Latihan Fisika

1.Jika suatu zat cair mempunyai kalor didih tinggi, maka jika di panaskan terus zat cair itu …
A. Lambat naik suhunya
B. Cepat naik suhunya
C. Lambat menguap
D. Cepat menguap
E. Lambat mencair

Pembahasan

L = Q/m -> m ∝ 1/L
Bila L tinggi -> m kecil, artinya massa yang menguap sedikit atau lambat menguap jika di beri kalor.

2. 320 gram campuran es dan air pada suhu 00 C berada dalam bejana yang kapasitas kalornya dapat di abaikan. Kemudian dimasukkan 79gram uap air yang berusuhu 1000 C ke dalam bejana tersebut. Suhu akhir menjadi 790C. jika kalor lebur es 79,0 kal/gram dan kalor penguapan air 540 kal/gram, maka banyaknya air mula-mula adalah . . . . gram.
A. 4
B. 10
C. 35
D. 65
E. 79

Pembahasan

kalor yang di lepas uap air (1000C)
Q lepas = m uap L + m uap-air cΔT
= 79(540) + 79(1)(100 – 79)
= 79(561) Kalori
Kalor yang di terima campuran es dan air (00C)
Q terima = m es L + m es-air cΔT
;[m es + m air = 320]
= (320 – m air) 79 + (320 – m air) 1 (79 – 0) + m air (1) (79 – 0)
= (640 – m air) 79
Azas Black: Q lepas = Q terima
79(561) = (640 – m air) 79
m air = 79 gram

3.  Dalam botol termos terdapat 230 gram kopi pada suhu 900 C. ditambahkan susu sebanyak 20 gram bersuhu 50C. berapakah suhu campuran? (misalkan tidak ada kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos
c air = c Kopi = c Susu = 1,00 kal/g0 C.)
A. 50 C
B. 200 C
C. 470 C
D. 830 C
E. 900 C

Pembahasan

kalor yang di lepaskan kopi = kalor yang di serap suhu
m k c k (90 – Ta) = m s c s (Ta – 5)
230(90 – Ta) = 20(Ta – 5)
2070 – 23Ta = 2Ta – 10 ->  2080 = 25Ta
Temperature akhir Ta = 830C

4. Jika 75 gram air yang suhu nya 00 C dengan 50 gram air yang suhu nya 1000 C, maka suhu akhir campuran itu adalah . . . .
A. 250 C
B. 400 C
C. 600 C
D. 650 C
E. 750 C

Pembahasan

misal suhu akhir T 0C, maka sesuai asas black :
Q serap = Q lepas
mcΔT = mcΔT
75 x 1 x (T – 0) = 50 x 1 x (100 – T)
75 T = 5000 – 50T
125T = 5000 ->  T = 400C

5. Sepotong tembaga di jatuhkan dari ketinggian 490 meter di atas lantai. Kalor yang terjadi pada proses tumbukan dengan lantai 60%-nya di serap oleh tembaga untuk kenaikan suhunya. Jika kalor jenis tembaga = 420 j/kg 0C, percepatan gravitasi bumi 10 m s-2, maka keenaikan suhu tembaga adalah … 0C.
A. 4
B. 7
C. 9
D. 12
E. 16

Pembahasan

prinsip soal: 60% energy potensial berubah menjadi kalor
∴ 60% mgh = mcΔT (dalam SI)
(0,6)(10)(490) = 420 Δt
Δt = 6(490)/420=70C

6. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobaric sehingga volumenya menjadi 3 kali semula, maka suhu kelvin-nya menjadi n kali semula dengan n adalah . . . .
A. 1/3
B. 1
C. 2
D. 3
E. 9

Pembahasan

Pada proses isobaric
V/T = konstan -> V ∝ T
Jika V menjadi 3 kali semula, maka T juga menjadi 3 kali semula atau n = 3

7. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobaric sehingga suhu kelvin-nya menjadi 2 kali semula, maka volumenya menjadi n kali semula ,dengan n adalah . . . .
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1/2
E. 1/4

Pembahasan

Proses isobarik: V/T = konstan -> V = kT
∴V2/V1 = T2/T1
Bila V2 = nV1 dan T2 = 2T1, maka
nV1/V1 = 2T1/T1 -> n = 2

8. Rapat masa (perbandingan mas adengan volume) suatu gas ideal pada suhu t dan tekanan p adalah P. jika tekanan gas tersebut di jadikan 2p dan suhunya di turunkan menjadi 0,5T, maka rapat masa gas dalam keadaan terakhir ini adalah . . . .
A. 4p
B. 2 p
C. 0,50 p
D. 0,25 p
E. 0,125 p

Pembahasan

Hukum Boyle-Gay lussac:
(p1v1 )/T1 = p2v2/T2 -> P1/T1 x m1/p1 = p2/T2 x m2/p2
masa gas tetap: m1 = m2
maka:
p1/T1p1 = p2/T2p2 -> p1/Tp = 2p/0,5Tp2
∴ p2 = 4p

9. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K memppunyai efessiensi sebesar 40%. Agar efesiensinya naik menjadi 50%, maka suhu reservoir suhu tinggi di naikan menjadi . . . .
A. 900 K
B. 960 K
C. 1000 K
D. 1180 K
E. 1600 K

Pembahasan

Keadaan (1):
η = 40%; T1 = 800 K; T2 = . . . . .
η = 1 – T2/T1 -> 40% = 1 – T2/800
T2 = 800(0,6) = 480 K

Keadaan (2):
η = 50%  -> T1 = ?
η = 1 – T2/T1 -> 50% = 1 – 480/T1
T1 = 480/0,5 = 960 K

10. Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 5500C dan membuangnya pada suhu 350C. efesiensi maksimum mesin turbin tersebut adalah . . . .
A. 33%
B. 43%
C. 53%
D. 63%
E. 73%

Pembahasan
Suhu tinggi T1 = 550 0C = 823 K; suhu rendah T2 =35 0C = 308 K
η = (1- T2/T1) x 100 %
= (1- 308/823) x 100 % = 63 %

11. Suatu mesin kalor Carnot dengan efisiensi 60% dioprasikan Antara 2 reservior bersuhu rendah 270C. Agar mesin Carnot tersebut daya gunanya menjadi 80%, maka di perlukan kenaikan suhu reservoir kalor bersuhu tinggi sebesar . . . .
A. 50 K
B. 150 K
C. 250 K
D. 500 K
E. 750 K

Pembahasan

η1 = 1 – T2/T1 => 0,6 = 1 – 300/T1
T1 = 750 K

12. 1.5 m3 gas helium yang bersuhu 270C di panskan secara isobarik sampai 870C. jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar . . . .
A. 60 kJ
B. 120 kJ
C. 280 kJ
D. 480 kJ
E. 660 kJ

Pembahasan

Proses isobarik (V1 = 1,5 m3 , T1 = (27 + 273 K) K= 300 K dan T2 = (87 + 273) K = 360 K), maka
V2/V1 = T2/T1 -> V2 = 360/300 (1,5) = 1,8 m3

Diketahui P = 2 x 105 N/m2, maka usaha luar:
W = p(v2 – V1)
= 2 x 105 (1,8 – 1,5)
= 60 x 103 J
= 60 kJ

13. Sebuah bola dengan massa 20 gram di gantung pada sepotong per (pegas). Kemudian, bola di tarik ke bawah dari ke dudukan seimbang lalu di lepaskan, ternyata terjadi getaran tunggal dengan frekuensi 32 Hz. Jika bola tersebut di gani dengan massa bola 80 gram, maka frekuensi yang akan terjadi adalah . . . . hertz.
A. 64
B. 32
C. 16
D. 8
E. 4

Pembahasan

Frekuensi getaran tunggal
= 1/2π √(k/m)
∝ 1/m -> f1/f2 = √(m1/m2)
f2/32 = √(20/80) -> f2 = 1/2 x 32 Hz= 16 Hz

14. Benda bergetar selaras sederhana pada pegas dengan tetapan gaya 80 N/m. Amplitudo gerakan tersebut 20 cm dan kecepatan maksimumnya sebesar 4 m/s. masa benda tersebut di atas bernilai . . . .
A. 1 Kg
B. 0,8 Kg
C. 0,4 Kg
D. 0,2 Kg
E. 0,1 Kg

Pembahasan

Vm = 4 m/s; k = 80 N/m; A = 20 cm = 0,2 m
Vm = Aw -> = Vm/A = 4/0,2 = 20 rad/s
K = mw2 -> m = k/w2 = 800/400 = 0,2 Kg

15. Sebuah partikel bergetar harmonic dengan periode 6 detik dan amplitudo 10 Cm. kelajuan partikel pada saat benda 5 cm dari titik seimbangnya adalah . . . .
A. 7,09 cm/s
B. 8,51 cm/s
C. 9,07 cm/s
D. 11,07 cm/s
E. 19,12 cm/s

Pembahasan

V = w √(A2-y2) = 2π/T √(A2-y2)
= (2 x 3,14)/(6 ) √(10 2-5 2)
= 9,07 cm/s

16. Sebuah benda yang massa nya 3 Kgmelakukan getaran selaras dengan periode 2 detik dan amplitude 10 Cm. Gaya yang bekerja pada benda yang saat simpangannya 6 cm adalah . . .
A. 1,8 N
B. 2,0 N
C. 2,2 N
D. 2,5 N
E. 3,0 N

Pembahasan

F = mw2 = m (2π/T)2 y
= 3 x ((2 x 3,14)/2)2 x 0,06
= 1,8 N

17. Sebuah benda melakukan gerak harmonic dengan amplitudo A. pada saat kecepatannya sama dengan setengah kecepatan maksimum, simpangannya adalah . . . .
A. Nol
B. 0,5A
C. 0,64A
D. 0,87A
E. 1A

Pembahasan

Rumus kecepatan:
V = w √(A2-y2)
Kecepatan akan makximum jika y = 0, maka
V maks = wA.
Bila v = 1/2 vmaks -> 1/2 wA = w √(A2-y2 )
1/4 A2 = A2 – y 2 -> y2 = 3/4 A2
y = 1/2 A √3 = 0,87 A

18. Gelombang air laut menyebabkan permukaan air naik turun dengan perioede 2 detik. Jika jarak antara dua puncak gelombang 5 meter, maka gelombang akan mencapai jarak 10 meter dalam waktu . . . .
A. 1 detik
B. 2 detik
C. 3 detik
D. 4 detik
E. 5 detik

Pembahasan

x/t = λ/T => 10m/t = (5 m)/(2 s)
t = (20 )/5 s
∴ t = 4 s

19. Gelombang transversal merambat dari A dan B dengan cepat rambat 12 m/s pada frekuensi 4 Hz dan amplitudo 5 cm. jika jarak AB = 18 m, maka banyaknya gelombang yang terjadi sepanjang AB adalah . . .
A. 9
B. 8
C. 7
D. 6
E. 4

Pembahasan

Dengan menggunakan data v = 12 m/s dan = 4 Hz diperoleh
λ = v/f = 12/4 = 3 m
Banyak gelombang yang terjadi sepanjang AB = 18 m adalah 18/3 = 6 buah .

20. Pada permukaan suatu danau terdapat dua buah gabus yang terpisah satu dari lainnya sejauh 60 cm. keduanya turun naik bersama permukaan air dengan frekuensi 2 getaran perdetik. Bila salah satu gabus berada di puncak bukit gelombang, yang lainnya berada di lembah gelombang; sedangkan di antara kedua gabus itu terdapat satu bukit gelombang. Cepat rambat gelombang pada permukaan danau adalah . . . .
A. 20 cm/s
B. 30 cm/s
C. 80 cm/s
D. 120 cm/s
E. 240 cm/s

Pembahasan

2/3 λ = jarak dua gubus = 60 cm
V = λ = 40 x 2 = 80 cm/s

21. Sebuah kabel bermasa 10 kg, panjang 100 m dan tegangan 4000 N di getarkan sehingga menghasilkan gelombang tali dengan panjang gelomang 0,4 m. frekuensi gelombang tersebut adalah . . . .
A. 100 Hz
B. 300 Hz
C. 500 Hz
D. 700 Hz
E. 900 Hz

Pembahasan

F = v/λ = √(f/m  I)/λ

= √((4000 x 100)/10)/0,4 = 200/0,4 = 500 Hz

22. Seutas dawai panjangnya 0,80 meter. Jika tegangan dawai itu di atur sedemikian rupa hingga kecepatan gelombang tranversal yang di hasilkan adalah 400 m/detik, maka frekuensi nada dasarnya adalah . . .
A. 640 Hz
B. 500 Hz
C. 320 Hz
D. 250 Hz
E. 125 Hz

Pembahasan

f = v/(2 i) = 400/(2 x 0,8) = 250 Hz

23. Sebuah tabung gelas kedua ujungnya terbuka. Tabung gelas tersebut di masukan ke dalam bejana berisi air. Di atas tabung di getarkan garputala dengan frekuensi tertentu. Mula mula tabung penuh berisi air lalu di tarik ke atas. Jika bunyi paling keras pertama terdengar pada saat tabung yang di atas air 18 cm,maka panjang gelombang bunyi tersebut di udara adalah . . .
A. 162 Cm
B. 144 Cm
C. 72 Cm
D. 54 Cm
E. 50 Cm

Pembahasan

Tabunng di celupkan analog dengan pipa organ tertutup, maka
Resonansi pertama:
I = 1/4 λ = 18 cm -> λ = 72 cm

24. Pipa organa menghasilkan resonansi berturut turut dengan frekunsi 480 Hz,800 Hz,dan 1120 Hz. Nada dasar pipa organa tersebut adalah . . .
A. 80 Hz
B. 160 Hz
C. 180 Hz
D. 240 Hz
E. 360 Hz

Pembahasan

Perbandingan frekuensi d atas:
fn : fn+1 : fn+2 =480 : 800 : 1120
= 3 : 5 : 7
Ini menunjukan perbandingan frekuensi pipa organa tertutup untuk f1 : f2 : f3 = 3 : 5 : 7 dan f0 : f1 = 1 = 3, maka
f0 = f1/3 dan 480/3 = 160 Hz

25. Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 10 m/s menjauhi seorang pendengar yang tidak bergerak. Jika frekuenzi bunyi 400 Hz, dan kecepatan perambatannya 390 m/s, maka frekuensi gelommbang bunyi yang terdengar adalah
A. 380 Hz
B. 390 Hz
C. 400 Hz
D. 410 Hz
E. 420 Hz

Pembahasan

Sumber menjauhi pendengar: vs = +10 m/s dan v = 390 m/s
fp = v/(v+vs) x fs
= 390/(390+10) x 400
=390 Hz

Facebook Comments

Tinggalkan Balasan

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *