Jumat, 28 Februari 2014

soal & kunci



1.       Gas Helium dipanaskan sesuai dengan grafik P->V di bawah ini
          P(Nm-2)

               2x105                     A                                               B

                                             V(Cm3 )                                                                                                   5                         15
                Usaha yang dilakukan gas helium pada proses AB adalah ...
a.       15 Joule
b.      10 Joule
c.       8 Joule
d.      4 Joule
e.      2 Joule
                Usaha gas pada grafik P-V = Luas grafik
P(Nm-2)                                                      Wab = 2x105(15-5)x10-6
                                                                                       Wab = 2 Joule
               2x105                       A                                            B

                                             V(Cm3 )                                                                                                   5                         15
               

2.      Sebuah gayahorizontal 30 N mendorong sebuah balok di atas lantai licin. Berapa Joule usaha yang terjadi jika balok berpindah sejauh 75 cm ...
a. 22,5 J
b. 33,5 J
c. 55 J
d. 67,66 J
e. 56,9 J
Gaya mendatar F = 30 N searah perpindahan ∆X = 0,75 m. Besarnya usaha W = F ∆X = (30)(0,75) = 22,5 J

3.      Sebuah peti bermassa 60 kg di atas lantai diangkat sampai ketinggian 5m. Berapakah usaha yang di lakukan pada peti ...
a.       3247 j
b.      2134 j
c.       2940 j
d.      6785 j
e.      2135 j
Massa benda m=60kg, perpindahan ∆X=h=5m, besarnya gaya minimum untuk mengangkat benda tersebut
F=mg -> Besarnya usaha
W=F ∆X = mgh
   = (60)(9,8)(5) = 2940 j
4.      Sebuah resultan gaya tetap yang dinyatakan dalam vektor satuan F = 4i + 2j bekerja pada sebuah benda hingga mengalami perpindahan r = 5i + j (semua satuan dinyatakan dalam SI). Tentukan besarnya usaha yang terjadi ...
a.       23 j
b.      24 j
c.       65 j
d.      35 j
e.      22 j
Usaha adalah besaran skalar yang diperoleh dari hasil perkalian titik antara vektor gaya F dan vektor perpindahan r.
W = F . r
     = (4i + 2j) . (5i + j)
     = (4)(5) + (2)(1) = 22 j
5.      Dua buah balok A dan B bermassa sama 8kg. Berapakah besarnya usaha pada A dan B.
Jika Benda A didorong melalui bidang miring licin sampai ke puncaknya.



Text Box: A


B
 

 
                                                                 X             5m
                                                                300                                                                                                                                         
a.       300 j
b.      400 j
c.       476 j
d.      500 j
e.      200 j
Untuk mendorong A melalui bidang miring licin diperlukan gaya minimum F = w sin 300 panjang bidang miring :
x =            5                    =      5             = 10 m
                                  sin 300                                         ½
                           Besarnya usaha pada A
                           WA = (w sin 30)(x)
                                  = mg sin 30 x
                                  =(8)(10)(½)(10) = 400 joule
6.       Seekor kelelawar bermassa 150 gram sedang terbangdengan kelajuan 30m/s. Berapakah energi kinetiknya ?
a.       875 j
b.      975 j
c.       675 j
d.      575 j
e.      275 j
Massa kelelawar m = 0,15 kg, kelajuan v = 30 m/s
Energi kinetiknya, EK = ½mv2 = ½(0,15)(30)2 = 675 j
7.       Sebuah bola bermassa 0,5kg dilempar vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian 11m. Berapakah energi potensial bola terhadap tanah ketika berada pada ketinggian itu ?
a.       66 j
b.      67 j
c.       56 j
d.      75 j
e.      55 j
Energi potensial pada ketinggian h1, EP1 = mgh1 = (0,5)(10)
(11) = 55 j
8.       Sebuah benda yang bermassa 0,5kg diletakkan pada sebuah tiang yang tingginya 6,5m, seperti pada gambar. Bersarnya energi potensial benda terhadap kepala orang, jika g = 10m/s2 adalah ...
a.       35 j
b.      25 j
c.       15 j
d.      45 j
e.      55 j
Jika kepala orang ditetapkan sebagai acuan, maka tinggi benda terhadap kepala orang adalah : h = 6,5 m – 1,5 m = 5m
Energi potensial : EP = m g h = (0,5)(10)(5) = 25 j
9.       Sebuah mobil mainan yang massanya 1kg meluncur pada lintasan lurus dengan kelajuan awal 3 m/s hingga berhenti pada jarak 2 m. Berapakah usaha yang dilakukan gaya gesekan antara permukaan lintasan dan mobil mainan ?
a.  -4,5 j
b. 4,5 j
c. 5,5 j
d. -5,5 j
e. 6,6 j

W =     EK = EK2 – EK1 = ½mv2 - ½mv2 = 0 – (1)(3)2 = - 4,5 j

10.   Ketika anda berlari menempuh lintasan pada bidang datar, apakah gaya berat Anda melakukan usaha pada diri anda ?
a.       Ya, karena gaya berat tegak lurus terhadap bidang datar.
b.      Ya, karena gaya berat berbanding lurus terhadap bidang datar.
c.       Tidak, karena gaya berat tegak lurus terhadap bidang datar.
d.      Tidak, karena gaya berat berbanding lurus terhadap bidang datar.
e.      Semua benar.

Gaya berat tegak lurus terhadap perpindahan, karena itu gaya berat tidak melakukan usaha.
Jawaban c

11.   Pada gambar berikut ditunjukkan grafik gaya F terhadap perpindahan ∆x. Hitunglah besarnya usaha total yang dilakukan gaya tersebut...
              F(N)
       8   A               B
                     4
                                                                  C
                          0          5          10         15    X(m)
a.  120 j
b. 100 j
c.  200 j
d. 300 j
e. 450 j

Untuk grafik di atas 0≤x≤15, usaha bernilai positif
Wabc = luas trapesium OABC
         = (AB + OC)OA
                     2
         = (10 + 15)8
                      2
         = 100 j
12.   Sebuah gaya konstan 20 N dikerjakan pada benda sehingga berpindah sejauh 13 m. Hitung usaha yang dikerjakan oleh gaya tersebut jika antara gaya dan perpindahan membentuk sudut 1350 ...
a.       260 j
b.      -130 j
c.       230 j
d.      560 j
Gaya  F = 20 N, θ = 1350, W = F s cos θ
W = (20)(-1/2)(13) = -130 j

13.   Peti bermassa 50 kg ditarik dengan gaya tetap 250 N yang arahnya 370 terhadap horizontal (sin 370 = 0,6). Gaya gesekan sebesar 50 N menghambat gerak peti tersebut. Peti berpindah sejauh 4 m ke kanan. Hitunglah usaha total yang dilakukan pada peti...
a.       500 j
b.      600 j
c.       700 j
d.      800 j
e.      900 j
Usaha oleh gaya 250 N
W1 = F cos300 ∆x
      = (250) (0,8) (4)
      = 800 j
Usaha oleh gaya gesekan
W2 = F ∆x
      = (-50) (4)
      = -200 j
Usaha oleh gaya normal dan gaya berat masing-masing nol. Usaha total
Wtot = W1+W2
          = 800 + (-200) = 600 j

14.   Sebuah partikel yang beratnya 2 N mula-mula berada di A pada ketinggian 50 cm. Kemudian bergeser dan dalam setiap selang waktu yang sama berkedudukan di B, kemudian di C, di D dan akhirnya sampai di E. Tentukanlah usaha oleh gaya berat untuk perpindahan AB ...

 
100                            E


50   A                     D

                                C
     B                50             100
a.       1 j
b.      0 j
c.       -1 j
d.      2 j
e.      -0 j
Perpindahan bertanda (+) karena arahnya ke bawah,
AB = 50 cm = 0,5 m
Wab = (2)(0,50) = 1 j
15.   Sebuah benda bermassa 5 kg sedang bergerak pada suatu garis lurus dengan keljuan tetap 4 m/s. Kemudian gaya 10 N dikerjakan pada benda tersebut searah dengan perpindahannya dan dihilangkansetelah benda menempuh jarak 2,5 m. Tentukanlah peertambahan energi kinetik akibat aksi gaya tersebut...
a.       25 j
b.      35 j
c.       45 j
d.      75 j
e.      85 j
Usaha yang dilakukan gaya konstan F pada gerak lurus mendatar sama dengan perubahan energi kinetik.
W = F∆X = ∆EK
Jadi, ∆EK = F∆X = (10) (2,5) = 25 j
16.   Air terjun setinggi 8m dengan debit 50m3/s digunakan untuk memutar generator listrik. Jika efisiensi generator 7,5% dan percepatan gravitasi 10m/s2, tentukanlah daya rata-rata yang dihasilkan generator...
a.       400 kW
b.      500 kW
c.       600 kW
d.      300 kW
e.      450 Kw
ɳ =
75% = ɳ =
Energi keluaran = Wout = ɳ =
Massa  adalah hasil kali massa jenis = 1000 kg/m3 untuk air dan volume air.
Daya keluaran generator
P =
Dengan  = 50 m/s
=
= 75 (4000) W
= 75 x 4 kW = 300 kW
17.   Sebuah kereta bermassa 104 kg, dari keadaan diam dipercepat 0,m/s2. Tentukanlah daya oleh kereta setelah 5 sekon dan 8 sekon. Jika pada kereta bekerja gaya yang menghambat kereta 103 newton..
a.       75000 watt dan 45000 watt
b.      20000 watt dan 50000 watt
c.       45000 watt dan 75000 watt
d.      48000 watt dan 15000 watt
e.      15000 watt dan 48000 watt
F’=5x 103 N + 103 N
   = 6 x 103 N
Daya kereta,
Pada t1 = 5s
P’1 = F’ v1 = (6 x 103)(2,5)
                = 15000 watt
Pada t2’=8s
P’2= F’ v2 = (6 x 103)(8)
                 = 48000 watt

18.   Sebuah benda ditarik dengan gaya 60 N ke atas dan membentuk sudut 300 , benda tersebut berpindah sejauh 5 m. Maka usaha yang dilakukan benda tersebut adalah ...
a.    150  N
b.   50  N
c.    300   N
d.   150 N
e.   150  N
Usaha (W)
W = F . s . cos θ
     = 60 . 5 . cos 300
     = 60.5.1/2 = 150  N

19.   Srbuah benda bermassa 50 kg di luncurkan dari permukaan bumi. Jika massa dan jari-jari bumi masing-masing 6 x 1024 kg dan 6370 km, tentukanlah energi potensial gavitasi di permukaan bumi...
a.       -3,16 x 109 J
b.      3,16 x 109 J
c.       6,18 x 1010 J
d.      2,00 x 1010 J
e.      3,16 x 1011 J
EP = -G
        = -(6,7 x 10-11)6x1024.50     = -3,16 x 109 J
                                                   6,37 x 106
20.   Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3m/s2. Berapakah besarnya usaha yang diubah menjadi energi kinetik selama 2 sekon ?
a.       -72 J
b.      82 J
c.       72 J
d.      32 J
e.      21 J
Massa benda m = 4 kg kecepatan awal v0 = 0 (diam),percepatan a = 3 m/s2 selang waktu t = 2 s
Kecepatan akhir
Vt = v0 + at
     = 0 + (3)(2) = 6 m/s2
     Usaha sama dengan perubahan energi kinetik
W = 4(6)2 – 0 = 72  J

Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)