KUMPULAN SOAL FISIKA
1. Misalnya pada suatu benda bekerja beberapa buah gaya. Apakah resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak nol jika (a) benda tersebut bergerak dengan kelajuan konstan dalam sebuah lingkaran (b) benda tersebut bergerak diperlambat dalam suatu garis lurus (c) benda tersebut bergerak dengan kelajuan konstan dalam suatu garis lurus?
2. Mengapa kita jatuh ke depan jika kereta api yang sedang bergerak kemudian diperlambat untuk berhenti dan jatuh ke belakang jika kereta dipercepat dari keadaan diam?
3. Seorang siswa disuruh untuk memindahkan meja dengan cara menarik meja tersebut, tetapi dia menolak dengan memberikan alasan sebagai berikut:” tarikan saya pada meja sama besar tapi berlawanan arah dengan tarikan meja pada saya, maka bagaimana mungkin saya dapat menggeser meja tersebut?” Bagaimana sanggahan anda terhadap pernyataan siswa tersebut?
4. Sebutkan apakah pasangan gaya-gaya berikut adalah contoh aksi-reaksi atau bukan: (a) bumi menarik buku di atas meja ke bawah; meja menahan buku dengan gaya yang sama besar ke atas (b) Bumi menarik meja ke pusat bumi; meja menarik bumi dengan gaya yang sama besar tetapi arahnya berlawanan (c) pada saat menubruk pohon asam sebuah bis memberikan gaya pada pohon asam yang tetap berdiri tegar; pohon asam memberikan gaya pada bis sehingga bis terpental kembali ke arah datangnya bis semula (d) orang mengangkat barang dengan gaya sebesar berat barang tersebut ke atas; barang mendapatkan gaya gravitasi bumi ke bawah
5. Berikan tanggapan untuk pernyataan-pernyataan berikut mengenai massa dan berat. (a) Massa dan berat adalah besaran fisis yang sama, hanya dinyatakan dalam satuan yang berbeda. (b) Massa adalah sifat satu benda saja sedangkan berat dihasilkan oleh interaksi dua benda (c) berat benda sebanding dengan massanya (d) massa benda berubah-ubah menurut berat lokalnya
6. Sebuah gaya horizontal bekerja pada massa yang bisa bergerak bebas. Mungkinkah gaya tersebut menghasilkan percepatan jika ia lebih kecil daripada berat massa tersebut?
7. Kedua pernyataan berikut ini benar, jelaskanlah (a) Dua regu yang sedang bertanding tarik tambang harus selalu saling tarik dengan gaya yang sama besar. (b) Regu yang mendorong tanah dengan gaya yang lebih besar akan memenangkan pertandingan ini
8. Sebuah kotak meluncur menuruni permukaan miring yang kasar. (a) Gambarlah sebuah diagram yang menunjukkan gaya-gaya yang bekerja pada kotak tersebut. (b) Untuk tiap gaya dalam diagram tersebut, tunjukkan gaya reaksinya.
9. Berat badan seseorang ditimbang dengan memakai neraca pegas ketika dia berada di dalam sebuah lift. Apakah hasil penimbangan tersebut lebih besar, lebih kecil atau sama dengan dengan berat dia sesungguhnya jika (a) lift sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke bawah (b) lift sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke atas (c) lift sedang memulai gerak ke atas dari keadaan berhenti (d) lift sedang memperlambat gerak kebawahnya?
10. Sebuah kotak yang beratnya 600 N didorong sepanjang lantai horizontal dengan gaya sebesar 150 N sejajar lantai. Kotak ternyata bergerak dengan kecepatan konstan. Tentukan koefisien gesekan kinetik antara kotak dan lantai.
11. Sebuah benda mengalami percepatan 4 m/s2 ketika dikenai gaya total F0. (a) Tentukan percepatannya jika gaya totalnya adalah 3 F0. (b) Benda kedua mengalami percepatan 8 m/s2 dibawah pengaruh gaya F0. Tentukan perbandingan massa kedua benda ini. (c) Jika kedua benda diikat menjadi satu kemudian dikenai gaya F0, tentukan percepatan gerak mereka.
12. Seorang mahasiswa menyorongkan buku di atas meja praktikum sehingga buku bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s. Buku akhirnya berhenti setelah menempuh jarak 2 m. Tentukan koefisien gesekan antara buku dan permukaan meja.
13. Sebuah balok 5 kg ditekan ke dinding dengan gaya horizontal sehingga dia diam. (a) Jika gaya horizontal itu besarnya 100 N tentukan besar gaya gesek yang dikerjakan oleh dinding pada balok? (b) Jika koefisien gesekan statik antara balok dan dinding adalah 0,6 hitunglah besar gaya horizontal minimum yang diperlukan untuk menahan balok agar tidak jatuh.
14. Beberapa saat setelah terjun, seorang penerjun bebas bermassa 80 kg mencapai kecepatan terminal sebesar 25 m/s. (a) Tentukan gaya hambat udara yang bekerja pada penerjun tersebut. (b) Jika besarnya gaya hambat tersebut dirumuskan sebagai bv2, tentukan nilai b.
15. Dua buah benda bermassa 6 kg dan 2 kg berada di atas permukaan yang licin seperti gambar di samping ini. Benda bermassa 6 kg didorong dengan gaya F sebesar 16 N. (a) Tentukan percepatan sistem. (b) Tentukan gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing benda.
16. Sebuah kotak 5 kg diam di atas meja horizontal. Kotak itu diikatkan pada kotak 3 kg dengan tali ringan melalui katrol seperti gambar di samping ini. (a) Tentukan koefisien gesek statik minimum supaya kotak tetap diam. (b) Jika koefisien gesek kinetik adalah 0,4 dan kotak sedang dalam keadaan bergerak, tentukan tegangan tali dan percepatan kotak.
Tugas: Kerjakan soal no. 3, 8, 11, 13 dan 15
KUMPULAN SOAL 1.
KINEMATIKA
1. Anda sedang diam dipinggir jalan sementara teman Anda sedang berada di dalam mobil yang dipercepat. Anda dan teman anda sama-sama menyaksikan orang yang melempar batu dari atap rumah. Apakah kecepatan, percepatan, dan posisi batu pada suatu waktu tertentu adalah sama untuk Anda dan teman Anda? Untuk kasus ini, dapatkah teman Anda (yang naik mobil) menggunakan perhitungan GLB dan GLBB biasa? Jelaskan jawaban Anda.
2. Anda berlari mengitari lapangan segi empat dengan panjang 100 m dan lebar 50 meter hingga sampai ke tempat semula. Berapa panjang lintasan yang anda tempuh? Berapa perpindahan yang Anda lakukan? Jika Anda menempuh satu keliling lapangan tersebut dalam waktu 20 menit, berapa kelajuan dan kecepatan rata-rata Anda? Apakah sama?
3. Sekarang jika lapanganya berbentuk lingkaran sempurna dengan diameter 50 m berapa jarak dan perpindahan Anda jika menempuh ½ lingkaran, 1 keliling lingkaran, dan 2 keliling lingkaran? Apa yang dapat Anda simpulkan?
4. Anda sedang mengendarai motor dengan kecepatan 72 km/jam. Tiba-tiba Anda mengerem motor Anda. Jika perlambatan maksimum motor Anda adalah 10 m/s dapatkah Anda berhenti sebelum 5 sekon? Masih untuk kasus yang sama, berapa jarak yang Anda tempuh mulai dari pengereman hingga berhenti?
5. Anda mengitari jalan lurus ke utara kemudian berbelok ¼ lingkaran ke barat dengan kelajuan tetap, apakah kecepatan Anda berubah? Untuk kasus ini, apakah Anda mengalami percepatan?
6. Seseorang mengendarai kanoe dapat melaju dengan kecepatan tetap 10 km/jam dalam air yang tenang. Ketika dia melawan arus air yang memiliki kecepatan 8 km/jam, berapakah kecepatannya? Berapakah kecepatannya jika arus airnya searah dengan arah geraknya?
7. Manakah diantara ketiga kelereng pada gambar di samping ini yang mengalami kelajuan yang semakin cepat dan percepatan yang semakin mengecil?
8. Manakah diantara dua kelereng pada gambar di samping ini yang lebih dahulu sampai ke ujung? Manakah yang mempunyai kelajuan rata-rata lebih besar? Apakah kelajuan kedua kelereng sama besar pada saat mereka mencapai ujung lintasan?
9. Apakah mungkin kecepatan rata-rata untuk selang waktu tertentu adalah nol walaupun kecepatan rata-rata untuk selang yang lebih singkat yang tercakup dalam selang pertama tidak nol? Jelaskan.
10. Berilah contoh gerakan yang kecepatannya negatif tetapi percepatannya positif; sebagai contoh, gambarlah grafik v terhadap t.
11. Mungkinkah sebuah benda mempunyai kecepatan nol dan percepatan yang tidak nol?
12. Sebuah bola dilemparkan lurus ke atas. Berapakah kecepatan di puncak perjalanannya? Berapakah percepatannya di titik itu?
KUMPULAN SOAL .
FLUIDA
1) Apakah skala timbangan menunjukkan nilai yang sama ketika menimbang badan bertumpu pada dua kaki dan bertumpu pada satu kaki ?
2) Mengapa pisau yang tajam memotong lebih baik dibandingkan dengan pisau yang tumpul?
3) Mengapa badan kita lebih nyaman ketika berbaring dibandingkan dengan posisi duduk?
4) Mengapa tekanan darah diukur dipangkal lengan? Apakah tekanan darah di kaki lebih besar?
5) Jika tekanan zat cair pada semua kedalaman sama, akankah ada gaya apung pada benda yang tenggelam pada zat cair?
