Bank Soal dan Pembahasan Fisika

SOAL DAN PEMBAHASAN

1. Benda dijatuhkan dari pesawat terbang yang sedang melaju horizontal 720 km/jam dari ketinggian 490 m, benda akan jatuh pada jarak horizontal sejauh ... m

Diketahui :

V = 720 km/jam = 200 m/s

g= 9,8 m/s²

Ditanya : x....?

Jawab :

X = v

            Modifikasi

            Benda dijatuhkan dari pesawat terbang yang sedang melaju horizontal 360 km/jam dari ketinggian 490 m, benda akan jatuh pada jarak horizontal sejauh ... m

Diketahui :

V = 360 km/jam = 100 m/s

g= 9,8 m/s²

Ditanya : x....?

Jawab :

X = v

2. .Sebuah silinder pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni bidang miring yang tingginya 15 m, kelajuan linier silinder ketika tiba di kaki bidang miring adalah...m/s (g=9,8 m/s²)

Diketahui :

h= 15m

g= 9,8 m/s²

Ditanya : v...?

Benda yang mengelinding pada bidang miring saat di dasar :

I = 2/5 mR²

K= 0,4

 = 14,5 m/s

Modifikasi :

 Sebuah silinder pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni bidang miring yang tingginya 10 m, kelajuan linier silinder ketika tiba di kaki bidang miring adalah...m/s (g=9,8 m/s²)

Diketahui :

h= 10m

g= 9,8 m/s²

Ditanya : v...?

Benda yang mengelinding pada bidang miring saat di dasar :

I = 2/5 mR²

K= 0,4

 = 104 m/s

      3.Mengapa ketika kita memacu mobil dengan kencang dan menginjak rem, mobil tidak langsung berhenti?

Pembahasan : karena kecepatan awal benda harus diperhitungkan, jadi untuk berhenti setelah melakukan perlambatan (menginjak rem) dengan perlambatan tertentu memerlukan waktu tertentu sehingga kecepatan akhir menjadi nol.

Ø  Usaha dan energi

 4. Sebuah balok dengan massa 50 kg di atas lantai diangkat sampai ketinggian 8 m. Jika g = 10 m/s², maka tentukan besarnya usaha yang dilakukan pada balok tersebut!

Diketahui : m = 50 kg

g = 10 m/s²

s = 8 m

Ditanyakan : W = ...?

Jawab :

karena diangkat ke atas, maka F = w = m · g

W = F · s

= m · g · s

= 50 · 10· 8

= 4.000 J

Jadi, besarnya usaha yang dilakukan adalah 4.000 J.

      Modofikasi :

. Sebuah balok dengan massa  90 kg di atas lantai diangkat sampai ketinggian 10 m. Jika g = 11 m/s², maka tentukan besarnya usaha yang dilakukan pada balok tersebut!

Diketahui : m = 90 kg

g = 10 m/s²

s = 8 m

Ditanyakan : W = ...?

Jawab :

karena diangkat ke atas, maka F = w = m · g

W = F · s

= m · g · s

= 90 · 11· 10

=  9900 J

Jadi, besarnya usaha yang dilakukan adalah 9900  J.

     5. Misalkan emas dijual berdasarkan beratnya. Dimanakah anda akan membeli di bumi atau di bulan?

Jawab:

 akan membeli dibumi karena lebih berat hal tersebut disebabkan oleh gaya gravitasi di bumi lebih besar dari pada di bulan. Sedabgkan dibulan gravitasinya lebih kecil 6 kali dari bumi sehingga beratnya akan berbeda.

6. Anton yang bermassa 30 kg berdiri di dalam sebuah lift yang bergerak dengan percepatan 3 m/s². Jika gravitasi bumi 10 ms^-2, maka tentukan berat Oneng saat lift bergerak ke atas dipercepat dan bergerak ke bawah dipercepat!

Diketahui : a. m = 30 kg

b. g = 10 ms^-2

b. w = …? (lift bergerak ke bawah)

Jawab :

  Lift bergerak ke bawah

w = N = mg – m × a

= 30 × 10 – 30 × 3

= 300 – 90

= 210 N

Jadi, berat Anton  saat lift bergerak ke bawah dipercepat adalah 210 N.

Modifikasi:
Anton yang bermassa 30 kg berdiri di dalam sebuah lift yang bergerak dengan percepatan 6 m/s². Jika gravitasi bumi 20 ms^-2, maka tentukan berat Oneng saat lift bergerak ke atas dipercepat dan bergerak ke bawah dipercepat!

Diketahui : a. m = 30 kg

b. g = 20  ms^-2

b. w = …? (lift bergerak ke bawah)

Jawab :

  Lift bergerak ke bawah

w = N = mg – m × a

= 30 × 20 – 30 × 6

= 600 – 180

= 420 N

Jadi, berat Anton  saat lift bergerak ke bawah dipercepat adalah 420 N.

Ø  Usaha dan energi

7. Apakah bumi melakukan kerja pada bulan?kita ketahui bersama bahwa bulan berputar mengelilingi bumi pada orbit yang berbentuk lingkaran!

Jawab:

gaya gravitasi pada bulan bekerja terhadap bumi, ke arah dalam sepanjang lingkaran,dengan arah yang sama dengan kecepatannya, tegak lurus terhadap radius dan tegak lurus terhadap gaya gravitasi. Dengan demikian sudut antara gaay dan perpindahan bulan sesaat adaalah 90^o. Dengan demikian kerja yang dilakukan oleh gravitasi adalah nol (karena cos 90^o=0)

8. Sebuah benda ditembakan miring ke atas dengan sudut elevasi 60^o dan dengan       energi kinetik 400 J. Jika g = 10 m/s², maka energi kinetik benda pada saat mencapai titik tertinggi adalah...

Diketahui :

Θ = 60^o

Ek_o = 400 J

g= 10 m/s²

Ditanya : Ek... ?

Jawab :

Energi kinetik benda saat di titik tertinggi

Ek = Ekawal . cos²θ = 400 (0,5)² = 100 J

Modifikasi:

Sebuah benda ditembakan miring ke atas dengan sudut elevasi 30^o dan dengan energi kinetik 400 J. Jika g = 10 m/s², maka energi kinetik benda pada saat mencapai titik tertinggi adalah...

Diketahui :

Θ = 30^o

Ek_o = 400 J

g= 10 m/s²

Ditanya : Ek... ?

Jawab :

Energi kinetik benda saat di titik tertinggi

Ek = Ekawal . cos²θ = 400 (0,5)³ = 300 J

            9. Pada saat bola yang ditendang penjaga gawang dengan sudut mencapai titik tertinggi, kecepatan bola adalah nol.

Jawab :

Pada saat mencapai titik tertinggi energi potensialnya maksimal.

Dipuncak v tidak nol tetapi v = v_o cos θ dan Ep maksimum

10. .jika debit air sungai yang melewati sebuah bendungan dengan luas penampang 500  adalah 900 /s , tentukan kecepatan aliran air sungai yang melewati bendungan tersebut ?

Pembahasan :

Q =

V =  

Kecepatan aliran sungai yang dimaksud adalah ?

V =  = 18 m/s .

Modifikasi:

jika debit air sungai yang melewati sebuah bendungan dengan luas penampang 400  adalah 800 /s , tentukan kecepatan aliran air sungai yang melewati bendungan tersebut ?

Pembahasan :

Q =

V =  

Kecepatan aliran sungai yang dimaksud adalah ?

V =  = 2 m/s .

11. Dikamar tidur ku yang lama terdapat lantai keramik ,yang setiap terahir  memiliki ukuran 38 cm X 38 cm , berapakah luas kos ku jika terdapat 16 keramik ?

Pembahasan:

38 cm = 0.38 m

Luas = P L

         =(0.38) (8)  (0.38) (8)

         = 3.04 3.04

         = 9.2416 meter

Modifikasi:

Diruang tamu  ku yang baru terdapat lantai keramik ,yang setiap terahir  memiliki ukuran 38 cm X 38 cm , berapakah luas kos ku jika terdapat 6 keramik ?

Pembahasan:

38 cm = 0.38 m

Luas = P L

         =(0.38) (3)  (0.38) (3)

         = 1.14

         =12996 meter

Ø  Dinamika

    12. Mengapa ketika ban kendaraan kita sudah gundul (tidak bergerigi), kecepatan kendaraan tidak secepat waktu ban masih radial(bergerigi)?

Jawab: salah satu penyebab kendaraan bergerak itu karena ban, tentunya permukaan ban sangat berpengaruh. Ingat kemballi hukum III Newton bahwa F_aksi=-F_reaksi nah pada ban pun bekerja dengan hukum III Newton. Saat ban memberikan gaya pada jalan ke arah belakang maka jalan akan memberikan gaya kedepan yang besarnya sama, jadi ketika ban dalam keadaan gundul (tidak bergerigi) gaya yang diberiakan ban menjadi lebih kecil. Dibandingkan dengan ban yang masih bergerigi, sehingga dapat mempengaruhi keceaptan.

13. Dua kapasitor masing-masing 15 F dan 8 F yang dihubungkan secara paralel memiliki energi sebesar 500 j.tegangan listrik yang dialirkan kerangkaian tersebut sebesar ?

Pembahasan:
Q = CV

V =  

    =  =     =  21.7 V

Modifikasi:

Dua kapasitor masing-masing 25 F dan 8 F yang dihubungkan secara paralel memiliki energi sebesar 600 j.tegangan listrik yang dialirkan kerangkaian tersebut sebesar ?

Pembahasan:
Q = CV

V =  

    =  =     =  18.8 V

14. Ketika kita menendang bola melambung kedepan bola tersebut melengkung mengapa demikian?

Jawab:

ketika sebuah benda diarahkan ke sudut atas, bola tersebut akan memiliki kecepatan kedepan dan keatas. Adapun ketika ke atas benda tersebut berlawanan dengan gaya gravitasi sehingga kecepatannya terus berkurang sampai pada ketinggian maksimum dengan kecepatan ke atas menjadi nol sedangkan kecepatan kedepan tetap konstan. Sehingga bola tersebut bergerak turun tertarik gaya gravitasi hingga sampai ke tanah. Dengan begitu lintasannya menjadi melengkung.

15. Linda yang bermassa 30 kg berdiri di dalam sebuah lift yang bergerak dengan percepatan 3 m/s². Jika gravitasi bumi 10 ms^-2, maka tentukan berat Oneng saat lift bergerak ke atas dipercepat dan bergerak ke bawah dipercepat!

Diketahui : a. m = 30 kg

b. g = 10 ms^-2

Ditanyakan: a. w = …? (lift bergerak ke atas)

Jawab:

 Lift bergerak ke atas

w = N = mg + m × a

= 30 × 10 + 30 ×3

= 300 + 90

= 390 N

Modifikasi:

Linda  yang bermassa 30 kg berdiri di dalam sebuah lift yang bergerak dengan percepatan 5 m/s². Jika gravitasi bumi 10 ms^-2, maka tentukan berat Oneng saat lift bergerak ke atas dipercepat dan bergerak ke bawah dipercepat!

Diketahui : a. m = 30 kg

b. g = 10 ms^-2

Ditanyakan: a. w = …? (lift bergerak ke atas)

Jawab:

 Lift bergerak ke atas

w = N = mg + m × a

= 30 × 10 + 30 ×5

= 300 + 150

= 450 N

16. Mengapa pada saat kelapa jatuh ke tanah, tanahnya menjadi berlubang. Mengapa terjadi demikian?

Jawab:

 hal tersebut dapat terjadi karena adanaya kekekalan energi mekanik. Ketika kelapa berada di atas energi potensialnya maksimum tetapi energi kinetiknya nol. Namun ketika kelapa jatuh dan sampai ke bawah energi potensialnya menjadi nol tetapi energi kinetiknya maksimum. Adapun tanah berlubang karena akibat adanya energi tersebut.

 Ø  Fluida  

17. Mengapa pada dongkrak hidrolik satu penampangnya dibuat kecil dan yang satunya sangat besar?

Jawab:

 perlu diingat bahawa pada tekanan fluida pada ruang tertutup besarnya sama. Hal tersebut juga sama seperti pada setiap penampang dongkrak hidrolik baik yang besar maupun yang kecil tekanannya sama. Adapun luas penampangnya dibuat kecil dan yang satunya beasar agar pada luas penampang yang kecil gaya yang dibutuhkannya kecil sehingga dengan gaya yang kecil dapat mengangkat beban yang berat pada penampang besar. Sehingga dapat mempermudah pekerjaan karena dengan gaya yang sangat kecil dapat menghasilkan gaya yang sangat besar.

18.Bagaimanakah kapal selam yang terbuat dari besi bisa mengapung, melayang dan tenggelam?

Jawab: kapal selam yang terbuat dari besi dapat melayang, mengapung dan tenggelam. Menggunakan konsep masa jenis dan gaya apung. Karena benda akan mengapung apabila gaya apung = gaya berat benda tercelup sebagian dan massa jenis benda lebih kecil dari air laut. benda akan melayang apabila gaya apung = gaya berat benda tercelup dan massa jenis benda sama dengan massa jenis air laut dari air laut. benda akan tenggelam apabila gaya apung kurang darai gaya berat benda tercelup dan massa jenis benda lebih besar  dari air laut. Hal tersebut pula yang dimanfaatkan oleh kapal selam, yaitu pada kapal selam terdapat ruang yang dapat di isi atau membuang untuk mengatur gaya apung dan massa jenis kapal tersebut.

19. Ø  Suhu dan Kalor

Mengapa pada sendok pengorengan(susuk) pada ujungnya terbuat dari plastik?

Jawab:

karena pada sendok tersebut ternuat dari alumunium sehingga konduktor penghantar panasa yang paling baik sehingga untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi diujung peganganya dilapisi oleh bahan plastik yang merupakan isolator.

20. Mengapa pakaian yang berbulu lebat menjaga kehangatan tubuh kita?

Jawab:

 sifat isolasi dari pakaian bersumber dari sifat isolasi udara.karena udara yang dekat kulit kita akan menjadi hangat dan akan digantiakn lagi oleh udara dingin disekitarnya akan terus seperti itu. Makanya dengan pakaian yang berbulu udara yang merupakan isolator yang baik tidak dapat bergerak bebas karena udara terkurung oleh pakaian. Bulu-bulu pada pakaian akan mengembang dan mengurung udara yang banyak.

21. Ø  Optik

 Mengapa pada saat mati lampu kita tidak bida melihat apa-apa?

Jawab:

 karena mata itu membutuhkan cahaya. Lebih tepatnya mata itu melihat menangkap pantulan cahaya dari bendanya, sehingga pada saat lampu mati tidak dapat melihat apa-apa karena benda-benda tidak memantulkan cahaya.

22. Mengapa pada penderita rabun jauh dibantu dengan lensa cekung?

Jawab:

 pada penderita rabun jauh tidak bisa melihat benda yang jauh karena bayangan terletak didepan retina sehingga  dapat terbaca oleh retina. Sehingga dengan bantuan cermin cekung yang memiliki sifat memancaarkan cahaya akan dapat meneruskan pantulan benda tepat diretina.

23. Ø  Gelombang

   Mengapa kelelawar dapat terbang malam tanpa menabrak?

Jawab:

 kelelawar mengeluarkan bunyi ultrasonik teratur melalui mulut dan hidungnya, gelombang bunyi ini bergema (dipantulkan) kembali memberikan gambaran benda-benda disekitar kelelawar.jadi kelelawar dapat terbang pada malam hari tanpa menabrak karena suara yang dipantulkan oleh benda-benda dan ditangkap oleh telinganya sehingga mengetahui keadaan sekitar.

24. Mengapa sebuah gitar yang menginginkan setelan nada tinggi bisa dengan memutar atau mengatur senar atau dengan menekannya?

Jawab:

pada dasarnya senar yang bergetar menghasilkan bunyi. Bunyi tersebut merupakan gelombang yang merambat. Adapun untuk meninggikan nada gitar tersebut dengan ditekan atau diputar pengaturan senarnya. Sebetulnya upaya tersebut dilakukan untuk meninggikan frekuensi, semakin tinggi frekuensi maka nadanya menjadi lebih tinggi.

25. Ø  Magnet

  Apakah setiap partikel bermuatan listrik yang bergerak melalui suatu daerah medan magnetik selalu mengalami gaya?

Jawab:

 tidak selalu, tergantung terhadap jenis bendanya apakah termasuk bahan penghantar .

26. Bagaima motor listrik dapat berputar?

Jawab:

motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi putaran. yaitu dengan cara ketiaka arus dialirkan maka kumparanyang berada didalam dengan magnet. Yang diakibatkan oleh medan magnet yang hingga membuat motor berputar.

27. Ø  Rotasi Benda Tegar

      Haruskah sebuah benda yang berotasi mempunyai momen inersia yang tidak nol?

Jawab:

Tidak, sama halnya seperti sebuah benda tidak perlu bergerak agar mempunyai massa.

28. Jelaskan mengapa dengan mengubah sumbu rotasi suatu benda momen inersianya berubah?

Jawab:

 Momen inersia bergantung kepada distribusi massa terhadap suatu sumbu tertentu. Jika sumbu itu berubah, maka setiap titik.

29. Bagaima motor listrik dapat berputar?

Jawab:

motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi putaran. yaitu dengan cara ketiaka arus dialirkan maka kumparanyang berada didalam dengan magnet. Yang diakibatkan oleh medan magnet yang hingga membuat motor berputar.

30 . Dua pegas di susun paralel digantungkan bebab 3kg konstanta ke dua pegas 200N/m, 100N/m. Hitunglah pertambahan panjang pegas? penyelesaian:
F = m . g

F = 3.10

F = 30N     

-mencari k total

100 + 200 = 300

Δx = F : k

Δx = 30 : 300 = 0,1 m

            Modifikasi:

Dua pegas di susun paralel digantungkan bebab 3kg konstanta ke dua pegas 300N/m, 100N/m. Hitunglah pertambahan panjang pegas? penyelesaian:
F = m . g

F = 3.10

F = 30N     

-mencari k total

100 + 300 = 400

Δx = F : k

Δx = 30 : 400 = 0,075 m

KOREKSI :

Menurut kami soal nya cukup baik karena terdapat banyak materi , tetapi terlalu banyak soal konsepnya .
terimakasih... :) 

pengoreksi :

                 

           ajeng dewanti                                             Ayu Novalinda