UJIAN TENGAH SEMESTER FISIKA DASAR

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:

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

           =79
c. 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