FISIKA DASAR
Jurusan MIPA
Prodi Pendidikan Matematika
Universitas Jambi
Oleh
ADIBA ASYURA FELIA
A1C219041
R-001
Dosen Pengampu
Nova Susanti, S.Pd., M.Si
1.Sebuah benda A massa 3kg terletak
pada bidang miring ditarik dengan gaya sebesar 4 N, jika benda B bermassa 4kg
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 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:
Jawab:
A.
t=2s, a = Δv/Δt
a =
20-0 / 2-0 = 10 m/s²
t=4s, a = 20-0/ 4-0 = 5m/s²
t=8s, a= 20-0/8-0. = 2,5 m/s²
t=
10s, a= 20-(-10)/10=3 m/s²
B.
a = 10m/s²
=> -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 5kg dengan kecepatan 3m/s bertumbukan dengan benda yang bermassa 10kg 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:
Diketahui : m1=
5 kg
v1=3m/s
m2=
10kg
v2= 2m/s
v’2= 4m/s
Ditanya : a. V’1…..?
b. Ek total….?
Penyelesaian :
a. m1v1+m2v2=
m1v’1+m2v’2
(5*3)+(10*2)=5v’1+(10*4)
15+20 =5v’1+40
5v’₁=
-5
V’1=
-5/5
V’1 =-1m/s
b.
Ek’1 = 1/2m(v’₁)²
=1/2(5)(1)
= 2,5J
Ek’2= 1/2m(v’₂)²
=1/2(10)(16)
= 80J
Ek total= Ek’1+ Ek’2= 2,5+ 80 =82,5 J
4. A. Vektor
A : 3i + j -3k
Vektor
B : 2i -5j + 2k
Vektor
C : -i + 2j -6k
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
-6k)
= i - 3j - 4k
A .( B + C) = A. (i - 3j - 4k)
(3i + j -3k) . (i - 3j - 4k) =
(3.1) + (1.-3) + (-3.-4)
= 3 – 3 + 12 = 12
c. A x (B + C)
B + C = (2i -5j + 2k) + (-i + 2j
-6k)
= i -
3j - 4k
A x (B + C) = A x (i - 3j - 4k)
= (3i + j -3k) x
(i - 3j - 4k)
=
( -4-9)i – (-12- (-3))j + (-9-1)k
=
- 13i + 9j – 10k
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:
Diketahui : a = 37°
Mb = 2 kg (kecepatan konstan) Gesekan kinetis = 0,2
F
= m.a
= 2. 10
= 20 N
W
= F. Cos a . s
= 20.cos 37°.20
= 400.0,8
= 320 Joule
1 6. Sebuah benda bergerak sepanjang
garis lurus dengan persamaan geraknya
X = 16t2
+ 6t+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 persamaan umum percepatan
seketika pada setiap saat
f. Bilamanakah percepatan seketika sama
dengan nol
g. Gambarkan grafik – grafik x, v dan a
masing – masing sebagai fungsi waktu
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:
a.
X =16(2)2+6(2)+3
= 16(4)+12+3
=79c. Kecepatan pada saat 0<t<2
V = 32t + 6
= 32(1)+ 6
=32+6
=38
m/s²
f. Ketika
t=0
V = 32t + 6
=
32(0) +6
V = 6
m/s²
1 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:
Diketahui
:m= 2,5KG/S
a= 25m/s
Ditanya
: perubahan momentum…?
Penyelesaian:
F= ma= 2,5 * 25= 62,5 N
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:
Diketahui:
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 = ............?
Penyelesaian
:
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
Jadi,
balok akan terpental ke atas hingga ketinggian maksimum 0,48 m atau 4,8 cm
