soal-soal fisika kelas xi
DESCRIPTION
Soal-Soal Fisika Kelas sebelas dan penyelesaianTRANSCRIPT
1. Sebuah bola pingpong massanya 10 gram, g = 10 m/s2 dilepaskan dari ketinggian 2
meter di atas lantai. Bila setelah pemantulan yang pertama tinggi yang dicapai 0,5
meter. Berapa tinggi yang dapat dicapai pada pemantulan berikutnya ( h3 dan h4 ).
Diketahui: m = 10 gr h1 = 2 meter
G = 10 m/s2 h2 = 0,5 meter
Ditanya ……. h3 dan h4 ?
Jawab : e = √ h2h1
(b ) h4 → e = √ h4h3
e = √ 0,52
12
= √ h 418
e = 12
14
= h 418
(a ) h3 → e = √ h3h2
h4 = 1
32 meter
12
= √ h312
14
= h3. 12
h3 = 18
meter
2. Sebuah bola besi digantungkan pada sebuah tali yan panjangnya 0,5 meter pada
dasarlinntasannya, bola tersebut menumbuk bola dari 3 kg. tentukan kecepatan balok
setelah tumbukan, jika tumbukannya lenting sempurna !
Diketahui : e = 1 hb = 0,5 meter
m= 3 kg
ditanya ………V’b ?
Jawab : EpB = EkB
mB. G. hB = 12
mB.VB2
10 = VB2
VB2 = 10
VB = √10
- ( VB’ – Vb’ ) ¿e
VB’ – Vb’- ( VB’ – Vb’ ) = 1
√10 – 0
Vb ' = √10 + VB’
mBVB + mbVb = mBVB’ + mbVb’
1 .√10 + 3 . 0 = 1 VB’ + 3 (√10 + VB’ )
√10 = VB’ + 3√10 + 3 VB’
√10 - 3√10 = 4 VB’
-2√10 = 4 VB’
VB’ = 12√10 m/s
Vb’ = √10 + VB’
= √10 + 12√10
Vb’ = 12√10 m/s
3. sebuah bola dilepaskan dari ketinggian 110 meter di atas lantai, benda menumbuk
lantai dan dipantulkan kembali. Jika koefisien restitusinya 0,6. Hitung tinggi bola
yang dipantulkan !
diketahui : e = 0,6
h = 110 meter
ditanya ……….h2 ?
jawab : e = √ h2h1
0,6 = √ h 2110
0,36 = h2110
h2 = 39, 6 meter
4. sebuah bola bermassa 2,5 kg digerakkan mendatar di meja licin dari keadaan diam
oleh sebuah gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu menurut F = 80 + 5t.
Berapakah Ek benda pada saat t= 2s
Diketahui :mB = 2,5 kg t = 2 s
F = 80 + 5t
Ditanya …….Ek1 ?
Jawab : Ek = 12
mV2
I = ∆ P
F × ∆ t = mVt – mV0 → F = 80 + 5 × 2 = 90 N
90 × 2 = mVt – m (0)
180 = 2,5 Vt
Vt = 72 m/s
Ek = 12
mV2
= 12
2,5 ( 72 )2
Ek = 6480 Joule
5. Suatu benda A bermassa 2 kg dalam keadaan tergantung oleh seutas tali yang
panjangnya 1 meter. Benda B bermassa 1 kg menumbuk benda A dengan V mendatar
4 m/s. Jika tumbukannya elastis sebagian e = 0,5. Berapakah sudut simpangan tali
maksimal ?
Diketahui : mA = 2 kg V = 4 m/s
mB = 1 kg e = 0,5
Ditanya ……..α ?
Jawab :
- ( VB’ – VA’ ) ¿e
VB - VA
- VB’ – VA’ = 0,5
4 – 0
VA’ = 2 + VB’
mBVB + mAVA = mBVB’ + mAVA’
1 × 4 + 2 × 0 = 1 VB’ + ( 2 + VB’ )
4 = VB’ + 4 + 2 VB’
0 = 3 VB’
VB’ = 0
VA’ = 2 + VB’
= 2 + 0
VA’ = 2 m/s
EkA = EpA cos 𝜶 = l−h
l
12
mAV2 = mA g h cos 𝜶 = 1−0,2
1
12
( 2 )2 = 10 h cos 𝜶 = 0,8
h = 0,2 𝜶 = 37 °
6. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik.
Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang
dihasilkan adalah….
Diketahui : T1 = 600 K
T2 = 400 K
Q1 = 600 J
Ditanya….. W ?
Jawab : η=(1−T 2T 1 )×100 %
η=(1−400600 )
η=13
η=( WQ 1 )
13
= W
600 W =
6003
=200 Joule
7. 1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika
tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar….
Diketahui : ϑ=1,5m3
t2 = 27oC T2 = 300 K
t1 = 87oC T1 = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
Ditanya ……. W ?
Jawab : W = P × ΔV
V 2T 2
= V 1T 1
W = P × ΔV
V2 = V 1T 1
× T 2 W = 2 x 105 × ( 1,8 - 1,5 )
V2 = 1,5360
×300 W = 0,6 × 105
V2 = 1,8 m3 W = 60 kJ
8. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi
40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..%
Diketahui : T1 = 640 K
T2 = 400 K
η1 = 40% = 0,4
ditanya…….. η2 ?
Jawab: η = 1−(T 2T 1
) η = 1−(T 2T 1 )×100 %
0,4 = 1−( T 2400
) η = 1−( 240640 )×100 %
T 2400
= 0,6 η = ( 58 )×100 %
T 2=240 K η=62,5 %
9. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga
volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar
gas tersebut ! (1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Diketahui : ϑo=¿2,0 m3
ϑt=¿4,5 m3
P=2 atm= 2 × 1,01×105 = 2,02 × 105 Pa
Ditanya…….W ?
Jawab : W = P ( ΔV )
W = P ( V2 − V1 )
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule
10. Sebuah wadah yang berisi air ditempatkan di atas sebuah penyangga tinggi air dalam
wadah 5 m,jika tinggi air yang memancar dari lubang 1,25 m berapa jarak x nya ?
Diketahui : h1 = 5 meter
h2 = 1,25 meter
Ditanya …….x?
Jawab :
x = Vt
= 8,7 × 0,5
x = 4,35 meter
11. Bak terbuka berisi air dengan tinggi permukaan 7,6 m, pada dinding bak terdapat
lubang dengan tinggi 40 cm dari dasar. Berapa kecepatan air dan waktu yang
dibutuhkan ?
Diketahui : h1 = 7,6 meter
h2 = 40 cm = 0,4 meter
ht = 7,6 – 0,4 = 7,2 meter
t=√2h2
g
t=√(2 )(1 ,25 )10
=√0 ,25=0,5 s
v=√2 ghv=√2. 10(5−1, 25 )v=√75=8,7 m/ s
ditanya…..V & t ?
Jawab : V = √2g h t = √ 2 h2g
V = √2× 10 ×7,2 t = √ 2 × 0,410
V = √144 t = 0,28 s
V = 12 m/s
12. Sebuah pesawat mempunyai kecepatan udara di bawah pesawat sebesar 20 m/s dan di
atas dengan kecepatan udara 80 m/s jika massa jenis udara 1,2 kg/m dan luas
penampangnya 40 m, maka gaya angkat pesawat sebesar ?
Diketahui : V1 = 20 m/s ρ=1,2 kg/m
V2 = 80 m/s A = 40 m
Ditanya…….F ?
Jawab: F = 12
ρ ( V12 – V2
2 ) A
F = 12
× 1,2 ( 202 – 802 ) 40
F = ( 0,6 ) ( 6000 ) ( 40 )
F = - 144000 N ( tanda negatif berlawanan dengan gravitasi bumi )
13. Sebush pipa diletakkan mendatar
diameter A1 = 4 cm dan A2 = 2 cm, air
mengalir dari pipa besar ke pipa kecil
dengan kecepatan 3 m/s dan tekanannya
10 N/m2 jika massa jenis air 1000kg/m3
g = 10 m/s2 tentukan tekanan air pada
pipa kecil
diketahui : d1 = 4 cm P2 = 10 N/m2
d2 = 2 cm ρ=1000 kg/m 3
V = 3 m/s g = 10 m/s2
Ditanya……P1 ?
Jawab : A1 × V1 = A2 × V2 P1 ½ρv12 = P2 ½ρv2
2
ΠR2 3 = ΠR2 V2 P1 ( 3 )2 = 10 ( 12 )2
V 2=¿ ( 2 × 102 )2 × 3 P1 = 3,25 x 104 Pa
(10-2)2
V2 = 12 m/s
14. Kayu dengan panjang 2 meter memiliki luas penampang 40 cm2. Tentukan besar gaya apung
yang dialami kayu jika 50% kayu tidak tenggelam. (Percepatan gravitasi bumi 10 m/s2).
Diketahui : s = 2 meter
A = 40 cm2
Ditanya….Fa ?
Jawab: Vf = 40 . 10-4 x 2 Fa = ρ . g . Vf
= 8 x 10-3 m2 = 10-3 . 10 . 4 x 10-3
Fa = 40 N
Vf = 50
100 . 8 x 10-3
= 4 x 10-3 m3
15. Hitunglah tekanan hidrostatis yang dialami penyelam yang berada pada kedalaman
100 m di dasar laut asin (massa jenis laut 1025 kg/m3 dengan percepatan gravitasi
bumi 10 m/s2).
Diketahui : h = 100 meter g = 10 m/s2
ρ=¿1025 kg/m3
Ditanya …….. Ph ?
Jawab: Ph = ρ gh
= 1025 × 10 × 100
Ph = 1025000 N/m2
Ph = 10,25x 105 N/m2
16. Tembaga dengan massa jenis 8900 kg/m3 memiliki bentuk kubus yang setiap sisinya
berukuran 5 cm. Tentukan besar gaya apung yang dialami bidang jika dicelupkan ke
dalam air (1000 kg/m3) dan air laut (1025 kg/m3).
Diketahui : ρ tembaga = 8900 kg/m3
s tembaga = 5 cm
ρ air = 1000 kg/m3
ρ garam = 1025 kg/m3
Ditanya…….FA ?
