Liter merupakan salah satu satuan volume yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari, termasuk pada pelajaran sekolah. Selain Liter, satuan volume dapat dinyatakan dalam meter kubik, sentimeter kubik dan lainnya. Dalam perhitungan pemecahan soal pelajaran seperti fisika dan kimia, kadang mengharuskan satuan liter diubah kedalam meter kubik atau sebaliknya. Hal ini sebenarnya wajar saja karena satuan SI untuk volume adalah meter kubik (m3).
Cara mengkonversi satuan ini, tergolong cukup mudah. Dengan catatan, kita mengetahui jika:
1 L = 1 dm3
Jadi mengubah liter ke meter kubik itu sama dengan mengubah desimeter kubik menjadi meter kubik. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal dibawah ini.
Nomor 1 1 liter = ....m3
Pembahasan Soal diatas sama seperti: 1 dm3 = ... m3 Sekarang kita tahu: 1 dm = 0,1 m = 10-1m
1 dm3 = (10-1)3m3 = 10-3m3
Jadi 1 L = 10-3 m3
Nomor 2 10 m3 = .... L
Jawab: Ubah terlebih dahulu m3 menjadi dm 1 m = 10 dm 1 m3 = 103dm3 = 1000 L Jadi 1 m3 = 1000 L
Dengan cara seperti diatas, kita bisa menjawab soal-soal dibawah ini:
Nomor 1 5 L = .... m3
Jawab: 1 L = 10-3m3 Jadi 5 L = 5 . 10-3 m3
Nomor 2 30 L = ... m3
Jawab: 1 L = 10-3 m3 30 L = 30 . 10-3 m3
Nomor 3 20 m3 = ... L
Jawab: 1 m3 = 1000 L Jadi, 20 m3 = 20 . 1000 L = 20.000 L
Satuan km/jam merupakan salah satu satuan kecepatan sebuah benda. Satuan kecepatan dapat juga dinyatakan dalam mil/jam. Dalam satuan SI, satuan kecepatannya dinyatakan dengan meter per sekon (m/s). Jadi pada umumnya, kita sering dihadapkan untuk mengubah satuan km/jam menjadi m/s. Untuk memecahkan masalah ini, kita harus mengetahui konversi satuan sebagai berikut:
1 km = 1000 m
1 Jam = 60 menit = 3600 detik
Nah, sekarang pertanyaannya, kalau 1 km = 1000 m maka 1 m = .... km. Untuk menjawab soal ini, yah tinggal dibalik saja hubungannya, 1 km = 1000 meter maka 1 m = 1/1000 km. Demikian pula 1 jam = 60 menit maka 1 menit = 1/60 jam.
Sekarang kita kembali pada persoalan inti yang dibahas yaitu mengubah satuan km/jam menjadi m/s. Perhatikan contoh soal dibawah ini.
36 km/jam = ..... m/s.
Jawab: Perlu diketahui, 36 km/jam dapat dipecah menjadi 36 km dan 1 jam. Jadi disini, ubah terlebih dahulu:
36 km = 36.000 m
1 jam = 3600 s
Satuan yang diminta adalah m/s, jadi supaya terbentuk satuan m/s, satuan yang sudah diubah dibagi saja, sehingga 36.000 m / 3600 s = 10 m/s. Jadi 36 km/jam = 10 m/s.
Dengan cara yang sama, kita bisa memecahkan soal-soal dibawah ini: Nomor 1 72 km/jam = ... m/s
Jawab 72 km = 72000 m 1 jam = 3600 s Jadi 72 km/jam = 72000 m / 3600 s = 20 m/s
Nomor 2 90 km /jam = .... m/s
Jawab 90 km = 90.000 m 1 jam = 3600 s Jadi 90 km/jam = 90.000 m / 3600 s = 25 m/s
Nomor 3 40 m/s = .... km/jam
Jawab 40 m = 40 / 1000 km = 0,04 km 1 s = 1/3600 jam Jadi 40 m/s = 0,04 km / (1/3600) jam = 0,04 . 3600 km/jam = 144 km/jam
Nomor 1 Panjang kawat L = 10 cm dan gaya tarik minimum yang diperlukan agar kawat berada dalam keseimbangan adalah 4 . 10-3 N. Tegangan permukaan fluida yang berada dalam kawat adalah... a. 2,0 . 10-2 N/m b. 2,0 . 10-3 N/m c. 2,5 . 10-2 N/m d. 4,0 . 10-2N/m e. 4,0 . 10-3 N/m
Pembahasan: Diketahui: L = 10 cm = 0,1 m F = 4 . 10-3 N Ditanya: = ... Jawab: Jawaban: d
Nomor 2 Sebuah pipa kaca yang berdiameter 0,5 mm dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang berisi raksa. Jika sudut kontak raksa dengan dinding pipa 60o dan tegangan permukaan 70 . 10-3 N/m, maka penurunan permukaan raksa dalam pipa kaca tersebut adalah...(massa jenis raksa = 13,6 . 103 kg/m3) a. 2,06 . 10-3 m b. 2,06 . 10-2 m c. 2,06 . 10-1m d. 2,06 . 102 m e. 2,06 . 103 m
Pembahasan: Diketahui: D = 0,5 mm = 0,5 . 10-3 m r = ½ D = 0,25 . 10-3m
θ = 60o
γ = 70 . 10-3 N/m ρ = 13,6 . 103 kg/m3 Ditanya: h = ... Jawab: Jawaban: a
Nomor 3 Pembuluh xylem pada tanaman mempunyai jari-jari sekitar 0,01 mm. Jika suhu air = 20 oC, sudut kontak 0, g = 9,8 m/s2 dan tegangan permukaan air 72,8 . 10-3 N/m, maka tingginya kenaikan air pada pembuluh akibat adanya kapilaritas adalah... a. 1,456 . 10-3m b. 1,456 . 10-2m c. 1,456 . 10-1m d. 1,456 . 102m e. 1,456 . 103 m
Pembahasan: Diketahui: r = 0,01 mm = 0,01 . 10-3 m θ = 0 γ = 72,8 . 10-3 N/m ρ = 103 kg/m3(massa jenis air) Ditanya: h = ... Jawab: Jawaban: a
Archimedes hidup didaerah yang dikuasai oleh seorang raja yang bernama Hieron 2. Dia ingin mengetahui apakah mahkota yang dipakainya itu emas murni atau bukan, Dia memikirkan bagaimana cara mengetahuinya. Setelah lama memikirkan itu, dan dia tidak menemukan bagaimana caranya, lali dia memanggil Archimedes untuk memecahkan masalah ini.
Raja itu tahu bahwa Archimedes adalah seorang yang pandai. Setelah Archimedes menghadap, raja kemudian menceritakan masalahnya dan meminta Archimedes untuk memikirkan bagaimana pemecahan masalah tadi. Kemudian Archimedes pulang dan terus memikirkan masalah ini. Suatu ketika, sewaktu Archimedes sedang mandi, dan sedang berendam, maka Archimedes menemukan caranya. Saking gembiranya ia langsung lari menghadap raja tanpa mengenakan pakaian terlebih dahulu. Archimedes berlari dijalan-jalan kota menghadap raja tanpa berpakaian.
Lalu apa yang ditempuh oleh Archimedes untuk memecahkan masalah ini?. Untuk memecahkan masalah tersebut, Archimedes meminta kepada raja untuk menyediakan emas murni. Lalu emas tersebut ia timbang, pertama diudara dan yang kedua didalam air. Lalu dia menghitung berat jenis emas tersebut dengan cara:
Berat jenis = Berat diudara / Berat yang hilang ketika ditimbang didalam air
Dengan cara yang sama, Archimedes menentukan berapakah berat jenis mahkota yang dipakai raja. Jika berat jenis emas murni sama dengan berat jenis mahkota maka dipastikan mahkota raja terbuat dari emas murni, seandainya tidak berarti sebaliknya. Demikian yang dilakukan Archimedes untuk memecahkan masalah ini.
Pada dasarnya, ketika benda ditimbang diudara dan didalam air maka hasilnya adalah berbeda. Berat diudara akan lebih besar daripada berat didalam air. Karena jika benda dimasukkan kedalam air maka benda akan dikenai gaya yang arahnya keatas atau berlawanan dengan arah gaya berar. Gaya ini dinamakan dengan gaya keatas atau gaya apung.
Pada gambar diatas Fa menyatakan gaya keatas dan w menyatakan gaya berat. Besar gaya ke atas dijelaskan oleh hukum Archimedes yang berbunyi: "sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair maka akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut". Jadi, jika dibuat persamaan:
Fa = w = m . g
m menyatakan massa zat cair yang dipindahkan dan g menyatakan percepatan gravitasi. Dari persamaan massa jenis ρ = m / V atau m = ρ . V maka persamaan gaya ke atas menjadi:
Fa = ρ . V . g
Keterangan; Fa = gaya ke atas (N) ρ = massa jenis zat cair (kg/m3) V = volume benda tercelup (m3) g = percepatan gravitasi (m/s2).
