Evaluasi Kompetensi Bab 1 – 5 | Fisika Kelas XI | Erlangga | Kurtilas


EVALUASI  KOMPETENSI BAB 1 – 5

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dam berikan alasannya. Tuliskan jawaban di buku latihan Anda. Jika diperlukan, ambil g = 10 m/s2.

  1. Gerak sebuah benda memiliki persamaan r = (8t – 4)i + (-3t2 + 6t)j. Semua besaran menggunakan satuan dasar SI. Dari pernyataan berikut :
    1. benda bergerak lurus berubah beraturan.
    2. memiliki koordinat awal (-4,0) m
    3. setelah 1 s, perpindahannya 5 m
    4. setelah 1 s, kecepatannya 8 m s

Pernyataan yang benar pada persamaan di atas adalah …

    1. (1), (2), dan (3)
    2. (1) dan (3)
    3. (1) dan (4)
    4. (2), (3), dan (4)
    5. (2) dan (4)

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

r = (8t – 4)i + (-3t2 + 6t)j.

Ditanyakan :

Pernyataan yang benar =?

Jawaban :

r = (8t – 4)i + (-3t2 + 6t)j

v = dr/dt

v = 8i + (-6t + 6)j

a = dv/dt

a = -6j

(1) salah karena percepatannya konstan hanya untuk sumbu y sedangkan sumbu x percepatannya 0 (GLB)

(2) benar karena t = 0 –> r= -4i+0j

(3) salah karena  t = 1 –> r = 4i+3j

perpindahannya = (4i+3j) – (-4i+oj) = 8i+3j

besar perpindahan = √((82)+(32)) = √73 m

(4) t=1 –> v = 8i+0j = 8i

besar kecepatan : √(8^2) = 8 m/s

Jadi jawabannya adalah E , 2 dan 4.

  1. Grafik kelajuan waktu sebuah partikel yang sedang bergerak sepanjang suatu garis lurus dengan arah tertentu di tunjukkan seperti pada gambar berikut ini. Kelajuan rata-rata partikel mulai t=2s sampai dengan t=6s adalah …

    1. 12 m/s
    2.  9,0 m/s
    3. 7,2 m/s
    4. 6,0 m/s
    5. 5,0 m/s

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

t = 2s sampai t = 4s

Ditanyakan :

Kelajuan rata-rata partikel =?

Jawaban :

\( { a }_{ 0-5 }=\frac { 12 }{ 5 } \\ { a }_{ 0-5 }=2,4\\ vt=v0+at\\ v2=0+2,4.\left( 2-0 \right) \\ v2=4,8\\ { a }_{ 5-10 }=\frac { 0-12 }{ 10-5 } \\ { a }_{ 5-10 }=-2,4\\ v6=12-2,4\\ v6=9,6\\ v3=0+2,4\left( 3-0 \right) \\ v3=7,2\\ v4=0+2,4\left( 4-0 \right) \\ v4=9,6\\ v=\frac { 4,8+7,2+9,6+12+9,6 }{ 5 } \\ v=8,64㎧\approx 9㎧ \)

  1. Percepatan sebuah partikel pada saat t adalah 6ti – 4j. Mula-mula partikel bergerak dengan kecepatam 2i. Vektor kecepatan partikel pada saat t adalah …
    1. (2+3t)i-4tj
    2. (2-3t)i+4tj
    3. (2-3t2)i+4tj
    4. (2t+3t2)i-4tj
    5. (3t+2t2)i-4tj

Jawaban :

Jawaban : D

Diketahui :

6ti – 4j

Ditanyakan :

Vektor kecepatan =?

Jawaban :

a (t) = (6t i – 4 j)
vo = 2 i

v(t) = vo + ∫ a dt
v(t) = 2 i + ∫ (6t i – 4 j) dt
v(t) = 2 i + (3t² i – 4t j)
v(t) =(2 + 3t²) i – 4t j

  1. Sebuah sungai mengalir dari barat ke timur pada kelajuan 5m/menit. Seorang anak di tepi selatan sungai mampu berenang dengan kelajuan 10 m/menit dalam air tenang. Jika anak itu ingin berenang menyebrangi sungai dengan lintasan terpendek, ia harus berenang dengan sudut terhadap arah utara, nilai sin adalah …
    1. ½
    2.  2
    3. 2/3√3
    4. 2/5√5
    5. 3/2√2

Jawaban :

Jawaban : Tidak Ada

Diketahui :

Kelajuan sungai = 5 m/menit

Kelajuan anak = 10 m/menit

Ditanyakan :

Nilai sin=?

Jawaban :

\( x=\sqrt { { 5 }^{ 2 }+{ 10 }^{ 2 } } \\ x=5\sqrt { 5 } \\ \sin { \theta } =\frac { 5 }{ 5\sqrt { 5 } } \\ \sin { \theta } =\frac { 1 }{ \sqrt { 5 } } \)

  1. Seorang anak mendorong sebuah mobil mainan sehingga mobil meninggalkan tepi meja dengan kelajuan v. Mobil memerlukan waktu t untuk jatuh dan mendarat pada jarak horizontal x dari tepi meja. Anak itu kemudian mendorong mobil sehingga mobil jatuh dari peti meja dengan kelajuan 2v. Berapa waktu baru diperlukan mobil untuk jatuh dan jarak horizontal mobil mendarat dari tepi meja?
    1. Waktu : t/2;  Jarak Horizontal : x/2
    2. Waktu : t/2; Jarak Horizontal : x
    3. Waktu : t; Jarak Horizontal : x
    4. Waktu : t; Jarak Horizontal : 2x
    5. Waktu : t; Jarak Horizontal :2x

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Kelajuan = v menjadi 2v

Waktu = t

Ditanyakan :

Waktu dan jarak horizontal =?

