Fisika TM 4 Kuliah [PDF]

Citation preview

TM 4 FISIKA KULIAH Pada sistem yang manakah terjadi penurunan energi potensial gravitasi? A: Seorang anak perempuan sedang melompat dari tempat tidur ke lantai. Sebuah peluru 10 g memiliki kelajuan 1.2 km/s. Energi kinetik peluru adalah . . . A : 7200 J Sebuah benda bermassa 5 kg, mula-mula diam kemudian bergerak lurus dengan kecepatan 2 m/s. Usaha yang berubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah . .. A : 10 J Energi kinetik seorang atlet lari bermassa 70 kg ketika berlari dengan kelajuan 10 m/s MC adalah . . . A : 3500 J Energi kinetik sebuah mobil adalah 8 × 106 J ketika dia melaju di atas jalan horizontal. MC Kerja oleh gaya neto untuk menghentikan mobil tersebut dalam 10 sekon adalah A : 8 x 10 ^6 Seorang kuli memindahkan sekotak telur ayam bermassa 5 kg secara perlahan-lahan dari bak mobil ke permukaan tanah. Jika tinggi bak mobil adalah 1 m, maka kerja yang dilakukan kuli tersebut adalah A : 50 J Seorang atlit panahan menarik busurnya dari keadaan setimbang sejauh 50 cm. Bila anak panah yang digunakan memiliki massa 100 gram dan busur panah memiliki konstanta pegas sebesar 160 N/m, maka besar kecepatan anak panah ketika lepas dari busur adalah . . . A : 20 m/s Sebuah bola bilyar bermassa 1 kg berkelajuan 10 m/s menumbuk bola bilyar lain yang sedang diam. Bila koefisien elastisitas pada tumbukan ini adalah 0.8, maka energi mekanik yang hilang selama proses tumbukan adalah . . . A : 9J Penguin Kaisar (Eudyptula Minor) memiliki massa 30 kg mampu menyelam hingga kedalaman 500 m selama 20 menit. Penguin ini mampu bergerak didalam air dengankelajuan 12 km/jam. Pada kelajuan tersebut besar momentum penguin in adalah . . .kgm/s. A : 100



Traktor pertanian bermassa 1000 kg berjalan perlahan sejauh 40 m dengan kecepatan 1 m/s. Besarnya momentum yang dimiliki oleh traktor tersebut adalah . . .kg∙m/s. A : 1000 Sebuah bis menabrak mobil sedan yang sedang diparkir di tepi jalan sehingga sesaat setelah tabrakan kedua kendaraan bergerak bersama-sama dengan kecepatan 20 m/s. Jika massa truk empat kali lipat massa sedan, maka kecepatan sedan sebelum tabrakan adalah . . . m/s A : 25 Sebuah bola bilyar bermassa 1 kg berkelajuan 10 m/s menumbuk bola bilyar lain yang sedang diam. Bila koefisien elastisitas pada tumbukan ini adalah 0.6, maka energi mekanik yang hilang selama proses tumbukan adalah . . . A : 18 J Sejumlah energi dibutuhkan untuk meningkatkan percepatan mobil dari keadaan diam menjadi v dengan besar energi E. Energi yang dibutuhkan jika mobil dipercepat menjadi 2v adalah . . .MC A : 4E Dua bola A dan B memiliki ukuran yang sama dijatuhkan dari ketinggian yang sama. Bola A memiliki massa dua kali massa B. Sesaat ketika sampai di tanah, manakah pernyataan berikut yang benar? A : Energi kinetik bola B setengah kali energi kinetik bola A Dua bola masing-masing mempunyai massa mA = 6 kg dan mB = 4 kg bergerak pada suatu garis lurus saling mendekati dalam arah berlawanan dengan kelajuan vA = 4 m/s dan vB = 6 m/s. Kedua bola kemudian bertumbukan tak lenting (koefisien restitusi e = 0). Kecepatan masing-masing benda sesaat setelah tumbukan adalah . . . A : Va', Vb', 0m/s, 0m/s Vb', 2 m/s searah, 4 m/s Vb', 6 m/s berlawanan arah, 6 m/s Vb', 3 m/s berlawanan arah, 1 m/s Sebuah bola bermassa 0.8 kg ditendang dari keadaan diam sehingga bola melesat dengan kelajuan 30 m/s. Jika gaya rata-rata yang diberikan bola pada saat ditendang adalah 1200 N, maka lama waktu kontak antara penendang dengan bola adalah . . A : 0.02 Pada sebuah mobil yang sedang bergerak di jalan mendaki dengan kelajuan konstan, pasti ada gaya nonkonservatif yang bekerja. SEBAB Pada sebuah mobil yang sedang bergerak di jalan mendaki dengan kelajuan konstan berlaku hukum kekekalan energi mekanik A : Pernyataan betul dan Alasan salah



