"Ujian Tengah Semester"

Fisika Dasar

1.  Sebuah benda A massa 3kg terletak pada bidang miring ditarik dengan gaya sebesar 4 N, jika      benda B bermassa 4kg dihubungkan dengan benda A dan digantung vertikal dengan sebuah katrol    (a) tentukan percepatan masing – masing benda (b) tentukan tegangan tali, jika diketahui              percepatan gravitasi 10 m/s2 dan koefisien kinetiknya 0,1 ?

Maka percepatan sebesar 3,71 m/s^2 dan tegangan tali bernilai 21,16 N.

2. Pada gerak suatu partikel sepanjang garis lurus, grafik kecepatan v terhadap waktu t dapat dilihat dari gambar berikut ini :

a. Berapakah percepatan partikel pada saat – saat t = 2s, 4s, 8s, 10s
b. Berapakah panjang lintasan yang ditempuh partikel dalam selang waktu antara t = 0 dan t = 10 s
c. Berapakah perpindahan partikel pada selang waktu tersebut
d. Berapa kecepatan rata – rata partikel dalam selang waktu t = 2s dan t = 8s

jawab :

a. t=2s,    a = Δv/Δt

                 a = 20-0 / 2-0 = 10 m/s²

     t=4s,    a = 20-0/ 4-0 = 5m/s²

     t=8s,    a= 20-0/8-0.  = 2,5 m/s²

     t= 10s, a= 20-(-10)/10=3 m/s²



b. a = 10m/s²

=> -10 = -10-0/ R-8

     -10 = -10/R-8

      R-8 = -10/10

      R.    = 9 

L trapesium 1 = 1/2 (a+b) t

                       = 1/2 ( 12) 20

                       = 120 m

L trapesium 2 = 1/2 ( 2 + 1) (-10)

                       = -15 m

L1 + L2 = 120 m + (15)m

              = 135 m

c. Perpindahan = 120- 15

                        = 105 m

d. V rata rata = perpindahan / total waktu

                      =  105 / 6

                      = 17,5 m/s

3. Sebuah benda bermassa 5kg dengan kecepatan 3m/s bertumbukan dengan benda yang bermassa 10kg dengan kecepatan 2m/s. Setelah terjadi tumbukan benda bermassa 10kg kecepatannya menjadi 4m/s dan bergerak searah dengan arah gerak sebelum tumbukan (a) tentukanlah kecepatan benda bermassa 5kg setelah tumbukan (b) tentukan besar perubahan total energi kinetik benda yang bertumbukan ?

Diketahui :
m1= 5 kg     
v1=3m/s

m2= 10kg
v2= 2m/s   
v’2= 4m/s

Ditanya :
a. V’1…..?
b.  Ektotal….?

Jawab :
a. m1v1+m2v2= m1v’1+m2v’2

(5x3)+(10x2)=5v’1+(10x4)

15+20=5v’1+40

5v’1= -5

V’1= -5/5

V’1=-1m/s
b. Ek’1= 1/2mv’12

=1/2(5)(1) 2

= 2,5J

. Ek’2= 1/2mv’22

=1/2(10)(4) 2

=1/2(10)(16)

= 80J

Ektot= Ek’1+ Ek’2= 2,5+ 80= 82,5 J

4. A. Vektor A : 3i + j -3k
         Vektor B : 2i -5j + 2k
         Vektor C : -i + 2j -6k
         Hitunglah :
         a. (A . B) x C
b.  A .( B + C)
c. A x (B + C)

jawab :

a. (A . B) x C
          A . B = (3.2) + (1.-5) + (-3.2)
          = 6 + (-5) + (-6)
          = -5
          (A . B) x C = -5 x C
          = -5 (-i + 2j -6k)
          = 5i - 10j + 30k

b.  A .( B + C)
     B + C = (2i -5j + 2k) + (-i + 2j -6k)
                = i - 3j - 4k
     A .( B + C) = A. (i - 3j - 4k)
     (3i + j -3k) . (i - 3j - 4k) = (3.1) + (1.-3) + (-3.-4)
                = 3 – 3 + 12 = 12

c. A x (B + C)
    B + C = (2i -5j + 2k) + (-i + 2j -6k)
               = i - 3j - 4k
     A x (B + C) = A x (i - 3j - 4k)
              = (3i + j -3k) x (i - 3j - 4k)

= ( -4-9)i – (-12- (-3))j + (-9-1)k
= - 13i + 9j – 10k

   B. Carilah dimensinya :
        a. Kecepatan
        b. Usaha
        c. Tekanan
        d. Inpuls
        e. Momentum

jawab :

a. Kecepatan =  [ L ] [ T ]-1
b. Usaha =  [M] [L]² [T]⁻²
c. Tekanan =  [M] [L]⁻¹ [T]⁻²
d. Inpuls = [M][L][T]⁻¹
e. Momentum =  [M][L][T]-1

5. Sebuah balok didorong oleh gaya mendatar F yang membuat sudut 37⁰ dengan garis mendatar, seperti gambar dibawah ini. Massa balok 2 kg bergerak dengan kecepatan konstan, koefisien gesekan kinetik antara balok dengan lantai adalah 0,2. Tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya jika balok didorong sejauh 20 m

Diketahui :
a = 37°
Mb = 2 kg (kecepatan konstan) Gesekan kinetis =  0,2

jawab :
F = m.a
   = 2. 10
   = 20 N

W = F. Cos a . s
    = 20.cos 37°.20
    = 400.0,8
    = 320 Joule

6. Sebuah benda bergerak sepanjang garis lurus dengan persamaan geraknya X = 16t2 + 6t+3
a. Hitunglah kedudukan benda pada t = 2
b. Bilamanakah benda melewati titik asal
c. Hitunglah kecepatan rata – rata pada selang waktu 0 < t < 2 detik
d. Tentukan persamaan umum kecepatan rata – rata pada selang waktu antara to dan (to + Δt)
e. Tentukan kecepatan seketika pada setiap saat
f. Tentukan kecepatan seketika pada t = 0
g. Bilamanakan dan dimanakah kecepatan sama dengan nol
h. Tentukan persamaan umum percepatan rata – rata pada selang waktu antara to < t < (to + Δt)
i. Tentukan persamaan umum percepatan seketika pada setiap saat
j. Bilamanakah percepatan seketika sama dengan nol
k. Gambarkan grafik – grafik x, v dan a masing – masing sebagai fungsi waktu

jawab :

a. X =16(2)2+6(2)+3

= 16(4)+12+3

= 79

c. Kecepatan pada saat 0<t<2

  V= 32t + 6

    = 32(1)+ 6

    =32+6

    =38 m/s²

f. Ketika t=0

   V= 32t + 6

   = 32(0) +6

   = 6 m/s²

7. Air keluar dari selang dengan debit 2,5 kg/s dan lajunya 25 m/s dan diarahkan pada sisi mobil, yang menghentikan gerak majunya. Abaikan percikan air kebelakang, berapakah gaya yang diberikan air pada mobil jika besarnya gaya tersebut adalah perubahan momentum terhadap perubahan waktu ?

Diket :
m= 2,5KG/S

a= 25m/s

Dit : Perubahan Momentum…?

Jawab : F= ma= 2,5 x 25=  62,5 N

8. Sebuah pistol ditembakan vertikal ke balok kayu 1,4kg yang sedang dalam keadaan diam persis diatasnya. Jika peluru memiliki massa 21 gram dan laju 210 m/s, seberapa tinggi balok tersebut akan naik setelah peluru tertaman di dalamnya ?

Jawab :

Diketahui :

Mp = 21 gr = 0,021 kg

mb = 1,4 kg

vp = 210 m/s

vb = 0 m/s

g = 10 m/s²

H maks = ............?

Penyelesaian :

Ketika peluru menumbuk balok, maka gunakan Hukum Kekekalan Momentum

mp x vp + mb x vb = (mp + mb) v'

(0,021 x 210) + (2 x 0) = (0,021 + 1,4) v'

4,41= (1,421)v'

v' = 4,41: 1,421

v' = 3,10m/s

Ketika balok dan peluru terpental keatas, gunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

EM₁ = EM₂

Ek₁ + Ep₁ = Ek₂ + Ep₂

½mv'² + 0 = 0 + mgh

½v'² = gh

v'² = 2gh

3,10²= 2 • 10 • h

9,61= 20h

h = 9,61:20

h = 0,48 m

h= 4,8 cm

Jadi, balok akan terpental ke atas hingga ketinggian maksimum 0,48 m atau 4,8 cm

terima kasih telah membaca, semoga bermanfaat dan muidah dipahami, jika ada pertanyaan,saran dan kritik silakan tulis komentarnya yaaa, see you...

satu, dua hujan lebat

kalian semua hebat

Read More

Kerja dan Energi Fisika Dasar (soal & pembahasan no. 5 buku Mikrajudin Abdullah)

Fisika Dasar

5). Jika lintasan bulan mengelilingi bumi berbentuk ellips, apakah bumi melakukan kerja pada bulan selama bulan mengitari bumi?

Jawab :

Ya, karena gaya dan perpindahan tidak tegak lurus, kerja ada jika komponen gaya dan perpindahan yang sejajar, Jika gaya dan perpindahan tegak lurus maka kerja nilainya nol. 

Read More

Gaya dan Soal Fisika dasar Mikrajudin Abdullah

Fisika Dasar

5) Tanah tebing bisa stabil karena adanya gaya tarik antar artikel-partikel penyusun tanah. Jika terjadi hujan yang cukup lebat maka longsor dapat terjadi. Mengapa demikian? Kaitkan jawaban kalian dengan gaya tarik antar partikel-partikel penyhusun tanah.

Jawab :

Longsor atau sering disebut gerakan tanah adalah suatu peristiwa geologi yang terjadi karena pergerakan masa batuan atau tanah dengan berbagai tipe dan jenis seperti jatuhnya bebatuan atau gumpalan besar tanah. Secara umum kejadian longsor disebabkan oleh dua faktor yaitu faktor pendorong dan faktor pemicu. Faktor pendorong adalah faktor-faktor yang memengaruhi kondisi material sendiri, sedangkan faktor pemicu adalah faktor yang menyebabkan bergeraknya material tersebut, Karena air hujan yang meresap menjadi air tanah, kemudian menjadi tekanan dan menyebabkan gaya Tarik antar partikel melemah menyebabkan ketidakstabilan tebing sehingga membuat tebing longsor.
1) Tentukan Tegangan tali T1, T2, T3 dari gambar dibawah ini, diketahui g = 10 m/s2.

Jawab:

• Resultan Gaya Pada Sumbu-Y

ΣFY = 0
T2 sin 60 – w = 0
T2 sin 60 – mg = 0
T2(½√3) – (10 kg)(10 m/s2) = 0
½√3T2 – 100 N = 0
½√3T2 = 100 N
T2 = (100 N)/½√3
T2 = 200√3 /3 N = 115,47 N

Jadi, besar gaya tegangan tali T2 = 115,47 N.

• Resultan Gaya Pada Sumbu-X

ΣFX = 0
T2 cos 60 – T1 = 0
(200√3/3 N)(½) – T1 = 0
100√3/3 N – T1 = 0
T1 = 100√3/3  N = 57,73 N

Jadi, besar gaya tegangan tali T1 = 57,73 N

T3 = W
       = m. g
       = (10 Kg) (10 m/s2) = 100 N
Jadi, besar gaya tegangan tali T3 = 100 N
2) Tentukan percepatan dan tegangan tali dari gambar dibawah ini!

Jawab:

• Percepatan Benda 1 

Fx=m.a 

T1-fg = m.a

T1- (μ.N) = m.a

T1- (μ.m.g)=m.a

T1-(0,1.4.10)=4.a

T1-4=4.a

T1=4.a+4…………………(1)

• Benda 2

Fx=m.a

T2-T1-fg = m.a

T2-T1- (μ.N)=m.a

T2-T1-(μ.m.g)=m.a

T2-T1-(0,1.3.10)=4.a

T2-T1-3=3.a

T2-T1=3.a+3…………………(2)

•  Substitusi (1) ke (2)

T2-T1=3.a+3

T2=3.a+3+T1

T2=3.a+3+ 4.a+4

T2=7a+7…………………………(3)

• Benda 3

Fx = 0

Fy=m.a 

W3-T2=m.a

W3=m.a + T2

m.g=m.a + T2

8.10=8a+7a+7

80=15a+7

73/15=a

4,876=a

• Tegangan Tali

Substitusikan nilai a pada masing-masing pers. (1) dan (2)

T1=4(4,876)+4

T1=23,504 N

T2=7a+7

T2=7(4,876)+7

T2=41,132 N

Read More

Soal Mikrajudin No.1

Fisika Dasar

1) Pada suatu saat posisi sebuah mobil di jalan adalah 3i + 2j + 0.5k KM.

Pernyataan Tersebut menunjukkan posisi mobil pada notasi vektor yaitu :

Read More

Derivative fungsi pada Fisika, Resultan gaya, dan Tegangan Tali

Fisika Dasar

Kecepatan sesaat dan percepatan sesaat

Kecepatan pada saat t, v(t) merupakan turunan pertama dari fungsi posisi s(t) sedangkan percepatan pada saat t, a(t) merupakan turunan pertama dari fungsi kecepatan v(t). Dapat dikatakan bahwa percepatan a(t) adalah turunan kedua dari fungsi posisi s(t). Hubungan s(t),v(t),dan a(t) dapat dinyatakan sebagai berikut. 

1. Jelaskan Asal Rumus Tersebut !

Jawab :

f(x+h) - f(x) / h, dimana f(x+h) - f(x) merupakan Kecepatan rata-rata

Menggambarkan kemiringan tali busur yang melalui (x, f(x)), seperti diperlihatkan dalam gambar. Jika ∆x      0 , kemiringan tali busur ini mendekati kemiringan garis singgung, dan untuk kemiringan yang belakangan ini menggunakan lambang dy/dx (notasi Leibniz) sehingga, 

Limit Kecepatan rata-rata untuk t mendekati 0 disebut Kecepatan sesaat atau turunan pertama.

Notasi Leibniz

Begitu juga pada percepatan yang merupakan turunan dari kecepatan sesaat dimana Notasi leibniz nya

Maka  a(t) = v’(t) = (d/dt)(ds/dt)

d^n y/dx^n  = (d/dx) (d^(n-1)y/dx^(n-1))

2. Tentukan Resultan Gaya!

Jawab :

F1 X = F1 cos  = 4. cos 45 = 4. 1/2√2 = 2√2
F2X  = F2 cos Φ = -5 cos 30 = -5.1/2√3 = -5/2√3
F3x  = F3  cos ε = 6.cos 60 = 6.1/2 = 3
ΣFx  = 2√2 - 5/2√3 + 3 = 1,49 N

F1Y  = F1 sin  = 4.sin 45 = 4.1/2√2 = 2√2
F2y  = F2 sin Φ = 5 sin 30 = 5.1/2 = 5/2
F3y  = F3  sin ε = 6.sin 60 = 6.1/2√3 = -3√3
ΣFy  = 2√2 + 5/2 - 3√3 = 0,132 N

R  = √ (ΣFx)^2  +  (ΣFy)^2
     = √ (1,49)^2  +  (0,132)^2
     = √ 2,2201 + 0,0174
     = √ 2,2375
     = 1,495 N

Dengan arah tan  = ΣFy / ΣFx = 0,132/1,49 = 0.08  ( = 4.57)

3. Tentukan Tegangan Tali!

Jawab :

w/ sin w = T1 / sin T1 = T2 / sin T2

• w/ sin w = T1 / sin T1
4/ sin 90 = T1 / sin 143
4/ 1         = T1 / 0,6
T1           = 2,4 N

• w/ sin w = T2 / sin T2
4/ sin 90 = T2 / sin 127
4/ 1         = T2 / 0,8
T2           = 3,2 N

• T3         = 4 N

Read More

Soal dan Jawaban Fisika Dasar Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar

Fisika Dasar

3). Kalian diminta oleh dosen menentukan kecepatan bunyi di udara. Kalian hanya dilengkapi dengan stopwatch yang bisa mengukur hingga ketelitian 0,01 detik. Bagaimana kalian melakukannya?

Jawab :

Ada beberapa cara yang bisa dilakukan untuk menghitung kecepatan bunyi di udara secara sederhana, salah satunya dengan cara memanggil teman.
Dengan cara ini, kamu membutuhkan bantuan dari 2 orang temanmu. Rincian tugasnya adalah:
-kamu sebagai pengamat (pemegang stopwatch
-1orang teman bertugas memanggil
-1orang teman bertugas merespon panggilan
cara melakukan:
1. posisikan kedua temanmu agar berdiri terpisah dengan jarak tertentu. Bisa 100 m atau dari ujing-ujung lapangan sekolah yang sudah kamu ketahui panjangnya. Kamu harus berdiri persis di samping temanmu yang bertugas memanggil
2. Mintalah temanmu yang bertugas memanggil untuk menyebut nama temanmu yang akan di panggil secar lantang, PAS saat temanmu mengeluarkan suara, kamu harus menekan tombol START pada stopwatch.
3. teman mu yang berdiri diujung lain lapangan, diminta merespon dengan mengakat tangan kanan/kiri ketika mendengar panggilan namanya. Saat teman kamu ini merespon dengan mengangkat tanggannya, tekan tombol STOP.
4. sekarang tugas kamu memcatat waktu yang terbaca pada stopwatch, kemudian hitung kecepatan dengan rumus GLB

v = s/t

v untuk kecepatan bunyi di udara
s untuk jarak antar dua temanmu
t untuk waktu yang terbaca pada stopwatch

11). Gambar 1.54 adalah makna angka yang tertulis pada ban kendaraan

Gambar 1.54. Makna angka yang tertera pada ban kendaraan.

Jika 1 inci = 2,54 meter tentukan

a) Diameter felk

b) Diameter luar ban

c) Tebal ban (antara felk sampai diameter terluar)

d) Jumlah putaran ban setelah kendaraan berpindah sejauh 500 m.

e) Tentukan tebal ban, diameter luar ban dan diameter luar felk jika 

tertulis 180/60/14

Jawab :

Jika 1 inci = 2,54 cm tentukan:
a)Diameter Velg = 2,54 x 16 = 40,64 cm
b)Diameter luar ban =2(0,4x20,5)+40,64
 = 57.04 cm
c)Tebal ban (antara velg sampai, diameter terluar) = 0,4x20,5=8,2 cm
d)Jumlah putaran ban setelah kendaraan berpindah sejauh 500 m = 50.000/(π x 57.04)= 279 putaran
e)Tentukan tebal ban, diameter luar ban dan diameter luar velg jika tertulis 180/60/14
- Tebal = 0,6x18 = 10,8 cm
- Diameter luar ban = 2x10,8 + (2,54x14) =57.16 cm
- Diameter  luar velg = 2,54 x 14 = 35,65 cm

12). Akibat penyedotan air tanah besar besaran oleh industri, mall, dan pemukiman di kota-kota besar terjadi penurunan drastic permukaan air tanah. Di kota Bandung, air tanah turun 2-3 meter/tahun. Penyedotan air tanah menyebabkan terjadinya rongga di dalam tanah sehingga tanah di atas turun mengisi rongga-rongga tersebut. Permukaan tanah secara perlahan-lahan menjadi rendah. Ini merupakan penyebab kenapa sebagian permukaan tanah di Jakarta dan sejumlah kota di tepi pantai lebih rendah dari permukaan air laut. Hujan kecil yang terjadi sudah bisa menghasilkan banjir karena air tidak dapat mengalir ke laut.

a) Berapa kecepatan turun air tanah di Bandung dalam satuan MKS?

b) Berapa penurunan air tanah selama 8 tahun dalam satuan Mm?

c) Kedalaman maksimum air tanah yang dapat disedot pompa biasa adalah 10 meter. Apakah dalam 10 tahun air tanah di Bandung masih dapat disedot pompa biasa?

Jawab:

a.2-3 meter/tahun
b.2-3 meter/tahun x 8 tahun = 16-24 meter = 16.10^3 - 24.10^3 mm
c.2 -3 meter/th x 10th = 20-30 meter

Dalam 10 tahun, air tanah sudah tidak dapat disedot dengan pompa biasa karena kedalaman air sudah sampai 20-30 meter.

24). Berapa volum yang zat cair dalam silinder ukur pada Gambar 1.60?

Gambar 1.60 Gambar untuk soal 24

Jawab :

20,15 ml

Read More