1.      Bila massa m digantungkan pada suatu pegas, pegas itu memanjang sebanyak 6 cm. Berapakah periode getaran yang terjadi, jika ada beban ditarik dan kemudian dilepas lagi?

Penyelesaian :

Karena è k =  =

Kita peroleh  T = 2π  = 2π  = 0,49 s

Jadi periode getaran adalah 0,49 s

(Sumber : Buku Schaum)

2.      Bila sebuah massa 400 g bergantung pada ujung pegas vertikal, maka pegas itu memanjang 40 cm. Bagaimana besaran pegas tadi, dan berapakah pegas itu memanjang bila ditambahkan massa 500 g kepada massa tersebut ?

Kita menggunakan Fluar= ky dengan

Fluar = mg = ( 0,400 kg) (9,8 m/s2) = 3,92 N

Untuk memperoleh : k =  =   = 9,8 N/m

Dengan penambahan beban 500 g, maka gaya total yang akan memanjangkan pegas adalah 5,88 N. Maka :

y =  =  = 0,6 m

(Sumber : Buku Schaum)

 
 
1.      Es bermassa 200 gram bersuhu − 5° C dipanasi hingga melebur menjadi air bersuhu 100°C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air adalah 1 kal/gr°C dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan jumlah kalor yang diperlukan untuk proses tersebut!

Pembahasan
Data soal:
mes = mair = 200 gram
ces = 0,5 kal/gr°C
cair = 1 kal/gr°C
Les = 80 kal/gram

Proses 1, menaikkan suhu es, kalor yang diperlukan:
Q1 = m x c x ΔT
Q1 = 200 x 0,5 x 5
Q1 = 500 kalori

Proses 2, meleburkan seluruh es, kalor yang diperlukan:
Q2 = m x L = 200 x 80 = 16000 kalori

Proses 3, menaikkan suhu air dari 0 hingga 100
Q3 = m x c x ΔT
Q3 = 200 x 1 x 100
Q3 = 30000

Keseluruhan jumlah kalor yang diperlukan adalah jumlah dari Q1, Q2 dan Q3:
Q = 500 + 16000 + 30000
Q = 46500 kalori



(Sumber : http//www.google)

2.      Termometer X menunjukkan angka – 20 pada titik beku air dan 180 pada titik didih air. Suhu 40o X sama dengan ...

      180 OX           100OC         titik didih         Pembahasan :  (ox + 20) : oC = 200 : 100

                                                                                     (40 + 20) : oC = 2 : 1  (Sumber : Buku Sears)

200 Skala                  100 skala                                                          60: oC = 2 : 1

-20                                   Titik beku                                          oC =  =30 Jadi, 40oX = 30oC

3.      Sebuah ruangan dengan pendingin ruangan (AC) memiliki kaca jendela yang luasnya 2,0 m x 1,75 m dan tebalnya 3,2 mm. Jika suhu pada permukaan dalam kaca 25oC dan suhu pada permukaan luar kaca 31oC, maka laju konduksi kalor yang masuk ke ruang itu adalah ? (konduktivitas r termal kaca, k=0,8 W/m K)

Diketahui :  A= 2,0 m x 1,75 m = 3,5 m2

                   d = 3,2 mm = 3,2 x 10-3 m

                   k = 0,8 W/m K

                   ∆T = 31oC – 25oC = 6oC atau 6 K

                    =  =  = 5.250 W

Jadi, laju konduksi kalor adalah 5.250 W, atau dalam waktu 1 sekon ada 5.250 J kalor yang masuk ke dalam ruangan.

(Sumber : Buku Sears)

4.      Suhu awal dari suatu gas dalam ruang tertutup adalah T. Tiap partikel bergerak secara acak dengan kelajuan 100 m/s. Kelajuan partikel-partikel itu saat suhunya 4T adalah ?

Diketahu : T1 = T

                   T2 = 4T

                   V1 = 100 m/s

Ditanyakan :              V2 = ? 

Jawab :

v  berarti v ̴  

Dengan menggunakan perbandingan diperoleh :

v1 : v2 =  :

100 : v2 =   :

100 : v2 = 1 : 2

          v2 = 200 m/s

(Sumber : Buku Sears)

 
 
1.      Sebuah peti berukuran 3 m x 2 m x 5 m dengan massa jenis

bahannya 2000 kg/m3. Jika g = 10 m/s2, hitung:

a. Berat peti

b. Tekanan maksimum peti pada tanah

c. Tekanan minimum peti pada tanah

Penyelesaian:

Diketahui:

? Volume peti: V = 3 m x 2 m x 5 m = 30 m3

? Massa jenis peti: ρ = 2000 kg/m3

? Percepatan gravitasi bumi: g = 10 m/s2

Maka:

(a) Berat peti adalah:

             W = ρ . V . g

                         = 2000 kg/m3 . 30 m3 . 10 m/s2

                        = 60 . 104 N

(b) Tekanan maksimum peti terhadap lantai: (ambil luas lantai

yang lebih sempit: A = 3 m x 2 m = 6 m2), sehingga:

            P =  =  = 10 . 104  N/m2

(c) Tekanan minimum peti terhadap lantai: (ambil luas lantai yang

lebih luas: A = 2 m x 5 m = 10 m2), sehingga:

P =  =  = 6 . 104 N/m2

2.      Massa jenis bola yang memiliki massa 0,6 kg dengan diameter 10 cm adalah ?

Diketahui : m = 0,6 kg, D = 10 cm è 0,1 m, r = 0,05 m

Ditanyakan : ρ (massa jenis bola) ?

Jawab :

ρ =

V  =  π r3

V =    . 3,4 . (0,05)3 = 5,23 X 10-4 m3

ρ =  = 1147,2 kg/m3

Jadi, massa jenis bola adalah 1147,2 kg/m3

(Sumber : Buku Schaum)

3.      Besar tekanan di dasar kolom renang yang dalamnya 2 m dan berisi air bersih jika tekanan atmosfer 72 cmHg, g = 9,8 m/s2, massa jenis air = 1000 kg/m3 dan massa jenis raksa = 13.600 kg/m3 adalah ?

Diketahui : h = 2 m, Po = 72 cmHg, ρair = 1000 kg/m3, ρraksa = 13.600 kg/m3, g = 9,8 m/s2

Ditanyakan : P ?

Jawab :

P = P0 + ρ gh

P0 = 72 cmHg è 0,72mHg

    =(13.600kg/m3) (9,8 m/s2) (0,72 m)

    = 9,6 x 104 Pa

Jadi, P = ( 9,6 x 104 Pa) + (1000 kg/m3)( 9,8 m/s2)( 2 m)

            = 1,16 x 105Pa

(Sumber : Buku Sears)

4.      Sepotong emas murni (ρ = 19,3 g/cm3) diduga berongga. Timbangan menunjukkan beratnya 38,25 g dalam udara dan 36,22 g dalam air. Berapakah volume rongga di dalamnya ?

Jawab :

Volume 38,25 g emas =  = 1,982 x 10-6 m3

Volume air yang dipindahkan =  = 2,030 x 10-6 m3

Volume rongga = (2,030 – 1,982) cm3 = 0,048 cm3

(Sumber : Buku Schaum)

5.      Di dalam bejana yang berisi air mengapung segumpal es yang massa jenisnya 0,9 g/cm3. Volume es yang tercelup pada air adalah 0,18 m3. Volume es seluruhnya adalah ?

Diketahui : ρb = 0,9 g/cm3 = 900 kg/m3, ρf = 1000 kg/m3, Vf = 0,18 m3

Ditanyakan : Vb ?

Jawab :

Vb . ρb  = Vr . ρf

è Vb =  =  =0,2 m3

Jadi volume es seluruhnya adalah 0,2 m3

(Sumber : Buku Schaum)

6.      Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:



Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan berat semu benda di dalam air!

Pembahasan
Data :
mb = 500 g = 0,5 kg
mf = 200 g = 0,2 kg

Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3).




Read more: http://fisikastudycenter.com/content/view/164/61/#ixzz1ikLs1zCx

 
1.      Pada sebuah benda yang bergerak, bekerja gaya sehingga mengurangi kecepatan gerak benda tersebut dari 10 m/s menjadi 6 m/s dalam waktu 2 detik. Bila massa benda 5 kg, besar gaya tersebut adalah ....

Diketahui :  v1 = 6 m/s, v2 = 10 m/s, t = 2 s, m = 5 kg

Ditanyakan : F ?

Jawab :  a =  =    =  =  = 2 m/s

               F = m . a

                  = 5 kg . 2 m/s

                  = 10 N

(Sumber : Buku Schaum) 

 
39. Dua buah pegas 100 N/m diberi gaya sebesar 30 N. Hitunglah pertambahan panjang pegas tersebut jika disusun secara seri!

Jawab:

                 =

                 =

           4

            

           Δx= F/k

               =

40. Sebuah pegas menggantung dalam keadaan normal panjangnya 25 cm. Bila pada ujung pegas digantungkan sebuah benda bermassa 80 gram. Ternyata pegas menjadi 30 cm. Kemudian benda tersebut disimpangkan sejauh 5 cm. Berapakah energi potensial pegas?

Diketahui:

                  m= 80 gr = 0,08 kg

                  L= 30 cm

Ditanyakan:

Jawab: ΔL= L -

                 = 30 – 25 = 5 cm = 0,05 m

            F= k.Δx

       m.g = k.Δx

 0,08 . 10 = k . 0,05

            k =  = 16 N/m

x= 5 cm = 0,05 m

Ep= ½ . k .

     = ½ . 16 .

     = 2 .

41. Hitunglah beban maksimum yang boleh digantung pada seutas kawat baja dengan luas penampang 4 . Regangan yang tidak boleh melebihi 0,001. Modulus Elastis baja adalah 2.)

Diketahui: A= 4 = 4 .

                  Regangan=

Ditanyakan: F=

Jawab: E=

            E=

            F= EA

              = 4 .

              = 800 N

42. Bila satu karung beras bermassa 10 kg ditimbang dengan neraca pegas, maka pegas pada neraca akan menyimpang sejauh 20 cm. Berapakah konstanta gaya pegas tersebut?

Diketahui: m= 10 kg

                 x= 20 cm= 0,2 m

                 g= 9,8 m/

Ditanyakan: k=?

Jawab: F= k.x

          m.g= k.x

           k=

Referensi: Halliday Resnick Jilid 1 Edisi Ketiga (untuk  nomor 43-48)

KALOR

43. Suatu batang logam mempunyai angka muai panjang  pada suhu 30°C panjangnya 1 meter. Jika batang tersebut dipanaskan sehingga panjangnya 1,002 meter maka suhu batang logam tersebut adalah...

Jawab: Δt=

            ΔT=  -

              =   + ΔT

                 = 30 + 200

                 = 230°C

44. Di dalam ruang tertutup terdapat 10  gas dengan tekanan 3 atm pada suhu 27°C. Jika volumenya dimampatkan menjadi ½ volume semula dan suhunya dinaikkan menjadi 127°C maka tekanan pada saat itu adalah...

Jawab:

         

P2= 80/10

    = 8 atm

45. Dalam sebuah tabung berisi gas yang volumenya 12 , tekanannya 2.,dan suhunya 27°C ditutup dengan pengisap yang dapat bergerak bebas. Jika gas dipanaskan pada tekanan tetap sampai suhunya 227°C maka volumenya menjadi...                                                                                                 Jawab:

          

            =

           

46. Sebatang baja pada suhu 20°C panjangnya 100 cm jika panjang baja sekarang menjadi 100,1 cm dan koefisien muai panjangnya  , hitunglah suhu akhirnya!

Jawab: Δt=

                =

           ΔT=  -

            =   + ΔT

                = 20 + 1

                = 21°C

47. Sebuah logam dengan luas penampang 10  dan panjangnya 5 m, salah satu ujungnya dipanasi hingga suhunya mencapai 200°C. Jika satu ujung yang lain menjadi 150°C dan koefisien konduksi termal logam tersebut 50 joule/ms°C, tentukanlah besaran energi yang merambat per satuan waktu pada logam tersebut!

Jawab:

                = 50.

               = 50 . 0,1

               = 5 J/s

48. 2 liter air dipanaskan dari suhu 20°C hingga mendidih. Tentukan kalor yang diperlukan!

Jawab: m= ρ.V

               = 1000 kg/. 0,002

               = 2 kg

           Q= m.C.ΔT

              = 2. 4200.80

              = 672000 J = 672 kJ

Referensi: Fisika Dasar 1 Buku Panduan Mahasiswa (untuk nomor 49 -51 )

 
DINAMIKA FLUIDA

Referensi: Halliday Resnick Edisi Ketiga Jilid 1 (untuk nomor 27 – 33)

27 . Darah mengalir dalam pembuluh darah yang jari-jarinya 2 cm pada 30 cm/s. Berapa laju aliran volumenya?

Diketahui: r= 2 cm = 0,02 m

                 v= 30 cm/s = 0,3 m/s

Ditanyakan : Q=?

Jawab: A= π.

               = 3,14 .

               = 0,001256 m

           Q= v.A

             = 0,3 . 0,001256

             = 0,0003768

28 . Seorang petugas pompa bensin mengisi tangki bahan bakar sebuah kendaraan sebanyak 100 liter dalam waktu 4 menit. Tentukan banyaknya bensin yang mengalir tiap detik?

Diketahui: t= 4 menit = 240 s

                 v= 100 liter = 0,1

Ditanyakan: Q=?

Jawab: Q=

29 . Air bergerak melalui sebuah pipa dengan kelajuan 4 m/s pada tekanan 20 kPa. Pipa menyempit menjadi separuh diameter mula-mula. Tentukan tekanan air di bagian pipa yang lebih sempit! ()

Diketahui: = 4 m/s

                  ρ= 1000 kg/

                  =  20 kPa

Ditanyakan: 

Jawab:  

            . π.π.

          

                            1 =

                           

           +

          20 + ½

            20 + ½ .8 =

                       28 =

                       

30 . Sebuah selang karet menyemprotkan air vertikal ke atas sejauh 5 m. Luas ujung selang adalah 0,75 .

a . Berapa kelajuan air keluar dari selang?

b . Berapa banyak air yang keluar selama 2 menit?

Diketahui: A= 0,75 =0,75 .  

                   h= 5 m

Ditanyakan: a. v=?

                    b. Q=?

Jawab: a. Q= v.A

                   = 100 . 0,75

                   = 0,75  = 75 .  

             b .v =  75 .   . 120 s

            = 9000 .  

            = 90  = 90 L

31 . Sebuah lubang 2 terdapat pada yang dekat dengan alas sebuah tangki besar. Akibatnya aliran air menyemprot dari lubang tersebut. Jika permukaan air dalam tangki berada 20 m di atas lubang kebocoran,berapa liter air yang keluar dari tangki selama 5 s?

Ditanyakan: h= 20 m

                    A= 2 = 2. 

                     t= 5 s

Ditanyakan: V=?

Jawab: v== == 20 m/s = 200 dm/s

            Q= v.A

              = 200 dm/s . 5 s

              = 4. 

           V= Q.t

             = 4.  . 5 s

             = 20 .  L

             = 0,2 L

32. Seekor ikan menyelam di air laut yang massa jenisnya 1,013 g/. Ikan mengalami tekanan hidrostatis yang sama dengan tekanan atmosfer. Tentukan kedalaman ikan tersebut jika percepatan gravitasi g= 10 m/.

Diketahui:

                

Ditanyakan: h= ?

Jawab: h =

33. Seorang ingin membuat dongkrak hidrolik dengan perbandingan gaya =1: 10. Jika penghisap pertama luasnya 0,01 ,maka luas penghisap kedua adalah...

Jawab:

           

       

              = 0,1

 
 
1.     Partikel bergerak pada sumbu x dengan kecepatan v=(m/ pada saat t=0,maka posisi partikel setelah bergerak selama 4s adalah.....

Jawab: Diketahui: v=(m/

                               t=0 dan

            Ditanyakan: x=?

                                 X

                                   = 6 + (2

                                   = 6 + [(2 x x 4)] - [(2 x x 0)]

                                   = 6 + [(128 – 96)] - [(0-0)]

                                   = 6 + 32

                                   = 38 m