Soal Fisika Dasar 1

TUGAS MANDIRI

FISIKA DASAR    I

(FISD4211)

PETUNJUK: UNTUK SOAL NOMOR   1  SAMPAI  DENGAN 35,  PILIHLAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT!

1.   Jika dimensi panjang L, massa M dan waktu adalah T, maka dimensi gaya adalah ....

A.   MLT^-1

B.   MLT

C.   MLT^-2

D.   ML^-2T^-2

2.   Dua buah vektor yaitu  membentuk sudut 60^o dan besar masing-masing vektor adalah  = 6 satuan dan v₂ = 8 satuan. Besarnya vektor resultantenya adalah ....

A.   10,26 satuan

B.   12,16 satuan

C.   16,12 satuan

D.   18,62 satuan

     

3.   Pada gambar ditunjukkan grafik posisi sebagai fungsi waktu dari sebuah benda yang bergerak lurus. Grafik tersebut menunjukkan ....

A.   benda bergerak dipercepat dalam interval waktu 0 < t < t₁ dan t₂ < t < t₃

B.   benda bergerak diperlambat dalam interval waktu 0 < t < t₁ dan t₂ < t < t₃

C.   benda bergerak lurus beraturan dalam interval waktu t₁ < t < t₂

D.   benda diam dalam interval waktu

      t₁ < t < t₂

4.   Lintasan gerak sebuah benda yang bergerak lurus dinyatakan dengan x dan waktu geraknya dinyatakan dengan t. Jika diketahui x = 275 m pada t = 5 detik, dan x = 1050 m dan pada t = 10 detik, maka besar percepatan benda tersebut adalah ....

A.   10 m/s²

B.   20 m/s²

C.   40 m/s²

D.   50 m/s²

5.   Jika v(t) dan x(t) masing-masing menyatakan kecepatan dan letak suatu benda pada saat t yang bergerak lurus berubah beraturan, dan diketahui v(5) = 13 m/s, v(10) = 25,5 m/s, x(10) = 0, maka letak benda tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan ....

A.   x(t) = 0,5t + 2,5t²

B.   x(t) = 2,5t + 0,5t²

C.   x(t) = 0,5t + 1,25t²

D.   x(t) = 1,25t + 0,5t²

6.   Sebuah peluru meriam ditembakkan miring ke atas membentuk sudut 45^o dengan per-mukaan tanah. Jika peluru tersebut mempunyai kecepatan awal 50 m/s dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka setelah 2 detik kecepatan vertikalnya adalah ....

A.   15,36 m/s

B.   23,38 m/s

C.   30,72 m/s

D.   46,60 m/s

7.   Sebuah pesawat bergerak dengan membuat sudut 0^o dari permukaan bumi dengan kecepatan 720 km/jam. Ketinggian pesawat dari permukaan bumi adalah 1000 m. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s², pada sudut f berapa agar pilot dapat melihat secara jelas seorang anak sedang bermain di tanah lapang.

A.   37^o

B.   51^o

C.   65,5^o

D.   70,7^o

8.   Bulan mempunyai orbit yang mendekati bentuk lingkaran dalam gerakannya mengeli-lingi bumi. Waktu yang dibutuhkan oleh bulan untuk satu kali mengelilingi bumi adalah 27,6 hari. Jika jejari orbit bulan 3,84 x 10⁸ m, maka besar percepatan radialnya adalah ....

A.   2,66 x 10^-3 m/s²

B.   3,96 x 10^-3 m/s²

C.   5,23 x 10^-3 m/s²

D.   7,01 x 10^-3 m/s²

9.   Benda A dan benda B bergerak melingkar beraturan masing-masing dengan kelajuan v_A dan v_B, dan jejari lintasan R_A dan R_B.

      Jika v_A = 2v_B dan R_A = 0,5 R_B, maka besarnya kecepatan sudut kedua benda dapat dinyata-kan sebagai ....

A.   w_A = 2 w_B

B.   w_B = 2 w_A

C.   w_A = 4 w_B

D.   w_B = 4 w_A

10.   Dua buah gaya yang sama besar yaitu 5 Newton bekerja pada sebuah benda. Jika kedua gaya membentuk sudut 120^o, maka besar resultan gaya adalah ....

A.   0

B.   5 N

C.   8,7 N

D.   10 N

11.   Sebuah benda dengan berat = 700 N berada pada bidang miring seperti pada gambar. Besar gaya normal pada bidang miring adalah ....

3 m

A.   350,0 newton

B.   388,9 newton

C.   466,7 newton

D.   582,4 newton

12.   Benda A yang terletak pada bidang miring yang licin dihubungkan dengan benda B yang tergantung vertikal seperti pada gambar.

Kedua benda dihubungan dengan sebuah tali dengan massa sangat kecil. Diketahui per-cepatan gravitasi adalah 10 m/s². Agar benda A bergerak naik dengan percepatan 0,5 m/s² maka M_A/M_B besarnya ....

A.   0,56

B.   0,81

C.   1,24

D.   1,73

13.   Sebuah benda dengan massa m₁ dihubung-kan dengan pemberat yang massanya m₂ sepertai pada gambar.

Koefisien gesekan statis antara benda dan bidang adalah m_s, sedangkan antara tali dan katrol tidak ada gesekan. Agar sistem ini dapat bergerak maka m₂ harus memenuhi ....

A.   m₂ > m_sm₁

B.   m₁ > m_sm₂

C.   m₂ £ m_sm₁

D.   m₁ £ m_sm₂

14.   Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak lurus pada bidang horizontal dengan kecepatan awal 5 ms^-1. Benda bergerak diperlambat karena pengaruh gaya gesekan dan berhenti setelah menempuh jarak 5 m. Jika g = 9,8 ms^-2, maka besarnya koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah ....

A.   0,15

B.   0,26

C.   0,37

D.   0,51

15.   Sebuah pegas digantung dan diberi beban pada ujungnya (lihat gambar).

Pegas dan beban bergetar dengan persama-an: x = 2 cos 10p t

Jika massa pegas diabaikan dan tetapan pegas 100 p² N/m, maka besarnya massa beban adalah  ....

A.   1 kg

B.   2 kg

C.  

D.   p kg

16.   Seorang pelari cepat yang massanya 90 kg berlari menempuh lintasan sepanjang 100 m dalam waktu 10 detik. Jika kecepatan awalnya v_o = 0, maka besar usaha yang dilakukan sepanjang lintasan adalah ....

A.   2500 joule

B.   4500 joule

C.   9000 joule

D.   18000 joule

17.   Sebuah benda titik bergerak pada bidang xy karena pengaruh gaya . Jika F dalam satuan Newton dan skala x dan y dalam satuan meter, maka besar usaha untuk gerakan benda dari titik (2,3) ke titik (3,4) adalah ....

A.   19 joule

B.   22 joule

C.   27 joule

D.   39 joule

18.   Sebuah benda bermassa 10 kg lurus pada bidang horizontal dengan kecepatan awal 10 m/s. Benda bergerak diperlambat karena pengaruh gaya gesekan. Usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan sampai benda berhenti adalah ....

A.   W_f = -100 j

B.   W_f = -500 j

C.   W_f = -1000 j

D.   W_f = -5000 j

19.   Sebuah benda meluncur pada bidang miring dengan kecepatan awal 2 m/s. Sudut kemiringan bidang 30^o dan koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah 0,3. Jika benda mempunyai massa 1,5 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka besar usaha yang telah dilakukan oleh gaya gesekan setelah benda bergerak selama 2 detik adalah ....

A.   19,8 joule

B.   31,7 joule

C.   66,0 joule

D.   114,3 joule

20.   Sebuah peluru ditembakkan ke atas permukaan tanah dengan sudut kemiringan 60^o (terhadap horizontal) dan kecepatan awal 50 m/s. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s² dan gesekan udara diabaikan, maka ketinggian maksimum yang dicapai peluru adalah ....

A.   95,7 m

B.   127,6 m

C.   191,4 m

D.   255,1 m

21.   Sebuah bola karet bermassa 200 gram dijatuhkan bebas dari ketinggian 3 m di atas lantai. Bola mengalami beberapa kali pantuan di lantai dan untuk setiap pantulan bola kehilangan 20% energinya (energi deformasi). Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka bola tersebut akan mempunyai ketinggian kurang dari 0,5 m setelah pantulan ke ....

A.   7

B.   8

C.   9

D.   10

22.   Energi potensial suatu benda dinyatakan dalam bentuk  dengan r adalah jarak benda terhadap titik acuan tertentu, sedangkan a dan b adalah konstanta positif. Besar energi potensial minimum benda terhadap titik acuan tersebut dapat dinyatakan dengan ....

A.  

B.  

C.  

D.  

23.   Sebuah satelit bumi mempunyai lintasan orbit yang berbentuk elips. Jarak maksimumnya dari pusat bumi 1,5 x 10⁷ m dan jarak minimumnya 4,5 x 10⁶ m. Jika pada jarak maksimum besar energi potensial satelit tersebut 2,65 x 10⁹ Joule, maka energi potensial satelit pada jarak minimumnya adalah ....

