PROFIL JURUSAN PERGURUAN TINGGI

Jawaban Soal UK BAB 12 Fisika Kelas XI (Alat-Alat Optik)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Wed, 26 Dec 2018 10:00:00 +0000

1). Titik dekat mata seseorang 200 cm di muka mata. Agar orang itu dapat melihat pada jarak 25 cm, maka perlu kacamata berkekuatan ... dioptri.
a. 3,5
b. 0,2
c. -0,2
d. -0,4
e. -0,5

Diketahui:
PP = 200 cm
Sn = 25 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena titik dekat mata lebih dari 25 cm, maka mata menderita hipermetropi (rabun dekat). Berarti menggunakan rumus:
P = 100/Sn - 100/PP
P = 100/25 - 100/200
P = 4 - 0,5
P = 3,5 dioptri (Jawaban: A)

2). Titik jauh penglihatan seseorang 100 cm di muka mata. Orang ini memerlukan kacamata dengan lensa yang dayanya ... dioptri.
a. 0,5
b. 0,3
c. 3
d. -3
e. -1

Diketahui:
PR = 100 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena titik jauh mata kurang dari ~ (tak terhingga), maka mata menderita miopi (rabun jauh). Berarti menggunakan rumus:
P = -100/PR
P = -100/100
P = -1 dioptri (Jawaban: E)

3). Seorang penderita presbiopi dengan titik dekat 75 cm. Agar dapat membaca pada jarak baca normal (25 cm), orang itu harus memakai kacamata dengan ukuran...
a. 2 2/3 dioptri
b. 1 dioptri
c. 2 1/3 dioptri
d. 3 dioptri
e. 3 2/3 dioptri

Diketahui:
PP = 75 cm
PPn = 25 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena mata presbiopi, menggunakan rumus:
P = 100/PPn - 100/PP
P = 100/25 - 100/75
P = 4 - 4/3
P = 12/3 - 4/3
P = 8/3
P = 2 2/3 dioptri (Jawaban: A)

4). Seseorang yang miopi titik dekatnya 20 cm sedang titik jauhnya 50 cm. Agar ia dapat melihat jelas benda yang jauh, ia harus memakai kacamata yang kekuatannya...
a. -0,5 dioptri
b. -0,2 dioptri
c. -2,0 dioptri
d. -5,0 dioptri
e. +2,0 dioptri

Diketahui:
PP = 20 cm
PR = 50 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Yang ditanya adalah kekuatan lensa agar ia dapat melihat jelas benda yang jauh (berarti miopi / rabun jauh). Menggunakan rumus:
P = -100/PR
P = -100/50
P = -2,0 dioptri (Jawaban: C)

5). Seseorang yang memiliki punctum proximum 50 cm dan punctum remotum tak terhingga. Agar dapat membaca pada jarak normal, orang tersebut haruslah memakai kacamata yang berlensa...
a. positif dengan jarak fokus 0,5 m
b. positif dengan jarak fokus 0,25 m
c. negatif dengan jarak fokus 0,5 m
d. negatif dengan jarak fokus 0,25 m
e. positif dengan jarak fokus 0,2 m

Diketahui:
PP = 50 cm
PR = ~ (tak terhingga)
s = 25 cm (karena jika ia ingin membaca pada jarak normal, berarti titik dekat mata normal rata-rata yaitu 25 cm)

Ditanya: f (jarak fokus lensa)?

Jawab:
Karena PP > 25 cm, maka orang tersebut menderita hipermetropi (rabun dekat).
*Untuk mencari tahu apakah lensanya positif atau negatif, menggunakan rumus:
P = 100/s - 100/PP
P = 100/25 - 100/50
P = 4 - 2
P = +2 dioptri (berarti positif)

*cari s':
s' = -PP
s' = -50 cm

*Untuk mencari jarak fokus nya menggunakan rumus:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + (-1/50)
1/f = 1/25 - 1/50
1/f = 2/50 - 1/50
1/f = 1/50
f = 50 cm
f = 0,5 m

Berarti si penderita haruslah memakai kacamata yang berlensa positif dengan jarak fokus 0,5 m (Jawaban: A)

6). Titik jauh penglihatan seseorang 250 cm di muka mata. Orang ini memerlukan kacamata dengan lensa yang dayanya ... dioptri.
a. 0,3
b. 0,4
c. 5
d. -0,4
e. -1

Diketahui:
PR = 250 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena titik jauh mata kurang dari ~ (tak terhingga), maka mata menderita miopi (rabun jauh). Berarti menggunakan rumus:
P = -100/PR
P = -100/250
P = -0,4 dioptri (Jawaban: D)

7). Titik dekat seorang kakek terletak pada jarak 120 cm di depan mata. Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang terletak 30 cm di depan mata, kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai berdaya ... dioptri.
a. -5
b. -4,16
c. -2,5
d. 2,5
e. 4,16

Diketahui:
PP = 120 cm
s = 30 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena titik dekat mata lebih dari 25 cm, maka kakek menderita hipermetropi (rabun dekat). Berarti menggunakan rumus:
P = 100/s - 100/PP
P = 100/30 - 100/120
P = 400/120 - 100/120
P = 300/120
P = 2,5 dioptri (Jawaban: D)

8). Sebuah lensa berjarak fokus 5 cm digunakan sebagai lup. Jika mata normal menggunakan lup tersebut dengan berakomodasi maksimum, maka perbesaran anguler lup adalah...
a. 3 kali
b. 4 kali
c. 5 kali
d. 6 kali
e. 7 kali

Diketahui:
f = 5 cm
PP = 25 cm (mata normal)

Ditanya: Mα (pembesaran anguler lup)?

Jawab:
Berdasarkan persamaan untuk mata berakomodasi maksimum:
Mα = PP/f + 1
Mα = 25/5 + 1
Mα = 5 + 1
Mα = 6 kali (Jawaban: D)

9). Seorang siswa (sn = 25 cm) melakukan percobaan dengan data seperti diagram berikut: (gambar ada di buku). Perbesaran mikroskop adalah...
a. 30 kali
b. 36 kali
c. 40 kali
d. 46 kali
e. 50 kali

Diketahui:
dari gambar diketahui:
PP = 25 cm (titik dekat mata normal rata-rata)
f ob (fokus lensa objektif) = 1 cm
f ok (fokus lensa okuler) = 5 cm
s ob (jarak benda dari lensa objektif) = 1,2 cm
d (panjang mikroskop) = 10 cm
Karena bayangan benda yang dibentuk oleh lensa objektif jatuh di depan lensa okuler di antara titik pusat optik dan titik fokus okuler, maka mata berakomodasi maksimum.

Ditanya: Mα (perbesaran mikroskop)

Jawab:
*Cari jarak bayangan dari lensa objektif:
1/f ob = 1/s ob + 1/s' ob
1/s' ob = 1/f ob - 1/s ob
1/s' ob = 1/1 - 1/1,2
1/s' ob = 12/12 - 10/12
1/s' ob = 2/12
s' ob = 12/2
s' ob = 6 cm

*Karena mata berakomodasi maksimum, perbesaran sudut adalah:
Mα = s' ob/s ob (PP/f ok + 1)
Mα = 6/1,2 (25/5 + 1)
Mα = 5 (5+1)
Mα = 5 (6)
Mα = 30 kali (Jawaban: A)

10). Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif dan okuler yang fokusnya masing-masing berjarak 0,9 cm dan 5 cm. Seseorang memasang preparat 10 mm di depan objektif untuk diamati melalui okuler tanpa akomodasi. Bila objek preparat mempunyai panjang 0,5 mm dan jarak baca normal orang tersebut 25 cm, maka panjang objek tersebut menjadi...
a. 7,5 mm
b. 10 mm
c. 12,5 mm
d. 15 mm
e. 17,5 mm

Diketahui:
f ob = 0,9 cm
f ok = 5 cm
s ob = 10 mm = 1 cm
h = 0,5 mm
Sn = 25 cm
Mata tidak berakomodasi

Ditanya: h' (panjang objek yang dilihat menggunakan mikroskop)?

Jawab:
*Cari jarak bayangan benda dari lensa objektif:
1/f ob = 1/s ob + 1/s' ob
1/s' ob = 1/f ob - 1/s ob
1/s' ob = 1/0,9 - 1/1
1/s' ob = 10/9 - 9/9
1/s' ob = 1/9
s' ob = 9 cm

*cari pembesarannya (tanpa akomodasi):
M = s' ob /s ob (Sn/f ok)
M = 9/1 (25/5)
M = 9 . 5
M = 45 kali

*Lalu cari panjang objek yang dilihat:
h' = M . h
h' = 45 . 0,5 mm
h' = 22,5 mm

11). Sebuah teropong digunakan untuk melihat bintang yang menghasikan perbesaran anguler 6 kali. Jarak lensa objektif terhadap okuler 35 cm. Teropong digunakan dengan mata tak berakomodasi. Jarak fokus okulernya adalah...
a. 3,5 cm
b. 5 cm
c. 7 cm
d. 10 cm
e. 12 cm

Diketahui:
Mα = 6 kali
d = 35 cm
digunakan dengan mata tak berakomodasi

Ditanya: f ok (jarak fokus okuler)?

Jawab:
*Persamaan panjang teropong:
d= f ob + f ok
35 = f ob + f ok ....... (1)

*persamaan pembesaran sudut untuk teropong bintang yang digunakan oleh mata tanpa berakomodasi:
Mα = f ob / f ok
6 = f ob / f ok
f ob = 6 f ok ....... (2)

*Lalu substitusikan persamaan 2 ke persamaan 1:
35 = f ob + f ok
35 = 6 f ok + f ok
35 = 7 f ok
f ok = 35/7
f ok = 5 cm (Jawaban: B)

12). Titik jauh mata Sri = 200 cm. Untuk dapat melihat benda jauh dengan jelas, daya lensa kacamata Sri yang diperlukan adalah..
a. -0,5 D
b. +0,5 D
c. -1,0 D
d. +2,0 D
e. -2,0 D

Diketahui:
PR = 200 cm

Ditanya: P (kekuatan lensa)?

Jawab:
Karena titik jauh mata kurang dari ~ (tak terhingga), maka Sri menderita miopi (rabun jauh). Berarti menggunakan rumus:
P = -100/PR
P = -100/200
P = -0,5 dioptri (Jawaban: A)

13). Pak Umar menggunakan lensa kacamata dengan kekuatan +2 dioptri, supaya dia dapat membaca koran seperti orang normal, 25 cm di depan mata. Jika Pak Umar melepaskan kacamatanya maka jarak terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas adalah...
a. 30 cm
b. 40 cm
c. 50 cm
d. 80 cm
e. 100 cm

Diketahui:
P = +2 dioptri
Sn = 25 cm

Ditanya: PP (Jarak terdekat yang masih dilihat dengan jelas jika Pak Umar melepaskan kacamatanya)?

Jawab:
P = 100/sn - 100/PP
2 = 100/25 - 100/PP
2 = 4 - 100/PP
2 - 4 = -100/PP
-100/PP = 2 - 4
-100/PP = -2
100/PP = 2
PP = 100/2
PP = 50 cm (Jawaban: C)

14). Sebuah lup memiliki jarak fokus 5 cm. Lup tersebut digunakan oleh orang yang bermata normal. Perbesaran maksimum yang dapat dihasilkan oleh lup tersebut adalah...
a. 4 kali
b. 5 kali
c. 6 kali
d. 8 kali
e. 10 kali

Diketahui:
f = 5 cm
PP = 25 cm (untuk mata normal, titik dekat rata-rata mata normal adalah 25 cm)
agar perbesaran maksimum, maka pengamat harus berkomodasi maksimum

Ditanya: Mα (Perbesaran maksimum)?

Jawab:
*Berdasarkan persamaan untuk mata berakomodasi maksimum:
Mα = PP/f + 1
Mα = 25/5 + 1
Mα = 5 + 1
Mα = 6 kali (Jawaban: C)

15). Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus lensa objektif 2 mm dan jarak fokus lensa okuler 4 cm. Sebuah benda berada 2,2 mm di depan lensa objektif. Untuk mendapatkan perkisaran minimal dengan mata tidak berakomodasi, jarak lensa objektif ke lensa okuler adalah...
a. 4,2 cm
b. 4,4 cm
c. 5,2 cm
d. 6,2 cm
e. 6,4 cm

Diketahui:
f ob = 2 mm
f ok = 4 cm = 40 mm
s ob = 2,2 mm
mata tidak berakomodasi

Ditanya: d (jarak lensa objektif ke lensa okuler)?

Jawab:
*Cari jarak bayangan oleh lensa objektif:
1/f ob = 1/s ob + 1/s' ob
1/s' ob = 1/f ob - 1/s ob
1/s' ob = 1/2 - 1/2,2
1/s' ob = 11/22 - 10/22
1/s' ob = 1/22
s' ob = 22 mm

*lau cari jarak antara lensa objektif dan lensa okuler:
d = s' ob + f ok
d = 22 + 40
d = 64 mm
d = 6,4 cm (Jawaban: E)

16). Panjang fokus lensa objektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut adalah 10 cm dan 5 cm. Jika untuk mata tak berakomodasi jarak antara lensa objektif dan okuler adalah 35 cm, maka perbesaran total mikroskop adalah...
a. 10 kali
b. 12 kali
c. 15 kali
d. 18 kali
e. 20 kali

Diketahui:
f ob = 10 cm
f ok = 5 cm
d = 35 cm
PP = 25 cm (titik dekat rata-rata mata normal)
mata tak berakomodasi

Ditanya: Mtot (perbesaran total mikroskop)?

Jawab:
*cari dulu s ob dan s' ob:
d = s' ob + f ok
s' ob = d - f ok
s' ob = 35 - 5
s' ob = 30 cm

*karena s' ob sudah dicari, lalu tinggal s ob:
1/f ob = 1/s ob + 1/s' ob
1/s ob = 1/f ob - 1/s' ob
1/s ob = 1/10 - 1/30
1/s ob = 3/30 - 1/30
1/s ob = 2/30
s ob = 30/2
s ob = 15 cm

*untuk pengamatan tanpa akomodasi, perbesaran total adalah:
Mtot = s' ob/s ob (PP/f ok)
Mtot = 30/15 (25/5)
Mtot = 2 (5)
Mtot = 10 kali (Jawaban: A)

17). Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus objektif 4 mm dan jarak fokus okuler 5 cm. Sebuah benda ditempatkan 5 mm di depan lensa objektif. Untuk mendapatkan perbesaran dengan mata normal yang tidak berakomodasi maka jarak lensa objektif ke lensa okuler adalah...
a. 7 cm
b. 8 cm
c. 12 cm
d. 20 cm
e. 25 cm

Diketahui:
f ob = 4 m
f ok = 5 cm = 50 mm
s ob = 5 mm
PP = 25 cm (titik dekat rata-rata mata normal)
mata normal tidak berakomodasi

Ditanya: d (jarak lensa objektif ke lensa okuler)?

Jawab:
*Cari jarak bayangan oleh lensa objektif:
1/f ob = 1/s ob + 1/s' ob
1/s' ob = 1/f ob - 1/s ob
1/s' ob = 1/4 - 1/5
1/s' ob = 5/20 - 4/20
1/s' ob = 1/20
s' ob = 20 mm

*lau cari jarak antara lensa objektif dan lensa okuler:
d = s' ob + f ok
d = 20 + 50
d = 70 mm
d = 7,0 cm (Jawaban: A)

18). Jarak titik fokus lensa objektif dan lensa okuler dari teropong bintang berturut-turut adalah 150 cm dan 30 cm. Jika teropong tersebut dipakai oleh mata normal yang tidak berakomodasi, panjang teropong tersebut adalah...
a. 90 cm
b. 120 cm
c. 150 cm
d. 180 cm
e. 210 cm

Diketahui:
f ob = 150 cm
f ok = 30 cm
mata normal tidak berakomodasi

Ditanya: d (panjang teropong)?

Jawab:
*untuk mata tidak berakomodasi, mendapatkan panjang teropong dengan persamaan:
d = f ob + f ok
d = 150 + 30
d = 180 cm (Jawaban: D)

19). Teropong bintang memiliki jarak fokus lensa objektif 5 m dan jarak fokus lensa okuler 2,5 cm. Perbesaran sudut yang dihasilkan untuk mata tak berakomodasi adalah...
a. 50 kali
b. 80 kali
c. 100 kali
d. 125 kali
e. 200 kali

Diketahui:
f ob = 5 m = 500 cm
f ok = 2,5 cm
mata tak berakomodasi

Ditanya: Mα (perbesaran sudut)?

Jawab:
*untuk mata tak berakomodasi, mendapatkan perbesaran sudut dengan persamaan:
Mα = f ob / f ok
Mα = 500 / 2,5
Mα = 200 kali (Jawaban: E)

20). Sebuah teropong panggung memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 20 cm. Jika perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah 5 kali maka panjang teropong adalah...
a. 10 cm
b. 12 cm
c. 16 cm
d. 24 cm
e. 25 cm

Diketahui:
f ob = 20 cm
Mα = 5 kali
mata tak berakomodasi

Ditanya: d (panjang teropong)?

Jawab:
*cari f ok | perbesaran sudut pada teropong panggung tanpa akomodasi adalah:
Mα = f ob / (-f ok)
5 = 20 / (-f ok)
-f ok = 20 / 5
-f ok = 4
f ok = -4 cm

*panjang teropong apabila pengamatan tanpa akomodasi:
d = f ob + f ok
d = 20 + (-4)
d = 16 cm (Jawaban: C)

Jawaban Soal UK BAB 11 Fisika Kelas XI (Gelombang Cahaya)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Mon, 17 Dec 2018 23:00:00 +0000

1). Bayangan yang dihasilkan oleh sebuah kaca spion mobil berjarak 50 cm di belakang kaca spion. Jika bendanya berada 3 meter di depan kaca spion, jarak fokus kaca spion tersebut adalah...
a. 43 cm
b. 50 cm
c. 60 cm
d. 63 cm
e. 75 cm

Diketahui:
Perlu diketahui kaca spion menggunakan cermin cembung.
s' = -50 cm (s' bertanda negatif karena berada dibelakang cermin)
s = 3 m = 300 cm (s bertanda positif karena berada di depan cermin)

Ditanya: f (jarak fokus kaca spion)?

Jawab:
pada cermin cembung f bertanda negatif (-)
1/f = -1/s' + 1/s
1/f = -1/50 + 1/300
-1/f = -6/300 + 1/300
-1/f = -5/300 -----> (coret tanda negatif masing-masing)
1/f = 5/300
f = 300/5
f = 60 cm (Jawaban: C)

2). Diketahui kecepatan cahaya di dalam air adalah 2,25 x 10^8 m/s dan di dalam kaca 2 x 10^8 m/s. Indeks bias kaca relatif terhadap air adalah...
a. 2/3
b. 3/2
c. 5/4
d. 8/9
e. 9/8

Diketahui:
va = 2,25 x 10^8 m/s
vk = 2 x 10^8 m/s

Ditanya: nka (indeks bias kaca relatif terhadap air)?

Jawab:
Hubungan antara kecepatan dan indeks bias berbanding terbalik

yang kita cari adalah nka (indeks bias kaca relatif terhadap air), berarti:
"nka = nk / na"

*nk / na = va / vk
nka = 2,25 x 10^8 / 2 x 10^8 -----> coret 10^8
nka = 2,25 / 2 (dikalikan 4/4)
nka = 9/8 (Jawaban: E)

3). Jika sudut kritis suatu zat cair terhadap udara 53°, maka dapat ditentukan indeks bias zat cair tersebut relatif terhadap indeks udara adalah...
a. 2/3
b. 3/2
c. 3/4
d. 4/3
e. 5/3

Diketahui:
*sin ik = sin 53°
sin ik = 4/5
*nu = 1 (indeks bias udara selalu bernilai 1)

Ditanya: nau (indeks bias zat cair terhadap indeks udara)?

Jawab:
*cari indeks bias zat cair
sin ik = nu/na
4/5 = 1/na
na = 5/4

*indeks bias zat cair terhadap indeks udara (nau):
nau = na/nu
nau = 5/4 / 1
nau = 5/4

4). Seekor ikan berada di kedalaman 60 cm dari permukaan air, diketahui indeks bias air 4/3. Jika dilihat dari udara, ikan seolah-olah berada di kedalaman...
a. 40 cm
b. 45 cm
c. 50 cm
d. 65 cm
e. 80 cm

Diketahui:
h = 60 cm
na (indeks bias air) = 4/3
nu (indeks bias udara) = 1

Ditanya: h' (kedalaman ikan seolah-olah jika dilihat dari udara)?

Jawab:
h' / h = nu / na
h' / 60 = 1 / (4/3) ----> kali silang
4/3 h' = 60
h' = 60 x 3/4
h' = 45 cm (Jawaban: B)

5). Sebuah lensa bikonveks dibuat dari kaca (n=1,5). Jari-jari permukaan lensa pertama sama dengan dua kali jari-jari permukaan lensa yang kedua. Jarak titik api lensa tersebut = 6 cm. Jari-jari lensa yang panjang adalah...
a. 4,5 cm
b. 6 cm
c. 9 cm
d. 10 cm
e. 12 cm

Diketahui:
n = 1,5
R1 = 2R
R2 = R
f = 6 cm

Ditanya: R1 (jari-jari lensa yang panjang)?

Jawab:
Menggunakan rumus:
1/f = (n-1)*(1/R1 + 1/R2)
1/6 = (1,5 - 1)*(1/2R + 1/R)
1/6 = (1/2)*(3/ 2R)
1/6 = 3/ 4R ----> (kali silang)
4R = 6 x 3
4R = 18
R = 4,5 cm

Jari-jari yang panjang (R1) = 2R
R1 = 2 (4,5)
R1 = 9 cm (Jawaban: C)

6). Sebuah lensa bikonkaf dengan jari-jari kelengkungan 20 cm dan 30 cm, memiliki indeks bias 1,5. Jarak fokus lensa tersebut di udara adalah...
a. -24 cm
b. +24 cm
c. -60 cm
d. +120 cm
e. -120 cm

Diketahui:
R1 = 20 cm
R2 = 30 cm
nL (indeks bias lensa) = 1,5
nm (indeks bias udara) = 1

Ditanya: f (jarak fokus lensa di udara)?

Jawab:
1/f = (nL/nm - 1)*(1/R1 + 1/R2)
1/f = (1,5/1 - 1)*(1/20 + 1/30)
1/f = (1/2)*(5/60)
1/f = 5/120
1/f = 1/24
f = +24 cm (Jawaban: B)

7). Sebuah lensa bikonvek mempunyai indeks bias 1,5 dan jarak fokusnya di udara 12 cm. Apabila lensa tersebut dimasukkan ke dalam air yang mempunyai indeks bias 4/3, maka jarak fokus lensa di dalam air adalah...
a. 3 cm
b. 4 cm
c. 6 cm
d. 24 cm
e. 48 cm

Diketahui:
f di udara (jarak fokus lensa) = 12 cm
nL (indeks bias lensa) = 1,5
nm (indeks bias medium air) = 4/3
nm (indeks bias udara) = 1

Ditanya: f di air (jarak fokus lensa di dalam air)?

Jawab:
*lensa di udara:
1/f = (nl/nm - 1)*(1/R1 + 1/R2)
1/12 = (1,5/1 - 1)* (1/R1 + 1/R2)
1/12 = 1/2 * (1/R1 + 1/R2) ---> pindah 1/2 ke ruas kiri
1/6 = (1/R1 + 1/R2)

*lensa di dalam air:
1/f = (nl/nm - 1)*(1/R1+1/R2)
1/f = (1,5/(4/3) - 1)* (1/6)
1/f = (4,5/4 - 1)* (1/6)
1/f = (9/8 - 8/8)* (1/6)
1/f = (1/8)*(1/6)
1/f = 1/48
f = 48 cm (Jawaban: E)

8). Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3 mm membentuk pola interferensi pada layar yang jaraknya 0,9 m dari celah tersebut. Jika jarak antara garis gelap kedua pusat pola 3 mm, panjang gelombang cahaya tersebut adalah...
a. 1,3 x 10^-7 m
b. 2,2 x 10^-7 m
c. 3,3 x 10^-7 m
d. 6,7 x 10^-7 m
e. 10,0 x 10^-7 m

Diketahui:
d = 0,3 mm
L = 0,9 m = 900 mm
p = 3 mm
m = 2 (karena garis gelap kedua)

Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya)?

Jawab:
Karena diketahui celah ganda (sepasang), maka menggunakan rumus:
(d.p)/L = (m-1/2) λ
(0,3.3) / 900 = (2- 1/2) λ
0,9 / 900 = 3/2 λ
3/2 λ = 0,001
λ = 0,001 / 3/2
λ = 0,00067 mm
λ = 6,7 x 10^-4 mm
λ = 6,7 x 10^-7 m (Jawaban: D)

9). Dua celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak lurus. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm dari garis terang pusat pada layar yang berjarak satu meter dari celah. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
a. 2,5 x 10^-4 mm
b. 5,0 x 10^-4 mm
c. 1,5 x 10^-3 mm
d. 2,5 x 10^-3 mm
e. 5,0 x 10^-3 mm

Diketahui:
d = 0,2 mm
p = 7,5 mm
L = 1 m = 1000 mm
m = 3 (karena garis terang ketiga)

Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya yang digunakan)?

Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m . λ
(0,2. 7,5)/1000 = 3 . λ
1,5 / 1000 = 3λ
3λ = 0,0015
λ = 0,0015 / 3
λ = 0,0005 mm
λ = 5 x 10^-4 mm (Jawaban: B)

10). Pada percobaan Young, yaitu interferensi celah ganda, jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula, maka jarak antara dua garis gelap yang berurutan menjadi...
a. 1/4 kali semula
b. 1/2 kali semula
c. 2 kali semula
d. 4 kali semula
e. tidak berubah

Diketahui:
d1 = 1d
p1 = 1p
d2 = 2d

Ditanya: p2 (jarak antara dua garis gelap yang berurutan jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula)?

Jawab:
Dari rumus:
d.p / L = m . λ

bisa dilakukan perbandingan
(d1.p1) / L = m . λ : (d2.p2) / L = m . λ -----> karena nilai L, m, dan λ sama maka bisa dicoret
d1 . p1 = d2 . p2
1d . 1p = 2d . p2 (d dan p yang sudah diketahui bisa dicoret agar mudah dipahami)
1 . 1 = 2p2
p2 = 1/2

Berarti p2 akan menjadi 1/2 kali dari semula (Jawaban: B)

11). Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Di tempat-tempat terjadinya sinar terang, beda fase kedua gelombang tadi sama dengan.... (n = 0,1,2,3,...)
a. (n+1) π
b. (2n+1) π
c. 2 (n+1) π
d. 1/2 (2n+1) π
e. 1/2 (n+1) π

Jawab:
Interferensi yang saling menguatkan memiliki syarat:
Δφ = n x 2π (n = 0,1,2,3,...)
Δφ = (2π,4π,6π,8π...)

maka dari jawaban diatas, bisa dibuat dengan rumus:
2 (n+1)π -(dengan n=0,1,2,3...)------> (Jawaban: C)

12). Pada percobaan Young, dua celah yang berjarak 1 mm diletakkan pada jarak 1 meter dari sebuah layar. Jarak terdekat antara pola interferensi garis terang pertama dan garis terang kesebelas 4 mm. Panjang gelombang yang dipakai pada penyinaran ini adalah...
a. 2.000 Å
b. 4.000 Å
c. 5.000 Å
d. 6.000 Å
e. 7.000 Å

Diketahui:
d = 1 mm = 0,001 m
L = 1 m
p = 4 mm = 0,004 m
m = 10 (karena dari garis terang pertama ke garis terang kesebelas)

Ditanya: λ (panjang gelombang yang dipakai pada penyinaran)?

Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m . λ
(0,001. 0,004)/1 = 10 . λ
0,000004 = 10 . λ
λ = 0,000004 / 10
λ = 0,0000004 m
λ = 4000 Å (Jawaban: B)

13). Cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Å mengenai celah kembar Young dengan jarak antarcelahnya 0,1 mm. Pola yang terjadi ditangkap pada layar berjarak 2 m dari celah, dan jarak garis terang pusat ke garis terang yang paling pinggir pada layar 6 cm. Banyaknya garis terang yang terdapat pada layar adalah...
a. 5 garis
b. 6 garis
c. 8 garis
d. 10 garis
e. 11 garis

Diketahui:
λ = 6.000 Å = 6 x 10^-7 m
d = 0,1 mm = 0,0001 m
L = 2 m
p = 6 cm = 0,06 m

Ditanya: m (banyaknya garis terang yang terdapat pada layar)?

