Soal dan Pembahasan UNBK Fisika 2019 (no 11 - no 15)

Soal 11
Gambar di bawah menunjukkan gambar penampang lintang sayap pesawat terbang yang luasnya 40 m2


Gerak pesawat terbang mcnyebabkan kelajuan aliran udara di bagian atas sayap sebesar 250 m.s-l dan kelajuan udara di bagian bawah sayap sebesar 200 m.s-l. Jika kerapatan udara adalah 1,2 kg.m-3, maka besar gaya angkat pesawat adalah . . . .
A. 10.800 N
B. 24.000 N
C. 98.500 N
D. 540.000 N
E. 608.000 N

Jawab:
Besar gaya angkat pesawat diberikan oleh
F = ½ ρ(v22v12)
F = ½ x 1,2 kg.m-3{(250 m/s)2 – (200 m/s)2} = 540.000 N

Soal 12
Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (Gambar l), piringan B diletakkan di atas piringan A (Gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama.

Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram,  sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm. Jika momen inersia piringan adalah ½ m.R², maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama sama adalah . . . .
A. 0,67 π rad. s-l
B. 0,83 π rad. s-l
C. 1,92 π rad. s-l
D. 4,28 π rad. s-l
E. 5,71 π rad. s-l

Jawab:
Soal ini dapat kita selesaikan dengan menggunakan konsep hukum kekekalan momentum sudut.
Lawal = Lakhir
momentum sudut awal (hanya piringan A)
Lawal = IAωA
dan momentum akhir (kedua piringan bergabung)
Lakhir = (IA + IB)ω, dengan ω =  kecepatan sudut kedua piringan setelah bergabung
momen inersia masing-masing piringan adalah
IA = ½ mARA2 = ½ x 0,1 kg x (0,5 m)2 = 0,0125 kg.m2
dan IB = ½ mBRB2 = ½ x 0,3 kg x (0,3 m)2 = 0,013 kg.m2
kecepatan sudut piringan A, ωA = 120 rpm = 4π rad/s
maka
IAωA = (IA + IB
0,0125 kg.m2 x 4π rad/s = (0,0125 kg.m2 + 0,013 kg.m2
ω = 1,92π rad.s-1

Soal 13
Seseorang naik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal licin dengan sudut kemiringan tertentu seperti tampak pada gambar.


Berat tangga 300 N dan berat orang 700 N. Bila orang tersebut dapat naik sejauh 3 m sesaat sebelum tangga itu tergelincir, maka koefisien gesekan antara lantai dan tangga adalah . . . .
A. 0,14
B. 0,43
C. 0,49
D. 0,50
E. 0,85

Jawab:
Gaya-gaya yang bekerja pada tangga ditunjukkan pada gambar di bawah ini!

dengan wt = berat tangga = 300 N dan wo = berat orang = 700 N

Fx = 0 = NB + (–f) = 0

f = NB                                          (*)

Fy = 0 = NA + (–wo) + (–wt) = 0

NA = wo + wt = 300 N + 700 N = 1000 N

∑τA  = 0 (pilih titik A sebagai pusat rotasi)

NB x AF + (–wt x DA) + (–wo x AE) = 0

NB x 4 m + (–300 N x 1,5 m) + (–700 N x 1,8 m) = 0

NB = 1710/4 = 427,5 N

maka dari (*) dan (**) kita peroleh

μNA = NB

μ = NB/NA = 427,5 N/1000 N = 0,43

Soal 14
Perhatikan gambar benda bidang homogen di bawah ini!

Koordinat titik berat benda terhadap titik O adalah . . . .
A. (4 ; 3,3)
B. (3,6 ; 3)
C. (3,3 ; 4)
D. (3,3 ; 3,6)
E. (3 ; 3,6)

Jawab: C
Bidang I (segiempat), x1 = 2 m, y1 = 4 m, dan A1 = 4 m x 4 m = 16 m2
Bidang II (segitiga), x2 = 4 m + 1 m = 5 m, y2 = 4 m dan A2 = ½ x 3 m x 8 m = 12 m2
maka:
y0 = 4 m
x0 = (x1A1 + x2A2)/(A1 + A2) = (2 m x 16 m2 + 5 m x 12 m2)/(16 m2 + 12 m2) = 3,3 m
jadi titik berat sistem itu adalah (x0;y0) = (3,3;4) m

Soal 15
Perhatikan empat susunan rangkaian pegas identik berikut!

Konstanta tiap pegas adalah k N.m-l, maka urutan konstanta pengganti susunan pegas dari nilai yang besar ke kecil adalah . . . .
A. (4), (3), (2), dan (1)
B. (1), (3), (2), dan (4)
C. (2), (4), (2), dan (1)
D. (3), (2), (4), dan (1)
E. (1), (4), (3), dan (2)

Jawab: E
Gambar 1:
(sistem seri) ks = (k x k)/2k = ½ k
(sistem paralel) kt = k + k + ½ k = 5k/2

Gambar 2:
(sistem seri) ks = (k x k)/2k = ½ k
(sistem paralel) kt = k + ½ k = 3k/2
(sistem seri) kt = (k x 3k/2)/(k + 3k/2) = 3k/5

Gambar 3:
(sistem paralel) kp = k + k + k = 3k
(sistem seri) kt = (k x 3k)/(k + 3k) = 3k/4

Gambar 4:
(sistem paralel) kp = k + k = 2k
(sistem paralel) kp = k + k = 2k
(sistem seri) kt = (2k x 2k)/(2k + 2k) = k

0 Response to "Soal dan Pembahasan UNBK Fisika 2019 (no 11 - no 15)"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel