TUGAS MANDIRI FISIKA KELAS X MIPA GERAK

TUGAS MANDIRI
FISIKA KELAS X MIPA
GERAK MELINGKAR
1.
sebuah benda yang massanya 5 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan yang melingkar
dengan kecepatan 2 m/det. bila jari-jari lingkaran itu 0,5 m, maka :
1. waktu putarnya adalah 0,5  detik
2. besar percepatan sentripetalnya adalah 8 m/det2
3. gaya sentripetalnya adalah 40 N
4. vektor kecepatannya tidak tetap
2.
Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasan berbentuk
lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Jika kecepatan sudut batu 6 rad/det dan g = 10 m/det2,
maka tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi adalah ...
a. 16 N
d. 124 N
b. 36 N
e. 144 N
c. 56 N
3.
Sebuah benda dengan massa 5 kg yang diikat dengan tali, berputar dalam suatu bidang vertikal.
Lintasan dalam bidang itu adalah dengan jari-jari 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/det dan
g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ... .
a. 30 newton
d. 70 newton
b. 40 newton
e. 80 newton
c. 50 newton
4.
Benda A dengan massa 0,5 kg diikat pada seutas tali. Ujung lain tali tersebut setelah melalui
lubang bambu dibebani dengan benda B bermassa 4,5 kg. Bila A diputar dalam bidang horizontal
sebanyak f kali setiap menit, berapakah f agar jari-jari lintasan A pada waktu terjadi
kesetimbangan adalah 1 meter. (Percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/det2)
a. 12
d. 90
b. 30
e. 135
c. 40
5.
Seorang anak duduk di atas kursi pada roda yang berputar vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi
10 m/det2 dan jari-jari roda 2,5 m, maka laju maksimum roda itu agar anak tidak terlepas dari
tempat duduknya adalah ...
a. 2 m/det
d. 6 m/det
b. 4 m/det
e. 8 m/det
c. 5 m/det
6.
Untuk membiasakan diri pada gaya sebesar 9,6 w (w = berat badan), seorang astronot berlatih
dalam suatu pesawat sentrifugal yang jari-jarinya 6 meter. Percepatan gravitasi bumi adalah 10
m/det2. Untuk maksud tersebut pesawat sentrifugal harus diputar horizontal dengan ... .
a. laju anguler 240 radial/detik
b. laju anguler 240 radial/menit
c. laju anguler 120 radial/menit
d. laju anguler 96 radial/menit
e. laju anguler 6 radial/menit
-1-
7.
Seorang anak laki-laki dengan massa m duduk di puncak sebuah gunung es yang berbentuk
setengah lingkaran. Jika dia mulai meluncur dengan kecepatan v (anggap permukaan es tanpa
gesekan), maka anak itu akan meninggalkan gunung es di titik P dengan nilai sin  =  3 terhadap
sumbu mendatar. Maka nilai v yang benar adalah ...
a.
b.
1
2
9.
e.
3Rg
1
4
4Rg
1 Rg
4
c.
8.
1 Rg
3
d.
2Rg
4
Sebuah piringan berputar terhadap sumbu yang melalui titik pusatnya dan tegak lurus pada
bidang piringan. Titik P dan titik Q ada pada piringan dengan jarak titik P terhadap titik pusat
adalah 2x jarak titik Q. Maka perbandingan antara kecepatan linear di P di Q adalah ...
a. 4
d. 1
b.
2
c.
1
e.
2
3
4
Sebuah benda tegar berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/det. Kecepatan linear suatu titik
pada benda berjarak 0,5 m dari sumbu putar adalah ...
a. 5 m/det
d. 10,5 m/det
b. 9,5 m/det
e. 20 m/det
c. 10 m/det
10. Gaya vertikal yang beraksi pada mobil ialah
N . N1 dan mg (lihat gambar). Ketika mobil itu berada di puncak jalan, kelajuannya v, maka
N’
N
Mg
a.
b.
c.
d.
e.
N
N
N
N
N
+
+
+
+
+
N1
=
N1 <
N1 >
N1 <
N1 >
mg;
mg;
mg;
mg;
mg;
tak tergantung dari v
selisihnya bergantung dari v
selisihnya bergantung dari v
selisihnya tak bergantung dari v
selisihnya tak bergantung dari v
11. Sebuah benda dengan massa 5 kg yang diikat dengan tali, berputar satu bidang vertikal. Lintasan
dalam bidang itu adalah suatu lingkaran 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/s, maka
tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ... .
a. 30 newton
d. 70 newton
b. 40 newton
e. 80 newton
c. 50 newton
12. Sebuah kereta api listrik melewati lengkungan A dan B, kelajuan kereta api di A m/s maka
kelajuan kereta api maksimum di B adalah : (m = 200 kg)
4m
8m
a.
10 2 m/s
d.
4 2 m/s
b.
20 2 m/s
e.
Salah semua
c.
5 2 m/s
-2-
13. Sebuah mobil melewati tikungan yang bersudut kemiringan 30, jika jari-jari tikungan terhadap
mobil 20 m maka kecepatan mobil agar tidak slip adalah ... .
a.
40 3 m/s
d.
30 3 m/s
b.
50 3 m/s
e.
Semua salah
c.
10 3 m/s
14. Sebuah mobil melewati jembatan yang berbentuk lingkaran, jika jari-jari 30 meter, berat mobil 200
kg, g = 10 m/s2, kecepatan 40 m/s. Maka gaya normal pada mobil adalah ...
a. 300.000 N
d. 6.000 N
b. 30.000 N
e. 3.000 N
c. 9.000 N
15. Tiga buah roda dihubungkan seperti tampak pada gambar. A dan B menyatu dan sepusat, A dan C
dihubungkan dengan ban. Jika RA = 4 cm, RB = 2 cm, dan RC = 10 cm, maka perbandingan
kecepatan sudut roda B dan C adalah ... .
a.
b.
c.
1:5
2:1
2:5
d.
e.
5:1
5:2
16. Perhatikan pernyataan berikut:
1. Percepatan tangensial menunjukkan perubahan besar kelajuan linear dari partikel.
2. Percepatan tangensial selalu dimiliki partikel yang bergerak melingkar.
3. Percepatan tangensial dimiliki partikel yang bergerak dengan kelajuan linear tetap.
4. Percepatan tangensial sebanding dengan percepatan sudut dan jari-jari.
Yang menyatakan hubungan antara percepatan tangensial gerak melingkar suatu partikel dengan
besaran-besaran sudutnya adalah ....
a. 1 dan 2
d. 1, 2, dan 3
b. 1 dan 4
e. 2, 3, dan 4
c. 1, 2, dan 3
17. Setelah bergerak melingkar selama 3 s, benda memiliki kecepatan 5 rad/s.. Gerak melingkarnya
memiliki percepatan 1 rad/s2. Titik B berada pada benda 10 cm dari sumbu putaran. Pada awal
pengamatan, B memiliki percepatan sentripetal sebesar ...
a. 0,1 m/s2
d. 2,5 m/s2
b. 0,4 m/s2
e. 4,0 m/s2
c. 0,9 m/s2
18. Dari keadaan diam, sebuah benda bemelingkar sehingga dalam waktu 1 sekon benda memiliki
kecepatan 4 rad/s. Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 4 cm dari sumbu rotasinya.
Percepatan tangensial rata-rata yang dialami titik A adalah ....
a. 4,00 m/s2
d. 0,16 m/s2
2
b. 1,60 m/s
e. 0,04 m/s2
2
c. 0,64 m/s
19. Dalam keadaan diam, sebuah benda tegar melakukan gerak melingkar dengan percepatan sudut 15
rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda
berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total sebesar (dalam m/s2) ....
a. 1,5
d. 3,9
b. 2,1
e. 5,1
c. 3,6
-3-
HUKUM NEWTON
1.
Gaya (F) sebesar 12 N bekerja pada sebuah benda yang massanya m1 menyebabkan percepatan m1
sebesar 8 ms2. Jika F bekerja pada benda yang bermassa m2 maka percepatan yang
ditimbulkannya adalah 2 ms2. Jika F bekerja pada benda yang bermassa m1 + m2, maka
percepatan benda ini adalah ....
a. 1,2 ms2
d. 3,0 ms2
2
b. 1,6 ms
e. 3,6 ms2
2
c. 2,4 ms
2.
Sebuah benda massa 4 kg bergerak dengan kecepatan 2 ms1. Enam detik kemudian benda itu
bergerak dengan kecepatan 5 ms1. Resultan gaya yang dikerjakan pada benda selama enam detik
tersebut adalah ....
a.
b.
c.
1N
2
1N
2N
d.
4N
e.
8N
3.
Benda dengan massa 50 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Besar gaya perlawanan yang
diperlukan agar benda tersebut tepat berhenti 10 m dari tempat semula gaya mulai beraksi
adalah ....
a. 0,8 N
d. 40 N
b. 10 N
e. 80 N
c. 20 N
4.
Balok yang beratnya w ditarik sepanjang permukaan mendatar dengan kelajuan konstan v oleh
gaya F yang bekerja pada sudut  terhadap horizontal. Besarnya gaya normal yang bekerja pada
balok oleh permukaan adalah ... .
a.
b.
c.
d.
e.
w
w
w
w
w
+ F cos 
+ F sin 
– F sin 
– F cos 
5.
Untuk menggerakkan sebuah balok kayu dengan kecepatan konstan diperlukan sebuah gaya 10 N.
Bila gaya 30 N diberikan, balok itu bergerak dengan percepatan 4 ms2. Jika sebuah balok yang
sejenis diletakkan di atas balok yang pertama dan gaya 30 N tetap diberikan, maka percepatan
balok adalah
a. 4 ms2
b. 2 ms2
c. 1 ms2
d. 0,5 ms2
e. 0,4 ms2
6.
Dua buah balok bermassa m1 = 5 kg dan m2 = 10 kg dihubungkan dengan seutas tali melalui
sebuah katrol licin, seperti tampak pada gambar di bawah ini. Jika g = 10 m/s2, maka jarak yang
ditempuh benda m1 dalam 1,2 sekon pertama adalah ... .
a.
b.
c.
d.
e.
7.
5,0 m
3,6 m
2,4 m
1,8 m
1,2 m
Besar gaya yang diperlukan untuk mendorong sebuah balok kayu seberat 150 N sehingga mendaki
sepanjang bidang miring licin yang membentuk sudut 30° terhadap arah mendatar dengan
percepatan 3,0 m/s2 adalah ....
a. 45 N
d. 120 N
b. 75 N
e. 150 N
c. 100 N
-4-
8.
Sewaktu berada dalam
Sewaktu lift dipercepat,
a. 5,0 ms2
d.
2
b. 7,5 ms
e.
c. 10,0 ms2
lift yang diam berat Sandi adalah 500 N. Percepatan gravitasi = 10 m/s2.
berat Sandi menjadi 750 N. Dengan demikian percepatan lift adalah ....
12,5 ms2
15,0 ms2
9.
Balok I massanya 1 kg dan balok II massanya 2 kg terletak di atas lantai licin seperti pada gambar.
Jika gaya F = 6 N maka gaya kontak antara kedua balok adalah ... .
a. 0 N
b. 1 N
c. 2 N
d. 6 N
e. 18 N
10. Balok A massanya 3 kg, balok B massanya 2 kg. Balok B mula-mula diam, lalu bergerak ke bawah
sehingga menyentuh lantai. Selang waktu yang diperlukannya adalah ....
a.
b.
2 sekon
5 sekon
c.
5 sekon
d.
4 sekon
e.
3 sekon
11. Balok-balok A, B, dan C terletak di bidang mendatar yang licin. Jika massa A = 5 kg, massa B = 3
kg massa C = 2 kg, dan F = 10 N, maka perbandingan besarnya tegangan tali antara A dan B
dengan besarnya tegangan tali antara B dan C adalah ... .
a.
b.
c.
d.
e.
5:
8:
1:
5:
3:
3
5
1
8
5
12. Sebuah balok bermassa m1 diletakkan di atas balok bermassa m2, di mana m2 = 3 m1 (lihat
gambar). Untuk menggeser balok m1 pada balok m2 diperlukan gaya 10 N. Anggap meja licin. Besar
gaya F maksimum yang dapat diberikan pada balok bawah agar kedua balok bergerak bersamasama adalah ....
a. 10 N
b. 20 N
c. 30 N
d. 40 N
e. 50 N
13. Sebuah benda bermassa 2,0 kg menempuh suatu lintasan melingkar pada suatu meja mendatar
licin. Benda itu menempuh lintasan melingkar dengan jari-jari 1,0 m pada kelajuan tetap. Benda
itu dihubungkan ke pusat lingkaran oleh seutas tali yang hanya dapat menahan tegangan
maksimum 32 N. Banyak putaran maksimum yang dapat dibuat benda dalam satu menit adalah
....
a. 240
d. 16
b. 76
e. 4
c. 38
-5-
14. Sebuah benda yang bermassa 200 gram diikat dengan tali ringan, kemudian diputar secara
horizontal dengan kecepatan sudut tetap sebesar 5 rad s1, seperti pada gambar. Jika panjang tali
l = 60 cm, maka besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda adalah
a.
0,3 N
b.
0,6 N
c.
3N
d.
6N
e.
30 N
15. Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan dengan sudut elevasi 30° dan dengan
kecepatan 40 m/s. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka ketinggian maksimum peluru
(dalam m) adalah ....
a. 10
d. 30
b. 20
e. 40
c. 25
16. Sebuah bola diikatkan pada salah satu ujung benang dan ujung lainnya diputar sehingga bola
menempuh gerak melingkar vertikal dengan kelajuan tetap. T1, T2 dan T3 masing-masing
merupakan tegangan dalam tali pada kedudukan 1, 2, dan 3. Pernyataan yang benar adalah ....
a.
T1 = T2 = T3
b.
T1 > T2 > T3
c.
T1 > T2 < T3
d.
T1 > T3 > T2
e.
T1 > T3 < T2
17. Sebuah bola bermassa 0,2 kg diikatkan dengan tali sepanjang 0,5 m kemudian diputar sehingga
melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertikal. Jika pada saat mencapai titik
terendah kelajuan bola adalah 5 ms1, maka tegangan talinya pada saat itu besarnya
a. 2 N
d. 12 N
b. 8 N
e. 18 N
c. 10 N
18. Benda bermassa 0,400 kg berayun dalam suatu lintasan melingkar vertikal pada seutas kawat
yang panjangnya 0,500 m. Jika kelajuan putar benda dijaga tetap 8,00 rad/s, maka tegangan tali
ketika benda berada di puncak lingkaran adalah .... (g = 9,8 m/s2)
a. 8,88 N
d. 19,6 N
b. 10,5 N
e. 24,8 N
c. 12,8 N
19. Suatu benda bermassa 0,5 diikatkan pada ujung seutas tali yang panjangnya 2 m dan diputar
dalam lingkaran vertikal dengan kelajuan tetap. Selisih tegangan dalam tali ketika benda berada di
kedudukan terendah dan kedudukan tertinggi adalah ... .
a. 5 N
d. 20 N
b. 10 N
e. 25 N
c. 15 N
-6-