Kunci
Jawaban dan Pembahasan Fisika X
Semester Gasal 2015
BAB
I
Tugas Individu 1
1. Penyelesaian:
a. Dari tabel
konversi satuan dalam besaran volume diperoleh 1 liter = 10-3 m3,
maka 10 liter = 10 x 10-3 m3 = 10-2 m3.
b. Dari tabel
konversi satuan dalam besaran gaya diperoleh 1 dyne = 10-5 N, maka
250 dyne = 250 x 10-5 N = 2,5 x 10-3 m3.
c. Dari tabel
konversi satuan dalam besaran tenaga, kerja, dan kalor diperoleh 1 kalori =
4,186 J, maka 80 kilokalori = 80 x 103 x 4,186 J = 3,4488 x 105
J.
2. Gaya = massa
´ percepatan
= massa ´
= M x LT-1/T
= MLT-2
3. Penyelesaian:
1 atm = 1,013 x 105
Pa
Maka 25 atm = 25 x 1,013 x 10-5 Pa
= 2,5325 x 10-6 Pa
4. Kebijaksanaan guru
5. Kebijaksanaan guru
Tugas Kelompok 1
(Kebijakan guru)
Uji
Kompetensi 1
A. Pilihan Ganda
1. B. besaran
pokok
2. D. pengukuran
3. B. energi
4. C. 6i + 3j
5. E. 6 N
6. B. 20 N dan
20
N
7. C. L . T-2
8. E. kg . m-1
. s-2
9. D. 152,40 m
10. A. 502,32
km
11. A. 3,23 cm
12. D. 93,9 mm2
13. B.
0,05%
14. E.
0,08 A dan 25%
15. D.
Kesalahan gerak brown molekul
16. A.
1,25%
17. –
18. –
19. –
20. –
B. Essay
1.
a. Hasil pengukuran jangka sorong
= skala utama + (skala
nonuis x 0,1 mm)
= 6,8 cm + (2 x 0,01 cm)
= 6,8 cm + 0,02 cm
= 6,82 cm
b. Hasil
pengukuran jangka sorong
= skala utama + (skala
nonuis x 0,1 mm)
= 1,4 cm + (5 x 0,01 cm)
= 1,4 cm + 0,05 cm
= 1,45 cm
2.
a. Gaya = massa x percepatan
= massa x
= kg x
= [M] .
= [M . L . T-2]
b. Usaha = gaya x jarak
= N . m
= kg . m/s2 . m
=[M] . [L]/[T2]
. [L]
= [M . L2 . T-2]
c. Daya =
=
=
= [M . L2 . T-3]
3. 320
mil = 320 x 5280 feet = 1689600 feet
=
320 x 1.609 km = 514,88 km
4. 12,
23 mempunyai 4 angka penting dan 14, 3 mempunyai 3 angka penting. Angka penting
paling sedikit adalah 3 karenanya hasil perkalian juga harus mempunyai angka
penting sebanyak 3174, 889 mempunyai 6 angka penting, karenanya harus
dibulatkan hingga mempunyai 3 angka penting yaitu 175 m2.
5. Diketahui: F1
berada pada sumbu Y, maka:
F1y
= 5 x 1 N = 5 N, dan F1x = 0
F2
berada pada sumbu X dan sumbu Y,
maka:
F2x
= 12 ´
1 N = 12 N
F2y
= 4 ´
1 N = 4 N
Ditanyakan: FR = ...?
Penyelesaian:
Untuk menghitung resultan vektor gaya,
maka kita cari jumlah gaya pada sumbu X dan sumbu Y:
Resultan vektor gaya tersebut adalah:
BAB
II
Tugas Individu 2
|
40 kg
|
|
40 kg
|
|
A
|
|
TA
|
|
TA
|
|
B
|
|
TB
|
|
TB
|
Diketahui:
mA = mB = 40 kg
a = 2 m/s2
Ditanya: TA = …?
F = …?