Jawaban :

x = v . t

x1 = v1 . t1

x = 2v . t/2

x = vt

  1. Sebuah mobil hendak menyebrangi sebuah parit dengan lebar 4,0 meter. Perbedaan tinggi antara kedua sisi parit itu adalah 15 cm. Seperti pada gambar. Jika percepatam gravitasi 10, berapa kelajuan minimum yang di perlukan mobil agar dapat menyebrang?

    1. 10 m/s
    2. 15 m/s
    3. 17 m/s
    4. 20 m/s
    5. 23 m/s

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

Parit = 4 m

Perbedaan tinggi = 15 cm

Gravitasi = 10

Ditanyakan :

Kelajuan minimum = ?

Jawaban :

\( y=v0yt+\frac { 1 }{ 2 } { at }^{ 2 }\\ -0,15=0-5{ t }^{ 2 }\\ t=\frac { 1 }{ 10 } \sqrt { 3 } \\ x=v0xt\\ v0x=\frac { 40 }{ \sqrt { 3 } } \\ v0x=23 \)

  1. Gatot kaca memutar sebuah batu dalam suatu lingkaran horizontal 2m diatas tanah dengan menggunakan tali sepanjang 1,5m. Tali putus dan batu terbang secara horizontal dan membentuk tanah sejauh 9 m. Percepatan sentripetal yang dialami batu adalah …
    1. 120 m/s2
    2. 125 m/s2
    3. 135 m/s2
    4. 145 m/s2
    5. 150 m/s2

Jawaban :

Jawaban : C

Diketahui :

Memutar =2m

Tali = 1,5m

Terbang = 9m

Ditanyakan :

Percepatan sentripetal batu=?

Jawaban :

\( as=\frac { { v0 }^{ 2 } }{ r } \\ as=\frac { { x }^{ 2 } }{ 2rgh } \\ as=\frac { { 9 }^{ 2 } }{ 2.1,5.10.2 } \\ as=1,35 \)

  1. Gambar disamping menunjukkan orbit elips dari sebuah planet mengitari sebuah bintang. Titik-titik pada orbit menampilkan posisi planet pada saat t1, t2, t3, dan t4. Manakah pernyataan berikut yang benar?
    1. Jika selang waktu t2 – t1 dan t3-t4 sama, luas daerah yang diraster (dihitamkan) juga sama
    2. Kelajuan rata-rata planet antara t1 dan t2 lebih besar daripada antara t3 dan t4.
    3. Gaya gravitasi yang bekerja pada planet adalah sama pada t1 dan t3.

  1. I
  2. II
  3. I dan II
  4. II dan III
  5. I, II, dan III

Jawaban :

Jawaban : C

Diketahui :

Orbit elips

Ditanyakan :

Pernyataan yang benar =?

Jawaban :

1 dan 2

Tiga hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu :

  1. Planet bergerak dalam orbit elips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
  2. Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
  3. Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari.
  1. Jika diketahui periode satelit bumi A adalah 3 jam dan periode satelit bumi B adalah 6 jam, maka dari hukum kepler ke-3 kita dapat menyimpulkan bahwa …
    1. kelajuan A dua kali kelajuan B
    2. A lebih dekat ke Bumi daripada B
    3. B lebih dekat ke Bumi daripada A
    4. kelajuan B lebih besar daripada kelajuan  A
    5. A dan B menyapu luas yang sama dalam mengitari bumi dalam selang waktu yang sama

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Periode A = 3 jam

Periode B = 6 jam

Ditanyakan :

Hukum Kepler ke 3 =?

Jawaban :

\( \frac { { Ta }^{ 2 } }{ R{ a }^{ 3 } } =\frac { { Tb }^{ 2 } }{ R{ b }^{ 3 } } \\ \frac { { 3 }^{ 2 } }{ R{ a }^{ 3 } } =\frac { { 6 }^{ 2 } }{ R{ b }^{ 3 } } \\ \frac { 9 }{ R{ a }^{ 3 } } =\frac { 36 }{ R{ b }^{ 3 } } \\ 4R{ a }^{ 3 }=R{ b }^{ 3 }\\ R{ a }^{ 3 }=\frac { 1 }{ 4 } R{ b }^{ 3 }\\ Ra​

  1. Sebuah satelit geostasioner mengorbit bumi pada ketinggian 6R di atas permukaan bumi dengam R adalah jari-jari bumi. Periode satelit lain yang berada pada ketinggian 2,5 R dari permukaan bumi adalah …
    1. 6√2 hari
    2. 6 hari
    3. 5√2 hari
    4. 5 hari
    5. 10 hari

Jawaban :

Jawaban : Tidak Ada

Diketahui :

Ketinggian = 6R

Ditanyakan :

Periode satelit pada = 2R?

Jawaban :

\( \frac { { Ts1 }^{ 2 } }{ R{ s1 }^{ 3 } } =\frac { { Tb }^{ 2 } }{ R{ b }^{ 3 } } \\ { Ts1 }^{ 2 }=\frac { { \left( 1hari \right) }^{ 2 }{ \left( 6R \right) }^{ 2 } }{ { R }^{ 3 } } \\ { Ts1 }^{ 2 }=216hari\\ \frac { { Ts2 }^{ 2 } }{ R{ s2 }^{ 3 } } =\frac { { Ts1 }^{ 2 } }{ R{ s1 }^{ 3 } } \\ { Ts2 }^{ 2 }=\frac { 216.{ \left( 2,5R \right) }^{ 2 } }{ { \left( 6R \right) }^{ 3 } } \\ Ts2=3,95hari\\ \)

  1. Jika perubahan nilai g pada ketinggian h di atas permukaan bumi adalah sama dengan pada kedalaman x dibawah permukaan bumi, maka (baik x maupun h jauh lebih kecil daripada jari-jari bumi)
    1. x = h
    2. x = 2h
    3. x = 4h
    4. x = h/2
    5. x = h2

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Perubahan nilai g

Ketinggian = h

Ditanyakan :

x = ?

Jawaban :

2h – x = 0

h = 1 /2 x

x = 2h

  1. Gambar dibawah ini yang menunjukkan orbit melingkar satelit-satelit mengitari Bumi. Massa masing-masing satelit adalah m dan 2m dan jari-jari orbit adalah R, 2R, dan 4R, seperti ditunjukkan. Satelit manakah yang memiliki energi kinetik paling besar.

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

5 orbit melingkar satelit-satelit mengitari Bumi

Ditanyakan :

Energi kinetik paling besar = ?

Jawaban :

\( Ek=\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 }\\ Ek=\frac { 1 }{ 2 } \times m\times \frac { GM }{ r } \)

Maka, energi kinetik terbesar adalah yang memiliki R paling kecil, m paling besar yaitu gambar e.

  1. Sebuah partikel bergerak sejajar terhadap sumbu X. Resultan gaya pada partikel meningkat terhadap x sesuai dengan rumus fx= 120x dengan x dalam m dan F dalam N. Berapa besar usaha harus dikerjakan pada partikel ketika bergerak dari x=0 ke x = 0,50 m?
    1. 7,5 J
    2. 15 J
    3. 30 J
    4. 60 J
    5. 120 J

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

fx = 120x

Ditanyakan :

Usaha pada partikel ?

Jawaban :

\( f\left( x \right) =\int { 120x } dx\\ f\left( x \right) ={ 60x }^{ 2 }\\ f\left( x \right) =60.{ \left( 0,5 \right) }^{ 2 }\\ f\left( x \right) =15J\\ \)

  1. Dua buah pegas dengan konstanta yang sama k, dipasang pada sebuah benda bermassa m seperti nampak pada gambar. Mula-mula kedua pegas memiliki panjang tak teregang sebesar L. Benda kemudian digeser sejauh x ke titik A pada arah tegak lurus susunan pegas. Usaha yang dilakukan kedua pegas terhadap benda ketika benda bergerak dari posisi A ke posisi mula-mula adalah … (UM-UGM 2009)

    1. \( 2k{ \left( \sqrt { { X }^{ 2 }+{ L }^{ 2 } } -L \right) }^{ 2 } \)
    2. \( \frac { k{ \left( \sqrt { { X }^{ 2 }+{ L }^{ 2 } } -L \right) }^{ 2 } }{ 2 } \)
    3. \( k{ \left( { x }^{ 2 }-{ L }^{ 2 } \right) } \)
    4. \( \frac { { kx }^{ 2 } }{ 2 } \)
    5. \( k{ \left( \sqrt { { L }^{ 2 }+{ X }^{ 2 } } -L \right) }^{ 2 } \)

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

2 pegas disusun seperti gambar.

Ditanyakan :

Usaha pegas =?

Jawaban :

\( w=2EP\\ w=2\left( \frac { 1 }{ 2 } k{ \Delta x }^{ 2 } \right) \\ w=k{ \left( \sqrt { L^{ 2 }+{ X }^{ 2 } } -L \right) }^{ 2 } \)

  1. Pernyataan berikut ini adalah benar, kecuali ….
    1. gaya berat tidak melakukan usaha ketika seseorang berjalan pada jalan mendatar
    2. gaya normal yang dikerjakan suatu bidang miring pada suatu benda tidak melakukan usaha ketika benda bergerak menuruni bidang
    3. gaya tarik tali pada mobil-mobilan agar mobil-mobilan bergerak mendekati suatu bidang miring tidak melakukan usaha pada mobil-mobilan
    4. usaha total oleh gaya-gaya yang menyebabkan suatu benda bergerak lurus beraturan sama dengan nol
    5. gaya sentripetal yang bekerja pada suatu benda yang menempuh gerak melingkar tidak melakukan usaha pada benda

Jawaban :

Jawaban : C

Diketahui :

  1. gaya berat tidak melakukan usaha ketika seseorang berjalan pada jalan mendatar
  2. gaya normal yang dikerjakan suatu bidang miring pada suatu benda tidak melakukan usaha ketika benda bergerak menuruni bidang
  3. gaya tarik tali pada mobil-mobilan agar mobil-mobilan bergerak mendekati suatu bidang miring tidak melakukan usaha pada mobil-mobilan
  4. usaha total oleh gaya-gaya yang menyebabkan suatu benda bergerak lurus beraturan sama dengan nol
  5. gaya sentripetal yang bekerja pada suatu benda yang menempuh gerak melingkar tidak melakukan usaha pada benda

Ditanyakan :

Pernyataan yang salah

Jawaban :

Gaya tarik tali pada mobil-mobilan agar mobil-mobilan bergerak mendekati suatu bidang miring tidak melakukan usaha pada mobil-mobilan.

