Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2018 (1-20)

1. Pengukuran

Pada saat melakukan praktikum pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, seorang siswa mengukur dimensi balok tinggi, panjang dan lebar dengan hasil pengukuran sebagai berikut.

Volume balok tersebut sesuai kaidah angka penting adalah…

Pembahasan

Tinggi balok:

Skala utama = 4,2 cm

Skala tambahan = 9 x 0,01 cm = 0,09 cm

Hasil pengukuran = 4,2 cm + 0,09 cm = 4,29 cm

Panjang balok:

Skala utama = 5,6 cm

Skala tambahan = 6 x 0,01 cm = 0,06 cm

Hasil pengukuran = 5,6 cm + 0,06 cm = 5,66 cm

Lebar balok:

Skala utama = 7,2 cm

Skala tambahan = 6 x 0,01 cm = 0,06 cm

Hasil pengukuran = 7,2 cm + 0,06 cm = 7,26 cm

Volume balok = panjang x lebar x tinggi

Volume balok = 5,66 cm x 7,26 cm x 4,29 cm

Volume balok = 176,282964 cm³

Berdasarkan aturan perkalian angka penting, hasil perkalian harus mempunyai jumlah angka penting, sebanyak angka penting paling sedikit dari bilang-bilangan yang dikalikan.

Panjang = jumlah angka penting 3

Lebar = jumlah angka penting 3

Tinggi = jumlah angka penting 3

Jadi hasil perkalian harus mempunyai angka penting 3.

Jadi volume balok = 176 cm³ (jumlah angka penting 3).

2. Vektor perpindahan

Sebuah benda bergerak dari E menuju F dan berakhir di G. Gambar di bawah ini, yang menunjukkan perpindahan sebesar 10 satuan adalah…

Pembahasan

Koordinat titik E = x, y = 1, 1

Koordinat titik F = x, y = 9, 1

Koordinat titik G = x, y = 9, 7

Panjang EF = 9-1 = 8

Panjang FG = 7-1 = 6

Panjang EG =

Jawaban yang benar adalah A.

3. Gerak lurus beraturan

Sebuah mobil balap A sedang mengejar mobil balap B dengan kelajuan konstan 60 m/s. Mobil balap A tertinggal dari mobil balap B sejauh 600 meter di lintasan lurus. Ketika itu mobil balap B melaju dengan kelajuan konstan 30 m/s, maka waktu yang dibutuhkan untuk menyusul mobil balap B adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Kelajuan konstan mobil A (v_A) = 60 m/s

Kelajuan konstan mobil B (v_B) = 30 m/s

Jarak antara mobil A dan B (s_AB) = 600 meter

Ditanya: Waktu yang dibutuhkan mobil A untuk menyusul mobil B

Jawab:

Selisih kelajuan mobil A dan B = 60 m/s – 30 m/s = 30 m/s

Rumus Gerak lurus beraturan:

v = s / t

v = kelajuan, s = jarak, t = waktu

t = s / v = 600 / 30 = 20 sekon

Waktu yang dibutuhkan mobil A untuk menyusul mobil B = 20 sekon.

4. Gerak melingkar

Dua buah roda A dan B dengan jumlah geriginya berturut-turut 20 dan 50 diletakkan bersinggungan sehingga masing-masing roda gigi berpasangan. Jika roda A berputar 50 kali dalam satu sekon, kecepatan angular roda B adalah….

Pembahasan

Diketahui:

Jumlah gerigi roda A = 20

Jumlah gerigi roda B = 50

Kecepatan sudut roda A (ω_A) = 50 putaran/sekon

1 putaran = 2π radian

(50)(2π radian)/sekon = 100π radian/sekon

Ditanya: Kecepatan sudut roda B (ω_B)

Jawab:

Kecepatan linear roda A : v_A = r_A ω_A

Kecepatan linear roda B : v_B = r_B ω_B

Kedua roda bersinggungan sehingga kecepatan linearnya sama.

v_A = v_B

r_A ω_A = r_B ω_B

(20)(100π rad/s) = (50)(ω_B)

(2)(100π rad/s) = (5)(ω_B)

(2)(20π rad/s) = ω_B

ω_B = 40π rad/s

5. Gerak parabola

Sebuah pesawat yang sedang terbang mendatar dengan laju 300 m/s pada ketinggian 80 meter menjatuhkan bom (g = 10 m/s²). Bom tersebut tepat mencapai sasaran pada jarak mendatar…… meter.

Pembahasan

Diketahui:

Kelajuan awal (v_o) = 300 m/s

Ketinggian (h) = 80 m

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Ditanya: Jarak horisontal (x)

Jawab:

Lintasan gerak parabola seperti pada gambar, gerak pada arah vertikal dianalisis seperti gerak jatuh bebas dan gerak pada arah horisontal dianalisis seperti gerak lurus beraturan.

Jarak horisontal dihitung menggunakan rumus gerak lurus beraturan.

x = v t

Keterangan : x = jarak horisontal, v = kecepatan pada arah horisontal, t = selang waktu

Pada gerak lurus beraturan, kecepatan gerak benda konstan sehingga kecepatan pada arah horisontal = komponen kecepatan awal pada arah horisontal = kecepatan awal = 300 m/s.

Selang waktu (t) dihitung menggunakan rumus gerak jatuh bebas, dengan menganalisis gerakan pada arah vertikal.

h = ½ g t²

80 = ½ (10) t²

80 = 5 t²

80/5 = t²

16 = t²

t = √16

t = 4 sekon

Jarak horisontal:

x = v t = (300)(4) = 1200 meter

6. Dinamika gerak lurus

Ada 4 buah benda, pisang = 4 kg, buku = 0,8 kg, bola basket = 3,5 kg, mangga = 1,2 kg. Keranjang ditarik dengan gaya 30 N pada bidang datar yang kasar (

μ = 0,4). Agar keranjang tersebut tepat akan bergerak (massa keranjang diabaikan) maka benda yang harus dimasukkan ke dalam keranjang adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa pisang (m₁) = 4 kg

Massa buku (m₂) = 0,8 kg

Massa bola (m₃) = 3,5 kg

Massa mangga (m₄) = 1,2 kg

Gaya tarik (F) = 30 N

Koefisien gesek statis (μ_s) = 0,4

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Abaikan massa keranjang

Gaya gesek statis (f_s) bekerja ketika benda masih diam dan tepat akan bergerak, sedangkan gaya gesek kinetis bekerja ketika benda sedang bergerak.

Ditanya: Massa benda

Jawab:

Keranjang tepat akan bergerak ketika besar gaya tarik (F) = besar gaya gesek statik (f_s).

Hitung besar gaya gesek statis (f_s):

f_s = μ_s N = μ_s w = μ_s m g = (0,4)(m)(10)

f_s = 4 m

Keranjang tepat akan bergerak:

F = f_s

30 = 4 m

m = 30/4

m = 7,5 kg

Massa pisang 4 kg + massa bola 3,5 kg = 7,5 kg

Benda yang harus dimasukkan ke dalam keranjang adalah pisang dan bola.

7. Gravitasi

Percepatan gravitasi di permukaan planet X adalah 12 kali percepatan gravitasi di permukaan bumi. Jika jari-jari planet X adalah ½ kali jari-jari bumi, maka massa planet X adalah….. kali massa bumi.

Pembahasan

Diketahui:

Percepatan gravitasi planet X = 12g

Percepatan gravitasi bumi = g

Jari-jari planet X = ½ r

Jari-jari bumi = r

Massa bumi = m

Ditanya: Massa planet X

Jawab:

Rumus percepatan gravitasi:

Keterangan:

g = Percepatan gravitasi, G = konstanta gravitasi umum, m = massa benda, r = jari-jari benda

Percepatan gravitasi planet X:

Percepatan gravitasi bumi:

Hitung massa planet X dengan menggabungkan kedua persamaan di atas:

Massa planet X adalah 3 kali massa planet bumi.

8. Momen gaya

Lima gaya bekerja pada bujursangkar dengan sisi 10 cm seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Resultan momen gaya dengan poros di titik perpotongan diagonal bujursangkar adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Panjang diagonal = 5√2 cm = (5)(1,4) cm = 7 cm = 0,07 m

Sin 45^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

Ditanya: Resultan torsi

Jawab:

Torsi 1:

τ₁ = (10 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 N.m

Torsi 1 menyebabkan bujursangkar berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam, sehingga sesuai perjanjian diberi tanda positif.

Torsi 2:

τ₂ = (4 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (4 N)(0,07 m)(0,7) = 0,196 N.m

Torsi 2 menyebabkan bujursangkar berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam, sehingga sesuai perjanjian diberi tanda positif.

Torsi 3:

τ₃ = (10 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 N.m

Torsi 3 menyebabkan bujursangkar berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam, sehingga sesuai perjanjian diberi tanda positif.

Torsi 4:

τ₄ = (5√2 N)(0,07 m)(sin 90^o) = (7 N)(0,07 m)(1) = 0,49 N.m

Torsi 4 menyebabkan bujursangkar berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam, sehingga sesuai perjanjian diberi tanda positif.

Torsi 5:

τ₅ = (9 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (9 N)(0,07 m)(0,7) = -0,44 N.m

Torsi 5 menyebabkan bujursangkar berputar searah dengan putaran jarum jam, sehingga sesuai perjanjian diberi tanda negatif.

Resultan torsi:

τ = 0,49 + 0,196 + 0,49 + 0,49 – 0,44 = 1,47 + 0,196 – 0,44 = 1,666 – 0,44 = 1,226 N.m

9. Energi kinetik translasi dan rotasi

Sebuah silinder pejal (I = ½ m R²) bermassa 8 kg menggelinding tanpa slip pada suatu bidang datar dengan kecepatan 15 m/s. Energi kinetik total silinder adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Momen inersia silinder pejal (I) = ½ M R²

Massa silinder pejal (m) = 8 kg

Kecepatan silinder (v) = 15 m/s

Ditanya: Energi kinetik total silinder

Jawab:

Energi kinetik translasi:

EK = ½ m v² = ½ (8)(15²) = (4)(225) = 900 Joule

Energi kinetik rotasi:

EK = ½ I ω² = ½ (½ m R²)(v/R)² = (¼ m R²)(v²/R²) = ¼ m v² = ¼ (8)(15²) = (2)(225) = 450 Joule

Energi kinetik total:

900 Joule + 450 Joule = 1350 Joule

10. Keseimbangan benda tegar

Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel. Besar gaya tegangan tali, agar batang berada dalam keseimbangan adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa beban (m₁) = 2 kg

Massa batang (m₂) = 1,5 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Berat beban (w₁) = (2)(10) = 20 Newton

Berat batang (w₂) = (1,5)(10) = 15 N

Ditanya: Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam keseimbangan

Jawab:

Panjang tali dihitungmenggunakan rumus Pythagoras:

Hitung gaya tegangan tali (T):

Pilih sumbu rotasi di engsel. Tinjau momen gaya yang bekerja pada batang.

Momen Gaya 1 :

τ₁ = w₂ r₂ = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm

Momen gaya 1 menyebabkan batang berotasi searah rotasi jarum jam sehingga momen gaya 1 bertanda negatif.

Momen Gaya 2 :

τ₂ = w₁ r₁ = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm

Momen gaya 2 menyebabkan batang berotasi searah rotasi jarum jam sehingga momen gaya 1 bertanda negatif.

Momen Gaya 3 :

τ₃ = T r₃ sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T

Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi berlawanan dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 3 bertanda positif.

Agar sistem diam maka resultan momen gaya (Στ) = 0

Στ = 0

τ₁ + τ₂ + τ₃ = 0

– 6 – 12 + 0,48T = 0

– 18 + 0,48T = 0

0,48T = 18

T = 18/0,48

T = 37,5 Newton

11. Titik berat

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini:

(1) Mengulang prosedur menentukan garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda, dan menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat kertas karton.

(2) Mengikatkan ujung-ujung benang pada jarum dan beban dan menancapkan jarum pada kertas karton.

(3) Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton

(4) Menandai titik-titik sepanjang benang pada kertas karton

(5) menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum

Untuk menentukan letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, urutan langkah yang benar adalah…

Pembahasan

Urutan langkah yang benar adalah 2, 5, 4, 3, 1.

12. Gas ideal

Perhatikan grafik hubungan massa jenis (ρ) dan volume (V) berbagai gas berikut ini!

Pasangan gas yang memiliki massa yang sama adalah…

Pembahasan

Rumus massa jenis :

Massa jenis (ρ) = massa (m) / Volume (V)

Massa (m) = massa jenis (ρ) x Volume (V)

1) m = (0,8)(2) = 1,6 kg

2) m = (0,8)(4) = 3,2 kg

3) m = (0,4)(4) = 1,6 kg

4) m = (0,4)(5) = 2 kg

5) m = (0,8)(5) = 4 kg

Pasangan gas yang memiliki massa yang sama adalah 1 dan 3.

13. Gaya apung

Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran panjang 2 meter, lebar 1,5 meter dan tinggi 1 meter. Massa jenis air laut saat itu 1025 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa kotak (m) = 4500 kg

Volume kotak (V) = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m³

Massa jenis air laut (ρ) = 1025 kg/m³

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Ditanya: Besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan

Jawab:

Berat benda di udara = m g = (4500 kg)(10 m/s²) = 45000 N

Untuk mengangkat benda di darat, besar gaya minimal adalah 45000 N.

Besar gaya apung:

F_A = ρ_F g V = (1025)(10)(3) = 30750 N

Berat benda di dalam air laut = 45000 N – 30750 N = 14250 N

Untuk mengangkat benda di laut, besar gaya minimal adalah 14250 N.

14. Debit air

Suatu pembangkit listrik tenaga air menggunakan turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang jatuh dari ketinggian 90 meter. Pembangkit listrik tersebut menghasilkan daya 9 Mwatt. Jika efisiensi pembangkit 50%, maka debit air pada pembangkit tersebut adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Ketinggian (h) = 90 meter

Daya (P) = 9000.000 Watt = 9000.000 Joule/sekon

Efisiensi pembangkit (e) = 50%

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Massa jenis air (ρ) = 1000 kg/m³

Ditanya: Debit air pada pembangkit

Jawab:

Daya = Energi / waktu

Daya = 9000.000 Joule/sekon

Energi potensial gravitasi:

EP = m g h

9000.000 = m (10)(90)

9000.000 = m (900)

m = 9000.000 / 900

m = 10.000 kg

Massa jenis air = massa air / Volume

Volume = massa / massa jenis air

Volume = 10.000 / 1000

Volume = 10 m³

Efisiensi pembangkit adalah 50% sehingga hanya 50% volume air yang menghasilkan energi listrik. Jadi volume total = 2 x 10 m³ = 20 m³.

Debit air = 20 m³ / sekon.

Debit air yang jatuh dari ketinggian 90 meter adalah 20 m³/sekon.

15. Usaha

Balok massanya m berada pada bidang datar licin. Balok dalam keadaan diam di posisi (1) dan ditarik oleh gaya F sampai di posisi (2) dalam selang waktu t seperti gambar.

Dengan memvariasikan massa dan gaya diperoleh data:

Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Kecepatan awal (v_o) = 0

Ditanya:

Jawab:

Rumus usaha:

W = F s ………. Rumus 1

Rumus GLBB :

s = v_o t + 1/2 a t²

s = 1/2 a t²

Substitusikan ke rumus 1

W = F (1/2 a t²) ………. Rumus 2

Rumus gaya:

F = m a

a = F / m

Substitusikan ke rumus 2

W = 0,5 F (F/m) t²

W = 0,5 (F²/m) t² ………. Rumus 3

Gunakan rumus 3 untuk menghitung usaha.

1) W = 0,5 (F²/m) t² = 0,5 (3²/12)(4²) = (0,5)(9/12)(16) = (9/12) 8 = 6

2) W = 0,5 (F²/m) t² = 0,5 (4²/16)(3²) = (0,5)(16/16)(9) = (1) 4,5 = 4,5

3) W = 0,5 (F²/m) t² = 0,5 (5²/20)(2²) = (0,5)(25/20)(4) = (1,25) 2 = 2,5

4) W = 0,5 (F²/m) t² = 0,5 (6²/24)(1²) = (0,5)(36/24)(1) = (1,5) 0,5 = 0,75

Usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah 1, 2, 3, 4.

16. Hukum kekekalan energi mekanik

Sebuah balok dilepas tanpa kecepatan awal di puncak bidang miring licin (di A). Balok meluncur hingga dasar bidang miring (di E).

Jika AB = BC = CD = DE, maka perbandingan kecepatan balok di C, D dan E adalah…

Pembahasan

Diketahui:

AB + BC + CD + DE = 1

1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/4 = 1

Ditanya: Perbandingan kecepatan balok di C, D dan E.

Jawab:

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal = energi mekanik akhir.

Energi mekanik awal = energi potensial gravitasi

Energi mekanik akhir = energi kinetik

Pada puncak, balok diam sehingga energi kinetik bernilai nol dan energi potensial gravitasi bernilai maksimum. Ketika bergerak dari puncak ke dasar bidang miring, energi potensial gravitasi berkurang dan berubah menjadi energi kinetik. Ketika tiba di dasar bidang miring, energi kinetik bernilai maksimum dan energi potensial gravitasi bernilai nol.

Energi potensial gravitasi di titik A = m g h = m g (4/4) = 4/4 m g

Energi kinetik di titik A = 1/2 m v² = 1/2 m (0²) = 0

Energi potensial gravitasi di titik B = m g h = m g (3/4) = 3/4 m g

Energi kinetik di titik B = 1/2 m v²

Energi potensial gravitasi di titik C = m g h = m g (2/4) = 2/4 m g

Energi kinetik di titik C = 1/2 m v²

Energi potensial gravitasi di titik D = m g h = m g (1/4) = 1/4 m g

Energi kinetik di titik D = 1/2 m v²

Energi potensial gravitasi di titik E = m g h = m g (0) = 0

Energi kinetik di titik E = 1/2 m v²

Energi mekanik di titik A = Energi potensial gravitasi + energi kinetik = 4/4 m g + 0 = 4/4 m g = m g

Energi mekanik di titik B = Energi potensial gravitasi + energi kinetik = 3/4 m g + 1/2 m v²

Energi mekanik di titik C = Energi potensial gravitasi + energi kinetik = 2/4 m g + 1/2 m v²

Energi mekanik di titik D = Energi potensial gravitasi + energi kinetik = 1/4 m g + 1/2 m v²

Energi mekanik di titik E = Energi potensial gravitasi + energi kinetik = 0 + 1/2 m v² = 1/2 m v²

Kecepatan balok di C:

Energi mekanik di titik C = energi mekanik awal (energi mekanik konstan)

2/4 m g + 1/2 m v² = 4/4 m g

1/2 m v² = 4/4 m g – 2/4 m g

1/2 m v² = 2/4 m g

1/2 m v² = 1/2 m g

m v² = m g

v² = g

v = √g

Kecepatan balok di D:

Energi mekanik di titik D = energi mekanik awal (energi mekanik konstan)

1/4 m g + 1/2 m v² = 4/4 m g

1/2 m v² = 4/4 m g – 1/4 m g

1/2 m v² = 3/4 m g

1/2 v² = 3/4 g

v² = 2 (3/4) g

v² = (6/4) g

v² = (3/2) g

v² = 1,5g

v = √1,5g

Kecepatan balok di E:

Energi mekanik di titik E = energi mekanik awal (energi mekanik konstan)

1/2 m v² = m g

1/2 v² = g

v² = 2g

v = √2g

Perbandingan kecepatan balok di C, D dan E:

√g : √1,5g : √2g

√1 : √1,5 : √2 (kalikan dengan 2)

√2 : √3 : √4

√2 : √3 : 2

17. Elastisitas

Anak panah dikaitkan pada tali busur, kemudian ditarik ke belakang dengan gaya 20 N sehingga tali busur meregang pada jarak 20 cm. Gesekan udara diabaikan, massa anak panah 250 gram, maka kecepatan anak panah saat melesat dari busur adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Gaya (F) = 20 N

Pertambahan panjang (s) = 20 cm = 0,2 m

Massa anak panah (m) = 250 gram = 0,25 kg

Kecepatan awal (v_o) = 0 m/s

Ditanya: Kecepatan anak panah saat melesat dari busur

Jawab:

Usaha (W) = perubahan energi kinetik (ΔEK)

W = F s = (20)(0,2) = 4

EK = 1/2 m (v_t² – v_o²) = 1/2 m (v_t²) = 1/2 (0,25)(v_t²) = 1/2 (0,25)(v_t²) = 0,125 v_t²

W = ΔEK

F s = 1/2 m (v_t²)

4 = 0,125 v_t²

4/0,125 = v_t²

v_t² = 32

v_t = √32

v_t = √(16)(2)

v_t = 4√2 m/s

18. Kekekalan momentum linear

Seseorang yang bermassa 50 kg berdiri di atas perahu yang bermassa 200 kg. Perahu bergerak dengan kecepatan 7,5 m/s. Saat tiba di tempat tujuan, penumpang melompat dengan kecepatan 10 m/s searah gerak perahu. Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang melompat adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa orang (m₁) = 50 kg

Massa perahu (m₂) = 200 kg

Kecepatan perahu dan orang = 7,5 m/s

Kecepatan orang, searah perahu = 10 m/s

Ditanya: Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang melompat

Jawab:

Momentum awal = momentum akhir

(m₁ + m₂) v = m₁ v₁’ + m₂ v₂’

(50 + 200) 7,5 = (50)(7,5 + 10) + (200) v₂’

(250) 7,5 = (50)(17,5) + (200) v₂’

1875 = 875 + (200) v₂’

1875 – 875 = (200) v₂’

1000 = (200) v₂’

1000 / 200 = v₂’

v₂’ = 5 m/s

Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang melompat adalah 5 m/s.

19. Tumbukan

Sebuah bola bilyar A bermassa 100 gram bergerak menuju bola bilyar B bermassa sama yang mula-mula dalam keadaan diam seperti gambar. Besar kecepatan bola A sesudah tumbukan adalah…

Pembahasan

Bola bilyar A dan B bermassa sama. Bola A bergerak dengan kecepatan 5 m/s dan bola bilyar B dalam keadaan diam. Massa kedua bola sama sehingga jika kedua bola bertumbukan tepat di pusat massa, bola A diam dan bola B bergerak dengan kecepatan 5 m/s, searah dengan arah gerak bola A mula-mula.

Berdasarkan gambar di atas, tumbukan tidak terjadi tepat di pusat massa bola sehingga setelah tumbukan, bola B bergerak ke utara dengan kecepatan 3 m/s sehingga bola A bergerak ke timur dengan kecepatan 4 m/s.

3² + 4² = 5²

9 + 16 = 25

20. Kalor jenis

Berikut data kalor jenis dari 4 zat padat.

Keempat zat padat dengan massa yang sama diberi kalor juga dengan jumlah yang sama. Urutan zat yang mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke terendah adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa (m) = 1

Kalor (Q) = 1

Kalor jenis aluminium (c₁) = 900 J.kg^{-1 o}C^-1

Kalor jenis tungsten (c₂) = 134 J.kg^{-1 o}C^-1

Kalor jenis tembaga (c₃) = 386 J.kg^{-1 o}C^-1

Kalor jenis perak (c₄) = 236 J.kg^{-1 o}C^-1

Ditanya: Urutan zat yang mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke terendah

Jawab:

Kenaikan suhu aluminium:

Q = m c ΔT

ΔT = Q / m c = 1 / (1)(900) = 1 / 900 = 0,0011 ^oC

Kenaikan suhu tungsten:

ΔT = Q / m c = 1 / (1)(134) = 1 / 134 = 0,0075 ^oC

Kenaikan suhu tembaga:

ΔT = Q / m c = 1 / (1)(386) = 1 / 386 = 0,0026 ^oC

Kenaikan suhu perak:

ΔT = Q / m c = 1 / (1)(236) = 1 / 236 = 0,0042 ^oC

Urutan zat yang mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke terendah:

Tungsten, perak, tembaga, aluminium.

Semakin kecil kalor jenis zat, semakin besar perubahan suhu. Semakin besar kalor jenis zat, semakin kecil perubahan suhu.