UTS Fisika Dasar

 Di susun Oleh :

  Ana barokatin annisa

 A1C219017

Dosen Pengampu:

Nova Susanti,S.Pd.,M.Si

Fakultas keguruan dan ilmu pendidikan

Program studi Pendidikan Matematika

Universitas Jambi

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 ?

Jawaban:

2. Pada gerak suatu partikel sepanjang garis lurus, grafik kecepatan v terhadap waktu t dapat dilihat dari gambar berikut ini :

Jawaban:
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 ?

Jawaban:
Diketahui :
m1= 5 kg
 v1=3m/s
m2= 10kg
 v2= 2m/s
 v’2= 4m/s
Ditanya :
 a. V’1…..?
 b. Ektotal….?
Maka :
a. m1v1+m2v2   = m1v'1+m2v'2
   (5 x 3)+(10 x 2)=5v'1+(10 x 4)
                   15+20=5v'1+40
                      5v'1=35-40
                      5v'1= -5
                        V'1= -5/5
                        V'1=-1m/s
  b. Ek'1= 1/2mv'12
              =1/2(5)(1) 2
              = 2,5J
      Ek’2= 1/2mv'2²
              =1/2(10)(4)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

Jawaban:
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

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

Jawaban:
Diketahui : a = 37°
                 Mb = 2 kg (kecepatan konstan) Gesekan kinetis = 0,2

Ditanya: usaha?
F = m x a
   = 2 x 10
   = 20 N

W = F x Cos a x s
    = 20 x cos 37° x 20
    = 400 x 0,8
    = 320 Joule



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

Jawaban:

Diketahui:
 x=16 t2+6t+3

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
   =6 m/s²

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 ?

Jawaban:
Diketahui:
m:2,5 kg/s
v : 25m/s
t  : 1 s

Ditanya: F....?

F= m x a
  =m x v/t
  = 2,5 x 25/1
  =2,5 x 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 ?

Jawaban:

Diketahui:
Mp = 21 gr = 0,021 kg
mb = 1,4 kg
vp  = 210 m/s
vb  = 0 m/s
g    = 10 m/s²
H maks = ............?

Penyelesaian :

Ketika peluru menumbuk balok, maka gunakan Hukum Kekekalan Momentum
mp x vp + mb x vb      = (mp + mb) v'
(0,021 x 210) + (2 x 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 naik ke atas hingga ketinggian maksimum 0,48 m atau 4,8 cm