  1. Grafik berikut adalah gaya yang diberikan pada suatu benda terhadap jarak yang ditempuh benda sepanjang suatu permukaan mendatar tanpa gesekan. Usaha paling besar dilakukan ketika benda digerakkan dari …

 

    1. A ke B
    2. B ke C
    3. C ke D
    4. D ke E
    5. E ke F

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Gaya benda mendatar tanpa gesekan.

Ditanyakan :

Usaha paling besar =?

Jawaban :

Usaha terbesar dari B ke C sebab w = f . s

  1. Kawat X dan Y dibuat dari bahan yang sama. X memiliki diameter dua kali Y dan panjang tiga kali Y. Jika batas elastisitas tidak di lampaui ketika setiap kawat ditarik oleh gaya tegangan yang sama, perbandingan energi yang disimpan dalam X dengan Y adalah …
    1. 2 : 3
    2. 3 : 4
    3. 3 : 2
    4. 6 : 1
    5. 12 : 1

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Diameter X=2Y

Panjang X=3Y

Ditanyakan :

Perbandingan energi yang disimpan X dan Y=?

Jawaban :

\( \frac { Epx }{ Epy } =\frac { \frac { 1 }{ 2 } .kx.Xx }{ \frac { 1 }{ 2 } .ky.Xy } \\ \frac { Epx }{ Epy } =\frac { 4 }{ 3 } \frac { { X }x^{ 2 } }{ Xy^{ 2 } } \\ \frac { Epx }{ Epy } =\frac { 3 }{ 4 } \)

  1. Sebuah peluru m= 100 gram ditembakkan dengan kecepatan awal 100 m/s dan sudut elevasi 30 terhadap bidang horizontal. Perbandingan energi potensial dengan energi mekanik setelah 1 detik adalah … (OSK 2005)
    1. \( \frac { 19 }{ 1000 } \)
    2. \( \frac { 9 }{ 100 } \)
    3. \( \frac { 19 }{ 100 } \)
    4. \( \frac { 9 }{ 10 } \)
    5. \( \frac { 10 }{ 9 } \)

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

m = 100 gram

Kecepatan awal = 100 m/s

Sudut = 30

Ditanyakan :

Perbandingan energi potensial dan mekanik setelah 1 sekon =?

Jawaban :

\( h=voyt+\frac { 1 }{ 2 } g{ t }^{ 2 }\\ h=vo\sin { \theta t } +\frac { 1 }{ 2 } g{ t }^{ 2 }\\ h=100.\frac { 1 }{ 2 } .1-\frac { 1 }{ 2 } .10.{ 1 }^{ 2 }\\ h=45m\\ Vy=voy+at\\ Vy=100\sin { 30 } -10.1\\ Vy=100.\frac { 1 }{ 2 } -10\\ Vy=40\\ \left| V \right| =\sqrt { 100.\cos { { 300 }^{ 2 }+{ 40 }^{ 2 } } } \\ \left| V \right| =95,39㎧\\ \frac { EP }{ EM } =\frac { EP }{ EP+EK } \\ \frac { EP }{ EM } =\frac { gh }{ gh+\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 } } \\ \frac { EP }{ EM } =\frac { 10.45 }{ 10.45+\frac { 1 }{ 2 } \left( 95,39 \right) ^{ 2 } } \\ \frac { EP }{ EM } =\frac { 9 }{ 100 } \)

  1. Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak menuruni permukaan talang licin, yang bentuknya ditunjukkan pada gambar berikut ini. Jari-jari R = 45 cm dan g = 10 m/s2. Gaya tekan permukaan talang pada bola di titik B adalah …

    1. 10 newton
    2. 20 newton
    3. 25 newton
    4. 30 newton
    5. 50 newton

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Massa = 2 kg

R = 45  cm

g = 10 m/s2

Ditanyakan :

Gaya permukaan talang di B=?

Jawaban :

\( Vb=\sqrt { 2g\left( ho-hb \right) } \\ Vb=\sqrt { 2.10\left( 3R-2R \right) } \\ Vb=\sqrt { 20.R } \\ Vb=\sqrt { 20.45 } \\ Vb=30cm\\ Vb=3m\\ Gaya=\frac { M{ V }^{ 2 } }{ R } -MG\\ Gaya=2.\frac { { 3 }^{ 2 } }{ 0,45 } -2.10\\ Gaya=20N \)

  1. Konstanta pegas dari suatu mobil mainan anak-anak adalah 100 N/m. Sebelum ditembakkan dengan araj vertikal ke atas, peluru 10 gram mampu menekan pegas 20 cm. Ketinggian maksimum yang dapat di capai peluru adalah …
    1. 10 m
    2. 20 m
    3. 40 m
    4. 60 m
    5. 80 m

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

k = 100 N/m

Peluru = 10 gram

Menekan pegas = 20 cm

Ditanyakan :

Ketinggian maksimum peluru =?