Jawab:
Karena yang ditanya garis terang, maka memakai rumus:
(d.p)/L = m.λ
(0,0001. 0,06)/2 = m . 6 x 10^-7
0,000006/2 = m . 6 x 10^-7
0,000003 = m. 6 x 10^-7
m = 0,000003 / 6 x 10^-7
m = 5 garis (Jawaban: A)

14). Cahaya putih jatuh tegak lurus pada sebuah celah yang lebarnya d, menghasilkan pola difraksi pada layar berupa spektrum cahaya. Nilai d minimum untuk cahaya biru yang memiliki panjang gelombang 500 nm dan sudut deviasinya 30° adalah...
a. 250 nm
b. 500 nm
c. 750 nm
d. 1.000 nm
e. 1.500 nm

Diketahui:
λ = 500 nm
θ = 30°
m = 1 (agar minimum)

Ditanya: d (nilai d minimum)?

Jawab:
d. sin θ = m. λ
d . sin 30° = 1. 500
d . 1/2 = 500
d = 500 x 2
d = 1000 nm (jawaban: D)

15). Seberkas cahaya mengenai suatu celah yang lebarnya 0,4 mm secara tegak lurus. Di belakang celah terdapat sebuah lensa positif dengan jarak fokus 40 cm. Garis terang pusat dan garis gelap pertama pada layar di bidang fokus lensa berjarak sebesar 0,56 mm. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
a. 1,60 x 10^-7 m
b. 2,60 x 10^-7 m
c. 3,60 x 10^-7 m
d. 4,60 x 10^-7 m
e. 5,60 x 10^-7 m

Diketahui:
d = 0,4 mm
L = 40 cm = 400 mm
p = 0,56 mm
m = 1 (karena garis gelap pertama)

Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya)?

Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m.λ
(0,4. 0,56)/400 = 1.λ
0,224 / 400 = λ
λ = 0,00056 mm
λ = 5,6 x 10^-4 mm
λ = 5,6 x 10^-7 m (Jawaban: E)

Jawaban Soal UK BAB 10 Fisika Kelas XI (Gelombang Bunyi)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Fri, 07 Dec 2018 00:00:00 +0000

1). Dengan menggunakan garpu tala berfrekuensi 1.368 Hz dan tabung resonator, bunyi keras pertama terjadi jika panjang kolom udara di atas permukaan air 6,25 cm. Kecepatan bunyi udara pada saat itu adalah...
a. 324 m/s
b. 330 m/s
c. 336 m/s
d. 340 m/s
e. 342 m/s

Diketahui:
f = 1.368 Hz
l = 6,25 cm => 0,0625 m
n = 1 (karena diketahui bunyi keras (resonansi) pertama, kalau kedua berarti n=2)

Ditanya: v (kecepatan bunyi udara)?

Jawab:
Karena menggunakan garpu tala, maka bunyinya akan beresonansi, berarti menggunakan rumus:
v = f.4l / (2n-1)
v = 1368 . 4(0,0625) / (2.1 - 1)
v = 1368 . 0,25 / (2-1)
v = 342 / 1
v = 342 m/s (Jawabannya E)

2). Dari tabung resonator diperoleh bahwa bunyi keras berurutan terjadi jika panjang kolom udaranya berturut-turut adalah 28 cm dan 36 cm. Panjang gelombang bunyi yang terbentuk di dalam kolom udara adalah...
a. 8 cm
b. 12 cm
c. 16 cm
d. 24 cm
e. 28 cm

Diketahui:
l1 = 28 cm (panjang kolom udara pada resonansi pertama)
l2 = 36 cm (panjang kolom udara pada resonansi kedua)

Ditanya: λ (panjang gelombang bunyi)?

Jawab:

Δl = l2 - l1
Δl = 36 - 28
Δl = 8 cm

v = f x (4l / (2n-1))
v/f = 4l / (2n-1)
λ = 4l / (2n-1)
λ = 4.8 / (2.1-1)
λ = 32 / 2
λ = 16 cm (Jawaban: C)

3). Pada suhu tertentu, modulus Bulk air adalah 1,96 x 10^9 Nm^-2 dan massa jenisnya 10^3 kg/m^3. Kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air adalah...
a. 1200 m/s
b. 1400 m/s
c. 1500 m/s
d. 1600 m/s
e. 1960 m/s

Diketahui:
B = 1,96 x 10^9 Nm^-2
ρ = 10^3 kg/m^3

Ditanya: v (kecepatan rambat gelombang bunyi)?

Jawab:
Rumus kecepatan gelombang bunyi di dalam zat cair:
v = √B/ρ
v = √1,96 x 10^9 / 10^3
v = √1,96 x 10^6
v = 1,4 x 10^3
v = 1400 m/s (Jawaban: B)

4). Suatu gas dalam tabung memiliki tekanan P0, massa jenisnya ρ0, dan bunyi dapat merambat dengan kecepatan v. Gas tersebut dipanaskan sehingga terjadi kenaikan suhu, dan tekanan gas menjadi 4P0, sedangkan massa jenisnya tetap. Kecepatan perambatan gelombang bunyi sekarang adalah...
a. 1/4 v
b. 1/2 v
c. v
d. 2 v
e. 4 v

Diketahui:
P1 = P0
ρ1 = ρ0
v1 = v
P2 = 4P0
ρ2 = ρ0

Ditanya: v2 (kecepatan perambatan gelombang bunyi setelah dipanaskan)?

Jawab:
Rumus cepat rambat bunyi dalam gas:
v = √γP/ρ -----> kita coret γ dan ρ untuk melakukan perbandingan

Jadi dari rumus diatas bisa didapat:
v1/v2 = √P1/√P2
v/v2 = √P0/√4P0
v/v2 = P0/2P0 -----> coret P0
v/v2 = 1/2
2v = v2

Berarti kecepatan perambatan gelombang bunyi setelah dipanaskan adalah 2v (yaitu 2 kali dari kecepatan semula)--> Jawaban: D

5). Seutas dawai panjangnya 40 cm, kedua ujungnya terikat dan digetarkan sehingga pada seluruh panjang dawai terbentuk empat perut gelombang. Dawai tersebut ditarik dengan gaya 100 N. Jika massa dawai 1 gram, frekuensi getaran dawai adalah...
a. 200 Hz
b. 400 Hz
c. 800 Hz
d. 1000 Hz
e. 1600 Hz

Diketahui:
Karena kedua ujungnya terikat dan terbentuk 4 perut gelombang, maka:
n = 3 (nada atas ketiga)
l = 40 cm = 0,4 m
F = 100 N
m = 1 gr = 0,001 kg

Ditanya: f (frekuensi getaran)?

Jawab:
Frekuensi nada atas ketiga:
f = (n +1/ 2L) √(F/μ)
f = (n + 1/ 2L) √(F.L/m)
f = (3 + 1/ 2 .0,4) √(100. 0,4 / 0,001)
f = 4 / 0,8 √40/0,001
f = 5 . √40000
f = 5 . 200
f = 1000 Hz (Jawaban: D)

6). Seutas dawai menghasilkan nada dasar f. Jika dawai tersebut dipendekkan 8 cm tanpa mengubah tegangan dawai, akan dihasilkan frekuensi sebesar 1,25 f. Jika dawai dipendekkan 2 cm lagi, frekuensi yang dihasilkan adalah...
a. f
b. 1,25 f
c. 1,33 f
d. 1,5 f
e. 2,0 f

Diketahui:
f0 = f
misalkan panjang dawai L0 = L
L1 = (L -8) ---> dipendekkan 8 cm
L2 = (L-10) ----> dipendekkan lagi 2 cm

Ditanya: f2 (frekuensi yang dihasilkan jika dawai dipendekkan 2 cm lagi)?

Jawab:
menghasilkan nada dasar f, maka:
f = v/2L -----> terlihat dari rumus bahwa nilai frekuensi berbanding terbalik dengan panjang dawai.

maka:
*f0/f1 = L1/L0
f / 1,25 f = (L -8)/L ------> coret nilai f
1/ 1,25 = (L-8)/ L ---> kali silang
1,25 L - 10 = L
1,25 L - L = 10
0,25 L = 10
L = 40 cm

*f0/f2 = L2/L0
f/f2 = (L-10)/L
masukkan nilai L = 40 cm
f/f2 = (40-10)/40
f/f2 = 30/40
f2 = 40/30 f
f2 = 1,33 f (Jawaban: C)

7). Jika sebuah pipa organa terbuka ditiup sampai timbul nada atas kedua, akan terjadi...
a. 3 perut dan 3 simpul
b. 3 perut dan 4 simpul
c. 4 perut dan 3 simpul
d. 4 perut dan 4 simpul
e. 4 perut dan 5 simpul

Jawab:

Sumber: http://alifasyabhirra.blogspot.com/2016/07/pipa-organa-sebuah-pipa-yang-jika.html

Pada pipa organa terbuka, kedua ujungnya itu adalah perut.
Maka disimpulkan dari gambar diatas:
Nada dasar terdiri dari 2 perut dan 1 simpul.
Nada atas pertama terdiri dari 3 perut dan 2 simpul.
Nada atas kedua terdiri dari 4 perut dan 3 simpul (Jawaban: C)

8). Resonansi pertama pada tabung resonator terjadi ketika panjang kolom udaranya 4 cm. Resonansi berikutnya terjadi jika panjang kolom udaranya...
a. 6 cm
b. 8 cm
c. 12 cm
d. 16 cm
e. 20 cm

Diketahui:
l1 = 4 cm (terjadinya resonansi pertama)

Ditanya: l2 (panjang kolom udara pada resonansi kedua)?

Jawab:
*Kita cari dulu panjang gelombang
Resonansi pertama -> L = 1/4 x λ
4 = 1/4 x λ
λ = 4 x 4
λ = 16 cm

*Cari panjang kolom udara pada resonansi kedua
Resonansi kedua -> L = 3/4 x λ
L = 3/4 x 16
L = 12 cm (Jawaban: C)

9). Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal, maka gelombang bunyi dapat mengalami peristiwa...
a. Interferensi
b. Difraksi
c. refraksi
d. refleksi
e. semua benar

Jawaban: E (Semua Benar)

10). Percobaan Quincke dapat digunakan untuk menentukan terjadinya peristiwa...
a. Interferensi oleh gelombang bunyi udara
b. pemantulan gelombang bunyi di udara
c. Resonansi gelombang bunyi di dalam tabung
d. Pembiasan oleh gelombang bunyi di udara
e. polarisasi gelombang bunyi di udara

Jawaban: A (Interferensi oleh gelombang bunyi di udara)

11). Dari hasil percobaan Quincke didapatkan, interferensi minimum untuk kali pertamanya terjadi pada saat beda lintasan gelombang bunyi untuk sampai ke membran 20 cm. Jika sumber bunyi memiliki frekuensi 870 Hz, kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam tabung percobaan adalah...
a. 174 m/s
b. 326 m/s
c. 348 m/s
d. 384 m/s
e. 396 m/s

Diketahui:
ΔS = 20 cm
f = 870 Hz

Ditanya: v (kecepatan perambatan gelombang bunyi)?

Jawab:
ΔS = ½ λ
20 = ½ λ
λ = 20 x 2
λ = 40 cm = 0,4 m

*cepat rambat:
v = λ . f
v = 0,4 . 870
v = 348 m/s (Jawaban: C)

12). Dua sumber bunyi berjarak 10 m memiliki frekuensi sama. Pada jarak 4,8 m dari sumber bunyi pertama, seorang pendengar mendengarkan interferensi minimum yang pertama kali. Jika diketahui kecepatan bunyi di udara 340 m/s, frekuensi yang dipancarkan oleh kedua sumber bunyi tersebut adalah...
a. 140 Hz
b. 340 Hz
c. 425 Hz
d. 850 Hz
e. 170 Hz

Diketahui:
x = 10 m
x1 = 4,8 m
v = 340 m/s

Ditanya: f (frekuensi yang dipancarkan oleh kedua sumber bunyi tersebut)?

Jawab:
x2 = x - x1
x2 = 10 - 4,8
x2 = 5,2 m

Interferensi minimum pertama:
x2 - x1 = ½ λ
5,2 - 4,8 = ½ λ
½ λ = 0,4
λ = 0,8 m

*frekuensi:
v = λ . f
f = v / λ
f = 340 / 0,8
f = 425 Hz (Jawaban: C)

13). Sebuah ambulan bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m/s dan frekuensi 1024 Hz. Jika pengamat bergerak menjauhi mobil ambulan dengan kecepatan 17 m/s dan cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, frekuensi bunyi yang didengar oleh pengamat adalah...
a. 920 Hz
b. 1080 Hz
c. 1120 Hz
d. 1220 Hz
e. 1320 Hz

Diketahui:
fs = 1024 Hz
vs = 34 m/s (jika s bergerak mendekati p maka -vs)
v = 340 m/s
vp = 17 m/s (jika p bergerak menjauhi s maka -vp)

Ditanya: fp (frekuensi bunyi yang didengar)?

Jawab:
fp = ((v-vp)/(v-vs)) x fs
fp = ((340 - 17)/(340-34)) x 1024
fp = (323/306) x 1024
fp = 1,0555 x 1024
fp = 1080,88 Hz ----> dibulatkan menjadi 1080 Hz (Jawaban: B)

14). Jika dua buah sumber bunyi dengan frekuensi 2000 Hz dan 2008 Hz berbunyi secara serentak, akan timbul pelayangan bunyi dengan frekuensi...
a. 2 Hz
b. 4 Hz
c. 8 Hz
d. 204 Hz
e. 2008 Hz

Diketahui:
f1 = 2000 Hz
f2 = 2008 Hz

Ditanya: fp (frekuensi pelayangan)?

Jawab:
fp = f2 - f1
fp = 2008 - 2000
fp = 8 Hz (Jawaban: C)

15). Dua buah dawai baja identik memberikan nada dasar dengan frekuensi 400 Hz. Jika tegangan dalam salah satu dawai ditambah 2%, besar frekuensi pelayangan yang terjadi adalah...
a. 0 Hz
b. 2 Hz
c. 4 Hz
d. 6 Hz
e. 8 Hz

Diketahui:
f1 = 400 Hz (frekuensi dawai 1)
f2 = 400 Hz (frekuensi dawai 2)

Bila tegangan salah satu dawai ditambah 2%, kita misalkan dawai 2 yang ditambah.
2% ----> 2/100 ---> 0,02

Ditanya: fp (frekuensi pelayangan)?

Jawab:
f1 = f2 = 1 /2L √F/µ
400 = 1/ 2L √F/µ

f ' = 1/ 2L √(F+0,02F)/µ -------> tegangan ditambah 2% pada salah satu dawai
f ' = 1 /2L √1,02F/µ
f ' = √1,02 . 1/2L √F/µ
f ' = √1,02 . 400
f ' = 403,9 Hz

fp = f ' - f1
fp = 403,9 - 400
fp = 3,9 Hz ---> dibulatkan menjadi 4 Hz (Jawaban: C)

16). Taraf intensitas percakapan antara 2 orang siswa di dalam kelas adalah 30 dB. Jika ada 20 orang siswa sedang bercakap-cakap, taraf intensitas yang dihasilkan menjadi...
a. 40 dB
b. 50 dB
c. 60 dB
d. 80 dB
e. 90 dB

Diketahui:
Ti1 = 30 dB
n1 = 2
n2 = 20

Ditanya: Ti2 (taraf intensitas yang dihasilkan)?

Jawab:
Ti2 = Ti1 + 10 log n2/n1
Ti2 = 30 + 10 log 20/2
Ti2 = 30 + 10 log 10
Ti2 = 30 + 10
Ti2 = 40 dB (Jawaban: A)

17). Taraf intensitas suatu ledakan petasan dari jarak 10 m adalah 60 dB. Jika diketahui intensitas ambang pendengaran 10^-12 Wm^-2, daya bunyi ledakan petasan tersebut adalah...
a. 4π x 10^-8 watt
b. 4π x 10^-7 watt
c. 4π x 10^-6 watt
d. 4π x 10^-5 watt
e. 4π x 10^-4 watt

Diketahui:
r = 10 m
TiL = 60 dB (taraf intensitas ledakan)
I0 = 10^-12 Wm^-2

Ditanya: P (daya bunyi ledakan)?

Jawaban:
*Cari dulu intensitas ledakan
TiL = 10 log IL/I0
60 = 10 log IL/10^-12
log IL/10^-12 = 60/10
log IL/10^-12 = 6
IL/10^-12 = arc^-1 log (6)
IL/10^-12 = 10^6
IL = 10^6 x 10^-12
IL = 10^-6 Wm^-2

I = P/A
P = I . A
P = 10^-6 . 4πR^2
P = 10^-6 . 4π(10)^2
P = 4π x10^-4 watt (Jawaban: E)

18). Taraf intensitas percakapan adalah 60 dB, dan taraf intensitas halilintar adaah 110 dB. Besar kelipatan intensitas bunyi halilintar terhadap suara percakapan adalah
a. 50 kali
b. 100 kali
c. 500 kali
d. 10.000 kali
e. 100.000 kali

Diketahui:
TiP = 60 dB (taraf intensitas percakapan)
TiH = 110dB (taraf intensitas halilintar)

Ditanyakan: Besar kelipatan intensitas bunyi halilintar (IH) terhadap suara percakapan (IP)?

Jawab:
*Cari dulu intensitas percakapan
TiP = 10 log IP/I0
60 = 10 log IP/I0
log IP/I0 = 60/10
log IP/I0 = 6
IP/I0 = arc^-1 log (6)
IP/I0 = 10^6
IP = 10^6 I0 W/m^2

*Lalu cari intensitas halilintar
TiH = 10 log IH/I0
110 = 10 log IH/I0
log IH/I0 = 110/10
log IH/I0 = 11
IH/I0 = arc^-1 log (11)
IH/I0 = 10^11
IH = 10^11 I0 W/m^2

Lalu bandingkan intensitas percakapan dengan intensitas halilintar:
IH : IP = 10^11 I0 / 10^6 I0
IH : IP = 10^5 W/m^2
IH: IP = 100.000 kali lipat (Jawaban: E)

19). Dari pengukuran kedalaman laut didapatkan bahwa untuk laut yang memiliki kedalaman 1 km, gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke laut akan terdeteksi 1,25 sekon kemudian. Jika gelombang ultrasonik terdeteksi kembali setelah dipancarkan dari kapal 2 sekon kemudian, kedalaman laut adalah...
a. 1200 m
b. 1500 m
c. 1600 m
d. 1800 m
e. 2000 m

Diketahui:
S1 = 1 km = 1000 m
t1 = 1,25 s
t2 = 2

Ditanya: S2 (Kedalaman laut jika gelombang ultrasonik kembali setelah dipancarkan dari kapal 2 sekon kemudian)?

Jawab:
Rumus mengukur kedalaman laut:
S = (v.t)/2

S1 = v. t1/2
1000 = v . 1,25 / 2
2000 = v. 1,25
v = 2000 / 1,25
v = 1600 m/s

S2 = v . t2/2
S2 = 1600 . 2 / 2
S2 = 3200 / 2
S2 = 1600 m (Jawaban: C)

20). Sifat dari gelombang ultrasonik yang digunakan dalam pemeriksaan organ tubuh dengan alat ultrasonografi adalah sifat...
a. Interferensi
b. refleksi
c. refraksi
d. difraksi
e. polarisasi

Jawaban:
Ultrasonografi (USG) memanfaatkan sifat gelombang yaitu dapat dipantulkan, berarti jawabannya adalah (B. Refleksi)

Jawaban Soal UK BAB 9 Fisika Kelas XI (Gelombang Berjalan & Stationer)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Sun, 25 Nov 2018 10:00:00 +0000

1). Kecepatan rambat gelombang dalam dawai tegang dari bahan tertentu dapat diperkecil dengan...
a. Memperpendek dawai
b. Memperbesar massa dawai per satuan panjang
c. Memperbesar luas penampang dawai
d. Memperbesar tegangan dawai
e. Memperkecil massa jenis dawai

Jawab:
Rumus cepat rambat gelombang dawai:
v = √F/µ ......... (1)

dengan keterangan:
v = cepat rambat gelombang (m/s)
F = gaya tegangan pada tali (N)
µ = massa persatuan panjang tali (kg/m)

karena µ = m / L
dengan m = massa beban (m)
dan L = panjang tali (kg)

v = √F/µ
v = √F/ (m/L)
v = √F.L / m .......... (2)

Karena massa dawai m = ρ.v, sedangkan v = A . L, maka bentuk lain dari persamaan adalah:
v = √F.L / m
A.L = √F.L / ρ.v
v = √F.L / ρ.A.L
v = √F /(ρ.A) ........ (3)

dengan keterangan:

ρ = massa jenis dawai (kg/m^3)

A = luas penampang (m^2)

*Untuk soal diatas, kita cari jawabannya satu persatu:

Kecepatan rambat gelombang dalam dawai tegang dari bahan tertentu dapat diperkecil dengan?

a). Memperpendek dawai

dari persamaan v = √F.L /m, jika kita memperpendek dawai (L), kita bisa memperkecil v (kecepatan rambat) dawai --------> Benar

b). Memperbesar massa dawai per satuan panjang

dari persamaan v = √F/µ, jika kita memperbesar massa dawai persatuan panjang (µ), kita bisa memperkecil v (kecepatan rambat) dawai ----> Benar

c). Memperbesar luas penampang dawai
dari persamaan v = √F /(ρ.A), jika kita memperbesar luas penampang dawai (A), kita bisa memperkecil v (kecepatan rambat) dawai ----> Benar
d). Memperbesar tegangan dawai
dari persamaan v = √F/µ, jika kita memperbesar tegangan dawai (F), justru akan memperbesar v (kecepatan rambat) dawai ----> Salah
e). Memperkecil massa jenis dawai
dari persamaan v = √F /(ρ.A), jika kita memperkecil massa jenis dawai (ρ), justru akan memperbesar v (kecepatan rambat) dawai ---> Salah

Jadi jawabannya adalah (a, b, c)

2). Suatu gelombang berjalan merambat pada tali yang sangat panjang dengan frekuensi 10 Hz dan cepat rambat gelombang 5 m/s. Jika amplitudo gelombang 10 cm maka persamaan simpangan gelombang tersebut pada suatu titik yang berjarak x dari sumber gelombang adalah...
a. y = 0,1 sin 20 (t - 5x)
b. y = 0,1 sin 20 (t - 0,5x)
c. y = 0,1 sin 20 (t - 0,2x)
d. y = 0,1 sin 10 (t - 5x)
e. y = 0,1 sin 10 (t - 0,2x)

Diketahui:
f = 10 Hz
v = 5 m/s
A = 10 cm = 0,1 m

Ditanya: Persamaan simpangan gelombang?

Jawab:
Persamaan simpangan gelombang:
y = A sin ω (t - x/v)
y = A sin 2πf (t - x/v)
y = 0,1 sin 2π .10 (t - x/5)
y = 0,1 sin 20π (t - x/5)
y = 0,1 sin (20πt - 20πx/5)
y = 0,1 sin (20πt - 4πx) ---- > coret π
y = 0,1 sin (20t - 4x)
y = 0,1 sin 20 (t - 0,2x)

Jawabannya adalah: C

3). Suatu gelombang stasioner memiliki persamaan y = 40 cos (4πx) sin (100πt), x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Pernyataan berikut berkaitan dengan gelombang stasioner berikut.
1). Amplitudo gelombang sumber adalah 40 cm.
2). Frekuensi gelombang sumber 50 Hz
3). Panjang gelombang sumber adalah 50 cm.
4). Cepat rambat gelombang sumber adalah 250 cm/s
Pernyataan di atas yang benar adalah...
a. 1), 2), dan 3)
b). 1) dan 3)
c). 2) dan 4)
d. 4) saja
e. 1), 2), 3), dan 4)

Diketahui:
y = 40 cos (4πx) sin (100πt)
dari persamaan dapat diketahui:
2A = 40
k = 4π ----------> [k = 2π/λ]
ω = 100π --------> [ω = 2πf]

Ditanya: pernyataan yang benar dari A (amplitudo), f (frekuensi), λ (panjang gelombang), dan v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
Persamaan umum gelombang stasioner ujung terikat:
y = 2A sin kx cos ωt

*Cari amplitudo
2A = 40
A = 40/2
A = 20 cm (berarti pernyataan 1 SALAH)

*cari frekuensi
ω = 2πf
f = ω/2π
f = 100π / 2π
f = 50 Hz (berarti pernyataan 2 BENAR)

*cari lambda
k = 2π/λ
λ = 2π / k
λ = 2π / 4π
λ = 0,5 cm (berarti pernyataan 3 SALAH)

*Cari kecepatan rambat
v = λ . f
v = 0,5 . 50
v = 25 cm/s (berarti pernyataan 4 SALAH)

4). Jarak antara dua muka gelombang yang berdekatan pada permukaan air disebut sebagai satu...
a. periode gelombang
b. frekuensi gelombang
c. panjang gelombang
d. amplitudo gelombang
e. fase gelombang

Jawab:
Sebagai satu panjang gelombang (λ) -> Jawaban: C

5). Gelombang seismik dapat diukur menggunakan seismograf. Petunjuk penting yang dapat digunakan untuk mengetahui sumber gempa adalah...
a. amplitudo gelombang seismik
b. frekuensi gelombang seismik
c. beda waktu pencatatan gelombang S dan P
d. beda waktu kedatangan gelombang P dan gelombang permukaan
e. beda waktu pencatatan gelombang S dan gelombang permukaan

Jawab:
Beda waktu pencatatan gelombang S dan P (Jawaban: C)

6). Gelombang air laut menyebabkan permukaan air naik turun dengan periode 0,2 s. Jika jarak antara dua puncak gelombang 0,5 meter, gelombang akan mencapai jarak 5 meter dalam waktu...
a. 1 s
b. 2 s
c. 2,5 s
d. 4 s
e. 5 s

Diketahui:
T = 0,2 s
jarak antara dua puncak gelombang = 1 λ
1 λ = 0,5 m
s = 5 m

Ditanya: t (waktu yang diperlukan untuk gelombang mencapai jarak 5 meter)?

Jawab:
v = λ / T
v = 0,5 / 0,2
v = 2,5 m/s

v = s/t
t = s/v
t = 5/2,5
t = 2 s (jawaban: B)

7). Sebuah gelombang merambat dengan kelajuan 340 m/s memiliki frekuensi 680 Hz. Jarak dua titik yang memiliki fase berlawanan sebesar...
a. 25 cm
b. 50 cm
c. 100 cm
d. 200 cm
e. 400 cm

Diketahui:
v = 340 m/s
f = 680 Hz

Ditanya: x (jarak dua titik yang memiliki fase berlawanan)?

Jawab:
fase sama: (1λ, 2λ, 3λ, ..... ,nλ)
fase berlawanan: (1/2λ, 3/2λ, 5/2λ, ........ ,n/2λ)

Cari lambda:
λ = v / f
λ = 340 / 680
λ = 1/2 m

Karena fase berlawanan maka:
x = 1/2 λ
x = 1/2 (1/2 m)
x = 1/4 m
x = 25 cm (Jawaban: A)

8). Perhatikan grafik berikut.
Dari grafik tersebut dapat diketahui kecepatan perambatan gelombang adalah...
a. 5,0 m/s
b. 4,5 m/s
c. 4,0 m/s
d. 3,5 m/s
e. 2,0 m/s

Diketahui:
λ = 4 m
n = 2
t = 0,8 s

Ditanya: v (kecepatan rambat gelombang)?

Jawab:
f = n/t
f = 2/1,6
f = 1,25 Hz

v = λ . f
v = 4 . 1,25
v = 5 m/s (Jawaban: A)

9). Sebuah gelombang memiliki persamaan simpangan y = 0,01 sin π (32t + 2x) serta x dan y dalam meter, dan t dalam sekon. Frekuensi dan panjang gelombang dari gelombang tersebut adalah...
a. 8 Hz dan 2 m
b. 8 Hz dan 1 m
c. 16 Hz dan 2 m
d. 16 Hz dan 1 m
e. 32 Hz dan 2 m

Diketahui: persamaan y = 0,01 sin π (32t + 2x)

Ditanya: f (frekuensi) dan λ (panjang gelombang)?

Jawab:
Persamaan fungsi gelombang merambat:
y = A sin [2πft - (2πx)/λ]

Diketahui persamaan gelombang:
y = 0,01 sin π (32t + 2x)
y = 0,01 sin (32πt + 2πx)

*cari frekuensi:
2πft = 32πt (coret π dan t)
2f = 32
f = 16 Hz

*cari lambda
(2πx)/λ = 2πx (coret π dan t)
2/λ = 2
λ = 2/2
λ = 1 m

Jadi, Jawabannya adalah (D: 16 Hz dan 1 m)

10). Sebuah gelombang merambat pada seutas tali menuju ujung tali bebas, dengan amplitudo 20 cm, periode 0,1 s, dan panjang gelombang 25 cm. Jika panjang tali 8 meter, amplitudo superposisi gelombang datang dan gelombang pantul pada jarak 75 cm dari ujung pemantulan adalah...
a. 0 cm
b. 10 cm
c. 20 cm
d. 30 cm
e. 40 cm

Diketahui:
persamaan gelombang pada ujung tali bebas:
y = 2 * A * Cos (k * x) * Sin (ω * t)
A = 20 cm
T = 0,1 s
λ = 25 cm
l = 8 m = 800 cm
x = 75 cm

k = 2π / λ = 2π/25
ω = 2π / T = 2π/0,1 = 20π

Ditanya: Amplitudo Superposisi (As)?

Jawab:
Sebelum itu kita cari persamaan simpangan superposisi:
yp = 2 * A * Cos (k * x) * Sin (ω * t)
yp = 2 * 20 * Cos ((2π/25) * 75) * Sin (20π * t)
yp = 40 Cos (6π) Sin (20πt) -------> (Cos 6π bernilai = 1)
yp = 40 Sin (20πt)

Dari persamaan y superposisi, yp = 40 Sin (20πt), maka diketahui Amplitudo superposisi = 40 cm. (Jawaban: E)

11). Pada percobaan Melde, digunakan seutas benang yang panjangnya 1 meter dan massa benang 5 gram. Apabila beban bermassa 200 g digantungkan pada benang tersebut, kecepatan perambatan gelombang pada benang adalah (g = 10 m/s²)...
a. 5 m/s
b. 10 m/s
c. 20 m/s
d. 24 m/s
e. 40 m/s

Diketahui:
l = 1 m
m benang = 5 gram = 0,005 kg
m beban = 200 gram = 0,2 kg
g = 10 m/s²

Ditanya: v (kecepatan perambatan gelombang pada benang)?

Jawab:
F = m beban . g
F = 0,2 . 10
F = 2 N

v² = (F.l) / m benang
v² = (2 . 1) / 0,005
v² = 2 / 0,005
v² = 400
v = √400
v = 20 m/s (Jawaban: C)

12). Seutas dawai panjangnya 40 cm, kedua ujungnya terikat dan digetarkan sehingga pada seluruh panjang dawai terbentuk empat perut gelombang. Dawai tersebut ditarik dengan gaya 100 N. Jika massa dawai 1 gram, frekuensi getaran dawai adalah...
a. 200 Hz
b. 400 Hz
c. 800 Hz
d. 1000 Hz
e. 1600 Hz

Diketahui:
Dawai ujungnya terikat
l = 40 cm = 0,4 m
m = 1 gram = 0,001 kg
F = 100 N

Ditanya: f (frekuensi getaran dawai)?

Jawab:
v = √(F.L) / m
v = √(100.0,4) / 0,001
v = √40/0,001
v = √40000
v = 200 m/s

Sepanjang 0,4 m, terbentuk 4 perut gelombang. Berarti terdapat 2 gelombang.

2λ = 0,4
λ = 0,4 / 2
λ = 0,2 m

frekuensi:
f = v / λ
f = 200 / 0,2
f = 1000 Hz (Jawaban: D)

13). Gelombang transversal merambat dari A ke B dengan cepat rambat 12 m/s pada frekuensi 4 Hz dan amplitudo 5 cm. Jika jarak AB = 18 m, banyaknya gelombang yang terjadi sepanjang AB adalah...
a. 9
b. 8
c. 7
d. 6
e. 4

Diketahui:
v = 12 m/s
f = 4 Hz
A = 5 cm
l ab = 18 m

Ditanya: n ab (banyaknya gelombang yang terjadi sepanjang AB)?

Jawab:
λ = v/f
λ = 12/4
λ = 3 m

λ = l ab / n ab
n ab = l ab / λ
n ab = 18 / 3
n ab = 6 (Jawaban: D)

14). Gelombang merambat dari titik A ke titik B dengan amplitudo 10^-2 m dan periode 0,2 s. Jarak AB = 0,3 m. Jika cepat rambat gelombang 2,5 m/s, beda fase antara titik A dan B adalah...
a. 4π/5 rad
b. 6π/5 rad
c. 4π/5 rad
d. 3π/2 rad
e. 8π/5 rad

Diketahui:
A = 10^-2 m
T = 0,2
Δx = 0,3 m = 30 cm
v = 2,5 m/s

Ditanya: Δθ (Beda fase antara titik A dan B)?

Jawab:
λ = v . T
λ = 2,5 . 0,2
λ = 0,5 m
λ = 50 cm

Δθ = (Δx/λ) x 2π
Δθ = (30/50) x 2π
Δθ = 60π/50
Δθ = 6π/5 rad (Jawaban: B)

15). Gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, cepat rambat gelombang tersebut adalah...
a. 40 m/s
b. 25 m/s
c. 30 m/s
d. 45 m/s
e. 50 m/s

Diketahui:
f = 30 Hz
jarak antara puncak dan lembah gelombang = 1/2 λ
1/2 λ = 50 cm = 0,5 m
1 λ = 0,5 x 2 = 1 m

Ditanya: v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
v = λ . f
v = 1 . 30
v = 30 m/s (Jawaban: C)

Jawaban Soal UK BAB 2 MTK Minat Kelas XI (Trigonometri)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Wed, 14 Nov 2018 10:00:00 +0000

Di bab 2 ini mempelajari tentang rumus trigonometri jumlah dan selisih dua sudut, seperti penurunan kesamaan fungsi trigonometri dari penjumlahan dan selisih dua sudut, sudut ganda, dan kesamaan dari penjumlahan atau perkalian fungsi trigonometri. Berikut adalah jawaban soal UK BAB 2 MTK Minat kelas XI: (Maaf jika ada kesalahan kata, kalau bisa segera komentar biar saya memperbaiki kesalahan tersebut).

1). Nilai sin 2x cos 3x + cos 2x sin 3x sama dengan nilai...
a. Sin x
b. Sin 5x
c. Sin 7x
d. Sin 3x
e. Sin 6x

Jawab:
Rumus: sin (α + β) = sin α cos β + cos α sin β

Sin 2x cos 3x + cos 2x sin 3x = sin (2x + 3x) = sin 5x (Jawaban: B)

2). Nilai dari sin 3x adalah...
a. Sin 2x cos x + cos 2x sin x
b. Sin x cos 2x + cos x sin x
c. Sin 2x cos x - cos 2x sin x
d. Sin x cos 2x - cos x sin x
e. 3 sin x

Jawab:
sin 3x = sin (2x + x)
Rumus: sin (α + β) = sin α cos β + cos α sin β

sin (2x + x) = sin 2x cos x + cos 2x sin x (Jawaban: A)

3). Diketahui (A+B) = π/3 dan sin A sin B = 1/4. Nilai dari cos (A-B) adalah...
a. -1
b. -1/2
c. 1/2
d. 3/4
e. 1

Jawab:
Kita ketahui bahwa π = 180°, (A+B) = π/3, dan sin A. sin B = 1/4.

Cos (A+B) = cos A. cos B - sin A. sin B
Cos π/3 = cos A. cos B - 1/4
cos 180/3 = cos A. cos B - 1/4
cos 60° = cos A. cos B - 1/4
1/2 = cos A. cos B - 1/4
1/2 + 1/4 = cos A. cos B
3/4 = cos A. cos B

Cos (A-B) = cos A. cos B + sin A. sin B
Cos (A-B) = 3/4 + 1/4
Cos (A-B) = 1 (Jawaban: E)

4). Jika 0° ≤ α ≤ 190° dan 0° ≤ β ≤ 180° memenuhi α + β = 2/3 π dan sin α = 2 sin β. Maka tan (α - β) adalah...
a. 1
b. √2
c. 2 - √3
d. √3
e. 20 + √3

Jawab:
α + β = 2/3 π
α = 2/3 π - β

sin α = 2 sin β
sin (2/3 π - β) = 2 sin β
sin 2/3 π . cos β - cos 2/3 π . sin β = 2 sin β
sin 120° . cos β - cos 120° . sin β = 2 sin β
1/2 √3 . cos β + 1/2 . sin β = 2 sin β
1/2 √3 . cos β = 2 sin β - 1/2 . sin β
1/2 √3 . cos β = 3/2 sin β (cos β pindah ke ruas kanan)
1/2 √3 = 3/2 sin β / cos β
1/2 √3 = 3/2 tan β
tan β = 1/2 √3 : 3/2
tan β = 1/2 √3 x 2/3
tan β = 1/3 √3
β = 30°

α + β = 2/3 π

α = 2/3 π - β

α = 120° - 30°

α = 90°

dit: tan (α-β)

tan (α-β) = tan (90° - 30°)

tan (α-β) = tan 60°

tan (α-β) = √3 (Jawaban: D)

5). Sudut sudut sebuah segitiga ABC adalah α, β, dan γ. Jika sin α = p dengan α lancip maka tan (β + γ) adalah...
a. √1-p²
b. -√1-p² /p
c. p / √1-p²
d. -p / √1-p²
e. - p/1-p

Jawab:
Diketahui sin α = p

cos² α = 1-sin² α
cos α = √(1-sin² α)
cos α = √(1-p²)

tan α = sin α / cos α
tan α = p / √(1-p²)

tan (β + γ) = tan (180 - α)
tan (β + γ) = -tan α
tan (β + γ) = -p / √(1-p²) => (Jawaban: D)

6). Jika tan A = 1/3 maka nilai tan (π/4-A) / tan (π/4+A) adalah...
a. 1
b. 3/4
c. 2/3
d. 1/3
e. 1/4

Jawab:
π/4 = 180/4 = 45° = 1
= tan (π/4-A) / tan (π/4+A)
= 1 - 1/3 / 1 + 1 . 1/3 => bagian atas
= 2/3 / 1 + 1/3
= 2/3 / 4/3
= 1/2

= 1 + 1/3 / 1 - 1. 1/3 => bagian bawah
= 4/3 / 1 - 1/3
= 4/3 / 2/3
= 2

tan (π/4-A) / tan (π/4+A) = 1/2 / 2
tan (π/4-A) / tan (π/4+A) = 1/2 x 1/2
tan (π/4-A) / tan (π/4+A) = 1/4 (Jawaban: E)

7). Jika 4 cos (π/6 + x) = 3 cos (π/6 - x) maka tan x adalah...
a. 1/7 √3
b. 1/6 √3
c. 1/4 √3
d. 1/3 √3
e. 1/2 √3

Jawab:
seperti yang diketahui π adalah nilai yang setara dengan 180°

4 cos (π/6 + x) = 3 cos (π/6 - x)
4 {cos π/6 . cos x - sin π/6 . sin x} = 3 {cos π/6 . cos x + sin π/6 . sin x}
4 {cos 30 . cos x - sin 30 . sin x} = 3 {cos 30 . cos x + sin 30 . sin x}
4 {1/2√3 . cos x - 1/2 . sin x} = 3 {1/2√3 . cos x + 1/2 . sin x}
4 {1/2√3 . cos x - 1/2 . sin x} - 3 {1/2√3 . cos x + 1/2 . sin x} = 0
4 {√3 cos x / 2 - sin x / 2} - 3 {√3 cos x / 2 + sin x / 2} = 0
4 {√3 cos x / 2 - sin x / 2} - 3 {√3 cos x / 2 + sin x / 2} = √3 cos x - 7 sin x / 2

√3 cos x - 7 sin x / 2 = 0 (Jika f (x) / g (x) = 0 maka f(x) = 0)
√3 cos x - 7 sin x = 0 (bagi dengan cos x)
√3 cos x - 7 sin x / cos x = 0 / cos x
√3 - 7 sin x / cos x = 0 (tan = sin / cos)
√3 - 7 tan x = 0
7 tan x = √3
tan x = √3 / 7
tan x = 1/7 √3 (Jawaban: A)

8). Jika A, B, dan C adalah sudut-sudut dalam sebuah segitiga maka sin 2A + sin 2B + sin 2C adalah...
a. 2 sin A sin B sin C
b. 2 cos A sin B cos C
c. 4 sin A sin B sin C
d. 2 sin A cos B cos C
e. 2 sin A cos B sin C

Jawab:
A + B + C = 180°
A + = 180° - (B+C)
2A = 360° - (2B+2C)

sin 2A = sin {360° - (2B+2C)}
sin 2A = sin 360° . cos (2B+2C) - cos 360° . sin (2B+2C)
sin 2A = 0 . cos (2B+2C) - 1 . sin (2B+ 2C)
sin 2A = -sin (2B+2C)
sin 2A = -{sin 2B . cos 2C + cos 2B . sin 2C}
sin 2A = -sin 2B . cos 2C - cos 2B . sin 2C

substitusikan ke soal yg ditanya:
sin 2A + sin 2B + sin 2C
= -sin 2B . cos 2C - cos 2B . sin 2C + sin 2B + sin 2C
= -sin 2B . cos 2C + sin 2B - cos 2B . sin 2C + sin 2C
= sin 2B (1 - cos 2C) + sin 2C (1 - cos 2B)
= 2 sin B cos B (2 sin² C) + 2 sin C cos C (2 sin² B)
= 4 sin B cos B (sin² C) + 4 sin C cos C (sin² B)
= 4 sin B sin C (cos B.sin C + cos C.sin B)
= 4 sin B sin C (sin B.cos C + cos B.sin C)
= 4 sin B sin C sin (B+C)
= 4 sin A sin B sin C (Jawaban : C)

9). 2 cos 15° (sin 15° + cos 15°) - 1 = ....
a. 1/2
b. 1/2 √3
c. 1/2 (√6 + 1)
d. 1/2 (√6 - 1)
e. 1/2 (√2 + 1)

Jawab:
2 cos 15° (sin 15° + cos 15°) - 1
= {2 cos 15°. sin 15° + 2 cos 15°. cos 15°} - 1
= {(sin (15°+15°) - sin (15°-15°)) + (cos (15°+15°) + cos (15°-15°)} - 1
= {sin 30° - sin 0 + cos 30° + cos 0} -1
= {1/2 - 0 + 1/2 √3 + 1} -1
= 1/2 + 1/2 √3
= 1/2 (1 + √3) =? tidak ada jawabannya

10). Jika diketahui x + y = 270° maka...
a. cos x + sin y = 0
b. cos x - sin y = 0
c. cos x + cos y = 0
d. sin x - sin y = 0
e. sin x + sin y = -1

Jawab:
x + y = 270°
x = 270° - y

Cos x = cos (270° - y)
cos x = - sin y (karena 270° berada di kuadran 4 maka sin negatif)

cos x + sin y = - sin y + sin y = 0 (Jawaban: A)

11). Jika x = 3 tan α maka sin α cos α adalah...
a. 5
b. 8
c. 10
d. 3x / x² + 9
e. -3x / x² + 9

Jawab:
misalkan: depan = A, samping = B, miring = C
3 tan α = x
tan α = x/3 => depan/samping => depan =x, samping =3 => A = x, B = 3
A/B = x/3

C² = A² + B² = x² + 3² = x² + 9

sin α cos α = A/C x B/C
sin α cos α = AB / C²
sin α cos α = x . 3 / x² + 9
sin α cos α = 3x / x² + 9 (Jawaban: D)

12). Jika α adalah sudut lancip yang memenuhi 2 cos² α = 1 + 2 sin α maka tan α adalah...
a. 2 + √5
b. √5 - 1
c. 2 + √3
d. √3 - 1
e. 2 - √3

Jawab:
"BELUM"

13). Diketahui nilai sin α cos β = 1/5 dan sin (α - β) = 3/5 untuk 0° ≤ α ≤ 180° dan 0° ≤ β ≤ 90°. Nilai sin (α + β) = ...
a. -3/5
b. -2/5
c. -1/5
d. 1/5
e. 3/5

Jawab:
sin (α - β) = sin α . cos β - cos α . sin β
3/5 = 1/5 - cos α . sin β
1/5 - cos α . sin β = 3/5
- cos α . sin β = 3/5 - 1/5
- cos α . sin β = 2/5
cos α . sin β = -2/5

sin (α + β) = sin α . cos β - cos α . sin β
sin (α + β) = 1/5 - (-2/5)
sin (α + β) = 1/5 + 2/5
sin (α + β) = 3/5 (Jawaban: E)

14). Diketahui cos B = 12/13 dan sudut B lancip. Nilai sin 2B adalah...
a. 5/13
b. 12/26
c. 24/26
d. 160/169
e. 120/169

Jawab:
Diketahui cos B = 12/13
berarti sisi lain = √13² - 12² = √169-144 = √25 = 5
sin B = 5/13 => (depan/miring)

sin 2B = 2 sin B . cos B = 2. (5/13). (12/13) = 120/169 (Jawaban: E)

15). Jika α, β, dan γ adalah sudut-sudut sebuah segitiga maka sin 1/2 (β + γ) adalah...
a. sin (1/2 α)
b. sin (1/2 β)
c. cos (1/2 β)
d. -cos (1/2 β)
e. cos (1/2 α)

Jawab:
α + β + γ = 180°
β + γ = 180° - α

maka:
sin 1/2 (β + γ) = sin 1/2 (180° - α)
sin 1/2 (β + γ) = 1/2 (sin 180° . cos α - cos 180° . sin α)
sin 1/2 (β + γ) = 1/2 (0 . cos α - (-1) . sin α)
sin 1/2 (β + γ) = 1/2 (sin α)
sin 1/2 (β + γ) = sin (1/2 α) => Jawaban: A

16). (1-sin² A) tan² A = ...
a. 2 sin² A - 1
b. 1 - sin² A
c. sin² A + cos² A
d. sin² A + cos² A
e. 1 - cos² A

Jawab:
(1-sin² A) tan² A
= (cos² A) tan² A
= cos² A . sin²A/cos²A (coret cos²A)
= sin² A

sin² A = 1 - cos² A (Jawaban: E)

17). Jika tan² x / 1 + sec x = 1 untuk 0° ≤ x ≤ 90° maka nilai x adalah...
a. 0°
b. 30°
c. 45°
d. 60°
e. 90°

Jawab:
tan² x / 1 + sec x = 1
tan² x / 1 + 1/cos x = 1

kita coba-coba:
*tan²(0°) / 1 + 1/ cos 0 = 1
0 / 1 + 1 = 1
0 / 2 = 1 (tidak memenuhi)

*tan²(30°) / 1 + 1 / cos 30 = 1
(1/3√3)² / 1 + 1 / 1/2√3 = 1
1/3 / 1 + 1/1/2√3 = 1 (tidak memenuhi)

*tan² (45°) / 1 + 1/cos 45 = 1
(1)² / 1 + 1/1/2√2 = 1
1 / 1 + 1/1/2√2 = 1 (tidak memenuhi)

*tan² (60°) / 1 + 1/cos 60 = 1
(√3)² / 1 + 1/ 1/2 = 1
3 / 1 + 2 = 1
3/3 =1 (memenuhi) => Jawaban: D

18). Jika 1 - sin² x = 1, untuk 0° ≤ x ≤ 180° maka nilai x yang memenuhi adalah...
a. {0°, 30°}
b. {30°, 60°}
c. {0°, 180°}
d. {30°, 45°}
e. {45°, 60°}

Jawab:
1 - sin² x = 1
cos²x = 1

kita coba-coba:
cos²(0°) = (1)² = 1 => (memenuhi)
cos²(30°) = (1/2√3)² = 3/4 => (tidak memenuhi)
cos²(45°) = (1/2√2)² = 1/2 => (tidak memenuhi)
cos² (60°) = (1/2)² = 1/4 => (tidak memenuhi)
cos²(180°) = (-1)² = 1 => (memenuhi)

berarti jawabannya {0°, 180°} => Jawaban :C

19). Jika 3 cos² 2x + 4 cos² x - 4 = 0 maka nilai cos x adalah...
a. 2/3
b. 1/6 √30
c. -2/3
d. 2/3 √3
e. √5/6

Jawab:
3 cos² 2x + 4 cos² x - 4 = 0
(3 cos 2x - 2)(cos 2x + 2) = 0
*cos 2x = 2/3 (memenuhi) atau
*cos 2x = -2 (tidak memenuhi)

cos 2x = 2/3
2 cos² x - 1 = 2/3
2 cos² x = 2/3 + 1
2 cos² x = 5/3
cos² x = 5/6
cos x = √5/6 (Jawaban: E)

20). Diketahui nilai cos (α - β) = 2/3 dan cos α cos β = 1/2. Jika α + β lancip maka nilai tan (α + β) adalah...
a. 1/4 √2
b. 1/2
c. 2/3 √2
d. 2
e. 2 √2

Jawab:
"BELUM"

21). Jika α + β = 270° maka nilai cos α + sin β adalah...
a. 2 sin β
b. 2 cos β
c. sin 2β
d. 0
e. cos β + sin β

Jawab:
α + β = 270°
β = 270° - α

cos α + sin β
= cos α + sin (270° - α) => menggunakan rumus sin (a-b) = sin a cos b - cos a sin b
= cos α + (sin 270° . cos α - cos 270° . sin α)
= cos α + ((-1) . cos α - 0 . sin α)
= cos α + (-cos α) - 0
= cos α - cos α
= 0 (Jawaban: D)

22). Nilai sin 45° cos 15° + cos 45° sin 15° adalah...
a. 1/2
b. 1/2 √2
c. 1/2 √3
d. 1/2 √6
e. √3

Jawab:
Memakai rumus: sin a . cos b + cos a . sin b = sin (a + b)
sin 45° cos 15° + cos 45° sin 15° = sin (45° + 15°)
sin 45° cos 15° + cos 45° sin 15° = sin 60°
sin 45° cos 15° + cos 45° sin 15° = 1/2 √3 (Jawaban: C)

23). Bentuk cos 6x - cos 2x dapat diubah menjadi bentuk...
a. -6 sin² 2x cos 2x
b. -4 sin² 2x cos 2x
c. -2 sin² 2x cos 2x
d. -2 cos² 2x sin 2x
e. -4 cos² 2x sin 2x

Jawab:
cos 6x - cos 2x = -2 sin ½ (6x+2x) sin ½ (6x-2x)
cos 6x - cos 2x = -2 sin ½ (8x) sin ½ (4x)
cos 6x - cos 2x = -2 sin 4x . sin 2x
cos 6x - cos 2x = -2 sin 2(2x) . sin 2x
cos 6x - cos 2x = -2 (2 sin 2x . cos 2x) sin 2x => memakai rumus sin 2a = 2 sin a cos a
cos 6x - cos 2x = -4 sin² 2x . cos 2x (Jawaban: B)

24). Jika 0 ≤ x ≤ 2π dan 0 ≤ y ≤ 2π memenuhi persamaan sin (x + y) = sin y cos x maka cos y sin x adalah...
a. -1
b. -1/2
c. 0
d. 1/2
e. 1

Jawab:
sin (x+y) = sin y cos x
sin x . cos y + cos x . sin y = sin y cos x (=> sin x . cos y bisa dibalik jadi cos y. sin x)
cos y . sin x = sin y. cos x - cos x . sin y (dipindah ke ruas kanan)
cos y. sin x = 0 (Jawaban: C)

25). cos 35° cos 20° - sin 35° sin 20° = ....
a. sin 35°
b. sin 55°
c. cos 35°
d. cos 15°
e. sin 15°

Jawab:
Rumus: Cos (α + β) = cos α . cos β - sin α . sin β

cos 35° cos 20° - sin 35° sin 20° = Cos (α + β)
cos 35° cos 20° - sin 35° sin 20° = cos (35 + 20)
cos 35° cos 20° - sin 35° sin 20° = cos 55°

cos 55° = berada di kuadran 1 jadi positif
cos 55° = cos (90° - 35°) = + sin 35° (Jawaban: A)

Jawaban Soal UK BAB 3 Fisika Kelas XI (Fluida Statik)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Tue, 23 Oct 2018 10:00:00 +0000

Dalam bab 3 ini, kita mempelajari tentang fluida statik, yaitu seperti tekanan hidrostatik, hukum pascal, gaya archimedes, dan tegangan permukaan. Berikut adalah jawaban soal UK BAB 3 fisika kelas XI:

1). Tekanan hidrostatik bergantung pada:
(1) tinggi permukaan zat cair;
(2) luas permukaan zat cair;
(3) percepatan gravitasi bumi;
(4) massa jenis zat cair.
Pernyataan yang benar adalah.....
a. (1) dan (2)
b. (1) dan (3)
c. (1), (2), dan (4)
d. (1), (3), dan (4)
e. semua benar

Jawab: Rumus dari tekanan hidrostatik adalah P = ρ.g.h. Dengan keterangan ρ adalah massa jenis zat cair, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah kedalaman atau tinggi permukaan.
Jadi jawabannya adalah (1), (3), (4), => (D)

2). Sebuah kolam renang mempunyai kedalaman 5 m dan luas permukaan kolam 50 m². Jika tekanan udara luar 10⁵ Pa, percepatan gravitasi 10 m/s², dan massa jenis air 10³ kg/m³, tekanan total pada dasar kolam adalah....
a. 1,1 x 10⁵ Pa
b. 1,2 x 10⁵ Pa
c. 1,5 x 10⁵ Pa
d. 2,0 x 10⁵ Pa
e. 2,5 x 10⁵ Pa

Diketahui:
h = 5 m
A = 50 m²
Po = 10⁵ Pa
g = 10 m/s²
ρ = 10³ kg/m³ => 1000 kg/m³

Ditanya: Ptotal??

Jawab:
P = F/A
P = ρ (Ah) g : A=> sesuai rumus (atau bisa juga ρ.g.h)

Ptotal = Po + P air
Ptotal = 10⁵ + ρ (Ah) g : A
Ptotal = 10⁵ + 1000 (50.5) 10 : 50
Ptotal = 10⁵ + 1000 (250) 10 : 50
Ptotal = 10⁵ + 1000 (2500) : 50
Ptotal = 10⁵ + 2500000 : 50
Ptotal = 10⁵ + 50000
Ptotal = 100000 + 50000
Ptotal = 150000
Ptotal = 1,5 x 10⁵ Pa (Jawaban: C)

3). Perhatikan gambar berikut.
Jika tekanan udara luar 1 atm,besarnya tekanan udara dalam tabung P adalah.... (Diketahui: Selisih permukaan raksa adalah 2cm).
a. 73 cmHg
b. 74 cmHg
c. 75 cmHg
d. 76 cmHg
e. 78 cmHg

Diketahui:
P udara luar = Pbar = 1 atm = 76cmHg
selisih tinggi = (Δh) = 2 cm

Ditanyakan: P gas?

Jawab:
Pgas = Pbar - Δh
Pgas = 76cmHg - 2cmHg
Pgas = 74cmHg (Jawaban: B)

4). Sebuah gelas dimasukkan dengan arah terbalik ke dalam air. Ternyata, air tidak dapat masuk sepenuhnya ke dalam gelas seperti terlihat pada gambar berikut.
Perbedaan tinggi air di dalam dan di luar gelas 4 cm. Jika tekanan udara luar 10⁵ Pa dan g = 10 m/s², tekanan udara di dalam gelas adalah....
a. 1,04 x 10⁵ Pa
b. 1,004 x 10⁵ Pa
c. 1,0004 x 10⁵ Pa
d. 1,4 x 10⁵ Pa
e. 5,0 x 10⁵ Pa

Diketahui:
Δh = 4 cm = 0,04 m
Po = 10⁵ Pa
g = 10 m/s²
ρ = karena itu adalah air, maka massa jenisnya 1000 kg/m³

Ditanya: Tekanan udara di dalam gelas (Pa)?

Jawab:
Pa = Po + ρ.g.h
Pa = 10⁵ + 1000.10. 0,04
Pa = 10⁵ + 400
Pa = 100000 + 400
Pa = 100400
Pa = 1,004 x 10⁵ Pa (Jawaban: B)

5). Sebuah bejana berhubungan mula-mula berisi air dalam keadaan setimbang. Kemudian, pada salah satu kakinya diisi minyak sehingga air terdesak 2 cm dari keadaan setimbangnya. Jika massa jenis air 1gcm³ dan massa jenis minyak 0,8 gcm³, tinggi minyak di dalam bejana adalah...
a. 1,6 cm
b. 2,0 cm
c. 2,5 cm
d. 4,0 cm
e. 5,0 cm

Diketahui:
Mula-mula air dalam keadaan setimbang. Lalu setelah diisi oleh minyak, air terdesak 2cm dari keadaan setimbangnya. Berarti,
ha = 2cm (tinggi air)
ρa = 1gcm³ (massa jenis air)
ρm = 0,8gcm³ (massa jenis minyak)

Ditanya: hm (tinggi minyak)?

Jawab:
Pair = Pminyak
ρa.g.ha = ρm.g.hm
1.10.2 = 0,8.10.hm
20 = 8 hm
hm = 20/8
hm = 2.5 cm (Jawaban: C)

6). Perhatikan gambar berikut.
Selisih tinggi air 4 cm. Massa jenis air 1 gc/m³, massa jenis minyak 0,8 gc/m³, dan massa jenis alkohol 0,64 gc/m³. Adapun tinggi permukaan air pada kaki A dan kaki B sama, tinggi kolom cairan alkohol yang harus dituangkan ke dalam kaki A adalah....
a. 3,125 cm
b. 4,000 cm
c. 4,500 cm
d. 6,250 cm
e. 6,400 cm

Diketahui:
ha = 4 cm (tinggi air)
ρa = 1g/cm³ (massa jenis air)
ρm = 0,8g/cm³ (massa jenis minyak)
ρA = 0,64g/cm³ (massa jenis alkohol)

Ditanya: Tinggi alkohol (hA)?

Jawab:
Tinggi permukaan air pada kaki A dan kaki B sama, berarti tinggi minyak dan tinggi alkohol adalah sama. Berarti kita tidak perlu menambahkan tekanan minyak pada rumus.
ρa.g.ha = ρA.g.hA
1.10.4 = 0,64.10.hA
40 = 6,4hA
hA = 40/6,4
hA = 6,250 cm (Jawaban: D)

7). Semakin dalam seseorang menyelam di dalam sebuah kolam....
a. Tekanan hidrostatik yang dialami tetap, gaya ke atasnya juga tetap.
b. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atas juga bertambah.
c. Tekanan hidrostatik yang dialami tetap, gaya ke atasnya bertambah.
d. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atasnya tetap.
e. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atasnya berkurang.

Jawab:
Semakin dalam seseorang menyelam, maka semakin besar juga tekanan air terhadap orang tersebut. Lalu menurut hukum Archimedes, gaya ke atasnya juga semakin bertambah jika semakin dalam menyelam. (Jawaban: B)

8). Sebuah balok kayu massanya m dan volumenya V dicelupkan ke dalam air yang mempunyai massa jenis 1 gc/m³. Volume balok yang tampak di atas permukaan air sebesar 20%. Dari data tersebut, dapat ditentukan massa jenis balok kayu adalah....
a. 0,2 g/cm³
b. 0,4 g/cm³
c. 0,6 g/cm³
d. 0,8 g/cm³
e. 1,2 g/cm³

Jawab:
Cara menentukannya adalah:
ρ balok / ρ air = V tenggelam / V total
ρ balok / 1 = 80% V / 100% V (Volume total adalah 100%, karena diketahui volume balok yang tampak adalah 20%, maka volume balok tenggelam adalah 100%-20%=80%).
ρ balok = 0,8 g/cm³ (Jawaban: D)

9). Sebuah bendungan menampung air dengan ketinggian 5 meter.
Jika panjang dinding bendungan 40 meter, besarnya gaya yang dibutuhkan oleh dinding bendungan untuk menahan air adalah...
a. 1,00 x 10⁴ N
b. 2,50 x 10⁵ N
c. 5,00 x 10⁶ N
d. 1,00 x 10⁷ N
e. 2,50 x 10⁷ N

Diketahui:
h = 5m
P = 40m
A = p.h = 40.5 = 200 m²
massa jenis air (ρ) = 10³ kg/m³ => 1000 kg/m³

Diketahui: F (gaya)?

Jawab:
P = F/A
ρ.g.h = F/200
1000.10.5 = F/200
50000 = F/200
F = 50000 x 200
F = 10000000
F = 1,00 x 10⁷ N

10). Dari gambar berikut, massa jenis air 1 g/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 g/cm³.
Kubus dengan panjang sisinya 10 cm, berada 20% di dalam air. Massa kubus kayu tersebut adalah....
a. 440 gram
b. 640 gram
c. 840 gram
d. 940 gram
e. 1.040 gram

Diketahui:
ρ air = 1 g/cm³
ρ minyak = 0,8 g/cm³
S kubus = 10 cm
Volume = 20% tenggelam dalam air (0,2 Vb)
Volume = 80% berada di minyak (0,8 Vb)

Ditanya: Massa kubus (m) ?

Jawab:
massa benda belum diketahui:
m = ρ . Vb
W = ρ . Vb . g

W kubus = F air + F minyak
ρ kubus. g . V b = ρ air . g . V air + ρ minyak . g . V minyak (Coret g masing-masing)
ρ kubus. Vb = 1 . 0,2 Vb + 0,8 . 0,8 Vb
ρ kubus .Vb= 0,2Vb + 0,64 Vb
ρ kubus .Vb = 0,84 Vb
ρ kubus = 0,84 Vb / Vb
ρ kubus = 0,84 g/cm³

m = ρ x Vb
m = 0,84 . S x S x S (rumus volume kubus)
m = 0,84 . 10 x 10 x 10
m = 0,84 x 1000
m = 840 gram (Jawaban: C)

11). Sebuah benda jika ditimbang di udara massanya 40 kg. Jika ditimbang di dalam air, massanya seolah-olah menjadi 25 kg. Akan tetapi, jika ditimbang di dalam suatu cairan lain, massanya seolah-olah menjadi 10 kg. Jika massa jenis air 1 g/cm³, massa jenis cairan tersebut adalah....
a. 1,0 g/cm³
b. 1,5 g/cm³
c. 2,0 g/cm³
d. 2,5 g/cm³
e. 3,0 g/cm³

Diketahui:
m diudara = 40 kg => W diudara = 40 x 10 = 400 N
m di air = 25 kg => W di air = 25 x 10 = 250 N
massa jenis air = 1 g/cm³ = > 1000 kg/m³

Ditanya: Jika ditimbang di cairan lain, massanya seolah-olah 10 kg. Berapa massa jenis cairan tersebut? (W dicairan lain = 10 x 10 = 100 N)

Jawab:
FA = ρ . g. V
Wdiudara - Wdiair = ρ . g .V
400 - 250 = 1000.10.V
150 = 10000V
V = 150/10000
V = 0,015 m³
V = 15000 cm³

FA = ρ . g. V
Wdiudara - Wdicairanlain = ρ . g. V
400 N - 100 N = ρ . 10 m/s² . 0,015 m³
300 N = ρ , 0,15 m⁴/s²
ρ = 300N/ 0,15 m⁴/s²
ρ = 2000 kg/m³
ρ = 2,0 g/cm³ (Jawaban: C)

12). Buyung, massanya 10 kg, duduk di atas sebuah pelampung yang terbuat dari ban dalam mobil. Ternyata, 80% ban tersebut masuk ke dalam air. Jika massa ban adalah 2 kg dan massa jenis air 1 g/cm³, volume ban yang dipakai sebagai pelampung sebesar....
a. 8 dm³
b. 12 dm³
c. 15 dm³
d. 80 dm³
e. 120 dm³

Diketahui:
m Buyung = 10 kg
Vfluida = 0,8 Vban (80% yang tercelup)
m Ban = 2 kg
massa jenis air (ρ) = 1 g/cm³ => 1000 kg/m³

Ditanya: Volume Ban (Vban)?

Jawab:
FA = w
ρ air x g x Vfluida = (massa buyung + massa ban) x g
1000 x 10 x 0,8 Vban = (10 + 2) x 10
8000 Vban = 12 x 10
8000 Vban = 120
Vban = 120/8000
Vban = 0,015 m³
Vban = 15 dm³ (Jawaban: C)

13). Sebuah ban dalam mobil digunakan sebagai alat apung di dalam sebuah kolam renang. Massa ban 2 kg dan volumenya 5 x 10^-2 m³. Jika diketahui massa jenis air 10³ kg/m³, massa maksimum seseorang yang masih dapat terangkat oleh ban tersebut adalah...
a. 25 kg
b. 32 kg
c. 48 kg
d. 52 kg
e. 68 kg

Diketahui:
m Ban = 2 kg
V ban = 5 x 10^-2 m³
massa jenis air (ρ) = 10³ kg/m³ => 1000 kg/m³

Ditanya: Massa maksimum yang dapat terangkat?

Jawab:
FA = W
ρ . g. V = (m Ban + m) . g => (g nya dicoret masing-masing)
1000. 5 x 10^-2 = 2 + m
m = 1000. 5 x 10^-2 - 2
m = 1000 . 0,05 - 2
m = 50 - 2
m = 48 kg (Jawaban: C)

14). Balon udara volumenya 500 m³ berisi gas yang mempunyai massa jenis 0,1 kg/m³. Jika massa jenis udara disekitar balon 1,1 kg/m³ dan massa balon 225 kg, beban maksimum yang dapat diangkat oleh balon udara tersebut adalah....
a. 25 kg
b. 225 kg
c. 250 kg
d. 275 kg
e. 500 kg

Diketahui:
Vbalon = 500 m³
massa jenis balon (ρ) = 0,1 kg/m³
massa jenis udara sekitar balon (ρ) = 1,1 kg/m³
m Balon = 225 kg

Ditanya: Beban maksimum yang dapat diangkat?

Jawab:
Jika massa balon = 225 kg itu hanya berat karet balonnya, bukan termasuk gas maka:
FA = Wbalon + Wgas + Wbeban
ρudara . V. g = m Balon . g + ρgas. V. g + m Beban . g (g nya saling coret)
1,1 . 500 = 225 + 0,1.500 + m Beban
550 = 225 + 50 + m Beban
550 = 275 + m Beban
m Beban = 550 - 275
m Beban = 275 kg (Jawaban: D)

15). Serangga dapat berdiri di atas permukaan air akibat adanya....
a. gaya Archimedes
b. gaya Pascal
c. gaya regangan
d. tegangan permukaan
e. sifat kapilaritas

Jawab:
Serangga dapat berdiri di atas permukaan air akibat adanya tegangan permukaan. Tegangan permukaan itu sendiri disebabkan oleh adanya interaksi molekul-molekul zat cair di permukaan zat cair. Contoh: Ketika serangga hinggap di permukaan air tanpa tenggelam, hal ini disebabkan karena gaya berat serangga tersebut masih lebih kecil dibandingkan tegangan permukaan air, sehingga serangga tersebut masih bisa ditahan oleh gaya atau tegangan permukaan air. (Jawaban: D)

Jawaban Soal UK BAB 2 Fisika Kelas XI (Elastisitas dan Hukum Hooke)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Fri, 28 Sep 2018 23:00:00 +0000

Dalam bab ke 2 ini yaitu Elastisitas dan Hukum Hooke. Kita mempelajari tentang sifat elastisitas suatu bahan. Lalu juga mempelajari tentang gerak harmonik dan gaya pemulih pada elastis benda. Berikut adalah jawaban Soal UK BAB 2 Fisika Kelas XI tentang Elastisitas dan Hukum Hooke.

1). Perhatikan gambar grafik tegangan-regangan sebuah kawat berikut. Modulus Young kawat x adalah..... (x menunjukkan: tegangan x 10⁷Nm^-2 dan Regangan x 10^-4). X dari grafik menunjukkan ke tegangan yaitu 20, dan ke regangan yaitu 4)
a. 5 Nm^-2 d. 40 Nm^-2
b. 10 Nm^-2 e. 80 Nm^-2
c. 20 Nm^-2

Diketahui:
σ = 20 x 10⁷
e = 4 x 10^-4

Ditanya: Modulus Young?

Jawab:
E = tegangan/regangan
E = σ/e
E = 20 x 10⁷/4 x 10^-4
E = 5 x 10¹¹ N/m

2). Sebuah balok 10 kg dikaitkan pada sebuah kawat yang memiliki luas penampang 2,4 mm². Jika g = 9,8 m/s², tegangan yang dialami kawat tersebut adalah..... Nm^-2
a. 4,09 x 10⁷ d. 5,27 x 10⁷
b. 4,17 x 10⁷ e. 5,79 x 10⁷
c. 5,10 x 10⁷

Diketahui:
A = 2,4 mm² => 2,4 x 10^-6m²
g = 9,8 m/s²
m = 10 kg => F = m.g = 10.9,8 = 98 N

Ditanya: Tegangan (σ) ?

Jawab:
σ = F/A
σ = 98 / 2,4 x 10^-6
σ = 98 / 2.4 . 10⁶
σ = 40,83 . 10⁶
σ = 4.09. 10⁷

3). Dua buah kawat x dan y panjangnya masing-masing 1 m dan 2 m ditarik dengan gaya yang sama sehingga terjadi pertambahan panjang masing-masing 0,5 mm dan 1 mm. Jika diameter kawat y dua kali diameter kawat x, perbandingan modulus Young kawat x terhadap y adalah....
a. 1:1 d. 2:1
b. 1:2 e. 4:1
c. 1:4

Diketahui:
Pada kawat x:
L = 1 m
gaya = F
ΔL = 0,5 mm
diameter = d => A = 1/4.π.d²

Pada kawat y:
L = 2m
gaya = F
ΔL = 1mm
diameter = 2d => A = 1/4.π.(2d)²

Ditanya: Perbandingan Modulus Young?

Jawab:
= E1 : E2
= F.L/A.ΔL : F.L/A.ΔL
= F.1 /1/4.π.d² . 0,5 : F.2 /1/4.π.(2d)² . 1
= 2F / 1/4.π.d² : 2F / 1/4.π.(2d)² (Coret 1/4.π.d² masing-masing persamaan)
= 2F /1 : 2F / 4 (jadi 4 karena 2 dikuadratkan) => Coret 2F masing-masing persamaan
= 1/1 : 1/4
= 1/1 x 4/1
= 4/1
= 4:1 (Jawaban: E)

4). Sebuah benda bermassa 500 kg digantungkan pada sebuah kawat baja dengan panjangnya 3m dan luas penampangnya sebesar 0,15 cm². Jika diketahui modulus Young untuk baja 2,0 x 10¹¹N/m², pertambahan panjang kawat adalah....
a. 0,47 cm d. 0,50 cm
b. 0,48 cm e. 0,51 cm
c. 0,49 cm

Diketahui:
m = 500 kg => F = 500x10 = 5000 N => 5 x 10³
L = 3m => 3x10² cm
A = 0,15 cm² => 1,5 x 10^-5m²
E = 2,0 x 10¹¹N/m²

Ditanya: ΔL (Pertambahan panjang kawat)?

Jawab:
E = F/A . L/ΔL
ΔL = F/A . L/E
ΔL = F.L / A.E
ΔL = 5 x 10³. 3x10² / 1,5 x 10^-5. 2,0 x 10¹¹
ΔL = 15 x 10⁵/ 3 x 10⁶
ΔL = 1.500.000 / 3.000.000
ΔL = 0,50 cm (Jawaban: D)

5). Sebuah kabel baja lift yang memiliki diameter 4 cm mengangkat beban 628 kg. Jika g = 9,8 m/s², tegangan kabel baja tersebut adalah..... Nm^-2.
a. 0,52 x 10⁶
b. 1,32 x 10⁶
c. 4,9 x 10⁶
d. 7,8 x 10⁶
e. 9,2 x 10⁶

Diketahui:
d = 4 cm
m = 628 kg
g = 9,8 m/s²

Ditanya: Tegangan kabel?

Jawab:
Kita cari A terlebih dahulu:
A = 1/4 π d²
A = 1/4. 3,14. 4²
A = 1/4. 3,14. 16 (1/4 dan 16 dicoret)
A = 3,14. 4
A = 12,56 cm²
A = 12,56 x 10^-4m²

F = m.g = 628. 9,8 = 6154,4 N

σ = F/A
σ = 6154,4 / 12,56 x 10^-4
σ = 6154,4 / 12,56 . 10⁴
σ = 490 . 10000
σ = 4.900.000 N/m
σ = 4,9 x 10⁶
6). Seutas kawat dengan luas penampang 4mm² ditarik oleh gaya 3,2 N sehingga kawat tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,04 cm. Jika panjang kawat pada mula mulanya 80 cm, modulus Young kawat tersebut adalah....Nm^-2.
a. 8 x 10⁵
b. 1,6 x 10⁵
c. 8 x 10⁹
d. 1,6 x 10⁹
e. 1,75 x 10⁹

Diketahui:
A = 4mm² = 4 x (10^-3m)² = 4 x 10^-6m²
F = 3,2 N
L = 80 cm => 0,8 m
ΔL = 0,04 cm => 0,004 m

Ditanya: Modulus Young?

Jawab:
E = F/A . L/ΔL
E = 3,2 /4 x 10^-6 . 0,8/0,004
E = 3,2 /4 . 10⁶ . 200
E = 8. 1000000 . 200
E = 1.600.000.000 N/m
E = 1,6 x 10⁹N/m (Jawaban: D)

7). Seutas kawat dengan panjang L dan jari-jari r dijepit dengan kuat di salah satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik oleh gaya F, panjang kawat bertambah 2 cm. Kawat lain dari bahan yang sama, panjangnya 1/4 L dan jari-jari 2r ditarik dengan gaya 2F. Pertambahan panjang kawat ini adalah...
a. 0,10 cm d. 1,50 cm
b. 0,25 cm e. 2,00 cm
c. 0,50 cm

Diketahui:
Pada kawat 1:
panjang = L
jari-jari = r => A = π r²
ditarik oleh gaya = F
ΔL = 2 cm

Pada kawat 2:
panjang = 1/4 L
jari-jari = 2r => A = 2.22/7 r² = π (2r)²
ditarik oleh gaya = 2F

Ditanya: ΔL kawat ke dua adalah??

Jawab:
Karena diberitahu bahan yang sama, maka modulus Youngnya sama. Maka,
E1 = E2
F/A x L/ΔL = F/A x L/ΔL
F/π r² x L/2 = 2F/π (2r)² x 1/4L /ΔL (coret π, r dan F di persamaan 1)
1/1 x L/2 = 2/4 x 1/4L /ΔL
1 . L / 1 . 2 = 2 . 1/4 L / 4 . ΔL
L / 2 = 2/4 L / 4ΔL
L / 2 = 1/2 L / 4ΔL (samakan L nya masing-masing persamaan)
1/2L / 1 = 1/2 L / 4ΔL (coret masing-masing 1/2 L)
1 = 4ΔL
ΔL = 1/4
ΔL = 0,25

Jadi, pertambahan panjang kawat adalah 0,25 cm

8). Sebuah batang silindris pejal terbuat dari besi yang panjangnya 4 m dengan diameter 9,0 cm. Batang tersebut dipasang vertikal dan diujung atasnya diletakkan beban 80.000 kg. Jika modulus Young besi tersebut 1,9 x 10¹¹ Nm^-2, batang besi tersebut akan mengalami pemendekan sebesar....
a. 2,3 mm
b. 2,5 mm
c. 2,6 mm
d. 2,8 mm
e. 3 mm

Diketahui:
L = 4 m
d = 9 cm => 0,09 m | r = d/2 = 9/2 = 4,5
A = πr² = 3,14. 4,5² = 3,14. 20,25 = 63,585 cm² => 63,585 x 10^-4m²
m = 80.000 kg => F = m.g = 80.000 x 10 =800.000 N
E = 1,9 x 10¹¹ Nm^-2

Ditanya: ΔL (Pemendekan)?

Jawab:
E = F.L / A.ΔL
ΔL = F.L / A.E
ΔL = 800.000.4 /63,585 x 10^-4. 1,9 x 10¹¹
ΔL = 3.200.000 / 120,8115 x 10⁷
ΔL = 3.200.000 /1.208.115.000
ΔL = 0,00264 m
ΔL = 2,64 mm

9). Sebuah beban 8,0 kg digantungkan pada ujung kawat logam sepanjang 75 cm dengan diameter 0,130 cm. Jika kawat tersebut memanjang 0,035 cm, modulus Young dari kawat logam tersebut adalah...Nm^-2.
a. 1,00 x 10¹¹
b. 1,27 x 10¹¹
c. 1,45 x 10¹¹
d. 1,27 x 10¹⁰
e. 1,45 x 10¹⁰

Diketahui:
m = 8 kg => F = 8x10 = 80 N
L = 75 cm => 0,75 m
d = 0,130 cm
A = 1/4. π. d² = 1/4. 3,14. 0,130² = 1/4. 3,14. 0,0169 = 0,0132665 cm² => 0,0132665 10^-4m²
ΔL = 0,035 cm => 0,035 x 10^-2m

Ditanya: Modulus Young?

Jawab:
E = F.L / A.ΔL
E = 80. 0,75 / 0,0132665 10^-4 . 0,035 x 10^-2
E = 60 / 0,0004643275 x 10^-6
E = 60 / 0,0004643275 . 10⁶
E = 129219 . 10⁶
E = 1,29 . 10¹¹

10). Sebuah massa 225 kg digantungkan pada ujung bawah sebuah batang sepanjang 4 m dengan luas penampangnya 0,5 cm². Jika batang itu memanjang 1 mm, modulus Young batang tersebut adalah...Nm^-2.
a. 1,23 x 10¹¹
b. 1,50 x 10¹¹
c. 1,76 x 10¹¹
d. 1,83 x 10¹¹
e. 1,90 x 10¹¹

Diketahui:
m = 225 kg => F = 225 x 10 = 2250 N
L = 4m
A = 0,5 cm² => 0,5 x (10^-2m)² => 0,5 x 10^-4m²
ΔL = 1mm => 0,001 m

Ditanya: E (Modulus Young)?

Jawab:
E = F/A . L/ΔL
E = 2250/0,5 x 10^-4 . 4/0,001
E = 2250/0,5 x 10^-4 . 4000
E = 2250/0,5 . 10⁴ . 4000
E = 4500. 10000. 4000
E = 180.000.000.000
E = 1,80 x 10¹¹ (Jawaban: D)

11). Beberapa beban maksimum yang boleh di gantung pada seutas kawat baja dengan luas penampang 5mm², jika diketahui regangan yang tidak boleh melebihi 0,001 (modulus elastis baja 2 x 10¹¹ Nm^-2)
a. 500 N
b. 1000 N
c. 1500 N
d. 2000 N
e. 2500 N

Diketahui:
A = 5mm² = 5 x (10^-3m)² = 5 x 10^-6m²
e = 0,001 = 10^-3
E = 2 x 10¹¹ N/m²

Ditanya: F (beban maksimum)?

Jawab:
F = A.e.E
F = 5 x 10^-6m² .10^-3. 2 x 10¹¹ N/m²
F = 2 x 5 x 10^{-6 + (-3) + 11}
F = 10 x 10²
F = 10 x 100
F = 1000 N (Jawaban: B)

12). Empat buah pegas masing-masing dengan konstanta C disusun secara paralel. Konstanta pegas yang disusun paralel adalah...
a. 1/2
b. 1/4
c. C
d. 4 C
e. 2C

Jawab:
Karena disusun paralel jadi:
kp = C + C + C + C
kp = 4C (Jawaban: D)

13). Tiga buah pegas memiliki konstanta sama disusun secara seri dan pada ujung bawahnya digantungi beban 6 kg, pegas memanjang 5 cm. Perpanjangan susunan pegas jika diberi beban 8 kg adalah....
a. 6,5 cm
b. 6,6 cm
c. 6,8 cm
d. 6,7cm
e. 7,0 cm

Diketahui:
konstanta tiga pegas sama dan disusun secara seri
m1 = 6kg
Δx1 = 5 cm
m2 = 8 kg

Ditanya: Δx2 (Perpanjangan susunan pegas jika m2 = 8 kg)

Jawab:
F = k. Δx
Karena konstanta setiap pegas sama, maka bisa kita abaikan.

F1/Δx1 = F2/Δx2
m1.g/Δx1 = m2.g/Δx2 (g dicoret)
m1/Δx1 = m2/Δx2
6/5 = 8/Δx2
Δx2 = 5.8/6
Δx2 = 40/6
Δx2 = 6,67 cm => dibulatkan menjadi 6,7 cm (Jawaban:D)

14). Seorang siswa memiliki massa 50 kg, bergantung pada ujung pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm, nilai tetapan pegas adalah....
a. 500 N/m
b. 5 N/m
c. 50 N/m
d. 20 N/m
e. 5.000 N/m

Diketahui:
m = 50 kg
Δx = 10 cm => 0,1 m

Ditanya: k (nilai tetapan/konstanta pegas)?

Jawab:
F = m.g
F = 50.10
F = 500 N

F = k. Δx
500 = k. 0,1
k = 500/0,1
k = 5000 N/m (Jawaban: E)

15). Berapa beban maksimum yang boleh digantung pada seutas kawat baja dengan luas penampang 5mm², jika diketahui regangan yang tidak boleh melebihi 0,001 (modulus elastis baja adalah 2 x 10¹¹ N/m²)
a. 500 N
b. 1000 N
c. 1500 N
d. 2000 N
e. 2500 N

Diketahui:
A = 5mm² = 5 x (10^-3m)² = 5 x 10^-6m²
e = 0,001 = 10^-3
E = 2 x 10¹¹ N/m²

Ditanya: F (beban maksimum)?

Jawab:
F = A.e.E
F = 5 x 10^-6m² .10^-3. 2 x 10¹¹ N/m²
F = 2 x 5 x 10-^{6 + (-3) + 11}
F = 10 x 10²
F = 10 x 100
F = 1000 N (Jawaban: B)

16). Untuk meregangkan sebuah pegas sebesar 4 cm diperlukan usaha sebesar 0,16 J. Untuk meregangkan pegas sebesar 2 cm maka diperlukan gaya sebesar....
a. 0,8 N
b. 1,6 N
c. 2,4 N
d. 3,2 N
e. 4,0 N

Diketahui:
x1 = 4 cm => 0,04 m
W = 0,16 J
x2 = 2 cm => 0,02 m

Ditanya: F (gaya dari pegas ke2) ?

Jawab:
W = 1/2. k . x1²
0,16 = 1/2. k. 0,04²
0,16 = 1/2. k. 0,0016
0,32 = k. 0,0016
k = 0,32/0,0016
k = 200 N/m

maka, F = k.x2
F = 200. 0,02
F = 4 N (Jawaban: E)

17). Tiga pegas dengan konstanta k1 = 20 N/m, k2 = 30 N/m, k3 = 60 N/m. Ketiga pegas dirangkaikan dengan cara seri, paralel, atau gabungan keduanya, akan didapatkan konstanta pegas:
(1). 10 N/m
(2). 40 N/m
(3). 45 N/m
(4). 110 N/m
Pernyataan yang benar adalah...
a. (1), dan (4)
b. (1), dan (3)
c. (1), (2), dan (3)
d. (2), dan (4)
e. semua benar

Jawab:
*Kita pakai cara seri:
1/ks = 1/k1 +1/k2 +1/k3
1/ks = 1/20 + 1/30 +1/60
1/ks = 3/60 + 2/60 + 1/60
1/ks = 6/60
ks = 60/6
ks = 10 N/m

*Kita pakai cara paralel:
kp = k1 + k2 + k3
kp = 20 + 30 + 60
kp = 110 N/m

*Kita pakai cara gabungan:
kp = k1 + k2 = 20 + 30 = 50 N/m
1/ks = 1/kp + 1/k3
1/ks = 1/50 + 1/60
1/ks = 6/300 + 5/300
1/ks = 11/300
ks = 300/11 N/m

Berarti pernyataan yang benar adalah (1) dan (4) => (Jawaban: A)

18). Sebuah pegas panjangnya 50 cm dengan konstanta pegas 200 N/m, dipotong menjadi dua bagian yang sama. Potongan pegas tersebut ditarik dengan gaya 40 N dan akan bertambah panjang sebesar...
a. 5 cm
b. 10 cm
c. 15 cm
d. 20 cm
e. 25 cm

Diketahui:
x mula-mula = 50 cm
k = 200 N/m
=> dipotong menjadi 2 bagian:
jadi: masing-masing x = 25 cm
F = 40 N

Ditanya: Δx (pertambahan panjang)?

Jawab:
Saya anggap susunan pegasnya paralel:
kp = k1 + k2
kp = 200 + 200
kp = 400 N/m

F = k . Δx
40 = 400 . Δx
Δx = 40/400
Δx = 0,1 m
Δx = 10 cm (Jawaban: B)

19). Sebuah sepeda motor menggunakan dua shock breaker depan dan dua shock breaker belakang. Setiap shock breaker memiliki konstanta pegas sama, yaitu sebesar 2.500 N/m. Ucok yang massanya 50 kg (g=10 m/s²) duduk di atas sepeda motor itu dan berada pada titik kesetimbangan dari ke empat shock breaker. Perubahan panjang setiap shock breaker adalah...
a. 2,5 cm
b. 5,0 cm
c. 7,5 cm
d. 10,0 cm
e. 12,5 cm

Diketahui:
k= 2500 N/m
m = 50 kg
g=10 m/s²

Ditanya: Δx (perubahan panjang setiap shock breaker)?

Jawab:
Karena ada 4 shock breaker (2 depan dan 2 belakang) maka:
karena disusun paralel=> k = 4.2500 = 10.000 N/m

Kita cari F dulu:
F = m.g = 50.10 = 500 N

maka, F=k.Δx
500 = 10.000 . Δx
Δx = 500/10.000
Δx = 0,05 m
Δx = 5,0 cm (Jawaban: B)

20). Sebuah pegas yang panjangnya 100 cm dipotong menjadi tiga bagian, dengan perbandingan panjang 2:3:5. Jika setiap pegas ditarik dengan gaya yang sama besar, perbandingan pertambahan panjang setiap pegas adalah...
a. 2:3:5
b. 5:3:2
c. 6:10:15
d. 15:10:6
e. 3:5:10

Jawab:
Pegas dengan panjang 100 cm dipotong menjadi 3 bagian, dengan perbandingan 2:3:5. Kita temukan dulu panjang masing-masing bagian.
Bagian 1: 2/10 x 100 = 20 cm
Bagian 2: 3/10 x 100 = 30 cm
Bagian 3: 5/10 x 100 = 50 cm

Konstanta pegas ke 1 = 1/20
Konstanta pegas ke 2 = 1/30
Konstanta pegas ke 3 = 1/50

F = k. Δx
Δx = F/k

Karena gaya masing-masing pegas sama, kita bebas menentukan gayanya. Anggap saja gayanya = 1N
Δx pegas ke 1 = 1/ 1/20 = 20
Δx pegas ke 2 = 1/ 1/30 = 30
Δx pegas ke 3 = 1/ 1/50 = 50

Kita bandingkan Δx masing-masing pegas:
Δx1:Δx2:Δx3
20:30:50
= 2:3:5 (Jawaban: A)

Jawaban Soal UK BAB 1 Fisika Kelas XI (Keseimbangan dan Gerak Rotasi)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Mon, 17 Sep 2018 13:00:00 +0000

Bab 1 Fisika Kelas XI mempelajari tentang keseimbangan dan gerak rotasi. Sub bab dari bab ini yaitu mempelajari kinematika gerak rotasi, dinamika gerak rotasi, keseimbangan benda tegar, dan titik berat benda. Berikut ini adalah soal dan jawaban dari Uji Kompetensi BAB 1 yaitu bab tentang keseimbangan dan gerak rotasi.

1). Batang OP panjangnya l =50 cm, sebuah gaya F =4 N bekerja pada tengah-tengah batang. Jika di titik O terdapat sebuah engsel, momen gaya oleh F terhadap titik O adalah....
a. 0,5 Nm
b. 1,0 Nm
c. 1,5 Nm
d. 2,0 Nm
e. 4,0 Nm

Diketahui:
l = 50 cm = 1/2 m (meter)
F = 4 N bekerja pada tengah-tengah batang.

Ditanya: τ (momen gaya) oleh F terhadap titik O?

Jawab:
Yang ditanya adalah momen gaya oleh F terhadap titik O. Seperti yang kita tahu, rumus dari momen gaya adalah (τ = r x F). Maka:
τ = r x F
τ = 1/2 l x 4 N
τ = 1/2 (1/2 m) x 4 N
τ = 1/4 x 4 N
τ = 1 Nm (jawaban: B)

2). Sebuah batang OP beratnya w = 20 N, panjangnya 2 m, gaya berat w tepat berada diantara titik O dan P. Ujung P diikat dengan tali ke dinding. Tegangan tali T = 7,5 N. Momen gaya oleh w dan T terhadap engsel di O adalah.....
a. 10 Nm dan -10 Nm
b. -10 Nm dan 10 Nm
c. 12 Nm dan -12 Nm
d. -12 Nm dan 12 Nm
e. 20 Nm dan -20 Nm

Diketahui:
w = 20 N (ditengah-tengah antara titik O dan P)
l = 2 m
T = 7,5 N
θ = 37°

Ditanya: τ (Momen gaya) oleh w dan T terhadap engsel di O?

Jawab:
*Momen gaya oleh w:
τ = F . l . sin 37°
τ = 20 N . 1 . 0.6 (kenapa l = 1? karena gaya w berada di tengah-tengah, jadi 1/2 l )
τ = 12 Nm

*Momen gaya oleh T
τ = T. l . cos 37°
τ = 7,5 . 2 . 0.8
τ = 12 Nm (tetapi T berlawanan dengan arah jarum jam, jadi hasilnya (-) negatif)
τ = -12 Nm (Jawaban: C)

3). Pada sebuah benda bekerja sebuah gaya dan sebuah kopel yang besarnya masing-masing 100 N dan 40 Nm. Diketahui juga jarak antara kedua gaya penyusun kopel tersebut 8 cm. Setelah gaya dan kopel tersebut dijumlahkan, titik tangkap gaya resultannya akan berpindah. Perpindahan titik tangkapnya adalah....
a. 4 cm
b. 8 cm
c. 12 cm
d. 40 cm
e. 80 cm

Jawab: ,-

4). Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan....
a. F = α β R
b. F= α β² R
c. F = α (βR)^-1
d. F = α β (R)^-1
e. F = R (α β)^-1

Diketahui:
I = β
Tali ditarik dengan gaya tetap F
Gesekan katrol diabaikan

Ditanya: Nilai yang setara dengan F?

Jawab:
Dari soal tersebut, berlaku hukum II newton karena katrol tersebut mempunyai percepatan (a). Maka dari itu, hukum II newton yg berlaku pada katrol adalah:
Στ = I . α
F. R = β. α (tadi diketahui I = β)
F = β. α / R
F = α β (R)^-1 (Jawaban: D)

5). Tiga gaya F1, F2, dan F3 bekerja pada batang seperti gambar berikut. Jika massa batang diabaikan dan panjang batang 4 m, maka nilai momen gaya terhadap sumbu putar dititik C adalah.... (Sin 53° = 0,8. Cos 53° = 0.6. AB=BC=CD=DE=1m).
a. 12 Nm
b. 8 Nm
c. 6 Nm
d. 2 Nm
e. Nol

Diketahui:
l = 4 m
sumbu putar di titik C
F1 = 5N
F2 = 0,4 N
F3 = 4,8 N
θ = 53°
AB=BC=CD=DE=1m

Ditanya: Momen gaya terhadap sumbu putar dititik C?

Jawab:
τ1 = F1 . Sin 53° . r1
τ1 = -5 . 0.8 . 2 (r1 =2 karena jarak dari F1 ke titik tengah C adalah 2m)
τ1 = -8 Nm (negatif karena berlawanan arah jarum jam)

τ2 = F2. r2
τ2 = 0,4 . 1
τ2 = 0,4 Nm

τ3 = F3. r3
τ3 = 4,8 . 2
τ3 = 9,6 Nm

Στ terhadap titik C:
-8 + 0,4 + 9,6 = 2 Nm (Jawaban: D)

6). Sebuah partikel massanya 100 gram diikat dengan seutas tali panjangnya 50 cm diputar pada bidang horizontal dengan kelajuan tetap 4m/s. Besarnya momentum anguler partikel adalah.....kgm²/s.
a. 0,1
b. 0,2
c. 0,3
d. 0,4
e. 0,5

Diketahui:
m = 100 gr = 0,1 kg
R = 50 cm -> 1/2 m
v = 4m/s

Ditanya: L (momentum anguler partikel)?

Jawab:
L = m . v . R
L = 0,1kg . 4m/s . 1/2m
L= 0,2 kgm²/s (Jawaban: B)

7). Sebuah partikel massa m bergerak melingkar dengan jari-jari r, kecepatan sudutnya ω dan momentum linearnya p. Momentum sudut partikel memenuhi persamaan....
(1). L = rp (3). L = mr² ω
(2). L = m ω² r (4). L = r²p
Pernyataan yang benar adalah....
a. (1), (2), dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4) saja
e. (1), (2), (3), dan (4)

Jawab:
Rumus dari momentum sudut partikel hanya ada 2 yaitu:
(1). L = r.p
(3). L = mr² ω (Jawaban: B)

8). Sebuah partikel bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan linear 4 m/s. Oleh karena adanya gaya luar yang memengaruhi geraknya, partikel tersebut mengalami perubahan momentum sudut sebesar 0,5 kgm²/s dan dalam waktu 20 x 10^-3s. Besarnya momen gaya yang memengaruhi benda adalah....
a. 4 Nm
b. 8 Nm
c. 20 Nm
d. 25 Nm
e. 0 Nm

Diketahui:
v = 4 m/s
Δ L = 0,5 kgm²/s
Δ t = 20 x 10^-3s.

Ditanya: Momen gaya (τ)?

Jawab:
τ . t = Δ L
τ . 20 x 10^-3s = 0,5 kgm²/s
τ = 0,5 kgm²/s : 20 x 10^-3s
τ = 500 : 20
τ = 25 Nm (Jawaban: D)

9). Untuk dapat mengimbangi gaya gravitasi Bumi, sebuah satelit yang massanya 100 kg harus mengorbit Bumi dengan kecepatan 5,6 x 10³ m/s pada ketinggian R dari permukaan Bumi, dengan R = 6,37 x 10⁶ m adalah jari-jari Bumi. Momentum anguler satelit terhadap pusat Bumi adalah....kgm²/s.
a. 1,78 x 10¹² d. 3,56 x 10¹³
b. 3,56 x 10¹² e. 7,13 x 10¹
c. 7,13 x 10¹²

Diketahui:
m = 100 kg
v = 5,6 x 10³ m/s
R = 6,37 x 10⁶ m (Karena yang ditanya dari pusat bumi maka R nya = 2 kali)

Ditanya: Momentum anguler satelit (L)?

Jawab:
L = m. v. R
L = 100 . 5,6 x 10³ . 2 . 6,37 x 10⁶
L = 7134 x 10⁹
L = 7,13 x 10¹² kgm²/s (Jawaban: C)

10). Sebuah partikel massanya 250 gram bergerak melingkar dengan jari-jari lingkaran 100 cm dan momentum linearnya 2,5 kgm/s. Impuls sudutnya dalam SI adalah....
a. 0,25
b. 0,50
c. 0,50
d. 5,00
e. 8,00

Diketahui:
m = 250 gr = 1/4 kg
R = 100 cm = 1 m
p = 2,5 kgm/s

Ditanya: I (Impuls sudut) dalam SI?

Jawab:
Impuls = I.ω
Impuls = mr²ω
Impuls = mr² (v/r) -> coret r salah satu
Impuls = m.v.r

kita ketahui p = m.v
Impuls = p.r
Impuls = 1/4 kg. 1m
Impuls = 0,25 kgm²/s (Jawaban: A)

11). Sebuah piringan memiliki momen inersia l₁ = 2 x 10^-3 kgm² berotasi pada sumbunya yang melalui pusat piringan dengan kecepatan sudut 6 rad/s.
Kemudian, diatas piringan tersebut ditambahkan sebuah piringan l₂ = 10^-3 kgm². Kecepatan sudut kedua piringan adalah....
a. 3 rad/s
b. 4 rad/s
c. 5 rad/s
d. 6 rad/s
e. 12 rad/s

Diketahui:
l_{1 =}2 x 10^-3 kgm²
ω1 = 6 rad/s
l2 = 1×10⁻³ kg m²
ω2 = 0

Ditanya: ω' (Kecepatan sudut kedua piringan)?

Jawab:
L = L'
l₁ω1 + l2ω2 = (l_1 +l2) ω'
2 x 10^-3. 6 + 0 = (2×10⁻³ + 1×10⁻³) . ω'
12×10⁻³ = 3×10⁻³ ω'
ω' = 4 rad/s (Jawaban: B)

12). Perhatikan gambar berikut.
Sebuah gasing memiliki momen inersia I,pada saat tertentu memiliki kecepatan sudut ω dengan arah putaran seperti pada gambar. Besar dan arah impuls sudut pada saat itu supaya gasing tetap berdiri adalah....
a. Iω, searah putaran gasing
b. Iω, berlawanan arah putaran gasing
c. Iω, ke arah atas
d. Iω, ke arah bawah
e. Iω, ke arah sumbu putar

Jawab:
c. Iω, ke arah atas (karena arah impuls sudut sesuai dengan arah putaran sekrup tangan kanan).

13). Sebuah piringan jari-jarinya 5 cm dan massanya 40 gram berotasi pada sumbunya dengan kecepatan 100 rad/s. Oleh karena pengaruh gaya gesek, piringan itu berhenti berotasi dalam waku 50 sekon. Besarnya momen gaya yang dapat menghentikan rotasi piringan itu adalah....
a. 5 x 10^-3 d. 2 x 10^-5
b. 1 x 10^-4 e. 1 x 10^-6
c. 2 x 10^-4

Diketahui:
R = 5 cm = 0,05 m
m = 40 gr = 0,04 kg
ω = 100 rad/s
t = 50 s

Dit: τ (Momen gaya)?

Jawab:
*Kita cari dulu momen inersianya:
I = m x r²
I = 0,04 x 0,05²
I = 10⁻⁴ Kg m²

*Lalu cari percepatan sudutnya:
ωt = ωo - αt
0 = 100 - 50α
50α = 100
α = 100/50
α = 2 rad/s²

*Cari momen gayanya:
τ = I x α
τ = 10⁻⁴ x 2
τ = 2 x 10⁻⁴ Nm (Jawaban: C)

14). Pada sebuah katrol berbentuk silinder pejal massanya m_k = 0,8 kg dililitkan seutas tali yang diberi beban m = 0,1 kg. Jika diketahui jari-jari katrol adalah 10 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s², percepatan yang dialami oleh beban massa m adalah....
a. 0,2 m/s² d. 2,0 m/s²
b. 0,5 m/s² e. 4,0 m/s²
c. 1,0 m/s²

Diketahui:
m_k = 0,8 kg
mb = 0,1 kg
r = 10 cm = 0,1 m
g = m/s²
k = 1/2 -> 0,5 (untuk bentuk silinder pejal)

Ditanya: percepatan (a)?

Jawab:
a = mb.g / (mb + k .m_k)
a = 0,1 . 10 / (0,1 + 0,5. 0,8)
a = 1 / 0,1 + 0,4
a = 1 / 0,5
a = 2 m/s² (Jawaban: D)

15). Sebuah bola pejal berada diatas sebuah lantai, lalu bola didorong dengan gaya F. Perbandingan percepatan yang dialami oleh bola ketika bola tersebut tergelincir dan ketika bola menggelinding adalah...
a. 3/2
b. 2/3
c. 7/5
d. 5/7
e. 8/5

Jawab:
*Jika bola tergelincir:
ΣF = m . a
F - fk = m . a (fk = 0 karena licin)
F = m . a
a = F/m

*Jika bola menggelinding (translasi + rotasi):
ΣF = m . a
F - f = m . a
F - Ia = m . a
F - (1/2 mR²). a/R² = m . a
F - 1/2 ma = m . a
F = m . a + 1/2 m.a
F = 3/2 m.a
a = 2F/3m

perbandingan a tergelincir dan a menggelinding:
a = F/m : a = 2F/3m
1 : 2/3
3 : 2 (Jawaban: A)

16). Sebuah bola berongga dilepaskan dari puncak bidang miring yang memiliki ketinggian 3 meter dari bidang alasnya. Jika bola dapat menggelinding murni dan percepatan gravitasi Bumi g=10 m/s², kecepatan bola ketika sampai pada bidang alasnya adalah....
a. 3 m/s d. 4 √5 m/s
b. 2 √3 m/s e. 12 m/s
c. 6 m/s

Diketahui:
Bola berongga dilepaskan bidang miring dengan
h = 3 meter
g = 10 m/s²

Dit: Kecepatan bola (v)?

Jawab:
E awal = E akhir
m . g . h = Ek translasi + Ek rotasi
m . g . h = 1/2 mv² + 1/2 I ω²
m . g . h = 1/2 mv² + 1/2 . 2/3 mR² . (v²/R²)
m . g . h = 1/2 mv² + 1/3 mv² (R² nya dicoret)
g . h = 1/2 v² + 1/3 v² (m nya dicoret)
g . h = 2/6 v² + 3/6 v² (disamakan pecahannya)
g . h = 5/6 v²
v² = 6/5 g.h
v² = 6/5. 10. 3
v² = 36
v = √36
v = 6 m/s (Jawaban: C)

17). Sebuah benda dengan berat 480 N digantung dalam keadaan setimbang. Perhatikan gambar berikut.
Besar tegangan tali T1 adalah....
a. 240 N
b. 480 N
c. 120 N
d. 80 N
e. 240 N

Diketahui: w = 480 N

Ditanya: Tegangan tali T1?

Jawab:
*ΣFy = 0
T3 - w = 0
T3 = w
T3 = 480 N

*ΣFx = 0
T2 Cos 37° - T1 cos 53° = 0
T2 Cos 37° = T1 cos 53°
T2. 0,8 = T1 0,6
T2 = 0,6 .T1 / 0,8
T2 = 0,75 T1

*ΣFy = 0
T1 sin 53° + T2 sin 37° - T3 = 0
T1 sin 53° + T2 sin 37° = T3
T1 0,8 + T2 0,6 = 480 N
T1 0,8 + (0,75 T1) 0,6 = 480 N
T1 0,8 + 0,45 T1 = 480 N
1,25 T1 = 480 N
T1 = 480 : 1,25
T1 = 384 N (Tidak ada jawabannya?)

18). Perhatikan gambar berikut.
Batang besi PQ sepanjang 60 cm diberi beban pada titik Q sebesar 20 kg dalam keadaan setimbang. Besar tegangan tali T jika diketahui panjang PR = 80 cm dan massa batang diabaikan adalah...
a. 200 N
b. 250 N
c. 300 N
d. 500 N
e. 750 N

Diketahui:
mQ = 20 kg
QP = 60 cm
PR = 80 cm

Ditanya: Tegangan tali T?

Jawab:
QR = √80² + 60²
QR = √10000
QR = 100 cm

ΣF = 0 (dalam keadaan setimbang)
T - wQ = 0
T = wQ

Sin θ = PR/RQ = 80/100 = 4/5
Sin θ = sin 53°

Στ = 0
T sin 53° - wQ = 0
T sin 53° = wQ
T 0,8 = mQ . g
T 0,8 = 20.10
T 0,8 = 200
T = 200/0,8
T = 250 N (B)

19). Perhatikan gambar berikut.
Pada gambar tersebut, sebuah batang dengan berat w berada dalam keadaan setimbang. Dinding tempat bersandarnya licin. Panjang batang AB = l dan sudut kemiringan θ = 60°. Besarnya koefisien gesek minimum antara batang di A dan alasnya adalah.....
a. 1/2 √3 d. 1/6 √3
b. 1/3 √3 e. 1/8 √3
c. 1/4 √3

Jawab:
ΣFx = 0
NB - fA = 0
NB = fA
NB = μA. NA

ΣFy = 0
NA - w = 0
NA = w

Στ = 0
NB sin 60° L - w cos 60° 1/2 L = 0
NB 1/2 √3 = w 1/4
NB = 1/4 : √3/2 w
NB = 2 / 4√3 w
NB = 2/ 4√3 x √3/√3 w
NB = 2/12 √3 w
NB = 1/6 √3 w (Jawaban: D)

20). Perhatikan gambar berikut.
Sebuah tangga AB homogen panjangnya 5 m dan beratnya 100 N. Ujung A terletak pada lantai datar dan ujung B bersandar pada tembok vertikal. Ujung A berjarak 3 m dari tembok. Koefisien gesek statik ujung A dan B sama, yaitu 0,5. Jarak terjauh dari ujung A yang dapat dicapai orang yang beratnya 500 N jika orang tersebut memanjat tangga (tangga belum menggelincir) adalah....
a. 3,5 m
b. 3,6 m
c. 3,7 m
d. 3,8 m
e. 3,9 m

Diketahui:
lAB = 5 m
wAB = 100 N
OA = 3m
μA = μB = 0,5
OB = √5² - 3² = √25-9 = √16 = 4m
wo = 500 N
Sin θ = OB/AB = 4/5 = sin 53 °

Ditanya: Jarak terjauh dari ujung A yang dapat dicapai orang yang beratnya 500 N jika orang tersebut memanjat tangga?

Jawab:
*ΣFy= 0
wAB +Wo - NA = 0
100N + 500 N = NA
NA = 600 N

*ΣFx= 0
NB - fA = 0
NB = fA
NB = μA . NA
NB = 0,5 . 600
NB = 300 N

*Στ = 0
NB. l sin θ - wAB .1/2 l cos θ - wo. x. sin θ = 0
NB. 5. sin 53 ° - 100. 1/2. 5. cos 53 ° - 500. x. sin 53 ° = 0
NB. 5. 0,8 - 50. 5. 0,6 - 500. x. 0,6 = 0
4NB - 150 - 300x = 0
4.300 - 150 - 300x = 0
1200 - 150 - 300x = 0
300 x = 1200 - 150
300 x = 1050
x = 1050/300
x = 3,5 m (Jawaban: A)

Jawaban Soal UK BAB 8 Fisika Kelas XI (Gelombang Mekanik)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Mon, 03 Sep 2018 11:00:00 +0000

Di Bab 8 yaitu mengenai Gelombang Mekanik. Di Bab ini kita akan mempelajari tentang gelombang mekanik, jenis-jenis gelombang mekanik, dan sifat-sifatnya. Berikut adalah jawaban soal UK Bab 8 Fisika Kelas XI tentang gelombang mekanik:

1). Beberapa macam gelombang sebagai berikut:
1. longitudinal
2. mekanik
3. transversal
4. berjalan
Gelombang yang pengelompokannya didasarkan arah getar adalah...
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 1,2, dan 3
d. 2 dan 4
e. benar semua

Jawab:
Gelombang yang pengelompokannya didasarkan arah getar adalah gelombang transversal dan gelombang longitudinal (B).

2). Gelombang longitudinal tidak dapat mengalami...
a. polarisasi
b. refleksi
c. refraksi
d. difraksi
e. dispersi

Jawab:
Gelombang longitudinal tidak dapat mengalami polarisasi, karena tidak terjadi peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang dan mempunyai banyak arah getar. Polarisasi itu membatasi getaran vektor yang membentuk gelombang transversal menjadi satu arah, dan hanya terjadi pada gelombang transversal saja (A).

3). Gelombang transversal dinamakan berjarak satu gelombang yaitu...
a. Terdiri atas 1 puncak dan 1 lembah
b. Terdiri atas 1 puncak dan 2 lembah
c. Jarak antara puncak ke puncak melalui 2 lembah
d. Jarak antara puncak ke lembah melalui 1 puncak
e. Jarak antara lembah ke puncak melalui 2 puncak

Jawab:
Satu panjang gelombang transversal terdiri atas 1 puncak dan 1 lembah, sedangkan satu panjang gelombang longitudinal terdiri atas 1 rapatan dan 1 renggangan (A).

4). Gelombang dapat mengalami beberapa gejala yaitu...
a. Superposisi, refleksi, refraksi, reduksi, dan polaroidisasi
b. Refreksi, superposisi, refraksi, polarisasi, dan induksi
c. Refraksi, polarisasi, interferensi, vibrasi, dan induksi
d. Interferensi, refleksi, refraksi, polarisasi, dan dispersi
e. Superposisi, dispersi, refraksi, refraksi, dan polaroidisasi

Jawaban:
D (Interferensi, refleksi, refraksi, polarisasi, dan dispersi)

5). Dua gabus berada di puncak-puncak gelombang. Keduanya bergerak naik turun di atas permukaan air laut sebanyak 20 kali dalam waktu 4 detik mengikuti gelombang air laut. Jika jarak kedua gabus 100 cm dan diantaranya terdapat dua lembah dan satu bukit, maka frekuensi gelombang dan cepat rambat gelombang berturut-turut adalah...
a. 0,2 Hz dan 200 cm/s
b. 5,0 Hz dan 200 cm/s
c. 0,2 Hz dan 250 cm/s
d. 2,5 Hz dan 250 cm/s
e. 5,0 Hz dan 250 cm/s

Diketahui:
n = 20
t = 4s
Kedua gabus berada di puncak gelombang dan diantara kedua gabus terdapat dua lembah dan satu bukit yang berarti ada 2 gelombang, yaitu 2λ = 100 cm, yang berarti λ = 50 cm.

Ditanya: f (frekuensi gelombang) dan v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
*f = n/t
f = 20/4s
f = 5 Hz

*v = λ . f
v = 50 cm . 5 Hz
v = 250 cm/s

Berarti jawabannya adalah (E) 5,0 Hz dan 250 cm/s.

6). Sebuah pegas (slinky) digetarkan sehingga menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat = 40 cm. Jika cepat rambat gelombangnya 20 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensi gelombangnya adalah...
a. 0,2 m dan 100 Hz
b. 0,4 m dan 50 Hz
c. 0,8 m dan 25 Hz
d. 40 m dan 0,50 Hz
e. 80 m dan 0,25 Hz

Diketahui:
jarak dua rapatan terdekat = 1 gelombang
v = 20 m/s

Ditanya: λ (panjang gelombang) dan f (frekuensi gelombang)?

Jawab:
*λ = 40 cm
λ = 0,4 m

*f = v/λ
f = 20 / 0,4
f = 50 Hz

Jadi jawabannya adalah (B) 0,4 m dan 50 Hz.

7). Pada permukaan air laut terdapat dua buah gabus yang terpisah satu sama lain sejauh 60 cm. Keduanya turun naik bersama permukaan air laut sebanyak 20 kali selama 10 sekon. Bila salah satu di puncak gelombang yang lain di lembah gelombang. Sedang di antara kedua gabus terdapat satu bukit gelombang, maka periode gelombang dan cepat rambat gelombang adalah...
a. 0,5 s dan 20 cm/s
b. 0,5 s dan 30 cm/s
c. 0,5 s dan 80 cm/s
d. 2 s dan 120 cm/s
e. 2 s dan 240 cm/s

Diketahui:
n = 20
t = 10s
Salah satu gabus berada di puncak gelombang dan yang lainnya di lembah gelombang. Diantara kedua gabus terdapat satu bukit gelombang yang berarti ada 1½ gelombang (satu setengah), sehingga 1,5λ = 60 cm ---> maka λ = 60/1,5 = 40 cm.

Ditanya: T (periode gelombang) dan v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
*T = t/n
T = 10s/20
T = 0,5 s

*v = λ / T
v = 40 / 0,5
v = 80 cm/s

Jawabannya adalah (C) 0,5 s dan 80 cm/s.

8). Seutas tali digetarkan pada salah satu ujungnya sehingga menghasilkan gelombang seperti gambar.
Jika ujung tali digetarkan selama 0,5 s maka panjang gelombang dan cepat rambat gelombang berturut-turut adalah...
a. 25 cm dan 100 cm/s
b. 25 cm dan 50 cm/s
c. 50 cm dan 25 cm/s
d. 50 cm dan 100 cm/s
e. 125 cm dan 25 cm/s

Diketahui:
T = 0,5 s
l = 50 cm
n = 2

Ditanya: λ (panjang gelombang) dan v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
λ = l/n
λ = 50 / 2
λ = 25 cm

v = λ/T
v = 25/0,5
v = 50 cm/s

9). Dua gabus berjarak 2 meter berada mengapung dibukit dan lembah gelombang laut yang berdekatan. Butuh waktu 1 sekon untuk kedua gabus berubah posisi dari bukit ke lembah gelombang. Panjang gelombang dan kecepatan rambat gelombang laut tersebut adalah...
a. 2 m dan 2 m/s
b. 4 m dan 2 m/s
c. 2 m dan 4 m/s
d. 4 m dan 4 m/s
e. 8 m dan 8 m/s

Diketahui:
Gabus yang satu mengapung di bukit dan yang lain mengapung di lembah yang berdekatan berjarak 2 meter, yang berarti 1/2λ = 2 meter, maka λ = 4 meter.
Butuh waktu 1 sekon untuk kedua gabus berubah posisi dari bukit ke lembah (atau sebaliknya), yang berarti 1/2T = 1 sekon, maka T = 2 sekon.

Ditanya: λ (panjang gelombang) dan v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
* λ = 4 m (sudah dijelaskan)

* v = λ / T
v = 4 m / 2 s
v = 2 m/s

Jawabannya adalah (B) 4 m dan 2 m/s.

10). Sebuah gelombang transversal mempunyai periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya = 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah...
a. 1 cm/s
b. 2 cm/s
c. 3 cm/s
d. 4 cm/s
e. 5 cm/s

Diketahui:
T = 4s
jarak antara dua buah titik yang sama fasenya, berarti λ = 8 cm.

Ditanya: v (cepat rambat gelombang)?

Jawab:
v = λ / T
v = 8 cm/ 4s
v = 2 cm/s (B)

11). Gelombang air laut mendekati pantai dengan cepat rambat 8 m/s. Jika jarak antara perut dan simpul yang berdekatan adalah 5 m maka tentukan besarnya frekuensi dan periode gelombang...
a. 0,8 Hz dan 2,5 s
b. 0,8 Hz dan 1,25 s
c. 2,5 Hz dan 0,8 s
d. 1,25 Hz dan 0,8 s
e. 1,25 Hz dan 2,5 s

Diketahui:
v = 8 m/s
jarak antara perut dan simpul yang berdekatan itu berarti 1/4 (seperempat) gelombang / 1/4 λ = 5 meter, maka λ = 5 : 1/4 = 20 meter.

Ditanya: f (frekuensi gelombang) dan T (periode gelombang)?

Jawab:
*f = v / λ
f = 8 / 20
f = 0,4 Hz

*T = 1/f
T = 1 / 0,4
T = 2,5 s

Berarti jawabannya adalah 0,4 Hz dan 2,5 s.

12). Dari grafik gelombang transversal pada gambar di bawah ini tentukanlah jumlah dan panjang gelombangnya...
a. 2 ½ dan 10 m
b. 2 ½ dan 20 m
c. 2 ¼ dan 10 m
d. 2 ½ dan 25 m
e. 2 ¼ dan 20 m

Jawab: Lihat gambar pada buku.
Satu gelombang terdiri atas 1 bukit dan 1 lembah. Di gambar terdapat 3 bukit dan 2 lembah, berarti jumlah gelombang ada 2 ½ jumlahnya.
Panjang gelombang dari bukit ke lembah adalah 10 m (lihat gambar).
Jawabannya adalah (A) 2½ dan 10 m.

13). Roni merasakan getaran gempa yang frekuensinya 15 Hz. Jika sumber getarannya dari pantai yang berjarak 60 km dan tiba dalam waktu 20 s, maka panjang gelombang gempa tersebut....
a. 100 m
b. 200 m
c. 500 m
d. 1000 m
e. 1500 m

Diketahui:
f = 15 Hz
s (jarak) = 60 km = 60.000 m
t = 20 s

Ditanya: λ (panjang gelombang)?

Jawab:
pertama cari v (cepat rambat gelombang)
v = s/t
v = 60.000 / 20
v = 3.000 m/s

* λ = v / f
λ = 3.000 / 15
λ = 200 m (B)

14). Dua buah gabus P dan Q bergerak naik turun pada jarak 100 cm satu sama lain. Pada saat P di puncak dan Q di lembah gelombang, antara P dan Q terdapat 2 puncak dan 2 lembah gelombang. Jika cepat rambat gelombang itu 3 m/s, frekuensinya adalah...
a. 2,5 Hz
b. 5,0 Hz
c. 7,5 Hz
d. 10,0 Hz
e. 12,5 Hz

Diketahui:
v = 3 m/s
Gabus P berada di puncak sedangkan gabus Q di lembah gelombang, dan diantara P dan Q terdapat 2 puncak dan 2 lembah gelombang, berarti ada 2½ gelombang. Jika 2½ gelombang = 100 cm (1 m), maka 1 gelombang = 0,4 m.

Ditanya: f (frekuensi gelombang)?

Jawab:
f = v / λ
f = 3 / 0,4
f = 7,5 Hz (C)

15). Berikut ini merupakan sifat-sifat gelombang longitudinal.
1. Terdiri atas rapatan dan renggangan
2. Terdiri atas bukit dan lembah
3. Arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya
4. Arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya
Pernyataan yang benar adalah...
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 2 dan 3
d. 2 dan 4
e. 4 saja

Jawab:
Sifat gelombang longitudinal adalah (1). Terdiri atas rapatan dan renggangan, dan (4). Arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Jadi jawabannya (1) dan (4).

16). Dari pernyataan berikut ini:
1. Bunyi adalah gelombang mekanik
2. Gelombang mekanik tidak memerlukan medium perambatan
3. Bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa
4. Cahaya termasuk gelombang mekanik karena dapat melalui ruang hampa
Pernyataan yang benar adalah...
a. 1 dan 3
b. 2 dan 4
c. 1, 2, dan 3
d. 4 saja
e. Semua benar

Jawab:
(1). Bunyi adalah gelombang mekanik (benar), yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat.
(2). Gelombang mekanik tidak memerlukan medium perambatan (salah), gelombang mekanik memerlukan medium perambatan misalnya gelombang tali, air, dan bunyi.
(3). Bunyi tidak dapat melalui merambat ruang hampa (benar), karena dalam ruang hampa udara tidak ada partikel-partikel udara. Udara merupakan salah satu faktor terjadinya rambatan bunyi yaitu medium (perantara) sehingga bunyi tak dapat merambat tanpa adanya zat perantara.
(4). Cahaya termasuk gelombang mekanik karena dapat melalui ruang hampa (salah), cahaya digolongkan sebagai gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat.
Jadi jawabannya (1) dan (3), --> (A)

17). Suatu gelombang transversal memiliki persamaan y = 0,2 sin π (40t - 0,5x) m. Tentukanlah periode dan panjang gelombangnya...
a. 40 s dan 0,5 m
b. 20 s dan 0,25 m
c. 5 s dan 0,5 m
d. 0,05 s dan 4 m
e. 0,025 s dan 8 m

Diketahui:
persamaan gelombang: y = ± A sin (ωt ± kx)
y = 0,2 sin π (40t - 0,5x) m
y = 0,2 sin (40πt - 0,5πx) m
Dari persamaan diatas diketahui:
ω = 40π
kx = 0,5πx

Ditanya: T (periode gelombang) dan λ (panjang gelombang)?

Jawab:
Cari dulu frekuensi:
ω = 40π (diketahui: w = 2.π.f)
2.π.f = 40π -----> hilangkan π masing-masing persamaan.
2f = 40
f = 20 Hz

lalu cari periode:
T = 1/f
T = 1/20
T = 0,05 s

kx = 0,5πx (diketahui: k = 2π/λ) -----> hilangkan x masing-masing persamaan.
k = 0,5π
2π/λ = 0,5π -----> hilangkan π masing-masing persamaan.
2/λ = 0,5
λ = 4 m

Berarti jawabannya adalah (D) 0,05 s dan 4 m.

18). Persamaan gelombang transversal mempunyai bentuk y = 0,05 sin (2πt + 0,4πx), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah arah rambat dan besar kecepatannya...
a. Ke kiri dan 5 m/s
b. Ke kiri dan 2 m/s
c. Ke kiri dan 0,4 m/s
d. Ke kanan dan 5 m/s
e. Ke kanan dan 2 m/s

Diketahui:
persamaan gelombang: y = ± A sin (ωt ± kx)
y = 0,05 sin (2πt + 0,4πx)
Dari persamaan diatas diketahui:
ω = 2π
kx = 0,4πx

Ditanya: Arah rambat dan v (besar kecepatannya)?

Jawab:
*Mencari arah rambat adalah:
θ = (wt + kx) arah kekiri atau sumbu-x negatif
θ = (wt - kx) arah kekanan atau sumbu-x positif

Jika kita lihat persamaannya: y = 0,05 sin (2πt + 0,4πx), maka dapat diketahui bahwa arah rambat adalah kekiri atau negatif.

*Pertama cari frekuensi dulu:
ω = 2π (diketahui: ω = 2.π.f)
2.π.f = 2π -----> hilangkan π tiap persamaan.
2f = 2
f = 1 Hz.

*Lalu cari panjang gelombang:
kx = 0,4πx (diketahui: k = 2π/λ) ----> hilangkan x tiap persamaan.
k = 0,4π
2π/λ = 0,4π ----> hilangkan π tiap persamaan.
2/λ = 0,4
λ = 5 m

*Lalu cari kecepatannya:
v = λ.f
v = 5.1
v = 5 m/s

Jadi jawabannya adalah (A) Ke kiri dan 5 m/s.

19). Suatu gelombang transversal memiliki persamaan y = 0,25 sin π (30t - 0,5x) mempunyai persamaan kecepatan...
a. v = 0,25 sin (30πt - 0,5πx)
b. v = -0,25 sin (30πt - 0,5πx)
c. v = 7,5π sin (30πt - 0,5πx)
d. v = -7,5π cos (30πt - 0,5πx)
e. v = 7,5π cos (30πt - 0,5πx)

Diketahui:
Persamaan gelombang adalah y = ± A sin (ωt ± kx).
persamaan y = 0,25 sin π (30t - 0,5x)
y = 0,25 sin (30πt - 0,5πx)
Dari persamaan diatas diketahui:
ω = 30π
kx = 0,5πx

Ditanya: Persamaan kecepatan?

Jawab:
Persamaan gelombang adalah y = ± A sin (ωt ± kx).
Maka jika persamaan diatas diturunkan, maka akan didapat:
v = ω A cos (ω t − kx)
v = 30π.0,25 cos (30πt - 0,5πx)
v = 7,5π cos (30πt - 0,5πx) ---> (E)

20). Persamaan gelombang transversal mempunyai bentuk y = 0,25 sin (6πt + 0,4πx), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Sudut fase dan fase gelombang di titik x = 0,5 m pada saat ujung kawat telah bergetar 0,1 sekon...
a. 360° dan 0,1
b. 720° dan 0,2
c. 1080° dan 0,3
d. 1440° dan 0,4
e. 1800° dan 0,5

Diketahui:
y = 0,25 sin (6πt + 0,4πx)
Dari persamaan diatas diketahui:
ω = 6π
kx = 0,4πx
x = 0,5 m
t = 0,1 s

Ditanya: θ (sudut fase gelombang) dan φ (fase gelombang)?

Jawab:
Untuk menemukan sudut fase dan fase gelombang, harus menemukan T (periode) dan λ (panjang gelombang). Tapi sebelum itu harus menemukan frekuensi.
ω = 6π (diketahui: w = 2.π.f)
2.π.f = 6π -----> hilangkan π masing-masing persamaan.
2f = 6
f = 3 Hz

Maka periode (T):
T = 1/f
T = 1/3 s

Cari panjang gelombang:
kx = 0,4πx (diketahui: k = 2π/λ) ----> hilangkan x tiap persamaan.
k = 0,4π
2π/λ = 0,4π ----> hilangkan π tiap persamaan.
2/λ = 0,4
λ = 5 m

Untuk menemukan sudut fase gelombang (θ) menggunakan rumus:
θ = 2π (t/T - x/λ)
θ = 2π (0,1/⅓ - 0,5/5)
θ = 2π (0,3 - 0,1)
θ = 2π (0,2)
diketahui bahwa π = 180°
θ = 2.180° (0,2)
θ = 360° (0,2)
θ = 72°

Rumus fase gelombang (φ):
φ = (t/T - x/λ)
φ = (0,1/⅓ - 0,5/5)
φ = (0,3 - 0,1)
φ = 0,2

Jawabannya adalah 72° dan 0,2.

Kelas XI | Hukum Keppler

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Tue, 10 Jul 2018 18:49:00 +0000

Pernahkah membayangkan orbit planet planet dalam tata surya? Jika kita berasumsi bahwa bentuk orbitnya adalah bulat ternyata itu kurang tepat. Lalu apa bentuk orbit planet ?

Model Alam Semesta

Sebuah model alam semesta yang dikenalkan oleh Ptolomeus sekitar 140 Masehi, menyatakan bahwa Bumi berada di pusat alam semesta. Matahari dan bintang-bintang bergerak mengelilingi Bumi dalam lintasan lingkaran besar yang terdiri atas lingkaran-lingkaran kecil (epicycle). Model alam semesta Ptolomeus ini berdasarkan pada pengamatan langsung gerakan relatif bintang dan planet-planet yang teramati dari Bumi. Model alam semesta Ptolomeus ini disebut juga model geosentris.

Pada 1543 Masehi, Copernicus mengenalkan model alam semesta yang disebut model Copernicus. Pada model ini, Matahari dan bintang-bintang lainnya diam, sedangkan planet-planet (termasuk Bumi) bergerak mengelilingi Matahari. Hal ini dituliskannya melalui buku yang berjudul De revolutionibus orbium coelestium (Mengenai revolusi orbit langit). Model Copernicus ini disebut juga model heliosentris. Model alam semesta selanjutnya berkembang dari model heliosentris.

Tycho Brahe, seorang astronom Denmark, berhasil membuat atlas bintang modern pertama yang lengkap pada akhir abad ke–16. Model alam semesta yang dibuat oleh Tycho Brahe ini dianggap lebih tepat dibandingkan dengan model-model yang terdahulu karena model ini berdasarkan pada hasil pengamatan dan pengukuran posisi bintang-bintang yang dilakukannya di observatorium. Observatorium yang dibangun oleh Tycho Brahe ini merupakan observatorium pertama di dunia.

Penelitian Tycho Brahe ini, kemudian dilanjutkan oleh Johannes Kepler. Melalui data dan catatan astronomi yang ditinggalkan oleh Tycho Brahe, Kepler berhasil menemukan tiga hukum empiris tentang gerakan planet.

Hukum Kepler tersebut berjumlah 3 hal.

A. Hukum 1 Keppler

menyatakan "Setiap planet bergerak pada lintasan elips dengan Matahari berada pada salah satu titik fokusnya."

B. Hukum 2 Keppler

Menyatakan : "Garis yang menghubungkan Matahari dengan planet dalam selang waktu yang sama menghasilkan luas juring yang sama."

C. Hukum 3 Keppler

Menyatakan : "Kuadrat waktu edar planet (periode) berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak planet itu dari Matahari".

Jawaban Soal UK BAB 7 Fisika Kelas XI (Termodinamika)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Sat, 26 May 2018 03:00:00 +0000

Di bab 7 yaitu mengenai Termodinamika. Kita akan mempelajari tentang usaha dan berbagai proses dalam termodinamika, hukum ke nol, hukum satu, hukum dua termodinamika, mesin carnot, mesin pendingin, dan lain-lain. Berikut adalah jawaban soal UK Bab 7 Fisika kelas XI tentang termodinamika.

1). Pada percobaan Joule, beban bermassa 5 kg mengalami perpindahan kedudukan sebesar 2 m. Jika massa air sebesar 0,2 kg, perubahan suhu air akibat kalor hasil gesekan sudu-sudu dan air adalah...
a. 1°C
b. 10°C
c. 100°C
d. 0,1°C
e. 0,12°C

Diketahui:
Massa beban (M) = 5 kg
Perubahan kedudukan benda, s atau Δh = 2 m
Massa air, (m) = 0,2 kg
Kalor jenis air, (c) = 4.200 J/kg.K
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Ditanya:
Perubahan suhu air (ΔT)?

Jawab:
Perubahan energi potensial gravitasi tepat sama dengan energi kalor pada air.
ΔEP = Q
M.g.Δh = m.c.ΔT
Ingat, M adalah massa beban yang digantung, sedangkan m adalah massa air dengan kincir di dalamnya.
(5).(10).(2) = (0,2)(4.200)(ΔT)
100 = 840.(ΔT)
ΔT = 100/840
ΔT = 0,12°C (Jawaban: E)

2). Suatu gas dimampatkan secara isobarik pada tekanan 2 MPa dari 0,5 m³ menjadi 0,4 m³. Usaha yang dilakukan pada gas adalah...
a. 10 kJ
b. 20 kJ
c. 100 kJ
d. 200 kJ
e. 400 kJ

Diketahui:
P = 2Mpa = 2.000.000 Pa
ΔV = 0,4 m³ - 0,5 m³ = -0,1 m³

Ditanya: Usaha yang dilakukan (W) jika gas dimampatkan secara isobarik?

Jawab:
Jika gas dimampatkan secara isobarik, maka:
W = P . ΔV
W = 2000000. (-0,1)
W = -200.000 J
W = -200 kJ

3). Sejumlah gas mengalami ekspansi secara adiabatik volumenya menjadi 0,1 m³. Jika suhu akhir gas setengah suhu awalnya dan tekanan awal gas 2 x 10⁵ Pa, tekanan gas setelah ekspansi adalah... (γ = 1,4)
a. 10⁵ Pa
b. 10³ Pa
c. 70⁵ Pa
d. 700 Pa
e. 2 x 10⁴ Pa

Diketahui:
V2 = 0,1 m³
T2 = 1T ----> setengah suhu awalnya
T1 = 2T
P1 = 2 x 10⁵ Pa
γ = 1,4 = 14/10

Ditanya: P2 (Tekanan gas setelah ekspansi)?

Jawab:
Cari dulu volume awal (V1).
T1. V1^γ-1 = T2. V2^γ-1
2 . V1^1,4-1= 1 . (0,1)^1,4-1
2. V1^0,4 = (0,1)^0,4
karena 0,4 = 4/10, maka semuanya dipangkatkan 10/4 agar pangkat yang lain hilang.
2^10/4. V1 = 0,1
5,65 .V1 = 0,1
V1 = 0,1 / 5,65
V1 = 0,017 m³

Lalu cari P2-nya.
P1.V1^γ= P2.V2^γ
2 x 10⁵ . (0,017)^1,4= P2 . (0,1)^1,4
2 x 10⁵. 0,0035 = P2 . 0,04
P2 = 700 / 0,04
P2 = 17500 Pa

4). Grafik berikut ini menunjukkan hubungan antara volume (V) dan tekanan (p) dari suatu gas.
Proses yang menunjukkan gas memperoleh energi terbesar dari usaha yang dilakukan lingkungan pada gas adalah...
a. E ke A
b. D ke E
c. C ke D
d. B ke C
e. A ke B

Diketahui:
Lihat pada gambar di buku.

Ditanya: Proses yang menunjukkan gas memperoleh energi terbesar?

Jawab:
Usaha terbesar dimiliki oleh proses dengan bidang terluas dan yang memiliki bidang terluas adalah proses D ke E (Jawaban: B)

5). Suatu gas dalam tabung mengalami pemampatan secara adiabatik maka pada proses ini akan terjadi...
a. W = 0 dan ΔT > 0
b. W < 0 dan ΔT > 0
c. W > 0 dan ΔT = 0
d. W < 0 dan ΔT < 0
e. W > 0 dan ΔT > 0

Jawab:
Proses adiabatik adalah sebuah proses dimana pemuaian ditandai dengan tidak adanya kalor yang masuk atau keluar sistem "Q=0" sehingga berlaku ΔU = -W yang berarti W < 0.
Jika gas memuai secara adiabatik, maka gas melakukan kerja dan mengakibatkan penurunan energi dalam sistem. Energi dalam sistem berkurang sebesar ΔU sehingga suhu gas juga turun, yang berarti ΔT < 0. (Jawaban: D)

6). Gas mengalami ekspansi secara isotermal dari volume awal 3 liter pada tekanan 20 atm (1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa) menjadi volume akhir 24 liter. Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah... (Diketahui: nRT₁ = P₁V₁ dan ln 2 = 0,693)
a. 1,25 x 10³ J
b. 2,50 x 10³ J
c. 12,5 x 10³ J
d. 2,5 x 10⁴ J
e. 1,25 x 10⁵ J

Diketahui:
Isotermal = suhu tetap
V1 = 3 L = 0,003 m³
V2 = 24 L = 0,024 m³
P = 20 atm = 20,2 x 10⁵ Pa
ln 2 = 0,693
nRT₁ = P₁V₁
Ditanya: W (usaha)?

Jawab:
W = n.R.T1. ln (V2/V1)
W = P1.V1. ln (V2/V1)
W = 20,2 x 10⁵. 0,003 . In (0,024/0,003)
W = 6060 . ln 8
W = 6060 . ln 2³ ----- ln a^r = r ln a
W = 6060. 3 ln 2
W = 6060 . 3(0,693)
W = 6060. 2,079
W = 12.598,74 J
W = 12,5 x 10³ J (Jawaban: C)

7). Pada tekanan konstan 10⁶ Pa, suhu 10 mol gas helium naik dari -20°C menjadi 0°C. Perubahan energi dalam dan besar usaha yang dilakukan gas helium jika gas tersebut menyerap kalor sebesar 4 kJ adalah... (R = 8,31 J/K mol)
a. ΔU = 2,49 kJ, W = 1,51 kJ
b. ΔU = 1,51 kJ, W = 2,49 kJ
c. ΔU = -2,49 kJ, W = -1,51 kJ
d. ΔU = -1,51 kJ, W = -2,49 kJ
e. ΔU = 2,49 kJ, W = 6,49 kJ

Diketahui:
P = 10⁶ Pa
n = 10 mol
ΔT = (T2-T1) = (0°C-(-20°C)) = 20°C
Q = 4 kJ = 4000 J
R = 8,31 J/K mol

Ditanya: Perubahan energi dalam (ΔU) dan besar usaha (W)?

Jawab:
Cari perubahan energi dalam dengan persamaan.
ΔU = (3/2) n.R.ΔT
ΔU = (3/2). 10. 8,31. 20
ΔU = 2493 J
ΔU = 2,49 kJ

Lalu cari usaha, dengan persamaan hukum 1 termodinamika.
Q = ΔU + W
W = Q - ΔU
W = 4000 - 2493
W = 1507 J
W = 1,51 kJ

Jawaban: (A)

8). Besarnya energi dalam dari suatu gas monoatomik yang terdiri atas 10²⁴ molekul dan bersuhu 400 K adalah... (k = 1,38 x 10^-23 J/K)
a. 0,34 kJ
b. 0,69 kJ
c. 1,38 kJ
d. 2,76 kJ
e. 8,28 kJ

Diketahui:
N = 10²⁴ molekul
f = 3 (gas monoatomik memiliki derajat kebebasan 3)
T = 400 K
k = 1,38 x 10^-23 J/K

Ditanya: U (energi dalam)?

Jawab:
U = (3/2) N.k.T
U = (3/2). 10²⁴. 1,38 x 10^-23. 400
U = 8280 J
U = 8,28 kJ (Jawaban: E)

9). Sejumlah gas ideal mengalami ekspansi sehingga volumenya menjadi dua kali semula, ternyata energi dalam gas menjadi empat kali semula. Tekanan gas tersebut akan menjadi...
a. tetap
b. 2 kali
c. 4 kali
d. 8 kali
e. 16 kali

Diketahui:
V1 = 1V
V2 = 2V
U1 = 1U ----> T1 = T
U2 = 4U ---> Jika Energi dalam dinaikkan, jika menurut rumus (N.f.(1/2).k.T), maka yang termasuk di dalamnya juga dinaikkan. --> Termasuk T (suhu)
berarti T2 = 4T

Ditanya: P (tekanan gas)?

Jawab:
Memakai persamaan.
(P1.V1) / T1 = (P2.V2) /T2
(P1 .1) / 1 = (P2 . 2) / 4
P1 = (P2 . 2) / 4 -----> pindah 4 ke ruas kiri
4P1 = 2P2
P2 = 4P1/2
P2 = 2P1

Berarti tekanan gas tersebut akan menjadi 2 kali lipat dari tekanan awalnya (Jawaban: B)

10). Dua mol gas monoatomik mendapatkan kalor sebanyak 1297,14 joule secara isokhorik. Jika R = 8,13 J/mol K, tentukan perubahan suhu gas tersebut...
a. 75 K
b. 52 K
c. 50 K
d. 35 K
e. 20 K

Diketahui:
Isokhorik = volume tetap
n = 2 mol
f = 3 (gas monoatomik dengan derajat kebebasan 3)
Q = 1297,14
R = 8,13 J/mol K

Ditanya: ΔT (perubahan suhu)?

Jawab:
Q = (f/2) n.R.ΔT
1297,14 = (3/2). 2 . 8,13 . ΔT
1297,14 = 24,39 . ΔT
ΔT = 1297,14 / 24,39
ΔT = 53,1 K (Jawaban yang mendekati adalah (B))

11). Mesin Carnot mengambil 1.000 kkal dari reservoir 627°C dan mengeluarkannya pada reservoir 27°C. Banyaknya kalor yang dikeluarkan reservoir suhu rendah adalah...
a. 43,1 kkal
b. 330 kkal
c. 600 kkal
d. 666,7 kkal
e. 956,9 kkal

Diketahui:
Q1 = 1000 kkal
T1 = 627°C = 627 + 273 = 900 K
T2 = 27°C = 27 + 273 = 300 K

Ditanya: Q2 (kalor yang dikeluarkan reservoir suhu rendah)?

Jawab:
Q2/Q1 = T2/T1
Q2 / 1000 = 300 / 900
Q2 = (300 x 1000) / 900
Q2 = 300000 / 900
Q2 = 333,33 kkal (Jawaban yang mendekati adalah: (B))

12). Mesin Carnot menerima kalor dari reservoir bersuhu tinggi 900 K dan melepaskannya pada reservoir bersuhu rendah 495 K. Efisiensi mesin Carnot tersebut adalah...
a. 40%
b. 45%
c. 50%
d. 55%
e. 80%

Diketahui:
T1 = 900 K
T2 = 495 K

Ditanya: η (efisiensi mesin Carnot)?

Jawab:
η = (1 - (T2/T1) x 100%
η = (1 - (495/900) x 100%
η = ((900/900) - (495/900)) x 100%
η = 405/900 x 100% (100% = 100/100 = 1, jadi bisa diabaikan)
η = 405/900
η = 0,45
η = 45/100 atau sama saja dengan 45% (Jawaban: B)

13). Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K memiliki efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi...
a. 900 K
b. 960 K
c. 1.000 K
d. 1.180 K
e. 1.600 K

Diketahui:
T1 = 800 K
η1= 40% = 0,4
η2 = 50% = 0,5

Ditanya: T1 (suhu reservoir tinggi saat efisiensi menjadi 50%)?

Jawab:
tentukan suhu reservoir rendah (T2) pada efisiensi 40%.
η = (1 - (T2/T1)) x 100%
0,4 = (1 - (T2/800)) x 100% ----> 100% = 100/100 = 1, jadi bisa dihilangkan karena dikalikan satu hasilnya tetap sama.
0,4 = 1 - (T2/800)
T2/800 = 1 - 0,4
T2 / 800 = 0,6
T2 = 480 K

Lalu tentukan suhu reservoir tinggi menggunakan T2 yang diperoleh untuk η =50%.
η = (1 - (T2/T1)) x 100%
0,5 = (1 - (480/T1))
480/T1 = 1 - 0,5
480/T1 = 0,5
T1 = 480/0,5
T1 = 960 K (Jawaban: B)

14). Sejumlah gas ideal mengalami siklus, seperti pada gambar berikut.
Dalam satu sekon dapat terjadi lima siklus. Daya yang dihasilkan per siklus adalah...
a. 80 watt
b. 200 watt
c. 400 watt
d. 800 watt
e. 1000 watt

Diketahui:
Lihat pada gambar di buku.

Ditanya: Daya yang dihasilkan?

Jawab:
*Usaha dari A ke B bertanda positif karena arah proses ke kanan. Karena bidangnya menyerupai luas trapesium, maka memakai luas trapesium.
Wab = 1/2 (400 + 200 kPa) 4 L
Wab = 1/2 (600) 4
Wab = 1/2 . 2400
Wab = 1200 J

*Usaha dari B ke C bertanda negatif karena arah proses ke kiri. Karena bidangnya menyerupai persegi panjang, maka memakai luas persegi panjang.
Wbc = - 200 kPa x 4 L
Wbc = -800 J

*Usaha dari C ke A sama dengan nol karena dengan sumbu V tidak dapat membentuk bidang (luasnya = 0)

Usaha keseluruhan proses adalah = 1200 + (-800) + 0 = 400 J

Dalam satu sekon dapat terjadi 5 siklus. Daya yang dihasilkan per siklus adalah 400 Watt (400 Joule/sekon) -> (Jawaban: C)

15). Suhu di dalam ruang mesin pendingin -3°C dan suhu udara luar 27°C. Setiap detik, kalor yang dilepaskan mesin pendingin adalah 450 J. Besarnya daya listrik rata-rata yang dibutuhkan oleh mesin pendingin tersebut adalah...
a. 25 watt
b. 50 watt
c. 90 watt
d. 150 watt
e. 900 watt

Diketahui:
T1 = -3°C = -3 + 273 = 270 K
T2 = 27°C = 27 + 273 = 300 K
Q1 = 450 J/detik

Ditanya: Daya listrik rata-rata?

Jawab:
Kita cari dulu usahanya.
W/Q1 = (T2/T1) - 1
W/Q1 = (300/270) - (270/270)
W/Q1 = 30/270
W/Q1 = 1/9
W = (1/9) x Q1
W = (1/9) x 450
W = 50 J

Lalu cari dayanya.
P = W/t
P = 50 J/1s
P = 50 Watt (Jawaban: B)

Jawaban Soal UK BAB 6 Fisika Kelas XI (Teori Kinetik Gas)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Sat, 12 May 2018 02:00:00 +0000

Di Bab 6 fisika yaitu Teori Kinetik Gas. Kita akan mempelajari tentang gas ideal, energi kinetik rata-rata, prinsip ekuipartisi energi, dan lain-lain. Berikut adalah jawaban soal UK Bab 6 Fisika Kelas XI tentang Teori Kinetik Gas.

1). Pernyataan berikut ini yang bukan merupakan anggapan gas ideal adalah...
a. Partikelnya senantiasa bergerak
b. Ukuran partikelnya jauh lebih kecil dari jarak antara partikel-partikelnya
c. Tidak ada gaya tarik atau gaya tolak antar partikelnya
d. Jika terjadi tumbukan selalu lenting sempurna
e. Hukum Newton tentang gerak tidak berlaku

Jawab:
Jawabannya adalah (E) karena hukum-hukum Newton tentang gerak itu juga berlaku untuk gas ideal.

2). Suatu gas ideal berada dalam suatu bejana tertutup dengan tekanan P, volume V, dan suhu T. Jika suatu saat suhu diubah menjadi 2T, dan volumenya menjadi 3/2 V, maka perbandingan tekanan awal (P1) dengan tekanan akhir (P2) setelah V dan T diubah adalah...
a. 1:3
b. 1:2
c. 2:3
d. 3:4
e. 4:3

Diketahui:
P1 = P
V1 = V
V2 = 3/2 V
T1 = T
T2 = 2T

Ditanya: Perbandingan P1 dan P2?

Jawab:
(P1.V1)/T1 = (P2.V2)/T2
(P1.V)/T = (P2 . 3/2V) / 2T ------> coret V dan T masing-masing persamaan
P1 = (P2. 3/2) / 2 -----> pindah 2 ke ruas kiri
2P1 = 3/2 P2 ------> pindah 2 ke ruas kiri
2P1 x 2 = 3P2
4P1 = 3P2
P2 = 4P1/3
P2 = 4/3

Perbandingannya menjadi:
P1 : P2
1 : 4/3 -------> masing-masing dikali x3
jadi, 3 : 4

Jawabannya adalah (D) 3 : 4

3). Suatu gas memuai pada proses isotermal sehingga volumenya menjadi dua kali lipat dari volumenya semula. Tekanan gas akan menjadi...
a. Seperempat kali tekanan semula
b. Setengah kali tekanan semula
c. Tetap sama dengan tekanan semula
d. Dua kali tekanan semula
e. Empat kali tekanan semula

Diketahui:
V1 = V
V2 = 2V
Memuai pada proses isotermal berarti suhu tetap
Jadi, T1 = T2
Anggap saja P1 = P

Ditanya: P2 (tekanan gas akhir)?

Jawab:
Dalam proses isotermis, berlaku:
P1.V1 = P2.V2
P. V = P2 . 2V ----> coret V
P = 2P2
P2 = P/2
P2 = 1/2

Berarti tekanan gas akan menjadi setengah kali tekanan semula.

4). Perhatikan gambar berikut.
Ketika tabung yang berisi raksa sepanjang 2 cm dihadapkan ke atas, panjang kolom, udara yang berada di dalam tabung adalah L1 = 3,7 cm. Namun, ketika tabungnya dihadapkan ke bawah panjang kolom udaranya menjadi L2 = 3,9 cm. Dari data tersebut dan dengan menggunakan Hukum Boyle, Anda dapat menentukan tekanan udara luar P0, yaitu sebesar...
a. 74 cmHg
b. 76 cmHg
c. 78cmHg
d. 80 cmHg
e. 82 cmHg

Sementara Belum Diisi

5). Selama melakukan percobaan di laboratorium Kimia, seoarang siswa menampung contoh gas hidrogen hasil reaksi Kimia ke dalam 0,7 liter tabung pada suhu ruang 27°C dan tekanan 1 atm. Kemudian, gas tersebut didinginkan hingga mencapai suhu 7°C dan disimpan di dalam suatu kontainer kecil dengan volume 0,3 liter. Tekanan gas di dalam kontainer tersebut adalah...
a. 0,5 atm
b. 1,5 atm
c. 2,0 atm
d. 2,5 atm
e. 3,0 atm

Diketahui:
V1 = 0,7 L
V2 = 0,3 L
T1 = 27°C = 27 + 273 K = 300 K
T2 = 7°C = 7 + 273 K = 280 K
P1 = 1 atm

Ditanya: P2?

Jawab:
(P1.V1)/T1 = (P2.V2)/T2
(1. 0,7) / 300 = (P2 . 0,3) / 280
0,7 / 300 = 0,3 P2 / 280 -----> 280 pindahkan ke ruas kiri
0,653 = 0,3 P2
P2 = 2,17 atm (Jawaban yang mendekati adalah C: 2,0 atm)

6). Pada suhu 27°C dan tekanan 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa), sejumlah gas ideal massanya 2 gram menempati tabung dengan volume 1 liter. Jika diketahui tetapan gas umum R = 8,31 J/mol K, massa relatif gas tersebut mendekati...
a. 30 g/mol
b. 40 g/mol
c. 50 g/mol
d. 60 g/mol
e. 80 g/mol

Diketahui:
T = 27°C = 27 + 273 K = 300 K
P = 10⁵ Pa = 100.000 Pa
m = 2 gram
V = 1 liter = 0,001 m³
R = 8,31 J/mol K

Ditanya: Mr (massa relatif gas)?

Jawab:
P.V = (m/Mr) R.T
100.000 x 0,001 = (2/Mr) 8,31 x 300
100 = (2/Mr) 2493
100 = 4986/Mr -------> pindah Mr ke ruas kiri
100 Mr = 4986
Mr = 4986/100
Mr = 49,86 g/mol (Jawaban yang mendekati adalah C: 50 g/mol)

7). Udara di dalam sebuah ban mobil pada pagi yang bersuhu 22°C memiliki tekanan 295 kPa. Setelah digunakan sepanjang hari pada jalan beraspal yang panas suhu ban mobil menjadi 60°C. Tekanan udara di dalam ban akan menjadi...
a. 297 kPa
b. 303 kPa
c. 327 kPa
d. 333 kPa
e. 355 kPa

Diketahui:
T1 = 22°C = 22 + 273 = 295 K
P1 = 295 kPa
T2 = 60°C = 60 + 273 = 333 K

Ditanya: P2?

Jawab:
P1/T1 = P2/T2
295/295 = P2 / 333
1 = P2 / 333
P2 = 333 kPa (Jawaban: D)

8). Tabung gas dilengkapi dengan sebuah katup pengaman, volume tabung 5 liter dengan massa gas yang ada di dalam tabung 0,20 kg pada tekanan 2 atm dan suhunya 300 K. Jika tekanan melampaui 2 atm katup pengaman akan terbuka, sebagian massa gas akan terlepas keluar tabung. Kemudian, tabung dipanaskan hingga mencapai suhu 400 K, massa gas yang keluar dari dalam tabung adalah...
a. 0,02 kg
b. 0,04 kg
c. 0,05 kg
d. 0,08 kg
e. 0,10 kg

Diketahui:
Anggap saja tekanan dan volume tabung tetap.
m1 = 0,20 kg
T1 = 300 K
T2 = 400 K

Ditanya:  massa gas yang keluar dari tabung?

Jawab:
Massa berbanding terbalik dengan suhu.
m2/m1 = T1/T2
m2/0,2 = 300/400
m2 = (0,2 x 300)/400
m2 = 0,15 kg

menghitung massa gas yang keluar yaitu:
Δm = m1 - m2
Δm = 0,2 - 0,15
Δm = 0,05 kg (Jawaban: C)

9). Setiap makhluk hidup membutuhkan gas oksigen O2 untuk bernapas. Diketahui massa relatif O2 adalah 32 g/mol, tetapan gas umum R = 8,31 J/mol K dan 1 atm = 1,01 x 10⁵ N/m². Massa jenis gas oksigen di ruang kelas Anda yang bersuhu 25°C pada tekanan 1 atm adalah...
a. 1,0 kg/m³
b. 1,3 kg/m³
c. 1,6 kg/m³
d. 1,9 kg/m³
e. 2,4 kg/m³

Diketahui:
Mr O2 = 32 g/mol ---> 0,032 kg/mol
R = 8,31 J/mol K
P = 1 atm =
T = 25°C = 25 + 273 = 298 K

Ditanya: ρ (massa jenis gas)?

Jawab:
ρ = (P.Mr)/(R.T)
ρ = (1,01 x 10⁵. 0,032) / (8,31 . 298)
ρ = 3232 / 2476,38
ρ = 1,30 kg/m³ (Jawaban: B)

10). Besarnya energi kinetik dari sebuah molekul gas helium pada suhu 27°C adalah...
a. 4,14 x 10^-17 J
b. 2,07 x 10^-18 J
c. 6,21 x 10^-18 J
d. 2,07 x 10^-21 J
e. 6,21 x 10^-21 J

Diketahui:
T = 27°C = 27 +273 = 300 K
k = 1,38 x 10⁻²³ J/K

Ditanya: Ek?

Jawab:
Karena gas Helium adalah gas monoatomik, maka:
Ek = (3/2) k.T
Ek = (3/2) 1,38 x 10⁻²³ . 300
Ek = (3/2) 414 x 10⁻²³
Ek = 621 x 10⁻²³
Ek = 6,21 x 10^-21 J (Jawaban: E)

11). Jika suhu mutlak suatu gas dinaikkan menjadi dua kali suhu mutlaknya mula-mula, energi kinetik rata-rata molekul gas akan menjadi...
a. 1/2 kali
b. tetap
c. √2
d. 2 kali
e. 4 kali

Diketahui:
Ek1 = 1
T1 = 1
T2 = 2T1 = 2

Ditanya: Ek2?

Jawab:
Memakai perbandingan.
Ek1/Ek2 = T1/T2
1/Ek2 = 1/2
Ek2 = (2.1)/1
Ek2 = 2

Perbandingan Ek1 dengan Ek2 adalah 1:2 berarti energi kinetik rata rata molekul gas menjadi 2 kali lipat daripada semula. (Jawaban: D)

12). Pada suhu tertentu energi suatu molekul gas diatomik adalah 4 x 10^-21 J. Ketika itu, gas tersebut memiliki lima derajat kebebasan. Energi kinetik rata rata setiap molekul gas tersebut adalah...
a. 0,8 x 10^-21 J
b. 2,0 x 10^-21 J
c. 5,0 x 10^-21 J
d. 2,0 x 10^-20 J
e. 5,0 x 10^-20 J

Sementara Belum Diisi

13). Kecepatan efektif molekul-molekul gas oksigen (M_r = 32 g/mol) pada suhu 320 K akan sama dengan kecepatan efektif molekul-molekul gas hidrogen (M_r = 2 g/mol) pada suhu...
a. 20 K
b. 40 K
c. 80K
d. 160 K
e. 640 K

Diketahui:
Mr1 = 32 g/mol
T1 = 320 K
Mr2 = 2 g/mol

Ditanya:  T2?

Jawab:
Memakai perbandingan.
Mr1/Mr2 = T1/T2
32/2 = 320/T2
T2 = (320 x 2)/32
T2 = 20 K (Jawaban: A)

14). Perbandingan kecepatan v_rms (root mean square) dari molekul-molekul gas helium (M_r =4 g/mol) dan molekul-molekul gas CO (M_r = 28 g/mol) pada suhu 25°C adalah...
a. √7 : 1
b. 1 : √7
c. 7 : 1
d. 1 : 7
e. 14 : 1

Diketahui:
Mr gas helium = 4 g/mol
Mr gas CO = 28 g/mol
T = 25°C

Ditanya: Perbandingan kecepatan Vrms dari kedua molekul?

Jawab:
Vrms1 = Vrms2
√(3RT)/Mr H = √(3RT)/Mr CO -----> coret R (karena tetapannya sama, 3, dan T (karena suhunya sama yaitu 25°C
√1/Mr H = √1/Mr Co
√1/4 = √1/28 ------> jadikan pecahan menjadi angka biasa dengan mengkalikan 28
√28/4 = √28/28
√7 = √1
√7 = 1

Jadi perbandingannya adalah √7 : 1 (Jawaban: A)

15). Suatu gas berada dalam tabung tertutup bertekanan 4 x 10⁵ Pa. Jika diketahui massa jenis gas adalah 7,5 kg/m³, v_rmsgas tersebut adalah...
a. 100 m/s
b. 200 m/s
c. 300 m/s
d. 400 m/s
e. 600 m/s

Diketahui:
P = 4 x 10⁵ Pa = 400.000
ρ = 7,5 kg/m³

Ditanya: v_rmsgas?

Jawab:
Vrms = √(3P)/ρ
Vrms = √(3. 400000)/7,5
Vrms = √1200000/7,5
Vrms = √160000
Vrms = 400 m/s (Jawaban: D)

16). Ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 10⁵ Pa. Jika partikel gas memiliki kelajuan rata-rata sebesar 750 m/s, maka massa gas tersebut adalah...
a. 80 gram
b. 8 gram
c. 3,2 gram
d. 0,8 gram
e. 0,4 gram

Diketahui:
V = 1,5 L
P = 10⁵ Pa = 100.000 Pa
Vrms = 750 m/s

Ditanya: m (massa gas tersebut)?

Jawab:
Vrms = √(3PV)/m
750 = √(3 x 100.000 x 1,5)/m
750 = √450.000/m ------> dikuadratkan agar akar hilang
750² = 450.000/m
562500 = 450.000/m
562500.m = 450.000
m = 450.000/562.500
m = 0,8 gram (Jawaban: D)

17). Partikel-partikel gas oksigen di dalam tabung tertutup pada suhu 20°C memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J, kita harus menaikkan suhunya menjadi...
a. 879°C
b. 606°C
c. 589°C
d. 60°C
e. 40°C

Diketahui:
T1 = 20°C = 20 + 273 K= 293 K
Ek1 = 2140 J
Ek2 = 6420 J

Ditanya: T2?

Jawab:
Memakai perbandingan persamaan energi kinetik gas.
Ek1/Ek2 = T1/T2
2140/6420 = 293/T2
T2 = (6420.293)/2140
T2 = 879 K
T2 = 879 - 273 = 606°C (Jawaban: B)

18). Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mole, r = konstanta gas umum, k = konstanta Boltzman, dan N_o = bilangan Avogadro, maka persamaan gas ideal ini benar, kecuali...
a. PV = nRT
b. PV = (N/N_o) RT
c. PV = nkT
d. PV = NkT
e. PV = nN_okT

Jawab:
Jawabannya adalah (C) karena rumus PV = nkT itu salah, yang benar adalah PV = NkT, jadi jawaban yang benar adalah C.

19). Di dalam sebuah tangki tertutup terdapat 0,012 mol gas monoatomik dengan suhu 300 K. Berapa kalor yang diperlukan agar suhu gas naik menjadi 400 K jika tetapan gas R = 8,31 J/mol K?
a. 14,958 J
b. 13,875 J
c. 14,828 J
d. 12,756 J
e. 13,762 J

Diketahui:
n = 0,012 mol
T1 = 300 K
T2 = 400 K
ΔT = 400-300 = 100 K
R = 8,31 J/mol K

Ditanya:  Q (kalor yang diperlukan agar suhu gas naik menjadi 400 K)?

Jawab:
C = Q/ΔT
karena tangki tertutup berarti volumenya tidak berubah (tetap) karena itu bisa menggunakan Cp = (3/2) . n . R
Q = (3/2).n.R.ΔT
Q = (3/2).0,012. 8,31. 100
Q = (3/2) . 9,972
Q = 14,958 J (Jawaban: A)

20). Persamaan gas ideal ditulis dalam bentuk (PV/T) sama dengan bilangan tetap yang bergantung pada...
a. jenis gas
b. suhu gas
c. tekanan gas
d. volume gas
e. banyak partikel

Jawab:
Rumus gas ideal adalah PV = N.k.T sehingga (PV/T) = N.k
Karena konstanta tetap berarti (PV/T) sangat bergantung kepada N yaitu jumlah banyaknya partikel, berarti jawabannya (E)

Jawaban Soal UK BAB 5 Fisika Kelas XI (Suhu, Kalor, dan Perpindahan Kalor)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Thu, 26 Apr 2018 15:00:00 +0000

Dalam bab 5 yang berjudul Suhu, Kalor, dan Perpindahan Kalor, kita akan mempelajari tentang suhu, kalor dan perpindahannya, serta fenomen-fenomena yang disebabkan oleh perubahan suhu dan perpindahan kalor. Berikut adalah jawaban soal UK Bab 5 Fisika Kelas XI tentang Suhu, Kalor, dan Perpindahan Kalor. Jika ada kesalahan kata ataupun jawaban mohon dimaafkan.

1). Ketika es sedang mencair, besaran yang tidak berubah diantaranya:
(1) massa totalnya
(2) volume totalnya
(3) suhunya
(4) massa jenisnya
Pernyataan yang benar adalah...
a. (1), (2), dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4) saja
e. (1), (2), (3), dan (4)

Jawab:
*Jika es pada suhu 0°C diberikan kalor, ternyata suhu es tidak mengalami perubahan, tetapi es berubah wujud menjadi air.
*Ketika es mencair, wujud zat berubah menjadi sebuah cairan, dan karena hal itu massa jenis menjadi berkurang.
*Pada saat es mencair, dia mengalami pengurangan volume. Karena disebabkan oleh perubahan struktur dari padat ke cair yang menyebabkan "ruang" menjadi lebih renggang.
*Walaupun es dicairkan, massa totalnya tidak akan berubah sedikitpun alias tetap.

(Jawabannya: B)

2). Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh...
a. Seluruh es mencair dan suhunya di atas 0°C
b. Seluruh es mencair dan suhunya 0°C
c. Tidak seluruh es mencair dan suhunya 0°C
d. Suhu seluruh sistem di bawah 0°C
e. Sebagian air membeku dan suhu sistem 0°C

Diketahui:
m air = 200 gr
T air = 20°C
m es = 50 gr
T es = -2°C
kalor jenis (c) air = 1 kal/g°C
kalor jenis (c) es = 0,5 kal/g°C
kalor lebur (L) es = 80 kal/g

Ditanya: Jika terjadi kesetimbangan (yaitu suhu es dan air menjadi seimbang) akan diperoleh...?

Jawab:
Kalor yang diperlukan es untuk mencair pada suhu 0°C
Q es = m es . c es . ΔT es + m es . L es
Q es = 50 . 0,5 . (0 - (-2)) + 50 . 80
Q es = 50 + 4000
Q es = 4050 kal

Kalor yang dilepas air jika mendingin hingga suhunya 0°C
Q air = m air . c air . ΔT air
Q air = 200 . 1 . (20-0)
Q air = 4000 kal

Dikarenakan Q es lebih besar daripada Q air, berarti masih ada es yang belum mencair, walaupun suhu campuran es dan air sudah seimbang menjadi 0°C.
(Jawaban: C)

3). Zat cair yang massanya 10 kg dipanaskan dari suhu 25°C menjadi 75°C, memerlukan panas sebesar 4 x 10⁵ joule. Kalor jenis zat cair tersebut adalah...
a. 200 J kg^-1 K^-1
b. 400 J kg^-1 K^-1
c. 600 J kg^-1 K^-1
d. 800 J kg^-1 K^-1
e. 1000 J kg^-1 K^-1

Diketahui:
m = 10 kg
ΔT = 75°C - 25°C = 50°C
Q = 4 x 10⁵ J

Ditanya: c (kalor jenis) zat cair tersebut?

Jawab:
c = Q / m . ΔT
c = 4 x 10⁵ / 10 . 50
c = 400000 / 500
c = 800 J kg^-1 K^-1
(Jawaban: D)

4). Lima puluh gram es pada suhu 0°C di masukkan ke dalam 200 gram air yang bersuhu 20°C. Jika kalor lebur es = 80 kal/g dan kalor jenis air = 1 kal/g°C, suhu akhir campuran adalah...
a. 0°C
b. 1,8°C
c. 2°C
d. 3,3°C
e. 5°C

Diketahui:
m es = 50 gr
T es = 0°C
m air = 200 gr
T air = 20°C
kalor lebur (L) es = 80 kal/g
kalor jenis (c) air = 1 kal/g°C
kalor jenis (c) es = 0,5 kal/g°C

Ditanya: t (suhu akhir campuran)?

Jawab:
Q lepas = Q terima
m air . c air . ΔT air = m es . c es . ΔT es + m es . L es
200 . 1 . (20 - t) = 50 . 0,5 . (t - 0) + 50 . 80
4000 - 200t = 25t + 4000
-25 t - 200 t = 4000 - 4000
-225 t = 0
t = 0°C

Berarti, suhu akhir campurannya adalah 0°C (Jawaban: A)

5). Hubungan antara P dan T dari fase-fase yang diiliki oleh air dapat digambarkan sebagai berikut. Yang disebut sebagai titik tripel dan titik kritis adalah...
a. Titik O dan A
b. Titik A dan B
c. Titik C dan O
d. Titik A dan C
e. Titik O dan C

Jawab:
(Sesuai gambar) titik tripel adalah titik A dan titik kritis adalah C. (Jawaban: D)

6). Di dalam bejana, terdapat air teh sebanyak 50 mL dengan suhu 70°C. Kemudian, ke dalam gelas tersebut ditambahkan air sebanyak 30 mL bersuhu 5°C. Jika diketahui kalor jenis air teh sama dengan kalor jenis air dingin, suhu campuran air tersebut adalah...
a. 4,5625°C
b. 45,625°C
c. 456,25°C
d. 4562,5°C
e. 45625°C

Diketahui:
v teh = 50 mL
T teh = 70°C
v air = 30 mL
T air = 5°C

Ditanya: Jika kalor jenis air teh sama dengan kalor jenis air dingin, berapakah suhu campuran air tersebut (t) ?

Jawab:
Memakai rumus persamaan Azas Black.
t = (Vteh . Tteh + Vair . Tair) / (Vteh + Vair)
t = (50 . 70 + 30 . 5) / (50 + 30)
t = (3500 + 150) / 80
t = 3650 / 80
t = 45,625°C (Jawaban: B)

7). Sepotong alumunium massanya 0,5 kg dan suhunya 100°C dimasukkan ke dalam air yang massanya 0,5 kg dan suhu air 25°C. Setelah terjadi kesetimbangan suhunya menjadi 36°C. Dari hasil percobaan ini, kalor jenis alumunium adalah...J/kg°C
a. 459
b. 594
c. 918
d. 721
e. 1377

Diketahui:
m alumunium = 0,5 kg (disingkat menjadi mAl supaya mudah)
T alumunium = 100°C (disingkat menjadi TAl supaya mudah)
m air = 0,5 kg
T air = 25°C
t = 36°C
c air = 4.200 J/kg°C

Ditanya: c alumunium (kalor jenis alumunium)?

Jawab:
Memakai rumus persamaan Azas Black.
Q lepas = Q terima
mAl . cAl . ΔTAl = m air . c air . ΔT air
0,5 . cAl . (100-36) = 0,5 . 4.200 . (36-25)
0,5 . cAl . 64 = 2100 . 11
32 . cAl = 23.100
cAl = 23.100 / 32
cAl = 721.875 J/kg°C (Jawaban yang mendekati adalah: D)

8). Besarnya pertambahan panjang suatu zat jika zat tersebut dipanaskan bergantung pada:
1). Jenis zatnya
2). Kenaikan suhu zat
3). Panjangnya mula-mula; dan
4). Massa zatnya
Pernyataan yang benar adalah...
a. (1), (2), dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (1), (2), (3), dan (4)
d. (4) saja
e. (2) dan (4)

Jawab:
Rumus pertambahan panjang adalah:
ΔL = α.L₀.ΔT
L_T - L₀ = α.L₀.ΔT
L_T = L₀ + α.L₀.ΔT
L_T = L₀(1 + α.ΔT)

Dengan keterangan:
α = Koefisien muai panjang
L_T= Panjang akhir
L₀= Panjang mula-mula
ΔT = Perubahan suhu

Berarti besarnya pertambahan panjang suatu zat jika dipanaskan bergantung pada (1) Jenis zatnya, (2) kenaikan suhu zat, dan (3) panjang mula-mula (Jawaban: A)

9). Batang logam bertambah panjang menjadi 0,4% jika mengalami suhu 20°C. Agar pertambahan panjangnya menjadi 1%, suhunya harus dinaikkan menjadi...
a. 10°C
b. 30°C
c. 40°C
d. 50°C
e. 60°C

Diketahui:
ΔL1 = 0,4%
T1 = 20°C
ΔL2 = 1%

Ditanya: T2 (suhu yang harus dinaikkan)?

Jawab:
Karena hanya logam, berarti koefisien (α) muainya sama, dan juga panjang mula-mula batang tersebut (L0) sama maka bisa dihilangkan)
α1 = α2
ΔL1 / L0.T1 = ΔL2 / L0.T2
ΔL1 / T1 = ΔL2 / T2
0,4 / 20 = 1 / T2
T2 = 1 x 20 / 0,4
T2 = 50°C

10). Sejumlah air didinginkan dari suhu 277 K menjadi 273 K pada tekanan tetap maka volumenya akan...
a. Berkurang
b. Bertambah
c. Tetap
d. Bergantung pada tekanan uapnya
e. Semua Jawaban Salah

Jawab:
Jika air didinginkan dari suhu 277 K (atau 4°C) menjadi 273 K (atau 0°C) maka volumenya akan bertambah/mengembang (memuai) karena sifat anomali air. (Jawaban: B)

11). Batang alumunium bersuhu 10°C panjangnya 2 meter. Jika koefisien muai panjang alumunium 2,5 x 10^-5/°C, panjangnya akan bertambah sebesar 0,2% pada suhu...
a. 60°C
b. 70°C
c. 80°C
d. 90°C
e. 120°C

Diketahui:
T0 = 10°C
L0 = 2 m
α = 2,5 x 10^-5/°C
ΔL = 0,2% x 2 m = 0,004 m

Ditanya: Tt (suhu yang membuat panjang bertambah sebesar 0,2%)?

