UN 2019 FISIKA (soal dan pembahasan part 1)

Ujian Nasional UN 2019 FISIKA (UNKP dan UNBK) berlangsung serentak tanggal 8 april berikut adalah soal dan pembahasan
#part 1 (No. 1 - 10)
soal No. 1 UN 2019 fisika tentang jangka sorong dan angka penting
1. Sebuah balok diukur menggunakan jangka sorong memiliki panjang, lebar, dan tinggi seperti ditunjukkan pada gambar.

Volume balok tersebut sesuai dengan kaidah angka penting adalah ...

A. 1,130 cm3

B. 1,13 cm³
C. 1,1 cm³
D. 1 cm³
E. 0 cm³

Kunci jawaban: C
Pembahasan / penyelesaian:
Panjang = 1,82 cm (3ap)
Lebar = 0,36 cm (2 ap)
Tinggi = 1,35 cm (3 ap)

sesuai kaidah angka penting dalam perkalian menggunakan angka penting paling sedikit, dari data soal maka hasil perkalian adalah menggunakan 2 angka penting

Volume = p . l . t = 1,82 . 0,36 . 1,35
V = 1,13 cm³

ditulis
V = 1,1 cm³

(2 ap)

soal No. 2 UN 2019 fisika tentang vektor perpindahan
2. Seseorang mengendarai motor  dari A sampai E dengan rute melewati B , C dan D seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Jika tiap kotak mewakili 10 km, maka Besar perpindahan yang ditempuh orang tersebut adalah...

A. 30km B. 40 km C. 50km D. 60 km E. 70 km

Kunci jawaban:
Pembahasan:
Sumbu x = 40 km
Sumbu y = 30 km

Dengan triple phytagoras didapat perpindahan:

S² = 40² + 30²
S² = 1600 + 900
S² = 2500
S = √2500
S = 50 km

soal No. 3 UN 2019 fisika tentang dinamika gerak hukum newton
3. Perhatikan gambar berikut!

Diketahui percepatan sistem adalah percepatan gravitasi adalah g, dan tegangan tali adalah T. Besar percepatan balok A adalah..

A.		T
	a =	_____
		mB

		MB.g - T
B.	a =	__________
		MA

		MB.g - T
C.	a =	__________
		MA

		MB.g – MA . g
D.	a =	______________
		MA

		MB.g
E.	a =	__________
		MB + MA

Kunci jawaban: E

Penyelesaian:

     ΣF = m.a

     MB.g = (MA + MB).a

		MB.g
	a =	__________
		MB + MA

soal No. 4 UN 2019 tentang hukum kepler III
4. Satelit Helios 1 dan Helios 2 mengorbit Bumi dengan perbandingan jari- jari orbitnya 4 : 9 serta perbandingan massa Helios I dan Helios 2 adalah 4 : 9. Jika lintasan orbit satelit tersebut melingkar, maka perbandingan periode satelit Helios 1 dan Helios 2 adalah...

A. 4:9

B. 4:27

c. 8 :27

D. 27:4

E. 27 : 8

Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Rumus hukum kepler III

T12		R13
____	=	____
T22		R23

T12		43
____	=	____
T22		93

T1		23
____	=	____
T2		33

T1		8
____	=	____
T2		27

soal No. 5 UN 2019 tentang hukum newton tentang gerak (soal HOTS)
5. seorang ibu mendorong kereta belanja di atas bidang datar licin dengan gaya F sehingga berjalan dalam selang waktu t. Tabel berikut ini berisi datadata tentang massa (M), gaya dorong (F), dan waktu (t):

No.	F	M	t
1.	40	25	4
2.	30	30	2
3.	25	20	10
4.	50	10	5

Berdasarkan tabel di atas, maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terkccil adalah...

A. 1 – 2 – 3 – 4

B. 1 – 3 – 4 – 2

C. 2 – 4 – 3 – 1

D.  3 – 1 – 2 – 4

E. 4 – 2 – 1 – 3
Kunci jawaban: C
Pembahasan:
W = F.S

W = F . (Vo.t + 1/2.a.t²)

W = F. (0+1/2.(F/m).t²)

		F².t²
	W =	__________
		2.m

1. W = 512J

2. W = 60 J

3. W = 1562,5 J

4. W = 

soal No. 6 UN 2019 fisika tentang hukum kekekalan energi mekanik
6. Sebuah bola pejal dengan massa 4 kg terletak di ujung lemari setinggi 2 m, kemudian didorong mendatar sehingga kecepatannya 2 m/s pada saat lepas dari tepi atas lemari.

Percepatan gravitasi g adalah 10 m/s², maka energi mekanik partikel pada saat benda berada pada ketinggian 1 m dari tanah sebesar...

A. 40 J B. 48 J c. 80 J D. 88 J e. 96J
Kunci jawaban: D
Pembahasan:
Energi mekanik selalu tetap dimanapun posisi benda

EM Saat diatas:
EM = m.g.h + 1/2 .m.v²
EM = 4.10.2 + 1/2 .4.2²
EM = 80 + 8 = 88 J

soal No. 7 UN 2019 fisika tentang grafik GLBB

7. berikut adalah grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) dua mobil A dan B yang bergerak dari posisi dan lintasan yang sama

Dari pernyataan-pernyataan berikut:

(l ) Mobil A dan B berhenti pada detik ke-60,

(2) Percepatnn mobil A lebih besar dari mobil B,

(3) Mobil A menempuh perjalanan lebih dekat dari pada mobil B
(4) Mobil A dan B bertemu setelah bergerak 40 sekon.
Pernyntaan yang benar berkaitan dengnn grafik di atas ditunjukkan Oleh nomor...

A. (l) dan (3) 
B. 1 dan 4
C. (2) dan (3) 
D. (2) dan (4) 
E. 3 dan 4

Kunci jawaban: C
Pembahasan:
1. [Salah] karena benda dipercepat
2. [Benar] percepatan = gradien atau kemiringan
3. [Benar] jarak ditunjukkan oleh luas grafik
4. [Salah]

soal No. 8 UN 2019 fisika tentang perpaduan gerak GLB dan GLBB atau gerak parabola
8. Bola 1 berada diatas meja dan bola berada dilantai tepat berada di bawah bola 2 seperti gambar berikut!

Dua bola digerakkan mendatar dengan kecepatan konstan tanpa gesekan secara bersamaan. Kecepatan bola I = 8 m/s dan kecepatan awal bola 2 = 5 m/s. Bola 2 dipercepat dengan percepatan tetap 20 m/s², maka kedua bola akan sampai di titik C pada waktu yang sama.

Dari pernyataan pernyataan  berikut:

(l) Waktu yang diperlukan bola 2 sampai di titik C = 0,3 sekon.

(2) Saat kedua bola bertemu kecepatan bola 2 lebih kccil dari bola l .

(3)Tinggi meja h = 45 cm diukur dari lantai.

(4)Saat di titik C kecepatan bola I lebih besar dari bola 2,

Pernyataan yang benar berkaitan dengan peristiwa di atas adalah...

A. (l) dan (2)     B. ( l ) dan (3) 
C. (l) dan (4)     D. (2) dan (3) 
E.  (3) dan (4)

kunci jawaban: B
pembahasan:
- pernyataan (1) : BENAR

S₁ = S₂

v.t = v_o.t + 1/2 a.t² 

8t = 5t + ½ . 20 . t²

8t = 5t + 10t²

8 = 5 + 10t

3 = 10 t

t = 3/10 = 0,3 detik

-pernyataan 2: SALAH

v_1x= 8

v_1y= g.t = 10 . 0,3 = 3 m/s

v₁= √8² + 3² = √64+9 = √73

v₂= v_o + at

v₂= 5 +20.0,3

v₂= 5 + 6 = 11

v₂= √121

- pernyataan 3 : BENAR

h = 1/2.g.t²
h = 5.0,09 = 0,45 m = 45 cm

soal No. 9 UN 2019 fisika tentang gaya sentripetal pada gerak melingkar
9. Perhatikan gambar koin uang logam yang diletakkan di atas piringan yang berputar dengan kecepatan sudut tetap 6 rad/s berikut!

Massa koin 0,1 kg, koefisien gesek statis = 0,40 dan percepatan gravitasi 10 m.s-2. Jarak maksimum koin dari poros putar agar koin tersebut tetap berputar bersama piringan adalah

A. 6 cm B. 10 cm 
C. 11 cm D. 16cm 
E. 25 cm

Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Rumus gaya sentripetal
Fs = m.ω².r
μ . m.g = m.ω².r
0,4 .10 = 6² . r
r = 4/36 = 0,11 meter
r = 11 cm

soal No. 10 UN 2019 tentang momentum dan tumbukan

10. dua bola bermassa 2m dan m yang bertumbukan.

Dari pemyataan-pemyataan berikut ini:

(l) Koefisien restitusi sama dengan nol.

(2) Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama besar.

(3) Kecepatan benda bermassa 2m sebelum dan sesudah tumbukan tetap.

(4) Energi kinetik total kedua benda tetap.

Pernyataan yang benar jika jenis tumbukan kedua bola merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali adalah.....

A. (l) dan (2) B. 1 dan  
C. (l) dan (4) D. (2) dan (3) 
E. (2) dan (4)

Kunci jawaban: A
Pembahasan:
1. [Benar] e = 0 saat tumbukan tidak lenting

2. [Benar] saat tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum
3. Salah
4. Salah

Baca pembahasan UN FISIKA 2019 selangkapnya pada link berikut:
> no. 1 - 10
> no. 11 - 20
> no. 21 - 30
> no. 31 - 40

MOMENTUM DAN IMPULS (rangkuman materi dan contoh soal)

Rangkuman rumus dan contoh soal beserta pembahasan fisika kelas x (10) bab MOMENTUM, IMPULS dan TUMBUKAN

# Momentum

P = m . v

P = Momentum (kg.m/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

# IMPULS

I = ΔP = m . (v' - v)

I = F .  Δt

I = impuls (N.s)
F = gaya (N)
Δt = selang waktu benda bersentuhan (s)
v' = kecepatan benda setelah tumbukan (m/s)

# Hukum kekekalan momentum
"Pada benda yang bertumbukan Momentum sebelum tumbukan sama dengan momentum setelah tumbukan"

P1 + P2 = P1' + P2'
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2'

# koefisien restitusi


e= koefisien restitusi

# jenis - jenis tumbukan
1. Tumukan tidak lenting / plastis

m1.v1 + m2.v2 = (m1+m2).v'

Ciri tumbukan tidak lenting adalah setelah tumbukan kedua benda menempel atau bergerak dengan laju yang sama dan e = 0

2. Tumbukan lenting sempurna

Rumus 1:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1'+m2.v2'

Rumus 2:
e = 1 atau
v1 - v2 = - (v1' - v2')

3. Tumbukan lenting sebagian

Rumus 1:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1'+m2.v2'

Rumus 2:
e = n dimana 0 < n < 1 . Atau:
n. (v1 - v2) = - (v1' - v2')

untuk contoh soal dan pembahasan bisa pada link berikut: 20 Contoh soal dan pembahasan momentum dn impuls

GLB (rangkuman materi dan contoh soal)

Rankuman materi dan contoh soal gerak lurus beraturan
GLB
s = v.t
s = jarak atau perpindahan (m)
v = kelajuan atau kecepatan (m/s)
t = waktu

Catatan:
- perbedaan jarak dan perpindahan: Jarak adalah besaran skalar sedangkan perpindahan adalah besaran vektor
- perbedaan kelajuan dan kecepatan: kelajuan adalah besaran skalar sedangkan kecepatan adalah besaran vektor
- cara menentukan besar jarak  : dalam suatu gerak benda jarak adalah panjang luntasan
- cara menentukan besar perpindahan  : dalam suatu gerak benda perpindahan  adalah jarak terdekat titik akhir (finish) terhadap titik awal (start)
- kelajuan adalah jarak dibagi waktu
- kecepatan adalah perpindahan dibagi waktu

Contoh soal:
1. Budi berlari mengitari lapang kotak berukuran 40m x 30m. Jika anak berlari sebanyak 2,5 putaran dalam waktu 500 detik. Hitung:
a. Jarak dan perpindahan
b. Kelajuan dan kecepatan
Pembahasan / penyelesaian:
a. Jarak dan perpindahan
- Menghitung jarak = 2,5 x keliling persegi panjang
s = 2,5 x (2p + 2l)
s = 2,5 x (2.40 + 2.30)
s = 2,5 x (80 + 60)
s = 2,5 x 140 = 350 m
- menghitung perpindahan = phytagoras
s2 = p2 + l2
S2 = 402 + 302
S2 = 1600 + 900
S2 = 2500
S = √2500 = 50 m
b. kelajuan dan kecepatan
- menghitung kelajuan
s = v.t
350 = v.500
v= 0,7 m/s
2. Budi menaiki mobil dengan laju 108 km/jam dan wati mobil dengan laju 72 km/jam. Mereka terpisah sejauh 4km. Kapan dan dimana mereka bertemu jika:
a. Budi mengejar wati
b. Budi dan wati saling mendekati
Pembahasan / penyelesaian:
a.
Sb - Sw = 4000
Vb.t - Vw .t = 4000
30t - 20t = 4000
10t = 4000
t = 400 detik
SB = v.t = 30.400 = 12000 m
Sw = v.t = 20.400 = 8000 m

b.
SB + SW = 4000
Vb.t + Vw.t = 4000
30t + 20t = 4000
50t = 4000
t = 80 detik

SB = 30t = 30.80 = 2400 m
SW = 20t = 20.80 = 1600 m

Agar lebih faham tentang materi GLB ini silahkan buka soal dan pembahasan lengkap pada link berikut:
>>> soal dan pembahasan GLB

Rangkuman materi dan contoh soal VEKTOR

Besaran Vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah, contoh besaran vektor adalah perpindahan, kecepatan, gaya, torsi, medan listrik dan sebagainya.
berikut adalah rangkuman materi, rumus dan contoh soal VEKTOR SMA kelas 10 semester 1 SMA

# Notasi vektor :

     r = xi + yj

# Besar atau nilai suatu besaran vektor vektor

		­­­­­­­­________
| r | =	√	x2 + y2

x = vektor posisi pada sumbu x

y = vektor posisi pada sumbu y

i = vektor satuan untuk sumbu x

j = vektor satuan untuk sumbu y

Aturan penulisan notasi vektor:

Besaran vektor diketik dengan huruf tebal untuk membedakan dengan besaran skalar

Contoh soal: tentang notasi vektor dan nilai atau besar vektor

Sebuah partikel berada pada posisi koordinat awal (4 , 5) dan bergerak sampai koordinat akhir (7 , 9). Tentukan:

a. Tulis dalam notasi vektor

b. Hitung besar perpindahan 

Penyelesaian / pembahasan:

a. Posisi awal ro = 4i + 5j

    Posisi akhir r₁ = 7i + 9j

b. Perpindahan:

Δr = (7 - 4)i + (9 - 5)j = 3i + 4j

Besar Perpindahan:

|Δr| = 3i + 4j

		________
| Δr |=	√	32 + 42

|Δr| = √25

Δr = 5 satuan

# Resultan / penjumlahan vektor

- Penjumlahan dan selisih dua vektor yang mengapit sudut Ө

		­­­­­­­­__________________
| A+B | =	√	A² + B² + 2AB.Cos Ө

		­­­­­­­­__________________
| A -B | =	√	A² + B² - 2AB.Cos Ө

# vektor komponen



Jika vektor A membentuk sudut sebesar θ terhadap sumbu x positif, maka vektor komponennya adalah:

Ax = A.cosθ

Ay = A.sinθ


Jika terdapat banyak vektor maka besar resultannya adalah:

		_______
R =	√	Σx2 + ΣY2

Arah vektor:

	ΣY
Tan α =	____
	ΣX

contoh soal:
23.  Perhatikan gambar gaya-gaya di bawah ini! 


resultan dan arah vektor gaya diatas adalah:

pembahasan / penyelesaian:
mencari besar resultan gaya

mencari arah gaya:

	ΣY
Tan α =	____
	ΣX

	-3√3
Tan α =	____
	3

   Tan ɑ = - √3
   ɑ = arc tan -√3 = - 60 ⁰ 
   ɑ = 120 ⁰ atau 300 ⁰ ( tan berniali negatif pada kuadran 2 dan 4)

# perkalian vektor
- perkalian titik (dot product)
aturan perkalian titik:
i.i = 1 (Cara Baca: i dot i sama dengan 1)
j.j = 1
k.k = 1
i.j =0
i.k = 0
j.k = 0

| A.B | = |A|.|B|.Cos θ

- perkalian silang (cross product)
aturan perkalian silang:
j x k = i (cara baca: j cross k ssamadengan j)
k x i = j
i x j = k
j x i = - k
i x k = - j
k x j = - i
i x i = 0
j x j = 0
k x k = 0

| A x B | = |A|.|B|.Sin θ

Contoh:
Dua buah vektor A dan B masing - masing
A = (2i + j - k)
B = (i +3j + k)
hitung:
a. A . B
b. A x B
Penyelesaian / pembahasan:
Dari soal kita lakukan perkalikan seperti biasa:

(2i + j - k)(i +3j + k)

a. perkalian dot antara A dan B

(2i + j - k) . (i +3j + k)

A . B = 2i.i + 2i.3j + 2i.k + j.i + j.3j + j.k - k.i - k.3j - k.k 
A . B = 2+ 0 + 0 + 0 + 3 +0 - 0 - 0 - 1 = 2 + 3 - 1 = 4
jadi nilai A . B = 4

b. perkalian cross antara A dan B

(2i + j - k) x (i +3j + k)

