Pembahasan TKD Saintek Fisika tahun 2018 Kode naskah : 453 no. 1-5

1. Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan kecepatan vx (t) = 6t-2 dan vy (t) = 2t + 6. Diketahui pada saat t = 0, benda berada di x0 = 1 m dan y0 = 2 m. dengan demikian, pada saat t = 1 detik, jarak benda itu dari posisi awal adalah ...

Pembahasan : 

Untuk mencari jarak atau posisi benda tersebut kita harus mengintegralkan persamaan vx dan vy, karena jarak atau posisi merupakan integral dari kecepatan.

Kita cari sumbu x terlebih dahulu dan kita masukkan t saat 1 detik,

Kemudian kita cari sumbu y dan kita masukkan juga saat t = 1 detik

Kemudian kita cari nilai posisinya,

Jawaban (A)

2. Sebuah balok berada pada suatu bidang miring dengan elevasi 60 derajat. Massa balok itu 1 kg dan percepatan gravitasi setempat 10 m/s. Gaya minimum untuk mendorong balok itu menyusur bidang ke atas sebesar 10 N. Koefisien gesek kinetik yang mungkin antara balok dan bidang miring adalah ...

A. 0,23

B. 0,27

C. 0,37

D. 0,40

E. 0,45

Pembahasan :

Karena masih menggunakan gaya minimum, balok baru akan tepat bergerak, sehingga balok masih dalam keadaan diam, kita gunakan hukum I Newton, untuk mencari koefisien gesek statiknya

Koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil daripada koefisien gesek statisnya, sehingga nilainya pasti < 0,27. Jadi koefisien gesek yang mungkin adalah 0,23. Jawaban (A)

3. 

Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar. Sudut kemiringan bidang θ = 30 derajat dan bidang miring licin. Sistem berada dalam keadaan seimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang dapat dilakukan agar sistem tetap seimbang adalah...

A. Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula

B. Kontanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula

C. Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula

D. konstanta pegas menjadi dua kali  semula dan pertambahan panjang pegas tetap.

E. Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula. 

Pembahasan :

Karena sistem seimbang kita gunakan hukum I Newton untuk mencari persamaan sistem tersebut. Massa katrol juga diabaikan sehingga tidak ada momen gaya yang berlaku. Benda 1 mengalami 2 gaya tegang tali akibat benda 2 dan juga pegas, sehingga bisa kita rumuskan,

Kemudian kita cari persaamaan pada pegas, pegas akan mengalami gaya tegang tali akibat benda 1 dan akan ada gaya pemulih pada pegas, sehingga bisa dirumuskan

Kemudian kita substitusikan persamaan (1) ke persamaan 2 dan diperoleh, kemudian massa nya kita jadikan 2 kali, maka supaya seimbang gaya pemulihnya juga kita kalikan 2.

Supaya sistem tetap seimbang, konstanta pegas kita jadikan 2 kali semula dan pertambahan panjang pegas tetap. Jawaban (D)

4. Pelontar bola vertikal memiliki pegas dengan konstanta 10 N/m. Jika pegas ditekan sejauh 10 cm dan semua gesekan yang mungkin muncul diabaikan, massa bola agar kelajuan lontarannya 1 m/s adalah ...

A. 100/12 gram

B. 100/9 gram

C. 100/6 gram

D. 100/3 gram

E. 100 gram

Pembahasan :

Pada pegas, karena tidak ada gesekan, semua energi potensial pegas berubah menjadi energi kinetik, sehingga bisa kita tuliskan,

Jadi massanya adalah 100 gram. Jawaban (E)

5. Sebuah bejana berisi fluida ideal dengan massa jenis ρ. Bejana tersebut berada di dalam lift laboratorium yang bergerak keatas dengan perlambatan a. Perbedaan tekanan antara dua titik dalam fluida tersebut, yang terpisah pada arah vertikal sejauh ∆h, adalah ...

Pembahasan :

Lift tersebut bergerak keatas, akan tetapi mengalami perlambatan, sehingga arah percepatan ke bawah. Kita cari terlebih dahulu gaya normal dari sistem lift tersebut.

Yang didalam kurung tersebut adalah percepatan sistem lift (a sistem = g-a).

Kemudian kita cari perbedaan tekanan pada dua titik  dengan menggunakan persamaan tekanan hidrostatis,

Jadi perbedaan tekanannya adalah  ρ.(g-a) ∆h. Jawaban (D)