UJIAN TENGAH SEMESTER FISIKA DASAR 1

FARREL BAGAS PATI

R002

A1C219028

PENDIDIKAN MATEMATIKA 2019

Dosen Pengampu : NOVA SUSANTI, S.Pd, M.Pd

1. Sebuah benda A massa 4kg terletak pada bidang miring ditarik dengan gaya sebesar 4 N, jika benda B bermassa 3kg 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 ?

jawab :

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. untuk t=2s,   a = Δv/Δt 

                         a = 20-0 / 2-0 = 10 m/s²
   untuk t=4s,    a = 20-0/ 4-0 = 5m/s²
   untuk t=8s,    a= 20-0/8-0. = 2,5 m/s²
   untuk t= 10s, a= 20-(-10)/10=3 m/s²

b. a = 10m/s² maka,  -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 12kg dengan kecepatan 3m/s bertumbukan dengan benda yang bermassa 8kg 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 ?

jawab :

Dik:

m1= 12 kg
v1=3m/s
m2= 10kg
v2= 2m/s
v’2= 4m/s

Dit:

a. V’1=...
b. Ektotal=...

Dijawab:

a) m1.v1 + m2.v2 = m1.v’1+m2.v’2
    (12x3) + (8 x 2) = 12v’1+(8 x 4)
    36 + 16 = 12v’1 + 32
    12v’1 + 32 = 52
    12v’1= 20
    v’1=1,6666 atau 1,7

b) Ek’1= 1/2mv’1²
            =1/2.12.1,66^2
            = 16,5336
Ek’2 = 1/2mv’²
        =1/2.8.4^2
        = 64

Ektotal= Ek’1+ Ek’2
= 16,5336+64
= 80,5336

4. A. Vektor A : 3i + j -3k 

         Vektor B : 2i -5j - 2k 

         Vektor C : -i + 2j -8k 

Hitunglah : a. (A . B) x C 

                   b. A .( B + C) 

                   c. A x (B + C) 

B. Carilah dimensinya : 

a. Kecepatan 

b. Usaha 

c. Tekanan 

d. Inpuls 

e. Momentum

jawab :

A.

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-8k)=i-3j-10k
    A.(B+C)=A.(i-3j-10k)
                  =(3i+j-3k).(i-3j-10k)=(3.1)+(1.-3)+(3.-10)=3-3-30=-30

c)   A x (B + C)
      B + C = (2i -5j + 2k) + (-i + 2j -8k)
                = i - 3j - 6k
      A x (B + C) = A x (i - 3j - 6k)

lalu,

B.

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.

jawab:

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

Maka,
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 = 2t^2 + t+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:

dkiet : X = 2t^2 + t+3

a. x =2 (2^)2+ (2) + 3

x = 2.4+2+3
x= 13 saat t = 2

b.

c. kecepatan rata – rata pada selang waktu 0 < t < 2 detik
x = 2t2 + t+3
v = x’= 4t+1
v rata = Δx/Δt
= x akhir- x awal/2
= {4 (2) + 1} – {4(0) + 1}/2
= 9-5/2
= 4/2
= 2 m/s2

d. persamaan umum kecepatan rata – rata pada selang waktu antara to dan (to + Δt)
v rata-rata = Δx/Δt
= {4(to + Δt) + 1} – {4(to) + 1}/(to + Δt) - to

e.

f. Ketika t=0
   V = 4t + 1
       = 4(0) + 1
       =1 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 ? 

jawab:

Diket:

￫ m adalah 2,5 kg

￫ v adalah 25 m/s

Dit: Berapa besar gaya yang diberikanair pada mobil?

Dijawab: 

kita ambil arah posisi x positif ke kanan.Pada setiap sekon,air dengan momentum px= mvx= (2,5 kg) (25m/s):62,5 kg.m/s berhenti pada saat mengenai mobil.Besar gaya( dianggap konstan) yang harus diberikan mobil untuk merubah momentum air sejumlah ini adalah

F = pakhir-pawal/takhir-tawal

   = 0- 62,5 kg.m/s/ 1s

   = -62,5 N

Tanda minus menyatakan bahwa arah gaya pada air berlawanan dengan kecepatan asal air.Mobil memberikan gaya ke kiri sebesar 62,5 N untuk menghentikan air,sehingga dari hukum newton ketiga,air memberikan gaya sebesar 62,5N pada mobil.