A x B = 2i x i + 2i x 3j + 2i x k + j x i + j x 3j + j x k - k x i - k x 3j - k x k  

 A x B = i - j + 6k + (-k) +  (3i) + (-2j)

A x B = 4i - 3j + 5k

biar lebih faham pelajari link 100 soal dan pembahasan vektor berikut:
>>> SOAL DAN PEMBAHASAN VEKTOR

rangkuman materi dan contoh soal GLBB - gerak lurus berubah beraturan

Definisi GLBB (gerak lurus berubah beraturan) yaitu gerak pada lintasan lurus dengan kecepatan yang berubah secara baraturan bergantung pada besarnya percepatan. GLBB termasuk dalam fisika mekanika dan lebih fokos pada konsep kinematika gerak atau bahasa sederhanaya memahami gerak tanpa memperhatikan penyebab gerak.

Rumus umum GLBB:

v_t = v_o ± a.t

v_t² = v_o² ± 2gh

s = vo.t ± ½ a.t²

Untuk benda yang bergerak dengan posisi awal So maka rumus s menjadi:
S = So + vo.t ± ½ a.t²

dimana:
v_t = kecepatan akhir atau kecepatan setelah benda bergerak dalam fungsi waktu dengan satuan m/s
v_o = kecepatan awal dengan satuan m/s
a = percepatan atau perlambatan (m/s²)

t = waktu (s)

s = jarak atau perpindahan (m)

perjanjian tanda:

a bernilai positif (+) jika benda / pertikel dipercepat

a bernilai negatif (-) jika benda / partikel diperlambat

Rumus GLBB vertikal:

v_t = v_o ± g.t

v_t² = v_o² ± 2gh

h = vo.t ± ½ g.t²

Untuk benda yang bergerak dengan ketinggian awal ho maka rumus h menjadi :
h = ho + vo.t ± ½ g.t²
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s² atau 10 m/s²)
perjanjian tanda;
g bernilai positif (+) jika benda bergerak kebawah / jatuh
g bernilai negatif (-) jika benda bergerak ke atas / naik

sehingga dari perjanjian tanda nilai dari g diatas gerak vertikal dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis gerak vertikal yaitu gerak vertikal ke atas, gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas
berikut rumusnya:

Rumus gerak vertikal ke bawah (GVB)

v_t = v_o + g.t

v_t² = v_o² + 2gh

h = vo.t + ½ g.t²

Rumus gerak vertikal ke atas (GVA)

v_t = v_o - g.t

v_t² = v_o² - 2gh

h = vo.t - ½ g.t²

trik mengerjakan soal GVA: pada gerak vertikal ke atas, jika pada soal terdapat kalimat benda berada pada ketinggian maksimum itu berartri v_t = 0

Rumus gerak jatuh bebas (GJB)
ciri dari gerak jatuh bebas dalam soal jika ada kalimat "benda jatuh tanpa kecepatan awal" atau "benda jatuh bebas"

v_t =  g.t

v_t² = 2.g.h

s = ½ g.t²

Contoh soal:
Untuk contoh soal dan pembahasan bisa dibuka tiga link berikut!

GLBB - GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (soal dan pembahasan)

PEMBAHASAN SOAL GERAK VERTIKAL 

PEMBAHASAN SOAL GERAK PARABOLA 

PEMBAHASAN SOAL FLUIDA DINAMIS PART 2/2

11. Perhatikan gambar disamping.

Suatu fluida dipaksa melalui sebuah pipa yang penampangnya berubah seperti ditunjukkan pada gambar. Tekanan fluida paling kecil berada pada bagian...

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. Tidak ada

kunci jawaban: A
pembahasan:
berdasarkan hukum bernoulli pada pipa berpenampang besar memiliki tekanan yang besar

12. Pipa datar A dengan luas penampang 10 cm² dihubungkan dengan pipa datar B dengan luas penampang 50 cm². Laju air yang mengalir dalam pipa A adalah 6 m/s, sedangkan tekanannya 200 kPa. Laju air dalam pipa B adalah...

a. 0,3 m/s

b. 1,2 m/s

c. 3,0 m/s

d. 4,2 m/s

e. 6,4 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

Mencari kecepatan aliran air di pipa atas dengan rumus kontinuitas

v1 . A1= v2 . A2

6. 10 = v₂ . 50

v₂ = 1,2 m/s

13. Air mengalir keatas melalui pipa seperti ditunjukan pada gambar dengan laju air (debit) 14,4π L/s. Jika tekanan pada ujung bawah adalah 190 kPa. Tekanan pada ujung atas pipa adalah . . .