Jawab:
a. Lihat
benda A à
menurut hukum Newton II
∑F =
m . a
TA =
mA . a
TA = 40 (2)
= 80 N
b. Lihat
benda A dan B à
menurut hukum Newton II
∑F =
(mA + mB) . a
= F - TB + TB – TA + TA
= (mA + mB) . a
F =
(mA + mB) . a
= (40 + 40) . 2
= (80) . 2= 160 N
|
T
|
|
T
|
|
T
|
|
T
|
|
mB
|
|
mA
|
|
w
|
Diketahui
mB = 5 kg mA
= 8 kg
g
= 10 m/s2
Ditanya:
T =
... ?
a =
... ?
Jawab:
a. Untuk
benda mA
F =
mA . a
wA – T = m1 . a
a =
untuk benda mB
F =
mB . a
T =
mB . a
a =
Sehingga:
=
à mA . g = 8 . 10 = 80 N
5 (80 – T) = 8 T
400 – 5 T =
8 T
400 =
13 T
T =
T = 30,77 N
b. a =
=
m/s2
3. Penyelesaian:
Diketahui: v0 =
80 m/s t = 4 s
vt =
0 m/s
Ditanya: x = ... ?
Jawab:
Karena ada gaya pengereman, maka yang muncul
adalah perlambatan.
Jarak yang ditempuh kendaraan selama 4s tersebut:
x = v0 .
t + ½ . a . t
= (80) (4) + ½ .
(20) (4)2
= 320 – 160 = 160 m
4. Penyelesaian:
Diketahui: v0 =
50 m/s
vt = 0 (di titik tertinggi berhenti
sesaat)
g = 10 m/s2
Ditanya: a. t
= ... ?
b. h = ... ?
a. vt = v0–
g . t
0 = 50 – 10 . t
t =
b. h = v0 . t – ½ . g . t2
= 50 .
5 – ½ . 10 . (5)2
= 250 –
125 = 125 m
5. Penyelesaian:
t = 20 s. n = 50 putaran, m = 60 gram = 0,06 kg,
R = 1 m, sehingga: T =
= 0,4 s
a. Kelajuan
linear
5 m/s
b. Percepatan
sentripetal
m/s
c. Tegangan
tali = gaya sentripetal
Fs = m . as = 0,06 kg x 25p2 m/s2
= 1,5p2 N
Tugas Kelompok 2
(Kebijakan guru)
Uji
Kompetensi 2
A. Pilihan Ganda
1. D.
Gerak melingkar tak beraturan
2. C.
45
3. E.
3200 m
4. C.
20 m
5. A.
20
ms-1
6. D.
7. A.
24 m/s
8. B. 4,50 N
9. A. 100 rad/s
10. B.
20 radian
11. C. 20 m/s
12. E. 0,6 m/s2
13. D. 3 m/s2
14. B. 7,5 s
15. A. 0,125
m/s2 ke arah kanan
16. E. 80 m/s
dan 350 m
17. B. 7,5 s
18. C. 14,7 N
19. B. 3,2 cm
20. 6,4 π2 rad/s2
B. Essay
1. Diket: v1 = 72 km/jam =
= 20 m/s
v2
= 90 km/jam =
= 25 m/s
Jarak kedua
mobil = PQ = 18 km = 18.000 m
Ditanya: kapan dan di mana
mobil berpapasan = … ?
|
R
|
|
P
|
|
Q
|
Misal, titik R merupakan titik di mana kedua mobil tersebut berpapasan,
maka:
PQ = PR + QR
Dengan:
PR = jarak tempuh mobil
1
QR = jarak tempuh mobil
2
Maka:
PQ = v1 .
t + v2 . t
18.000 = (20t + 25t)
18.000 = 45t
t =
t = 400 s
PQ = v1 . t =
20 . 400 = 8000 m = 8 km
QR = v2 . t =
25 . 400 = 10.000 m = 10 km
Jadi, kedua mobil tersebut berpapasan setelah 400
s bergerak dan setelah mobil pertama menempuh jarak 8 km atau setelah mobil
kedua menempuh jarak 10 km.
2.
Diket: m = 2 kg
R = 1,5 m
n = 6 putaran
t = 12 s
Ditanya: a. T =
…? d. v = …?
b. f = …? e. asp =
…?
c. ω = …? f. Ttali
= …?
Jawab:
a.
T =
= 2 s
b.
f =
= 0,5 Hz
c.
ω = 2π f
= 2π
. 0,5
= π
rad/s
d.
v = 2π f R
= 2π
. 0,5 . 1,5
= 1,5
π m/s
e.
asp =
=
=
= 1,5
π2 m/s2
f.
Ttali = Fsp
= m .
= 2 .
=
= 3π2
N
= 3 .
(3,14)2
=
29,58 N
3.
a. Gaya
F pada benda I dengan massa m1, menghasilkan percepatan a1 = 10 m/s2, maka
akan diperoleh:
m1 =
=
Gaya
F pada benda II dengan massa m2 menghasilkan percepatan a2 = 15 m/s2,
maka:
m1 =
m1 : m2 =
=
m1 : m2 =
3 : 2
b. Apabila massa digabung, maka:
m = m1 + m2
=
=
Percepatan yang dihasilkan adalah:
a =
=
|
A
|
|
B
|
|
T
|
|
T
|
|
mBg
|
4. Kita tinjau
system A dan B:
∑ F =
m . a
T – t + mB g= (mA + mB)
a
a =
a =
a =
2 m/s2
Tegangan tali ditentukan dengan meninjau
balok A:
T = mA .
a = (20kg)(2m/s2) = 40 N
5. Dalam kasus ini ditinjau dari satu roda saja.
a.
R =
20 cm = 0,2 m
v1
= 90 km/jam
=
=
25 m/s
ω
=
=
125 rad/s
b.
Jari-jari roda diganti, R2 =
= 40 cm, dengan
kecepatan sudut yang sama ω1 – ω2 = 125 rad/s,
kelajuan
linier, v2 = ω2 . R2 = (125 rad/s)(0,4 m) = 50
m/s
P2 = 50 x
= 50 x
= 180
km/jam
UJIAN TENGAH SEMESTER
A. Pilihan Ganda
1.
C. 8,21 mm
2.
D. kesalahan gerak brown molekul
3.
A. 1,25%
4.
B. luas dan volume
5.
D. kg.m/s
6.
E. 0,0873 kg
7.
C. 953,4 cm3
8.
C. 1,5 x 10-6
ampere
9.
C. 721 kg
10.
E. 166,1 gram
11.
A. 3,23 cm
12.
D. 93,9 mm2
13.
E. 6,48 N
14.
B. 0,05%
15.
E. 0,08 A dan 2,5%
16.
E. 50 m/s
17.
A. 48 N
18.
C. 60 N
19.
B. 5 m/s2
20.
C. 6,28 m
21.
C. 5 Hz
22.
C. 3,5 rad/s2
23.
B. 2400 m
24.
D. 10 N, berlawanan arah
dengan gerak benda
25.
B. 4 N
26.
A. 108 N
27.
D. 19,6 N
28.
A. 3,33 m/s2
29.
A. 2,5 m/s2
30.
E. 80 m/s
B. Uraian
1. a. Hasil pengukuran
mikrometer
= skala utama
+ skala nonius
= 8,0 mm +
0,12 mm
= 8,12 mm
b. Hasil
pengukuran mikrometer
= skala utama + skala
nonius
= 7,50 mm + 0,25 mm
= 7,75 mm
2. Diket: F1 = 4 N
F2
= 3 N
a = 60°
Ditanya: R dan
= … ?
|
60°
|
|
R
|
|
F2
= 3 N
|
|
F1
= 4 N
|
R =
=
=
=
= 6,08 N
=
=
sin q =
sin q =
sin q =
sin q =0,43
sin q = 25,5°
3. Diket: t = 2 s
g = 10 m/s2
Ditanya: a. v = …?
b. h = …?
Jawab:
a.
v = g . t
= 10 . 2
= 20 m/s
b.
h =
. g . t2
=
. 10 . (2)2
= 20 m
4.
Diket : Grafik
vo =
500 m/s
vt = 1250 m/s
t = 25 s
Ditanya:
a) vo =
… ?
b) vt = … ?
c) a = … ?
d) s = … ?
Jawab :
a) vo = 500 m/s2
b) vt = 1250 m/s
c) a =
=
= 30 m/s2
d) s = Vot +
at2
= 500 (25)
+
(30)(25)2
= 12500 +
9375
= 21875 m
5.
Diket: R =
0,08 km = 80 m
f =
=
6 Hz
t = 5
s
Ditanya: s … ?
Jawab: v = 2π . r . f
= 2 (3,14)(80)(6) = 3014,4 m/s
s =
v x t = 3014,4 x 5 = 15072 m
BAB III
Individu 3
1. Penyelesaian:
Diketahui: ω0 = 25 rad/s
ω1 = 49 rad/s
t = 6 s
Ditanya: θ = ...?
Jawab:
θ = ω0t
+
αt2 α
=
= 25 (6) +
(4) (6)2 =
= 150 + 72 =
= 4 rad/s2
= 222 rad
2. Penyelesaian:
- Gaya-gaya
yang menimbulkan momen di titik A adalah gaya F1 dan F2
- Besarnya
momen gaya di titik A.
= F1 (AC) + F2 (AD)
=
25 (20) + 80 (8)
=
500 + 640
= 1140 Nm
- Besarnya
momen gaya di titik B
=
F1 (BC) + F2 (BD) + (-F3) (BA)
= 25 (16) + 80 (4) – 50 (4)
= 400 + 320 – 200
=
520 Nm
- Besarnya
momen gaya di titik C
= -F2
(DC) + (-F3) (AC)
= -80 (12) – 50 (20)
= -960 – 1000
=
-1960 Nm
- Besarnya
momen gaya di titik C
= -F2
(DC) + (-F3) (AC)
= -80 (12) – 50 (20)
= -960 – 1000
=
-1960 Nm
3. Penyelesaian:
Diketahui: m = 5
gram = 5 x 10–3 kg
R = 3 cm =
3 x 10–2 m
ω = 20
rad/s
Ditanya: I =
... ?
L = ... ?
Jawab:
I = m . R2
= (5 x 10–3)
(3 x 10–2)2
= 4,5 x 10–6
kg . m2
L = I . ω
= (4,5 x 10–6)
(20)
= 9 x 10–5 kg m2/s
4. Penyelesaian:
Diketahui: m = 500 gram = 0,5 kg
R = 10 cm = 0,1 m
ω = 6 put/s
=
6 (2π) rad/s
= 12 π
rad/s
Ditanya:
a)
EKr = …
?
b)
P = ... ?
c)
k = ... ?
Jawab:
a)
EKr =
. I .
ω2à
I=
. m .
R2
=
(0,5)(0,1)2 =
(0,005)
=
0,0002 kg . m2
EKr =
(0,0002)(12π)2
=
(0,0001)(144π2)
= 0,0144 p2 joule
b)
L = I . ω
=
(0,0002)(12π)
=
0,0024 π Ns
c)
I = m . k2
k =
=
= 0,063 m
5. Kebijakan guru
Tugas Kelompok 3
(Kebijakan guru)
Uji
Kompetensi 3
A. Pilihan Ganda
1. E. 120 Nm
2. C. 1,25 x
10-2 kg.m2/s
3. C. 48 π2
joule
4. A. 2 cm
5. C. 10
Nm
6. A. impuls
rotasi
7. E. I =
. m (R12 + R22)
8. C. I =
mR2
9. E. ∑F = 0
dan ∑
= 0
10. D. 0,064
kg.m2
11. D. 5 kg.m2
dan 887,36 joule
12. E. 2,6 rad
dan
putaran
13. E. 9 x 10-5
kg.m2/s
14. D. 7,2 π
kg.m2/s
15. B. 20 cm
16. 0,17 rps
17. C. 0,2 Nm
18. C. 200
joule
19. A. 60 Nm
20. E. 100
Nm
B. Essay
1. Momen
gaya =
F cos α . I
=
50 sin 300 . 10
=
50 .
. 10
= 250 Nm
2.
Momen gaya =
F . cos α . l
= 100
.
. 5
=
250
Nm
3. Diket: m
= 800 gr = 0,8 kg (silinder batang)
L = 25 cm = 0,25 m
Ditanya: I =… ?
Jawab:
I =
m . L2
=
(0,8) (0,25)2
= 0,167
kg.m2
4.
Diket: m = 3 kg
R = 10 cm = 0,1 m
F = 15 N
t0 = 0 s
Ditanya: a.
dan a = … ?
b.
= …? (t1 = 45 s)
Jawab:
a.
I = m . R2
= 3 . (0,1)2
= 0,03 kg.m2
= R . F
= 0,1 . 15
= 1,5 Nm
a =
= 50 rad/s2
b.
t1 = 45 s
a =
d
= a . dt
= 50 . (45 - 0)
= 50 . 45
=
2250 rad/s
5.
Diket: m
= 300 gr = 0,3 kg (cincin homogen)
ω = 2 put/s = 4 π rad/s
r = 8 cm =
0,08 m
Ditanya: Ekr =…
?
Jawab:
I =
. m . R2
I =
. 0,3 (0,08)2 = 7,68 X 10-4 kg.m2
Ekr =
I ω2
=
(7,68) (4π)2
= 3,84 x 10-4 (16) (3,14)
= 0,0192joule
Ujian Akhir Semester
A. Pilihan Ganda
1. B.1 dan 2 saja
2. D.4,19 cm
3. B.3,74 mm
4. A.kesalahan paralaks
5. B.1,25%
6. D.kuat arus, temperatur, dan intensitas
7. D. M. T-3
8. A.93,38 km
9. C.4,064 m
10. D.5 . 10-6
11. D. 500 N
12. D. Fx = 10
N; Fy = 10 N
13. D.8 : 3
14. C.360 m
15. A.8,82 N
16. C.40 m/s
17. B.20 m/s
18. A.10 m
19. B.24 π m/s
20. B.1,25 rad/s
21. B.gerak rotasi
22. B.225 Nm
23. D.600 Nm
24. C.0,45 kg.m2
25. C.300 rad
26. D.0,054 kg . m2
27. B.1,6 rad/s2
28. B.0,04 kg . m2
29. D.0,45 kg.m2
30. E.0,064 kg.m2
B. Essay
1.
a. Hasil pengukuran jangka sorong
=
skala utama + (skala nonius x 0,1 mm)
= 6,2
cm + (2 x 0,01 cm)
= 6,2
cm + 0,02 cm
=
6,22 cm
b. Hasil
pengukuran jangka sorong
= skala
utama + (skala nonius x 0,1 mm)
= 10,2
cm + (5 x 0,01 cm)
= 10,2
cm + 0,05 cm
=
10,25 cm
2.
Diket: mB
= 80 kg
gbulan
=
gbumi
gbulan = 9,8 m.s-2
Ditanya: w yang hilang = … ?
Jawab:
gbulan =
(9,8) =
1,225 m.s-2
wbulan = mbulan . gbulan
= 80 (1,225) = 98 N
wbumi = 80 (9,8) = 784 N
Jadi w
yang hilang = wbumi
- wbulan
= 784 - 98
= 686
N
3.
Diket: f = 600 rpm
Ditanya: a. f
(dalam Hz) = … ?
b. T = … ?
c.
= … ?
d. v (jika R = 15 cm) = … ?
Jawab:
a.
f = 600 rpm
=
= 10 Hz
b.
T =
c.
= 2π f
= 2π . 10
= 20 π rad/s
d.
v =
. R
= 20 π . 0,15
= 3
m/s
4.
Diket: m = 2 kg
ω = 180 rpm = 6 π rad/s
r = 60 cm =
0,6 m
Ditanya: I dan Ekr = … ?
Jawab :
I = m . R2 =
2(0,6)2 = 0,72 kg m2
Ekr =
2
=
(0,72) (6π)2
=
(0,72) (36) (3,14)
=40,694 joule
5.
Diket: ωo = 30 π rad/s
t =
8s
ωt = 50 π rad/s
Ditanya: a =… ?
Jawab:
a =
=
= 2,5 π rad/s2
--------------oooOooo--------------
Tidak ada komentar:
Posting Komentar