Pembahasan UAS 2013 -...

Pembahasan UAS 2013

1. Sebuah cakram homogen berjari-jari 0,3 m pada titik tengahnya terdapatsebuah poros mendatar dan tegak lurus dengan cakram. Seutas tali dililitkanmelingkar pada sekeliling cakram dan ujung tali ditarik dengan gaya F yangbesarnya tetap sebesar 15 N sehingga cakram berotasi pada porosnya. BerapaNm momen gaya pada cakram ?

A. 4,5 B. 1,5 C. 3 D. 6Penyelesaian :

τ = F × r= 15 x 0,3= 4,5 Nm

Untuk soal nomor 2 dan 3 : Sebuah piringan tipis homogen bermassa 0,1 kgdengan jari-jari 0,05 m pada pusat massa, yaitu di titik tengah piringan terdapatporos O mendatar dan tegak lurus dengan piringan. Pada sisi tepi piringan terdapattitik S.2. Jika piringan dirotasikan pada poros O, maka berapa kg.m2 momen inersianya

(momen inersia pusat massa) ?A. 0,00001 C. 0,00004B. 0,000016 D. 0,00002

Penyelesaian :momen inersia piringan tipis :

I = ½ m. r2

= ½ (0,1)(0,05)2

= ½ (0,1)(0,0025)= 0,000125 kg.m2

Bila yang dimaksud dalam soal adalah bola tipis berongga, maka :I = 2/3 m.r2

= 2/3 x 0,1 x (0,05)2

= 2/3 x 0,1 x 0,0025= 0,000016 kg.m2

3. Jika poros O digeser ke sisi piringan di titik S sejajar dengan poros O yangsemula, kemudian piringan dirotasikan pada poros S, maka berapa kg.m2momen inersianya ?

A. 0,00006 B. 0,000056 C. 0,00005 D. 0,00004Penyelesaian :momen inersia piringan tipis dengan poros di pinggir :

I = ½ m.r2 + m.r2

= 3/2 m.r2

= 3/2 (0,1)(0,05)2

= 3/2 (0,1)(0,0025)= 0,000375 kg.m2

Bila yang dimaksud dalam soal adalah bola tipis berongga, maka :I = 2/3 m.r2 + m.r2

= 5/3 m.r2

= 5/3 x 0,1 x (0,05)2

= 5/3 x 0,1 x 0,0025= 0,0000416 kg.m2

Untuk soal nomor 4 - 6 : Pada roda yang berporos di titik A terdapat titik B yangsemula diam kemudian berputar mengelilingi poros A dengan percepatan suduttetap 2 rad/s .4. Setelah 10 detik, maka berapa rad/s kecepatan putar roda ?

A. 10 B. 20 C. 100 D. 200Penyelesaian :

ωo = 0 rad/sα = 2 rad/s2

t = 10 sωt = ωo + α . t = 0 + (2)(10) = 20 rad/s

5. Setelah 10 detik, maka berapa rad sudut putar yang dibentuk oleh garis AB ?A. 100 B. 200 C. 10 D. 20

Penyelesaian :ωo = 0 rad/sα = 2 rad/s2

t = 10 sSudut putar setelah 10 detik adalah :

θt = ωo . t + ½ α . t2 = 0 + ½ (2)(10)2 = 100 rad

6. Jika jarak AB = 0,2 m, maka berapa m/s2 percepatan tangensial titik B ?A. 0,04 B. 0,4 C. 0,8 D. 0,08

Penyelesaian :AB = 0,2 mα = 2 rad/s2

at = α . r = (2)(0,2) = 0,4 m/s2

7. Sebuah roda berputar dengan percepatan sudut yang tetap = 2 rad/s2. Jikakecepatan sudut semula 20 rad/s maka setelah 10 detik kecepatan sudutnya =....... rad/s.


ωo = 20 rad/sα = 2 rad/s2

t = 10 s

ωt = ωo + α . t = 20 + (2)(10) = 40 rad/s

8. Sebuah benda berotasi dengan momen inersia 2,5 x 10-3 kg.m2 dengankecepatan sudut awal 5 rad/s. Berapa Nm besarnya momen gaya yang harusdikerjakan agar benda berhenti berotasi dalam waktu 2,5 s ?

A. 7,5 x 10-4 B. 2,5 x 10-4 C. 7,5 x 10-3 D. 5,0 x 10-3

Penyelesaian :ωo = 5 rad/sI = 2,5 x 10-3 rad/s2

t = 2,5 s

ωt = 0 rad/sα = (ωt – ωo) / t = (0 – 5) / 2,5 = -2 rad/s2τ = I.α

= 2,5 x 10−3 x (-2)= -5,0 x 10-3 Nm

Untuk soal nomor 9 dan 10 : Sebuah barang dipindahkan sejauh 40 m dengangaya 900 N dalam waktu 30 detik.9. Berapa J kerja yang dilakukan untuk memindahkan barang itu ?

A. 675 B. 1 199 C. 36 000 D. 1 200Penyelesaian :

W = F.s= F s= 900 x 40= 36 000 J

10. Rata-rata berapa W daya yang dikeluarkan untuk memindahkan barang itu ?A. 675 B. 1 199 C. 36 000 D. 1 200

Penyelesaian :P = W/t

= F s /t= 900 x 40 / 30= 1200 W

11. Berapa joule kerja yang dilakukan untuk menaikkan elevator bermassa 2000kg melewati ketinggian 25 m dengan laju 3 m/s, jika gaya gesekan sebesar 500N dan g = 9,8 m/s2 ?

A. 29 100 B. 520 500 C. 511 500 D. 491 500Penyelesaian :

W = (F – fs ) . y= (mg – fs) . y= [(2000)(9,8) – (500)] . (25)= 477 500 J

12. Hasil kali besarnya gaya dan lamanya gaya itu bekerja pada benda, samadengan apa ?

A. Kerja B. Momentum C. Impuls D. DayaPenyelesaian :

Impuls = Gaya x waktuI = F . t

13. Hasil kali massa benda dan perubahan kecepatan geraknya, sama dengan apa ?A. Kerja B. Momentum C. Impuls D. Daya

Penyelesaian :Impuls = perubahan momentum

I = ∆p= m . ∆v

14. Hasil kali massa benda dan kecepatan geraknya, sama dengan apa ?A. Kerja B. Momentum C. Impuls D. Daya

Penyelesaian :Momentum = massa x kecepatan

p = m . v

15. Benda A bermassa mA bergerak dengan kecepatan vA bertumbukan denganbenda B bermassa mB yang bergerak dengan kecepatan vB. Setelahbertumbukan, kecepatan A menjadi v'A dan kecepatan B menjadi v'B sehinggaberlaku persamaan :

mA vA + mB vB = mA v'A + mB v'BPersamaan tersebut sesuai dengan hukum apa ?

A. Hukum kekekalan massaB. Hukum kekekalan momentumC. Hukum kekekalan energi kinetikD. Hukum kekekalan energi potensial

Penyelesaian :Hukum kekekalan momentum :

mA vA + mB vB = mA v'A + mB v'B

Untuk soal nomor 16 - 19 : Di atas bidang datar yang sangat licin (gaya gesekandiabaikan) benda A bermassa 1 kg bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/s. Didepan benda A terdapat benda B yang bermassa 2 kg yang bergerak lurus dengankecepatan 2 m/s searah membentuk garis lurus Benda A kemudian menumbukbenda B.16. Berapa momentum benda A sebelum bertumbukan ?

A. 1 B. 5 C. 4 D. 10Pembahasan :

mA = 1 kg; vA = 5 m/smB = 2 kg; vB = 2 m/s

p = m.v = (1)(5) = 5 kg.m/s

17. Jika tumbukannya elastis sempurna, maka berapa m/s kecepatan benda Asesaat setelah bertumbukan ?



Tumbukannya elastis sempurna :

1 =

− vA’ + vB’ = 3vB’ = 3 + vA’

Hukum kekekalan momentum:p’tot = ptot

mA vA’ + mB vB’ = mA vA + mB vB

1 vA’ + 2 vB’ = 1 . 5 + 2 (2)1 vA’ + 2 (3 + vA’) = 5 + 4

1 vA’ + 6 + 2 vA’ = 93 vA’ = 3

vA’ = 1 m/s

18. Jika tumbukannya elastis sempurna, maka berapa m/s kecepatan benda Bsesaat setelah bertumbukan ?


Dari no 16 diatas :vA’ = 1 m/svB’ = 3 + vA’

= 3 + 1= 4 m/s

19. Jika tumbukannya tidak elastis sama sekali (kedua benda tetap terus salingmenempel), maka berapa m/s kecepatan kedua benda itu sesaat setelahbertumbukan ?



Tidak elastik sama sekali :mA vA + mB vB = (mA + mB) v’(1 kg)(5 m/s) + (2 kg)(2 m/s) = ( 1 kg + 2 kg) v’

5 + 4 = 3 v’v’ = 9 / 3 = 3 m/s

20. Pernyataan berikut ini, manakah yang paling betul ?A. Pada suhu yang tetap dan jumlah mol gas tetap, tekanan gas

berbanding lurus dengan volumenya.B. Pada tekanan yang tetap dan jumlah mol gas tetap, volume gas

berbanding terbalik dengan suhunya.C. Pada suhu yang sama dan tekanan yang sama, gas-gas yang jumlah

molnya sama maka volumenya tidak sama.D. Pada suhu yang sama dan tekanan yang sama, volume 1 mol gas

oksigen sama dengan volume 1 mol gas yang lainnya.Pembahasan :

Menurut hukum Avogadro :Pada suhu yang sama dan tekanan yang sama, volume 1 mol gasoksigen sama dengan volume 1 mol gas yang lainnya.

21. Sebanyak 10 L gas oksigen tekanannya 1 atm. Pada suhu yang sama berapaatm tekanan gas tersebut jika volumenya dijadikan 9 L ?

A. 0,19 B. 0,9 C. 1,11 D. 1,9

Pembahasan :Pada suhu tetap, gunakan Hukum Boyle :

P1 V1 = P2 V2

22. Pada suhu 27°C volume gas oksigen 10 L. Pada tekanan yang sama, berapa Lvolume gas tersebut pada suhu 37°C ?

A. 13,20 B. 9,66 C. 7,28 D. 10,33Pembahasan :

Pada tekanan tetap, gunakan Hukum Charles :

23. Sebanyak 2 mol gas hidrogen volumenya 60 L. Pada suhu dan tekanan yangsama, berapa L volume 5 mol gas oksigen ?

A. 6 B. 140 C.150 D.600Pembahasan :

Pada suhu dan tekanan tetap, gunakan Hukum Avogadro :

24. Sebanyak 2 mol gas hidrogen volumenya 40 L. Jika diukur pada suhu 27°Cmaka berapa atm tekanannya, ? (R = 0,08206 L.atm.mol-1.K-1)

A. 1,83 B. 0,067 C. 0,11 D. 1,23Pembahasan :

T = 27°C + 273 = 300 KGunakan Persamaan Gas Umum :PV = nRT

25. Sebanyak 4 mol gas N2 yang tekanannya 1 atm ditambah dengan gas Cl2

sehingga campuran gas tersebut tekanannya menjadi 1,5 atm (gas N2 dan Cl2

tidak bereaksi). Jika suhunya tetap, maka berapa mol gas Cl2 yang ditambahkan tersebut ?

A. 4 B. 3 C. 2 D. 1Pembahasan :Persamaan Gas Umum :

PV = nRTKarena suhu tetap, maka digunakan Hukum Boyle :

P1 V1 = P2 V2

V2 = V1

0,67 n2 RT = 4 RTn2 = 5,97 mol

Jadi mol gas Cl2 yang ditambahkan adalah 5,97 mol – 4 mol = 1,97 mol

Pembahasan UAS 2013 -...

Documents

Transcript of Pembahasan UAS 2013 -...