Jawab:
Tt - T0 = ΔL / (L0 x α)
Tt - 10 = 0,004 / (2 x 2,5 x 10^-5)
Tt - 10 = 0,004 / (5 x 10^-5)
Tt - 10 = 0,004 / 0,00005
Tt - 10 = 80
Tt = 80 + 10
Tt = 90°C (Jawaban: D)

12). Es (kalor jenis 0,5 kal/g°C) sebanyak 10 gram pada suhu 0°C diberi kalor sebanyak 1000 kalori. Jika kalor lebur es sama dengan 80 kal/g, maka air yang terjadi mempunyai suhu...
a. 0°C
b. 10°C
c. 20°C
d. 40°C
e. 100°C

Diketahui:
c es = 0,5 kal/g°C
c air = 1 kal/g°C
m = 10 gram
T awal (T0) = 0°C
Q = 1000 kal
L es = 80 kal/g

Ditanya: Tt (suhu akhir air)?

Jawab:
Kalor yang diperlukan untuk perubahan wujud dari es menjadi air:
Q = m.L
Q = 10 . 80
Q = 800 kal

Berarti kalori yang tersisa adalah 1000 - 800 = 200 kal.

Q = m . c air . ΔT (memakai kalor jenis air karena es sudah menjadi air)
200 = 10 . 1 (Tt - T0)
200 = 10 (Tt - 0)
200 = 10 Tt
Tt = 200 / 10
Tt = 20°C (Jawaban: C)

13). Pada malam hari yang dingin, sebuah rel kereta api panjangnya 20 m. Pada siang hari yang panas, rel tersebut akan bertambah panjang sebesar 4 mm maka jika pada malam hari panjangnya 18 m, pertambahan panjang rel pada siang hari adalah...
a. 2,6 mm
b. 2,8 mm
c. 3,0 mm
d. 3,2 mm
e. 3,6 mm

Diketahui:
L1 = 20 m
ΔL1 = 4 mm => 0,004 m
L2 = 18 m

Ditanya: ΔL2 (Pertambahan panjang rel pada siang hari jika pada malam hari panjangnya 18 m)?

Jawab:
Koefisien muainya sama, berarti:
α1 = α2
ΔL1 / (L1.ΔT) = ΔL2 / (L2.ΔT)

Karena tidak diketahui suhunya, maka bisa kita asumsikan suhunya sama. Berarti ΔT dicoret masing-masing persamaan.
ΔL1 / L1 = ΔL2 / L2
0,004 / 20 = ΔL2 / 18
ΔL2 = 18 x 0,004 / 20
ΔL2 = 0,0036 m
ΔL2 = 3,6 mm (Jawaban: E)

14). Sebuah bola baja dengan diameter 20 cm akan dimasukkan ke dalam sebuah ring yang juga terbuat dari baja dengan diameter 19,975 cm. Agar bola masuk, ring besi harus dipanaskan. Perubahan suhu yang diperlukan untuk maksud tersebut adalah...
a. 101°C
b. 102°C
c. 103°C
d. 104°C
e. 105°C

Sementara Belum Diisi

15). Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80°C panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3 x 10^-3/°C dan suhu mula-mula 30°C, maka panjang mula-mula logam adalah...
a. 100 cm
b. 101,5 cm
c. 102 cm
d. 102,5 cm
e. 103 cm

Diketahui:
ΔT = Tt - T0 = 80°C - 30°C = 50°C
α = 3 x 10^-3/°C = 0,003/°C
Lt = 115 cm = 1,15 m

Ditanya: L0 (Panjang mula-mula logam)?

Jawab:
Lt = L0 (1 + α.ΔT)
1,15 = L0 (1 + 0,003.50)
1,15 = L0 (1 + 0,15)
1,15 = L0 (1,15)
1,15 = 1,15L0
L0 = 1,15/1,15
L0 = 1 m
L0 = 100 cm (Jawaban: A)

16). Pada tekanan 1 atmosfer, gas dipanaskan pada volume tetap sehingga tekanannya menjadi 2 atmosfer. Kenaikan suhu gas tersebut adalah sebesar...
a. 27°C
b. 45,5°C
c. 91°C
d. 136,5°C
e. 273°C

Diketahui:
P0 = 1 atm
Pt = 2 atm

Ditanya: Kenaikan suhu gas tersebut sebesar?

Jawab:
Menggunakan persamaan.
Pt = P0 (1 + (1/273).ΔT)
2 = 1 (1 + (1/273).ΔT)
2 = 1 + (1/273).ΔT
2 -1 = (1/273).ΔT
1 = (1/273).ΔT
ΔT = 1 / (1/273)
ΔT = 273°C (Jawaban: E)

17). Dua logam X dan Y terbuat dari bahan yang sama. Perbandingan luas penampang kedua logam 4:3, dan perbandingan panjangnya 1:2. Jika beda suhu antara kedua ujungnya sama, perbandingan laju rambatan kalor pada X dan Y adalah...
a. 1:1
b. 4:6
c. 6:4
d. 3:8
e. 8:3

Diketahui:
Bahannya sama berarti koefisien konduksi termalnya sama.
A1:A2 = 4:3
L1:L2 = 1:2

Ditanya: Perbandingan laju rambatan kalor X dan Y?

Jawab:
-Memakai rumus:
Q/t = k.A (ΔT/L)
-dengan keterangan:
Q/t = laju rambatan kalor
k = koefisien konduksi termal
A = luas penampang
ΔT = perbedaan suhu
L = panjang benda

(Q/t)1 = (Q/t)2
k1.A1 (ΔT/L1) = k2.A2 (ΔT/L2) ---->karena beda suhu dan koefisien konduksi termal sama maka dicoret.
A1. 1/L1 = A2. 1/L2
4 . 1/1 = 3. 1/2
4 = 3/2 ----> 2 dipindah keruas kanan
4.2 = 3
8 = 3

Berarti perbandingan laju rambatan kalor pada X dan Y adalah 8:3 (Jawaban: E)

18). Logam tembaga bersuhu 100°C dimasukkan ke dalam air yang bermassa 128 gram dan bersuhu 30°C. Kalor jenis air 1 kal/g°C dan kalor jenis tembaga 0,1 kal/g°C. Jika kesetimbangan termal terjadi pada suhu 36°C, maka massa logam tersebut adalah...
a. 140 gram
b. 120 gram
c. 100 gram
d. 80 gram
e. 75 gram

Diketahui:
T1 = 100°C
m2 = 128 gr
T2 = 30°C
c2 = 1 kal/g°C
c1 = 0,1 kal/g°C
TC = 36°C

Ditanya: m1 (massa logam)?

Jawab:
Menggunakan persamaan Azas Black.
Q lepas = Q terima
m1 . c1 . ΔT1 = m2 . c2 . ΔT2
m1 . c1 . (T1-TC) = m2 . c2 . (TC-T2)
m1 . 0,1 . (100-36) = 128 . 1 . (36-30)
m1 . 0,1 . 64 = 128 . 1 . 6
m1 . 6,4 = 768
m1 = 768 / 6,4
m1 = 120 gram (Jawaban: B)

19). Dua batang logam P dan Q memiliki luas penampang dan panjang sama, disambung dengan cara dilas. Koefisien konduksi termal logam P adalah 3 kali koefisien konduksi termal logam Q. Jika ujung bebas logam P bersuhu 180°C dan ujung bebas logam Q bersuhu 60°C, suhu sambungan kedua logam tersebut adalah...
a. 80°C
b. 90°C
c. 100°C
d. 120°C
e. 150°C

Diketahui:
TP = 180°C
TQ = 60°C
kP = 3 kQ
AP = AQ
LP = LQ

Ditanya: Suhu sambungan kedua logam (T) ?

Jawab:
Perlu diketahui pada perpindahan kalor secara konduksi, laju kalor yang dilepas logam panas akan sama dengan laju kalor yang diterima logam suhu rendah.
berarti HP = HQ

HP = HQ
kP.AP .[ΔT/LP] = kQ.AQ .[ΔT/LQ] ----> karena luas dan panjang sama, maka A dan L dihapus.
kP.ΔT = kQ.ΔT
3kQ.(180-T) = kQ.(T-60) -----> coret kQ
540 - 3T = T - 60
540 + 60 = 3T + T
600 = 4T
T = 600/4
T = 150°C (Jawaban: E)

20). Diketahui perbandingan jumlah energi radiasi kalor setiap satuan luas permukaan dan satuan waktu antara dua benda hitam adalah 1:16. Jika salah satunya bersuhu 47°C, suhu benda hitam yang lain adalah...
a. 63°C
b. 94°C
c. 180°C
d. 367°C
e. 752°C

Diketahui:
karena keduanya adalah hitam sempurna maka e1 = e2
P1:P2 = 1:16
T1 = 47°C

Ditanya: T2 (suhu benda yang lain)?

Jawab:
(T2/T1)⁴ = P2/P1
T2/47 = ⁴√16/1
T2/47 = 2
T2 = 2 x 47
T2 = 94°C (Jawaban:B)

Jawaban Soal UK BAB 4 Fisika Kelas XI (Fluida Dinamik)

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Sun, 22 Apr 2018 11:30:00 +0000

Dalam bab ke 4 ini yaitu Fluida Dinamik. Kita akan mempelajari tentang persamaan kontinuitas, hukum Bernoulli, tabung pitot, venturimeter, dan lain-lain. Berikut adalah jawaban Soal UK BAB 4 Fisika Kelas XI tentang Fluida Dinamik.

1).

Pada gambar, air dipompa dengan kompresor bertekanan 120 k Pa memasuki pipa bagian bawah (I) dan mengalir ke atas dengan kecepatan 1 m/s (g = 10 m/s² dan massa jenis air 1.000 kg/m³). Tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah...
a. 52,5 k Pa
b. 67,5 k Pa
c. 80,0 k Pa
d. 92,5 k Pa
e. 107,5 k Pa

Diketahui:
P1 = 120 k Pa => 120.000 Pa
v1 = 1 m/s
g = 10 m/s²
ρ = 1000 kg/m³
h1 = 0 m
h2 = 2 m
r1 = 12 cm
r2 = 6 cm

Ditanya: P2 (tekanan air pada pipa 2)?

Jawab:
Cari v2 dulu dengan persamaan kontinuitas.
A1.v1 = A2.v2
(π.r1²).v1 = (π.r2²). v2 => Coret masing-masing π disetiap persamaan
r1² . v1 = r2² . v2
12² . 1 = 6² . v2
144 = 36 . v2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m/s

Lalu cari P2 dengan persamaan Bernoulli.
P1 + ½ ρ.v1² + ρ.g.h1 = P2 + ½ ρ.v2² + ρ.g.h2
120.000 + ½ . 1000 . 1² + 1000.10.0 = P2 + ½.1000 . 4² + 1000.10.2
120.000 + 500 + 0 = P2 + 500 . 16 + 20000
120.500 = P2 + 8000 + 20000
120.500 = P2 + 28000
P2 = 120.500 - 28.000
P2 = 92.500 Pa
P2 = 92,5 k Pa (Jawaban: D)

2). Dari gambar berikut P1 dan V1 adalah tekanan dan kecepatan udara di atas sayap, P2 dan V2 adalah tekanan dan kecepatan udara di bawah sayap. Pesawat akan lepas landas.
Agar sayap pesawat dapat mengangka pesawat, maka syaratnya...
a. P1 = P2 dan V1 = V2
b. P1 < P2 dan V1 > V2
c. P1 ≥ P2 dan V1 < V2
d. P1 > P2 dan V1 > V2
e. P1 > P2 dan V1 < V2

Jawab:
Menurut persamaan Bernoulli, pada daerah bawah sayap yang memiliki kecepatan lebih rendah, tekanannya lebih besar sehingga gaya angkat pesawat besar. Berarti,
P1 < P2 dan V1 > V2 (B)

3). Kecepatan air pada pipa berdiameter 6 cm adalah 4 m/s. Maka kecepatan air pada pipa yang berhubungan diameter 4 cm adalah...
a. 4 m/s
b. 6 m/s
c. 8 m/s
d. 9 m/s
e. 10 m/s

Diketahui:
d1 = 6 cm (diameter pipa 1)
v1 = 4 m/s (kecepatan air di pipa 1)
d2 = 4 cm (diameter pipa 2)

Ditanya: v2 (kecepatan air di pipa 2) ?

Jawab:
Memakai persamaan kontinuitas untuk mengetahui laju aliran atau kecepatan air.
A1.v1 = A2.v2
1/4.π.d1² . v1 = 1/4.π.d2² . v2 (Coret 1/4 dan π masing-masing persamaan)
d1² . v1 = d2² . v2
6² . 4 = 4² . v2
36 . 4 = 16 . v2
v2 = 144/16
v2 = 9 m/s (D)

4). Perhatikan gambar berikut.
Jika VA, VB, VC adalah kecepatan mengalir zat cair di dalam pipa yang berpenampang AA, AB, AC, maka hubungan kecepatan zat cair dalam ketiga penampang pipa tersebut dapat dinyatakan...
a. VA = VB = VC
b. VA > VB > VC
c. VA ≤ VB ≥ VC
d. VA > VB > VC
e. VA < VB < VC

Jawab:
Jika semakin kecil luas penampang suatu pipa, maka kecepatan aliran yang mengalir di dalam pipa semakin cepat. Maka hubungan kecepatan zat cair dalam ketiga penampang pipa tersebut dapat dinyatakan dengan: VA < VB < VC (Jawaban: E)

5). Pipa silindrik yang lurus mempunyai dua macam penampang, masing-masing dengan luas 200 mm² dan 100 mm². Pipa tersebut diletakkan secara horizontal, sedangkan air di dalamnya mengalir dari arah penampang besar ke penampang kecil. Apabila kecepatan arus penampang besar adalah 2 m/s, maka kecepatan arus di penampang kecil...
a. 1/2 m/s
b. 1 m/s
c. 2 m/s
d. 4 m/s
e. 8 m/s

Diketahui:
A1 = 200 mm² => 200 x 10^-6m²
A2 = 100 mm² => 100 x 10^-6m²
v1 = 2 m/s

Ditanya: v2 (kecepatan arus di penampang kecil)?

Jawab:
Memakai persamaan kontinuitas.
A1.v1 = A2.v2
200 x 10^-6 . 2 = 100 x 10^-6 . v2 (Coret masing masing 10^-6 setiap persamaan)
200 . 2 = 100. v2
400 = 100 . v2
v2 = 400/100
v2 = 4 m/s (Jawaban: D)

6). Suatu fluida ideal mengalir melalui pipa AB seperti gambar tersebut. Jika luas penampang A dua kali penampang B dan kecepatan aliran di A adalah v, maka kecepatan aliran fluida di B adalah...
a. 1 v
b. 2 v
c. 3 v
d. 4 v
e. 5 v

Diketahui:
Luas penampang (A) di A = 2 kali penampang B (2B)
Kecepatan aliran di A = v

Ditanya: Kecepatan aliran di B?

Jawab:
Luas penampang di A sama dengan 2 kali luas penampang B. Berarti perbandingan luas penampang A dan B adalah 2:1.
Memakai persamaan kontinuitas.
A1.v1 = A2.v2
2 . v = 1 . v2
v2 = 2v /1
v2 = 2v (Jawaban: B)

7). Dari sebuah tangki air terbuka berisi air dari kran berada pada ketinggian air seperti pada gambar (g = 10 m/s²). Kecepatan air keluar jika kran dibuka adalah.... (h1 = 7m, dan h2 = 2m)
a. 6,3 m/s
b. 10,0 m/s
c. 11,8 m/s
d. 12,0 m/s
e. 15,5 m/s

Diketahui:
h1 = 7 m
h2 = 2 m
g = 10 m/s²

Ditanya: Kecepatan air yang keluar (v)?

Jawab:
v = √2 g (h1-h2)
v = √2. 10 (7-2)
v = √ 20. 5
v = √100
v = 10 m/s (Jawaban: B)

8). Luas penampang pipa air = 0,5 cm². Jika kecepatan aliran air = 1 m/s, volume air yang keluar selama 5 menit adalah...
a. 0,015 m³
b. 0,15 m³
c. 1,5 m³
d. 15 m³
e. 150 m³

Diketahui:
A = 0,5 cm²
v = 1 m/s => 100 cm/s

Ditanya: volume air yang keluar selama 5 menit?

Jawab:
Mencari Q (debit aliran) terlebih dahulu.
Q = A. v
Q = 0,5 . 100
Q = 50 cm³/s

Lalu cari volume air yang keluar selama 5 menit.
v = Q . t
v = 50 . (5 x 60s)
v = 50 . 300
v = 15.000 cm³
v = 15 liter
v = 0,015 m³ (Jawaban: A)

9). Pipa masing-masing ujungnya berjari-jari 2 cm dan 4 cm. Jika kecepatan air pada penampang kecil 2,0 m/s, kecepatan air pada penampang besar adalah...
a. 0,5 m/s
b. 1,0 m/s
c. 2,0 m/s
d. 4,0 m/s
e. 8,0 m/s

Diketahui:
r1 = 2 cm
r2 = 4 cm
v1 = 2 m/s

Ditanya: v2 (kecepatan air pada penampang besar)?

Jawab:
Memakai persamaan kontinuitas.
A1.v1 = A2.v2
(π.r1²).v1 = (π.r2²). v2 => Coret masing-masing π disetiap persamaan
r1² . v1 = r2² . v2
2² . 2 = 4² . v2
4 . 2 = 16 . v2
8 = 16 . v2
v2 = 8 / 16
v2 = 0,5 m/s (Jawaban: A)

10). Air mengalir ke dalam bak dengan debit 10^-4m/s³. Akan tetapi, bak tersebut bocor di bagian bawah melalui lubang yang luasnya 1 cm². Ketinggian maksimum air dalam bak adalah...
a. 5 cm
b. 4 cm
c. 3 cm
d. 2 cm
e. 1/2 cm

Diketahui:
Q = 10^-4m/s³
A = 1 cm² => 1 x 10^-4m²

Ditanya: ketinggian maksimum air dalam bak (h) ?

Jawab:
Cari kecepatan keluarnya air dari lubang.
Q = A . v
v = Q / A
v = 10^-4 /1 x 10^-4
v = 1 m/s

Lalu cari ketinggiannya.
v = √2.g.h
1 = √2.10.h
1 = √20.h (kuadratkan masing-masing persamaan agar akar dihilangkan)
1² = 20.h
h = 1/20
h = 0,05 m
h = 5 cm (Jawaban: A)

11). Pada bagian bawah sebuah tangki air terdapat lubang sehingga air memencar keluar membentuk sudut 60° seperti terlihat pada gambar.
Jika jarak pancar air x = 80√3 cm, untuk g = 10 m/s², tinggi air (h) dalam tangki adalah...
a. 20 cm
b. 40 cm
c. 60 cm
d. 80 cm
e. 100 cm

Diketahui:
x = 80√3 cm = 0,8√3 m
θ = 60°
g = 10 m/s²

Ditanya: tinggi air dalam tangki (h) ?

Jawab:
Rumus jarak pancar horizontal:
x = v² . sin 2θ/g
0,8√3 = v² . sin 120°/10
0,8√3 = v² . ½√3 / 10 (angka 10 yang diruas kanan dipindah ke ruas kiri)
0,8√3 . 10 = v² . ½√3
8√3 = v² . ½√3
v² = 8√3 / ½√3
v² = 16

Rumus kecepatan pancaran:
v = √2.g.h
v² = 2.g.h
16 = 2.10.h
16 = 20.h
h = 16/20
h = 0,8 m
h = 80 cm (Jawaban: D)

12). Gaya angkat pada pesawat terbang timbul karena:
1. Tekanan udara di depan sayap lebih besar daripada di belakang sayap.
2. Kecepatan udara di atas sayap lebih besar daripada di bawah sayap.
3. Kecepatan udara di belakang sayap lebih besar daripada di depan sayap.
4. Tekanan udara di atas sayap lebih kecil daripada di bawah sayap.
Pernyataan yang benar adalah...
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 1, 3, dan 4
d. 2, 3, dan 4
e. 2 dan 4

Jawab:
Menurut persamaan Bernoulli, pada daerah bawah sayap yang memiliki kecepatan lebih rendah, tekanan lebih besar sehingga gaya angkat pesawat besar. Berarti pernyataan yang tepat sesuai persamaan tersebut adalah 2 dan 4 (Jawaban: E)

13). Anggap udara mengalir horizontal melalui sebuah sayap pesawat terbang. Kecepatan aliran udara di bagian atas sayap adalah 40 m/s, sedangkan di bagian bawah adalah 30 m/s. Jika luas total kedua sayap adalah 10 m² dan diketahui massa jenis udara luar 1,2 kg/m³, besar gaya angkat pada sayap pesawat adalah...
a. 2.100 N
b. 3.150 N
c. 4.200 N
d. 5.000 N
e. 6.250 N

Diketahui:
Vatas = 40 m/s
Vbawah = 30 m/s
A = 10 m²
ρ = 1,2 kg/m³

Ditanya: Besar gaya angkat (F angkat)?

Jawab:
F angkat = ½ .ρ . (Vatas² - Vbawah²) . A
F angkat = ½ . 1,2 (40² - 30²) . 10
F angkat = ½ . 1,2 . 700 . 10
F angkat = 4200 N (Jawaban: C)

14). Air mengalir dalam venturimeter seperti tampak pada gambar tersebut. Jika kecepatan aliran air pada penampang I sebesar 2 m/s dan g = 10 m/s², besar kecepatan aliran air pada penampang II adalah...
a. 2 m/s
b. √5 m/s
c. √6 m/s
d. 3 m/s
e. 5 m/s

Diketahui:
v1 = 2 m/s
g = 10 m/s²
h = 10 cm = 0,1 m

Ditanya: kecepatan aliran pada penampang II (v2)?

Jawab:
½ . ρ (v2² - v1²) = ρ . g . h (Coret masing-masing ρ dari setiap persamaan)
½ (v2² - v1²) = g . h (angka 1/2 dipindah ke ruas kanan)
v2² - v1² = g . h . 2
v2² - 2² = 10 . 0,1 . 2
v2² -4 = 2
v2² = 6
v2 = √6 m/s (Jawaban: C)

15). Air terjun setinggi 10 m digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) berdaya listrik 1.000 W. Jika efisiensi generator 80% dan g = 10 m/s², debit air yang sampai ke kincir adalah...
a. 12,5 L/s
b. 251 L/s
c. 27,5 L/s
d. 125 L/s
e. 250 L/s

Diketahui:
h = 10 m
P = 1000 Watt
η = 80% = 80/100 = 0,8
g = 10 m/s²
ρ = 1000 kg/m³

Ditanya: Q (debit air)?

Jawab:
P = η . Q . ρ . g . h
1000 = 0,8 . Q . 1000. 10. 10
1000 = 80.000 Q
Q = 1000/80.000
Q = 0,0125 m³/s

Karena 1m³ = 1000 liter
Q = 0,0125 x 1000 liter
Q = 12,5 L/s (Jawaban: A)

SNMPTN DARI MASA KE MASA

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Thu, 18 Feb 2016 02:55:00 +0000

Istilah SBMPTN atau Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri sudah tidak asing lagi bagi kita, khususnya para remaja SMA. Seleksi ini telah menjadi jembatan para lulusan SMA/SMK dan sederajat untuk melanjutkan pendidikan mereka jenjang perguruan tinggi.

Seperti apakah seleksi masuk perguruan tinggi negeri pada waktu lalu?

SKALU

Istilah SKALU (Sekretariat Kerja Sama Antar Lima Universitas) adalah buyut dari segala nama seleksi masuk PTN (Perguruan Tinggi Negeri) di Indonesia. Istilah perebutan kursi PTN ini ngehits di tahun 1976. Sekitar 37 ribu lulusan SMA (Sekolah Menengah Atas) bersaing mendapatkan 'tiket' ke PTN. Lima universitas yang dimaksud adalah Universitas Indonesia, Institut Teknologi Bandung, Institut Pertanian Bogor, Universitas Gajah Mada, dan Universitas Airlangga. Semuanya ada di Pulau Jawa.

SKASU

Pada 1979, sistem SKALU dikembangkan dengan menambah lima universitas lagi, yaitu Universitas Padjadjaran di Bandung, Universitas Diponegoro Semarang, Universitas Brawijaya Malang, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, dan Universitas Sumatera Utara di Medan. Sejak itu, namanya dikenal jadi SKASU. Kemudian UGM membuat program penerimaan mahasiswa tanpa test dengan nama Perintis 1, diikuti universitas lain hingga Perintis 4.

Sipenmaru

Tahun 1983, pemerintah mengadopsi semua Perintis dan diberi nama Sipenmaru (kependekan dari Sistem Penerimaan Mahasiswa Baru). Sedangkan untuk penerimaan mahasiswa baru tanpa ujian disebut PMDK (Penelusuran Minat dan Kemampuan).

UMPTN

Tahun 1989, PMDK dihapus, kemudian Sipenmaru ganti nama jadi UMPTN (Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri). Nama UMPTN bertahan hingga 2001 yang setelahnya berganti nama.

SPMB

Setelah UMPTN, menurut SK Mendiknas No 173/U/2001 berubah nama menjadi SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru). SNMPTN 2008, pemerintah mengganti nama seleksi mahasiswa baru dari SPMB jadi SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Awalnya, SNMPTN hanya menerima jalur tertulis, kemudian pada 2011, bertambah dua jalur, yaitu jalur undangan dan jalur kuota.

SBMPTN

Seleksi yang mengedepankan asas kepercayaan dan kebersamaan ini disebut Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN). Ujian tertulis menggunakan soal ujian yang dikembangkan sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan validitas, tingkat kesulitan, dan daya pembeda yang memadai.

Soal ujian tertulis SBMPTN dirancang untuk mengukur kemampuan umum yang diduga menentukan keberhasilan calon mahasiswa di semua program studi, yakni kemampuan penalaran tingkat tinggi (higher order thinking), yang meliputi potensi akademik, penguasaan bidang studi dasar, bidang saintek dan/atau bidang sosial dan humaniora. Selain mengikuti ujian tertulis, peserta yang memilih program studi Ilmu seni dan/atau keolahragaan diwajibkan mengikuti ujian keterampilan.

UMB PT

Pasca ditolaknya pelaksanaan SPMB oleh sebagian rektor PTN di Indonesia. PSPMBN (Perhimpunan SPMB Nusantara) tetap menyelenggarakan SPMB dengan nama UMB PTN. Pada tahun 2008, UMB PTN hanya diikuti oleh 5 perguruan tinggi negeri yaitu Universitas Indonesia, Universitas Negeri Jakarta, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Universitas Sumatera Utara, dan Universitas Hasanuddin.

Sejak 2009 UMB PT merupakan sebuah program seleksi mahasiswa yang diselenggarakan oleh perguruan tinggi negeri ataupun perguruan tinggi swasta.

UJIAN MASUK PERGURUAN TINGGI

noreply@blogger.com (Pak Dimpun SSi) — Thu, 18 Feb 2016 02:12:00 +0000

Mohon maaf, blog ini telah kami alihkan ke UJIAN MASUK DAN PROSPEK KERJA LULUSAN PTN, Informasi Ujian Masuk PTN, Passing Grade, dan Profil Jurusan di PTN dan ke CARA PINTAR CEPAT PINTAR FISIKA... Silahkan anda manfaatkan sesuka hati anda, dan kami berharap blog ini bermanfaat bagi semua.

Salam.

UJIAN MASUK DAN PROSPEK KERJA LULUSAN PTN, Informasi Ujian Masuk PTN

CARA PINTAR CEPAT PINTAR FISIKA.

Mohon maklum

Salam dari blog pribadi: Profil Jurusan Perguruan Tinggi Indonesia Salam dari blog pribadi: Profil Jurusan Perguruan Tinggi Indonesia