A. 150 kPa

B. 160 kPa

C. 170 kPa

D. 180 kPa

E. 100 kPa

 Kunci jawaban: A

Pembahasan:

Mencari kecepatan aliran air dipipa bawah dengan rumus debit

Q = v.A

14,4 π. 10^-3 = v. π r²

14,4 π. 10^-3 = v. π (6.10^-2)²

v = 4 m/s

Mencari kecepatan aliran air di pipa atas dengan rumus kontinuitas

v1 . D1² = v2 . D2²

4. 12² = v₂. 6²

v₂ = 16 m/s

mencari tekanan dengan rumus bernoulli

P₁ + ρ.g.h₁ + ½ ρ.v₁² = P₂ + ρ.g.h₂ + ½ ρ.v₂²

190000 + 1000.10.0 + ½ .1000.4² = P₂ + 1000.10.2 + ½ .1000. 16²

190000 + 8000= P2 + 20000 + 128000

P2 = 198000 – 148000

P2 = 150000 Pa

14. Sebuah bak penampung air berada pada ketinggian 2 meter di atas permukaan tanah. Bak tersebut akan diisi air melalui sebuah pipa yang memiliki ujung-ujung dengan luas penampang yang sama. Jika laju aliran air pada ujung masuk 5 m/s dan pada ujung keluar 3 m/s, tentukan besarnya perbedaan tekanan air dalam pipa agar air dapat naik ke atas!

Jawab :

pembahasan: 

P₁ + ½ ρ v₁²+ ρ g h₁ = P₂ + ½ ρv₂²+ ρ g h₂

P₁ - P₂ =  ½ ρv₂² - ½ ρ v₁²+ ρ g h₂ - ρ g h₁

P₁ – P₂= ½ ρ (v₂² – v₁²) + ρ g (h₂ – h₁)

P₁ – P₂=½.1.000.(9 – 25) + 1000.10. 2

P₁ – P₂= – 8.000 + 20.000

P₁ – P₂= 12.000 Pa

15. Kelajuan air saat mengalir dalam venturimeter pada penampang kecil adalah 6 m/s. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s² dan selisih tinggi permukaan air pada pipa vertikal 20 cm, hitung kelajuan air pada penampang besar!

Jawab :

Pada pipa horizontal karena beda ketinggian sama dengan nol maka rumus bernoulli menjadi:

p₁ – p₂ = ½ ρ (v₂²– v₁²)

pada pipa vertikal berlaku:

p₁ – p₂ = ρ g h

Sehingga:

½ ρ (v₂² – v₁²) = ρ g h

½ (6² – v₁²) = 10 . 0,2

18 – ½ v₁² = 2

½ v₁² = 16

v₁ = 4 √2 m/s

16. Tinggi permukaan air dalam tangki adalah 1 meter. Pada tangki terdapat kebocoran setinggi 20 cm dari dasar tangki. Tentukan kecepatan aliran bocoran dan jarak jatuhnya air!

Jawab :

v = √ (2 g h_a)

v = √ 2.10.(1-0,2)

v = √ 16

v = 4 m/s

s = 2 √ (ha . hb)

s = 2 √ (0,2 . 0,8

s = 2 √ 0,16

s = 2 . 0,4 = 0,8 meter

16. sebuah tangki dengan kedalaman air 20 cm dari permukaan, air dalam tangki memancar ke luar melalui pancuran yang membentuk sudut 30° terhadap tanah. Air yang keluar dari pancuran A akan jatuh ke tanah setelah selang waktu.....

a. 0,4 s

b. 0,6 s

c. 0,8 s                                                                                                             

d. 0,1 s

e. 0,2 s

kunci jawaban:

pembahasan:

teorema toricelli / tangki bocor menghitung kecepatan:

v = √2gh

v = √2.10.0,2

v = √4

v = 2 m/s

menghitung waktu dengan rumus parabola

	2.Vo . sinӨ
t =	_____________
	g

	2.2 . sin30
t =	_____________
	10

	4 . 1/2
t =	_____________
	10

        t = 0,2 s

17.perhatikan data berikut

(1)venturimeter

(2)pompa hidrolik

(3)gaya angkat sayap pesawat

(4)balon udara dapat mengudara

Alat yg berkaitan dengan penerapan hukum bernoullli ditunjukan oleh nomer

A. (1)dan(2)

B. (1)dan (3)

C. (3)dan (4)

D. (1) ,(2),dan (3)

E. (2),(3)dan (4)

kunci jawaban: B ( 1 dan 3 )

18.perhatikan alat alat berikut.

(1)gaya angkat pesawat

(2)semprotan obat nyamuk

(3)kapal laut tidak tenggelam di air

(4)pengukuran suhu dengan termometer

Alat yg berkaitan dengan penerapan hukum bernoulli ditunjukkan oleh nomer

A. (1),(2),(3),dan(4)

B.  (1),(2)dan(3)

C. (3)dan(4)

D.  (1)dan(2)

E. (4)

 kunci jawaban:

18.Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimal. Jika vA adalah kecepatan aliran udara di atas sayap dan vB adalah kecepatan aliran udara di bawah sayap, serta  PA adalah tekanan udara diatas sayap dan PB adalah tekanan udara dibawah sayap maka sesuai dengan azas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar …

(A) vA > vB sehingga PA > PB

(B) vA > vB sehingga PA < PB

(C) vA < vB sehingga PA < PB

(D) vA < vB sehingga PA > PB

(E) vA > vB sehingga PA = PB

kunci jawaban: B

19. Sebuah sayap pesawat udara memerlukan gaya angkat 52000 N/m^2 . Massa jenis udara adalah 1,3 kg/m^3. Jika kelajuan aliran udara sepanjang permukaan bawah sayap adalah 150 m/s, jika luas total pesawat sekitar 20 m^2 berapa seharusnya kelajuan aliran udara sepanjang permukaan atas sayap agar dapat menghasilkan gaya angkat yang diperlukan?

pembahasan:

rumus gaya anagkat sayap pesawat terbang:

F = ½ ρ.A (va² – vb²)

52000 = ½ . 1,3 . 20 . (va² – 150²)

 40000 = va² – 150²

40000 + 22500 = va²

62500 = va²

va = 250 m/s

20.  Pipa horizontal seperti terlihat pada gambar disamping memiliki luas penampang 40 cm^2 pada bagian yang lebih besar dan 10 cm^2 pada bagian yang menyempit. Air mengalir dalam pipa dan keluar dari pipa dengan laju 8,00 x 10^-5 m^3/s). Tentukan:

a.  kelajuan aliran pada bagian yang lebar dan bagian yang sempit

b.  Perbedaan tekanan antara dua bagian tersebut

c.  Perbedaan ketinggian antara dua kolam raksa pada tabung berbentuk U jika massa jenis raksa = 13,6 g/m^3.

PEMBAHASAN SOAL FLUIDA DINAMIS (part 1/2)

contoh soal dan pembahasan fisika bab fluida dinamis, sub bab debit, kontinuitas dan efisiensi mesin / generator PLTA. berikut fisika sekolah madrasah blog sajikan.

1. pada  fluida dinamis seperti terjadi air PDAM  yang mengalir melalui pipa sambungan dengan beragam diameter yang berbeda sampai keran. besaran yang tetap pada setiap pipa atau kran adalah...

a. kecepatan

b. tekanan

c. gaya

d. debit

e. energi kinetik

kunci jawaban: D

pembahasan:

dalam bab fluida dinamis terdapat hukum kontinuitas bahwa debit air selalu tetap. artinya debit air yang masuk harus sama dengan debit air yang keluar

2. Suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar disamping. Jika luas penampang A₁= 10 cm², A₂= 4 cm², dan laju zat cair v₂= 4 m/s, besar v₁ adalah...

A. 0,6 m/s

B. 1 m/s

C. 1,6 m/s

D. 2 m/s

E. 2,4 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . A₁ = v₂.A₂

v₁. 10 = 4 . 4 

v₁ = 16/10 = 1,6 m/s

3. Cairan mengalir melalui pipa berdiameter 5 cm pada kelajuan 4 m/s. Ada penyempitan dengan diameter 2 cm dalam saluran pipa.  Kecepatan cairan dalam penyempitan ini adalah..

A. 0,64 m/s

B. 1.6 m/s

C. 10 m/s

D. 25 m/s

E.  50 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . D₁² = v₂.D₂ ²

4 . 5² = v . 2²

v = 100/4 = 25 m/s

4. Air mengalir melewati pipa dengan berbagai diameter.  Jika air mengalir dengan kelajuan 3 m/s ketika melewati pipa dengan diameter 1 cm,  kelajuan air ketika melewati pipa dengan diameter 3 cm adalah...

A. 0,11 m/s

B. 0,33 m/s

C. 1 m/s

D. 3 m/s

E. 9 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . D₁² = v₂.D₂ ²

3 . 1² = v . 3²

v = 3/9 = 0,33 m/s

5.  diperlukan 2 menit untuk mengisi sebuah tangki gas dengan 40 liter bensin. jika jari jari mulut pompa adalah 1cm, kelajuan rata rata bensin keluar dari mulut pompa adalah...

a. 0,27 m/s

b. 1,1 m/s

c. 10 m/s

d. 64 m/s

 e. 76 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

sehingga:

V/t = v.A

40.10^-3 / 2.60 = v . π.r²

0,33 . 10^-3 =  v . 3,14 . (10^-2)²  

v = 1,1 m/s

6. sebuah pipa dengan luas penampang 616 cm² dipasangi keran berjari jari 3,5 cm di salah satu ujungnya. jika kecepatan zat cair di pipa adalah 0,5 m/s, dalam waktu 5 menit volume zat cair yang keluar dari keran adalah...

  a. 10,2 m³

  b. 9,2  m³

  c.  8,29  m³

  d. 6,72 m³ .

  e.  5,2 m³

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit:

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

sehingga:

v.A = V/t

 0,5 . 616 . 10^-4 = V / (5.60)

V = 308. 10^-4. 300 = 9,24m³

7. sebuah jet air mengalir dari sebuah selang pada 15 m/s diarahkan ke sebuah dinding. jika massa air dalam aliran fluida adalah 2 kg/s, gaya yang dikerjakan air pada dinding jika percikan balik diabaikan adalah...

a. 30 N

b. 40 N

c. 65 N

d. 127 N

e. 143 N

kunci jawaban:

pembahasan:

diketahui:

m/t = 2 kg/s

v = 15 m/s

F = m.v /t = 2 . 15 = 30 N

8. pada gambar disamping G adalah generator 1000 W yang digerakkan dengan kincir air. generator hanya menerima energi sebesar 80% dari energi air waduk yang berada 10 meter di atas kincir. jika generator dapat berkerja normal, debit air yg sampai ke kincir adalah...

 a. 12,5 L/s

 b. 22,0 L/s

 c. 27,5 L/s

 d. 125 L/s

 e. 150 L/s

kunci jawaban;

pembahasan:

Pin = 1000 Watt

η = 80% = 0,8

ρ air = 1000 kg/m^3 

pembahngkit listrik tenaga air memanfaat konsep perubahan energi potensial (Ep) menjadi energi listrik

P = Ep/t = m.g.h/t

hubungan dengan debit dan efisiensi

P = Q. ρ . g . h . η

1000 = Q. 1000 . 10 . 10 .0,8

Q = 1/80 = 0,0125 m³/s

catatan: 1 m³ = 1000 liter

sehingga:

Q =  12,5 L/s

9. Sebuah pipa air memiliki ujung-ujung yang berbeda luas penampangnya. Luas penampang ujung b setengah kali luas penampanh ujung a. Air masuk melalui ujung a sebanyak 1 liter/s dengan kelajuan 10 cm/s. Jika di tengah pipa terdapat kebocoran sebanyak 50 cc tiap sekon, air keluar dari ujung b dengan kelajuan sebesar...

a. 20 cm/s

b. 19 cm/s

c. 18 cm/s

d. 17 cm/s

e. 16 cm/s

kunci jawaban:

pembahasan:

Qa = 1 liter /s = 1000 cc/s

Aa = 2Ab

luas penampang pipa a

Q = v .A

1000 = 10 . Aa

Aa = 100 cm²

sehingga

Ab = 50 cm²

rumus kontinuitas

Q yang masuk = Q yang keluar 

Qa = Qb + Qbocor

1000 = vb . Ab + 50

950 = v . 50

v = 19 cm/s

10. suatu jenis fluida dialirkan melalui sebuah pipa panjangnya L mendatar dan luas penampang ujungnya sebesar A. jika ujung yang lain luas penampangnya 1/2 A, maka yang tidak mempengaruhi kontinuitas fluida tersebut adalah....(Soal UTBK 2019 )

A. panjang pipa
B. kecepatan fluida
C. luas penampang pipa
D. ketinggian titik yang diamati
E. diameter penampang

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

baca selanjutnya >>>>
Soal dan pembahasan fluida dinamis no. 11 - 20 (hukum bernoulli)