam air, tekanan yang dirasakan orang itu akan semakin besar pula

SEBABGaya apung keatas akan semakin kecil ketika orang itu menyelam semakin dalam

13. Logam besi jika dimasukan kedalam air akan tenggelamSEBAB

Besi memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan air

14. Dengan asumsi rapat massa air laut adalah konstan, makin dalam orang menyelam ke dalam laut, makin besar gaya tekan ke atas yang dialami orang tersebut

SEBABTekanan di dalam zat cair terhadap suatu benda berbanding lurus dengan kedalaman dari permukaan zat cair

15. Sebuah benda yang melayang di dalam fluida mengalami tekanan yang sama antara bagian atas dan bawah, sehingga tidak mengalami gaya angkat

SEBABGaya angkat muncul akibat perbendaan tekanan fluida


16. Sebuah balok dengan massa jenis 800 kg/m3 mengapung di permukaan air. Ukuran balok adalah 50 cm x 20 cm. Maka …1. Volume balok yang tercelup adalah 0,04 m3

2. Berat air yang dipindahkan balok adalah 400 N3. Gaya ke atas yang dialami balok adalah 400 N4. Massa balok 40 N


17. Diketahui sebuah pompa hidrolik mempunyai perbandingan penampang A2 terhadap A1 adalah 100, dengan A1=10 cm2 dan massa benda B yang terletak di penampang A2 adalah 100 kg. Beban F1diberikan pada penampang A1dan besarnya dapat diubah-ubah, sedangkan F2adalah gaya yang dihasilkan pada penampang A2. Pernyataan-pernyataan berikut yang benar adalah …1. Perubahan F1menyebabkan perubahan tekanan pada A1dan perubahan

tekanan ini akan diteruskan ke A2

2. F1yang harus diberikan pada A1agar dapat menahan benda B adalah 10 N.

3. Tekanan di A1akan sama dengan tekanan di A2

4. F2haruslah lebih besar dari 1000 N agar massa B dapat terangkat dari keadaan diam

18. Tiga buah benda pada A, B dan C yang volumenya sama dimasukan kedalam bejana berisi air. Benda A tenggelam dalam air sedangkan benda B melayang dan benda C mengapung. W Aadalah berat benda A, W Badalah berat benda B, W Cadalah berat benda C. F Aadalah gaya apung pada benda A. FBadalah gaya apung pada benda B, dan FCadalah gaya apung pada benda C. Maka dalam hal ini …1. W A >FA

2. W C=FC

3. F A=FB

4. FB>FC

19. Dua buah benda padat A dan B yang massanya sama dimasukan kedalam bejana berisi air. Benda A tenggelam sedangkan benda B mengapung. Maka dalam hal ini …1. Berat benda A lebih besar daripada berat benda B2. Gaya apung pada benda A lebih besar daripada gaya apung pada benda

B3. Volume benda A lebih besar dibandingkan bagian volume benda B yang

tercelup4. Rapat massa benda A lebih besar dibandingkan rapat massa benda B


MODUL FISIKA UTS

GETARAN DAN GELOMBANG

A. Gerak Selaras Harmonis SederhanaSebuah benda yang bergetar memiliki gerak selaras sederhana (GSS) jika

gaya pemulih adalah sebanding dengan pergeseran, maka :

Tetapan gaya k adalah perbandingan gaya pemulih terhadap pergeseran, k = F/x. Pergeseran maksimum disebut amplitude. Periode T adalah waktu yang diperlukan untuk satu siklus penuh, dan frekuensi f adalah jumlah siklus per sekon, mereka dihubungkan dengan :

Periode T getaran untuk sebuah massa m pada ujung pegas diberikan oleh :

Energi mekanik total pada osilator selaras sederhana adalah sebanding dengan kuadrat amplitudonya. Maka energi kinetiknya dapat ditulis :

B. Bandul SederhanaPeriode pada bandul dapat dirumuskan :

Kecepatan gelombang pada dawai adalah kecepatan ketika puncak gelombang atau bagian sembarang yang lain dari bentuk gelombang bergerak.


F=−k . x

T=1f

T=2 π √ mk

E=12

m v2+ 12

k x2 EPotensial=¿ 12

k x2

T=2 π √ lg

v=√ FT

m / L

v=f λ

Keterangan :FT = Tegangan dalam dawai

C. Intensitas BunyiKenyaringan atau Intensitas bunyi berkaitan dengan amplitude gelombang.

Karena telinga manusia dapat mendeteksi intensitas bunyi dari 10 -12 W/m2 sampai lebih dari 1 W/m2 ,tingkat intensitas dinyatakan dalam skala logaritma. Tingkat intensitas TI ,dinyatakan dalam decibel, didefinisikan dalam Intensitas :

Dengan intensitas acuan Io biasanya diambil 10-12 W/m2.