Jawab :
o FAair = ρf x Vbf x g
FAair = 1000 x 1,25 x 10-4 x 9,82
FAair = 1,23 N
o FAgaram = ρf x Vbf x g
FAgaram = 1025 x 1,25 x 10-4 x 9,82
FAgaram = 1,26 N
17. Sebuah bola dengan massa 0,1 kg dijatuhkan dari ketinggian 1,8 meter dan mengenai lantai.
Kemudian dipantulkan kembali sampai ketinggian 1,2 m. Jika g = 10 m/s2. Tentukan impuls
karena berat bola ketika jatuh !
Diketahui : m = 0,1 kg h2 = 1,2 meter
h1 = 1,8 meter g = 10 m/s2
Ditanya ……. I ?
Jawab : Ep = Ek
mgh = ½ mv2
v = √2gh
Impuls bola karena berat ketika jatuh adalah...
I = F ∆t
= m∆v
= m√2gh
= (0,1) √2(10) (1,8)
= (0,1) (6)
I = 0,6 Ns
18. Sebuah bola bergerak ke utara dengan kelajuan 36 km/jam, kemudian bola ditendang ke
Selatan dengan gaya 40 N hingga kelajuan bola menjadi 72 km/jam ke Selatan. Jika massa
bola 800 gram tentukan Impuls pada peristiwa tersebut.
Diketahui : V1 = 36 km/jam = 10 m/s V2 = 72 km/jam = 0,8 kg
F = - 40 N m = 800 gram
Ditanya ……I ?
Jawab : I = ∆P
I = m.Vt – m.V0
I = m(Vt – V0)
= 0,8 (-20 – 10)
= 0,8 – 30
I = - 24 kg m/s
19. Ruang berukuran 8 m x 9 m x 4 m mengandung udara seberat 3456 N. Tentukan
banyaknya air dalam kg atau N jika semula diisi dalam ruang berukuran sebagimana
soal di atas.ρair=1000 kg/m3
Diketahui : .ρair=1000 kg/m3 ϑ=8×9× 4=288 m3
g = 10 m/s2
ditanya ……m ?
Jawab : W = ρ × g ×V
= 1000 kg/m3 x 10 m/s2 x (9 x 8 x 4)m
= 1000 kg/m3 x 10 m/s2 x 288m3
W = 2.880.000 N = 2,88 x 106 N
W = m × g
m = Wg
= 2.880.000
10 = 288.000 kg
m = 2,88 x 105 kg
20. Bidang dengan luas 0,1 m2 ditekan dengan gaya sebesar 5000 N. Tentukan besar
tekanan yang diberikan bidang dan nyatakan dalam satuan Atmosfer.
Diketahui : A = 0,1 m2
F = 5000 N
Ditanya…..P dalam atm ?
Jawab : P = FA
= 5000 N
0,1 m2 = 50.000 N
m2
1 atm = 1,013 x 105 N
m2
50 x 103
1,013 x 105 = 0,494 atm
21. Sebuah balok yang massanya 10 kg mula-mula diam di atas permukaan horizontal tanpa
gesekan. Suatu gaya yang arahnya horizontal, F bekerja pada balok itu, besarnya gaya
berubah setiap saat dinyatakan oleh persamaan F(A) = 103 t + 10 di mana F dinyatakan dalam
Newton dan A dalam detik. Berapa impuls pada balok bila gaya bekerja selama 0,1 detik?
Diketahui :
Ditanya
Jawab : m = 10 kg
F(t) = 103 t + 10
I = F dt
= (103 t + 10) dt
= 103 . ½ t2 + 10 t
= 103 . ½ (0,1)2 + 10.0,1
= 5 + 1
I = 6 newton det
22. Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah. Jika
luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di
kran adalah 10 m/s tentukan debit air tersebut !
Diketahui: A2 = 2 cm2 = 2 × 10-4 m2
V2 = 10 m/s
Ditanya ….Q ?
Jawab : Q = A2 × V2
= 2 × 10-4 × 10
Q = 2 × 10-3 m3/s
23. Air mengalir melalui sebuah pipa horizontal yang memiliki 2 bagian yang berbeda
yaitu penampang X dan penampang Y dengan luas masing 10 cm dan 4 cm . Jika
kecepatan di penampang x adalah 2 m/s, maka berapa beda tekanan antara X dan Y?
Diketahui: AX = 10 cm VX = 2 m/s
AY = 4 cm
Ditanya…….∆ P ?
Jawab : AX VX = AY VY ∆ P=12
l( VY2 - VX
2 )
(10) (2) = 4 VY ∆ P=12
1(25−4)
VY = 5 m/s ∆ P=9,5 Pa
24. Sebuah gerinda berjari-jari 10 cm berputar 20 rpm. Jika energy kinetic rotasi gerinda
adalah 3 × 10-3 joule, tentukan massa gerinda tersebut.
Diketahui: ω = 20 rpm × 1 menit = 1 rps = 2π rad/s
60s 3 3
EKrotasi = ½Iω²
= ½(mr²) ω²
m = 2EKrotasi
r² ω²
Ditanya…………m ?
Jawab: m = 2(3 × 10 -3 J)
(10-1m)²(⅔π rad/s)²
= 13,5 × 10 -1
π²
m = 1,35 kg
π²
25. Sebuah pipa berdiameter 18 cm, pada ujung yang besar dialiri air dengan kecepatan
1 m/s. Berapa diameter ujung kecil agar air keluar dengan kecepatan 4 m/s?
Diketahui: d = 18 cm
V1 = 1 m/s
V2 = 4 m/s
Ditanya …….d2 ?
Jawab : A1 V1 = A2 V2
d (V 12 )2 × 1 = d (V 2
2 )2 × 4
d2 = d1√ 14
= 18 × 12
d2 = 9 cm
26. Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat
seperti diperlihatkan gambar berikut ini!
Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 dan luas penampang pipa kecil adalah 3
cm2 serta perbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan
kecepatan air saat mengalir pada pipa besar !
Diketahui: A1 = 5 cm2 h1 = 20 cm
A2 = 3 cm2
Ditanya ……V1 ?
Jawab : V1 = A2 √[ (2g h ): ( A 1−A 2 ) ]
V1 = ( 3 ) √[ (2×10 ×0,2 ) : (5−3 ) ]
V1 = 3 √[ (4 ) : (16 ) ]
V1 = 1,5 m/s
27. Sebuah tabung yang volumenya 1 liter mempunyai lubang yang memungkinkan udara
keluar dari tabung. Mula-mula suhu udara dalam tabung 27 C. Tabung dipanaskan
hingga suhunya 127 C. Perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan
massa awalnya adalah . . . .
Diketahui : T1 = 27 + 273 = 300 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
Ditanya: ………. Δm : m1?
jawab: m2 = T1 = 300 atau m2 = ¾ m1
m1 T2 400
m2 = ¾ m1
Δm = ¼ m1
maka, Δm = 1
m1 4
28. Mobil bermassa 500 kg melaju dengan kecepatan 72 km/jam.Kemudian mobil tersebut
menabrak truk yang ada didepannya yang bermassa 2000 kg dan berkecepatan 36 km/jam
searah geraknya. Jika setelah tumbukan mobil dan truk tersebut bergerak bersamasama maka
tentukan kecepatan setelah tumbukan!
Diketahui: m1 = 500 kg V2 = 36 km/jam
V1 = 72 km/jam
m2 = 2000 kg
Ditanya ……V’ ?
Jawab : vM = 72 km/jam
mT = 2000 kg
vT = 36 km/jam
mM vM + mT vT = (mM + mT) v’
500 . 72 + 2000 . 36 = (500 + 2000) v’
36000 + 72000 = 2500 v’
v’ = 43,2 km/jam
29. Bola A dengan massa 200 gram digelindingkan ke kanan dengan kelajuan 10 m/s dan bola B
dengan massa 400 gram digelindingkan ke kiri dengan kelajuan 5 m/s. Jika kedua bola
tersebut bertumbukan, hitunglah momentumnya!
Diketahui : mA = 200 gram = 0,2 kg
VA = 10 m/s
mB = 400 gram = 0,4 kg
VB = 5 m/s
Ditanya …….. ptotal ?
Jawab: mA = 200 g = 0,2 kg
mB = 400 g = 0,4 kg
vA = 10 m/s vB = 5 m/s
ptotal = mAvA + mBvB
= (0,2 x10) + (0,4 x5)
ptotal = 4 kg.m/s
30. Suatu gas mula mula -73 C dan P = 105 N/m2 dipanaskan dengan volume tetap 100
cm3 sehingga suhunya menjadi 27 C. Berapakah tekanan akhir gas tersebut?
Diketahui: T1 = -73 C = 200 K
T2 = 27 C = 300 K
P = 105 N/m2
V1 = 100 cm3 = 100 . 10-6 = 10-4 m3
Ditanya…………P2?
Jawab: P1 = P2
T1 T2
10 5 = P2
200 300
3 . 107 = 200 P2
P2 = 300 . 1 0 5
200
P2 = 1,5 . 105 N/m2
31. Dua benda A dan B bermassa sama, masing-masing 2 kg saling bertumbukan.
Kecepatan sebelum tumbukan adalah vA = 15 I + 30 j (m/s) dan vB = -10 I + 5 j (m/s).
Kecepatan benda A setelah tumbukan adalah -5 1 + 20 j (m/s). Tentukanlah
persentase energy kinetic yang hilang setelah tumbukan!
Diketahui: mvA – mvB = mv’A + mv’B
v’B = vA + vB – v’A
= (15 i + 30 j) + (-10 i + 5 j) - (-5 i + 20 j)
= 10 i + 15 j
vA = 15 i + 30 j
vA² = 15² + 30² = 5²(45)
vB = -10 i + 5 j
vB² = -10² + 5² = 5²(5)
v’A = -5 i + 20 j
v’A² = -5² + 20² = 5²(17)
v’B = 10 i + 15 j
v’B² = 10² + 15² = 5²(13)
Ditanya: ΔEK (%) ?
Jawab: EKaw = ½mv²A + ½mv²B = ½m(v²A + v²B)
= ½(2)[ 5²(45) + 5²(5)] = 5²(50) J
EKak = ½m[(v’A)² + (v’B)²]
= ½(2)[ 5²(17) + 5²(13)] = 5²(30) J
Energi kinetic yang hilang, ΔEK adalah
ΔEK = EKaw – EKak
= 5²(50) - 5²(30) = 5²(20) J
ΔEK(%) = ΔEK × 100%
EKaw
ΔEK(%)= 5²(20) ×100% = 40%
5²(50)
32. Sebuah peluru bermassa 20 gram ditembakkan dari sebuah senapan bermassa 1,6 kg
dengan kelajuan 800 m/s. Hitung kecepatan senapan dengan mendorong bahu
penembak!
Diketahui: m1 = 1,6 kg
m2 = 20 g = 0,02 kg
v1 = v2 = 0
v2’ = 800 m/s
Ditanya………….v1’?
Jawab: P1’ + P2’ = P1 + P2
m1v1’ + m2v2’ = m1v1 + m2v2
m1v1’ + m2v2’ = 0
v1’ = -m2v2’
m1
= -(0,02) (800)
1,6
v1’ = -10 m/s
33. Peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok
yang diam di atas lantai. Massa balok 2 kg. Ternyata peluru melewati bagian dalam
balokdan setelah keluar dari balok kecepatan peluru berkurang menjadi 160 m/s.
Hitunglah kecepatan balok setelah ditembus peluru.
Diketahui: m1 = 20 gram = 0,02 kg
v1 = 230 m/s
v1’ = 160 m/s
m2 = 2 kg
v2 = 0 m/s(diam)
Ditanya …… v2’ ?
Jawab : m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’ 1,42
= 0,7
v2 = 0, maka m1.v1 = m1.v1’ + m2.v2’ v2’ = 0,7 m/s
0,02 . 230 = 0,02 . 160 + 2.v2’
4,6 = 3,2 + 2.v2’
4,6 – 3,2 = 2.v2’
1,4 = 2.v2’
34. Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang
massanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya bergerak bersama-
sama.Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan.
Diketahui : m1 = 6500 kg
v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg
v1 = 0 m/s(diam)
Ditanya ….. v’ ?
Jawab : V '=m1 V 1+m2 V 2m 1+m2
V '=6500.5+6500 .06500+6500
V '=3250013000
V '=2,5 m / s
35. Sebuah benda bermassa 2,5 kg digerakan mendatar dimeja licin dari keadaan diam oleh
keadaan diam oleh sebuah gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu. Menurut F = 50 +
2t. Berapakah energi kinetik benda pada saat t = 5s.
Diketahui : m = 2,5 kg t = 5 s
F = 50 + 2t
Ditanya …. Ek ?
Jawab : F = 50 + 2(5) Ek = 12
mv2
= 60 N = 12
2,5 ( 120 )2
F t = mVt – mVo Ek = 18000 J
(60)(5) = 2,5(Vt)-2,5(0)
Vt = 120 m/s
36. Jika massa benda di udara 0,8 kg. Ketika dicelupkan ke dalam air, massa benda 0,7
kg. Berapakah ρ benda tersebut
Diketahui: ωU = mU . g = 0,8 . 10 = 8 N
ωA = mA . g = 0,7 . 10 = 7 N
Ditanya: …… ρb?
Jawab: ωU = ωA + FA
ωU – ωA = FA
FA = 8 – 7
FA = 1 N
FA = ρc . Vc. g
1 = 1000 . Vc . 10
1 = 10.000 . Vc
Vc = 10-4 = Vb
ωU = mb. G
ωU = ρb . Vb . g
8 = ρb . 10-4 . 10
8 = 10-3 . ρb
ρb = 8 × 103 kg/m3
37. Hitung kecepatan balik senapan yang memiliki massa 5 kg dan menembakkan peluru
25 gram dengan laju 120 m/s
Diketahui : m1 = 5 kg V = 120 m/s
m2 = 25 gram = 0,25 kg
Ditanya ….
Jawab : ms vs + mp vp = ms vs’ + mp vp’
0 + 0 = (5) vs’+ (0,025)(120)
0 = 5 Vs’ + 3
Vs’ = -3 : 5
Vs’ = - 0,6 m/s
38. Bola A dengan massa 200 gram digelindingkan ke kanan dengan kelajuan 10 m/s
dan bola B dengan massa 400 gram digelindingkan ke kiri dengan kelajuan 5 m/s.
Jika kedua bola tersebut bertumbukan, hitunglah momentumnya!
Diketahui : m1 = 200 gram = 0,2 kg V2 = 5 m/s
V1 = 10 m/s
m2 = 400 gram = 0,4 kg
Ditanya ……I ?
Jawab : m = 10 kg F = 25 N
v1= 15 m/s v2= 20 m/s
I = m v2 – m v1
= 10 . 20 – 10 . 15
I = 50 Ns
39. Dua partikel, masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg, dihubungkan dengan sebuah
kayu yang sangat ringan, di mana panjang kayu = 2 meter. (lihat gambar di bawah).
Jika massa kayu diabaikan, tentukan momen inersia kedua partikel itu, jika :
Diketahui : m1 = 2 kg s = 2 meter
m2 = 4 kg
Ditanya…… I ?
Jawab :
40. Antara balok m1 dan bidang datar ada gaya gesek dengan μ = 0,1. massa katrol 10 kg.
hitunglah:
a. percepatan sistem,
Diketahui : μ = 0,1 m = 10 kg
Ditanya …..a ?
Jawab : Tinjau m1:
Σ F = m . a
T1 – f1 = m . a
Ti – k . N = m1 . a
Ti – 0,1 . m1 . g = m1 . a
T1 – 0,1 50 . 10 = 50 . a
T1 = 50 + 50a
Tinjau m2:
Σ F = m . a
w2 – T2 = m2 . a
m2 . g – T2 = m2 . a
200 . 10 – T2 =200 . a
T2 = 2000 – 200 . a
Tinjau katrol:
Σ = I .
T2 . R – T1 . R = ½ m . r2 . a/R
T2 – T1 = ½ m . a
8a = 50
a = 50
8 = 6,25 m
s 2
41. Massa 1 mol air 10 kg. berapa jumlah molekul H2O dalam 1 gr berat air. Berapakah jarak
rata- rata antara molekul pada tekanan 1,01 . 105 N m-2 dan pada suhu 500º K?
Diketahui : m = 10 kg P = 1,01 . 105 N m-2
n = 1 mol T = 500 K
Ditanya….ϑ tiap molukel ?
Jawab : pϑ = n R T
ϑ
=
n R Tp =
118000
. 8,31 . 103 . 500
1,01 . 105 = 4,5 . 10-4 m3
ϑ tiap molukel
=
4,5 . 10 -4 . 180006,025 . 1026
= 134,4 . 10-26 m3
42. Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui
bagian atas dan bawah sayap yang luas permukaannya 60 m2 bergerak dengan
kelajuan masing-masing 320 m/s dan 290 m/s. Berapakah besar gaya angkat pesawat
tersebut jika ρudara=1,3kg/m3
Diketahui : V2 = 320 m/s ρudara=1,3 kg/m3
V1 = 290 m/s A = 60 m2
Ditanya…….∆ F ?
Jawab : ∆ F = 12
1,3( 3202 – 2902 )
= 0,65 ( 102400 – 82100 ) 60
= 0,65 × 18300 × 60
∆ F=713700 N
43. Gas sebanyak 0,5 m3 terdiri dari 1027 partikel suhu 127°C. tentukan tekanan gas
tersebut jika konstanta Botsman k = 1,38.10-23 J/K !
Diketahui : ϑ= 0,5 m3 k = 1,38.10-23 J/K
N = 1027 t = 127°C = 400 K
Ditanya …. P ?
Jawab : P ϑ=N k T P = 0,0552
0,5
P 0,5 = 1027 .1,38.10-23 . 400 P = 110,4.105 N/m2
0,5 P = 552.104
44. Suatu gas dipanaskan dari 27 C – 127 C pada P = 1 atm (tetap). Apabila volume gas
mula mula 30 cm3, Berapakah Volume gas akhir?
Diketahui: t1 = 27 C = 300 K
T2 = 127 C = 400 K
P = 1 atm
ϑ 1 = 30 cm3 = 3 . 10-5 m3
Ditanya: ϑ 2?
Jawab:ϑ 1T 1
= ϑ 2T 2
3 . 10 5 = V2
300 4 00
300 . ϑ 2 = 1200 . 10-5 m3
ϑ 2 = 40 cm3
45. Po
Benda berbentuk kubus dengan sisi 23
m melayang
Pada perbatasan minyak ρ=0,8gr/cm3 dan air
h1 ρ=1gr/cm3. Hitunglah gaya hidrostatika yang
h2 bekerja pada bidang bawah kubus !
A
Diketahui : s = 23
m ρminyak=0,8gr/cm3
h1 = 1 m ρair=1gr/cm3
h2 = 13
m Po = 1,013.105 pa
ditanya …..F di A ?
Jawab : P = FA
F = P.A P=Po+ ρ1gh1 + ρ2gh2 × s2
P = 1,013.105 + 800 .10.1 + 1000.10.13
× (23¿2
P = 101300 + 8000 + 33,33 × 49
P = 1,080.1010 Pa
46. Sebuah bola yang mula-mula diam terpecah menjadi 2 bagian dengan perbandiangan 3 : 2.
Bagian yang bermassa lebih besar terlempar dengan kecepatan 20 m/s. Hitung kecepatan
terlemparnya bagian yang lebih kecil.
Diketahui : m1: m2=3:2
v1' =20 m /s
Ditanya ……..v2' ?
Jawab : m1 v1+m2 v2=m1 v1' +m2 v2
'
(m¿¿1+m2)v=m1 v1' +m2 v2
' ¿
(m¿¿1+m2)0=32
m2 v1' +m2 v2
' ¿
0 = 32
m220+m2 v2'
0 = 30 m2+m2 v2'
v2' = -30 m/s
47. Sebuah tabung silinder dengan tinggi 0,20 m dan luas penampang 0,04 m2 memiliki
pengisap yang bebas bergerak. Udara yang bertekanan 1,01 × 105 N/m2 diisikan ke
dalam tabung. Jika pengisap ditekan sehingga tinggi silinder berisi gas menjadi 0,12
m, berapa besar tekanan P1. Anggap bahwa temperature gas konstan.