6) Sepotong besi ditempatkan diatas balok kayu membuat balok kayu terbenam sebagian di air. Jika sepotong besi tersebut digantung dengan seutas tali pada kayu, akankah kayu tenggelam lebih dangkal, sama rendah atau lebih dalam?
7) Akankah ikan mengapung di permukaan, tenggelam atau tetap pada kedalaman yang sama jika medan gravitasi bertambah?
8) Air keluar melalui lubang kecil pada dinding tangki seperti pada Gambar. Tentukan laju alir volume air dari tangki (Q).
9) Aliran darah mengalir lebih cepat pada pembuluh arteri dibandingkan pada pembuluh kapiler. Berdasarkan rumusan persamaan kontinuitas semestinya kecepatan aliran pada pembuluh kapiler lebih besar karena diameternya lebih kecil. Mengapa hal ini terjadi?
10) Tentukan satuan dari tekanan dinyatakan dalam kg, m dan s !
11) Seorang penyelam, menyelam sampai kedalaman 50 m di bawah permukaan laut. Jika tekanan di permukaan laut adalah 105 Pa, tenutkan tekanan yang dialami penyelam tersebut!
12) Tekanan hidrostatik yang diberikan oleh kolom zat cair yang massa jenisnya 1200 kg/m3 adalah 0,9 atm. Tentuka tinggi kolom zat cair tersebut!
KUMPULAN SOAL .
LISTRIK STATIK
1. Benar atau salah: Jika pernyataan benar, jelaskan mengapa benar, jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Medan listrik dari suatu muatan listrik selalu menjauh dari muatan
(b) Garis-garis medan listrik tidak pernah menyebar dari suatu titik dalam ruang
(c) Jika medan listrik nol di suatu titik maka potensial listrik di titik tersebut juga nol
(d) Harga potensial listrik dapat dipilih berharga nol pada titik yang sesuai
(e) Meskipun perjanjian tanda untuk muatan diganti sehingga muatan elektron adalah positip dan muatan proton adalah negatip, hukum Coulomb bentuknya tetap
(f) Kapasitansi suatu kapasitor keping paralel bergantung pada beda tegangan di antara keping-kepingnya
(g) Dielektrik yang disisipkan ke dalam suatu kapasitor akan menaikkan kapasitansi kapasitor tersebut
2. Ada empat buah muatan titik yaitu Q1, Q2, Q3 dan Q4. Jika Q1 menarik Q2, Q1 menolak Q3 dan Q3 menarik Q4 sedangkan Q3 bermuatan negatif, tentukan jenis muatan Q1, Q2, dan Q4
3. Dua muatan listrik masing-masing sebesar 0,05 μC dipisahkan pada jarak 10 cm. Tentukan (a) besar gaya yang dilakukan oleh satu muatan terhadap muatan lainnya dan (b) energi potensial dari sistem tersebut.
4. Dua buah muatan masing-masing +2q dan +5q yang terpisah sejauh r mengalami gaya tolak menolak sebesar F. Jika gaya tarik menarik antara muatan +2,5q dan -q adalah F juga tentukan jarak antar kedua muatan tersebut dinyatakan dalam r
5. Hitunglah perbandingan gaya listrik terhadap gaya gravitasi yang dilakukan oleh proton terhadap elektron.
6. Tiga muatan titik berada pada pada sumbu x; q1 = -6μC pada x = -3m, q2 = 4μC pada x = 0 dan q3 = -6μC pada x = 3m. (a) Carilah gaya pada q1. (b) Hitung energi potensial yang tersimpan dalam sistem ini.
7. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan besar dan arah medan listrik pada titik yang terletak pada sumbu x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c) Gambarkan kurva kuat medan listrik E terhadap x.
8. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan potensial listrik V pada titik yang terletak pada sumbu x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c) Gambarkan kurva potensial listrik V terhadap x.
KUMPULAN SOAL .
LISTRIK DINAMIK
1. Benar atau salah: Jika pernyataan benar, jelaskan mengapa benar, jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Hukum Ohm adalah : IVR=
(b) Elektron mengalir searah arus
(c) Resistor ekivalen dari dua resistor yang dihubungkan secara paralel selalu kurang dari resistansi kedua resistor itu sendiri
(d) Tegangan terminal baterai sama dengan ggl nya.
(e) Perubahan total potensial di sekeliling rangkaian dalam keadaan tunak adalah nol
(f) Sebuah elektron bergerak dalam rangkaian sederhana berupa sebuah baterai yang dihubungkan dengan sebuah hambatan. Ketika elektron tersebut bergerak melewati hambatan, energi potensialnya bertambah dan ketika bergerak di dalam baterai energi potensialnya berkurang
2. Sebuah kawat dialiri arus konstan 2,0 A. (a) Berapa banyak muatan yang mengalir selama 5 menit? (b) Berapa banyak elektron yang mengalir dalam waktu tersebut?
3. Sebuah kawat sepanjang 10 m beresistansi 0,2 Ω dialiri arus 5 A. (a) Berapakah beda potensial pada kawat? (b) Berapakah besar medan listrik dalam kawat?
4. Beda potensial 100 V menghasilkan arus 3 A dalam suatu resistor. (a) Berapakah resistansinya? (b) berapakah arusnya ketika beda potensialnya 25 V?
5. Kawat tembaga dan kawat besi yang panjang dan diameternya sama dialiri arus I yang sama. (a) Tentukan tegangan jatuh pada masing-masing kawat dan perbandingan tegangan jatuh ini. (b) Dalam kawat yang mana medan listriknya lebih besar?
6. Sebuah batang karbon memiliki panjang 3 cm dan penampang lintang bujursangkar dengan sisi-sisi 0,5 cm. Beda potensial 8,4 V diberikan sepanjang batang. (a) Berapakah resistansi pada batang tersebut? (b) Berapakah arus dalam resistor ini?
7. Sebuah batang tungsten memiliki panjang 50 cm dan penampang lintang bujursangkar dengan sisi-sisi 1 mm. (a) berapakah resistansinya pada suhu 20°C? Berapakah resistansinya pada suhu 40°C?
8. Berapakah daya yang didisipasikan dalam sebuah resistor 10,0 Ω jika diberi beda potensial sebesar 50 V?.
9. Resistor karbon 10kΩ yang digunakan dalam rangkaian elektronik dibatasi pada daya 0,25 W. (a) Berapakah arus maksimum yang mampu dibawa resistor? (b) Berapa tegangan tegangan maksimum yang dapat dikenakan padanya?
10. Pemanas 1 kW dirancang untuk beroperasi ada tegangan 240 V. (a) Berapakah resistansi dan berapakah arus yang melaluinya. (b) Berapakah daya yang didisipasikan dalam resistor ini jika beoperasi pada tegangan 120 V?
11. (a) Berapakah resistansi ekivalen antara titik a dan b dalam gambar berikut ini?. Jika tegangan jatuh antara titik a dan b adalah 12 V, berapakah arus pada masing-masing resistor? 3 Ω 5 Ω 4 Ω a b • •
12. Soal yang sama dengan no. 11 di atas untuk rangkaian seperti di bawah ini.
13. Enam buah hambatan disusun seperti gambar di bawah ini. Tentukan:
a. kuat arus yang keluar dari sumber
b. kuat arus yang melewati hambatan 100 Ω
c. beda potensial antara titik A dan C
14. Pada rangkaian seperti gambar di samping ini, jika R1 = 4Ω, R2 = 6Ω, dan R3 = 8Ω, tentukan arus yang melalui masing-masing resistor.
Tugas no. 1, 6, 7, 10, 13 dan 14 120Ω 60Ω 60Ω 100Ω 90Ω 120Ω 6 V A C 12 Ω 6 Ω a b • • 6 Ω 6 Ω 6 Ω R1R3R212V 18
KUMPULAN SOAL .
SUHU DAN KALOR
1. Dalam ruang yang dingin, bagian atas meja logam atau meja marmer terasa jauh lebih dingin bila disentuh dibandingkan permukaan kayu meskipun suhu keduanya sama. Jelaskan mengapa hal ini terjadi!
2. Mekanisme transfer panas yang mana yang penting dalam
(a)transfer energi dari matahari ke bumi?
(b)efek pemanasan api dalam tungku api
(c)proses pendinginan ruangan dengan memakai ac
(d)proses mengalirnya panas melalui jendela kaca dari ruangan yang panas ke luar
3. Pada tempat-tempat yang tinggi seperti di pegunungan, memasak sesuatu di dalam air mendidih membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan di permukaan laut. Jelaskan!
4. Benar atau salah. Jika pernyataan benar jelaskan mengapa benar. Jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Dua benda yang saling setimbang termal haruslah setimbang termal dengan benda ketiga
(b) Semua bahan memuai jika dipanaskan
(c) Semua termometer memberikan hasil yang sama bila mengukur suhu suatu sistem tertentu
(d) Jika terkena pada kulit, 1 gram uap 100oC akan menimbulkan luka bakar yang lebih parah dibandingkan 1 gram air mendidih 100oC
(e) Selama perubahan fasa, suhu suatu zat tetap konstan
(f) Laju konduksi energi termis sebanding dengan beda suhu
(g) Laju radiasi energi sebuah benda adalah sebanding dengan kuadrat suhu mutlak
5. Kentang yang dibungkus kertas alumunium dipanggang dalam oven; kentang dikeluarkan dan kertas alumunium dilepas. Kertas menjadi dingin lebih cepat dibandingkan kentang. Jelaskan mengapa demikian!
6. Konversikan suhu-suhu pada tabel berikut
No. oC oR oF K
A 80
B 60
C 95
D 293
1. Misalnya pada suatu benda bekerja beberapa buah gaya. Apakah resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak nol jika (a) benda tersebut bergerak dengan kelajuan konstan dalam sebuah lingkaran (b) benda tersebut bergerak diperlambat dalam suatu garis lurus (c) benda tersebut bergerak dengan kelajuan konstan dalam suatu garis lurus?
2. Mengapa kita jatuh ke depan jika kereta api yang sedang bergerak kemudian diperlambat untuk berhenti dan jatuh ke belakang jika kereta dipercepat dari keadaan diam?
3. Seorang siswa disuruh untuk memindahkan meja dengan cara menarik meja tersebut, tetapi dia menolak dengan memberikan alasan sebagai berikut:” tarikan saya pada meja sama besar tapi berlawanan arah dengan tarikan meja pada saya, maka bagaimana mungkin saya dapat menggeser meja tersebut?” Bagaimana sanggahan anda terhadap pernyataan siswa tersebut?
4. Sebutkan apakah pasangan gaya-gaya berikut adalah contoh aksi-reaksi atau bukan: (a) bumi menarik buku di atas meja ke bawah; meja menahan buku dengan gaya yang sama besar ke atas (b) Bumi menarik meja ke pusat bumi; meja menarik bumi dengan gaya yang sama besar tetapi arahnya berlawanan (c) pada saat menubruk pohon asam sebuah bis memberikan gaya pada pohon asam yang tetap berdiri tegar; pohon asam memberikan gaya pada bis sehingga bis terpental kembali ke arah datangnya bis semula (d) orang mengangkat barang dengan gaya sebesar berat barang tersebut ke atas; barang mendapatkan gaya gravitasi bumi ke bawah
5. Berikan tanggapan untuk pernyataan-pernyataan berikut mengenai massa dan berat. (a) Massa dan berat adalah besaran fisis yang sama, hanya dinyatakan dalam satuan yang berbeda. (b) Massa adalah sifat satu benda saja sedangkan berat dihasilkan oleh interaksi dua benda (c) berat benda sebanding dengan massanya (d) massa benda berubah-ubah menurut berat lokalnya
6. Sebuah gaya horizontal bekerja pada massa yang bisa bergerak bebas. Mungkinkah gaya tersebut menghasilkan percepatan jika ia lebih kecil daripada berat massa tersebut?
7. Kedua pernyataan berikut ini benar, jelaskanlah (a) Dua regu yang sedang bertanding tarik tambang harus selalu saling tarik dengan gaya yang sama besar. (b) Regu yang mendorong tanah dengan gaya yang lebih besar akan memenangkan pertandingan ini
8. Sebuah kotak meluncur menuruni permukaan miring yang kasar. (a) Gambarlah sebuah diagram yang menunjukkan gaya-gaya yang bekerja pada kotak tersebut. (b) Untuk tiap gaya dalam diagram tersebut, tunjukkan gaya reaksinya.
9. Berat badan seseorang ditimbang dengan memakai neraca pegas ketika dia berada di dalam sebuah lift. Apakah hasil penimbangan tersebut lebih besar, lebih kecil atau sama dengan dengan berat dia sesungguhnya jika (a) lift sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke bawah (b) lift sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke atas (c) lift sedang memulai gerak ke atas dari keadaan berhenti (d) lift sedang memperlambat gerak kebawahnya?
10. Sebuah kotak yang beratnya 600 N didorong sepanjang lantai horizontal dengan gaya sebesar 150 N sejajar lantai. Kotak ternyata bergerak dengan kecepatan konstan. Tentukan koefisien gesekan kinetik antara kotak dan lantai.
11. Sebuah benda mengalami percepatan 4 m/s2 ketika dikenai gaya total F0. (a) Tentukan percepatannya jika gaya totalnya adalah 3 F0. (b) Benda kedua mengalami percepatan 8 m/s2 dibawah pengaruh gaya F0. Tentukan perbandingan massa kedua benda ini. (c) Jika kedua benda diikat menjadi satu kemudian dikenai gaya F0, tentukan percepatan gerak mereka.
12. Seorang mahasiswa menyorongkan buku di atas meja praktikum sehingga buku bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s. Buku akhirnya berhenti setelah menempuh jarak 2 m. Tentukan koefisien gesekan antara buku dan permukaan meja.
13. Sebuah balok 5 kg ditekan ke dinding dengan gaya horizontal sehingga dia diam. (a) Jika gaya horizontal itu besarnya 100 N tentukan besar gaya gesek yang dikerjakan oleh dinding pada balok? (b) Jika koefisien gesekan statik antara balok dan dinding adalah 0,6 hitunglah besar gaya horizontal minimum yang diperlukan untuk menahan balok agar tidak jatuh.
14. Beberapa saat setelah terjun, seorang penerjun bebas bermassa 80 kg mencapai kecepatan terminal sebesar 25 m/s. (a) Tentukan gaya hambat udara yang bekerja pada penerjun tersebut. (b) Jika besarnya gaya hambat tersebut dirumuskan sebagai bv2, tentukan nilai b.
