Senin, 13 Juni 2011

Soal dan Pembahasan Fisika_Elastisitas Bahan dan Gerak Harmonik

 
A.     Pilihan Ganda
Elastisitas Bahan
1.    Sebuah benda bermassa 500 kg digantungkan pada sebuah kawat baja 3 m yang luas penampangnya 0,15 cm2. Jika modulus Young untuk baja adalah 2,0 x 10 Nm-11, pertambahan panjang kawat adalah……
a.    0,47 cm
b.    0,48 cm
c.    0,49 cm
d.    0,50 cm
e.    0,51 cm
2.    Sebuah balok 10 kg dikaitkan pada sebuah kawat yang memiliki luas penampang 2,4 mm2. Jika g = 9,8 ms-2, tegangan yang dialami kawat tersebut adalah….
a.    4,09x107 Nm-2
b.    4,17x107 Nm-2
c.    5,10x107 Nm-2
d.    5,27x107 Nm-2
e.    5,79x107 Nm-2
3.    Dua buah kawat x dan y panjangnya masing-masing 1 m dan 2 m ditarik dengan gaya yang sama sehingga terjadi pertambahan panjang masing-masing 0,5 mm dan 1 mm. Jika diameter kawat y dua kali diameter kawat x, maka perbandingan modulus young kawat x terhadap kawat y adalah …..
a.    1 : 1
b.    1 : 2
c.    1 : 4
d.    2 : 1
e.    4 : 1
4.    Perhatikan grafik tegangan-regangan sebuah kawat pada gambar berikut.
 




Modulus young kawat x adalah…
a.    5
b.    10
c.    20
d.    40
e.    80
5.    Sebuah kabel baja lift yang memiliki diameter 4 cm mengangkat beban 628 kg. jika g = 9,8 ms-2, tegangan kabel baja kabel tersebut adalah…
a.    0,52
b.    1,32
c.    4,9
d.    7,8
e.    9,2

6.    Seutas kawat dengan luas penampang  4 mm2 ditarik oleh gaya 3,2 N sehingga kawat tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,04 cm. jika panjang kawat pada mulanya 80 cm modulus young kawat tersebut adalah…
a.    8 x 105 Nm-2
b.    1,6 x 105 Nm-2
c.    8 x 109 Nm-2
d.    1,6 x 109 Nm-2
e.    1,75 x 109 Nm-2
7.    Seutas kawat dengan panjang L dengan jari-jari r dijepit dengan kuat disalah satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik oleh gaya F panjang kawat bertambah 2 cm. Kawat lain dari bahan yang sama, panjangnya ¼ L dan jari-jari 2r ditarik dengangaya 2F. pertambahan panjang kawat iniadalah…
a.    0,10
b.    0,25
c.    0,50
d.    1,50
e.    2,00
8.    Sebuah batang silindris pejal dibuat dari besi yang panjangnya 4 m dengan diameter 9,0 cm. batang tersebut dipasang vertical dan diujung atasnya diletakan beban 80.000 kg. jika modulus young besi tersebut 1,9 x 1011Nm-2, batang besi tersebut akan mengalami pemendekan sebesar…
a.    2,3 mm
b.    2,5 mm
c.    2,6 mm
d.    2,8 mm
e.    3 mm
9.    Sebuah beban 8,0 kg digantung kan pada ujung kawat logam sepanjang 75 cm dengan diameter 0,130 cm. Jika kawat tersebut memanjang 0,035 cm, modulus young dari kawat tersebut adalah…
a.    1,00 x 1011 Nm-2
b.    1,27 x 1011 Nm-2
c.    1,45 x 1011 Nm-2
d.    1,27 x 1010 Nm-2
e.    1,45 x 1010 Nm-2
10.  Sebuah massa 225 kg digantungkan pada ujung bawah sebuah batang sepanjang 4 m dengan luas penampangnya 0,5 cm2. Jika batang itu memanjang 1 mm, modulus young batang tersebut adalah ….
a.    1,23 x 1011 Nm-2
b.    1,50 x 1011 Nm-2
c.    1,76 x 1011 Nm-2
d.    1,83 x 1011 Nm-2
e.    1,90 x 1011 Nm-2