Diketahui: V1 = t × luas penampang = 0,20 m × 0,04 m2 = 0,008 m3
V2 = t × luas penampang = 0,12 m × 0,04 m2 =0,0048 m3
P1 = 1,01 × 105 N/m2
Ditanya: P2?
Jawab: P2 = P1 . V1
V2
P2 = 1,01 × 10 5 (0,08)
0,0048
P2 = 1,7 × 105 N/m2
48. Dua buah partikel bergerak dengan momentum sebesar 2p dan 3p .partikel pertama
bergerak ke barat dan partikel kedua bergerak ke selatan kedua nya bertabrakan di
sebuah titik .besar nya momentum total sesaat sebelum terjadi tabrakan yaitu ?
Diketahui : P1=2p P2=3p α=90°
Ditanya:……. Pt?
Jawab : Pt = √ P12+P 22+2 P 1+P 2 cosα
= √ (2 p )2+(3 p )2+2.2 p+3 p .cos 90
= √4 p2+9 p2+2.2 p+3 p
=√13 p2
Pt =p√13
49. Seseorang nelayan naik perahu yang bergerak dengan kecepatan 4m/s. Massa perahu
dan orang masing-masing 200 kg dan 50 kg. Pada suatu saat, orang tadi meloncat dari
perahu. Dengan kecepatan 8m/s searah gerak perahu maka berapa kecepatan perahu
sesaat setelah orang tadi meloncat.
Diketahui : Vo= Vp=4m/s Vo'=8m/s mp=200kg mo=50kg
Ditanya…….. Vp' ?
Jawab : mp . Vp + mo.Vo = mp . Vp' + mo Vo'
200 . 4 + mo.Vo = 200 . Vp' + 50 .8
800 + 200 = 200 .Vp' + 400
Vp' =600300
= 3 m/s
50. Sebuah benda bermassa 200kg dilempar mendatar dengan kecepatan 5m/s kemudian
bola dipukul berlawanan dengan arahnya mula-mula sehingga kecepatan bola tersebut
menjadi 15m/s. Bila lamanya bola bersentuhan dengan pemukul 0,002s, berapa gaya
yang diberikan oleh pemukul?
Diketahui : m=200 kg:0,2kg V1=5m/s V2=15m/s ∆t= 2. 10-3 s
Ditanya………… F?
Jawab : F . ∆t = m (V2-V1)
F . 2 . 10-3 = 0,2 (15-(-5))
= 0,2.20
2.10−3
F = 2 .103 N
51. Sebuah bom meledak dan terpisah menjadi dua bagian dengan perbandingan 4:5.
Bagian yang bermassa lebih kecil terlempar dengan kecepatan 50 m/s. Berapakah
kecepatan bagian yang bermassa lebih besar ini terlempar ?
Diketahui : m1 : m2 = 4 : 5
m1 = 4 m
m2 = 5 m
V1 – V2 = 0
V2 = 60 m/s
Ditanya : V2 …………..?
Jawab : m1V1 + m2V2 = m1 + m2 . V2’
4.0 + 5 = 4 (-60) + 5 . V2’
0 = -240 + 5 V2’
240 = 5 V2’
V2’ = 48 m/s
52. Sebuah bola pejal yang massanya 1,2 kg dan jari- jarinya 8 cm berputar terhadap
diameternya dengan kelajuan 90 rpm. Tentukan energy kinetic rotasinya!
Diketahui: m =1,2 kg
r = 8 cm = 8.10-2 m
w = 90 rpm = 3πrad
s
Ditanya……. Ek rotasi ?
Jawab : Ek = ½ Iw2
Ek = ½ .2/5.1,2.(8.10-2)2.(3π ¿2
Ek = 2/10.1,2.64.10-4.(9.9,86)
Ek = 1363.10-4
Ek = 0,1363 Joule
53. Mobil dengan massa 500 kg bergerak dengan kecepatan tetap V. energi kinetiknya
Ek = 100000 joule. Tentukan momentum tersebut V (dengan satuan km/jam).
Diketahui : m=500kg Ek=100000 J
Ditanya …………. P ?
Jawab : Hubungkan Ek dengan P adalah : Ek=
12
p2
m
P = √2.mEK
=√2500 x100000
P = 10.000 kg.m/s
54. Dongkrak dengan diameter 3 cm dan 12 cm, diatas dongkrak yang berdiameter besar
terdapat mobil dengan berat 6000 N tentukan gaya pada penghisap kecil !
Diketahui : d1 = 3 cm
d2 = 12 cm
F2 = 6000 N
Ditanya…..F1 ?
Jawab:F 1
d 12 = F 2
d 22
F 1
32 = 600
122
F 19
= 6000144
F1 = 375 N
55. Suatu benda digantung pada suatu neraca pegas, ketika benda dicelupkan seluruhnya
kedalam wadah yang penuh berisi zat cair, ternyata 4N zat cair tumpah. Berat benda
dalam zat cair adalan 6 N. Berapakah berat benda diudara ?
Diketahui: Wa = 6 N
Fa = 4 N
Ditanya…..W udara ?
Jawab: Wu = Wa + Fa
Wu = 6 + 4
Wu = 10 N
56. 2 buah partikel bergerak dengan momentum sebesar 2p dan 3p. Partikel pertama
bergerak ke barat dan partikel kedua bergerak keselatan. Keduanya bertabrakan
disebuah titik. Besarnya momentum total sesaat sebelum terjadi tabrakan yaitu?
Diketahui : P1 = 2p
P2 = 3p
α = 90°
Ditanya ………… Pt?
Jawab : Pt = √ P12+P 22+2 P 1 P2 cosα
= √(2 P)2+(3 P)2+2.2 P .3 Pcos 90°
Pt = P√13
57. Sebuah bola pingpong bermassa 0,1 kg dipukul hingga melejit dengan kecepatan 50
m/s meninggalkan pemukulnya. Jika perbedaan waktu kontak antara pemukul dengan
bola 0.002 s, berapakah gaya rata-rata yang dikerjakan pada pemukul ?
Diketahui: m=0,1kg
V1=0 ∆t=0,002 s
V2=50 m/s
Ditanya……….. F?
Jawab: I = F. t
= P2 – P1
F. t = m .V2 - m .V1
F =
m(v2−v1 )Δt
F =
0,1(50−0 )0 . 002
F = 2500 N
Pt P2
P1
58. Sebuah pipa kapiler berjari-jari 1 mm dicelupakan tegak lurus kedalam air yang ῤ =
1000 kg/m3 sehingga air dalam pipa kapiler naik 1,12 cm, apabila teganagan
permukaan air 0,07 N/m, grafitasi 10 m/s2. Tentukam sudut sentuh ?
Diketahui :r = 1mm =1.10-3 m
h = 1,12 cm = 1,12.10-2 m
T = 0,07 N/m
ρ = 1000 kg/m3
Ditanya …. θ ?
Jawab: h = 2ρcos θ
ρgh
cos θ = g.r.h
2ρ
cosθ = 1000.10.10 -3 .1,12.10 -2
2.7.10-2
cosθ = 0,8
θ = 37o
59. Sebuah bola bermassa 100 gram dijatuhkan dari ketinggian ho = 180 cm di atas lantai.
Setelah menumbuk lantai, bola memantul kembali setinggi h1 = 125 cm (g=10m/s2).
Tentukan Gaya rata-rata pada bola, bila tumbukan berlangsung selama 0,01 s !
Diketahui : m = 100 gram = 0,1 kg
ho = 180 cm g=10m/s2
h1 = 125 cm t = 0,01 s
ditanya ……F ?
Jawab : F t = m v2 - m v1
F 0,01 s = 0,1 kg (-5 m/s) – 0,1 kg (+6m/s)
F 0,01 s = -0,5 kg m/s – 0,6 kg m/s = -1,1 kg m/s
F = -1,1/0,01 kg m/s2
F = -110 kg m/s2
Tanda negatif menyatakan bahwa arah gaya ke atas
60. Sebutir peluru ditembakkan dengan kelajuan vo m/s, pada sebuah ayunan balistik.
Peluru tertanam di dalam balok dan balok terayun setinggi 5 cm. Jika massa peluru 20
gram dan massa balok 2 kg, serta g = 9,8 m/s2. Hitung Kecepatan balok sesaat
setelah peluru mengenai ayunan!
Diketahui: mp = 0,02kg
mb = 2kg
h = 0,05 m
Ditanya……. VA?
Jawab :mghA+ 1
2mv A
2
= mghB+ 1
2mvB
2
−1
2mv A
2
= ghB
vA2 = 2ghB
vA2 = 2 (9,8) (0,05)
vA = √0,98
vA = 0,99 m/s
61. Untuk keamannan dalam mendaki, seorang pendaki gunung mengunakan
sebuah tali nilon yang panjangnya 50 m dan garis tengahnya 1,0 cm. ketika
meopang pendaki yang bermassa 80 kg, tali bertambah panjang 1,6 m.
tentukan modulus elastic nilon.
Diketahui : l 1=50 m m = 80 kg
d = 1,0 cm l 2=1,6 m
g = 10 m/s2
Ditanya …..∈?
Jawab : F = m g
F = 80.10
F = 800 N
∈= F l14
π d2 ∆ l
∈= 800.5014
π (0,01)2 48,8
∈=10,4438 Pa
62. Sebuah batang kaku berat ditahan mendatar ditempatnya oleh dua utas
kawat vertical A dan B, yang memiiliki pertambahan panjang yang sama (lihat
gambar). Jika perbandingan diameter A dan B sama dengan 2 dan
perbandingan modulus elastic A dan B sama dengan 2, hitung perbandingan
gaya tegangan dalam kawat A dan B.
Diketahui :
Ditanya….FA : FB
Jawab :∈ A∈B
= FAAA
×ABFB
= 2
= FA
14
π dA2 ×
14
π dB2
FB = 2
FAFB
= 2 (dAdB
¿2
= 2 ( 2 )2
FAFB
= 8
63. Sebuah pipa mendatar AB dilalui air dari A ke B berada pada ketinggian 45 cm diatas
tanah mendatar, ujung pipa A dan B masing-masing berdiameter 4 cm dan 2 cm.
Apabila air mengalir dari ujung A dengan kelajuan 1 m/s. Berapakah jarak pancaran
air dihitung dari ujung titik B ?
Diketahui: h = 45 cm v1 = 1 m/s
d1 = 4 cm
d2 = 2 cm
Ditanya…………s ?
Jawab : A1v1 = A2v2 s =v.t
d12v1 = d2
2v2 s = 4.0,3
42.1 = 22.v2 s = 1,2 meter
v2 = 4 m/s
y = Vo.sinθ.t + ½.g.t2
45.10-2 = 4sin0.t+1/2.10.t2
45.10-2 = 5t2
t2 = 9.10-2
t = 3.10-1
64. s 40 cm R Sebuah bidang homogen PQRS seperti
30 cm pada gambar. Tentukan letak titik berat
60 cm berat tersebut terhadap PQ !
y x
P Q
Diketahui : A1 = -1/2.SR.30
= -600
X1 = 0
Y1 = 60 – (1/3.30)
y1 = 50
A2 = 60.40=2400
X2 = 0
Y2 = 30
Ditanya ….letak titik berat ?
Jawab : x = A 1 x1+ A 2. X 2
A 1+ A 2
x = −600.0+2400.0
−600+2400
x = 0
y = A 1. y 1+A 2.Y 2
A 1+ A 2
y = −600.50+2400.30
−600+2400
y = 23,3
Jadi titik beratnya (0;23,3) cm
65.
60° Tentukan tegangan talinya !
B
45° 10N
A
Wab = 20 N
Jawab : ∑ fx = 0
Fx – Tsin60 = 0
Fx = 1/2√3T
∑ fy = 0
Tcosθ – 10 – 20 +Fy = 0
Tcos60 – 30 + Fy = 0
Fy = 30 – 1/2T
∑ ϑb = 0
Wab.1/2AD + Wb.AD – Tcos θ.AD – Tsinθ.BD = 0
20.1/2 + 10 – 1/2T – 1/2√3T = 0
1,375T = 20
T = 14,54 N
66. Sebuah silinder pejal mempunyai garis tengah 1,25m, masanya 200 kg. Hitunglah
gaya (F) yang dapat menggulingkan silinder melalui pusatnya dengan percepatan 0,5
m/s2 . Jika I = 1/2mr2!
Diketahui : d = 1,25 m I = 1/2mr2
r = 0,625 m a = 0,5 m/s2
m = 200 kg
Dit…….F ?
Jawab: F= (m + I/r2)a
F = (200 + ½.200)5
F = 300.0,5
F = 150 N
67. Air mengalir dalam suatu pipa yang luas penampangnya 10cm2 untuk mengisi penuh
bak yang volumrnya 1m3 dalam waktu 5 menit. Berapakah kecepatan aliran air yang
diperlukan ?
Diketahui : A = 10 cm2 = 10-3 m3
V = 1 m3
t = 300 sekon
Ditanya ……..v ?
Jawab: Q = Vt
Q = 1
300
Q = A.v
v = 1
300 .
1
10−3
v = 3,3 m/s
68. Sebuah peluru pecah menjadi dua bagian dengan perbandingan 2:5, sesaat sesudah
ledakan bagian yang lebih kecil terlempar dengan kecepatan 25 m/s. Dengan
kecepatan berapah bagian yang lebih besar terlempar ?
Diketahui : v1I=-25
Ditanya…….. v2’?
Jawab :
p1’ = m1 v1
’
= 2 m(-25) = -50 m
p2’ = m2 v2
’
= 5 m. v2’ (v2
’ yang ditanyakan )
Hukum kekekalan momentum :
p1 + p2 = p1’+ p2
’
0 = -50.m + 5.m v2’
50.m = 5.m v2’
v2’ = +10 m/s ( bergerak kearah kanan)
69. Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg bergerak saling
mendekat dengan kecepatan berturut-turut 4 m/s dan 3 m/s. Setelah tumbukan, massa
A bergerak berlawanan dengan arah semula dengan kecepatan 5 m/s. tentukan:
Kecepatan benda B setelah tumbukan!
Diket : mA=2kg vA=4m/s
mB=4kg vB=-3m/s vA'=4
Ditanya………. vB' ?
Jawab : mA vA + mB vB = mA vA
I + mB vB
I
2 . 4 + 4 . -3 = 2 .-5 + 4 kg vBI
4 kg vBI = 6 kg m/s
vB' = 1,5 m/s
70. Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg bergerak saling
mendekat dengan kecepatan berturut-turut 4 m/s dan 3 m/s. Setelah tumbukan, massa
A bergerak berlawanan dengan arah semula dengan kecepatan 5 m/s vB' = 1,5 m/s
tentukan: Energi kinetik yang hilang selama tumbukan!
Diketahui : vA=4m/s
vB=-3m/s vA'=4 vB' = 1,5 m/s
Ditanya………..∆t?
Jawab : Ek = (12
mA V A2 −1
2mB V B
2 )-(12
mA V A' 2+ 1
2mBV B
' 2)
= (
12
. 2. 42+ 12
. 4 . 32
) – (( 1
2.2 . 52+ 1
2. 4 . 1,52 )
)
Ek = 34 – 29,5 = 4,5 joule
71. Balok dengan massa 5 kg, mula-mula diam, ditembak oleh sebutir peluru yang
bermassa 50 gr, peluru tertanam didalam balok. Jika energi kinetik yang hilang
selama proses tumbukan adalah 750 J. hitunglah kecepatan peluru menumbuk balok ?
Diketahui : m1 = 50 gr = 0.05 kg
m2 = 5 kg v2 = 0
Ek = 750 J
Ditanya………. v1 ?
Jawab : Ek = Ek – EkI
Ek =
12
m1 v12+ 1
2m2 v2
2
= 0.025 v12
EkI =
12
m1 v1' 2+ 1
2m2 v2
' 2
=
12(0 . 05 )v ' 2+ 1
2(5 )v ' 2
= 2 .525 v ' 2
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1I + m2 v2
I
0.05 v1 + 0 = 0.05 vI + 5 vI
vI = 0.0099 v1
Ek = Ek – EkI
750 = 0.025 v12
- 2 .525 v ' 2
750 = 0.025 v12
- 2 .525 (0. 0099 v1 )2
0.02475 v12
= 750
v1 = 550.445 m/s
72. Tekanan suatu zat cair akan menjadi 150% dari tekanan permukaan pada kedalaman
4m jika tekanan dipermukan 1.105 N/m2. Hitung massa jenis zat cair tersebut !
Diketahui : Pc = 150%Po
Po = 1.105 N/m2
h = 4 m
Ditanya …….ῤ ?
Jawab : Pc = 150% . 1.105 = 15.104
Pc = Po + ῤ gh
15.104 = 1.105 + ῤ 10.4
40 ῤ = 50.000
ῤ = 1250 kg/m3
ῤ = 1,250 gr/cm3
73. Sebuah benda dijatuhkan di atas lantai, tepat setelah memantul energy kinetic benda
menjadi 1/16 dari energy kinetic ketika bola mengenai lantai. Berapa besarnya
koefisien restusi benda dengan lantai?
Diketahui : Ek'=1/16 Ek
Ditanya…………… e?
Jawab : Ek' = 1/16 Ek
½ mV'2 = 1/16 . ½ . mV2
V ' 2
V 2 = 1/16
V 'e
=√ 116
V 'e
= ¼
e = 0,25
74. Sebuah truk yang sedang berhenti ditabrak oleh sebuah mobil yang berjalan dengan
kecepatan 72 km/jam.Setelah tabrakan kedua, kendaraan itu bersatu sama lain . Jika
massa truk=400kg dan mobil 600kg. Berapa kecepatan kedua kendaraan setelah
tabrakan?
Diketahui : V1=0 V2=72km/jam
m1=400 kg m2= 600 kg
Ditanya ………….V'?
Jawab :
V1' = V2'
m1.V1+m2.V2 = m1.V1'+m2.V2'
1400.0+600.20 = V'(1.400+600)
12000 = 1000 V'
V' = 12m/s
75. Sebuah bola karet bermassa 0,5 kg dilempar ke dinding. Pada saat bola mengenai
dinding, kecepatannya adalah 20 m/s. Jika tumbukan bola dan dinding lenting
sempurna, berapakah kecepatan bola setelah menumbuk dinding?
Diketahui : m= 0,5 kg V=20m/s
Ditanya……………… V2'?
Jawab :
e=1
1= - V 2
' −V 1'
V 2−V 1
V2 = -V2'
1= - V 2
' −0V 2−0
V2'=-20m/s
Pertanyaan dibawah untuk nomor 76-78
Sebuah mobil dengan massa 2000 kg, mula-mula bergerak lurus dengan kecepatan
awal 20 m/s ke utara. Setelah beberapa saat, mobil tersebut direm dan setelah 10 detik
kecepatannya berkurang menjadi 5 m/s. Tentukanlah !
76. Momentum awal mobil!
Diketahui : m=2000kg Vo=20m/s
Ditanya……………….. Po?
Jawab :
Po = m . Vo
= 2000 kg x 20 m/s
Po = 40000 kg m/s (arah Po ke utara)
77. Momentum mobil setelah direm. (setelah 5s)!
Diketahui : m=2000kg Vt=5m/s
Ditanya…………. Pt?
Jawab : Pt = m .Vt
= 2000 kg x 5 m/s
P t = 10000 kg m/s
78. Perubahan momentumnya.!
Diketahui : Po=40000kg m/s Pt=10000kg m/s
Ditanya………….∆P?
Jawab :
P = Pt – Po
P = 10000 kg m/s - 40000 kg m/s
P = -3000 kg m/s
79. Sebuah benda bermassa 1 kg, sedang bergerak lurus beraturan dengan kecepatan 20
m/s tiba-tiba ada gaya yang bekerja pada benda searah dengan gerak benda sebesar 50
newton selama 0,2 detik. Tentukanlah Momentum benda sebelum dan sesudah
dikenai gaya ?
Diketahui : m =1kg
V1 =20m/s
F=50N
t=0,2s
Ditanya…………..P1 dan P2?
Jawab :
P sebelum dikenai gaya P setelah dikenai gaya
P1 = m. V1 P2 = m .V2
= 1 kg x 20 m/s = 1 kg . 30 m/s
P1 = 20 kg m/s P2 = 30 kg m/s
a=Fm
=50 N1 Kg
=50m/s2
V2 = a. t + V1
= 50 . 0,2 + 20 = 30 m/s
80. Balok dengan massa 5 kg, mula-mula diam, ditembak oleh sebutir peluru yang
bermassa 50 gr, peluru tertanam didalam balok. Jika energi kinetik yang hilang
selama proses tumbukan adalah 750 J. hitunglah kecepatan peluru menumbuk balok ?
Diketahui : m1 = 50 gr = 0.05 kg
m2 = 5 kg v2 = 0
Ek = 750 J
Ditanya………….V1 ?
Jawab : Ek = Ek – EkI
Ek = 12
m1v12 -
12
m2v22
= 0.025 v22
Ek’ =
12
m1v12 +
12
m2v22
= 12
( 0,05 ) v2’2 +
12
( 5 ) v2’2
= 2,525 v2’2
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1’ + m2 v2
’
0.05 v1 + 0 = 0.05 v’ + 5 v’
V’ = 0.0099 v1
Ek = Ek – EkI
750 = 0.025 v12 - 2,525 v2’
2
750 = 0.025 v12 - 2,525 ( 0,009 v1 )2
0.02475 v12 = 750
v1 = 550.445 m/s
81. Sebuah roket mempunyai berat 15.000 kg sebelum bahan bakar dinyalakan. Setelah
bahan bakar habis beratnya 5000 kg. Bahan bakar terbakar keluar dengan kelajuan
massanya 146 kg/s dan kecepatan semburan gasnya = 1500m/s relatif roket. Anggap
kecepatan tersebut konstan selama bahan bakar terbakar. Hitung Besar kecepatan
akhir roket va (setelah bahan bakar habis)
Diketahui : V=1500m/sdMdt
=146kg/s
Ditanya……..Vakhir ?
Jawab : Ma = Moe
−v A
vrel
va = −vrel ln
M a
M o
= -1500 ln (500015000
)
= -1.500 (-1,0986)
va = 1648 m/s
82. Berapakah kecepatan rata-rata dari partikel-partikel suatu gas dalam keadaan normal,
jika massa jenis gas 100 kg/m3 dan tekanannya 1,2.105 N/m2?
Diketahui : ρ=100kg/m3
P=1,2.105 N/m2
Ditanya……………V ?
Jawab : PV = 2/3Ek
PV = 2/3.1/2.mv2
= 1/3mv2
v2 = (3PV)/m
= (3 P)/(m/V) = 3P/r
= √3P/r = √3.1,2.105/100
V = 60 m/s
83. Air mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing
ujungnya 200mm2 dan 100mm2. Bila air mengalir dari panampang besar dengan
kecepatan adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah ….
Diketahui : A1 =200mm2 =2.10-4m2
V1 =2m/s
A2 =100mm2 =10-4m2
Ditanya ………..V2 ?
Jawab : Q1 = Q2
A1.V1 = A2.V2
V2 = A1V 1
A2=
2.10−4 .210−4
V2 = 4m/s
84. Sebanayk 103 kg air laut dengan massa jenis 1,03 gr/cm3 dimasukkan kedalam bejana
berbentuk kubus dengan rusuk 50 cm tentukan besar gaya hidrostatika pada dasar
bejana, g = 9,8 m/s2
Diketahui : m = 103 kg
ρ= 1,03 gr/cm3 = 1030 kg/m3
s = 50 cm = 0,5 m
A = 0,5.0,5 = 0,25 m2
Ditanya ……..F ?
Jawab : ρ = m/v F = ρ ghA
1030 = 103/v F = 1030.98.0,4.0,25
V = 0,1 m3 F = 1009,4 N
V = A.t
0,1 = 0,25t
t = 0,4 m
85. Sepotong kaca diudara memiliki berat 25 N dan masa jenisnya 2,5.103 kg/m3. Bila
ῤair=1000 kg.m3, grafitasi 10 m/s2. Berapa berat kaca didalam air ?
Diketahui : Wu = 25 N
ρb = 2,5.103 kg/m3
ρa = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya…..Wa ?
Jawab: Wu = ῤgv
25 = 2,5.103.10.v
v = 25/25.103
v = 10-3
Wu = Wa+Fa
Wu = Wa+ ῤgv
25 = Wa+1000.10.10-3
Wa = 25 – 10
Wa = 15 N
86. Sebuah bola pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring
yang membentuk sudut 30o terhadap arah mendatar. Tentukan kelajuan linier bola
ketika telah menempuh lintasan sejauh 3,5m.
Diketahui: θ=30o
s = 3,5 m
Vo = 0
Ditanya…….Vt ?
Jawab: a = Fsinθ
m+I
r2
a =
m. g .sin 30
m+
2
5.mr2
r2
a= 10.1/2
7 /5
a = 257
Vt2 = Vo2 + 2as
Vt2 = 02 + 2.a.3,5
Vt2 = 7a
Vt2 = 7.257
Vt2 = 25
Vt = 5 m/s87. Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk
gerbong yangmassanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya
bergerak bersama-sama.Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan
Diketahui : m1 = 6500 kg v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg v2 =0 m/s (diam)
Ditanya………..v’…?
Jawab : v'=m 1. v1+m2. v 2
m1+m2 ¿
6500.5+6500.06500+6500
¿3250013000
v ' = 2,5 m/s
88. Tentukan tinggi lubang ke 1 agar jarak
mendatar sama !
4m
1,2 m X1 = x2
Diketahu: h1 = 4 m
y = 1,2 m
Ditanya……….y1 ?
Jawab: X1 = X2
2√h y = 2√h y
(4 – y1)y1 = (4 -1,2)1,2
4y1-y12 = 3,8. 1,2
y1 (4 – y1) = 4,56
y1 = 4,56
4− y1
89. Berapakah kecepatan sudut sebuah silinder pejal pada dasar bidang miring sehingga
dapat menggelinding sampai ke puncak bidang yang panjangnya 10 m dan
ketingginya 3 m, masa silinder 2 kg dan jari-jari 0,4 m ?
Diketahui: m = 2kg
s = 10 m
r = 0,4 m
Ditanya……..vt ?
Jawab: a = Fsinθ
m+I
r2
a =
m .10 .3
10
m+
1
2mr2
r 2
a = 332
a= 2 m/s2
wt2 = wo
2 – 2αs
02 = w02 – 2.10.5
wo2 = 100
wo = 10 rad/s2
90. Benda berbentuk kubus dengan sisi 0,5 m mengapung dalam air jika kubus tercelup ½ bagiannya. Berapa besar gaya pasa bidang bawah kubus, (Po = 1,013.105) ?
Diketahui: s = 0,5 m
h = ½ .0.5 = 0,25 mPo = 1,013.105
Ditanya…………Fb ?
Jawab : P = Po + ῤgh
P = 1,013.105 + 1000.10.0,25
P = 1,013.105 + 0.025.105
P = 1,038.105
Fb = PA
Fb = 1,038.105 x (0,5)2
Fb = 1,038.105 x 0,25
Fb = 25950 N
91. Sebuah silinder mengandung 20 liter gas pada tekanan 25 × 105 Pa. Keran yang ada
pada silinder dibuk sampai tekanan turun menjadi 20 × 105 Pa dan kemudian ditutup.
Anggap bahwa suhu dijaga tetap. Berapa volume gas yang dibebaskan pada atmosfer
bertekanan 1 × 105 Pa?
Diketahui: V1 = 20 L = 20 × 10-3m3
P1 = 25 × 105 Pa
P2 = 20 × 105 Pa
Ditanya……..V3?
Jawab: V2 = 25 × 10 5 × 20 L
= 25 L P2 = 20 × 105 Pa
Gas yang keluar dari silinder adalah 25 L – 20 L = 5 L
P2(ΔV)= P3 × V3 20 × 105 (5) = 1 × 105 (V3)
V3 = 100 L
92. Sebuah tangki bervolume 590 Liter berisi gas oksigen pada suhu 20 C dan tekanan 5
atm. Tentukan massa oksigen dalam tangki jika diketahui untuk oksigen Mr = 32
kg/kmol
Diketahui: V = 590 L = 590 × 10-3 m3
P = 5 × 1,01 × 105 Pa
T = 20 + 273 = 293 K
Mr = 32 kg/kmol
Ditanya…….m?
Jawab: PV = m R T atau m = P V Mr
Mr R T
m = 5 × 1,01 × 10 5 × 590 × 10 -3 × 32
8,31 × 103 × 293
m = 3,9 kg
93. Suatu gas dipanaskan dari 27 C – 127 C pada P = 1 atm (tetap). Apabila volume gas
mula mula 30 cm3, Berapakah Volume gas akhir?
Diketahui: T1 = 27 C = 300 K
T2 = 127 C = 400 K
P = 1 atm
V1 = 30 cm3 = 3 . 10-5 m3
Ditanya……..V2?
Jawab: V1 = V2
T1 T2
3 . 10 5 = V2
300 400
300 . V2 = 1200 . 10-5 m3
V2 = 40 cm3
94. Jika dorongan senapan dapat dihentikan pada jarak 5 cm, berapakah gaya rata-rata
yang dikerjakan senapan pada bahu penembak?
Diketahui: m1 = 1,6 kg
m2 = 20 g = 0,02 kg
v1 = v1’ = 10 m/s
v2 = 0 m/s
s = 5 cm = 0,05 m
Ditanya………..F?
Jawab: W = F s = ΔEK = ½mv2² – ½mv1²
F s = 0 – 1/2mv1²
F = -mv’1²
25
F = -(1,6)(10)² = -160
2(0,05) 2×5×10-2
F = -1600 N
95. Seutas tali ditarik A yang bermassa 25 kg. Ujung tali yang lain ditarik B yang
bermassa 30 kg. Tali tersebut putus dan A terpelanting ke kiri dengan kecepatan 2
m/s. Berapakah terpelantingnya B ?
Diketahui : MA = 25 kg
MB = 30 kg
VA = 2 m/s
Ditanya…….. VB ?
Jawab : mAvA + mBvB = mAvA’ + mBvB’
0 + 0 = 25 (-2) + 30 (VB’)
= -50 + 30 B’
50 = 30 VB’
Vb’ = 1,7 m/s
96. Sebuah benda berada di atas lantai liciaaaaan,karena gaya 20 N yang membentuk
sudut 600 terhadap bidang horizontal akhir nya benda benda berpindah sejauh 6 m .
W?
Diketahui : F= 200N
θ= 60° s = 6m
Ditanya……. W?
Jawab : W = F . cos θ . s
=20 . cos 60 . 6
=20 . ½ . 6
W = 60 J
97. Pompa hidrolik memiliki perbandingan diameter penghisap 1:20, apabila benda pada
penghisap besar dimuati beban 32000 N. Berapa gaya pada penghisap kecil agar
setimbang d2=20d1 ?
Diketahui: P2 = 20P1 F2=32000 N
d2=20d1
Ditanya……..F1 ?
Jawab : P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
F1/d12 = F2/d2
2
F1/d12 = 32000/20d1
2
F1 = 32000/400
F = 800 N
98. Sebuah papan kayu dengan panjang 2m, lebar 30 cm, tinggi 40 mm, mnegapung
dalam air dengan 10 mm dari ketebalannya muncul dipermukaan. Berapakah masa
papan tersebut ?
Diketahui: p = 2m
l = 30 cm = 0,3 m
t= 40 mm = 0,04 m
Ditanya…….m papan ?
Jawab : Vb = 2.0,3.0,04 = 0,024 m3
Vc = 2.0,3.0,03 = 18. 10-3 m3
W = F
ρb.g.vb = ρc.g.vc
mb/vb.vb = 1000.18.10-3
mb = 18 kg
99. Suatu benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagia benda itu tercelup, bila
massa jenis benda 0,6 gr/cm3. Berapakah massa jenis zat cair ?
Diketahui: ῤ = 0,6 gr/cm3= 600 kg/m3
v = 2/3
Ditanya……….ρzat air ?
Jawab : W = F
ῤ b.vb.g = ῤ c.vc.g
600.vb = ῤ c.2/3vb
ῤ c = 600.3/2
ῤ c = 900 kg/m3
ῤ b.g.vb = ῤ a.g.va + ῤ m.g.vm
ῤ b = va/vb. ῤ a + vm/vb. ῤ m
ῤ b = 50%.1000 + 30%.800
ῤ b = 500 + 240
ῤ b = 740 kg/m3
100. Sebuah balok bermassa 950 gram diam diatas bidang datar dengan koefisien
gesekan kinetik 0,1. Sebutir peluru yang bermassa 50 gram menumbuk balok
tersebut. Kelajuan peluru saat itu adalah 50 m/s. Jika peluru bersarang di balok,
tentukan laju balok setelah tumbukan...
Diketahui : mb = 950 gram = 0,95 kg vp = 50 m/s
µk = 0,1
mp = 50 gram = 0,05 kg
Ditanya………….V’ ?
Jawab: mb vb + mp vp = (mp + vp) v’
(0,95) (0) + (0,05)(50) = (0,95+0,05) v’
0 + 2,5 = v’
V’ = 2,5 m/s
101. Hitung kecepatan balik senapan yang memiliki massa 5 kg dan menembakkan
peluru 25 gram dengan laju 120 m/s.
Diketahui : ms = 5 kg
mp = 25 gr = 0,025 kg
vp’ = 120 m/s
Ditanya…………..Vs’ ?
Jawab : ms vs + mp vp = ms vs’ + mp vp’
0 + 0 = (5) vs’+ (0,025)(120)
0 = 5 Vs’ + 3
Vs’ = -3 : 5
Vs’ = - 0,6 m/s
102. Sebuah batu yang dilemparkan memiliki momentum 25 Nm selama 5 sekon. Gaya
rata-rata yang diperlukan untuk menghentikan batu tersebut adalah ….
Diketahui : I = 25 Nm
∆t = 5 sekon
Ditanya………… F ….?
Jawab: I = F. ∆t
25 Nm = F. 5 sekon
25 Nm = 5 sekon
F = 5 x 25 Nm
F = 125 Nm
103. Dalam ruang tertutup terdapat 2 mol gas monoatomik pada suhu 227 0 C. Jika
tetapan Boltzman k = 1,38.10-23 J/K dan bilangan Avogadro N 0 = 6,0.1023
partikel/mol energi kinetik rata-rata partikel gas tersebut adalah
Diketahui: n = 2 mol
T = 227 0 C
= 500 K
k = 1,38.10-23 J/K
N0 = 6,0.1023 partikel/mol
Ditanya……. Ek ?
Jawab: Ek = NkT
= 6,025. 1023 x 2 x 1,38.10-23 x 500
Ek = 12.420 J
Soal untuk no 104 dan 105
104. Di angkasa luar terdapat sekitar 1 atom H2 per cmᵌ pada suhu sekitar 3,5 K. Jika
massa atom H2 adalah 1 g/mol, tentukan Kelajuan efektif atom-atom H2 itu
Diketahui: Kerapatan atom H2
N/V = 1 atom/cmᵌ = 106 atom/mᵌ
T = 3,5 K
M H2 = 1 g/mol = 1 kg/kmol
R = 8310 J/kmol
Ditanya…… Vrms ?
Jawab: Kelajuan efektif
Vrms = √3RT/M
= √3.(8310).(3,5)/1
Vrms = 295,4 m/s
105. Diketahui: Kerapatan atom H2
N/V = 1 atom/cmᵌ = 106 atom/mᵌ
T = 3,5 K
M H2 = 1 g/mol = 1 kg/kmol
R = 8310 J/kmol
Ditanya……..Pu ?
Jawab: PV = N/NA . RT
P = NRT/VNA
N = 1 atom, V = 1 cmᵌ = 10-6 mᵌ
P = 1 . (8310) . (3,5) / 10-6 . (6,02 . 10-26 )
P = 4,83 . 10-17 Pa
106. Energi kinetik rata-rata dari suatu molekul gas dalam sebuah bintang pada suhu
5000 K adalah
Diketahui : k= 8,314x103 JK-1
T = 5000 K
Ditanya……..Ek ?
Jawab : Ek = 3.2-1.k.T
= 3.2-1. 1,38x10-23.5000 K
= 10350x10-23 J
Ek = 1,035x10-19 J
107. Air mengalir pada suatu pipa yang diameternya memiliki
perbandingan 1 : 2. Jika kecepatan air yang mengalir pada pipa besar 40 m/s maka
besar kecepatan air pada pipa kecil sebesar
Diketahui : d1 : d2 = 1 : 2
V2 = 40 m/s
Ditanya…………..V1 ? A1 V1 = A2 V2
Jawab: A1 = πr2 ( π ¿V1 = ( 4π ¿ ( 40 )
= 12π = π V1 = 80 m/s
A2 = πr2
= 22π = 4 π
108. Seorang penari balet berputar 3 put/s dengan kedua lengan direntangkan, pada saat
itu momen inersia penari 8 kg/m2, kemudian kedua lengan dirapatkan sehingga
momen inersianya menjadi 2 kg/m2. Berapakah frekuensi putaran?
Diketahui: f1 = 3 put/s
I1 = 8 kg/m2
I2 = 2 kg/m2
Ditanya……….f2 ?
Jawab : L1=L2
I1w1 = I2.w2
I12 π f1 = I22 π f2
8.3 = 2f2
f2 = 12 put/s
109. Air naik sampai ketinggian 10 cm dalam suatu pipa kapiler, dalam pipa kapiler
yangsama, permukaan raksa turun 3,5 cm. Tentuksn perbandingan antara tegangan
permukaan raksa dan air, jika massa jenis raksa 13,6 gr/cm3 !
Diketahui: ha = 10 cm = 10-2 m
hr = 35 cm = 3,5.10-3 m
ρr = 13,6.103 kg/m3
Ditanya…………Yr :Ya ?
Jawab:γ air
γ raksa =
hρgr2 cosθhρgr
2 cosθ
γ air
γ raksa =
10−2 .1000 .10 .52cos 0
35.10−3 .5 .10.13,6 . 103
2cos 37
γ a ir
γ raksa =
1002
−47601,6
γ air
γ raksa =
1−6
110. Suatu benda terapung diatas permukaan air yagn berlapiskan minyak dengan 50%
volume benda berada didalam air, 30% didalam minyak dan sisanya berada
dipermukaan minyak, berapa massa jenis benda ?
Diketahui: Vm = 50%v
Va = 30%v
ρm = 800 kg/m3
ρa = 1000 kg/m3
Ditanya………….ρ benda ?
Jawab : Fb = Fa + Fm
ρb.g.vb = ρa.g.va + ρm.g.vm
ρb = va/vb. ρa + vm/vb. ρm
ρb = 50%.1000 + 30%.800
ρb = 500 + 240
ρb = 740 kg/m3
111. Benda berbentuk kubus dengan sisi 0,5m, melayang pada perbatasan minyak (ῤ=0,8gr/cm3) dengan air (ῤ= 1 gr/cm3). Hitung gaya yang bekerja pada bidang atas kubus !
Diketahui: s =0,5m
ρm = 0,8gr/cm3 = 800 kg/m3
ρa= 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3
Ditanya……..Fa ?
Jawab: P = Po + ῤgh
P = 1,013.105 + 800.10.9,75
P = 1,013.105 + 78.103
P = 179,3.103
F = P.A
F = 179,3.103 x (0,5)2
F = 179,3.103 x 0,25
F = 44825 N112. Jika dorongan senapan dapat dihentikan pada jarak 5 cm, berapakah gaya rata-rata
yang dikerjakan senapan pada bahu penembak?
Diketahui: m1 = 1,6 kg
m2 = 20 g = 0,02 kg
v1 = v1’ = 10 m/s
v2 = 0 m/s
s = 5 cm = 0,05 m
Ditanya………….F ?
Jawab: W = F s = ΔEK = ½mv2² – ½mv1²
F s = 0 – 1/2mv1²
F = -mv’1²
25
F = -(1,6)(10)² = -160
2(0,05) 2×5×10-2
F = -1600 N
113. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam, kemudian dipukul sehingga bola
meluncur dengan laju 100m/s dan pemukul menyentuh selama 0,1s. Berapa besar
gaya pemukulnya?
Diketahui : V1 = 0
V2=100m/s
m1=0,2 kg ∆t=0,1s
Ditanya…………F ?
Jawab : F . ∆t = m(V2-V1)
F . 0,1 = 0,2(100-0)
F = 200,1
F = 200N
114. Sebuah benda yang bermassa ½ kg bergerak dengan kecepatan 5m/s menumbuk
sebuah benda lain 13
kg yang dalam keadaan diam, bila setelah tumbukan kedua
benda bergabung dalam gerakan nya, maka kecepatan kedua benda setelah
tumbukan betapa ?
Diketahui : m1 =½ kg , V1=5m/s
m2 =13
kg , V2=0m/s e=0
Ditanya…………….. V’?
Jawab : m1.V1+ m2.V2 = m1.V1'+m2V2'
m1.V1+ m2.V2 = V' (m1+m2)
½ .5 + 13
. 0 = V' ( ½ + 13
)
52
= V' 56
V' = 3 m/s
115. Pompa hidrolik memiliki 2 penampang berbeda .jari-jari penampang yang kecil -
5cm2/.yang besar 10cm. jika pada penghisap kecil gaya luar = 100 nberapa f pada
penampang besar ?
Diketahui : F1 = 100N
r1=5cm
r2=10cm A1 A2
Ditanya…………………….F2?
Jawab : F 1A 1
= F 2A 2
100
π (0,05)2 = F 2
π (0,1)2
F2 = 400N
Soal dibawah ini untuk no 116 -119
Sebuah bola pejal bermassa 10kg,berjari-jari 70 cm menggelinding atas bidang datar
karena dikenai gaya 14 N . Diketahui K = 2/5, danI= 1,96 kgm2. Tentukanlah
116. Percepatan tangensial tepi bola!
Diketahui :m= 10 kg r=0,7 m F=14N K=7/5
Ditanya……… ar?
Jawab : ar =F
m(1+k )
=
14
10.(1+ 25 )
ar = 1 m/s2
117. Pecepatan sudut bola!
Diketahui : ar= 1m/s2
R=0,7 m
Ditanya…………….a?
Jawab : a =ar
R
=1m / s2
0,7 m
a =107
rad/s2
118. Gaya gesekan antara bola dan bidang!
Diketahui : I=1,96 kg.m2
a=107
rad/s2
R= 0,7 m
Ditanya…………….. f?
Jawab : f =( I .a)
R
=1,96.
107
0,7F = 4N
119. Torsi yang memutar bola!
Diketahui : I=1,96kgm2
a=10/7 rad/s2
Ditanya………….τ?
Jawab : τ = I . a
= 1,96 . 10/7
τ =2,8 N.m120. Tentukan tekanan total pada dasar sebuah danau yang memiliki kedalaman 20m?
Diketahui : h= 20m
Ditanya….. Pt?
Jawab : Pt = Po + ρ.g.h
= 1 + 103 .10.20
= 1+ 2 .105
= 1 atm + 2 atm
Pt = 3 atm
121. Sebuah bola dilempar menuju pemukul kearah kanan dengan kecepatan 25 m/s,
setelah dipukul bola menuju arah kekiri dengan kecepatan 20 m/s. Jika massa bola
0.2 kg, hitunglah Impuls yang diterima bola ?
Diketahui : m =0,2kg
V1=+25m/s
V2=-20m/s t = 0.5 ms = 0.5x10-3 s
Ditanya…………….I?
Jawab : I = P2 - P1
= mv2-mv1
= m(v2-v1)
= 0.2(-20-25)
I = - 9 Ns
122. Di dalam tabung gelas terdapat minyak bermassa jenis 0,8 gr/cm3 h= 20 cm .bila
penampang dasar 100 m3 berapa F ?
Diketahui : ρ=0,8 gr/cm3=800 kg/m3 A=100cm3=0,01m3
h=20 cm=0,2m g=10m/s
Ditanya………….. F?
Jawab : F = ρ . g . h . A
= 800 . 10 . 0,2 . 0,01
F =16 N
123. Sebuah bak mandi luas permukaan nya2m3 dan h= 0,8 di isi air penuh . berapaa p
pada h=20 cm di isi air penuh jika tekanan luar = 1 atm ?
Diketahui : ρ= 1.1000 kg/m3 g=9,8 m/s2 h=0,8-0,2=0,6m
Ditanya……..P?
Jawab : Po = ρ.g.h P = Po + ρgh
= 1000 .9,8 .0,6 = 1,01 . 105 + 5880
Po = 5880 N/m2 P = 106880 N/m2
124. Sebuah sepeda motor yang massanya 180 kg sedang melaju dengan kecepatan 72
km/jam. Jika massa pengendara motor 60 Kg. Berapa total momentumnya?
Diketahui : m1 =180 kg
m2 =60 kg
v2= 72km/jam:20m/s
Ditanya………….P?
Jawab :P = m.V
= (m1 + m2).20
= (180 + 60) .20
P = 4800 kg m/s
125. Sebuah tangki besar yang luas permukaan nya 6 m2 di isi solar setinggi 2m, jika
berat jenis solar = 0,82 m tekanan hidrostatika= 2,26 N/m2 berapa besar gaya pada
dasar tangki ?
Diketahui : Bj= 0,82 m
A=6m2 P=2,46 N/m2
Ditanya……………F ?
Jawab : F =PA
= 2,46 . 6
F = 14,76 N
126. Sebuah benda yang mula-mula diam,meledak menjadi 2 bagian dengan
perbandingan 3:2,bagian yang massa nya lebih besar terlempar dengan kecepatan
20m/s.berapa kecepatan terlempar nya bagian yang kecil adalah ?
Diketahui : m1 : m2 = 3:2 V1 : V2 = 0
V1' = 20m/s
Ditanya………… V2'?
Jawab : m1.V1+ m2.V2 = m1.V1'+m2.V2'
0 = 3.20 + 2. V2'
2V2' = - 60
V2' = -30 m/s
127. Sebuah sepeda motor bermassa100 kg sedang menuju dan kecepatan 72 km/jam.
Jika massa pengendara motor itu 60 kg Berapa total momentum nya?
Diketahui : m1=180 kg
m2= 60 kg
V=72 km/jam=20m/s
Ditanya………………P?
Jawab : P = m .V
= (m1+m2). V
= (180+60) 20
P = 4800 kg m/s
128.2000693
mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami perubahan volume dari 2,5
liter menjadi 5 liter. Jika R = 8,314 J/mol K dan ln 2 = 0,693 tentukan usaha yang
dilakukan gas helium!
Diketahui : n = 2000693
mol ϑ 1=2,5 L
t = 27oC = 300 K ln 2 = 0,693
ϑ 2=5 L
Ditanya…………W ?
Jawab : W = nRT ln (V2 / V1)
W = (2000/693 mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln ( 5 L / 2,5 L )
W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693)
W = 4988,4 joule
129. Sebuah benda bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam dipukul sehingga bergerak
dengan kecepatan 14 m/s. Jika gaya bekerja selama 0,01 sekon, tentukan besar gaya
yang diberikan pada benda tersebut...
Diketahui : m = 0,2 kg
v1 = 0
v2 = 14 m/s
∆t = 0,01 s
Ditanya ………..F ?
Jawab : F ∆t = m(v2 – v1)
F (0,01) = 0,2 (14 – 0)
F = 280 N
130. Sebuah batu 100 gram dilontarkan dengan sebuah alat sehingga melesat dengan
kelajuan 20 m/s di udara. Batu tersebut mengenai sasaran benda lain yang diam
dengan massa 10 gram. Kedua benda tersebut menjadi satu dan bergerak bersama-
sama. Berapakah kecepatan kedua benda setelah tumbukan?
Diketahui : m1 = 100 gram = 0,1 kg
v1 = 20 m/s
m2 = 10 gram = 0,01 kg
v2 = 0
Ditanya……………v’ ?
Jawab : kekekalan momentum
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2) v’
v’ = [m1v1 + m2v2] : [m1 + m2]
= [(0,1)(20) + (0,01)(0)] : [0,1+0,01]
= 2 : 0,11
V’ = 18,2 m/s
131. Sebuah batu yang dilemparkan memiliki momentum 25 Nm selama 5 sekon. Gaya
rata-rata yang diperlukan untuk menghentikan batu tersebut adalah ….
Diketahui : I = 25 Nm
∆t = 5 sekon
Ditanya ………….F ?
Jawab: I = F. ∆t
25 Nm = F. 5 sekon
25 Nm = 5 sekon
F = 5 x 25 Nm
F = 125 Nm
132. Sebuah bola A sebelum dan sesudah tumbukan adalah pA= p dan pA'
=4p.
Momentum B sebelum dan sesudah tumbukan adalah pBdan pB'
. Berapah perubahan momentum bola B ?
Diketahui : PA = PB = PA' + PB'
Ditanya………..pB?
Jawab : pB = pB' −pB=p A−pA
'
= p-3p
pB = -2p
133. Seorang nelayan yang bermassa 50 kg, menaiki sebuah peluru yang bergerak
ke timur dengan kecepatan 2 m/s. massa perahu 250 kg. Tentukan kecepatan perahu
jika.Orang tersebut meloncat ke belakang (berlawanan dengan gerak perahu) dengan
kecepatan 4 m/s.
Diketahui : m1=250kg v1=2m/s
m2=50kg v2=2m/s v2'=-4m/s
Ditanya…………v1'?
Jawab : m1 v1 + m2 v2 = m1 v1
’ + m2 v2
’
250. 2 + 50 . 2 = 250 .v1’ + 50 (-4)
600 = 250 .v1’ – 200
v1’ =
800250
m/s = 3,2 m/s
134. Sebuah bola dengan volume 32 cm mengapung diatas permukaan air dan
setengahnya tepat terbenam dibawah permukaan air. Berapakah massa bola ?
Diketahui: ϑ=32 cm
Ditanya………….mb ?
Jawab : Fa = mb g
ρa .12
Vb . g=mb . g
mb= ρa.12
Vb
mb=1000.12¿-6) = 0,016 kg
