Fisika (Semester 1)

6.       Sebuah bola besi bermassa 20 kg jatuh bebas dari ketinggian 4 m di atas hamparan pasir. Sesampainya dipermukaan pasir bola besi tersebut bisa masuk sedalam 5 cm. Berapakah gaya tahan pasir terhadap bola?

Dik.

m = 20 kg

h  = 4 m

s  = 5 cm = 0,05 m

Dit.

F = ......?

Peny.

I.  Ep     = m x g x h

        = 20 x 10 x 4

        = 800 Joule

II.               W     = F x s

F      =  =  = 16.000 N

7.        Hitunglah usaha yang diperlukan untuk melontarkan batu yang memiliki massa 2 kg dari permukaan bumi sampai ketinggian 10 m, jika gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s² dan jari-jari bumi 6,375 km !

Dik.

m = 2 kg

r = 10 m

g = 9,8 m/s²

R = 6,375 km = 6.375 m

Dit.

W = ........?

Peny.

W        = m x g x h

   = 2 x 9,8 x(6.375 +10)

   = 19,6 (6.385)

   = 125.146 J

6.       Sebuah bola massanya 2 kg jatuh dari ketinggian 45 m. Waktu bola menumbuk tanah adalah 0,1 sekon sampai akhirnya bola berbalik dengan kecepatan 2/3 kali kecepatan ketika bola menumbuk tanah. Hitunglah perubahan momentum bola pada saat menumbuk tanah dan besarnya gaya yang bekerja pada bola akibat menumbuk tanah !

Dik.

m = 2 kg

h = 45 m

t = 0,1 s

V₂ =  V₁

Dit.

I.     ∆P=......?

II.  F = ………?

Peny.

I. Mencari  ∆P

Ø h = V₀ x t +  gt²

45      = V₀ (0,1) +  (10)(0,1)²

45      = 0,1 V₀ + 0,05

0,1 V₀ = 45 – 0,05

0,1 V₀ = 44,95

V₀       =  

   = 449,5 m/s

Ø V_t =  V₀ =  (449,5) = 229,7 m/s

Ø ∆P      = m (V_t - V₀)

  = 2 (299,7 – 449,5)

  = 2 (-149,8)

  = -299,6 kg m/s

I. Mencari F

F =  =  = -2996 N

7.       Sebuah mobil yang massanya 4.000 kg bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. Berapakah besar gaya yang diperlukan untuk menghentikan mobil tersebut, jika dikehendaki mobil berhenti dalam waktu 10 sekon dan 5 sekon ?

Dik.

m = 4.000 kg

V₀ = 72 km/jam = 20 m/s

t₁ = 10 s

t₂ = 5 s

Dit.

F = …….?

Peny.

I. t₁ = 10 s

Ø a =  =  =  = -2

Ø F = m x a

   = 4.000 x (-2)

   = -8.000 N

II. t₂ = 5 s

Ø a =  =  =  = -4

Ø F = m x a

   = 4.000 x (-4)

   = -16.000 N

8.       Seutas kawat mempunyai luas penampang 4 mm². Kawat tersebut diregangkan oleh gaya sebesar 3,2 N sehingga bertambah panjang 0,03 cm. Jika diketahui panjang kawat mula-mula 60 cm, maka hitunglah tegangan kawat, regangan kawat, dam modulus Young kawat tersebut !

Dik.

A = 4 mm² = 4 x 10^-6 m²

F = 3,2 N

∆L = 0,03 cm = 3 x 10^-4 m

l₀ = 60 cm = 6 x 10^-1 m

Dit.

I.  P = …..?

II.  e = …..?

III.               Y = …..?

Peny.

I.  P =  =  

= 0,8 x 10⁶ N/m²

   = 8 x 10⁵ N/m²

II.  e =    =  = 0,5 x 10^-3

 = 5 x 10^-4

III.               Y =  =  = 1,6 x 10⁹ N/m²