15. Dua buah benda bermassa 6 kg dan 2 kg berada di atas permukaan yang licin seperti gambar di samping ini. Benda bermassa 6 kg didorong dengan gaya F sebesar 16 N. (a) Tentukan percepatan sistem. (b) Tentukan gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing benda.
16. Sebuah kotak 5 kg diam di atas meja horizontal. Kotak itu diikatkan pada kotak 3 kg dengan tali ringan melalui katrol seperti gambar di samping ini. (a) Tentukan koefisien gesek statik minimum supaya kotak tetap diam. (b) Jika koefisien gesek kinetik adalah 0,4 dan kotak sedang dalam keadaan bergerak, tentukan tegangan tali dan percepatan kotak.
Tugas: Kerjakan soal no. 3, 8, 11, 13 dan 15
KUMPULAN SOAL 1.
KINEMATIKA
1. Anda sedang diam dipinggir jalan sementara teman Anda sedang berada di dalam mobil yang dipercepat. Anda dan teman anda sama-sama menyaksikan orang yang melempar batu dari atap rumah. Apakah kecepatan, percepatan, dan posisi batu pada suatu waktu tertentu adalah sama untuk Anda dan teman Anda? Untuk kasus ini, dapatkah teman Anda (yang naik mobil) menggunakan perhitungan GLB dan GLBB biasa? Jelaskan jawaban Anda.
2. Anda berlari mengitari lapangan segi empat dengan panjang 100 m dan lebar 50 meter hingga sampai ke tempat semula. Berapa panjang lintasan yang anda tempuh? Berapa perpindahan yang Anda lakukan? Jika Anda menempuh satu keliling lapangan tersebut dalam waktu 20 menit, berapa kelajuan dan kecepatan rata-rata Anda? Apakah sama?
3. Sekarang jika lapanganya berbentuk lingkaran sempurna dengan diameter 50 m berapa jarak dan perpindahan Anda jika menempuh ½ lingkaran, 1 keliling lingkaran, dan 2 keliling lingkaran? Apa yang dapat Anda simpulkan?
4. Anda sedang mengendarai motor dengan kecepatan 72 km/jam. Tiba-tiba Anda mengerem motor Anda. Jika perlambatan maksimum motor Anda adalah 10 m/s dapatkah Anda berhenti sebelum 5 sekon? Masih untuk kasus yang sama, berapa jarak yang Anda tempuh mulai dari pengereman hingga berhenti?
5. Anda mengitari jalan lurus ke utara kemudian berbelok ¼ lingkaran ke barat dengan kelajuan tetap, apakah kecepatan Anda berubah? Untuk kasus ini, apakah Anda mengalami percepatan?
6. Seseorang mengendarai kanoe dapat melaju dengan kecepatan tetap 10 km/jam dalam air yang tenang. Ketika dia melawan arus air yang memiliki kecepatan 8 km/jam, berapakah kecepatannya? Berapakah kecepatannya jika arus airnya searah dengan arah geraknya?
7. Manakah diantara ketiga kelereng pada gambar di samping ini yang mengalami kelajuan yang semakin cepat dan percepatan yang semakin mengecil?
8. Manakah diantara dua kelereng pada gambar di samping ini yang lebih dahulu sampai ke ujung? Manakah yang mempunyai kelajuan rata-rata lebih besar? Apakah kelajuan kedua kelereng sama besar pada saat mereka mencapai ujung lintasan?
9. Apakah mungkin kecepatan rata-rata untuk selang waktu tertentu adalah nol walaupun kecepatan rata-rata untuk selang yang lebih singkat yang tercakup dalam selang pertama tidak nol? Jelaskan.
10. Berilah contoh gerakan yang kecepatannya negatif tetapi percepatannya positif; sebagai contoh, gambarlah grafik v terhadap t.
11. Mungkinkah sebuah benda mempunyai kecepatan nol dan percepatan yang tidak nol?
12. Sebuah bola dilemparkan lurus ke atas. Berapakah kecepatan di puncak perjalanannya? Berapakah percepatannya di titik itu?
KUMPULAN SOAL .
FLUIDA
1) Apakah skala timbangan menunjukkan nilai yang sama ketika menimbang badan bertumpu pada dua kaki dan bertumpu pada satu kaki ?
2) Mengapa pisau yang tajam memotong lebih baik dibandingkan dengan pisau yang tumpul?
3) Mengapa badan kita lebih nyaman ketika berbaring dibandingkan dengan posisi duduk?
4) Mengapa tekanan darah diukur dipangkal lengan? Apakah tekanan darah di kaki lebih besar?
5) Jika tekanan zat cair pada semua kedalaman sama, akankah ada gaya apung pada benda yang tenggelam pada zat cair?
6) Sepotong besi ditempatkan diatas balok kayu membuat balok kayu terbenam sebagian di air. Jika sepotong besi tersebut digantung dengan seutas tali pada kayu, akankah kayu tenggelam lebih dangkal, sama rendah atau lebih dalam?
7) Akankah ikan mengapung di permukaan, tenggelam atau tetap pada kedalaman yang sama jika medan gravitasi bertambah?
8) Air keluar melalui lubang kecil pada dinding tangki seperti pada Gambar. Tentukan laju alir volume air dari tangki (Q).
9) Aliran darah mengalir lebih cepat pada pembuluh arteri dibandingkan pada pembuluh kapiler. Berdasarkan rumusan persamaan kontinuitas semestinya kecepatan aliran pada pembuluh kapiler lebih besar karena diameternya lebih kecil. Mengapa hal ini terjadi?
10) Tentukan satuan dari tekanan dinyatakan dalam kg, m dan s !
11) Seorang penyelam, menyelam sampai kedalaman 50 m di bawah permukaan laut. Jika tekanan di permukaan laut adalah 105 Pa, tenutkan tekanan yang dialami penyelam tersebut!
12) Tekanan hidrostatik yang diberikan oleh kolom zat cair yang massa jenisnya 1200 kg/m3 adalah 0,9 atm. Tentuka tinggi kolom zat cair tersebut!
KUMPULAN SOAL .
LISTRIK STATIK
1. Benar atau salah: Jika pernyataan benar, jelaskan mengapa benar, jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Medan listrik dari suatu muatan listrik selalu menjauh dari muatan
(b) Garis-garis medan listrik tidak pernah menyebar dari suatu titik dalam ruang
(c) Jika medan listrik nol di suatu titik maka potensial listrik di titik tersebut juga nol
(d) Harga potensial listrik dapat dipilih berharga nol pada titik yang sesuai
(e) Meskipun perjanjian tanda untuk muatan diganti sehingga muatan elektron adalah positip dan muatan proton adalah negatip, hukum Coulomb bentuknya tetap
(f) Kapasitansi suatu kapasitor keping paralel bergantung pada beda tegangan di antara keping-kepingnya
(g) Dielektrik yang disisipkan ke dalam suatu kapasitor akan menaikkan kapasitansi kapasitor tersebut
2. Ada empat buah muatan titik yaitu Q1, Q2, Q3 dan Q4. Jika Q1 menarik Q2, Q1 menolak Q3 dan Q3 menarik Q4 sedangkan Q3 bermuatan negatif, tentukan jenis muatan Q1, Q2, dan Q4
3. Dua muatan listrik masing-masing sebesar 0,05 μC dipisahkan pada jarak 10 cm. Tentukan (a) besar gaya yang dilakukan oleh satu muatan terhadap muatan lainnya dan (b) energi potensial dari sistem tersebut.
4. Dua buah muatan masing-masing +2q dan +5q yang terpisah sejauh r mengalami gaya tolak menolak sebesar F. Jika gaya tarik menarik antara muatan +2,5q dan -q adalah F juga tentukan jarak antar kedua muatan tersebut dinyatakan dalam r
5. Hitunglah perbandingan gaya listrik terhadap gaya gravitasi yang dilakukan oleh proton terhadap elektron.
6. Tiga muatan titik berada pada pada sumbu x; q1 = -6μC pada x = -3m, q2 = 4μC pada x = 0 dan q3 = -6μC pada x = 3m. (a) Carilah gaya pada q1. (b) Hitung energi potensial yang tersimpan dalam sistem ini.
7. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan besar dan arah medan listrik pada titik yang terletak pada sumbu x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c) Gambarkan kurva kuat medan listrik E terhadap x.
8. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan potensial listrik V pada titik yang terletak pada sumbu x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c) Gambarkan kurva potensial listrik V terhadap x.
KUMPULAN SOAL .
LISTRIK DINAMIK
1. Benar atau salah: Jika pernyataan benar, jelaskan mengapa benar, jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Hukum Ohm adalah : IVR=
(b) Elektron mengalir searah arus
(c) Resistor ekivalen dari dua resistor yang dihubungkan secara paralel selalu kurang dari resistansi kedua resistor itu sendiri
(d) Tegangan terminal baterai sama dengan ggl nya.
(e) Perubahan total potensial di sekeliling rangkaian dalam keadaan tunak adalah nol
(f) Sebuah elektron bergerak dalam rangkaian sederhana berupa sebuah baterai yang dihubungkan dengan sebuah hambatan. Ketika elektron tersebut bergerak melewati hambatan, energi potensialnya bertambah dan ketika bergerak di dalam baterai energi potensialnya berkurang
2. Sebuah kawat dialiri arus konstan 2,0 A. (a) Berapa banyak muatan yang mengalir selama 5 menit? (b) Berapa banyak elektron yang mengalir dalam waktu tersebut?
3. Sebuah kawat sepanjang 10 m beresistansi 0,2 Ω dialiri arus 5 A. (a) Berapakah beda potensial pada kawat? (b) Berapakah besar medan listrik dalam kawat?
4. Beda potensial 100 V menghasilkan arus 3 A dalam suatu resistor. (a) Berapakah resistansinya? (b) berapakah arusnya ketika beda potensialnya 25 V?
5. Kawat tembaga dan kawat besi yang panjang dan diameternya sama dialiri arus I yang sama. (a) Tentukan tegangan jatuh pada masing-masing kawat dan perbandingan tegangan jatuh ini. (b) Dalam kawat yang mana medan listriknya lebih besar?
6. Sebuah batang karbon memiliki panjang 3 cm dan penampang lintang bujursangkar dengan sisi-sisi 0,5 cm. Beda potensial 8,4 V diberikan sepanjang batang. (a) Berapakah resistansi pada batang tersebut? (b) Berapakah arus dalam resistor ini?
7. Sebuah batang tungsten memiliki panjang 50 cm dan penampang lintang bujursangkar dengan sisi-sisi 1 mm. (a) berapakah resistansinya pada suhu 20°C? Berapakah resistansinya pada suhu 40°C?
8. Berapakah daya yang didisipasikan dalam sebuah resistor 10,0 Ω jika diberi beda potensial sebesar 50 V?.
9. Resistor karbon 10kΩ yang digunakan dalam rangkaian elektronik dibatasi pada daya 0,25 W. (a) Berapakah arus maksimum yang mampu dibawa resistor? (b) Berapa tegangan tegangan maksimum yang dapat dikenakan padanya?
10. Pemanas 1 kW dirancang untuk beroperasi ada tegangan 240 V. (a) Berapakah resistansi dan berapakah arus yang melaluinya. (b) Berapakah daya yang didisipasikan dalam resistor ini jika beoperasi pada tegangan 120 V?
11. (a) Berapakah resistansi ekivalen antara titik a dan b dalam gambar berikut ini?. Jika tegangan jatuh antara titik a dan b adalah 12 V, berapakah arus pada masing-masing resistor? 3 Ω 5 Ω 4 Ω a b • •
12. Soal yang sama dengan no. 11 di atas untuk rangkaian seperti di bawah ini.
13. Enam buah hambatan disusun seperti gambar di bawah ini. Tentukan:
a. kuat arus yang keluar dari sumber
b. kuat arus yang melewati hambatan 100 Ω
c. beda potensial antara titik A dan C
14. Pada rangkaian seperti gambar di samping ini, jika R1 = 4Ω, R2 = 6Ω, dan R3 = 8Ω, tentukan arus yang melalui masing-masing resistor.
Tugas no. 1, 6, 7, 10, 13 dan 14 120Ω 60Ω 60Ω 100Ω 90Ω 120Ω 6 V A C 12 Ω 6 Ω a b • • 6 Ω 6 Ω 6 Ω R1R3R212V 18
KUMPULAN SOAL .
SUHU DAN KALOR
1. Dalam ruang yang dingin, bagian atas meja logam atau meja marmer terasa jauh lebih dingin bila disentuh dibandingkan permukaan kayu meskipun suhu keduanya sama. Jelaskan mengapa hal ini terjadi!
2. Mekanisme transfer panas yang mana yang penting dalam
(a)transfer energi dari matahari ke bumi?
(b)efek pemanasan api dalam tungku api
(c)proses pendinginan ruangan dengan memakai ac
(d)proses mengalirnya panas melalui jendela kaca dari ruangan yang panas ke luar
3. Pada tempat-tempat yang tinggi seperti di pegunungan, memasak sesuatu di dalam air mendidih membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan di permukaan laut. Jelaskan!
4. Benar atau salah. Jika pernyataan benar jelaskan mengapa benar. Jika salah berikan contoh penyanggah.
(a) Dua benda yang saling setimbang termal haruslah setimbang termal dengan benda ketiga
(b) Semua bahan memuai jika dipanaskan
(c) Semua termometer memberikan hasil yang sama bila mengukur suhu suatu sistem tertentu
(d) Jika terkena pada kulit, 1 gram uap 100oC akan menimbulkan luka bakar yang lebih parah dibandingkan 1 gram air mendidih 100oC
(e) Selama perubahan fasa, suhu suatu zat tetap konstan
(f) Laju konduksi energi termis sebanding dengan beda suhu
(g) Laju radiasi energi sebuah benda adalah sebanding dengan kuadrat suhu mutlak
5. Kentang yang dibungkus kertas alumunium dipanggang dalam oven; kentang dikeluarkan dan kertas alumunium dilepas. Kertas menjadi dingin lebih cepat dibandingkan kentang. Jelaskan mengapa demikian!
6. Konversikan suhu-suhu pada tabel berikut
No. oC oR oF K
A 80
B 60
C 95
D 293
maaf, ini ada sama kumpulan jawabannya ga?
maaf, ada link yang bahas jawabannya ga?