Fisikastudycenter.com,- Soal pembahasan un fisika SMA 2013 nomor 11-15.

Soal No. 11
Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti gambar. (g = 10 ms^-2)



Ketika sampai di titik B besar energi kinetik sama dengan 2 kali energi potensialnya, maka tinggi titik B dari tanah adalah….
A. 80 m
B. 70 m
C. 60 m
D. 40 m
E. 30 m

Pembahasan
Data:
m = 2 kg
h_A = 90 m
v_A = 0 (jatuh bebas)
Ek_A = 0
Ek_B = 2Ep_B
h_B =...

Cara pertama
Di titik B, diketahui Ek = 2Ep artinya Ek / Ep = 2 / 1



Sehingga tinggi B



Cara kedua
Hukum kekekalan energi mekanik

EM_B = EM_A

Soal No. 12
Sebuah bejana yang mempunyai kran pancuran pada ketinggian 2 m dari dasar bejana diisi penuh dengan air setinggi 3,25 m. Kecepatan air yang keluar dari pancuran adalah…
A. 3 m.s ^{– 1}
B. 5 m.s ^{– 1}
C. 6 m.s ^{– 1}
D. 9 m.s ^{– 1}
E. 10 m.s ^{– 1}

Pembahasan
Fluida dinamis:




Soal No. 13
Benda A bergerak mendekati benda B seperti pada gambar.



Benda m_A = 2 kg dan m_B = 4 kg bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan benda setelah tumbukan….

A. 3/4 ms ^{– 1}
B. 2/3 ms ^{– 1}
C. 3/5 ms ^{– 1}
D. 5/3 ms ^{– 1}
E. 7/3 ms ^{– 1}

Pembahasan
Data:
v_A = − 2 m/s ke kanan
v_B = 2 m/s ke kiri

Tidak lenting sama sekali, berarti kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama.
v'_A = v'_B = v'

Hukum kekekalan momentum



Sehingga




Soal No. 14
Benda bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 80 m. Besar impuls yang bekerja pada benda bila benda memantul dengan kecepatan 10 m.s ^{– 1} adalah….
A. 80 N.s
B. 40 N.s
C. 30 N.s
D. 28 N.s
E. 25 N.s

Pembahasan
Data:
m = 0,5 kg
h = 80 m
I =...

Cara Pertama

Model notasi skalar:

Misal:
Arah bawah (−), arah atas (+), atau dibalik juga boleh
Kecepatan bola saat mengenai tanah, arah ke bawah (−):
v₁ = √(2gh) = √(2⋅10⋅80) = − 40 m/s
Kecepatan bola memantul, arah ke atas (+)
v₂ = 10 m/s

I = m(v₂ − v₁)
I = 0,5[10 − (−40)] = 25 N.s

Artinya impulsnya sebesar 25 N.s searah pantulan.

Cara Kedua

Model notasi vektor:
v₁ = 40 m/s
v₂ = 10 m/s
P₁ = mv₁ = 0,5(40) = 20 kg m/s
P₂ = mv₂ = 0,5(10) = 5 kg m/s



I = P₂ − P₁
I = P₂ + (− P₁)

Vektor P₂ ke atas, vektor −P₁ jg ke atas, tinggal ditambah saja.
I = 20 + 5 = 25 N.s

Soal No. 15
Perhatikan hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (Δ X) berikut! Manakah yang memiliki konstanta elastisitas terbesar?


Pembahasan
Gaya elastik, gaya pegas:
F = kx
k = F/x

Paling besar?

A. k = 50 / 10 = 5
B. k = 50 / 0,1 = 500
C. k = 5 / 0,1 = 50
D. k = 500 / 0,1 = 5000
E. k = 500 / 10 = 50