Jika hanya gaya-gaya konservatif saja yang bekerja pada suatu benda maka energi kinetik benda tersebut tidak akan berubah. SEBAB Jika gaya neto yang bekerja pada suatu benda adalah nol, maka energy potensial benda tersebut adalah tetap. A : Pernyataan dan alasan keduanya salah Sebuah beban dengan massa 250 kg ditarik keatas dari keadaan diam memakai kabel baja sehingga bergerak sejauh 20 m dengan percepatan 1.5 m/s2. Pernyataan yang benar mengenai situasi ini adalah . . . 1.Besar gaya tegangan kabel adalah 2875 N. 2.Besar kerja netto yang dilakukan pada beban adalah 7500 J. 3.Besar usaha yang dilakukan kabel pada beban adalah 57500 J. 4.Besar kecepatan akhir beban adalah 10 m/s Pernyataan-pernyataan yang benar dari keempat pernyataan di atas adalah... A : 1,2,3 benar Sebuah balok bermassa 1 kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang panjangnya 12 m dan tingginya 5 m seperti gambar di bawah ini. Ketika mencapai bagian dasar bidang miring, kelajuan balok adalah 6 m/s. Pada gerak balok dari puncak ke dasar bidang miring tersebut . . . 1.kerja oleh gaya gravitasi adalah 50 J 2.kerja oleh gaya neto adalah 18 J 3.besar gaya neto adalah 1.5 N 4.besar gaya gesekan adalah 3.2 N Pernyataan-pernyataan yang benar dari keempat pernyataan di atas adalah... A : 1,2,3 benar Sebuah benda bermassa 4 kg, mula-mula diam kemudian bergerak lurus dengan percepatan 2,5 m/s. Usaha yang berubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah . . . A : 50 J Energi kinetik seorang atlet lari bermassa 60 kg ketika berlari dengan kelajuan 10 m/s MC adalah A : 3000 J Energi kinetik sebuah mobil adalah 5 x 106 J ketika dia melaju di atas jalan horizontal. MC Kerja oleh neto untuk menghentikan mobil tersebut dalam 10 sekon adalah . . A : 5 X 10^6 J



Pada sistem yang manakah terjadi penurunan energi potensial gravitasi ? A : Seorang anak laki laki menekan pegas secara horizontal



Benda bermassa m = 5 kg mengalami perubahan momentum dari 20 kg m/s menjadi 40 kg m/s akibat gaya total 100 N. Perpindahan benda untuk terjadinya perubahan momentum tersebut adalah . . . m A : 0.8 Balok A dan B berturut – turut bermassa 3 kg dan 4 kg bergerak saling mendekati satu sama lain di atas lantai licin. Sesaat sebelum tumbukan kelajuan balok A sebesar 12 m/s dan balok B sebesar 2 m/s. Apabila kedua balok bertumbukan tidak lenting sama sekali maka sesaat setelah tumbukan kedua balok akan memiliki energi sebesar . . .J A : 56 Dua uang logam identik dijatuhkan dari ketinggian yang beda. Logam pertama dijatuhkan dari ketinggian 2,2 m sedangkan logam kedua dijatuhkan dari ketinggian 2 m dengan kecepatan 2 m/s. penyataan berikut yang benar adalah . . A : Energi kinetik saat ketinggian 1,8 m logam 1 Perhatikan gambar. Dua bola identik dijatuhkan bersamaan dari ketinggian yang sama pada bidang licin berbentuk setengah lingkaran dengan jari-jari 1.8 m. Jika tumbukan antara kedua bola lenting sempurna, maka kecepatan kedua bola sesaat setelah tumbukan adalah . . .m/s A:6 Sebuah bola bermassa 0,8 kg jatuh bebas dari ketinggian 180 cm di atas lantai tanpa kecepatan awal. Jika setelah menumbuk lantai bola terpantul ke atas dengan kecepatan 5 m/s (percepatan gravitasi = 10 m/s2), maka besar impuls pada bola adalah . . .N.s A : 8.8 Sebuah balok bermassa 10 kg bergerak di atas bidang datar kasar dengan kecepatan awal 10 m/s. Akibat lintasan yang kasar, balok tersebut berhenti pada jarak 50 m. hitunglah gaya gesek yang bekerja pada benda selama bergerak . . . A : 10 N Sebuah balok (2kg) dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 45o. Ketinggian bidang miring 5 m dan balok dilepaskan tanpa memiliki kecepatan awal. Di dasar bidang miring kemudian balok bergerak di lintasan datar yang kasar dengan koefisien gesekan 0.1. jarak yang ditempuh oleh balok di bidang datar kasar adalah . . . A : 50 m



Sebuah granat yang diam, tiba-tiba meledak pecah menjadi dua bagian yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan massa m1: m2 = 1 : 2. Bila energy yang dibebaskan adalah 3 x 105 joule, maka perbandingan energi kineti pecahan granat pertama dan kedua adalah . . . A : 2:1 Dua buah balok bertumbukan seperti pada gambar dibawah ini. Mula-mula pegas benda dalam keadaan seimbang. Jika tumbukan tidak lenting sama sekali, maka pegas akan tertekan sejauh . . .m A : 0.4 Sebuah benda bermassa 1 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s . Bila g =10 m/s2 , besarnya energi kinetik saat mencapai setengah ketinggian maksimum adalah . . . A : 200 J Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 30 cm. kemudian ujung bawah pegas digantungi beban 100 gram sehingga panjang pegas menjadi 35 cm. jika beban tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm, dan percepatan gravitasi 10 m/s2 maka energi potensial elastik pegas adalah . . .J A : 0.025 Sebuah balok kecil melalui lintasan seperti pada gambar di bawah ini. Jari-jari lingkaran 8 m , seluruh lintasan yang dilalui balok licin sempurna. Kelajuan bola di titik A supaya balok dapat mencapai titik B minimal adalah . . .m/s A : 20 Sebuah balok bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Perhatikan pernyataan berikut ini : 1.Usaha oleh gaya gesek bernilai negatif 2.Usaha oleh gaya gesek sama dengan minus perubahan energi potensial balok 3.Usaha oleh gaya gravitasi bernilai positif 4.Usaha oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi kinetik balok Pernyataan di atas yang benar adalah... A : 1 dan 3 Benar Seorang atlet baseball memukul bola berlawanan arah dengan arah datangnya bola, sehingga bola berbalik arah setelah dipukul. Bola dipukul dalam selang waktu yang sangat singkat dan berbalik arah dengan kecepatan yang sama sebelum dipukul. Dari kasus ini, dapat disimpulkan bahwa . . .MC A : Impuls dari sistem sama dengan dua kali momentum awal



Sebuah kelereng A menumbuk kelereng B yang sedang diam. Setelah tumbukan, kelereng A bergerak berlawanan arah dengan besar kecepatan berbeda dari kecepatan awal A. Kelereng B bergerak searah dengan pergerakan awal kelereng A. jika kecepatan akhir kelereng A lebih besar dari kecepatan akhir kelereng B, pernyataan manakah yang benar berhubungan dengan kasus di atas . . . A : Massa kelereng B lebih besar dari 3 kali kelereng A sebuah peluru ditembakkaan ke arah suatu balok yang sengaja digantungkan pada langit-langit rumah dengan sebuah tali. Peluru bersarang di dalam balok, kemudian balok mulai berayun dan hingga mencapai ketinggian tertentu diukur dari posisi awal balok. Pernyataan berikut ini yang benar adalah . . . A : Energi sistem kekal Kelereng A bergerak ke arah kanan dengan kecepatan 5 m/s menumbuk B yang sedang diam . setelah tumbukan ternyata kecepatan B tiga kali kecepatan A dengan arah yang sama seperti arah kecepatan awal A. Tumbukan terjadi secara lenting sempurna, tentukan hubungan kedua massa ... A : Massa kelereng A setengah kali masa Kelereng B Bola A bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 m/s. Bola B bermassa 5 kg bergerak ke kiri dengan kecepatan 2 m/s. Keduanya bergerak saling mendekat dan pada akhirnya menumbuk. Tumbukan terjadi secara lentng sebagian dengan koefisien restitusi 0.1, kecepatan akhir dari masingmasing bola adalah A : vA' = -1,42 m/s dan vB’ = -1,02 m/s Sebuah benda bermassa 2 kg yang sedang bergerak dengan laju tetap tibatiba menumbuk karung pasir sehingga mengalami gaya F sebagai fungsi waktu seperti telihat pada grafik di bawah. Perubahan laju benda selama 4 detik pertama adalah . . .m/s A : 7.6 Sebuah benda bermassa 2 kg yang sedang bergerak dengan laju tetap tibatiba menumbuk karung pasir sehingga mengalami gaya F sebagai fungsi waktu seperti telihat pada grafik di bawah. Pada detik ke-4, besar gaya yang bekerja pada benda adalah . . .N A : 3.6 Grafik di bawah menyatakan hubungan gaya F yang bekerja pada benda bermassa 3 kg terhadap waktu t selama gaya itu bekerja pada benda. Bila benda mula-mula diam, maka kecepatan akhir benda adalah . . .m/s A : 12



Seorang anak yang bermassa 40 kg menaiki perahu bermassa 80 kg yang sedang bergerak dengan kelajuan 1 m/s di atas air danau yang tenang. Suatu ketika anak tersebut melompat ke belakang dengan kelajuan 1 m/s terhadap air. Kecepatan perahu setelah anak melompat adalah . . .m/s A:2