1 kg latihan lebih bernilai daripada 1 ton omongan

1. Perhatikan tabel berikut! Waktu Posisi (m) 0 0,0 1 2,5 2 5,0 3 7,5 4 10,0 5 12,5

Tabel di atas menunjukkan posisi benda yang bergerak lurus. Kecepatan rata-rata benda dalam 3 s pertama adalah ... A. 1,0 m/s D. 7,5 m/s B. 2,5 m/s E. 12,5 m/s C. 5,0 m/s JAWAB ~B~ 𝑣̅ =∆𝑆 ∆𝑡= 7,5 − 0 3 − 0 = 2,5 m/s

2. Sebuah balok bermassa 2,0 kg bergerak pada sebuah bidang datar licin dengan kecepatan 1,0 m/s. Selanjutnya, balok menuruni sebuah bidang miring dengan kemiringan 30 ° dan mengalami gaya gesek sebesar 7 N. Setelah sampai di dasar bidang miring, balok meluncur pada bidang datar licin pada kecepatan 2,0 m/s. Jika percepatan gravitasi tempat tersebut 10 m/s2_{, kedua bidang datar}

berbeda ketinggian ... A. 0,1 m D. 0,4 m B. 0,2 m E. 0,5 m C. 0,3 m

JAWAB ~E~

Hukum Newton-II memberikan 𝑚𝑔 sin 30 − 𝑓𝑔= 𝑚. 𝑎

2 ∙ 10 ∙ 0,5 − 7 = 2 ∙ 𝑎 𝑎 = 1,5 m/s2

Saat di lantai miring kasar, GLBB memberikan

𝑣2= 𝑣02+ 2 ∙ 𝑎 ∙ 𝑆 22_{= 1}2_{+ 2 ∙ 1,5 ∙ 𝑆}

𝑆 = 1 m

Aturan trigonometri memberikan

𝐻 = 𝑆 ∙ sin 30 = 1 ∙ 0,5 = 0,5 m 3. Dua buah balok bermassa 𝑚1= 1 kg

dan 𝑚2= 2 kg saling berhubungan dengan seutas tali yang bergerak tanpa slip melalui sebuah katrol dengan momen inersia 0,01 kg.m2_{. Jika}

balok bergerak dengan percepatan linier 2,5 m/s2 _{dan percepatan}

gravitasi 10 m/s2_{, jari-jari katrol}

adalah ...

A. 2 cm D. 9 cm B. 6 cm E. 10 cm C. 8 cm

JAWAB ~E~

Perhatikan gambar berikut

Σ𝐹1= 𝑚1𝑎 𝑇1− 𝑚1𝑔 = 𝑚1𝑎 𝑇1− 1 ∙ 10 = 1 ∙ 2,5 𝑇1= 12,5 N Tinjau benda-2 Σ𝐹2= 𝑚2𝑎 𝑚2𝑔 − 𝑇2= 𝑚2𝑎 2 ∙ 10 − 𝑇2= 2 ∙ 2,5 𝑇2= 15 N Tinjau Katrol Σ𝜏 = 𝐼𝛼 (𝑇2− 𝑇1)𝑅 = 𝐼 ( 𝑎 𝑅) (15 − 12,5)𝑅 = 0,01 (2,5 𝑅) 𝑅 = 0,1 m = 10 cm 4. Sebuah bola pejal tenggelam ke dasar

laut sehingga jari-jarinya berubah menjadi 𝑟 akibat perubahan tekanan delta 𝑃. Kika modulus bola sebesar 𝐵, volume bola mula-mula adalah ... A. 4𝜋𝑟 3 3(1−_Δ𝑃𝐵) D. − 4𝜋𝑟3𝐵 3Δ𝑃 B. 4𝜋𝑟 3 3(1−Δ𝑃 𝐵) E. −4𝜋𝑟_3𝐵3Δ𝑃 C. 4𝜋𝑟3(1−𝐵 Δ𝑃) 3 JAWAB ~B~ Δ𝑃 = 𝐵 ∙∆𝑉 𝑉 Δ𝑃 = 𝐵 ∙(𝑉𝑎𝑤𝑎𝑙− 𝑉𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟) 𝑉 Δ𝑃 = 𝐵 (𝑉 − 4 3𝜋𝑟3 𝑉 )

Otak-otik otak-otik maka ketemu 𝑉 = 4𝜋𝑟

3 3 (1 −Δ𝑃_𝐵)

5. Sebuah wadah berbentuk seperti gambar.

Wadah berisi suatu cairan. Ketika ujung atas pipa B ditiup mendatar dengan kelajuan 20 m/s, tinggi kolom cairan pada pipa A sama dengan ℎ𝐴 dan tinggi kolom cairan pada pipa B sama dengan ℎ𝐵 dengan ℎ𝐴− ℎ𝐵 = ℎ cm. Keduanya diukur dari garis 𝐼. Jika rapatan massa udara 1,23 kg/m3 _dan

percepatan gravitasi 10 m/s2_{, rapat}

massa cairan adalah ... kg/m3

A. 3075 ℎ D. −2460 ℎ B. 2460 ℎ E. −3690 ℎ C. −1230 ℎ JAWAB ~B~ 𝑃𝐴+ 1 2𝜌𝐴𝑣𝐴 2_{+ 𝜌} 𝐴𝑔ℎ𝐴= 𝑃𝐵+ 1 2𝜌𝐵𝑣𝐵 2_{+ 𝜌} 𝐵𝑔ℎ𝐵 𝜌𝐴𝑔ℎ𝐴= 1 2𝜌𝐵𝑣𝐵 2_{+ 𝜌} 𝐵𝑔ℎ𝐵 𝜌𝑔ℎ𝐴= 1 2∙ 1,23 ∙ 20 2_{+ 𝜌𝑔ℎ} 𝐵 Otak-otik otak-otik maka ketemu 𝜌 =2460

ℎ

6. sebuah bejana berhubungan pipa 𝑈 diisi dua buah cairan dengan massa jenis yang berbeda yaitu 𝐴 dan 𝐵.

Jika massa jenis cairan 𝐴 adalah 1000 kali lipat dari massa jenis udara dan setengah kali dari massa jenis caian 𝐵. Saat ujung pipa terbuka 𝐵 ditiup mendatar dengan laju udara 𝑣 menyebabkan ketinggian kolom cairan seperti gambar. Jika ℎ𝑎− 2 ℎ𝑏 = ℎ cm. Besar 𝑣 sebesar…. m/s A. 100√ℎ D. 200√−ℎ B. 200√−2ℎ E. 10√−2ℎ C. 100√−2ℎ JAWAB ~B~ 𝑃𝐴 = 𝑃𝐵 𝑃0𝐴+ 𝜌𝑔ℎ𝐴+ 1 2. 𝜌𝜈𝐴 2_{+= 𝑃} 0𝐵+ 𝜌𝑔ℎ𝐵+ 1 2. 𝜌𝜈𝐵 2 10000𝜌. ℎ𝐴+ 1 2 . 𝜌 . 𝑣𝐴 2 _{+ = 20000𝜌. ℎ} 𝐵 1 2𝑣 2_{= 20000ℎ} 𝐵 − 10000ℎ𝐴 1 2𝑣 2_{= 10000.2ℎ} 𝐵 − 10000ℎ𝐴 1 2 𝑣 2_{= −10000 (ℎ} 𝐴 − 2ℎ𝐵) 1 2 𝑣 2 _{= − 10000 ℎ} 𝑣2_{= −20000ℎ} 𝑣 = 100√−2ℎ

7. Seorang pendengan sebut saja O berada di tengah diantara dua sumber bunyi yaitu P dan Q yang berada pada suatu garis lurus sumbu x, P berada disebelah kiri O dan Q berada disebelah kanan P. Saat diam P dan Q menghasilkan bunyi yang sama yaitu

sebesar 𝑓. Jika kemudian P bergerak kekiri dengan kelajuan konstan sebesar 0,25 𝑣𝑜 dan Q bergerak ke kanan dengan kelajuan 𝑞𝑣𝑜. menurut O terjadi layangan bunyi sebesar 2/15 f, jika 𝑣𝑜 adalah cepat rambat bunyi di udara maka kecepatan Q sebesar…. m/s A. 0,1 D. 0,4 B. 0,2 E. 0,5 C. 0,3 JAWAB ~E~ 𝑓𝐿= 𝑓𝑃− 𝑓𝑄 2 15𝑓 = 𝑣0 (𝑣0+ 𝑣𝑃) 𝑓 − 𝑣0 (𝑣0+ 𝑣𝑄) 𝑓 2 15= 𝑣0 (𝑣0+ 025𝑣0) − 𝑣0 (𝑣0+ 𝑞𝑣0) 𝑞 = 0,5 m/s

8. gas ditomik sebanyk 𝑛 mol mengalami poses temodinamika pada tekanan tetap 𝑏 Pa dari keadaan 1 ke keadaan 2, dengan volume 𝑉1= 𝑎 m3 dan 𝑉2= 4 𝑉1. dalam proses tersebut, gas menyerap kalor sebesar .... J

A. 10,5 𝑎𝑏 D. 12 𝑎𝑏 B. 11 𝑎𝑏 E. 12,5 𝑎𝑏 C. 11,5 𝑎𝑏 JAWAB ~A~ 𝑄 = ∆𝑈 + 𝑊(isobarik) = 𝑃∆𝑉 +5 2𝑛𝑅𝑇 (𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇) = 𝑃∆𝑉 +5 2𝑃∆𝑉 =7 2𝑃(𝑉2− 𝑉1) =7 2𝑏(4𝑉1− 𝑉1) =7 2𝑏(3𝑉1) = 10,5 𝑎𝑏

9. Sebanyak 𝑛 gas monoatomik dalam wadah yang volumenya tetap mengalami proses termodinamika. Jika gas menyarap kalor sebesar 𝑄 Joule dan terjadi proses perubahan tekanan sebesar 𝑎 Pa. volume wadah tersebut adalah ... m3 A. 2𝑄 3𝑎 D. 3𝑎 2𝑄 B. 3𝑄 2𝑎 E. 4𝑄 5𝑎 C. 2𝑎 3𝑄 JAWAB ~A~ 𝑄 = 𝑊 + 𝛥𝑈 𝑄 = 0 + 3 2. 𝛥𝑃 . 𝑉 𝑄 = 3 2. 𝑎 . 𝑉 𝑉 = 2𝑄 3𝑎

10. Sebuah bandul matematis sederhana dipasang pada langit langit kabin sebuah wahana ruang angkasa. Panjang tali bandul adalah 1 m. pada suatu saat wahana sedang jatuh dari benda angkasa apapun dan dipercepat searah dengan vektor normal pada lantai kabin. jika waktu itu bandul diayun dengan frekuensi 0,48 Hz. Jika tali bandul diganti dengan tali lain dengan panjang 2,25 m. Frekuensi bandul itu setelah diganti adalah ... Hz A. 0,32 D. 0,68 B. 0,42 E. 0,74 C. 0,54 JAWAB ~A~ 𝑓1∶ 𝑓2 = √𝐿2∶ √𝐿1 0,48 ∶ 𝑓2 = √2,25 ∶ √1 0,48 ∶ 𝑓2 = 1,5 ∶ 1 𝑓2 = 0,48 ∶ 1,5 𝑓2 = 0,32 Hz

11. Sebuah partikel bermassa m bergerak dengan kelajuan 0,6𝑐 Momentum linier partikel sama dengan... 𝑚𝑜𝑐. (𝑐 cepat rambat cahaya dalam vakum) A. 0,25 D. 1,00

B. 0,50 E. 1,25 C. 0,75

JAWAB ~C~

𝑣 = 0,6 𝑐 → 𝛾 = 0,8 = 4/5 momentum relativ setelah bergerak 𝑃 = 𝑚. 𝑣 =𝑚𝑜 𝛾 𝑣 = 𝑚₄𝑜 5 𝑣 = 5 4 . 𝑚𝑜 . 0,6 𝑐 = 3 4 . 𝑚𝑜 . 𝑐 = 0,75 𝑚𝑜. 𝑐

12. Pada suatu pecobaan efek foto listik diperoleh nilai ℎ𝑐

𝑒 = 12,4 . 10-7 jm/C dengan ℎ tetapan planck, 𝑐 kelajuan cahaya dalam vakum dan 𝑒 muatan elektron. Energi kinetik maksimum yang mungkin dimiliki elektron yang lepas sama dengan 1,03 eV. ketika percobaan dilakukan dengan foton berpanjang gelombang 400 nm. Penjang gelombang ambang untuk logam target sama dengan .... nm

A. 450 D. 600

B. 500 E. 650 C. 550

JAWAB ~D~ 𝐸𝑘𝑚𝑎𝑘𝑠 = 1,03 eV

Rumus energi kinetik maksimum efek foto listrik 𝐸𝑘𝑚𝑎𝑘𝑠 = ℎ𝑐 ( 1 𝜆− 1 𝜆𝑜 ) 1,03 𝑒 = ℎ𝑐 ( 1 400.10−9− 1 𝜆𝑜 ) 1,03 = ℎ𝑐 𝑒 ( 1 400.10−9− 1 𝜆𝑜 ) 1,03 = 12,4 . 10−7_{(0,25 . 10}7₋ 1 𝜆𝑜 ) 0,083 . 107_{= 0,25 . 10}7₋ 1 𝜆𝑜 −0,167 . 107 _{= −}1 𝜆𝑜 𝜆𝑜 = 599 . 10−9 m = 600 nm 13. muatan titik A berada di 𝑥 = 0 cm dan

muatan titik B berada di 𝑥 = 60 cm. sebuah muatan titik C diletakkan di titik 𝑥 = 12cm. Jika muatan titik A 2 𝜇C dan gaya listrik yang dialami muatan C sama dengan nol, muatan titik B sama dengan ... 𝜇C. A. 4 D. 32 B. 8 E. 64 C. 16 JAWAB ~D~ 𝐹𝐴𝐶= 𝐹𝐵𝐶 𝑘𝑄𝐴𝑄𝐶 𝑅𝐴𝐶2 = 𝑘𝑄𝐵𝑄𝐶 𝑅𝐵𝐶2 𝑄𝐴 . 𝑅𝐵𝐶2 = 𝑄𝐵 . 𝑅𝐴𝐶2 2 . 482_{= 𝑄𝐵 . 12}2 2 . 42_{= 𝑄𝐵 . 1}2 𝑄𝐵= 32 𝜇𝐶

14. Sebuah patikel bermassa 𝑚𝑜. Usaha yang diperlukan agar partike ltersebut memiliki enrgi total 1,5 𝑚𝑜𝑐2 dari keadaan diam adalah .... 𝑚𝑜𝑐2

A. 1,50 D. 0,75 B. 1,25 E. 0,5 C. 1,00 JAWAB ~E~ 𝑊 = 𝐸 – 𝐸𝑜 𝑊 = 1,5 𝑚𝑜𝑐2 – 𝑚𝑜𝑐2 𝑊 = 0,5 𝑚𝑜𝑐2

15. Proyeksi gerak sebuah partikel bermuatan negatif −𝑞 dan bermassa 𝑚 pada bidang 𝑥𝑦 tampak pada gambar. Di ruang itu terrdapat medan magnetik tetap 𝐵 searah sumbu 𝑧 negatif, medan listrik tetap 𝐸 searah sumbu 𝑧 negatif, dan komponen kecepatan 𝑣𝑧 > 0. Komponen kecepatan pada bidang 𝑥𝑦 dan sifat 𝑣𝑧 adalah …

A. 𝑞𝐵𝑅

𝑚 berlawanan arah gerak jarum jam dan 𝑣𝑧 tidak konstan

B. 𝑞𝐵𝑅

𝑚 berlawanan arah gerak jarum jam dan 𝑣𝑧 konstan

C. 𝑞𝐵𝑅

𝑚 searah gerak jarum jam dan 𝑣𝑧 tidak konstan

D. 𝑞𝐵𝑅

𝑚 searah gerak jarum jam dan 𝑣𝑧 konstan

E. 𝑞𝐵𝑚

𝑅 spiral dan 𝑣𝑧 tidak konstan JAWAB ~C~

Arah gaya Lorentz / kaidah tangan kanan:

 Gaya Lorentz 𝐹 = telapak tangan (untuk muatan positif) dan punggung tangan untuk muatan negatif

 Medan magnet 𝐵 = 4 jari

 Arah gerak muatan / Kecepatan 𝑣 = jempol

Pembahasan arah:

 4 jari masuk kebidang kertas karena 𝐵 searah 𝑍 negatif

 punggung tangan ke kanan karena lintasan / lingkaan berada disebelah kanan (sumbu 𝑥 positif)

 jempol atau 𝑣 otomatis akan mengarah ke atas (𝑦 positif), sehingga lintasanya searah jarum jam seperti tampak pada gambar berikut:

 Besar 𝑣𝑧 : tidak konstan karena ada gaya listrik dan gaya Lorentz yang berturut turut dihasilkan oleh 𝐸 dan 𝐵

Pembahasan rumus:

 Gaya sentripetal = gaya Lorentz 𝐹𝑆= 𝐹𝐿 𝑚𝑣 2 𝑅 = 𝐵𝑞𝑣 𝑚𝑣 𝑅 = 𝐵𝑞 𝑣 =𝑞𝐵𝑅 𝑚