D. Efek DoplerEfek Dopler menunjuk pada perubahan ketinggian nada bunyi karena gerak

sumber atau pengamat. Jika mereka saling mendekat satu sama lain ketinggian nada akan tinggi. Jika mereka saling bergerak menjauh satu sama lain, ketinggian nada akan lebih rendah.


TI=10 logII o

I= PA

= k

r2

f p=V ± V p

V ± V s

f s

SOAL LATIHAN GETARAN DAN GELOMBANGA. Untuk soal No. 1 s/d 10 pilihlah satu jawaban ( x ) dari lima pilihan yang diberikan.

1. Sebuah benda melakukan gerak harmonis dengan amplitude A. Pada saat kecepatanya sama dengan setengah maksimum, simpangannya adalah …

a. nolb. 0,5 Ac. 0,5 √2 A

d. 0,5 √3 Ae. 1 A

2. Sebuah gelombang transversal memiliki periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah …

a. 1 cm/sb. 2 cm/sc. 3 cm/s

d. 4 cm/se. 5 cm/s

3. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu tertentu 300 m/s. Jika pendengar diam sedangkan sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar dengan kecepatan 60 m/s, frekuensi bunyi 108 hertz, maka frekuensi yang di dengar pendengar adalah …

a. 90 hertzb. 91 hertzc. 94 hertz

d. 92 hertze. 93 hertz

4. Energi total getaran selaras adalah :

a. Berbanding lurus dengan amplitudo

b. Berbanding lurus dengan kuadrat periodenya

c. Berbanding lurus dengan kuadrat amplitudonya

d. Berbanding terbalik dengan periodanya

e. Berbanding terbalik dengan kuadrat amplitudonya

5. Pada jarak 4 meter dari pengeras suara terdengar suara dengan intensitas 1/16 x 10 -4

W/m2. Pada jarak 10 meter dari pengeras suara tersebut tingkat intensitas bunyi ini menjadi …


a. 20 dBb. 30 dBc. 40 dB

d. 50 dBe. 60 dB

6. Sebuah mobil ambulan bergerak dengan kelajuan 35 m/s sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 500 Hz. Kelajuan bunyi di udara 340 m/s. Jika di belakang mobil ambulan tersebut seorang pengendara motor bergerak dengan kelajuan 20 m.s searah dengan gerak mobil ambulans, maka frekuensi bunyi sirine yang terdengar oleh pengendara motor adalah …

a. 490 hertzb. 470 hertzc. 460 hertz

d. 480 hertze. 450 hertz

7. Seorang anak sedang bermain ayunan. Dia mulai bergerak dari ujung belakang. Ketika waktunya 10/3 menit dia meloncat dari ayunan, yaitu pada saat ayunan bearda di ujung depan untuk yang ke 101 kalinya. Frekuensi ayunan tersebut adalah …

a. 0,975 Hzb. 0,5 Hzc. 0,5025 Hz

d. 0,505 Hze. 0,5075 Hz

8. Sebuah gelombang transversal memiliki periode 0,2 sekon. Jika kecepatan gelombang tersebut adalah 4 m/s, maka panjang gelombangnya adalah …

a. 0,8 mb. 2 mc. 1,6 m

d. 1,2 me. 0,4 m

9. Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungkan pada sebuah penyangga (statip). Ketika ujung bawah pegas dibebani massa 40 gram, panjangnya menjadi 28 cm. Besarnya konstanta pegas tersebut adalah …

a. 5 N/mb. 10 N/mc. 15 N/m

d. 20 N/me. 25 N/m

10. Getaran suatu system pegas memenuhi persamaan x (t) = 0,12 coz 4 πt , dimana x dalam meter dan t dalam sekon. Periode getaran tersebut adalah …

a. 0,25 sb. 0,5 sc. 0,75 s

d. 1 se. 1,25 s


B. Soal no. 11 s/d no. 15 pilihlaha) Jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan

hubungan sebab akibatb) Jika pernyataan benar alasan benar tetapi keduanya tidak menunjukkan

hubungan sebab akibatc) Jika pernyataan benar dan alasan salahd) Jika pernyataan salah dan alasan benare) Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

11.