Gerakharmonik
11.  Suatu pegas bergetar dengan konstanta k, amplitudo A, dan massa benda pada ujungnya m. Pada saat t=0, simpangannya maksimum. Pada saat t sekon, simpangannya akan menjadi…. meter
a.    A sin t
b.    A cost
c.    A sin
d.    A cost
e.    A sin
12.  Kecepatan sebuah benda yang bergerak harmonik sederhana adalah…
a.    Terbesar pada simpangan terbesar
b.    Terbesar pada kedudukan seimbang
c.    Tetap besarnya
d.    Tidak bergantung pada frequensi gerak
e.    Tidak bergantung pada simpangan
13.  Dua ayunan sederhana masing-masing panjang talinya 16 cm dan 36 cm. Perbandingan frequensi getaran antara kedua ayunan tersebut adalah…
a.    4 : 9
b.    9 : 4
c.    3 : 2
d.    2 : 3
e.    1 : 1
14.  Sebuah partikel bergerak harmonik dengan periode 6 sekon dan amplitudo 10 cm. Kelajuan partikel pada saat benda 5 cm dari titik keseimbangannya adalah…
a.    5  cms-1
b.    8,51  cms-1
c.    9,07  cms-1
d.    11,07  cms-1
e.    19,12  cms-1
15.  Dua titik A dan B yang besar dan beratnya identik bergerak harmonik dengan frequensi masing-masing  9 Hz dan 6 Hz secara bersamaan. Pada suatu saat, selisih fase dari kedua gerakan tersebut. Pada saat itu keduanya telah bergetar selama….
a.     sekon
b.     sekon
c.     sekon
d.     sekon
e.     sekon
16.  Sebuah benda mengalami gerak harmonik dengan persamaan y = 5 sin 0,4 ∏ t, dengan y dalam cm dan t dalam sekon. Kecepatan maksimum benda itu adalah …
a.    2 ∏ x 10-5 ms-1
b.    2 ∏ x 10-4 ms-1
c.    2 ∏ x 10-3 ms-1
d.    2 ∏ x 10-2 ms-1
e.    2 ∏ x 10-1 ms-1




17.  Perhatikan gambar di samping. Sebuah bola bekel dengan massa 100 gram digantung dengan seutas tali yang panjangnya 50 cm. beban tersebut disimpangkan 10 cm dari kedudukan kesetimbangannya. Jika percepatan gravitasinya g = 10 ms-2, besarnya gaya pemulih pada kedudukan tersebut adalah….
a.    0,1 N
b.    0,2 N
c.    0,4 N
d.    0,5 N
e.    1,0 N
18.  Pada sebuah pegas digantungkan beban dengan massa 0,2 kg sehingga panjang pegas bertambah 10 cm. untuk g = 9,8 ms-2, periode gerak harmonik pegas adalah ….
a.    ∏ sekon
b.    0,2 sekon
c.    0,2 ∏ sekon
d.    0,4 sekon
e.    0,4 ∏ sekon
19.  Sebuah benda melakukan gerak harmonik dengan persamaan kecepatan v = (40 ∏ cos 10 ∏ t) cms-1, dengan t dalam sekon. Amplitudo dan percepatan maksimum gerak harmonik tersebut adalah….
a.    4 cm dan 10 ms-2
b.    4 ∏ cm dan 10 ms-2
c.    4 cm dan 20 ms-2
d.    4 ∏ cm dan 40 ms-2
e.    4 cm dan 40 ms-2
20.  Periode gerak harmonik 8 sekon. Beda sudut fase gerak harmonik tersebut jika selang waktu pengamatanya 2 sekon adalah….
a.     rad
b.     rad
c.     rad
d.     rad
e.    ∏ rad






















B.   ESSAI
1.    Sebuah beban 50 kg digantungkan pada ujung bawah sebuah batang baja yang panjangnya 80 cm dan berdiameter 0,60 cm. jika modulus young baja 1,9 x 1011 Nm-2, berapakah pemanjangan batang baja tersebut?
2.    Sebuah panggung menggantung pada empat buah kawat sepanjang 3 m dan berdiameter 2,00 mm. Modulus young beban kawat adalah 1,8 x 1011 Nm-2. Jika panggung dibebani benda 50 kg, hitunglah pemanjangan kawat penggantung!.
3.    Sebuah bandul matematis melakukan gerak harmonik dengan panjang tali 6,25 cm. amplitudo gerak harmonik benda tersebut 10 cm. pada saat t=0, simpangan gerak adalah 0. Jika g = 10 ms-2 , tentukanlah :
a.    Frequensi gerak harmonik.
b.    Persamaan gerak harmonik
c.    Besarnya simpangan gerak pada saat t = s
4.    Suatu benda bergerak harmonik dengan simpangannya y = A sin ωt, amplitudonya 4 cm, dan periodenya 0,5 sekon. Tentukanlah percepatan gerak harmonik tersebut (dalam ms-2)
5.    Sebuah pegas bergerak harmonik sederhana. Jika sebuah benda dengan massa 800 gram digantung pada ujung bawah pegas, periode yang dihasilkannya 3 sekon. Jika massa beban ditambah sehingga menjadi 3,2 kg, hitunglah periode getar yang dihasilkan pegas tersebut.


































KUNCI JAWABAN
A. Pilihan Ganda
1.    Dik    :    m    = 500 kg            F     = m.g = 500 x 10 = 5000 N = 5 x 103
                     L0     = 3 m                 A     = 1,5 x 10-5m-2
                     E     = 2 x 10-11Nm-2
       Dit     :  Δl      = ……?
       Jwb   : Δl       =
                                      =
                            = 5 x 103 m
                                      = 5 x 10-1cm
                            = 0,5 cm                                                                                                          = d
2.      Dik    :    m    = 10 kg              g     = 9,8 ms-2
                     A     = 2,4 mm2 = 2 ,4x 10-6m2
                     E     = 2 x 10-11Nm-2
       Dit     :    σ     = ……?
       Jwb   :   σ      =
                                      =
                            =
                                      = 4,08 x 107Nm-2                                                                                                                           = a
3.    Dik    :    lx     = 1 m                 Δlx  = 0,5 mm        = 5 x 10-4
                     ly     = 2 m                 Δly  = 1 mm           = 1 x 10-3
       Dit     :    E    = ……?
       Jwb   :    E    =   : y
                                      =        :
                            =          : 2  
                                      = 1 : 1                                                                                                              =a                             
4.    Dik    :    e     = 4 x 10-4 Nm-2
                     σ     = 20 x 107
       Dit     :    E    = ……?
       Jwb   :    E    =
                                      = 
                            = 5 x 1011
                                      = 5 Nm-2                                                                                                           = a
5.    Dik    :    d     = 4 cm               A     =  ∏ d2        = 1,256  x 10-3
                     m    = 628 kg            g     = 9,8 ms-2
                     F     = m.g   = 628 x 9,8  = 6,1544 x 103
       Dit     :    σ     = ……?
       Jwb   :    σ     =
                                      = 
                            = 4,9 x 106                                                                                                       = c
6.    Dik    :    A     = 4 mm2                   = 4 x 10-6 m2
                     F     = 3,2 N              Δl    = 0,04 cm    = 4 x 10-4 m
                     lo     = 8 x 10-1 m
       Dit     :    E    = ……?
       Jwb   :    E    =
                                      = 
                            = 1.6 x 109 Nm-2                                                                                                 = d

7.    Dik    :    lo1   = L                     lo2    = L
                     r1    = r                      r2     = 2r
                     F1   = F                     F2    = 2F
                     Δl1   = 2 cm
                     E     = E                    E     = E
       Dit     :    Δl2  = ……?
       Jwb   :    Δl1  =                 Δl2   =
                      ­        2     =                      Δl2   =
                      E    =                           Δl2   =
                                                      Δl2   =                                                                                      =b
8.    Dik    :    lo     = 4 m                 d     = 9 cm , A = 6,35 x 10-3
                     m    = 80.00kg          F     = m x g = 80.000 x 10 = 8 x 105 N
                     E     = 1,9 x 1011 Nm-2
       Dit     :    Δl    = ……?
       Jwb   :    Δl    =                
                      ­                =     
                                      =           
                                      = 0,26 x 10-2 m
                            = 2,6 mm                                                                                                         =c
9.    Dik    :    m    = 8 kg                g =10 ms-2             F= m. g = 80 N
                      lo     = 75 cm                = 7,5 x 10-1 m    
                      d     = 1,3 m              A =  ∏ d2  =  1,326 x 10-6 m2
                            Δl    = 0,035 cm = 3,5 x 10-4 m
       Dit     :    E    = ……?
       Jwb   :    E    =                
                      ­                =      
                                      =         
                                      = 1,27 x 1011 Nm-2                                                                                          =b

10.  Dik    :    m    = 225 kg            g =10 ms-2             F= m. g = 2,25 x 103 N
                      lo     = 4 m                
                     A     = 5 cm2               = 5 x 10-4 m2
                            Δl    = 1 mm                = 1 x 10-3 m
       Dit     :    E    = ……?
       Jwb   :    E    =                
                      ­                =        
                                      =
                                  = 1,8 x 1010 Nm-2                                                                                            =d
11.  Dik    :   
Dit     :    x     = ……?
       Jwb   :    x     =A cos ω t               ω =
                      ­                =A cos  t                                                                                                    =b



12.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :   

13.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :   


14.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :   

15.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   : 
 
16.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   : 
 
17.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :
  
18.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :  

19.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :  

20.  Dik    :   
Dit     :   
       Jwb   :   



















B.  Essai
1.    Dik    :    m    = 50 kg              F     = m.g = 50 x 10 = 500 N = 5 x 102
                     L0     = 0,8 m              d     = 0,6 cm   A =  ∏ d2     = 2,826 x 10-5  
                     E     = 1,9 x 1011 Nm-2
       Dit     :    Δl    = ……?
       Jwb   :    Δl    =
                                      =
                            =
                                      = 0,73 x 10-4 m
                            = 73 μm
2.    Dik    :    m    = 50 kg              F     = m.g = 50 x 10 = 500 N = 5 x 102
                     L0     = 3 m                 d     = 2 mm   A =  ∏ d2     = 3,14 x 10-6 m2
                     E     = 1,8 x 1011 Nm-2
       Dit     :    Δl    = ……?
       Jwb   :    Δl    =
                                      =
                            =
                                  = 2,65 x 10-3 m
3.    Dik    :    l      = 62,5 cm          A     = 10 cm
                     L0     = 3 m                 d     = 2 mm   A =  ∏ d2     = 3,14 x 10-6 m2
                     E     = 1,8 x 1011 Nm-2
       Dit     :    Δl    = ……?
       Jwb   :    Δl    =
                                      =
                            =
                                  = 2,65 x 10-3 m
4.     
                                                                 
 Made By : Mudztova N. M

7 comment:

  1. ASU,.,,. soal salah kabeh

    BalasHapus
  2. Dulu ini tugas buat dari guru, saya kerjakan semampunya. Dn ya, belum semua selesa. Terlebih jawabn untuk beberapa nomor sangatlah rumit untuk diketik di komp...

    BalasHapus
  3. Balasan
    1. Maaf kurang lengkap, ada beberapa file yang corrupt -_-

      Hapus

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | Blogger Templates