UTS FISIKA DASAR

UJIAN TENGAH SEMESTER

MATA KULIAH         : FISIKA DASAR

SKS                             : 3

NAMA    : FATHURRAHMAN AZHARI PUTRA

NIM        : A1C219005 

Petunjuk         : Bacalah soal dengan teliti, jawablah dengan terstruktur dan tepat

Pertanyaan     :

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 ?

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

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 ?

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

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

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 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

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 ?

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

1. Diketahui     :           mA= 3kg        fA=4N

                                    mB=4kg          

Ditanya:         a. percepatan masing-masing…..?

                         b. tengangan tali kinetik=0,1….?

Jawab :

. Diketahui     :           mA= 3kg        fA=4N

                                    mB=4kg          

Ditanya:         a. percepatan masing-masing…..?

                         b. tengangan tali kinetik=0,1….?

Jawab :

 

2. 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. Diketahui   : m1= 5 kg        v1=3m/s

                        m2= 10kg        v2= 2m/s       v’2= 4m/s

Ditanya           :  a. V’1…..?

                          b.  Ektotal….?

Jawab             : 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= 1/2mv’1²

                                    =1/2(5)(1)

                                    = 2,5J

                        .

.                            Ek’2= 1/2mv’22

                                    =1/2(10)(4) 2

                                    =1/2(10)(16)

                                    = 80J

                        Ektot= Ek’1+ Ek’2= 2,5+ 80= 82,5 J

4.  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.Dimesi

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. Diketahui : a = 37°

                Mb = 2 kg (kecepatan konstan) Gesekan kinetis =  0,2

Ditanya: usaha…?

Jawab:

.

 F = m.a

  = 2. 10

= 20 N

W = F. Cos a . s

    = 20.cos 37°.20

    = 400.0,8

    = 320 Joule

6. x=16 t2+6t+3

a.         X         =16(2)2+6(2)+3

                        = 16(4)+12+3

                        =79m

f. Ketika t=0

 V= 32t + 6

   = 32(0) +6

   =6 m/s²

 

7. Diket          :m= 2,5KG/S

                        a= 25m/s

 Ditanya         : Perubhan momentum…?

Jawab : F= ma= (2,5 )( 25)=  62,5 N

8. 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..........?

Dijawwab :

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