Tugas Fisika Gerak, Elastis, Vektor, Gravitasi,

“GERAK”

1. “Gerak Lurus”Sebuah mobil mempercepat lajunya beraturan dari 45 km/jam menjadi 90 km/jam dalam waktu 15 sekon. Percepatan yang dialami adalah…

2. “GMB”Sebuah Mixer berputar 2500 putaran per menit, maka sudut yang telah ditempuh mixer tersebut selama 8 sekon adalah…

JAWAB

1. Diketahui : V0 = 45 km/jam = 45 x 1000 / 3600 = 12,5 m/sVt = 90 km/jam = 90 x 1000 / 3600 = 25 m/st = 15 sekonDitanya :a = ….?Jawab :a = Vt – V0 : t = 25 – 12,5 / 15 = 0,83 m/s2

2. Diketahui :ω = 2500 rpmt = 8 sekonDitanya :Perpindahan sudut selama 8 sekon …?Jawab :ω = 2500 rpm = 2500 x 2π rad / 60 sekon = 83,4 π rad/sθ0 = 0Maka perpindahan sudut selama t = 8 sekon adalahθ = 0 + 83,4 π rad/s x 8 sekon = 667,2 π rad/s

“ELASTISITAS”

1. Sebuah pegas yang digantung dan diberi beban 3 kg ternyata mengalami pertambahan panjang 30 cm. Jika percepatan gravitasi = 10 m/s2, maka nilai konstanta pegas tersebut…

2. Suatu batang baja panjangnya 60 cm dan luas permukaannya 2 mm2 ditarik dengan gaya 300 N. Bila modulus elastisitas baja 2 x 1011 N/m2, hitunglah :a. Stress (tegangan)b. Reganganc. Pertambahan panjang bendad. Tetapan gayanya;

JAWAB

1. Diketahui :m = 3 kg∆x = 30 cm = 3 x 10-1 mg = 10 m/s2

Ditanya :K =…?Jawab :F = K . ∆xm . g = K . ∆xK = m . g / ∆xK = 3 . 10 / 3 . 10-1 = 300 / 3 = 100 N/m

2. Diketahui :A = 2 mm2 = 2 x 10-6 mE = 2 x 1011

F = 300 N

a. τ = F/A = 300 N / 2 x 10-6 = 15 x 108 N/m8

b. E = τ / e e = τ / E = 15 x 108 / 2 x 1011 = 7, x 10-3 = 0,0075

c. e = ∆l / l0 ∆l = e . l0

= (7 x 10-4) x (6 x 10-1) = 45 x 10-4 m

d. K = EA / l0 = (2 x 1011) x (2 x 10-6) / 6 x 10-1

= 4 x 105 / 6 x 10-1 = 6 x 105 N/m

“PENGUKURAN BESARAN FISIKA”

1. Nilai pada jangka sorong dibawah adalah …

2. Secara berturut-turut ketelitian pengukuran jangka sorong dan micrometer sekrup adalah …3. Seseorang yang massanya 60 kg berada dalam titik yang sedang bergerang ke bawah dengan

percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, desakan kaki pada orang tersebut pada lantai adalah …

4. Balok A yang massanya 5 kg, diletakkan pada bidang datar yang licin, balok B yang massanya 3 kg digantung dengan tali, dan dihubungkan dengan balok A melalui sebuah katrol, jika g = 10 m/s2 tentukan percepatan balok tersebut …

JAWAB

1. 23,7 mm2. 0,01 cm dan 0,0001 cm3. Diketahui :

m = 60 kga = 3 m/s2

g = 10 m/s2

Ditanya : N = …?Jawab :N = w - ma = mg - ma

= (60)(10) – (60)(3) = 600 – 180 = 420 N4. Menggunakan hokum II Newton, karena meja licin maka :

ΣF = m.a a = ΣF / Σm = WB / MA + MB = 20 / 5 + 3 = 3,75 m/s2

“VEKTOR”

1. Tiga buah vector A⃗, B⃗, dan C⃗ setitik tangkap, seperti gambar di samping. Hitunglah komponen-komponen gaya ke arah sumbu x dan sumbu y, nilai vector resultan, dan arah vector resultan terhadap sumbu x !

2. Tiga buah vector F1, F2, dan F3 setitik tangkap, seperti gambar di samping. Tentukan vector resultan, dan arah vector resultan terhadap sumbu x ! (Gunakan √ 3 = 1,73 dan cos 37o = 0,8 serta sin 37o = 0,6)

JAWAB

1. Jumlah komponen-komponen gaya ke arah sumbu x (menggunakan metode analisis) :

Rx = A⃗ cos 30o – B⃗ cos 60o

Rx = 60 cos 30o – 50 √3 cos 60o

Rx = 60 . ½ √ 3 - 50 √ 3 . ½

Rx = 30 √ 3 – 25 √ 3 = 5 N

(Vektor C⃗ diabaikan karena bukan komponen gaya sumbu

x)

Jumlah komponen-komponen gaya ke arah sumbu y (menggunakan metode analisis) :

Ry = A⃗ sin 30o – B⃗ sin 60o – C⃗

Ry = 60 sin 30o – 50 √3 sin 60o – 100 N

Ry = 30 + 75 – 100 = 5 N

Nilai Resultan vector dapat dicari dengan cara :

Rv = √Rx2+Ry2 = √52+52 = √25+25 = √50 = 5 √2 N

Arah resultan vector terhadap sumbu x dapat dicari dengan cara :

Tan θ = Ry / Rx = 5 / 5 = 1

Tan θ = 1

Tan 45o = 1 Maka θ = 45o terhadap sumbu x

2. Dicari dulu Rx dan Ry (Menggunakan metode analisis)Rx = F1 cos 60o + F2 sin 37o – F3

Rx = 40 cos 60o + 25 sin 37o – 21

Rx = 40 . ½ + 25 . 0,6 – 21 = 14 N

Ry = F1 sin 60o – F2 cos 37o

Ry = 40 . ½ √3 – 25 . 0,8 = 14 N

Maka resultan gayanya memenuhi :

Rv = √Rx2+Ry2 = √142+142 = √196+196 = √392

Rv = 14

√2 N

Arah resultan vector terhadap sumbu x dapat dicari dengan cara :

Tan θ = Ry / Rx = 14 / 14 = 1

Tan 45o = 1 Maka θ = 45o terhadap sumbu x

“GAYA GRAVITASI”

1. Diketahui dalam atom hydrogen, elektron dan proton terpisah sejauh 5,3 x 10-11 m. Hitunglah gaya gravitasi antara dua partikel tersebut!

2. Suatu benda mengalami percepatan gravitasi bumi sebesar 6,4 m/s2. Hitunglah ketinggian benda tersebut jika jari-jari bumi 6.375 km dan massa bumi 5,98 x 1024 kg!

JAWAB

1. Diketahui :G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2

mp = 1,67 x 10-27 kgme = 9,1 x 10-31 kgr = 5,3 x 10-11 mDitanya : Fg = …?Jawab :

Fg = G Mp xMe

r2 = (6,67 x 10-11 Nm2/kg2) x (1,67 x 10-27 kg) x (9,1 x 10-31 kg) = 3,6 x 10-47 N

(5,3 x 10-11 m)2

2. Diketahui :G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2

M = 5,98 x 1024 kgR = 6.375 km = 6,375 x 106 mg = 6,4 m/s2

Ditanya : h = …?Jawab :

g = GM

(R+h)2 ⇒ R + h = √GMg ⇒ 6,375 x 106 m + h = √ ( 6,67 x10−11 )x (5,98 x 106)6,4

= 6,375 x 106 m + h = 7,894 x 106

h = 7,894 x 106 - 6,375 x 106 = 1,519 x 106 m

⇒ 1.519 km

“TITIK BERAT”

Koordinat titik berat di samping adalah…

JAWAB

Benda dibagi dalam 2 volume.Volume v1 = (4) (6) (2) = 48 ⇒ koordinat titik beratnya (2, 3, 1)

Volume v1 = (4) (2) (8 – 2) = 48 ⇒ koordinat titik beratnya (2, 1, 5)Koordinat titik berat (xo, yo, zo)xo = v1x1 + v2x2 / v1 + v2 = (48)(2) + (48)(2) / 48 + 48 = 2yo = v1y1 + v2y2 / v1 + v2 = (48)(3) + (48)(1) / 48 + 48 = 2zo = v1z1 + v2z2 / v1 + v2 = (48)(1) + (48)(5) / 48 + 48 = 3Jadi koordinat titik beratnya (2, 2, 3)

“IMPLUS”

1. Pada permainan bola kasti, bola bermasa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Kemudian bola tersebut dipukkul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m/s. Bila bola bersentuha dengan pemukul selama 0,01 sekon, perubahan momentumnya adalah…

2. Dari sebuah senapan yang massanya 5 kg diterbangkan peluru yang massanya 5 g, kecepatan peluru 50 m/s. Berapa kecepatan dorong senapan pada bahu penembak?

JAWAB

1. Diketahui :M = 0,5 kgV1 = 2 m/sV2 = -6 m/sDitanya : ∆P = …?Jawab :∆P = MV1 – MV2 = M (V1 – V2) = 0,5 (-6-2) = -4Impuls yang dikerjakan gaya F adalah 4 kg m/s

2. Momentum awal peluru dan senapan adalah 0M1V1 + M2V2 = 0M1V1 = M2V2

V2 = -M1 / M2 x V1 = 5 x 10-3 / 5 x 50 = 5 x 10-2

“ENERGI”

1. Saryoto mengemudikan truk container bermassa 2 ton dengan laju 40 km/jam. Disebuah SPBU, Saryoto memberhentikan truknya untuk mengisi solar. Energi kinetic truk ketika mengisi solar sebesar…

2. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan kecepatan 3 m/s, usaha yang diubah menjadi energy kinetic setelah 2 sekon adalah…

3. Benda bermassa kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besarnya energy potensial di titik tertinggi yang di capai benda adalah… (g = 10 m/s2)

4. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m di atas tanah. Bila massa benda 2 kg dan percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2 maka energy kinetic benda tepat pada jarak 5 m di atas tanah adalah…

JAWAB

1. Diketahui :m = 2 ton = 2000 kgv = 40 km/jam = 11,11 m/sDitanya : Ek = …?Jawab :Ek = ½ m x v2 = ½ x 2.000 kg x 11,112 = 1000 x 123,4321 = 123.432,1 Joule = 123,4321 MJ

2. Diketahui :

m = 4 kgv1 = 0v2 = 3 m/st = 2 sekonDitanya : ω = …?Jawab :ω = ∆Ek ⇒ Ek2 – Ek1 = Ek2 – 0 ⇒ ½ mv2

2

ω = ½ x 4 x 32 = 18 Joule

3. Diketahui :m = 5 kgvo = 10 m/sg = 10 m/s2

Ditanya : Ep = …?Jawab : Belum diketahui h maks.h maks = vo

2 / 2 g = 102 / 2 x 10 = 100 / 20 = 5 mEp = m g h = 5 x 10 x 5 = 250 Joule

4. Diketahui :h = 20 mm = 2 kgg = 10 m/s2

Ditanya : Em = …?Jawab :Em = Ek + Ep m g h = Ek + m g h20 (10)(20) = Ek + 2 (10)(5)400 = Ek + 100Ek = 400 – 100 = 300 Joule