Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Pembahasan Soal Latihan Persiapan UTBK Fisika 2020 (16 - 120)

Soal 16
Suatu selang mengalirkan air dengan debit yang tetap. Air yang keluar dari ujung selang itu mendorong sebuah balok yang diletakkan pada lantai licin. Jika tumbukkan partikel-partikel air dengan muka balok dianggap lenting sempurna, percepatan balok . . . .
A. sebanding dengan panjang selang dan kecepatan air
B. sebanding dengan debit aliran air dan luas penampang ujung selang
C. sebanding dengan luas penampang ujung selang dan panjang selang
D. berbanding terbalik dengan luas penampang ujung selang dan kuadrat debit air
E. sebanding dengan kuadrat debit air dan berbanding terbalik dengan luas penampang ujung selang

Jawab: (E)

Pada kasus ini air mendorong balok dengan gaya aksi (gaya impuls) sebesar

F = dp/dt = vdm/dt
Dengan dm/dt = perubahan massa air yang keluar dari ujung selang.

Karena m = ρV, (ρ = massa jenis air dan V volume air), dan v = D/A, (D = debit dan A = luas penampang selang), maka gaya dorong air pada balok dapat dinyatakan sebagai

F = (D/A)ρD = ρD2/A

Karena (F = ma) sehingga percepatan balok saat itu adalah
mbaloka = ρD2/A

a = ρD2/Ambalok

Soal 17
Suatu keran baling-baling untuk menyiram rumput memiliki tiga ujung.

Setiap ujung menyemburkan air dengan debit D yang sama. Luas penampang tiap-tiap ujung adalah A. Jika rapat massa air adalah ρ dan torka total yang bekerja pada baling-baling itu adalah τ, jarak setiap ujung keran dari sumbu putar sama dengan . . . .
A. τA/3ρD2
B. 2τA/3ρD2
C. τA/ρD2
D. 3τA/ρD2
E. 3τA/2ρD2

Jawab: (A)

Kita gunakan hukum II Newton untuk air yang mengalir pada ujung pipa yaitu

F = dp/dt
Dengan p = momentum linear air yang melalui pipa = mv, maka

F = d(mv)/dt
F = vdm/dt

Dengan dm/dt = perubahan massa air yang mengalir setiap waktu yang juga dinyatakan sebagai

dm/dt = ρdV/dt = ρD

karena dV/dt = debit air yang melalui ujung pipa.

Sehingga gaya yang bekerja pada ujung pipa diberikan oleh

F = vρD = ρD2A

Momen gaya (torsi) didefinisikan sebagai

τ = r x F

│τ │= rF sinθ (anggap θ = 900, artinya air menyembur tegak lurus keran (bergerak melingkar beraturan), maka torsi total untuk ketiga ujung keran adalah

τ = 3rF

τ = 3r(ρD2A)

r = τA/3ρD2

Soal 18
Sebuah bola konduktor pejal yang diisolasi dapat dipandang sebagai sebuah kapasitor. Jika tetapan coulomb k, kapasitas dari sebuah bola konduktor yang diameternya d adalah . . . .
A. d/2k
B. d/k
C. 2d/k
D. d/4k
E. 4d/k

Jawab: (C)
Kapasitas dari suatu kapasitor besarnya diberikan oleh

C = Q/∆V
Dengan Q = jumlah muatan, ∆V = beda potensial

Bola konduktor bermuatan terisolasi memiliki kapasitansi. Tetapi hal itu menggambarkan bahwa bola yang diisi daya telah menyimpan sejumlah energi sebagai hasil dari pengisian daya. Besarnya kapasitansi kapasitor pada bola konduktor diberikan oleh

C = 4πε0R = R/k

Dengan R = jari-jari bola konduktor dan k = tetapan Coulomb = 1/4πε0

Maka kapasitor dari sebuah bola konduktor yang diamaternya d = ½R adalah

C = 2d/k

Soal 19
Dalam wadah A terdapat sejumlah es, sedangkan dalam wadah B terdapat sejumlah es asin (es yang terbuat dari air asin) yang massanya sama. Kedua wadah terbuat dari logam. Kemudian kedua wadah diletakkan saling bersentuhan di suatu tempat pada suhu kamar. Diamati bahwa es asin dalam wadah B lebih banyak mencair dibandingkan dengan es dalam wadah A. Hal ini terjadi karena . . . .
A. Kalor jenis es lebih besar darpada kalor lebur es asin
B. Titik lebur es asin lebih tinggi daripada titik lebur es
C. Kalor jenis es asin lebih besar daripada kalor lebur es
D. Titik lebur es asin lebih rendah daripada titik lebur es
E. Kalor jenis air asin lebih besar daripada kalor lebur es

Jawab: (B)
Jika dua zat yang memiliki titik lebur berbeda akan diberikan suhu yang sama tentunya zat yang titik leburnya lebih tinggi lebih cepat melebur dibandingkan dengan zat yang titik leburnya lebih rendah. Dalam soal ini diamati bahwa es asin dalam wadah B lebih banyak mencair dibandingkan dengan es dalam wadah A maka kita simpulkan bahwa titik lebur es asin lebih besar daripada titik lebur es.

Soal 20
Dua buah sumber tegangan, dua buah hambatan identik, dan sebuah amperemeter ideal disusun menjadi rangkaian sederhana seperti yang ditunjukkan pada gambar (a). Sumber tegangan ε1 adalah sumber tegangan yang besar tegangannya dapat diubah-ubah, sedangkan sumber tegangan ε2 tetap ditunjukkan oleh gambar (b).

Jika tegangan pada sumber ε1 = 0, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaian adalah ….
A. 3,5 volt
B. 3,0 volt
C. 2,5 volt
D. 2,0 volt
E. 1,5 volt

Jawab: (D)
Perhatikan grafik kuar arus I dengan ε1, kita gambarkan lagi seperti di bawah ini
Dari grafik diketahui ∆ABC sebangun dengan ∆ADE, maka
(5 – I0)/(10 – T) = 0,5/3

6(5 – I0) = 10 – I0

5I0 = 20

I0 = 4 A

Kita gunakan hubungan antara ggl dan kuat arus menurut hukum Ohm yaitu
εtotal = IR

ε1 + ε2 = IR              (1)

0 + ε2 = I0R

ε2 = 4R                   (2)

Grafik menunjukkan juga bahwa ketika I = 5A, ggl ε1 = 0,5 V, maka (1) menjadi
0,5 + (4R) = (5)R    

R = 0,5 Ω

Sehingga ggl ε2 besarnya adalah

ε2 = 4(0,5) = 2,0 V

Dua hambatan pada rangkaian dipasang paralel maka εtotal = εbe = εcd = ε1 + ε2, sehingga ketika ε1 = 0, kita peroleh

εbe = ε2 = 2,0 V

0 Response to "Pembahasan Soal Latihan Persiapan UTBK Fisika 2020 (16 - 120) "

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