XI IPA 5

1

CREATED BY : XI IPA 5 Edited By : Lucky Ardian

TUGAS FISIKA

Disusun oleh :

XI IPA 5

SMA NEGERI 4 TANGERANG

Jln. PADASUKA NO.1 PABUARAN TUMPENG

NO. TELEPON. 5520538

TANGERANG

2


01. Sebuah balok kayu 10 kg diletakkan di atas lantai kasar yang memiliki koefisien gesekan 0,3 dan 0,2. Tentukan gaya gesekan yang bekerja pada balok dan percepatan balok jika balok di dorong dengan gaya horizontal: 15 N 30 N 40 N N F f W Jawab : µs= 0,3 fs = µs x W = µs x m x g = 0,3 x 10 x 10 = 30 N µk= 0,2 fk = µk x W = µk x m x g = 0,2 x 10 x 10 F= 15 N < fs= 30 N Balok tidak bergeak, maka a = 0 F= 30 N = fs= 30 N Balok tepat akan bergerak, maka a = 0

= 2

50 kg

dikerjakan oleh

nama : achmad ryandika z

absen : 01

3


03. Sebuah peti 25kg diam pada sebuah lantai dasar kasar. Gaya horizontal 80 N diperlukan

untuk mengusahakan agar peti itu tepat akan bergerak. Setelah peti bergerak, hanya

diperlukan gaya 60 N untuk menjaga agar peti berjalan dengan kecepatan tetap. Hitunglah

koefisien gesekan statis dan kinetis antara peti dan lantai.

Jawab : N

fg F

W

(a) Keadan benda pada saat mulai bergerak ( fs maks )

N = W

N = m.g

N = 25 kg . 10 m/

N = 250 N

Fs maks = . N

80 N = . 250 N

80 N = 250 N

=

0,32 =

(b) keadaan benda saat bergerak dengan v tetap.

N

F

fg

W

= . N

60 N = . 250 N

60 N = 250 N .

0,24 =

m =25 kg

m =25 kg

dikerjakan oleh

nama : afra fitrianita

absen : 03

4


F cos

fk

04. Sebuah kursi bermassa 100 kg didorong melintasi lantai oleh Herman dengan memberi gaya horizontal 200 N. Mulai dari keadaan diam pada t=0, kursi dipercepat ke depan. Pada t=3 s, kursi memiliki kelajuan 1,5 m/s. Berapakah gesekan kinetis(µk) antara lantai dan kursi? Diketahui : m : 100 kg F cos : 200 N t : 0 & 3 s Ditanya : berapakah gesekan kinetis(µk) antara lantai dan kursi? Jawab : a = Δv/Δt a = vt-v0 t2-t1 a = 1,5-0 3-0 a = 0,5 m/s2 *maka a = F cos - fk / m 0,5 = 200 – fk / 100 50 = 200 - fk fk = 150 N fk = µk.N 150 = µk.m.g 150 = µk 100.10 µk = 150/1000 µk = 0.15

F

dikerjakan oleh

nama : agung wijayanto

absen : 04

5


05. Sebuah balok kayu meluncur pada bidang datar dengan kecepatan 19,6 m/s. Jika koefisien gesekan kinetis antara bidang dan balok adalah 0,2, berapa jauh dan berapa lama balok itu bergerak? Diketahui : Gerak Benda vo = 19,6 m/s μk = 0,2 (meluncur pada bidang datar) vt = 0 (mengalami perlambatan) fk g = 9,8 m/s2 Ditanya : t ? s ? Jawab : a. ΣF = m.a

a = ΣF m a = -fk

m a = - μk . m. g m a = - μk .g

b. vt2 = vo

2 + 2as vt

2 - vo2 = 2as

s = vt2 – vo

2 2a s = - vo

2 2a s = - (19,6)2 2(- μk .g) s = - 384,16 2(- 0,2 .9,8) s = 98 m

c. vt = vo + a.t 0 = 19,6 + (- μk .g).t 1,96.t = 19,6 t = 19,6 1,96 t = 10 s

dikerjakan oleh

nama : ahmad nurcholis m.

absen : 05

6


06.

F

P R S

Sebuah benda dengan massa 10 kg (awalnya diam) bergeser dari P ke R karena gaya tetap F

= 80 N yang bekerja sepanjang geraknya. Jarak PR = 225 m dan licin, sedangkan RS kasar

dengan koefisien gesekan kinetik 0,2. jika g = 10 m/s², berapa jarak yang ditempuh selama

12 detik diukur dari P?

Diketahui :

m = 10 kg

F = 80 N

g = 10 m/s²

PR = 225 m

µk = 0,2

t = 12 s

Ditanya :

Jarak tempuh selama 12 detik?

Jawab :

PR

F = m · a

80 = 10 · a

a = 80

10

= 8 m/s²

SPR = Vo · t + ½ at²

225 = 0 · t + ½ · 8 · t²

225 = 0 + 4t²

t² = 225 : 4

= 56,25 s

t = √56,25

= 7,5 s

RS

fk = µk · m · g

= 0,2 · 10 · 10

= 20 N

F – fk = m · a

80 – 20 = 10 · a

60 = 10a

a = 60

10

= 6 m/s²

TPS = TPR + TRS

12 = 12 + TRS

TRS = 12 – 7,5

= 4,5 s

f = fk

m · Vo = µk · m · g

t

Vo = t · µ · g

= 4,5 · 0,2 · 10

= 9 m/s

Vt = 0 karena berhenti

7


SRS = Vo · t + ½ at²

= 9 · 4,5 + ½ · 6 · 4,5²

= 101 ,25 m

SPR = SPQ + SPR

= 225 + 101,25

= 326,25 m

dikerjakan oleh

nama : amanda juliana

absen : 06

8


07. Sebuah benda dengan massa 10 kg (awalnya diam) bergeser dari P ke R karena gaya tetap F = 80N yang bekerja sepanjang geraknya. Jarak PR = 225 m dan licin, sedangkan RS kasar dengan koefisien kinetik 0,2. Jika g= 10 m/s2, berapa jarak yang ditempuh selama 12 detik diukur dari P? F

B C A

Jawab :

A ke B

a = F – fk

=

=

= 5 m/s2 vt2 = vo2 + 2 . a . s vt2 = 0 + 2 . 5 . 250 vt2 = 2500

vt = vt = 50 m/s B ke C

a = = = 7,5 m/s2

s = vo . t + . a . t2

s = 50 . 2 + . 7,5 . 22

s = 100 + 15 s = 115 m s total = 250 + 115 = 365 m

dikerjakan oleh

nama : andrian

absen : 07

9


10


09. Sebuah mobil derek dengan massa 2000 kg menarik sebuah mobil bermassa 1200 kg. Keduanya mengalami percepatan 2,0 ms-2. Koefisien gesekan kinetis antara ban dan permukaan jalan 0,1. Hitunglah : Diketahui : Percepatan (a) = 2,0 ms-2 Gravitasi (g) = 10 ms-2 Massa mobil derek = 2000 kg Massa mobil = 1200 kg Koefisien ges kinetis ( k)= 0,1 Ditanya : Gaya yang dihasilkan mobil derek itu ! Gaya tegangan tali yang menghubungkan kedua mobil ! Jawab : a. Gaya Tegangan Tali

a =

a =

2 ms-2 =

2 ms-2 =

6400 N = F – 3200 N F = 6400 N + 3200 N = 9600 N b. Gaya Tegangan tali yang menghubungkan kedua mobil T – fk = m mobil . a

T = m mobil . a + m mobil = 1200 kg . 2,0 ms-2 + 1200 kg . 0,1 . 10 ms-2

= 2400 N + 1200 N = 3600 N

dikerjakan oleh

nama : deddy pratama

absen : 09

11


10. Benda-benda A,B dan C pada gambar berikut memiliki massa masing masing 10kg,15kg,

dan 20 kg. Ketiga benda itu terletak pada bidang datar. Sebuah gaya F sebesar 135 N

diberikan pada C.

T1 T2 F = 135 N

Diketahui :

mA = 10kg

mB = 15kg

mC = 20kg

Ditanya :

a. bidang datar licin (gesekan diabaikan).

b. bidang datar kasar dengan koefisien gesekan kinetis 0,1

Jawab :

(a.) Gaya gesek = 0

F – T2 = mC . a

135 – T2 = 20. a . . . . . . . . . (1)

T2 – T1 = mB . a

T2 – T1 = 15 . a . . . . . . . . . . (2)

T1 = mA . a

T1 = 10 . a

T2 – T1 = 15a 135 – T2 = 20a T2 – 10a = 15a 135 – 25a = 20a T2 = 25a a = 135/45 a = 3 m/s2 T1 = 10 . (3) = 30 Newton T2 = 25 . (3) = 75 Newton (b.) fkA = µ . N fkB = µ . N fkC = µ . N = 0,1 . 100 = 0,1 . 150 = 0,1 . 200 = 10N = 15N = 20N F – T2 – fkC = mC . a 135 – T2 – 20 = 20a 115 – T2 = 20a . . . . . . . . . . (1) T2 – T1 – fkB = mB . a T2 – T1 – 15 = 15a . . . . . . . . . . . (2)

B A C

12


T1 – fkA = mA . a T1 – 10 = 10a T1 = 10a + 10 . . . . . . . . (3) T2 – T1 – fkB = 15a T2 – 10a – 10 – 15 = 15a T2 – 25 = 25a T2 = 25a + 25 115 – T2 = 20a 115 – 25a – 25 = 20a 90 – 25a = 20a 90 = 45a 90/45 = a 2 = a T2 = 25 (2) + 25 T1 = 10 (2) + 10 = 50 + 25 = 20 +10 = 75 N = 30 N

dikerjakan oleh

nama : defrandi renanda h.

absen : 10

13


11. Seorang siswa ingin menentukan koefisien gesekan antara karet dan suatu permukaan benda. Untuk itu dia menyiapkan sebuah penghapus karet dan permukaan bidang miring. Pada percobaan pertama, dia menaruh penghapus karet di atas bidang dan memperbesar kemiringan bidang sedikit demi sedikit. Dia mendapatkan bahwa penghapus tepat akan meluncur ke bawah bidang jika sudut kemiringan bidang 37° terhadap arah horizontal (sin 37° = 0,6). Begitu penghapus bergerak hanya diperlukan kemiringan 30° agar penghapus bergerak dengan kecepatan tetap 6 m/s. Dari data-data itu, tentukanlah koefisien gesekan statis dan kinetis antara permukaan bidang dan karet. Diketahui : Ѳs = 37o Ѳk : 30o

V : 6 m/s Ditanya : µs dan µk ? Jawab : f N Fs = 0 N – mg cos Ѳs = 0 <=> N = mg cos Ѳs

mg sin Ѳ Maka gaya gesek statis maksimum,

fs maks = µs N fs maks = µs mg cos Ѳs (*) Fs = 0 Substitusi (*) dan (**) mg sin Ѳs - fs maks = 0 µs mg cos Ѳs = mg sin Ѳs

fs maks = mg sin Ѳs (**) µs = mg sin Ѳs

mg cos Ѳs

µs = tan Ѳs

µs = tan 370

= 0,75 Dengan cara yang sama koefisien dapat dibuktikan bahwa gesekan kinetis µk dapat dinyatakan

µk = tan Ѳk

µk = tan 300

= 0,58 dengan Ѳk adalah sudut kemiringan bidang horizontal ketika benda bergerak dengan kecepatan tetap.

m g cos Ѳ

mg

Kkklk33

33

dikerjakan oleh

nama : dhamma khantina

absen : 11

14


12. Sebuah balok meluncur menuruni suatu bidang miring yang memiliki sudut kemiringan 300 terhadap lantai. Panjang bidang miring adalah D=1,5 m. Koefisien gesekan (kinetis maupun statis) adalah = 0,2. D Diketahui : 300 D :1,5m atau =0,2

Ditanya : t untuk sampai ke dasar bidang ? Jawab : fy = 0 N-Wcos N=Wcos ΣF=m.a fk= .N

Wsin -fk = m.a m.gsin - .N = m.a

: m

10.0,5 – 0,2.10.0,866 = a 5 – 1,732 = a a = 3,78

= + .t + 1/2.a.t2

1,5 = 0 + 0 + ½ .3,28.t2

1,5 = 1,64 t2

t2 = = 0,91

t = = 0,95s

dikerjakan oleh

nama : fifi ariyanti

absen : 12

15


13. Sebuah benda bermassa m ditahan diam pada suati bidang miring, yang memiliki sudut kemiringan , oleh sebuah gaya horizontal F (lihat gambar). Koefisien gesekan statis adalah µs. Buktikan bahwa F maksimum yang diperbolehkan sebelum benda mulai bergerak ke atas bidang dapat dinyatakan oleh. F= m.g ( +µs ) s

F

JAWAB: N F WW F DDDWDWWWD

Fy = N-W N =

F = 0 F cos = 0 F COS = 0 Fcos = 0 F cos F(cos

F = m.g (sin (Terbukti) cos

w cos a w=mg

dikerjakan oleh

nama : gita wijayanti

absen : 13

16


5kg

3kg

14. Dua balok dengan massa masing-masing 3 dan 5 kg di hubungkan dengan tali.Kedua balok bergerak menuruni bidang miring dengan sudut kemiringan θ=37° (lihat gambar). Koefisien gesekan kinetis untuk balok 3 kg adalah 0,4 sedang untuk balok 5 kg adalah 0,3.Tentukan percepatan masing-masing balok dan tegangan dalam tali . (sin 37°=06) Diketahui : m1 = 3kg m2 = 5kg θ = 37° μk = 0,4 μs = 0,3 Ditanya : a dan T? Jawab : Benda m1

Fy = m1 ay N1- m1g cos 37° N1 =3.10.0,8 N1 = 24 N Fx = m1.ax T+ m1.g sin 37°-(ƒk)1 = m1.ax T+ m1.g sin 37°-(μk)1. N1 = m1.ax T=3.10.0,6-(0,4.24) = 3a T+18-9,6 = 3a T = 3a-8,4 Benda m2

17


Fy = m2.ay N2-m2.g cos 37° = m2 0 N2 = 5.10.0,8 = 40N Fx = m2.ax -T+m2.g sin 37°-(ƒk)2 = m2.ax -T+m2.g sin 37°-(μk)2.N2 = m2.ax -T+5.10.0,6-(0,3.40) = 5.a -T+30-12 = 5a T = -5a+18 Persamaan (1) dan (2) 3a-8,4 = -5a+18 8a = 26,4 a =3,3 m/s² Persamaan (2) T = -5a+18 = -16,5+18 = 1,5 N

dikerjakan oleh

nama : innet maysyarah

absen : 14

18


15. Sebuah balok 6 kg diam dipuncak bidang miring kasar yang memiliki sudut kemiringan

300 terhadap arah horizontal. Jika balok dibiarkan bebas, maka balok akan meluncur

menuruni bidang dan dalam waktu 2,5 s menempuh jarak 4 m.

4m

N a

Diketahui : t : 2,5 s g : 10 m/s m : 6 kg Ditanya : a ? μk ? fk ? Jawab : a) s = Vo.t+1/2 a t² 4 = 0+1/2 a(2,5)² 8 = 6.25a a = 8/6.25 = 1,28 m/s² b) a = g(sin ϴ - μk cos ϴ) 1,28 = 10(sin 30˚ - μk cos 30˚) 1,28 = 5-8,6 μk 8,6μk = 3,72 μk = 3,72/8,6 μk = 0,43 c) fk = m g μk cos 90˚ = 6.10.0,43.0,86 = 22,19 N

w cos ϴ

w

dikerjakan oleh

nama : Istie Dwi Kiswindari

absen : 15

19


16. Massa-massa M1,M2,M3 dihubungkan oleh tali ringan (massa diabaikan) P1 dan P2 (lihat gambar). Bagian tali P1 dan M2 adalah sejajar dengan bidang miring dan antara P2 dan M3 adalah mendatar. M2=M3= 4 kg dan koefisien gesek kinetis antara massa-massa dan permukaan adalah 0,25. Jika massa M1 bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap, tentukan massa M1 dan tegangan dalam bagian tali yang mendatar. (sin 37° = )

W1-T1 = m1.a T2-W2 Sin θ-T3-f1 = m2.a T4-f2 = m3a T4-μ.m3.g = m3.a T4-0.25.4.10+4.a T4 = 4a+10 T4 = 10 W1-T1 = m1.a W1-42 = 0 M1 = 42 kg T2-m2.g.0,6-4a+10-μ.m2.g.cos θ = m2.a T2-4.10.0,6-4-10-0,25.4.10.0,8 = 4a T2 = 42

M1

M2

M3

dikerjakan oleh

nama : Jemmy M. Rinaldi

absen : 16

20


2

1

WSinα W

fk

17. Sebuah koper dengan massa m = 20 kg ditarik dengan sebuah gaya tetap F = 150 N sepanjang suatu tangga bandara dengan kemiringan α = 37o sampai pada ketinggian h = 5 m (lihat gambar). Tentukan koefisien gesekan kinetis µ jika kecepatan koper ditingkatkan dari nol pada dasar tangga menjadi v2 = 1 ms-1 pada ketinggian h. (sin 37o = 0,6).

F

m

h

Diketahui :

m : 20 kg

F : 150 N

V0 : 0 ms-1

v2 : 1 ms-1

s : 5 m

α : 37o

g : 10 ms-2

Ditanya :

µk ?

Jawab :

N F

h

WCosα

α

α = 37o

21


(5) 5 (4)

(3)

AB = m

S = at2

= . . t2

= t

= t

a =

a = ms-1

maka :

F - fk - WSinα = ma F - µkN - WSinα = ma F - µk mgCosα – mgSinα = ma

150 - µk 20 . 10 . 0,8 - 20 . 10 . 0,6 = 20 .

150 - 160 µk - 120 = 1,2 - 160 µk = 1,2 – 150 + 120 - 160 µk = - 28,8 µk = 0,18

dikerjakan oleh

nama : Kemala Pratiwi

absen : 17

22


18. Perhatikan gambar. Balok 2 (massa 2 kg) pada permukaan horizontal dihubungkan ke balok 1 (massa 1 kg) melalui seutas tali dan dua katrol licin. Koefisien gesekan statis dan kinetis antara balok 2 dan permukaan masing-masing adalah 0,60 dan 0,40. Suatu gaya dengan besar P dikerjakan secara langsung pada balok. Maka :

Ditanya : a. berapa nilai terkecil P yang menyebabkan balok bergerak? b. Jika balok 2 bergerak dengan jarak d dalam selang waktu tertentu berapa jauh balok 1 telah bergerak? c. bagaimana hubungan antara percepatan a1 dari balok 1 dan percepatan a2 dari balok 2? d. berapa nilai-nilai a1 dan a2 tersebut? Jawab : Gerak balok 1 = 2x gerak balok 2 Jadi, = *Untuk benda 2 – – f.ges = . – 2 (2 ) – 0,6 m.g = . 10 – 2 (2 ) – 6 = 2 4 = 6

= m/s2

= 2

=

* Untuk benda 1 T = . atau T = 2

23


a. Dari balok 1 dan 2 Nilai terkecil P P – f.ges = ( ) P – Mk.N = ( ) P – 0,4 (20) = /3 P = 2 + 8 = 10 N Nilai P yang lebih besar P – f.ges = ( ) P – Ms.N = ( ) P – 0,6 (20) = /3 P = 12 + 2 = 14 N b. Jika balok 2 telah bergerak dengan jarak S, maka balok 1 telah bergerak dengan jarak 1/2s (sebab = ). c. Hubungan yaitu = 2 kali atau percepatan balok 1 adalah 2 kali percepatan balok 2.

d. =

= m/s2

dikerjakan oleh

nama : Lina Amalia

absen : 18

24


19. Balok B dengan massa 10 kg dihubungkan dengan silinder A dengan massa 5 Kg dengan menggunakan tali dan sistem katrol seperti ditunjukan pada gambar. Tentukan percepatan silinder A. Koefisien gerak kinetis antara balok B dan permukaan adalah µ = 0,1 dan anggap katrol licin. Diketahui : m B : 10 kg m A : 5 Kg µk : 0,1 Ditanya : besar percepatan silinder A (a) ? Jawab : ∑f = m.a W-fk = m.a m.g- µk. m.g = m.a 1,25 . 10 – 0,1 . 1,25 . 10 = 1,25 . a 12,5 – 1,25 = 1,25 a 11,25 = 1,25 a a = 11,25 / 1,25 a = 9m/s2

B

A

dikerjakan oleh

nama : Lucky Ardian

absen : 19

25


20. Sebuah truk bak terbuka membawa peti (lihat gambar). Peti tidak diikat terhadap lantai tetapi koefisien µs antara peti dan papan truk adalah 0,70. Ketika lampu merah berganti hijau pada suatu jalan raya datar, supir mulai mempercepat truknya. Berapakah kecepatan ke belakang terhadap lantai truk? Jika peti berada 3 meter dari ujung bak terbuka akankah peti itu jatuh dari truk dalam 2,0 sekon pertama dari geraknya ketika supir tepat melampaui percepatan maksimum ini? ambil koefisien gesekan kinetis µk = 0,6. Diketahui : t : 25s µs : 0,7 µk : 0,6 Ditanya : Vmax ? Jawab : *Kasus 1 ∑f = m.a f = m.a 0,7. m . g = m.a 0,7.10 = a a = 7 m/s2

Vt2 = V02 + 2 as

= 0 + 2 . 7 . 3

Vt = m/s

**Kasus 2 ∑f = m.a fk = m.ak µk.m.g = m.ak ak = µk.g = 0,6.10 = 6 m/s2

Δx = xk - xt

= ½ (ak-a) t2

= ½ (6-7) 22 = -2 mundur terhadap acuan

dikerjakan oleh

nama : M. Tri Afriyadi

absen : 20

26


29. Explorer 38, sebuah satelit peneliti radioastronomi yang bermassa 200 kg, mengitari

Bumi dalam suatu orbit 3/2 R dimana R adalah jari-jari Bumi. Anggap gaya gravitasi pada

massa 1 kg di permukaan Bumi adalah 10 N. Hitunglah gaya gravitasi pada satelit itu.

Diketahui :

G : 6,7 x

g : 10 ms-2

msatelit : 200 kg

R : R

FBUMI : 10 N

Ditanya :

Fsatelit.....?

Jawab :

F = G x

Msatelit = 200 kg

MBUMI = 6 x kg

Msatelit = x MBUMI

= x MBUMI

Msatelit = MBUMI

FBUMI : G x = 10 N

Fsatelit : G x

Fsatelit : G x x x

: 10 x x

: 10 x 0,15 x

Fsatelit : 1,5 x N

dikerjakan oleh

nama : maya nurfadilah

absen : 22

27


29. Explorer 38, sebuah satelit peneliti radioastronomi yang bermassa 200 kg, mengitari

Bumi dalam suatu orbit 3/2 R dimana R adalah jari-jari Bumi. Anggap gaya gravitasi pada

massa 1 kg di permukaan Bumi adalah 10 N. Hitunglah gaya gravitasi pada satelit itu.

Diketahui :

G : 6,7 x

g : 10 ms-2

msatelit : 200 kg

R : R

FBUMI : 10 N

Ditanya :

Fsatelit.....?

Jawab :

F = G x

Msatelit = 200 kg

MBUMI = 6 x kg

Msatelit = x MBUMI

= x MBUMI

Msatelit = MBUMI

FBUMI : G x = 10 N

Fsatelit : G x

Fsatelit : G x x x

: 10 x x

: 10 x 0,15 x

Fsatelit : 1,5 x N

dikerjakan oleh

nama : Nadia Hanifah

absen : 29

28


30) m2 = 2m

a

a m1 = m

m5 = 2m m3 = 4m

a

a

m4 = 4m

Hitung besar dan arah resultan gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermasa m (lihat gambar). Nyatakan jawaban anda dalam G, m, dan a ! Diketahui : r = a m3 = m4 = 4m m1 = m2 = 2m Ditanya :

F

29


FA FR FB FA = F13 – F15

= -

=

FB = F12 – F14

= -

=

FR =

=

=

dan

dikerjakan oleh

nama : naufal ahmad zaki

absen : 30

dikerjakan oleh

nama : muhammad ryan p

absen : 28

30


31. Tiga buah partikel diletakkan di titik-titik sudut sebuah segitiga siku-siku (lihat gambar). Hitung besar dan tangen arah resultan gaya gravitasi yang bekerja pada partikel bermassa m. Nyatakan jawaban anda dalam G, m, dan a. Gambar Y 2m Ftotal

m X

Diketahui :

m1 : 2m

m2 : m

m3 : m

α :90°

cos 90° : 0

Ditanya :

Ftotal ?

Jawab :

F’ = F” =

= =

= =

Jadi,

Ftotal =

=

=

=

=

=

a m

dikerjakan oleh

nama : meilani puji

absen : 23

31


Y

a

X

m m

a

31. Tiga buah partikel diletakan di titik-titik sudut sebuah segitiga siku-siku (lihat

gambar). Hitung besar dan tangen arah resultan gaya gravitasi yang bekerja pada partikel

bermasa massa m. Nyatakan jawaban Anda dalam G,m, dan a.

Jawab :

= =

= =

= =

=

F total

=

=

=

=

=

=

nur mega

1

2 3

dikerjakan oleh

nama : nur mega astuti

absen : 31

32


32. Dua buah partikel bermassa 0,20 kg dan 0,30 kg terpisah sejauh 0,15 m. Partikel ketiga yang bermassa 0,050 kg diletakkan diantara keduanya dan pada garis hubung kedua partikel itu. Ditanya : a. f total b. dimanakah diantara garis itu harus diletakkan agar gaya gravitasi tidak bekerja ? Jawab : 0.005m

F31 F32

0.15m

a. F total?

=

=

=3,173*

=

=

= 4.0032* F total = 4,0032* -3,173* = 4,000027* b. F3=0 F32 = F31

=

=

= =

= =

= x =1,22(0,15-x) = x =0,183-1,22x =2,22x=0,183 = x =0,082 m

0.20kg M1

0.30kg M2

0.050kg M3

dikerjakan oleh

nama : ramansyah dipayana

absen : 32

33


33. Dengan anggapan bahwa bulan berbentuk bola seragam yang jari-jarinya 1,7 x 106 m dan bermassa 7,3 x 1022 kg, hitunglah percepatan gravitasi dipermukaan Bulan. Diketahui : r : 1,7 x m m : 7,3 x kg Ditanya : g ? Jawab :

g = G

= 6,672 x

=

g = 1,68

dikerjakan oleh

nama : rizki dirgantari

absen : 33

34


P Q T

2R

34. Sebuah bola bermassa M memiliki jari-jari (lihat gambar). Tentukan percepatan gravitasi pada titik-titik P, Q, dan T. Diketahui : M = M r = R/2 Pusat ke P = R/2 Pusat ke Q = R Pusat ke T = 5R/2 Ditanya : g pada P, Q, dan T Jawab : gP = G.M/r2

= G.M/(R/2)2

= 4G.M/R2 m/s2

gQ = G.M/r2 = G.M/R2 m/s2

gT = G.M/r2 = G.M/(5R/2)2 = 2GM/25R2 m/s2

R/2

dikerjakan oleh

nama : muhammad hasby

absen : 26

35


34. P Q T R 2 R 2R 2 Sebuah bola bermasa M memiliki jari-jari R/2 ( lihat gambar ). Tentukan percepatan gravitasi pada titik-titik P, Q, dan T ? Diketahui : P ke titik pusat = R 2 Q ke titik pusat = R + R = 2R = R 2 2 2 T ke titik pusat = 2R + R = 4R + R = 5R 2 2 2 Ditanya : Tentukan percepatan gravitasi pada titik-titik P, Q, dan T ? Jawab : a. gp g = G M r2

gp = G M r2

= G M R2/22

gp = G M = 4 G M

R2/4 R2

b. gQ

gQ = G M r2

gQ = G M

R2

c. gt gT = G M r2

gT = G M = G M

52R2 25R2

22

gT = 4 G M 25R2

dikerjakan oleh

nama : sasti regi

absen : 34

36


35. Jika percepatan gravitasi pada permukaan bumi adalah 10 m/s2, berapakah percepatan

gravitasi bumi pada ketinggian (R = jari-jari Bumi) di atas permukaan bumi ?

Ditanya :

gp ?

Jawab :

gp =

=

=

= .

= . 10

gp = 1,6 m/s2

R

dikerjakan oleh

nama : Muhammad Ihsan

absen : 27

37


35. Jika percepatan gravitasi pada permukaan Bumi adalah 10 m/s2 , berapakah percepatan

gravitasi pada ketinggian (R = jari-jari Bumi) di atas permukaan Bumi ?

Jawab :

g = 10 m/s2

g =

10 =

maka...

g =

=

=

g = × 10

= 1,6 m/s2

.

dikerjakan oleh

nama : selly nur aisyah

absen : 35

38


36. Hitung besar dan arah percepatan gravitasi disuatu titik P yang terletak pada garis sumbu dari garis penghubung dua buah massa yang terpisah sejauh 2a, seperti ditunjukan pada gambar diatas. Nyatakan jawaban anda dalam G, M dan a. a ϴ P 2a Ditanya : Besar dan arah percepatan gravitasi di titik P….? Jawaban :

Arc tgn = = = 26,5o

ϴ= 53o

g’= = =

g”= = =

g tot. =

= cos 53o

= . 0,6

=

= =

dikerjakan oleh

nama : Maria Destri Yanti

absen : 21

39


36. m m

a a

2a p 2a p

m m

Hitung besar dan arah percepatan gravitasi disuatu titik P yang terletak pada garis sumbu dari garis penghubung dua buah massa yang terpisah sejauh 2a, seperti ditunjukan pada gambar diatas. Nyatakan jawaban anda dalam G, M dan a. maka :

PM =

=

=

= Arc tg

= 26,5

= Jawab :

F’ = F” =

= = 2

= =

FR =

=

=

=

=

dikerjakan oleh

nama : shinta amalia

absen : 36

40


37. Percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 9,8 m/s ². Hitung percepatan gravitasi di permukaan planet yang memiliki: (a) massa sama dan jari-jari dua kal; (b) jari – jari sama dan massa jenis dua kali; (c) jari – jari setengah kali dan massa jenis dua kali Diketahui : a : 9,8 m/s² Mb : Mp Rb : 2rb Ditanya : percepatan (a) ? Jawab : a. gp = G M (Rp)² = G M 4R² = 1 g 4 = 1 x 9,8 4 = 2,45 m/s²

b. Rb = ½ Rb ρ.Vb = 2ρVb gp = 2ρVb .(Rb)² gb 2ρVb (½ Rb)² gp/9,8 = 2 x 4 gp = 8 x 9,8 gp = 8 x 9,8 = 78,4 m/s²

c. Rb = Rp ρb =2ρb gp = Mb . (Rb)² gb Mp (Rp)² gp = 2ρVb 9,8 ρVb gp = 2 x 9,8 = 19,6 m/s²

dikerjakan oleh

nama : siti komala sari

absen : 37

41


38. Pada ketinggian berapa, di atas permukaan bumi, percepatan gravitasi akan berkurang: a) 1 persen dibandingkan dengan permukaan bumi; b) 5 persen dibandingkan dengan permukaan bumi?

Diketahui : r : 6370 KM gbumi : 10 m/s2 Jawab :

a) gI = gbumi – (gbumi . 1%) gI = 10 – (10 . 1% / 100%) gI = 10 – 0.1 gI = 9.9 m/s

2

gI/gbumi

= (r/r + h)2

9.9/10 = (r/r + h)2

√0.99 = (r/r + h) 0.99 r + 0.99 h = 1 . r 0.99 . h = (1 – 0.99) . r 0.99 . h = 0.01 . r

h = 0.01/0.99 . r

= 1/99 . r = 1/99 . 6370 = 64.34 KM

b) gI = gbumi – (gbumi . 5%) gI = 10 – (10 . 5% / 100%) gI = 10 – 0.5 gI = 9.5 m/s

2

gI/gbumi

= (r/r + h)2

9.5/10 = (r/r + h)2

√0.95 = (r/r + h) 0.97 = (r/r + h) 0.97 r + 0.97 h = 1 . r 0.97 . h = (1 – 0.97) . r 0.97 . h = 0.03 . r

h = 0.03/0.97 . r

= 0.03/0.97 . r = 0.03/0.97 . 6370

= 197.01 KM

dikerjakan oleh

nama : melliza aprilia

absen :

42


38. Pada ketinggian berapa, di atas permukaan bumi, percepatan gravitasi akan berkurang: c) 1 persen dibandingkan dengan permukaan bumi; d) 5 persen dibandingkan dengan permukaan bumi?

Diketahui : r : 6370 KM gbumi : 10 m/s2 Jawab : a. gI = gbumi – (gbumi . 1%)

gI = 10 – (10 . 1% / 100%) gI = 10 – 0.1 gI = 9.9 m/s

2

gI/gbumi

= (r/r + h)2

9.9/10 = (r/r + h)2

√0.99 = (r/r + h) 0.99 r + 0.99 h = 1 . r 0.99 . h = (1 – 0.99) . r 0.99 . h = 0.01 . r

h = 0.01/0.99 . r

= 1/99 . r = 1/99 . 6370 = 64.34 KM

b. gI = gbumi – (gbumi . 5%) gI = 10 – (10 . 5% / 100%) gI = 10 – 0.5 gI = 9.5 m/s

2

gI/gbumi

= (r/r + h)2

9.5/10 = (r/r + h)2

√0.95 = (r/r + h) 0.97 = (r/r + h) 0.97 r + 0.97 h = 1 . r 0.97 . h = (1 – 0.97) . r 0.97 . h = 0.03 . r

h = 0.03/0.97 . r

= 0.03/0.97 . r = 0.03/0.97 . 6370

= 197.01 KM

dikerjakan oleh

nama : sonia

absen : 38

43


39. Dua Planet P & Q Mengorbit Matahari.Perbandingan antara periode revolusi planet P & planet Q mengitari matahari 8:1.Apabila jarak planet Q ke matahari adalah 1,6 satuan astronomi,tentukan jarak planet P ke matahari.

Diketahui :

Tp : Tq (8:1)

Rq =1.6 satuan

Ditanya :

Rp…?

Jawab : T² = 4 ¶² r³ MQ T² = 4 ¶² r MG Tp ² = 8 ² TQ 1 Tp² = 4 ¶² = Tq² Rp³ MG RQ³ Tp² = Rp³ Tq² = RQ³ 64 = Rp³ 1 RQ³ 6 Rp³ = 64 RQ³ Rp = ³√64 RQ³ Rp = 4 . Rq Rp = 4 ( 1,6 ) Rp = 6,4 satuan

dikerjakan oleh

nama : Minar Sri T absen :

44


39. Dua Planet P & Q Mengorbit Matahari.Perbandingan antara periode revolusi planet P &

planet Q mengitari matahari 8:1.Apabila jarak planet Q ke matahari adalah 1,6 satuan

astronomi,tentukan jarak planet P ke matahari.

Diketahui :

Tp : Tq (8:1)

Rq =1.6 satuan

Ditanya :

Rp…?

Jawab :

=

Rp3 = Tp2. Rq2

Tq2

= 82.(1.6)3

1

= 64. 4,096

Rp3 =

= 6,4 satuan

dikerjakan oleh

nama : stefani kurniasih

absen : 39

45


40. Dua planet P dan Q mengorbit Matahari. Perbandingan antara jarak planet P dan planet Q ke Matahari adalah 4 : 9. Apabila periode planet P mengelilingi Matahari adalah 24 hari, tentukan periode planet Q. Jawab :

=

=

=

=

=

729 = 64

=

=11,390625

=

=3,375

=81 hari

dikerjakan oleh

nama : ziya syifa ulya

absen : 40

Documents

XI IPA 5