UJIAN SUSULAN An CUT aNNISA (8.1)

PILIH DAN JAWABLAH 5 SOAL DARI 6 SOAL

1. Massa kotak adalah 80 kg, dipindahkan dari atas tanah ke suatu tempat dengan ketinggian 1,5 m. Berapakah  usaha dan gaya yang kita keluarkan bila :

a. kita angkat langsung ke atas !
b. melalui bidang miring sepanjang 4,5 m !

2.  Sebuah benda jatuh bebas dari posisi A seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda ketika sampai di B adalah......

A. 3 : 2
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 2 : 3
E. 1 : 3





3. Balok ditarik dengan gaya 3N dan 2N kearah yang sama sehingga mengalami usaha 10J dan daya 5W. Hitung perpindahan dan waktu berpindahnya !

4. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!

5. Usaha total yang dilakukan oleh dua buah gaya F₁ dan F₂ pada sebuah benda adalah 120 joule. Perhatikan gambar berikut


6. Jika perpindahan benda adalah 5 meter, tentukan besarnya gaya F2!
Perhatikan gambar!



Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?



    'selamat bekerja'

KHUSUS UNTUK SMP NEGERI 2 PADANG..........

Soal No. 1
Seorang pekerja hendak menaikkan sebuah almari besi ke bak belakang truk dengan menggunakan bidang miring seperti gambar di atas. Jika massa almari 120 kg, dan percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan:
a) gaya minimal yang diperlukan pekerja untuk menaikkan almari
b) keuntungan mekanik bidang miring

Pembahasan

a) gaya minimal yang diperlukan pekerja untuk menaikkan almari
F = ^h/_S x W
dimana
h = tinggi bidang miring
S = panjang sisi miring
W = berat beban (Newton)

Temukan berat almari lebih dulu W = m x g = 120 x 10 = 1200 N
Sehingga
F = ^h/_S x W
F = ¹/₂ x 1200 = 600 Newton

b) keuntungan mekanik bidang miring
KM = ^W/_F = ¹²⁰⁰/₆₀₀ = 2
atau bisa juga
KM = ^S/_h = ²/₁ = 2

Soal No. 2
Cermati gambar bidang miring berikut ini.



Jika besar gaya F dalah 60 Newton, tentukan:
a) keuntungan mekanik bidang miring
b) berat beban

Pembahasan
a) keuntungan mekanik bidang miring
KM = ^S/_h
S belum diketahui, temukan dengan phytagoras

S =√(4² + 3²) = √25 = 5 meter

sehingga

KM = ⁵/₃ = 1,67

b) berat beban
W = KM x F = 60 x ⁵/₃ = 100 Newton

Soal No. 3
Seorang anak memodifikasi sebuah katrol dan bidang miring untuk menaikkan sebuah balok seperti terlihat pada gambar berikut



Tentukan:
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring

Pembahasan
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
F = ^h/_S x W
F = ³/₅ x 1200 = 720 Newton

Gaya F kemudian dibagi ke dua buah tali, satu dipegang anak dan satu lagi terikat pada tonggak, sehingga F untuk anak saja adalah:
F_anak = F : 2 =720 : 2 = 360 Newton

b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
KM = W : F_anak = 1200 : 360 = 3,33

Soal No. 4
Seorang pekerja pada bangunan menaikkan pasir dengan cara seperti terlihat pada gambar berikut:




Tentukan gaya yang dikeluarkan oleh pekerja untuk beban seberat 50 N, dan keuntungan mekanik dari katrol!

Pembahasan
Katrol tetap seperti gambar diatas mempunyai KM = 1, sehingga
F = W
F = 50 N
Keterangan : Kalo gaya yang diperlukan sama saja dengan berat benda yang diangkat,  lantas dimana untungnya menggunakan katrol tetap? Katrol tetap seperti gambar diatas berfungsi untuk mengubah arah gaya, sehingga beban bisa naik ke atas dengan tarikan ke arah bawah. Di lapangan,  menarik beban ke arah bawah melalui katrol terasa lebih mudah dari menarik beban langsung ke arah atas.

Soal No. 5
Sistem katrol digunakan pada suatu proyek bangunan seperti gambar berikut



Tentukan gaya yang diperlukan untuk menaikkan beban seberat 120 Newton!

Pembahasan
Perhatikan beban (katrol warna merah), 2 tali yang menariknya, sehingga
F = W : 2 = 120 : 2 = 60 Newton

Soal No. 6
Seorang anak sedang mengungkit sebuah batu.



Tentukan gaya yang diperlukan anak!

Pembahasan
Rumus untuk pengungkit atau tuas:

F x L_k = W x L_b

Dimana:
L_k = panjang lengan kuasa atau lengan gaya, dihitung dari titik kerja gaya ke tumpu
L_b = panjang lengan beban, dihitung dari titik beban hingga tumpu

sehingga:

F x L_k = W x L_b

F x 180 = 360 x 20
F = 40 Newton

Soal No. 7
Perhatikan tuas di bawah ini.



Untuk menahan beban 600 Newton agar berada pada posisi seimbang, tentukan besar gaya F yang harus diberikan!

Pembahasan
Data dari soal:
L_b = ¹/₂ meter
L_k = 2 meter, perhatikan bukan  1 ¹/₂ meter

F x L_k = W x L_b
F x (2) = 600 x (¹/₂)
F = 150 Newton

Soal No. 8
Lihat gambar disamping!



Berapakah gaya yang diperlukan untuyk menarik beban?
A. 10
B. 20 N
C. 30 N
D. 40 N
(Sumber soal: EBTANAS SMP Tahun 1995)

Pembahasan
Perhatikan katrol warna merah tepat di atas beban, ada 3 tali yang menarik beban, sehingga
F = W : 3
F = 60 : 3
F = 20 Newton

Soal No. 9
Perhatikan gambar di samping!



Besar kuasa (F) adalah....
A. 200 N
B. 250 N
C. 500 N
D. 2000 N
(Sumber soal: EBTANAS SMP Tahun 1994-Modificated)

Pembahasan
F x L_k = W x L_b
F x (2) = 1000 x (0,5)
F = 500 : 2 = 250 Newton

LATIHAN MATERI TEKANAN

Soal No. 1
Sebuah balok bermassa 300 kg dengan ukuran panjang 1,5 m, lebar 1 m, dan tinggi 0,5 m.



Tentukan tekanan pada dasar balok jika balok diletakkan diatas meja pada posisi seperti terlihat pada gambar di atas!

Pembahasan

Luas alas balok adalah:
A = p x l
A = 1,5 x 1 = 1,5 m²

Gaya yang bekerja pada meja adalah gaya berat balok,
F = W = m x g = 300 x 10 = 3000 Newton

Tekanan
P = ^F/_A = ³⁰⁰⁰/_1,5 = 2000 Pascal

Soal No. 2
Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m³ dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s²



Pembahasan
Tekanan hidrostatis:
P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal

Soal No. 3
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut



Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung!

Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung
P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg

Soal No. 4
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut



Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung!

Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung
P = Po + h
P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg

Soal No. 5
Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut



Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan!

Pembahasan
ρ₁h₁ = ρ₂h₂
1000 x 5 = ρ2 x 8
h₂ = 5000 / 8 = 625 kg/m³

Soal No. 6
Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg!

Pembahasan
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm
Kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm,
P = 76 cm Hg − 3 cm Hg = 73 cm Hg

Soal No. 7
Perhatikan gambar di bawah!



Luas penampang 1 adalah 5 cm² dan luas penampang 2 adalah 50 cm². Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W!

Pembahasan
F₁/A₁ = F₂/A₂
F / 5 = 1800 / 50
F = (1800/50) x 5 = 180 Newton

Soal No. 8
Perhatikan gambar di bawah!



Diameter penampang 1 adalah 5 cm² dan diameter penampang 2 adalah 15 cm². Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W!

Pembahasan
F₁/(D₁)² = F₂/(D₂)²
F / 5² = 1800 / 15²
F = 1800 x (5/15)² = 1800 / 9 = 200 Newton

Soal No. 9
Contoh dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan bahwa gas dalam ruang tertutup mengadakan tekanan pada dindingnya adalah ...
A. lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas
B. balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong
C. balon yang berisi udara naik ke angkasa
D. meletusnya balon atau ban sepeda
(Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 2001)

Pembahasan
- lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas→ pembakaran memerlukan udara (oksigen), jika gelas ditutup suplai oksigen berkurang dan akhirnya habis, sehingga lilin padam.
- balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong → membuktikan udara juga memilki massa
- balon yang berisi udara naik ke angkasa → massa jenis udara dalam balon berarti lebih kecil dari massa jenis udara di luar balon
- meletusnya balon atau ban sepeda → udara memiliki tekanan, dinding balon atau ban tidak mampu menahan gaya tekan sehingga meletus.

Soal No. 10
Gas Argon yang mempunyai volume 2 m³ dengan tekanan 6 atm dipompakan ke dalam ruang hampa yang volumenya 8 m³. Tekanan gas Argon tersebut menjadi ...
A. 24atm
B. 14 atm
C. 4 atm
D. 1,5 atm
(Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 1999)

Pembahasan
P₁V₁ = P₂V₂
(6 atm)(2 m³) = P₂ (8 atm)
P₂ = 12 / 8 = 1,5 atm

Soal No. 11
Empat buah benda dengan bentuk yang berbeda diletakkan di atas lantai.

                

Tekanan paling kecil yang dialami lantai diakibatkan oleh benda nomor....

A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
(Sumber soal : Try Out Online Tekanan SMP - Fisika Study Center)

Pembahasan
Dari rumus tekanan:
P = ^F/_A
Untuk memperoleh tekanan yang kecil, luas bidang tekan harus diperbesar. Luas paling besar adalah benda nomor (2)

prep. by:
fisikastudycenter.com

 

latihan usaha dan energi

DINAS PENDIDIKAN KOTA PADANG

SMP NEGERI 2 PADANG

ULANGAN HARIAN 2 IPA FISIKA

SEMESTER GANJIL TP 2011-2012

	Guru Pembimbing Fatmiwati, S.Pd M. Rais, S.Pd Yusmaridi, M. SPd.

 

Berilah tanda silang (x) pada huruf A, B, C, atau D di depan jawaban yang benar!

1.      Ali dan Amir sedang bermain tarik tambang.

Ali memberikan gaya 160 N ke kiri, sedangkan Amir 300 N ke kanan. Resultan gaya pada peristiwa tersebut adalah ….

a. 140 N ke kanan

b. 140 N ke kiri

c. 460 N ke kiri

d. 460 N ke kanan

3. Mobil Karimun memiliki gaya mesin 5000 N bergerak sejauh 50 meter. Hitung usaha yang dilakukan mesinmobil.

a.100 j          b. 5050 j

c. 125000 j d. 250000 J

4.  Pesawat sederhana yang dapat mengubah gaya tarik menjadi gaya angkat adalah ..

a. tuas      b. Gunting 

c. tangga  d. katrol

6. Gaya dapat menyebabkan terjadinya perubahan :

1. massa dan posisi

2. posisi dan volume

3. posisi dan arah

4. berat da volume

Pernyataan yang Benar adalah......

a. 1 dan 2	c. 2 dan 4
b. 2 dan 3	d. 3 dan 4

7. Energi yang dimiliki buah kelapa pada tangkainya yang berada 10 meter di atas tanah adalah....

a.       energi potensial gravitasi

b.      energi kinetik

c.       energi panas

d.      energi kimia

8. Sebuah balok bermassa 2 kg meluncur pada lantai yang licin. Jika kelajuan balok adalah 10 m/s, maka energi kinetik balok adalah....

a.       5 joule

b.      8 joule

c.       20 joule

d.      100 joule

9. Buah kelapa yang bermassa 2 kg tergantung pada pohon yang tingginya 8 m. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s², maka energi potensial buah kelapa adalah....

a.       20 joule

b.      80 joule

c.       160 joule

d.      220 joule

10. Mobil yang sedang mogok didorong dengan gaya 1200 N sehingga berpindah sejauh 5 meter. Usaha yang dilakukan para pendorong mobil adalah..

a.       240 joule

b.      24.000 joule

c.       6.000 joule

d.      9.200 joule

11. Sebuah kotak bermassa 5 kg dinaikkan ke atas meja yang tingginya 1,2 meter. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² maka usaha yang diperlukan adalah....

a.       60 joule

b.      45 joule

c.       30 joule

d.      25 joule

12.    Seorang anak mendorong meja di atas lantai kearah kanan sehingga bergeser 2 meter memerlukan usaha sebesar 250 joule, kemudian di dorong lagi ke kiri sehingga kembali ketempat semula. Usaha yang dilakukan anak adalah...

a.         − 500 joule

b.         − 125 joule

c.         0 joule

d.        500 joule

13.    Sebuah kotak mendapatkan gaya ke kanan sebesar 36 Newton dan mendapat ke kiri sebesar X Newton sehingga kotak bergeser ke kanan sejauh 5 meter. Jika usaha total yang bekerja pada kotak adalah 120 joule, maka nilai X adalah....

a.       6

b.      8

c.       9

d.      12

14. Anak panah yang lepas dari busur menunjukkan perubahan energi potensial menjadi ....

A. energi kinetik

B. energi panas

C. energi cahaya

D. energi suara

E. energi listrik

15.  Saat suatu gaya bekerja pada benda benda ditunjukkan oleh keadaan berikut, kecuali ....

A. benda diam menjadi bergerak

B. benda bergerak menjadi diam

C. benda mengalami perubahan arah gerak

D. benda mengalami perubahan bentuk

E. benda bergerak dengan kecepatan tetap

16. Apabila gaya 5 N digambarkan dengan anak panah sepanjang 2 cm, maka gaya 20 N digambarkan sepanjang ....

A. 4 cm

B. 5 cm

C. 8 cm

D. 10 cm

E. 12 cm

17. Dua buah gaya F1 dan F2 berlawanan arah. Besar masing-masing gaya adalah F1 = 50 N dan F2 = 25 N. Resultan kedua gaya itu sama dengan ....

A. 75 N searah dengan F2

B. 75 N searah dengan F1

C. 25 N searah dengan F2

D. 25 N searah dengan F1

E. 50 N searah dengan F1

18. Massa sebuah benda di Bumi adalah 40 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s² dan di bulan 1,6 m/s² , berat benda itu di bulan adalah ....

A. 6,5 N

B. 16 N

C. 64 N

D. 245 N

E. 392 N

19. Sebuah benda berbentuk balok bergerak di atas lantai. Kecepatan balok tersebut semakin lama semakin kecil hingga akhirnya berhenti. Gaya yang mengakibatkan balok tersebut semakin lambat hingga akhirnya berhenti adalah ....

A. gaya sentuh

B. gaya gesekan

C. gaya berat

D. gaya tekan

E. gaya gravitasi

20. Apabila gaya 9 N digambarkan dengan anak panah sepanjang 3 cm, maka anak panah sepanjang 15 cm menggambarkan gaya ....

A. 45 N

B. 40 N

C. 35 N

D. 30 N

E. 25 N

21. Jika A mendorong meja ke kanan dengan gaya 18 N dan B mendorong ke kiri dengan gaya 7 N maka meja terdorong ....

A. 11 N ke kanan

B. 11 N ke kiri

C. 14 N ke kanan

D. 14 N ke kiri

E. 25 N ke kanan

22. Sebongkah batu memiliki berat 48 N ketika ditimbang di bulan. Percepatan gravitasi bulan 1,6 m/s². Berapakah massa batu itu jika dibawa ke bumi ?

A. 48 kg

B. 30 kg

C. 24 kg

D. 5 kg

E. 3 kg

23. Sebuah peti didorong dengan gaya F dan berpindah sejauh 4 meter. Jika usaha yang dilakukan adalah 800 J, maka besar F adalah ....

A. 78 N

B. 82 N

C. 200 N

D. 1.600 N

E. 3.200 N

24. Suatu gaya sebesar 160 N melakukan usaha sebesar 800 J yang searah gerak benda. Maka perpindahan yang akan dialami benda adalah sejauh ....

A. 2 m

B. 4 m

C. 5 m

D. 16 m

E. 20 m

25. Sebuah ember berisi air memiliki massa 2,5 kg. Jika seseorang mengangkat ember melalui sebuah katrol sehingga naik sejauh 10 m, maka usaha yang dilakukan anak tersebut adalah ... (g = 10 m/s²)

A. 4 J

B. 25 J

C. 40 J

D. 250 J

E. 400 J

26. Sebuah balok besi ditarik dengan gaya 12 N hingga bergerak dengan kelajuan tetap 5 m/s. Usaha yang dilakukan oleh gaya itu selama 2 sekon adalah ....

A. 4,8 J

B. 24 J

C. 30 J

D. 60 J

E. 120 J

27. Pesawat sederhana merupakan suatu alat yang digunakan untuk ....

A. mempermudah usaha

B. memperbesar usaha

C. mengurangi usaha

D. menghilangkan usaha

E. melawan gravitasi

28. Katrol tetap yang ditarik dengan gaya 40 N mampu menarik beban sebesar ....

A. 20 N

B. 40 N

C. 60 N

D. 80 N

E. 400 N

Essay

1.    Seekor burung sedang melayang terbang pada ketinggian 10 m di atas tanah dengan kecepatan konstan sebesar 10 m/s. Jika massa burung adalah 2 kg, tentukan:
a) Energi kinetik burung (100 joule)
b) Energi potensial burung (200 joule)
c) Energi mekanik burung (300 joule)

2.    Soal No. 3
Benda pertama memiliki massa m dan kecepatan v. Benda kedua memiliki massa 3 kali benda pertama dan kecepatan 2 kali benda pertama. Tentukan perbandingan energi kinetik yang dimiliki oleh benda kedua dan benda pertama!

3. 

4.    Soal No. 5
Dua buah gaya masing-masing F₁ = 15 N dan F₂ = 7 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 6 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!

(48 joule )

6.    Soal No. 7
Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm.



Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan usaha yang diperlukan!

(2,4 joule )

7.    Soal No. 8
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut! (1350 joule)

8.    Soal No. 9
Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut! (25 watt )

9.    Soal No. 10
Perhatikan gambar!



Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?