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:

Diketahuhi:
Mp = 21
gr = 0,021 kg
mb = 1,4 kg
vp = 210 m/s
vb = 0 m/s
g = 10 m/s²

Ditanya :
H maks = ............?

Dijawab...

Ketika peluru menumbuk balok, maka gunakan Hukum Kekekalan Momentum

mp • vp + mb • vb = (mp + mb) v'
(0,021 • 210) + (2 • 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

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

FISIKA DASAR PERTEMUAN KE 7

FISIKA DASAR
TANGGAL BUAT : SENIN, 9-3-2020

FARREL BAGAS PATI
A1C219028

BAB 6 NO. 3
3) Sebuah proton yang memiliki massa 1,01 sma bergerak dengan laju 3,6 ×10^4 m/s. Proton tersebut bertumbukan secara elastik dengan inti helium yang memiliki massa 4,0 sma  yang berada dalam keadaan diam. Berapa kecepatan proton dan helium setelah tumbukan?

Jawab :
Dengan kekekalan momentum

atau,

Karena tumbukan bersifat elastis, maka e= 1, sehingga ditulis

Substitusi persamaan (b) ke dalam persamaan (a)

Substitusi hasil di atas ke dalam persamaan (b)

BAB 5, NO. 38

38) Kamu dorong troli di supermarket dengan laju 1,2 m/s dengan gaya 7 N. kamu berkeliling ruang supermarket untuk mencari barang yang akan dibeli. jauh jalur yang kamu tempuh adalah 140 meter. berapa kerja dan daya yang kamu keluarkan?

jawab :

Diketahui
v = 1,2 m/s
F = 7N
S = 140 m

pertama kita cari W
W = F.s
W = 7 x 140
W = 980 j

maka untuk v=s/t
v = 140 / t
1,2 = 140 / t
t = 116,6s atau t= 350/3s

maka daya yang dikeluarkan
P = W/t
P = 980 j
      350/3s
P = 8,4watt

FISIKA DASAR

FARREL BAGAS PATI
A1C219028
FISIKA DASAR

Jawab :

maka, T1 cos 37 = T2 cos 53

0,8T1 = 0,6 T2 menjadi 0,8 T1 - 0,6 T2 = 0

maka, 30 = T1 sin 37 + T2 sin 53

30 = 0,6T1 + 0,8T2

eliminasi persamaan diatas :

0,8 T1 - 0,6 T2  = 0       |x3| 2,4 T1 - 1,8 T2  = 0

0,6 T1 + 0,8 T2 = 30     |x4| 2,4 T1 + 3,2 T2 = 120

                                                         - 5 T2    = -120

                                                               T2   = 24N

subtitusikan T2 ke dalam persamaan 0,8 T1 - 0,6 T2 = 0

0,8 T1 - 0,6 x 24 = 0

T1 = 18N

untuk T3 = W

maka T3 = 30N


soal no. 31
Seekor ikan yang bentuknya menyerupai bola dengan jari-jari 10 cm berenang dengan laju 20 cm/s dengan cara menggerakkan ekornya. massa tubuh ikan tersebut adalah 2,4 kg. koefisien viskositas air adalah 0,000894 Pa s. gaya gorong yang dihasilkan ekor ikan kira-kira?

jawab:
diketahui
r = 10 cm / 0,1 m
v = 20 cm/s atau 0,2 m/s
m = 2,4 kg
koefisien viskositas = 0,000894 Pa s

maka,
Fs = 6 x 3,14 x 0,000894 x 0,1 x 0,2
Fs = 0,000336 N

FISIKA DASAR

FARREL BAGAS PATI

A1C219028

FISIKA DASAR

R002

ANGKATAN 2019

SOAL

2) Rekor lompat tinggi putra dunia dicatat oleh Javier Sotomayor setinggi 2,45 meter pada 27 Juli 1993 di Salamanca, Spanyol. Jika perlombaan dilakukan di kota yang memiliki percepatan gravitasi bumi 0,4% lebih kecil dari percepatan gravitasi di kota Salamanca, berapa harusnya ketinggian lompatan yang dapat dibuat?

Jawab:

Diketahui: Tinggi max (Hmax) = 2,45 m (di Samalanca, Spanyol.)

Dit: Hmax di Kota dengan Perc. Gravitasi 0.4% lebih kecil dari kota Samalanca.

Penyelesaian: g’=(100-0,4)%g

g’= 0,996 g

Hmax , tinggi max. berbanding terbalik dengan perc. Gravitasi. Maka:

6) Ketinggian maksimum air mancur Sri Baduga Situ Buleud Purwakarta adalah 6 meter (Gambar 3.33). Berapakah laju maksimum air keluar dari mulut penyemprot air? Anggap ketinggian maksimum dicapai ketika air keluar dalam arah vertikal.

Jawab:

Diketahui: Tinggi max = 6 m

vt= 0

g=10 m/s

Dit: laju max..

Penyelesaian:

8) Atlet lontar martil Polandia, Anita Wlodarczyk, menciptakan rekor dunia lontaran sejauh 81,06 m. Aanggap sudut lemparan yang dibuat adalah 45 derajat dan anggap pula bahwa titik martil jatuh ke tanah dan titik martil tepat dileas memiliki ketinggian hampir sama. Massa martil adalah 4 kg dan massa rantai pemegang diabaikan. Jika panjang rantai dan pegangan tangan adalah 1,075 m berapakah sudut yang dibentuk tali pengikat dengan arah horisontal saat martil tepat dilepas? (Petunjuk: cari dahulu laju awal martik saat tepat dilepas menggunakan persamaan gerak parabola)

Jawab:

10) Panjang lintasan gerak parabola adalah panjang lengkungan parabola yang dilewati benda selama bergerak (Gambar 3.33). Panjang lintasan tersebut memenuhi persamaan 

dengan T adalah waktu yang diperlukan benda mencapai tanah kembali.

Tampak dari gambar di atas bahwa 

a) Buktikan bahwa panjang lintasan memenuhi integral 

Dengan Vo adalah laju awal benda.

b) Selesaikan persamaan di atas dengan menggunakan Integral Calculator pada Wolfram Alpha.

c) Carilah nilai T.

Jawab:

a)

b)

11) Sebuah benda ditembakkan vertikal ke atas dari suatu bangunan yang memiliki ketinggian h dari permukaan tanah. Laju awal benda adalah v0. Buktikan bahwa jarak jatuh benda dari dasar bangunan adalah 

dengan w kecepatan sudut rotasi bumi dan T adalah Waktu yang diperlukan benda menyentuh tanah memenuhi persamaan 

Asumsi bahwa selama benda bergerak besar percepatan gravitasi selalu konstan. Ambil jari-jari bumi R (Petunjuk: saat ditembakkan maka benda memiliki komponen kecepatan arah vertikal v0 dan komponen kecepatan arah horisontal 

Kaki bangunan sendiri hanya memiliki kompoen kecepatan arah horisontal wR. Selama bergerak benda mengalami percepatan arah horisontal ke belakang yang merupakan proyeksi percepatan gravitasi bumi. Yang pertama dilakukan adalah mencari percepatan arah horisontal. Kemudian mencari komponen kecapatan arah horisotal sebagai fungsi waktu dan mencari perpindahan arah horisontal selama mselang waktu T. Kemudian mencari perpindahan arah horisontal kaki bangungan).

Jawab: 

Vo = laju awal
h = ketinggian dari permukaan tanah

1). 

    
karena selama jatuh benda mendapatkan percepatan kearah belakang yang merupakan proyeksi percepatan gravitasi bumi maka:

2).
             
             
3). 
          
          

17) Gambar 3.34 adalah elektron yang sedang bergerak dalam selektro kecepatan. Elektron keluar dari filamen dengan kecepatan yang bermacam-macam. Elektron melewati lorong hingga mencapai ujung kiri selektron kecepatan sehingga dianggap elektron hanya memiliki komponen kecepatan arah horisontal. Di dalam selektron kecepatan terdapat medan listrik E yaang mengarah ke atas. Elektron yang berada dalam selektron kecepatan memiliki percepatan ke arah bawah sebesar a = eE/m dengan e muatan elektron dan m adalah massa elektron. Percepatan yang diakibatkan oleh gravitasi bumi dapat diabaikan terhadap percepatan yang diakibatkan oleh gaya listrik. Panjang selektron kecepatan adalah x dan jarak verikal lubang masuk dan lubang keluar adalah y.

Buktikan bahwa yang dapat keluar dari lubang kanan hanya elektron yang memiliki laju awal sebesar  

Jawab:

18) Tentukan kecepatan sudut putaran jarum jam, jarum menit, dan jarum detik jam dinding.

Jawab:

Diketahui: 

Penyelesaian: