Uraian al-soal berikut!

B. Uraian al-soal berikut!

38. Jawaban: c

1. a. Mistar: ketelitian = 1 mm Diketahui:

f = 120 rpm Termasuk jenis mistar yaitu penggaris kayu,

plastik, alat ukur penjahit baju dan rol meter = 60 tukang kayu/tukang batu.

= 2 rps

b. Jangka sorong: ketelitian = 0,1 mm

c. Mikrometer sekrup: ketelitian = 0,01 mm = 2 Hz

t = 10 s pV 2.

=nR

Ditanyakan: θ Jawab: pV

R = nT

θ=ωt =2

(N/m )(m ) 2 πft 3

=2 π (2 Hz)(10 s)

mol K

= 40 π radian

(kg)(m)(s )(m )(m ) − 2 − 2 3

Sudut yang ditempuh benda dalam waktu 10 detik (mol)(K)

sebesar 40 π radian.

= (kg)(m )(s )

= [M L 2 T –2 N –1 θ –1 ] Jadi, dimensi R adalah [M L 2 T –2 N –1 θ –1 ].

(mol)(K)

62 Kunci Jawaban dan Pembahasan

3. Diketahui:

V = 1,5 L = 1,5 × 10 –3 m 3 Jawab:

ρ = 8,32 × 10 3 kg/m 3 v s

Ditanyakan: m Jawab:

ρ= m

V →m= ρV

m = (8,32 × 10 3 kg/m 3 )(1,5 × 10 –3 m 3 )

3 angka penting

2 angka penting

= 12,48 kg

4 angka penting

= 5 m/s

Berdasarkan angka penting, hasil perkalian harus

ditulis dalam dua angka penting sehingga massa

timah 12 kg.

Lv s

4. Energi potensial gravitasi

E = mgh

(18 m)(5 m/s)

= kg(m/s )m

Dimensi = [M][L] 2 [T] Jadi, jarak lintasan yang ditempuh atlet renang –2

sejauh 30 meter.

Energi kinetik

7. Diketahui: v

t 1 =t+4

= kg(m/s)

t 2 =t

= kg(m 2 /s 2 ) Ditanyakan: t saat pelari pertama menyusul = [M][L] 2 [T] –2

pelari kedua Dimensi kedua besaran ternyata sama.

B dapat menyusul A setelah 20

8. Diketahui: v 0 = 5 m/s v t = 17 m/s

Ditanyakan: a. a

b. v saat t = 10

Resultan gaya-gaya tersebut 3 5 N.

Percepatan mobil sebesar 2 m/s 2 .

6. Diketahui: L s = 18 m v

v = 3 m/s = (5 m/s) + (2 m/s a 2 )(10 s) Ditanyakan: s

= 5 m/s + 20 m/s = 25 m/s Kecepatan mogil saat t = 10 s adalah 25 m/s.

Fisika Kelas X Fisika Kelas X

0 t + at 2 Bab III 2 Dinamika Partikel

= (5 m/s)(10 s) + 1

2 (2 m/s)(10 s) 2

= (50 + 100) m = 150 m

Jarak yang ditempuh mobil sejauh 150 m.

A. Pilihan Ganda

9. Diketahui:

h 0 = 75 m

1. Jawaban: d

v 0 = 80 m/s Hukum Kelembaman dituliskan dalam bentuk Ditanyakan: h maks dari tanah

persamaan ΣF = 0.

Jawab: Dari persamaan itu, jika nilai ΣF = 0, benda akan

diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Jadi, t

0 = 80 m/s

g = = 8,2 s 9,8 m/s 2 jika nilai ΣF ≠ 0, benda akan bergerak dengan

1 a ≠ 0.

h 1 =v t – gt 2 0

1 2. Jawaban: a

= (80 m/s)(8,2 s) – 2 (9,8 m/s 2 )(8,2 s) 2 Benda yang diberi beberapa gaya dan resultan = 656 – 329,5

gaya-gaya tersebut bernilai nol dirumuskan = 326,5 m

sebagai ΣF = 0.

Ketinggian peluru dari atas tanah Akibat dari nilai resultan ini, benda akan diam atau =h +h

bergerak dengan percepatan nol.

= 75 m + 326,5 m = 401,5 m

3. Jawaban: d

Hukum I Newton menjelaskan tentang benda yang

10. Diketahui:

f = 8.400 putaran/menit cenderung mempertahankan keadaannya. Ketika t =5s

sebuah benda diam, benda itu akan cenderung ω 0 = 0 m/s

tetap diam. Sebaliknya, jika ada sebuah benda Ditanyakan: a. α

bergerak, benda itu akan cenderung mem-

b. a s di R = 10 cm pertahankan gerakannya. Kecenderungan benda

c. ∆ θ yang mempertahankan keadaannya ini disebut Jawab:

sebagai kelembaman benda.

a. ω t =2 πf

4. Jawaban: c

= (2 )(8.400 putaran) π Seseorang berlari dari keadaan diam hingga

kecepatan 15 km/jam mempunyai percepatan = 280 π rad/s

60 s

tidak nol, jadi bukan jenis peristiwa yang terkait ωω α= − t 0 kelembaman benda. Sebuah mobil berhenti

secara tiba-tiba mempunyai percepatan negatif

dan tidak nol, jadi bukan jenis peristiwa yang =

(280 π − 0) rad/s

5s

terkait kelembaman benda. Karang di pantai tetap = 56 π rad/s 2 berdiri kokoh selama ratusan tahun mempunyai

percepatan nol, jadi termasuk sifat kelembaman Jadi, percepatan sudut roda sebesar benda. Mobil bergerak dengan kecepatan

56 π rad/s 2 . berubah-ubah mempunyai percepatan tidak nol,

b. a s = αR kadang positif kadang negatif, jadi bukan jenis = (56 π rad/s 2 )(10 cm)

peristiwa yang terkait kelembaman benda. = 560 π cm/s 2 Sebuah bola ditendang hingga masuk ke gawang = 5,6 π m/s 2 mempunyai percepatan tidak nol. Jadi, bukan

Percepatan sentripetal di titik yang berjarak jenis peristiwa yang terkait kelembaman benda.

10 cm dari pusat rotasi adalah 5,6 π m/s 2 .

5. Jawaban: d

c. 1 ∆ θ=ω t + αt 2 Setumpuk uang logam yang semula diam,

0 2 cenderung untuk diam meskipun ada gaya gerak =0+ 1

2 2 yang memengaruhi keadaannya. Saat gaya gerak

2 (56 π rad/s )(5 s) yang diberikan hanya menghasilkan percepatan nol,

uang logam tetap diam pada tempatnya. Hukum I = 700 π rad

= (28 rad/s 2 )(25 s 2 )

Newton mengungkap tentang sifat benda Sudut yang ditempuh roda sebesar 700 π rad.

cenderung mempertahankan keadaannya (inersia).

64 Kunci Jawaban dan Pembahasan

6. Jawaban: a

3. Sifat kelembaman benda disebut juga sifat Sifat kelembaman benda dipengaruhi oleh massa

kemalasan benda yaitu sifat benda yang benda. Semakin besar massa benda, benda

cenderung mempertahankan keadaannya. Jika semakin sulit dipercepat atau sulit diubah

suatu benda diam, maka benda tersebut geraknya.

cenderung untuk terus diam. Sebaliknya, jika

7. Jawaban: d benda bergerak, benda tersebut cenderung Berdasarkan hukum I Newton:

mempertahankan geraknya. Benda yang mula-mula diam maka benda

4. Benda dengan massa yang besar cenderung sulit selamanya diam. Benda bergerak jika benda

untuk digerakkan jika benda semula diam. Hal ini tersebut diberi gaya luar. Kita cenderung

menunjukkan bahwa massa berpengaruh terdorong ke depan karena berusaha

terhadap sifat kelembaman benda. mempertahankan keadaan kita (sifat

kelembaman).

5. Pernyataan tersebut benar karena benda yang diam juga terjadi karena percepatan benda yang

8. Jawaban: e

bernilai nol.

Benda bergerak dengan kecepatan tetap, berarti percepatan benda nol. Oleh karena itu, ΣF = 0 yang artinya benda mengalami kelembaman dan bergerak lurus beraturan.

9. Jawaban: b Inersia adalah kecenderungan benda untuk tetap

A. Pilihan Ganda

diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap

1. Jawaban: b

sesuai hukum I Newton. Berdasarkan hukum II Newton ada hubungan

1) Suatu kerangka acuan yang tidak dipercepat antara massa dan berat benda. Semakin besar artinya percepatan bernilai nol. Keadaan ini

massa benda maka gerobak yang didorong petani sesuai hukum I Newton.

akan semakin berat untuk didorong. Hal ini karena

2) Kerangka diam atau bergerak lurus berubah percepatan benda cenderung bernilai lebih dari beraturan artinya percepatan masih ada

nol.

kemungkinan bernilai bukan nol. Keadaan ini

2. Jawaban: d

tidak sesuai hukum I Newton.

Diketahui: m = 0,06 kg

3) Kerangka yang bergerak lurus beraturan

F = 0,24 N

dengan kelajuan tetap artinya percepatan

Ditanyakan: a

bernilai nol. Keadaan ini sesuai hukum I

4) Kecepatannya cenderung berubah sehingga

a F memiliki percepatan artinya percepatan 0,24 N = m = 0,06 kg = 4 m/s 2 bernilai bukan nol. Keadaan ini tidak sesuai

Jadi, bola tenis bergerak dengan percepatan hukum I Newton.

4 m/s 2 .

10. Jawaban: c

3. Jawaban: d

Pengamat A adalah kerangka inersia dan menurut Hukum II Newton menjelaskan nilai percepatan hukum I Newton boneka tetap akan diam (tanpa

benda bermassa m yang tidak bernilai nol. gangguan). Pengamat B juga merupakan

Keadaan ini mengakibatkan nilai F yang tidak nol. kerangka inersia yang melihat boneka bergerak

Hal ini dapat dirumuskan sebagai berikut. bersama mobil dengan kecepatan tetap.

F = m a . . . (1)

B. Uraian

Apabila persamaan (1) dibawa ke persamaan garis y = mx + c dimana m merupakan kemiringan

1. ΣF = 0 menjelaskan bahwa gaya-gaya yang maka diperoleh: y = F; m (kemiringan) = m (massa); bekerja pada suatu benda menghasilkan resultan

x =a

yang bernilai nol. Oleh karena nilai resultan gaya

sama dengan nol, benda akan diam atau bergerak

∆ adalah nilai massa benda. a dengan percepatan nol.

Jadi,

4. Jawaban: b

2. Benda dikatakan diam jika resultan gaya yang

Diketahui: m = 2 kg

bekerja pada benda bernilai nol.

F =6N t =4s Ditanyakan: s

Fisika Kelas X

Jawab:

7. Jawaban: b

F =ma

Diketahui: m = 200 kg

Jadi, jarak yang ditempuh balok sejauh 24 m.

Ditanyakan: V t Jawab:

5. Jawaban: e

F Diketahui: 100 N m = 7 kg v

s 1 = 14 m v t = 4 v 0 Kecepatan mobil setelah ditabrak

F = 21 N

v t =v 0 + at

Ditanyakan: t v = 5 m/s + (0,5 m/s 2 t )(2 s) Jawab:

v t = 6 m/s

a = = = 3 m/s 2 m Jadi, kecepatan mobil yang ditabrak setelah dua 7 kg

F 21N

detik sebesar 6 m/s.

v 2 =v t 2 0 – 2as

8. Jawaban: c

( 1 v ) 2 =v 2 – 2(3 m/s 2

4 0 0 )(14 m)

Diketahui: F 1 dan F 2; m

Ditanyakan: a v 2 0 1 – 16 v 0 = 84 m/s 2 Jawab:

Jadi, percepatan balok sebesar

m/s .

v 0 = 89,6 m /s 2 2

v ≈ 9,46 m/s 0 9. Jawaban: b v =v Diketahui: F t = 0,06 N 0 –at

t =2s

4 v 0 =v 0 – (3 m/s 2 )t

m = 0,05 kg

Ditanyakan: s

3t = 3

4 v 0 Jawab:

= 1,2 m/s = 2 a

3 3 2 F 0,06 N

12 v 0 = 12 (9,46 m/s )

0,05 kg

t = 1,365 sekon

s 1 =v

2 at

Jadi, waktu yang ditempuh berkisar 1,36 s. =0+ 1 (1,2 m/s 2 2

6. Jawaban: d

2 ) (2 s)

Diketahui: µ s = 0,50

= 2,4 m

g = 9,8 m/s 2 Jadi, bola bergerak sejauh 2,4 meter. Ditanyakan: a

10. Jawaban: d

Jawab:

f Diketahui: m s = 200 g = 0,2 kg =F

Ditanyakan: v

s (mg) = ma µ

Jawab:

s g=a (0,50)(9,8 m/s 2 )=a

2 v a = = 4,9 m/s m Jadi, percepatan maksimum laju mobil pick-up

FR

sebesar 4,9 m/s 2

. (27 N)(0,6 m)

= 81 = 9 m/s Jadi, kelajuan benda sebesar 9 m/s.

0,2 kg

66 Kunci Jawaban dan Pembahasan

11. Jawaban: c

Kondisi awal sistem:

Diketahui:

a 1 = 16 m/s 2 w beban –f g = (m beban +m kereta )a m 2 = 2m 1 w beban = (m beban +m kereta )a Ditanyakan: a

= g m/s 2 ⇒ g = 2a Jawab:

beban

mg

beban + m kereta

1 F =F

Kondisi saat m

beban

= 4m:

4 m + m = 5 = 5 (2a) = 5 m

1 a 1 =m 2 a 2 a ′= m

w beban

2 16 Jadi, percepatan sistem menjadi m/s 5 a .

2 = a 2 14. Jawaban: a = 8 m/s 2 Diketahui: m = 20 kg

Percepatan mobil kedua sebesar 8 m/s 2 .

g = 9,8 m/s 2

12. Jawaban: b

Ditanyakan: a

m 3 = 5 kg Gaya yang mengakibatkan Ditanyakan: a, T 1 ,T 2 benda bergerak:

a = (9,8 m/s 2 )( 2 2 )

ΣF = m a = 4,9 2 45° w 3 =m t a Jadi, percepatannya sebesar 4,9 2 m/s 2 .

= (m 1 +m 2 +m 3 )a

(5 kg)(9,8 m/s 2 ) = (7,5 + 7,5 + 5) kg a

15. Jawaban: a

Diketahui: m 1 = 4 kg

a 2 = 2,45 m/s g = 9,8 m/s T 1 ditinjau dari m 3 Ditanyakan: a, T 1 , dan T 2

ΣF = m Jawab:

3 a Pada benda m

(5 kg)(9,8 m/s 2 )–T

= (5 kg)(2,45 m/s 1 2 )

T –m 1 g =m 1 a . . . (1)

T 1 = (49 – 12,25) N

Pada benda m

2 berlaku:

T = 36,75 N

1 ΣF =m

ditinjau dari m

m g a 1 T 2 2 –T=m 2 . . . (2) ΣF = m a

2 Dari persamaan (1) dan (2): T m

2 =m

2 a = (7,5 kg)(2,45 m/s )

T –m 1 g =m a

–T + m g =m 2 a w 1 w 2 Jadi, percepatan sistem, T

T 2 = 18,375 N

1 , dan T 2 berturut-turut

adalah 2,45 m/s 2

, 36,75 N, dan 18,375 N. (m 2 –m 1 ) g = (m 1 +m 2 )a

13. Jawaban: e

m kereta

4) kg 

2 Meja licin maka f =0

  (9,8 m/s )

 (6 + 4) kg

=   5 (9,8 m/s 2 )

m beban

= 1,96 m/s 2

w beban

Fisika Kelas X

T 1 → tinjau benda m 1 17. Jawaban: a

v t = 6 m/s T 1 –w 1 =m 1 a

ΣF = m 1 a Diketahui: m = 5 kg

v 0 = 4 m/s

s t =5m

T 1 = (4 kg)(1,96 m/s 2 ) + (4 kg)(9,8 m/s 2 )

Ditanyakan: gaya (F )

(6 m/s) 2 = (4 m/s) T 2 + 2a(5 m)

2 → tinjau benda m 2

(6 kg)(9,8 m/s 2 )–T 2 = (6 kg)(1,96 m/s 2 )

a = 2 m/s 2

F = m a = (5 kg)(2 m/s 2 ) = 10 newton T 2 = 47,04 N

T 2 = (58,8 – 11,76) N

Gaya F sebesar 10 newton.

Jadi, percepatan (a) sistem sebesar 1,96 m/s 2 dan

18. Jawaban: b

T 1 =T 2 .

Diketahui: m = 250 kg

a = 2 m/s 16. Jawaban: c 2 Diketahui:

g 1 2 = 5 kg = 9,8 m/s m 2 = 2 kg

Ditanyakan: T

Jawab:

ΣF = m a T Ditanyakan: a dan T

g = 9,8 m/s 2

T –mg=ma

Jawab:

=ma+mg T

= (250 kg)(2 m/s 2 )

+ (250 kg)(9,8 m/s 2 )

NT

= 2.950 N Tegangan tali penarik elevator

mg θ

sebesar 2.950 N.

w sin θ 30° w 1 w cos θ

19. Jawaban: c

w 2 Diketahui: w =2N

= (5 kg)(9,8 m/s 2 )

Ditanyakan: F

= (2 kg)(9,8 m/s 2 )

Percepatan (a):

Gaya yang harus dikeluarkan siswa agar peng-

hapus memiliki kecepatan tetap sebesar 4,0 N. =

(49 N)   1

 2 − (19,6 N) (5 + 2) kg

20. Jawaban: c

4,9 N

Diketahui: m = 5 kg

g = 9,8 m/s 2 = 0,7 m/s 2

a = 2 m/s 2

Tegangan tali (T), tinjau benda m 2 .

Ditanyakan: T

ΣF = m a

Jawab:

T –w 2 =m 2 a mg –T=ma

T = (2 kg)(0,7 m/s 2 ) + 19,6 N

T =mg–ma

= 21 N = (5 kg)(9,8 m/s 2 ) – (5 kg)(2 m/s 2 ) Jadi, percepatan sistem dan tegangan tali

= 39 N

berturut-turut 0,7 m/s 2 dan 21 N.

Tegangan tali T sebesar 39 N.

mg

68 Kunci Jawaban dan Pembahasan

21. Jawaban: a

F – µ k mg=ma

Diketahui: m = 10 kg

tan θ=

5 = 1,68 m/s µ

Percepatan benda 1,68 m/s = 0,5 2 .

Ditanyakan: T

24. Jawaban: c

Jawab:

Diketahui: w = 20 N

N=w cos θ

µ s = 0,4

Ditanyakan: f s m

5 Jawab:

w sin θ

3 Balok diam pada sumbu Y.

T s m = µ s = w sin N = (0,4)(20 N) = 8 N θ+f ges

3 Gaya gesekan statis maksimum sebesar 8 N. = (98 N)( 5 )+ µ s N

25. Jawaban: b

= 58,8 N + 0,5(w cos θ)

= 58,8 N + (0,5)(98 N)( )

5 N – m g cos θ=0

= 58,8 N + 39,2 N

s = 98 N θ Y

N = m g cos θ

Tegangan tali sebesar 98 N.

22. Jawaban: a

ΣF =0

mg

Diketahui: m = 20 kg

m g sin θ–f s maks =0

a = 3 m/s 2 s maks = m g sin θ cos θ

= (20 kg)(9,8 m/s 2 )

sin θ

cos θ

Ditanyakan: F

s = tan θ = tan 37° = 0,75

w sin θ