Contoh soal hukum Archimedes dan pembahasan
Nomor 1 Sebuah batu dengan volume 1 m3 tercelup seluruhnya kedalam air dengan massa jenis 1000 kg/m3. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, maka batu akan mengalami gaya ke atas sebesar... A. 1 N B. 10 N C. 100 N D. 1000 N E. 10000 N
Pembahasan Diketahui V = 1 m3 ρ = 1000 kg/m3 g = 10 m/s2 Ditanya: Fa = ... Jawab: Fa = ρ . V . g Fa = 1000 kg/m3 . 1 m3 . 10 m/s2 = 10.000 N Jawaban: E
Nomor 2 Gambar dibawah menunjukkan sebuah benda yang terapung pada zat cair yang massa jenisnya 1200 kg/m3.
Bila diketahui bagian (A) adalah dari benda, maka massa jenis benda tersebut adalah... a. 600 kg/m3 b. 960 kg/m3 c. 1000 kg/m3 d. 1200 kg/m3 e. 1500 kg/m3
Jawaban: b
Nomor 3 Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 gr/cm3 maka massa jenis zat cair adalah... a. 1800 kg/m3 b. 1500 kg/m3 c. 1200 kg/m3 d. 900 kg/m3 e. 600 kg/m3
Jawaban: d
Nomor 4 Berat sebuah benda diudara adalah 5 N. Apabila ditimbang dalam minyak (massa jenis 0,8 gr/cm3) beratnya 3,4 N. Jika g = 9,8 m/s2 maka massa jenis benda adalah... a. 800 kg/m3 b. 1000 kg/m3 c. 1500 kg/m3 d. 1800 kg/m3 e. 2500 kg/m3
Jawaban: e
Nomor 5 Sebuah benda terapung pada permukaan air laut. Jika massa jenis air laut 1,2 gr/cm3 dan massa jenis benda 0,9 gr/cm3 maka volume benda yang tercelup dalam air laut adalah... a. 2 kali volume yang muncul ke permukaan b. 3 kali volume yang muncul ke permukaan c. 4 kali volume yang muncul ke permukaan d. 5 kali volume yang muncul ke permukaan e. 6 kali volume yang muncul ke permukaan
Jawaban: b
Nomor 6 Didalam bejana yang berisia air mengapung segumpal es yang massa jenisnya 0,9 gr/cm3. Volume es yang tercelup ke dalam air 0,18 m3. Volume seluruh es adalah..(massa jenis air 1 gr/cm3) a. 0,2 m3 b. 0,25 m3 c. 0,3 m3 d. 0,41 m3 e. 0,5 m3
Pembahasan Jawaban: a
Nomor 7 Balok yang tingginya 30 cm dan massa jenisnya 0,75 gr/cm3 mengapung di atas zat cair yang massa jenisnya 1,2 gr/cm3. Tinggi balok yang muncul ke permukaan air adalah.. a. 5,85 cm b. 9,75 cm c. 11,25 cm d. 13 cm e. 15 cm
Pembahasan Jawaban: c
Nomor 8 Berat benda di udara 100 N sedangkan bila ditimbang dalam air beratnya 50 N. Jika massa jenis air 1 gr/cm3 maka massa jenis benda tersebut adalah... a. 1000 kg/m3 b. 1020 kg/m3 c. 2000 kg/m3 d. 3150 kg/m3 e. 19607 kg/m3
Pembahasan Jawaban: c
Nomor 9 Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 gr/cm3, maka massa jenis zat cair tersebut adalah... a. 1800 kg/m3 b. 1500 kg/m3 c. 1200 kg/m3 d. 900 kg/m3 e. 600 kg/m3
Nomor 1 Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan 5 N, maka gaya keluaran maksimum adalah... a. 5 N b. 7,5 N c. 10 N d. 12,5 N e. 15 N
Pembahasan: Diketahui: A1 = 0,04 m2 A2 = 0,10 m2 F1 = 5 N Ditanya: F2 = ...
Nomor 2 Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Gaya yang harus diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil bermassa 2000 kg adalah...(g = 10 m/s2) a. 128 N b. 625 N c. 2000 N d. 10.000 N e. 80.000 N
Pembahasan: Diketahui: r1 = 2 cm r2 = 25 cm m = 2000 kg Ditanya: F1 = ... Terlebih dahulu hitung A1 dan A2. • A1 = π r12 = π (2 cm)2 = 4 π cm2 • A2 = π r22 = π (25 cm)2 = 625 π cm2
Satuan cm tidak perlu diubah ke meter.
Hitung F2 F2 = w = m . g = 2000 kg . 10 m/s2 = 20.000 N
Nomor 3 Gaya yang besarnya 5 N pada penghisap yang kecil dari suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban dengan berat 600 N yang terdapat pada penghisap besar. Jika penghisap kecil memiliki luas penampang 4 cm2 maka luas penampang yang besar adalah... a. 4 cm2 b. 20 cm2 c. 480 cm2 d. 600 cm2 e. 2400 cm2
Pembahasan Diketahui: F1 = 5 N F2 = 600 N A1 = 4 cm2 Ditanya: A2 = ...
Nomor 4 Sebuah benda seberat 16.000 N ditempatkan pada penampang A2 seperti gambar. Agar benda tersebut terangkat, maka diperlukan gaya sebesar... a. 50 N b. 80 N c. 100 N d. 200 N e. 400 N
Pembahasan
Nomor 5 Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,1 m2 dan 4 . 10-4m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 . 104 N. Besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah... a. 2 N b. 8 N c. 20 N d. 80 N e. 100 N
Pembahasan
Nomor 6 Perbandingan diameter pipa kecil dan pipa besar dari sebuah alat berdasarkan prinsip pascal adalah 1 : 25. Jika alat hendak dipergunakan untuk mengangkat beban seberat 12.000 N, maka besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil adalah... a. 19,2 N b. 25 N c. 480 N d. 12.000 N e. 3.000.000 N
Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir. Zat-zat yang dapat mengalir adalah zat cair dan gas. Contoh fluida yang berupa zat cair adalah air, minyak, oli dan lainnya. Sedangkan, contoh fluida yang berupa gas adalah udara, oksigen dan lainnya.
Zat padat bukan termasuk fluida karena zat padat tidak dapat mengalir. Jadi benda seperti meja, kursi, pintu bukan termasuk fluida. Dalam bahasannya, fluida terbagi menjadi 2 macam yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis mempelajari tentang zat cair dalam keadaan diam, misalnya air yang berada dalam wadah tertentu. Fluida dinamis mempelajari tentang fluida yang bergerak atau mengalir misalnya air yang mengalir dalam penampang tertentu.
Tekanan Hidrostatis
Kita pasti pernah berenang di kolam renang. Sewaktu kita berenang, kadangkala kita menyelam kedalam air. Lalu apa yang kita rasakan?. Yang kita rasakan adalah adanya dorongan ke atas yang dialami tubuh kita. Hal ini menunjukkan adanya tekanan yang terdapat didalam air atau fluida. Tekanan pada suatu zat cair dinamakan dengan tekanan hidrostatis. Tekanan berasal dari kata tekan atau menekan. Ketika kita menekan sebuah benda misalkan meja, maka dilakukan adalah kita memberikan gaya atau dorongan pada permukaan mejanya. Gaya yang diberikan pada permukaan benda dinamakan dengan tekanan.
P = F/A P = tekanan (N/m2 atau Pascal) F = gaya (N) A = luas permukaan (m2)
Dari persamaan diatas, P sebanding dengan F sehingga semakin besar gaya yang diberikan maka semakin besar tekanan yang dihasilkan atau sebaliknya. P berbanding terbalik dengan A sehinnga semakin kecil luas permukaan maka semakin besar tekanan yang dihasilkan. Contoh dari pernyataan tersebut adalah kita akan lebih mudah daging dengan pisau yang tajam daripada pisau yang tumpul. Ini karena pisau yang tajam memiliki luas permukaan yang kecil sehingga dengan gaya yang kecilpun akan menghasilkan tekanan yang besar. Contoh lainnya adalah kita akan lebih mudah memaku dengan paku yang runcing dari pada paku yang tidak runcing. Ini karena paku runcing memiliki luas permukaan yang kecil sehingga dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan tekanan yang besar.
Untuk menentukan tekanan hidrostatis, anggap terlebih dahulu ada sebuah zat cair dalam suatu wadah tertentu seperti gambar dibawah ini.
Gambar diatas menunjukkan air yang berada dalam wadah tertentu. Air ini memiliki luas permukaan A, berat w dan kedalaman h. Maka tekanan hidrostatis air adalah:
P = F / A = w / A = (m . g) / A (dari persamaan massa jenis m = ρ . V) P = (ρ . V . g) / A (V = A . h yang menyatakan volume air dalam wadah) P = (ρ . A . h . g) / A P = ρ . g . h (persamaan tekanan hidrostatis) Keterangan:
P = tekanan hidrostatis (Pa) ρ = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = kedalaman (m)
Jadi dari persamaan diatas maka dapat disimpulkan bahwa tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh kedalaman, tidak dipengaruhi bentuk benda. Hubungan antara tekanan hidrostatis dengan kedalaman adalah sebanding sehingga semakin besar kedalaman maka makin besar tekanannya. Perhatikan gambar dibawah ini.
Gambar diatas menunjukkan sebuah wadah yang berisi air dengan dua lubang kebocoran. Yang terjadi adalah jarak pancuran lubang atas lebih kecil dari pada jarak pancuran lubang yang bawah. Hal ini karena lubang yang atas lebih dangkal dari pada lubang yang bawah sehingga pada lubang atas tekanan lebih kecil daripada tekanan lubang bawah.
Persamaan tekanan hidrostatis P = ρ . g . h ini berlaku dengan anggapan tekanan diluar wadah diabaikan. Jika tekanan diluar wadah tidak diabaikan makan besar tekanan hidrostatis ditambahkan dengan tekanan luarnya (Po), maka:
P = Po + ρ . g . h
Persamaan diatas disebut dengan tekanan mutlak.
Contoh soal tekanan hidrostatis dan pembahasan
Nomor 1 Seorang anak menyelam di kedalaman 10 m dibawah permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2 maka tekanan hidrostatis yang dialami anak adalah... a. 10 Pa b. 100 Pa c. 1.000 Pa d. 10.000 Pa e. 100.000 Pa
Pembahasan: Diketahui: h = 10 m ρ = 1000 kg/m3 g = 10 m/s2 Ditanya: P = ... Jawab: P = = 1000 kg/m3 . 10 m/s2 . 10 m = 10.000 Pa Jawaban: e
Nomor 2 Sebuah benda melayang didalam air seperti gambar. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 maka tekanan hidrostatis yang dialami benda adalah...(ρair = 1.000 kg/m3) a. 400 N/m2 b. 800 N/m2 c. 1.000 N/m2 d. 1.400 N/m2 e. 1.500 N/m2
Pembahasan: Diketahui: ρ = 1.000 kg/m3 g = 10 m/s2 h = 14 cm – 4 cm = 10 cm = 0,1 m Ditanya: P = ... Jawab: P = ρ . g . h = 1.000 kg/m3 . 10 m/s2 . 0,1 m = 1.000 N/m2 Jawaban: c
Nomor 3 Didalam tabung gelas terdapat minyak setinggi 20 cm. Dengan mengabaikan tekanan udara luar, tekanan yang terjadi pada dasar tabung adalah 1600 N/m2. Jika g = 10 m/s2 maka massa jenis minyak adalah... a. 8.102 kg/m3 b. 8.103 kg/m3 c. 8.104 kg/m3 d. 8.105 kg/m3 e. 8.106 kg/m3
Pembahasan: Diketahui: h = 20 cm = 0,2 m P = 1600 N/m2 g = 10 m/s2 Ditanya: ρ = ... Jawab: P = ρ . g. h Jawaban: a
Nomor 4 Raksa pada bejana berhubungan mempunyai selisih permukaan 2 cm (massa jenis raksa = 13,6 gr/cm3). Kaki sebelah kiri berisi zat cair setinggi 25 cm, berarti massa jenis zat cair tersebut adalah... a. 800 kg/m3 b. 1030 kg/m3 c. 1088 kg/m3 d. 1300 kg/m3 e. 1360 kg/m3
Pembahasan: Diketahui: h1 = 25 cm = 0,25 m h2 = 2 cm = 0,02 m Ditanya: Jawab: Tekanan hidrostatis dipengaruhi kedalaman sehingga pada kedalaman yang sama tekanan sama.
Jawaban: c
Nomor 5 Tekanan terukur sebuah kondensor 850 Kpa. Tekanan absolutnya adalah... a. 85 Kpa b. 101 Kpa c. 500 Kpa d. 850 Kpa e. 951 Kpa
Pembahasan: Diketahui: PGauge = 850 Kpa Patm = 1 atm = 101.000 Pa = 101 Kpa Ingat! 1 atm = 101.000 Pa = 101 Kpa. Kpa menyatakan kilopascal. Ditanya: P = ... Jawab: P = 850 Kpa + 101 Kpa = 951 Kpa. Jawaban: e
Nomor 6 Gambar menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara. Ujung atas pipa tertutup sedangkan ujung bawah tertutup oleh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara diluar 76 cmHg maka tekanan udara didalam pipa kaca adalah... a. 0 cmHg b. 10 cmHg c. 66 cmHg d. 76 cmHg e. 86 cmHg
Pembahasan: Diketahui: h = 10 cm P0 = 76 cmHg = 1 atm = 1,01 . 103 Pa ρ = 13,6 gr/cm3 = 13600 kg/m3 (massa jenis raksa) Ditanya: P = ... Jawab: P = P0 + ρ . g . h = 1,01 . 103 Pa + 13.600 kg/m3 . 10 m/s2 . 0,1 m P = 101.000 Pa + 13.600 Pa = 114.600 Pa = 1,134 atm = 86 cmHg Ingat! Karena 1 atm = 76 cmHg (sentimeter raksa) maka 1,134 atm = 1,134 x 76 cmHg = 86 cmHg. Jawaban: e
Nomor 1 Sebuah balok dilepaskan dari bidang miring licin sempurna dengan sudut kemiringan 30oterhadap bidang datar. Jika g = 10 m/s2, maka percepatan yang dialami benda adalah... a. 2 m/s2 b. 5 m/s2 c. 10 m/s2 d. 15 m/s2 e. 20 m/s2
Pembahasan: Diketahui:
θ = 30o
fg = 0 (bidang licin) Ditanya: a = ... Jawaban: b
Nomor 2 Sebuah balok massa 5 kg dilepas dari bidang miring licin seperti gambar!. Percepatan balok adalah... a. 4,5 m/s2 b. 6,0 m/s2 c. 7,5 m/s2 d. 8,0 m/s2 e. 10,0 m/s2
Pembahasan: Diketahui: m = 5 kg
θ = 37o
g = 10 m/s2 fg = 0 (bidang licin) Ditanya: a = ... Jawab: Jawaban: b
Nomor 3 Sebuah balok meluncur pada bidang miring licin seperti gambar!. Jarak yang ditempuh balok selama 2 sekon adalah... a. 5,88 m/s2 b. 6,25 m/s2 c. 9,80 m/s2 d. 10,52 m/s2 e. 11,76 m/s2
Jawaban: e
Nomor 4
Perhatikan gambar!
Sebuah balok mula-mula diam lalu ditarik dengan gaya F ke atas sejajar bidang miring. Massa balok 8 kg, koefisien gesekan 0,5 dan θ = 45o . Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sama dengan... a. 40 N b. 60 N c. 60 √2 N d. 80 N e. 80 √2 N
Pembahasan: Diketahui: m = 8 kg µ = 0,5 θ = 45o a = 0 (tepat akan bergerak) Ditanya: F = ... Jawab:
Menentukan persamaan dengan menggunakan hukum II Newton. F – w sin θ – fg = m . a F – m . g sin θ – µ . N = m . 0 F – m.g sin θ – µ . w cos θ = 0 Ingat! N = w cos θ. Ini adalah besar gaya normal benda yang diletakkan pada bidang miring. F = m .g sin θ + m .g cos θ F = 8 kg . 10 m/s2 . sin 450 + 8 kg . 10 m/s2 cos 45o F = 80 N . ½ √2 + 80 N . ½ √2 = 40 √2 N + 40 √2 N = 80 √2 N Jawaban: e
Nomor 5 Perhatikan gambar! Sebuah balok berada pada bidang kasar miring ditarik dengan gaya F = 200 N. Jika massa balok 18 kg dan percepatan 3 m/s2 maka gaya gesekan yang dialami balok terhadap bidang miring adalah... a. 180 N b. 126 N c. 90 N d. 56 N e. 54 N
Pembahasan: Diketahui: F = 200 N m = 18 kg a = 3 m/s2 Ditanya: fg = ... Jawab: F – w sin α – fg = m . a fg = m . a + w sin α – F fg = 18 kg . 3 m/s2 + 18 kg . 10 m/s2 sin 30o– 200 N fg = 54 N + 180 N . ½ – 200 N fg = – 56 N (negatif menunjukkan arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak benda). Jawaban: d
