Conan

<a href=http://zawa.blogsome.com>Zawa Clocks</a> Sumber : http://fatholthearseko.blogspot.com/2011/09/pasang-jam-conan-di-blog.html#ixzz2Uv3dx3dO

Senin, 26 Desember 2011

soal Fisika kelas XI Bab 3,4,5

BAB 3


Soal 1
Benda bermassa 2 kg diletakkan pada ujung pegas yang tergantung vertikal. Jika pegas di getarkan dan konsatanta pegas 200 N/m, maka periode getarnya
Penyelesaian :
T = 2Π √(m/k) = 2Π √(2/200) = 2Π/10 = Π/5 s

Soal 2
Sebuah pegas dengan k = 45 N/m digantungkan massa 225 gr, panjang pegas menjadi 35 cm. Jika g = 10 m/s2 , tentukan panjang pegas tanpa beban!
Penyelesaian :
Pada pegas berlaku F = k.x ; F yang menarik pegas adalah berat dari massa 225 gr---> F = m.g  = 0,225 .10  = 2,25 N = k.x = 45. x
x = 0,05 m = 5 cm. Jadi panjang pegas tanpa beban = 35 cm - 5 cm = 30 cm

Soal 3
Sebuah bandul mempunyai periode ayunan 4 s. Hitung periodenya jika :
a). panjang tali ditambah panjang 60 % nya
b). panjang tali dikurang 60 % nya.
Penyelesaian :
T = 2∏√(L/g)
a). Jika tali diubah menjadi 160% dari L --> T = 2∏√(L/g) = 2∏√(16L/10g) = 2∏√(L/g).√(16/10) = 4 x 1,2649.. = 5,05 s
b). Jika tali diubah menjadi 40% dari L --> T = 2∏√(L/g) = 2∏√(4L/10g) = 2∏√(L/g).√(4/10) = 4 x 0,632.. = 2,5298... s
Soal 4
Suatu bandul mempunyai panjang tali 70 cm. Periode ayunan bandul 1,78 s. Tentukan percepatan gravitasi setempat !
Penyelesaian :
T = 2∏√(L/g) ----> g = 4∏2. L / T2 = 8,72 m/s2


Soal 5
Seseorang dengan massa 50 kg bergantung pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Jika g = 10 m/s2 , Tentukan tetapan pegas!
Penyelesaian :
Dengan bergantung di pegas maka pegas tertarik dengan gaya berat sebesar W = mg = 500 N. maka tetapan pegas dapat dihitung dengan rumus k = F/x = 500 / 0,1 = 5000 N/m

6. Sebuah benda digantungkan pada sebuah tali yang digantung vertikal. Benda tersebut ditarik ke samping dan dilepaskan sehingga benda bergerak bolak balik di antara dua titik terpisah sejauh 20 cm. Setelah 20 detik dilepaskan, benda melakukan getaran sebanyak 40 kali. Hitunglah frekuensi, periode dan amplitudo getaran benda tersebut.
Panduan jawaban :
a) Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan benda selama satu detik. Benda melakukan getaran sebanyak 40 kali selama 20 detik. Dengan demikian, selama 1 detik benda tersebut melakukan getaran sebanyak 2 kali (40 / 20).
b) Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran (T).
T = 1/f = ½ = 0,5 sekon
Jadi benda melakukan satu getaran selama 0,5 detik.
c) Amplitudo adalah simpangan maksimum diukur dari titik keseimbangan. Karena benda bergerak bolak balik alias melakukan getaran di antara dua titik terpisah sejauh 20 cm, maka amplitudo getaran benda adalah setengah dari lintasan yang dilalui benda tersebut. Dengan demikian, amplitudo = ½ (20 cm) = 10 cm
7. Sebuah benda digantungkan pada sebuah pegas dan berada pada titik kesetimbangan. Benda tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm dan dilepaskan. Jika benda melalui titik terendah sebanyak 10 kali selama 5 detik, tentukanlah frekuensi, periode dan amplitudo getaran benda tersebut.
Panduan jawaban :
a) Frekuensi
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan benda selama satu detik. Pada soal dikatakan bahwa benda tersebut melewati titik terendah sebanyak 10 kali selama 5 detik. Agar benda bisa melewati titik terendah maka benda tersebut pasti melakukan getaran (gerakan bolak balik dari titik terendah menuju titik tertinggi dan kembali lagi ke titik terendah). Karena benda melewati titik terendah sebanyak 10 kali selama 5 detik maka dapat dikatakan bahwa benda melakukan getaran sebanyak 10 kali selama 5 detik. Dengan demikian, selama 1 detik benda tersebut melakukan getaran sebanyak 2 kali (10 / 5).
b) Periode
Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran (T).
T = 1/f = ½ = 0,5 sekon
Jadi benda melakukan satu getaran selama 0,5 detik.
c) Amplitudo adalah simpangan maksimum diukur dari titik keseimbangan. Pada soal di atas, amplitudo getaran benda adalah 5 cm
8. Sebuah sedan bermassa 1200 kg ditumpangi 3 orang yang memiliki massa total 200 kg. Pegas mobil tersebut tertekan sejauh 5 cm. Anggap saja percepatan gravitasi = 10 m/s2
Hitunglah :
a) konstanta pegas mobil tersebut
b) berapa jauh pegas sedan tersebut tertekan jika sedan dinaiki 4 orang dan bagasinya dipenuhi dengan muatan sehingga total massa adalah 300 kg ?
Panduan jawaban :
Pegas sedan mulai tertekan ketika dimuati beban bermassa 200 kg. Dengan demikian massa sedan tidak disertakan dalam perhitungan, karena ketika sedan tidak dimuati beban, pegas sedan berada pada posisi setimbang.
a) konstanta pegas
b) apabila sedan dimuati beban bermassa 300 kg, maka
8. Sebuah partikel melakukan gerak harmonic sederhana dengan frekuensi 5 Hz. Jika simpangan yang dapat ditempuh partikel itu pada saat t = 2 sekon adalah 20 cm, tentukanlah percepatan getar partikel pada saat itu!
Penyelesaian
Diketahui:
f = 5 Hz
t = 2 sekon
y = 20 cm
a = – ω2.y=(2πf)2.y= – (2.π.5)2.20
= -2000 πcm/s2 = – 20 π m/s2










BAB 4
1. Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
h = 8 meter
m = 2 kg
g = 10 N/kg
Ditanyakan : Ep = ……… ?
Jawab :
Ep = m.g.h
Ep = 2 kg. 10 N/kg. 8 m
Ep = 160 Nm
Ep = 160 J
2.  Rina mendorong meja yang massanya 4 kg dgn percepatan 2m/s" sejauh 5 m. berapkah usahanya?
jawab:
W = Fs
= mas
= 4 kg 2 m/s" 5 m
= 40 joule
3.   Sebuah benda bergerak dengan gaya 8 n sejauh 2,5 m, Tentukan Usaha !

Jawab : W = F X S
= 8N X 2,5 m
= 20 J
4. A. Sebuah benda dengan massa 0,5 kg jatuh dari ketinggian 4m ke tanah, jika g = 10 m/s2, hitunglah :

1. energi potensial ketika melayang jatuh
2. Energi kinetik ketika menyentuh tanah

Jawab:
Diketahui :
m= o,5 kg
h = 4m
g = 10 m/s2




Jawab :

1. energi potensial ketika melayang jatuh

     EP = M.G.H
0,5 kg . 4 m. 10 m/s2
= 20 J

2. Energi kinetik ketika menyentuh tanah

Karena energi mekanik = constant

Bahwa : Ketika menyentuh tanah tidak ada tinggi
ketika jatuh tidak ada velocity
Rumus EK : 1/2 . M. V2

Jadi 1/2 . 0,5 . 0

Berapapun dikali nol, pasti nol
EK = 0

5. Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya ? anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s2.


Panduan jawaban :

Diketahui : m : 0,2 kg
                   g  : 10 m/s
                   h  : 10 m

ditanya : energy potensial ?






jawab :

EP = mgh
EP = (0,2 kg) (10 m/s2) (10 m)
EP = 20 Kg m2/s2 = 20 N.m = 20 Joule
6. Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah :
a) energi kinetik bola tersebut
b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ?

panduan jawaban :

a)       Energi Kinetik bola

EK= ½ mv2 = ½ (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule

b)       Usaha total

W = EK2 – EK1
EK2 = 67,5 Joule
EK1 = ½ mv2 = ½ m (0) = 0 — laju awal bola (vo) = 0
Dengan demikian, usaha total :
W = 67,5 Joule – 0 = 67,5 Joule


BAB 5
1.Sebuah bola dengan massa 0,1 kg dijatuhkan dari ketinggian 1,8 meter dan mengenai lantai. Kemudian dipantulkan kembali sampai ketinggian 1,2 m. Jika g = 10 m/s2. Tentukan impuls karena berat bola ketika jatuh...
Pembahasan
  Diketahui :
m = 0,1 kg
h = 1,8 m
h’ = 1,2 m
g = 10 m/s2
Selama bola jatuh ke tanah terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik, sehingga
Ep      = Ek
mgh   = ½ mv2
v        = √2gh
Impuls bola karena berat ketika jatuh adalah...
I   = F ∆t
= m∆v
= m√2gh
= (0,1) √2(10) (1,8)
= (0,1) (6)
= 0,6 Ns

2.   Pada soal nomor 1, tentukan koefisien restitusinya...
pembahasan
 Diketahui :
m = 0,1 kg
h = 1,8 m
h’ = 1,2 m
g = 10 m/s2
Koefisien restitusi
e    = √h’ : h
= √1,2 : 1,8
= √2 : 3
= 0,8

3.   Sebuah bola 0,2 kg dipukul pada saat sedang bergerak dengan kecepatan 30 m/s. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan kecepatan 40 m/s berlawanan arah semula. Hitunglah impuls pada tumbukan tersebut...
Pembahasan
Diketahui :
m = 0,2 kg
v1 = 30 m/s
v2 = -40 m/s
Impuls yang terjadi pada saat tumbukan adalah
I     = F . ∆t
= m (v2 – v1)
= 0,2 (-40 – 30)
= -14 Ns
Tanda minus berarti arah pemukul berlawanan dengan arah datangnya bola.
4.   Sebuah balok bermassa 950 gram diam diatas bidang datar dengan koefisien gesekan kinetik 0,1. Sebutir peluru yang bermassa 50 gram menumbuk balok tersebut. Kelajuan peluru saat itu adalah 50 m/s. Jika peluru bersarang di balok, tentukan laju balok setelah tumbukan...
Pembahasan
Diketahui :
mb = 950 gram = 0,95 kg
µk = 0,1
mp = 50 gram = 0,05 kg
vp = 50 m/s
mb vb + mp vp                               = (mp +  vp) v’
(0,95) (0) + (0,05)(50)      = (0,95+0,05) v’
0 + 2,5                            = v’
V’        = 2,5 m/s

5.   Seperti pada soal nomor 4, kapan dan dimana balok akan berhenti?
Pembahasan
  ΣF = 0
F + fk = 0
F = - fk
ma     = -µk N
ma      = -µk mg
a        = -µk g
a         = -(0,1) (10)
a         = -1 m/ss (tanda minus menunjukkan gerak diperlambat)
balok berhenti berarti v1 = 0. Berdasarkan gerak lurus berubah beraturan maka v1 = v0 + at
v0 adalah kecepatan awal balok setelah tumbukan, yaitu v’ = 2,5 m/s, sehingga

0 = 2,5 – 1t
t = 2,5 s
jarak yang ditempuh
x  = v0t + ½ at2
= (2,5) (2,5) + ½ (-1) (2,5)2= 6,25 – 3,125= 3,125 m
6.   Sebuah benda bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam dipukul sehingga bergerak dengan kecepatan 14 m/s. Jika gaya bekerja selama 0,01 sekon, tentukan besar gaya yang diberikan pada benda tersebut...
Pembahasan
Diketahui :
m = 0,2 kg
v1 = 0
v2 = 14 m/s
∆t = 0,01 s
F ∆t             = m(v2 – v1)
F (0,01)       = 0,2 (14 – 0)  
F        = 280 N

7.   Sebuah gerbong kereta dengan massa 10.000kg bergerak dengan laju 24 m/s. Gerbong tersebut menabrak gerbong lain yang serupa dan dalam keadaan diam. Akibat tabrakan tersebut, gerbong tersambung menjadi satu. Berapakah kecepatan bersama dari gerbong tersebut?
Pembahasan
Diketahui :
m = 10.000 kg
v1 = 24 m/s
v0 = 0
Momentum total awal dari kejadian tersebut adalah...
Ptot     = m1 v1 + m2 v2
= (10.000)(24) + (10.000)(0)
= 240.000 kgm/s
Setelah tumbukan, momentum total akan sama dan dimiliki bersama oleh kedua gerbong. Karena kedua gerbong menjadi satu maka laju mereka adalah v’
Ptot              = (m1 + m2) v’
2,4 x 105     = (10.000 + 10.000)v’
V’       = (2,4 x 105) : (2 x 104)
= 12 m/s

8.   Hitung kecepatan balik senapan yang memiliki massa 5 kg dan menembakkan peluru 25 gram dengan laju 120 m/s.
Pembahasan
Diketahui :
ms = 5 kg
mp = 25 gr = 0,025 kg
vp’ = 120 m/s
Momentum total sistem tetap kekal. Kekekalan momentum pada arah x menghasilkan
ms vs + mp vp   = ms vs’ + mp vp
0 + 0               = (5) vs’+ (0,025)(120)
0                     = 5 Vs’ + 3
Vs’               = -3 : 5
Vs’               = - 0,6 m/s

9.   Proton dengan massa 1,01u (u = satuan massa atom yang disatukan) yang bergerak dengan laju 3,6 x 104 m/s bertumbukan dari depan dengan inti helium (He), mHe = 4u yang diam. Berapa kecepatan inti helium setelah tumbukan?
Pembahasan
Mpvp    = mpvHe’ - mpvp + mHevHe
VHe’    = (2 mpvp) : (mp + mHe)
 = [2 (1,01u) (3,6 x 104)] : [1,01u +4u]
 =[(2,02u)(3,6 x 104)] : 5,01u
 =1,45 x 104 m/s

10.                Sebuah batu 100 gram dilontarkan dengan sebuah alat sehingga melesat dengan kelajuan 20 m/s di udara. Batu tersebut mengenai sasaran benda lain yang diam dengan massa 10 gram. Kedua benda tersebut menjadi satu dan bergerak bersama-sama. Berapakah kecepatan kedua benda setelah tumbukan?
pembahasan
Diketahui :
m1 = 100 gram = 0,1 kg
v1 = 20 m/s
m2 = 10 gram = 0,01 kg  |v2 = 0
kekekalan  momentum
m1v1 + m2v2           = (m1 + m2) v’
v’                          = [m1v1 + m2v2] : [m1 + m2]
= [(0,1)(20) + (0,01)(0)] : [0,1+0,01]
= 2 : 0,11
= 18,2 m/s












 

 

Nama       : Indria Asrinda
Kelas        : XI IPA G




DINAS PENDIDIKAN NASIONAL
SEKOLAH MENEGAH ATAS NEGERI 2
KOTA BENGKULU
TAHUN AJARAN 20111/2012

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar