Berikut ini lanjutan dari pembahasan soal UN Fisika tahun 2015. Sebelumnya telah di bahas : Soal dan Pembahasan UN Fisika tahun 2015 #1-5 dan Soal dan Pembahasan UN Fisika tahun 2015 #6-10. Kali ini akan dilanjutkan dari soal no 11 hingga 15.
Soal 11. Massa bola A = 4 kg, massa bola B = 10 kg. Jika kedua bola bertumbukan lenting-sempurna dan kecepatan bola B setelah tumbukan 4 m/s, maka kecepatan benda A setelah tumbukan adalah... [ a) 12 m/s b)10 m/s c)5 m/s d)4 m/s e)2 m/s ].
Pembahasan :
Dari soal bisa diketahui : va = 10 m/s , vb = 2 m/s , ma = 4 kg, mb = 10 kg, v'b = 4 m/s, v'a =.....? Untuk tumbukan lenting sempurna digunakan rumus:
mava + mbvb = mav'a + mbv'b
4(10) + 10(2) = 4v'a + 10(4)
40 + 20 = 4v'a + 40
4v'a = 20
v'a = 20/4 = 5 m/s
Soal 12. Balok dengan tinggi 40cm dan massa jenisnya 0,75 gram/ cc mengapung di atas zat cair yang massa jenisnya 1,5 gram cc, maka tinggi balok yang muncul di permukaan zat cair adalah...
[ a) 10 cm b) 20 cm c) 40 cm d) 60 cm e) 80 cm ]
Pembahasan :
Dalam kasus ini gaya berat balok sama dengan gaya ke atas (gaya archimedes) yang terjadi. Gaya berat benda W = m.g dimana m = ρ v akan didapat W = ρ g v . ρ = massa jenis benda ; v = volume balok.
Sementara gaya ke atas , adalah Fa = ρ g v di mana ρ= massa jenis zat cair, dan v = volume cairan yang dipindahkan. Sesuai teori awal berat benda sama dengan gaya ke atas, bisa ditulis secara matematis : Fa = W
ρf gvv = ρb g vb
ρf vv = ρb vb
ρf vv = ρb vb
Volume balok = luas alas balok x tinggi balok atau (A.t). Untuk volume zat cair yang dipindahkan adalah = luas alas balok dikali tinggi bagian yang tercelup dalam air (Ah), sehingga:
ρf vv = ρb vb
ρfAh = ρb At
ρfh = ρb t
1,5h = 0,75(40)
h = 20 cm.
Karena tinggi balok 40 dan tercelup 20 maka sisa yang muncul (tak tercelup) = 40-20 = 20 cm.
ρf vv = ρb vb
ρfAh = ρb At
ρfh = ρb t
1,5h = 0,75(40)
h = 20 cm.
Karena tinggi balok 40 dan tercelup 20 maka sisa yang muncul (tak tercelup) = 40-20 = 20 cm.
Soal 13. Di sebuah bejana kaca dengan volumenya 500 ml diisi penuh dengan alkohol bersuhu 10 °C. Kemudian Bejana di panas-kan sehingga suhu menjadi 50 °C. Jika koefisien muai volume alkohol 1,1 × 10– 4 /°C, maka volume alkohol yang tumpah adalah...(Diketahui jika Koefisien muai panjang kaca = 3 ⋅ 10-6/°C) ...[ a) 0,20 ml b) 1,20 ml c) 2,02 ml d) 2,22 ml e) 3,02 ml ]
Pembahasan : Untuk Volume tumpah bisa digunakan rumus : ΔV = VoΔT (γalkohol - γkaca)
diketahui:
γalkohol = 1,1 × 10-4 / °C– 1 = 110 × 10-6 / °C
γkaca =3. 3 ⋅ 10-6 / °C (*koefisiesn muai volume = 3 x keofisien muai panjang)
ΔT = 50 - 10 = 40°C
dan di masukkan ke rumus akan menjadi :
ΔV = VoΔT (γalkohol - γkaca) = 500(40)(110 × 10-6 - 9 ⋅ 10-6) = 2,02 ml
Soal 14. Perhatikan pernyataan berikut: 1. Konduktivitas logam ; 2. Perbedaan suhu ujung-ujung logam
3. Panjang logam ; 4.Massa logam. Faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah...
[ a). 1,2 dan 3 b) 1 dan 4 c ) 2 dan 4 d) 3 dan 4 e) 4 saja. ].
Pembahasan :
Faktoryang mempengaruhi laju perambatan kalor pada logam adalah : Jenis logam ataudisebut dengan konduktivitas. Luas penampang logam, Kenaikan Suhu dan Panjang Logam.
Soal 15. Gas ideal dengan volume 3 l di suhu 27 °C dipanaskan dengan proses isobarik dalam tekanan 1 atm (1 atm = 105 N⋅ m– 2 ) hingga mencapai suhu 77°. Jika kapasitas kalor gas ideal 8 J⋅K– 1, maka perubahan energi dalam serta volume akhir gas ideal tersebut ...
a. Δ U = 350 Joule, V = 3,5 lb. Δ U = 400 Joule, V = 3,7 l
c. Δ U = 450 Joule, V = 3,8 l
d. Δ U = 500 Joule, V = 4,0 l
e. Δ U = 550 Joule, V = 4,5 l
Pembahasan : Diketahui V1 = 3 l ; T1 = 27°C = 300 K ; T2 = 77°C = 350 K; C = 8,0 J⋅K– 1;Isobarik → P1 = P2 = 105 N⋅ m– 2 dan PΔV =
Dalam sistem isobarik berlaku :
Jadi ditemukan Volume akhir adalah 3,5 l. Berikutnya akan dicari perubahan energi dalam dimana :
ΔU = Q - W
ΔU = C.ΔT - PΔV= 8(50) - 105(0,5 × 10-3 )=400 - 50 = 350 Joule