13. Tiga buah benda padat A, B dan C dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Benda A tenggelam dalam air sedangkan benda B melayang dan benda C mengapung. FA adalah gaya apung pada A, FC adalah gaya apung pada B, dan FC adalah gaya apung pada C.
a) Urutkan rapat massa ketiga benda tersebut dari yang terkecil sampai yang terbesar
b) Jika ketiga benda tersebut mempunyai volume yang sama besar, tentukan dua dari ketiga benda tersebut yang mendapatkan gaya apung yang sama besar dan tentukan pula apakah gaya apung pada benda yang satu lagi lebih besar atau lebih kecil (dibandingkan dengan dua pertama)
c) Pertanyaan yang sama dengan pertanyaan b) jika ketiga benda tersebut mempunyai massa yang sama.
Jawab:
a. Urutan rapat massa mulai dari terkecil sampai yang terbesar adalah: A, B dan C hal ini karena Fa<Wc
b. Benda B dan C mengalami gaya apung yang sama besar dan lebih besar dimana C mengalami gaya apung yang paling besar
c. Benda B dan C mengalami gaya apung yang sama besar dan lebih besar dimana Fb = Wb dan Fc>Wc
16. Sepotong bahan logam yang bentuknya tidak beraturan massanya 90g ketika ditimbang di udara. Ketika bahan itu berada dalam air, angka di timbangan menunjukkan 75 g. Tentukan volume dan rapat massa logam tersebut.
Jawab:
Diketahui:
m=90gr
m2 (massadiair) =75gr
ρair = 1gr/cm3
g = 10 m/s
Ditanyakan: volume dan rapat massa logam?
Jawab:
Fa=m-m2 = 90 – 75 =15gr/cm3
Fa = ρair.g.V
V = Fa / (ρair.g) = 15 / (1 x 10) = 1,5 cm3
Rapat masa logam
ρlogam = m/V = 90/1,3 = 60 gr/cm3
19) Sepotong gabus yang beratnya 0,20 N di udara. Bila ditahan tercelup semua bagiannya dalam air maka diperlukan gaya sebesar 0,80 N. Tentukan berat air yang dipindahkan, volume gabus dan rapat massa gabus.
Jawab:
Diketahui:
Fg=0.20N
Ft=0,80N
ρ=1gr/cm3
g = 10 N/m3
Tanyakan: Wair, Vgabusdanρgabus?
Jawab:
Fa=Ft = 0,80N
Mgabus = 0,80/10 = 0,08kg
Vair = Vgabus V = Fa / (ρair.g) = 0,8 / (1 x 10) = 0,08m3
Wair = ρair.g.Vair = 1 x 10 x 0,08 = 0,8 Kg
ρgabus= m/v = 0,08/0.08 = 1gr/cm3
24) Air mengalir keatas setinggi 1,5 m melalui pipa dengan laju volume 14 L/s. Jika kecepatan pada ujung pipa yang rendah 3,0 m/s dan luas penampang pipa pada ujung atas 20 cm2, tentukan perbedaan tekanan pada kedua ujung.
Jawab:
Diketahui:
h2 = 1,5m
Q2 = 14L/s = 0,014m3/s
v1 = 3,0 m/s
A2 = 20cm2
Ditanyakan :beda P?
Jawab:
6. Sebuah bola dilemparkan vertikal keatas, kemudian ditangkap kembali. Bahaslah dengan menggunakan teorema kerja energi kecepatan bola pada saat sampai ketitik semula dengan asumsi
(a) gesekan udara diabaikan dan
(b) gesekan udara tidak diabaikan.
Jawab:
a. Pada saat bola dilempar keatas energy kinetik yang dimiliki bola membuatnya melambung keatas hingga ketinggian h pada saat kecepatnya berkurang karena pengaruh gaya gravitasi dan mendekati 0m/s (nol m/s) bola memiliki energy potensial senilai mgh selama t detik. kemudian gaya gravitasi bumi membuat energy potensial bola tersebut menjadi energy kinetic sehingga bola meluncur kembali kebawah
b. Gesekan diudara membuat energy kinetic benda semakin berkurang siring dengan gaya gravitasi yang memperlambatnya.
11. Sebuah bola dilepaskan dari suatu ketinggian sehingga pada saat mencapai lantai dia dipantulkan oleh lantai. Apakah dalam peristiwa tumbukan bola dengan lantai dipenuhi hukum kekekalan momentum?
Jawab: Iya, karena berdasarkan hukum momentum dimana momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama sehingga menyebabkan gaya aksi = reaksi. Dimana momentum bola menyembabkan bola tersebut memantul kembali
15. Sebuah gaya horizontal 50 N dikerjakan pada kotak 4 kg yang semula diam di meja horizontal yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0.25 dan koefisien gesekan statiknya 0.4. Tentukan
(a) kerja yang dilakukan oleh gaya tersebut,
(b) kerja yang dilakukan oleh gaya gesekan dan
(c) energi kinetik kotak tersebut, setelah kotak bergerak sejauh 5 m.
Jawab:
Diketahui: F=50N
m=4kg
µk=0.25
µs=0.4
d=5m
ditanyakan:
a. W=?
b. Wgesek=?
c. Ek=?
Jawab:
a. W=F.d=50.5 =250Joule
b. Wgesek N=m.g= 4.10 =40N
Fs=µs.N = 0.4 x 40 = 16N
Fk=µk.N = 0.25 x 40 = 10N
Ws = -(Fs.d) = -(16 x 5) = -80Joule
Wk = -(Fk.d) = -(10 x 5) = -50Joule
c. W=Ek2-Ek1 W=Ek2-0 maka Ek2=250N
21. Sebuah sepeda motor bermassa 300 kg mempunyai kelajuan 25 m/s di awal jalan yang mendaki. Sepeda motor tersebut mengalami perlambatan sehingga pada akhir jalan mendaki kelajuannya tinggal 10 m/s. Jika beda ketinggian antara awal dan akhir jalan adalah 100 m, hitung usaha oleh mesin sepeda motor itu!
Jawab:
Diketahui: m=300kg
V0=25m/s
Vt=10m/s
d=100m
ditanyakan: W=?
jawab: W=Ek2-Ek1 =½ mv2²-½ mv1² =½ .300.10 – ½.300.25 =1500 – 3750 = -2250Joule (perlambatan)
26. Sebuah bola bermassa 0,4 kg menumbuk bola lain bermassa 0,6 kg yang sedang diam. Kecepatan bola pertama sebelum tumbukan adalah 2 m/s. Tentukan kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan jika tumbukan tersebut merupakan
(a) tumbukan elastik
(b) tidak elastik
(c) elastik sebagian dengan e = 0,5
Jawab:
Diketahui:
m1=0,4kg
m2=0,6kg
v01=2m/s
ditanyakan:
a. Tumbukan elastic
b. Tumbukantidak elastic
c. Elastic sebagian dengan e-0,5
Jawab:
a. m1.v01 + m2.v02
= (m1+m2)vt1 vt1
=(m1.v01+m2.v02)/m1+m2
=(0,4 x 2 + 0,6 x 0)/0,4 + 0,6
=(0,8 + 0)/1
=0,8m/s
b. vt1=((m1 + m2)v01)/m1
=((0,4+0,6) x 2)/0,4
=2/0,4
=5m/s
