Latihan Materi UAS FISIKA FLUIDA

12/27/2013
Latihan Materi UAS
FISIKA FTP
FISIKA FLUIDA
Latihan Soal
1
12/27/2013
Kohesi dan Adhesi
• Manakah yang termasuk gaya tarik kohesi?
• Manakah yang termasuk gaya tarik adhesi
C
A
D
B
Tegangan Permukaan
• Jika gaya tarik kohesi fluida lebih besar dari pada gaya
adhesi dengan pipa kapiler maka yang terjadi adalah:
A
B
C
D
E
2
12/27/2013
Viskositas
• Manakah yang lebih lambat jatuh? Kelereng
yang dijatuhkan di:
a.
b.
c.
d.
e.
Oli
Air
Bensin
Minyak gas
Udara
Debit
• Saluran pemanas berbentuk silinder yang digunakan untuk
mengalirkan udara dengan laju 3,0 m/s dapat mengisi ruangan
dengan volume 300 m3 setiap 15 menit. Tentukan luas penampang
saluran tersebut.
Diketahui: v = 3,0 m/s
Q = 300 m3/15 menit x 15 menit/900 s
= 1/3 m3/s
Ditanya:
A?
Jawab:
Q = A.v
A = Q/v
A = Q/v
A = (1/3)/3
= 1/9 m2
3
12/27/2013
Persamaan Kontinuitas
• Air mengalir pada pipa horizontal dengan kecepatan 3 m/s pada
pipa dengan luas penampang berbentuk lingkaran. Pipa mengecil
menjadi separo diameternya semula. Tentukan kelajuan aliran pada
bagian yang sempit!
Diketahui: v1 = 3 m/s
r1 = 2 x r2
Ditanya: v2
A1 v1  A2 v2
Jawab:
A=πr2
A1 : A2 = π(2r1)2 : π(r1)2
A1 : A2 = 4 : 1
A1 = 4A2
A1 v1 = A2 v2
4A2/A2=v2/v1
4 =v2/v1
v2=4v1
=4 x 3 m/s = 12 m/s
Hukum Bernoulli
• Air mengalir ke atas 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.
p  12  v 2   g hkonstan
4
12/27/2013
FISIKA THERMAL
Latihan Soal
Thermal 1
• Sifat zat yang tidak berubah dengan berubahnya
temperatur adalah:
a.
b.
c.
d.
e.
Volume
Dimensi
Fase
Tekanan
Resistansi listrik
5
12/27/2013
Konversi Skala Temperatur
CFK
Perubahan Fasa
Perubahan dari gas menjadi cair disebut dengan?
a.
b.
c.
d.
e.
Sublimasi
Kondensasi
Mencair
Menguap
Membeku
6
12/27/2013
Energi Kalor
Hitung besarnya energi yang diperlukan untuk
mengubah 500 gram es pada temperatur -10 oC
menjadi uap air pada temperatur 110 oC.
Ekspansi Thermal
Zat berikut ini, yang memiliki ekspansi thermal
paling tinggi adalah:
a.
b.
c.
d.
e.
Alumunium
Emas
Air Raksa
Bensin
Gas Amonia
7
12/27/2013
DL/L = a DT
DL = L aDT
DL = 500 x10-3 m x 1,2 x10-5 C-1 x 25 °C
DL = 1,5x10-4 m = 0,15 mm
Ekspansi Thermal Linier
Suatu penggaris besi dikalibrasi pada suhu 20 °C.
Hitung error dalam pengukuran jika penggaris
tersebut digunakan untuk mengukur sepanjang
500 mm pada temperatur 45 °C. abesi= 1,2x10-5 C-1
DL/L = a DT
DL = L aDT
DL = 500 x10-3 m x 1,2 x10-5 C-1 x 25 °C
DL = 1,5x10-4 m = 0,15 mm
8
12/27/2013
Ekspansi Thermal Volume
Udara dengan volume 1 m3 dipanaskan dari
temperatur 30 oC sampai 50 oC. Berapakah volume
udara akhir?
DV/V =  DT
DV = V 3aDT
Vakhir=DV +V
Anomali Sifat Air
Air mengalami perubahan temperatur dari 1 oC ke
3 oC, maka yang akan terjadi:
a.
b.
c.
d.
e.
Peningkatan volume
Pengurangan massa jenis
Peningkatan massa jenis
Perubahan fasa
Penurunan temperatur
9
12/27/2013
Gas Ideal
1. Berapa banyaknya massa Cl2 (gram) yang dapat
disimpan dalam suatu wadah (kontainer) dengan
volume 10 L pada suhu 30 °C dan tekanan 1000
kPa?
2. Pada suhu 150 °C dan tekanan 100 kPa, sebuah
senyawa dengan massa 2,506 gram memiliki volume
1 L. Hitung massa molar senyawa tersebut.
3. Berapa vrms dari atom helium yang mengisi sebuah
balon dengan diameter 30 cm pada suhu 20 °C dan
tekanan 1 atm? (diketahui jumlah atom helium
dalam balon sebanyak 3,54 x 1023 dan massa atom
helium 6,64 x 10-24 g)
FISIKA GELOMBANG
Latihan Soal
10
12/27/2013
Gelombang 1
Sebutkan contoh dan perbedaan:
A. Gelombang Transversal
B. Gelombang Longitudinal
A. Gelombang Mekanik
B. Gelombang Elektromagnetik
Gelombang 1
Laju bunyi di udara sedikit lebih besar dari 300 m/s, dan laju
cahaya di udara kira-kira 300,000,000 m/s.
Misal kita membuat gelombang bunyi dan gelombang cahaya
yang keduanya memiliki panjang gelombang 3 m.
Berapa rasio frekuensi gelombang cahaya terhadap
gelombang bunyi?
Solusi
l
Diketahui v = l/ T = lf (karena f = 1 / T )
Jadi
f 
v
l
Karena l sama untuk kedua gelombang, maka
f light
vlight

 1,000,000
f sound vsound
11
12/27/2013
Gelombang 1
Berapakah frekuensi tersebut?
Untuk bunyi dengan l = 3m :
f
v 300 m s

 100 Hz
l
3m
Untuk cahaya dengan l = 3m :
f
v 3 10 8 m s

 100 MHz
l
3m
(radio FM)
34
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang berikut ini yang memiliki frekuensi
paling tinggi adalah:
a.
b.
c.
d.
e.
Sinar
Sinar
Sinar
Sinar
Sinar
UV
inframerah
Ungu
Hijau
X
12
12/27/2013
Cermin
Contoh:
Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah
cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. tinggi bayangan
Dik. h = 20 cm
f = -15 cm
s = 10 cm
Dit. a. s’ =
b. M =
c. h’ =
Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’
1/-15 = 1/10 + 1/s’
1/s’ = -1/15 – 1/10
= -2/30 – 3/30
= -5/30
s’ = -30/5
= -6 cm
b. M = |s’/s|
= 6/10
= 0,6
c. M = h’/h
0,6 = h’/20
h’ =20 x 0,6
= 12 cm
13
12/27/2013
Efek Doppler
f ’ : frekuensi yang didengar oleh Observer
Efek Doppler
Seekor kelelawar yang sedang terbang dengan kecepatan Vk akan
memancarkan gelombang akustik berfrekuensi tinggi (ultrasonik). Bila
gelombang ultrasonik ini menemui seekor mangsanya yang juga sedang
bergerak dengan kecepatan Vm, maka gelombang tersebut akan
dipantulkan kembali dan diterima oleh kelelawar. Frekuensi yang
dipancarkan dapat diubah-ubah dan biasanya kelelawar akan
memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu
sedemikian rupa sehingga frekuensi yang diterimanya fkt adalah sebesar
83 kHz, yaitu frekuensi yang telinganya mendengar paling baik (sensitif).
Bila kelelawar dan mangsanya saling mendekat dengan kecepatan
masing-masing adalah 9 m/s dan 8 m/s, (Kecepatan suara 343 m/s)
a). Tentukan frekuensi yang didengar oleh mangsanya (fm)
b). Tentukan frekuensi yang dipancarkan oleh kelelawar (fkp)
14
12/27/2013
Efek Doppler
Jawab :
Persoalan ini terdiri dari dua kasus, yang pertama gelombang
ultrasonik dipancarkan oleh kelelawar (sebagai sumber) dan didengar
oleh mangsanya (sebagai pendengar) sedangkan yang kedua
gelombang dipantulkan oleh mangsanya (sebagai sumber) dan
didengar oleh kelelawar (sebagai pendengar).
a) Kasus kedua :
 c  Vk
f kt  f m 
 c V m

 343  9 
  83  f m 
  f m  79 kHz
 343  8 

b) Kasus pertama :
 c  Vm 

f m  f kp 
 c V k 

 343  8 
79  f kp 

 343  9 

f kp  75 kHz
FISIKA LISTRIK DAN MAGNET
Latihan Soal
15
12/27/2013
Hukum Coulomb
Tiga muatan titik terletak pada sumbu x; q1 = 25 nC terletak pada titik
asal, q2 = -10 nC berada pada x=2m, dan qo = 20 nC berada pada x =
3,5 m. Tentukan gaya total pada qo akibat q1 dan q2.
Rangkaian Seri dan Paralel
16
12/27/2013
Rangkaian Seri dan Paralel
Gaya Lorentz
Manakah gambar kaidah tangan kanan yang benar?
F
I
I
F
B
B
B
B
I
I
F
F
17