TUGAS FISIKA 2011USAHA DAN ENERGI
1. Gas Helium dipanaskan sesuai dengan grafik P->V di bawah
iniP(Nm-2)
2x105AB
V(Cm3 ) 5 15Usaha yang dilakukan gas helium pada proses AB
adalah ...a. 15 Jouleb. 10 Joulec. 8 Jouled. 4 Joulee. 2 JouleUsaha
gas pada grafik P-V = Luas grafikP(Nm-2)Wab = 2x105(15-5)x10-6Wab =
2 Joule 2x105 AB
V(Cm3 ) 5 15
2. Sebuah gayahorizontal 30 N mendorong sebuah balok di atas
lantai licin. Berapa Joule usaha yang terjadi jika balok berpindah
sejauh 75 cm ...a. 22,5 Jb. 33,5 Jc. 55 Jd. 67,66 Je. 56,9 JGaya
mendatar F = 30 N searah perpindahan X = 0,75 m. Besarnya usaha W =
F X = (30)(0,75) = 22,5 J
3. Sebuah peti bermassa 60 kg di atas lantai diangkat sampai
ketinggian 5m. Berapakah usaha yang di lakukan pada peti ...a. 3247
jb. 2134 jc. 2940 jd. 6785 je. 2135 jMassa benda m=60kg,
perpindahan X=h=5m, besarnya gaya minimum untuk mengangkat benda
tersebutF=mg -> Besarnya usahaW=F X = mgh = (60)(9,8)(5) = 2940
j 4. Sebuah resultan gaya tetap yang dinyatakan dalam vektor satuan
F = 4i + 2j bekerja pada sebuah benda hingga mengalami perpindahan
r = 5i + j (semua satuan dinyatakan dalam SI). Tentukan besarnya
usaha yang terjadi ...a. 23 jb. 24 jc. 65 jd. 35 je. 22 jUsaha
adalah besaran skalar yang diperoleh dari hasil perkalian titik
antara vektor gaya F dan vektor perpindahan r.W = F . r = (4i + 2j)
. (5i + j) = (4)(5) + (2)(1) = 22 j5. Dua buah balok A dan B
bermassa sama 8kg. Berapakah besarnya usaha pada A dan B.Jika Benda
A didorong melalui bidang miring licin sampai ke puncaknya.
BAX5m300a. 300 jb. 400 jc. 476 jd. 500 je. 200 jUntuk mendorong
A melalui bidang miring licin diperlukan gaya minimum F = w sin 300
panjang bidang miring : x = 5= 5= 10 m sin 300Besarnya usaha pada
AWA = (w sin 30)(x) = mg sin 30 x =(8)(10)()(10) = 400 joule6.
Seekor kelelawar bermassa 150 gram sedang terbangdengan kelajuan
30m/s. Berapakah energi kinetiknya ?a. 875 jb. 975 j c. 675 j d.
575 j e. 275 jMassa kelelawar m = 0,15 kg, kelajuan v = 30
m/sEnergi kinetiknya, EK = mv2 = (0,15)(30)2 = 675 j7. Sebuah bola
bermassa 0,5kg dilempar vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian
11m. Berapakah energi potensial bola terhadap tanah ketika berada
pada ketinggian itu ?a. 66 jb. 67 jc. 56 jd. 75 je. 55 jEnergi
potensial pada ketinggian h1, EP1 = mgh1 = (0,5)(10)(11) = 55 j8.
Sebuah benda yang bermassa 0,5kg diletakkan pada sebuah tiang yang
tingginya 6,5m, seperti pada gambar. Bersarnya energi potensial
benda terhadap kepala orang, jika g = 10m/s2 adalah ...a. 35 jb. 25
jc. 15 jd. 45 je. 55 jJika kepala orang ditetapkan sebagai acuan,
maka tinggi benda terhadap kepala orang adalah : h = 6,5 m 1,5 m =
5mEnergi potensial : EP = m g h = (0,5)(10)(5) = 25 j9. Sebuah
mobil mainan yang massanya 1kg meluncur pada lintasan lurus dengan
kelajuan awal 3 m/s hingga berhenti pada jarak 2 m. Berapakah usaha
yang dilakukan gaya gesekan antara permukaan lintasan dan mobil
mainan ?a. -4,5 jb. 4,5 jc. 5,5 jd. -5,5 je. 6,6 j
W = EK = EK2 EK1 = mv2 - mv2 = 0 (1)(3)2 = - 4,5 j
10. Ketika anda berlari menempuh lintasan pada bidang datar,
apakah gaya berat Anda melakukan usaha pada diri anda ?a. Ya,
karena gaya berat tegak lurus terhadap bidang datar.b. Ya, karena
gaya berat berbanding lurus terhadap bidang datar.c. Tidak, karena
gaya berat tegak lurus terhadap bidang datar.d. Tidak, karena gaya
berat berbanding lurus terhadap bidang datar.e. Semua benar.
Gaya berat tegak lurus terhadap perpindahan, karena itu gaya
berat tidak melakukan usaha.Jawaban c
11. Pada gambar berikut ditunjukkan grafik gaya F terhadap
perpindahan x. Hitunglah besarnya usaha total yang dilakukan gaya
tersebut... F(N) 8 A B 4C0510 15 X(m)a. 120 jb. 100 jc. 200 jd. 300
je. 450 j
Untuk grafik di atas 0x15, usaha bernilai positifWabc = luas
trapesium OABC = (AB + OC)OA 2 = (10 + 15)82= 100 j12. Sebuah gaya
konstan 20 N dikerjakan pada benda sehingga berpindah sejauh 13 m.
Hitung usaha yang dikerjakan oleh gaya tersebut jika antara gaya
dan perpindahan membentuk sudut 1350 ...a. 260 jb. -130 j c. 230
jd. 560 jGaya F = 20 N, = 1350, W = F s cos W = (20)(-1/2)(13) =
-130 j
13. Peti bermassa 50 kg ditarik dengan gaya tetap 250 N yang
arahnya 370 terhadap horizontal (sin 370 = 0,6). Gaya gesekan
sebesar 50 N menghambat gerak peti tersebut. Peti berpindah sejauh
4 m ke kanan. Hitunglah usaha total yang dilakukan pada peti...a.
500 jb. 600 jc. 700 jd. 800 j e. 900 jUsaha oleh gaya 250 N W1 = F
cos300 x = (250) (0,8) (4) = 800 jUsaha oleh gaya gesekanW2 = F x =
(-50) (4) = -200 jUsaha oleh gaya normal dan gaya berat
masing-masing nol. Usaha totalWtot = W1+W2 = 800 + (-200) = 600
j
14. Sebuah partikel yang beratnya 2 N mula-mula berada di A pada
ketinggian 50 cm. Kemudian bergeser dan dalam setiap selang waktu
yang sama berkedudukan di B, kemudian di C, di D dan akhirnya
sampai di E. Tentukanlah usaha oleh gaya berat untuk perpindahan AB
...
100E
50 A D
C B 50 100a. 1 jb. 0 jc. -1 jd. 2 je. -0 jPerpindahan bertanda
(+) karena arahnya ke bawah, AB = 50 cm = 0,5 mWab = (2)(0,50) = 1
j15. Sebuah benda bermassa 5 kg sedang bergerak pada suatu garis
lurus dengan keljuan tetap 4 m/s. Kemudian gaya 10 N dikerjakan
pada benda tersebut searah dengan perpindahannya dan
dihilangkansetelah benda menempuh jarak 2,5 m. Tentukanlah
peertambahan energi kinetik akibat aksi gaya tersebut...a. 25 jb.
35 jc. 45 jd. 75 je. 85 jUsaha yang dilakukan gaya konstan F pada
gerak lurus mendatar sama dengan perubahan energi kinetik.W = FX =
EKJadi, EK = FX = (10) (2,5) = 25 j16. Air terjun setinggi 8m
dengan debit 50m3/s digunakan untuk memutar generator listrik. Jika
efisiensi generator 7,5% dan percepatan gravitasi 10m/s2,
tentukanlah daya rata-rata yang dihasilkan generator...a. 400 kWb.
500 kWc. 600 kWd. 300 kWe. 450 Kw = 75% = = Energi keluaran = Wout
= = Massa adalah hasil kali massa jenis = 1000 kg/m3 untuk air dan
volume air.
Daya keluaran generatorP = Dengan = 50 m/s= = 75 (4000) W= 75 x
4 kW = 300 kW17. Sebuah kereta bermassa 104 kg, dari keadaan diam
dipercepat 0,m/s2. Tentukanlah daya oleh kereta setelah 5 sekon dan
8 sekon. Jika pada kereta bekerja gaya yang menghambat kereta 103
newton..a. 75000 watt dan 45000 wattb. 20000 watt dan 50000 wattc.
45000 watt dan 75000 wattd. 48000 watt dan 15000 watte. 15000 watt
dan 48000 wattF=5x 103 N + 103 N = 6 x 103 NDaya kereta, Pada t1 =
5sP1 = F v1 = (6 x 103)(2,5) = 15000 wattPada t2=8sP2= F v2 = (6 x
103)(8) = 48000 watt
18. Sebuah benda ditarik dengan gaya 60 N ke atas dan membentuk
sudut 300 , benda tersebut berpindah sejauh 5 m. Maka usaha yang
dilakukan benda tersebut adalah ...a. 150 Nb. 50 N c. 300 Nd. 150
Ne. 150 NUsaha (W)W = F . s . cos = 60 . 5 . cos 300 = 60.5.1/2 =
150 N
19. Srbuah benda bermassa 50 kg di luncurkan dari permukaan
bumi. Jika massa dan jari-jari bumi masing-masing 6 x 1024 kg dan
6370 km, tentukanlah energi potensial gavitasi di permukaan
bumi...a. -3,16 x 109 Jb. 3,16 x 109 Jc. 6,18 x 1010 Jd. 2,00 x
1010 Je. 3,16 x 1011 JEP = -G = -(6,7 x 10-11)6x1024.50 = -3,16 x
109 J6,37 x 10620. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam,
kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3m/s2. Berapakah besarnya
usaha yang diubah menjadi energi kinetik selama 2 sekon ?a. -72 Jb.
82 Jc. 72 Jd. 32 Je. 21 JMassa benda m = 4 kg kecepatan awal v0 = 0
(diam),percepatan a = 3 m/s2 selang waktu t = 2 sKecepatan akhirVt
= v0 + at = 0 + (3)(2) = 6 m/s2 Usaha sama dengan perubahan energi
kinetikW = 4(6)2 0 = 72 J
NAMA : AYYOUB MAULANA HADIDYNO : 11KELAS : XII IPA 1