A.   7,95 x 10⁸ Joule

B.   7,95 x 10⁹ Joule

C.   8,83 x 10⁸ Joule

D.   8,83 x 10⁹ Joule

24.   Seseorang memukul benda bermasaa 50 gram sehingga benda terebut bergerak lurus. Jika gaya pukulan adalah suatu gaya impuls sebesar 10 N dan saat kontak pukulan adalah 0,1 detik, maka kelajuan benda setelah dipukul adalah ....

A.   10 m/s

B.   20 m/s

C.   30 m/s

D.   40 m/s

25.   Sebuah senapan mesin dapat menembakkan 240 peluru per menitnya. Jika kecepatan peluru 200 m/s dan massa peluru 150 gram, maka besar gaya tolak pada senapan adalah ....

A.   30 N

B.   40 N

C.   60 N

D.   120 N

26.   Sebuah peluru dengan massa m₁ mengenai sebuah bandul balistik bermassa m₂ (lihat gambar). Pusat massa bandul balistik naik sejauh y. Jika peluru bersarang di dalam bandul, maka kecepatan awal peluru ....

v1

m1

y

A.  

B.  

C.  

D.  

27.   Benda A dengan massa 5 kg dan bergerak dengan kecepatan 20 m/s menumbuk benda B yang massanya 2 kg dan mula-mula diam. Jika setelah tumbukan kecepatan benda A menjadi 10 m/s, maka setelah tumbukan kecepatan benda B adalah ....

A.   10 m/s

B.   25 m/s

C.   50 m/s

D.   100 m/s

28.   Benda A dengan massa 1 kg bergerak dari kiri ke kanan dengan laju konstan 5 m/s. Benda B dengan massa 2 kg bergerak dari kanan ke kiri dengan laju konstan 10 m/s. Kedua benda kemudian bertumbukan sehingga benda A berbalik arah dengan kelajuan 2 m/s. Kelajuan dan arah benda B setelah bertumbukan adalah ....

A.   6,5 m/s; ke kanan

B.   6,5 m/s; ke kiri

C.   13,5 m/s; ke kanan

D.   13,5 m/s; ke kiri

29.   Sebuah tikungan jalan berbentuk busur lingkaran. Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 50 km/jam pada tikungan tersebut akan mempunyai momentum sudut sebesar 3,5 x 10⁵ kg m²/s. Jika mobil yang sama bergerak dengan kecepatan 40 km/jam pada tikungan tersebut maka besar momentum sudut mobil sekarang adalah ....

A.   5,6 x 10⁴ kg m²/s

B.   9,0 x 10⁴ kg m²/s

C.   2,8 x 10⁵ kg m²/s

D.   4,4 x 10⁵ kg m²/s

30.   Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak melingkar beraturan dengan perioda 10 s. Jika momentum sudut benda 10p kgm²s^-1, maka jejari lintasan benda tersebut adalah  ....

A.   2,5 m

B.   5,0 m

C.   2p m

D.   5p m

31.   Sebuah bola pejal dengan massa 1 kg dan jejari bola 0,5 m berotasi terhadap sumbu yang melalui pusat massa. Momentum sudut benda berkurang dari 10 kg m²s^-1 menjadi 5 kg m²s^-1 dalam waktu 10 detik. Besarnya momen gaya rata-rata pada benda tersebut adalah ....

A.   0,1 Nm

B.   0,5 Nm

C.   1 Nm

D.   5 Nm

32.   Sebuah balok tembaga berukuran 3 cm x 4 cm x 6 cm dipanaskan dari 40^oC s/d 100^oC. Berapa besar perubahan volumenya?

A.   0,23 cm³.

B.   0,32 cm³.

C.   0,64 cm³.

D.   1,23 cm³.

33.   Suatu gas ideal berada dalam tabung yang volume 10 l dengan temperaturnya 27^oC. Kemudian gas diekspansikan secara isobarik pada tekanan 2 atm sehingga volume menjadi 20 l. Besar temperatur gas setelah mengalami proses isobarik adalah ....

A.   273^oC

B.   297^oC

C.   313^oC

D.   327^oC

34.   Sebuah sumber panas dalam kamar kehilangan panasnya melalui jendela. Tentukan plaju panas yang mengalir melalui sebuah kaca jendela yang berukuran 2,0 m x 1,5 m luasnya dan ketebalannya 4 mm, jika temperatur dalam dan luar ruangan adalah 20^oC dan 18^oC.

A.   570 W

B.   750 W

C.   1060 W

D.   1260 W

35.   Sebuah batu es dengan massa 60 gram dan suhu 0^oC ditempatkan dalam sebuah gelas. Sesudah beberapa menit kemudian separuh batu es telah mencair menjadi air pada suhu 0^OC. Besarnya perubahan entropi dari es/air adalah ....

A.   8,8 cal/^oK

B.   16,6 cal/^oK

C.   20,8 cal/^oK

D.   24,6 cal/^oK

PETUNJUK:  UNTUK SOAL NOMOR 36  SAMPAI   40,   PILIHLAH:

A.   JIKA KEDUA PERNYATAAN BENAR DAN KEDUANYA MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB AKIBAT!

B.   JIKA KEDUA PERNYATAAN BENAR TETAPI KEDUANYA BUKAN MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB AKIBAT!

C.   JIKA SALAH SATU PERNYATAAN SALAH! 

D.   JIKA KEDUA PERNYATAAN  SALAH!

36.   Kerja yang dilakukan oleh sebuah benda sama dengan nol apabia sudut antara arah gaya dan lintasan benda 90^o,

sebab                       

kerja yang dilakukan oleh benda adalah perkalian gaya dengan jarak lintasan benda dan cos q (dimana q adalah sudut antara arah gaya dengan lintasan benda).

37.   Perioda suatu ayunan bandul berbanding lurus terhadap panjang tali bandul,

sebab                       

makin besar perioda ayunan maka frekuensi ayunannya makin kecil.

38.   Apabila besar resultan gaya luar yang bekerja pada sistem partikel sama dengan nol, maka momentum total sistem konstan,

sebab                       

momentum total sistem partikel adalah jumlah momentum partikel-partikel yang ada di dalam sistem.

39.   Karena pengaruh medan gaya sentral maka planet-planet beredar mengelilingi matahari dengan bidang edar yang tetap,

sebab                       

planet-planet yang bergerak di dalam medan gaya sentral akan mempunyai momentum sudut yang tetap, sehingga orientasi bidang edar planet-planet tersebut tidak berubah.

40.   Sebuah bola pejal yang diletakkan pada bidang miring yang kasar akan bergerak mennguling tanpa tergelincir,

sebab                       

besar resultan gaya-gaya luar yang bekerja pada benda yang diletakkan pada bidang miring yang kasar sama dengan nol.

PETUNJUK:  UNTUK SOAL NOMOR   41   SAMPAI   45,   PILIHLAH:

A.   JIKA 1) DAN 2) BENAR!

B.   JIKA 1) DAN 3) BENAR!

C.   JIKA 2) DAN 3) BENAR!

D.   JIKA 1), 2), DAN 3) SEMUANYA BENAR!    

41.   Air volumenya 1 l dan temperaturnya 100^oC ketika dipanaskan menghasilkan 1671 l uap pada temperatur 100^oC, jika kalor beban air l_v = 22,6 x 10⁵ J/kg dan anggap proses dilakukan pada tekanan atmosfer, maka ....

1)   kalor yang dihasilkan (Q) = 22,6 x 10⁵ J

2)   kerja yang dilakukan oleh air (W) = 1,7 x 10⁵ J

3)   perubahan energi dalam (internal energi) air (DU) = 21 x 10⁵J

42.   Sebuah kotak dengan massa 40 kg terletak dalam sebuah truk yang berada pada bidang miring. Truk mulai bergerak dengan kecepatan 40 km/jam dan kemudian mem-perlambat secara konstan sehingga kecepat-annya menjadi 20 km/jam dalam 10 detik  ....

1)   percepatan kotak = -2 m/s²

2)   percepatan truk = -2 m/s²

3)   gaya yang dialami kotak = 80 N

43.   Sebuah tongkat  yang massanya dapat di-abaikan mempunyai panjang 4 m. Pada kedua ujung-ujungnya masing-masing diberi massa 3 kg (lihat gambar) ....

1)   momen inersia pada tengah-tengah dan tegak lurus pada tongkat 24 kg m²

2)   momentum sudut tongkat jika tongkat berotasi dengan kecepatan sudut 10 rad/s  = 240 kg m²s^-1

3)   energi kinteik tongkat jika tongkat berotasi dengan kecepatan sudut 10 rad/s = 2400 J

44.   Persamaan gerak sebuah benda yang bergerak osilasi oleh gaya pegas diberikan oleh X(t) = 0,4 cos (10t + 20^o). Jika massa benda adalah 3 kg ....

1)   besar tetapan pegas = 300 Nm^-1

2)   gaya pada simpangan maksimum = 120 N

3)   perioda ayunan 6,2 S

45.   Sebuah bola kasti dengan massa 0,05 kg dilemparkan oleh seseorang kecepatan 30 m/s kemudian dipukul oleh orang lain dengan menggunakan sebuah pemukul sehingga bola tersebut bergerak berbalik arah dengan kecepatan 50 m /s ....

1)   impuls yang dialami bola 1 kg m/s

2)   gaya yang dialami bola selama 0,01 detik = 100 N

3)   impuls adalah penjumlahan momentum awal dengan momentum akhir