Jawaban :

\( V2=\sqrt { \frac { k }{ m } } .x\\ V2=\sqrt { \frac { 100 }{ { 10 }^{ -2 } } } .0,2\\ V2=20㎧\\ mgh3=\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 }\\ h3=\frac { 1 }{ 2 } .\frac { { 20 }^{ 2 } }{ 10 } \\ h3=20m \)

  1. Sebuah partikel melakukan ayunan harmonik sederhana. Waktu ayunan dimulai pada saat partikel berada pada posisi amplitudo. Jika x = simpangan, xo= amplitudo, w= frekuensi sudut, t = waktu, dan δ= sudut fase awal. Persamaan yang menggambarkan gerak partikel sebagai fungsi waktu adalah … (UM-UGM 2005)
    1. \( x={ x }_{ 0 }\sin { wt } \)
    2. \( x={ x }_{ 0 }\cos { wt } \)
    3. \( x={ x }_{ 0 }\sin { \left( wt+\delta \right) } \)
    4. \( x={ x }_{ 0 }\cos { \left( wt+\delta \right) } \)
    5. \( x={ x }_{ 0 }\sin { \left( wt+\delta \right) } \)

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Partikel melakukan gerak harmonik sederhana

x = simpangan

xo= amplitudo

w= frekuensi sudut

t = waktu

δ= sudut fase awal

Ditanyakan :

Persamaan gerak partikel =?

Jawaban :

\( x=xo\cos { wt } \)

  1. Sebuah bandul sederhana memiliki periode T dan panjang tali l. Supaya periodenya menjadi ½ T. Maka perubahan panjang tali adalah … (OSK 2005)
    1. \( \frac { 3 }{ 4 } l \)
    2. \( \frac { 1 }{ 2 } l \)
    3. \( \frac { 1 }{ 4 } l \)
    4. \( \frac { 1 }{ 8 } l \)
    5. \( \frac { 1 }{ 16 } l \)

Jawaban :

Jawaban : C

Diketahui :

Bandul sederhana

Periode = T menjadi 1/2 T

Panjang tali = l

Ditanyakan :

Perubahan panjang tali ?

Jawaban :

\( \frac { T1 }{ T2 } =\frac { 2\pi \sqrt { \frac { L2 }{ g } } }{ 2\pi \sqrt { \frac { L1 }{ g } } } \\ L2={ \left( \frac { T2 }{ T1 } \right) }^{ 2 }l\\ L2={ \left( \frac { \frac { 1 }{ 2 } T }{ T } \right) }^{ 2 }l\\ L2=\frac { 1 }{ 4 } l \)

  1. Susunan pegas 1 dan 2 tersebut diberi beban yang sama M. Nilai perbandingan antara periode susunan pegas 1 dan susunan pegas 2 adalah … (SNMPTN 2006)

    1. \( \sqrt { 3 } :\sqrt { 2 } \)
    2. \( \sqrt { 3 } :2 \)
    3. 3 : 2
    4. \( \sqrt { 5 } :3 \)
    5. \( \sqrt { 5 } :\sqrt { 3 } \)

Jawaban :

Jawaban : D

Diketahui :

Pegas 1 dan 2

Beban = M

Ditanyakan :

Perbandingan pegas 1 dan 2?

Jawaban :

\( \frac { T2 }{ T1 } =\sqrt { \frac { \frac { 2k.k }{ 2k+k } }{ \frac { 3k.2k }{ 3k+2k } } } \\ \frac { T2 }{ T1 } =\sqrt { \frac { 5 }{ 9 } } \\ \frac { T2 }{ T1 } =\frac { \sqrt { 5 } }{ 3 } \)

  1. Sebuah bandul sederhana dengan panjang l digantungkan pada langit-langit sebuah lift yang dekat dengan permukaan bumi. Jika lift sedang bergerak naik dengan percepatan a= ½ g maka frekuensi sudut getaran bandul adalah …

    1. \( \sqrt { \frac { 3g }{ 2l } } \)
    2. \( \sqrt { \frac { 2g }{ 3l } } \)
    3. \( \sqrt { \frac { g }{ l } } \)
    4. \( \sqrt { \frac { g }{ 2l } } \)
    5. \( \sqrt { \frac { 2g }{ l } } \)

Jawaban :

Jawaban : A

Diketahui :

panjang bandul = l

a=1/2 g

Ditanyakan :

Frekuensi sudut =?

Jawaban :

\( f=\frac { 1 }{ 2\pi } \sqrt { \frac { \frac { 3 }{ 2 } g }{ l } } \\ f=\frac { 1 }{ 2\pi } \sqrt { \frac { 3g }{ 2l } } \\ w=2\pi f\\ w=2\pi .\frac { 1 }{ 2\pi } \sqrt { \frac { 3g }{ 2 } } \\ w=\sqrt { \frac { 3g }{ 2l } } \)

  1. Andaikan teknologi memungkinkan kita menggali terowongan sepanjang bulan, mulai dari satu tempat menembus ke tempat lainnya. Anggap tersebut melalui pusat bulan. Misalnya suatu benda bermassa dilepas di ujung kanan terowongan, berapa lama benda itu akan sampai di ujung kiri terowongan? Anggap bulan homogen berbentuk bola dengan jari-jari R dan percepatam gravitasi g.
    1. \( \pi \sqrt { \frac { R }{ g } } \)
    2. \( \pi \sqrt { \frac { 2R }{ g } } \)
    3. \( 2\pi \sqrt { \frac { R }{ 2g } } \)
    4. \( 2\pi \sqrt { \frac { R }{ g } } \)
    5. \( 2\pi \sqrt { \frac { 2R }{ g } } \)

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Terowongan bulan melalui pusat bulan.

Ditanyakan :

Lama benda sampai ke terowongan ?

Jawaban :

\( Tb=\frac { 1 }{ 2 } T\\ Tb=\frac { 1 }{ 2 } \left( 2\pi \sqrt { \frac { 2R }{ g } } \right) \\ Tb=\pi \sqrt { \frac { 2R }{ g } } \)

  1. Sebuah bola bermassa 200 gram bergerak dengan laju 6 m/s menuju dinding dengan arah tegak lurus. Bola tersebut menumbuk dinding selama 0,2 s dan dipantulkan tegak lurus dinding dengan laju 4 m/s. Besar gaya yang diberikan dinding pada bola adalah … (SNMPTN 2005)
    1. 2 N
    2. 4 N
    3. 6 N
    4. 8 N
    5. 10 N

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

Massa bola = 200 gram

Laju = 6 m/s

Menumbuk selama = 0,2 s

Tegak lurus memantul = 4 m/s

Ditanyakan :

Gaya pada dinding ?

Jawaban :

\( f=\frac { m\left( v2-v1 \right) }{ \Delta t } \\ f=\frac { 0,2\left( -4-6 \right) }{ 0,2 } \\ f=-10N \)

  1. Gaya Fs yang berkerja pada partikel bermassa 2 kg berubah terhadap waktu seperti ditunjukkan pada gambar. Jika partikel mula-mula sedang bergerak sepanjang sumbu X dengan kecepatan -2 m/s. Kecepatan akhir partikel adalah …

    1. 2
    2. 4
    3. 6
    4. 8
    5. 10

Jawaban :

Jawaban : B

Diketahui :

Partikel massa = 2 kg

Kecepatan awal = -2 m/s

Ditanyakan :

Kecepatan akhir partikel =?

Jawaban :

\( V2=\frac { l }{ m } +V1\\ V2=\frac { 12 }{ 2 } +\left( -2 \right) \\ V2=4㎧ \)

  1. A bermassa ma dan B bermassa mb = kma dengan k tetapan positif. A dan B berbenturan pada arah yang berlawanan. Sebelum benturan, kecepatan B adalah vb dan kecepatan A adalah va = -kvb. Jika benturan itu bersifat lenting sempurna, maka setelah benturan kelajuan A dan kelajuan B berturut-turut sebesar … (UM-UGM 2005)
    1. va, kva
    2. vb, va
    3. kva, kva
    4. kva, vb
    5. kvb, vb

Jawaban :

Jawaban : E

Diketahui :

Massa A = ma

Massa B = mb

Kecepatan B = vb

Kecepatan A = va = -kvb

Benturan lenting sempurna

Ditanyakan :

Kelajuan A dan B setelah benturan =?

Jawaban :

\( Vb’-Va=-\left( Vb-Va \right) \\ Vb’-Va=-Vb\left( 1+k \right) …\left( 1 \right) \\ Va’=-kVb’…………….\left( 2 \right) \\ Va’=kVb\\ Vb’=Vb \)

  1. Sebuah peluru bermassa 8,00 g ditembakkan ke dalam sebuah balok bermassa 250 g yang mula-mula diam pada tepi meja yang tingginya 1 m (lihat gambar). Peluru tertanam di dalam balok dan sesudah ditumbukkan balok mendarat di lantai sejauh m dari kaki meja. Kelajuan awal peluru (dalam m/s) adalah …

    1. 228
    2. 184
    3. 145
    4. 112
    5. 86

Jawaban :

Jawaban : A

Diketahui :

Massa peluru = 8 g

Massa balok = 250 g

Tinggi meja = 1 m

Ditanyakan :

Kelajuan awal peluru =?

Jawaban :

\( Vx=\frac { x }{ t } \\ Vx=\frac { \sqrt { 10 } }{ \sqrt { \frac { 2 }{ 10 } } } \\ Vx=\sqrt { 50 } \\ m1.v1+m2.v2=\left( m1+m2 \right) .v2\\ 8.{ 10 }^{ -3 }.v1+0=\left( 0,25+8.{ 10 }^{ -3 } \right) .\sqrt { 50 } \\ v1=228㎧ \)

  1. Sebuah peluru bermassa m= 0,01 kg ditembakkan ke arah sebuah ayunan balistik bermassa M = 0,49 kg seperti di tunjukkan dalam gambar. Peluru bersarang dalam balok setelah tumbukkan dan seluruh sistem naik sampai ketinggian maksimum h= 80 cm. Berapa kelajuan awal peluru?

    1.  18 m s-1
    2. 80 m s-1
    3. 150 m s-1
    4. 200 m s-1
    5. 250 m s-1

Jawaban :

Jawaban : 

Diketahui :

m = 0,01 kg

M = 0,49 kg

h = 80 cm

Ditanyakan :

Kelajuan awal peluru =?

Jawaban :

\( \frac { 1 }{ 2 } .m1.{ v1 }^{ 2 }=m.g.h\\ \frac { 1 }{ 2 } .0,01.{ v1 }^{ 2 }=0,49.10.0,8\\ v1=28㎧ \)

ESAI

Jawablah dengan singkat, tepat, dan jelas. Tuliskan jawaban Anda di buku latihan Anda. Jika diperlukan, ambil g = 10 m/s2.

  1. Sebuah bola dilempar dari tanah mendatar pada kecepatan awal 20 m/s pada sudut 530 terhadap arah mendatar, seperti pada gambar.

    1. Hitung komponen mendatar dan vertikal dari kecepatan awal
    2. Anggap gesekan udara dapat diabaikan. Gunakan jawaban Anda pada (a) untuk menentukan :
      1. Ketinggian maksimum yang di capai bola
      2. Lama bola di udara (selang waktu mulai dilempar sampai bola mendarat kembali di tanah);
      3. Jarak mendatar terjauh yang di capai oleh

Diketahui :

Kecepatan awal bola = 20 m/s

Sudut = 53°

Ditanyakan :

  1. Hitung komponen mendatar dan vertikal dari kecepatan awal
  2. Anggap gesekan udara dapat diabaikan  :
    1. Ketinggian maksimum yang di capai bola
    2. Lama bola di udara (selang waktu mulai dilempar sampai bola mendarat kembali di tanah);
    3. Jarak mendatar terjauh yang di capai oleh

Jawaban :

Komponen mendatar dan vertikal :

\( Vox=Vo\cos { 53 } °\\ Vox=20.0,6\\ Vox=12㎧\\ Voy=Vo\sin { 53 } °\\ Voy=20.0,8\\ Voy=16㎧ \)

Ketinggian maksimum bola :

\( t=\frac { Voy }{ g } \\ t=\frac { 16 }{ 10 } \\ t=1,6s\\ hmax=Voy.t-\frac { 1 }{ 2 } a{ t }^{ 2 }\\ hmax=16.1,6-\frac { 1 }{ 2 } .10{ .\left( 1,6 \right) }^{ 2 }\\ hmax=12,8m \)

Lama bola di udara :

\( \Delta t=1,6.2\\ \Delta t=3,2s\\ \)

Jarak :

\( =2.Vox.tmax\\ =2.12.1,6\\ =38,4m \)

  1. Bayangkan sebuah bulan fiktif yang kita sebut bulan 1 dianggap berbentuk bola dengan massa jenis sama dengan bumi, tetapi jari-jarinya seperempat kali jari-jari bumi :

P bulan 1 = P’ bumi + R bulan 1 = 0,25 R’ bumi

    1. Ambil percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 pada permukaan bumi, berapakah percepatan g bulan karena gravitasi bulan 1 pada permukannya?
    2. Jika percepatan lepas dari permukaan bumi adalah 11 km/s berapakah kecepatan lepas dari permukaan bulan1 ?
    3. Jika diperlukan 120 menit untuk sebuah satelit pada orbit rendah bumi (jari-jari orbit kira-kira sama dengan jari-jari bumi) untuk mengitari bumi satu kali, berapa lama diperlukan satelit dalam orbit rendah bulan 1 untuk mengitari bulan 1 satu kali?

Diketahui :

Massa jrnis bulan fiktif = bumi

Jari – jari bulan = 1/4 bumi

P bulan 1 = P’ bumi + R bulan 1 = 0,25 R’ bumi

Ditanyakan :

  1. percepatan g bulan ?
  2. kecepatan lepas dari permukaan bulan1 ?
  3. berapa lama diperlukan satelit dalam orbit rendah bulan 1 untuk mengitari bulan 1 satu kali?

Jawaban :

Percepatan g bulan :

\( \frac { g1 }{ g2 } =\frac { R1 }{ R2 } \\ \frac { 10 }{ g2 } =\frac { R1 }{ 0,25R1 } \\ g2=2,5㎨ \)

Kecepatan lepas :

\( \frac { { 11000 }^{ 2 } }{ { Vt }^{ 2 } } =\frac { 2.10.h }{ 2.g2.h2 } \\ \frac { { 11000 }^{ 2 } }{ { Vt }^{ 2 } } =4\\ Vt=5500㎧ \)

Lama satelit :

\( \frac { T2 }{ T1 } =\sqrt { \frac { { R2 }^{ 3 } }{ { R1 }^{ 3 } } } \\ T2=\sqrt { \frac { { \left( 0,25R1 \right) }^{ 3 } }{ { R1 }^{ 3 } } } \times 120\times 60\\ T2=112,5 \)

  1. Soal :

    1. Tuliskan teorema usaha-energi, kemudia nyatakan bunyi hukum tersebut
    2. Seorang anak mengerjakan gaya 15,0 N dengan sudut 370 pada sebuah kereta lucur (massa=4 kg) Gaya gesekan adalah 2,5 N.
      1. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada kereta luncur
      2. Hitunglah usaha oleh gaya resultan
      3. Anggap kereta mulai meluncur dengan kelajuan awal 1,00 m/s. Gunakan rumus teorema usaha-energi pada (a) untuk menghitung kelajuan akhir setelah anak meluncur sejauh 4,00 m

Diketahui :

Gaya = 15 N

sudut = 37°

Ditanyakan :

  1. Teorema usaha-energi
  2. Gaya 15,0 N, sudut 370, massa = 4 kg, Gaya gesekan = 2,5 N.
    1. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada kereta luncur
    2. Usaha oleh gaya resultan
    3. Kelajuan akhir setelah meluncur 4,00 m

Jawaban :

Teorema usaha-energi :

Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya sama dengan perubahan energi kinetik.

Gambar gaya yang bekerja :

Usaha oleh gaya resultan :

\( \sum { fx } =Fx-fg\\ \sum { fx } =F\cos { 37°-fg } \\ \sum { fx } =15.0,8-2,5\\ \sum { fx } =9,5N\\ w=\sum { fx } .s\\ w=9,5.4\\ w=38J\\ \)

Kelajuan akhir :

\( \sum { f } =m.a\\ a=\frac { \sum { f } }{ m } \\ a=\frac { 9,5 }{ 4 } \\ a=2,375㎨\\ w=\Delta Ek\\ w=\frac { 1 }{ 2 } m{ \left( v2-v1 \right) }^{ 2 }\\ 38=\frac { 1 }{ 2 } .4.{ \left( v2-1 \right) }^{ 2 }\\ v2=2\sqrt { 5 } ㎧ \)

  1. Sebuah ayunan sederhana terdiri dari sebuah bandul bola bermassa 0,025 kg digantung dari seutas benang ringan dengan panjang konstan 2,5 m. Bandul di geser dari posisi keseimbangan dengan tali tegang sampai pusat bandul telah naik 20 mm diatas posisi keseimbangannya. Kemudian bandul dilepaskan dari keadaan diam. Hitung ;
    1. Periode osilasi
    2. Kelajuan maksimum bandul
    3. Tegangan maksimum tali

(Ambil g = 10 m/s2)

Diketahui :

Massa bola = 0,025 kg

Panjang benang = 2,5 m

Bandul naik = 20mm dan dilepaskan dalam keadaan diam

Ditanyakan :

  1. Periode osilasi
  2. Kelajuan maksimum bandul
  3. Tegangan maksimum tali

Jawaban :

Periode osilasi :

\( T=2\pi \sqrt { \frac { L }{ g } } \\ T=2\pi \sqrt { \frac { 2,5 }{ 10 } } \\ T=\pi \)

Kelajuan maksimum bandul :

\( v=\frac { 2\pi }{ T } .h\\ v=\frac { 2\pi }{ \pi } .0,02\\ v=0,04㎧ \)

Tegangan maksimum tali :

\( T=m.g\\ T=0,025.10\\ T=0,25N \)

  1. Sebuah peluru dengan massa m = 0,01 kg di tembakkan ke sebuah ayunan balistik dengan massa M= 1,49 kg, seperti ditunjukkan dalam gambar. Peluru tertanam dalam balok setelah tumbukan dan keseluruhan sistem naik ke ketinggian maksimum h= 8 cm
    1. Sebutkan bunyi hukum kekelan energi mekanik
    2. Hitung kelajuan sistem balok dan peluru sesaat sesudah tumbukan
    3. Sebutkan bunyi kekelan momentum dan hitung kelajuan awal peluru keluar dari moncong senjata

Diketahui :

m = 0,01 kg

M = 1,49 kg

h = 8 cm

Ditanyakan :

  1. Hukum kekelan energi mekanik
  2. Kelajuan sistem balok dan peluru sesaat sesudah tumbukan
  3. Bunyi kekekalan momentum dan kelajuan awal peluru

Jawaban :

Hukum kekekalan energi :

Energi mekanik dari suatu sistem bernilai konstan.

Kelajuan sistem :

\( Ep1+Ek1=Ep2+Ek2\\ m1.g.h1+\frac { 1 }{ 2 } m1.{ v }1^{ 2 }=m2.g.h2+\frac { 1 }{ 2 } m2.{ v }2^{ 2 }\\ \frac { 1 }{ 2 } m1.{ v }1^{ 2 }=m2.g.h2+\frac { 1 }{ 2 } m2.{ v }2^{ 2 }-m1.g.h1\\ { v }1^{ 2 }=\frac { 2\left( m2.g.h2+\frac { 1 }{ 2 } m2.{ v }2^{ 2 }-m1.g.h1 \right) }{ m1 } \\ { v }1^{ 2 }=\frac { 2\left( 0,01+1,49 \right) .10.8.{ 10 }^{ -2 } }{ 1,5 } \\ { v1 }=1,27㎧ \)

Kekekalan momentum dan kelajuan awal peluru :

Momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan=momentum total sistem

\( v1=\frac { \left( m1+m2 \right) v }{ m1 } \\ v1=\frac { \left( 0,01+1,49 \right) 1,27 }{ 0,01 } \\ v1=190,5㎧ \)

, ,

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert