Pembahasan Contoh Soal Kisi - Kisi TKA Fisika PUSMENDIK
Pembahasan ini saya post untuk adek - adek yang berjuang untuk mempersiapkan TKA dengan mata pelajaran pilihan Fisika. Semangat dan sukses selalu, semoga nilai TKA Fisika memuaskan.
1. Soal
Pada suatu percobaan, kecepatan sebuah benda diamati selama 4 sekon dan tabel berikut menunjukkan data kecepatan benda tersebut.
Jika gerak benda tersebut disajikan ke dalam grafik berbagai besaran terhadap waktu, mana sajakah grafik yang tepat? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
2) 
3) 
4) 
5) 
Kunci : A dan B
Pembahasan
Berdasarkan tabel jenis gerak adalah GLBB (gerak lurus berubah beraturan)
GLBB memiliki ciri memiliki percepatan linear tetap. Ambil data t = 0 s s/d t = 4 s, diperoleh percepatan:
\begin{aligned}v_{t}&=v_{o}+at\\ 8&=0+a.(4)\\ 8&=4a\\ a&=2\;m/s^{2}\end{aligned}
Pembahasan
Berdasarkan tabel jenis gerak adalah GLBB (gerak lurus berubah beraturan)
GLBB memiliki ciri memiliki percepatan linear tetap. Ambil data t = 0 s s/d t = 4 s, diperoleh percepatan:
\begin{aligned}v_{t}&=v_{o}+at\\ 8&=0+a.(4)\\ 8&=4a\\ a&=2\;m/s^{2}\end{aligned}
# jika digambarkan pada grafik (v,t)
# jika digambarkan pada grafik (a,t)
dengan percepatan tetap $a = 2\; m/s^{2}$
dengan percepatan tetap $a = 2\; m/s^{2}$
2. Soal Pilihan Ganda
Seorang pemain sirkus berjalan di atas seutas tali sambil memegang tongkat panjang yang ujung-ujungnya terkulai ke bawah. Gambar berikut ini memperlihatkan situasi tersebut.
Tongkat panjang yang terkulai ke bawah membantu pemain sirkus menjaga keseimbangan karena tongkat ….
- memperbesar gaya berat sehingga pergerakan ke samping menjadi lebih lambat
- menyebabkan pusat massa sistem berada di bawah titik tumpu yang membuat sistem seimbang
- memperbesar gaya gesek antara kaki dan tali sehingga orang dapat bertahan lebih lama di tali
- menarik tubuh ke bawah sehingga tubuh pemain sirkus tidak mudah terangkat
- menambah gaya dorong ke depan agar pemain sirkus dapat lebih mudah dan cepat berjalan
Kunci: B
Pembahasan
Tongkat panjang menyebabkan pusat massa sistem berada di titik tumpu yang membuat sistem seimbang sehingga orang dapat berdiri di atas tali.
Pembahasan
Tongkat panjang menyebabkan pusat massa sistem berada di titik tumpu yang membuat sistem seimbang sehingga orang dapat berdiri di atas tali.
3. Soal Pilihan Ganda Komplek
Pada botol semprotan parfum, udara ditiupkan cepat ke atas lubang tabung sempit yang tersambung ke cairan parfum.
Mana sajakah penjelasan yang benar mengenai cara kerja alat tersebut?
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
- Udara yang mengalir cepat di atas permukaan parfum menyebabkan tekanan di tempat itu bertambah besar.
- Tekanan di permukaan cairan parfum menjadi lebih tinggi daripada tekanan di atasnya.
- Cairan parfum terdorong naik ke atas karena faktor tekanan udara luar.
- Volume cairan yang berada di dalam botol parfum mempengaruhi aliran parfum.
- Alat ini memanfaatkan hukum Pascal dalam proses penyemprotannya.
Kunci: Pernyataan 2 dan Pernyataan 3
Pembahasan
Sebelum ditiupkan
Tekanan di dalam tabung parfum dan tekanan di ujung pipa keluar udara bernilai sama
Setelah ditiupkan
Karena bagian bola karet dipencet menyebabkan udara meluncur keluar dari dari pipa melaju lebih tinggi dan berakibat tekanan udara di ujung pipa mengecil (lebih kecil dari tekanan di dalam tabung parfum). Sehingga cairan parfum terdorong ke atas dan terdorong udara yang keluar dari pipa. Sesuai prinsip Bernoulli jika kecepatan bertambah maka tekanan berkurang.
Pembahasan
Sebelum ditiupkan
Tekanan di dalam tabung parfum dan tekanan di ujung pipa keluar udara bernilai sama
Setelah ditiupkan
Karena bagian bola karet dipencet menyebabkan udara meluncur keluar dari dari pipa melaju lebih tinggi dan berakibat tekanan udara di ujung pipa mengecil (lebih kecil dari tekanan di dalam tabung parfum). Sehingga cairan parfum terdorong ke atas dan terdorong udara yang keluar dari pipa. Sesuai prinsip Bernoulli jika kecepatan bertambah maka tekanan berkurang.
4. Soal Benar atau Salah
Seorang pemanah sedang mengikuti lomba menombak ikan di kolam dangkal. Ilusi yang dialaminya seperti tampak pada gambar berikut:
Sinar cahaya dari ikan menuju mata pemanah membentuk sudut 60° terhadap garis normal (garis tegak lurus permukaan air). Berdasarkan pengalamannya, pemanah tersebut tidak membidik langsung ke arah ikan yang terlihat, melainkan membidik ke posisi yang lebih rendah supaya anak panahnya tepat mengenai ikan. (Indeks bias air = 4/3, Indeks bias udara = 1)
Berdasarkan pemahamanmu tentang pembiasan cahaya, evaluasilah pernyataan yang dilakukan oleh pemanah berikut ini!
Tentukan apakah pernyataan-pernyataan berikut Benar atau Salah!
A. Strategi pemanah membidik lebih rendah dari posisi ikan yang terlihat merupakan strategi yang tepat berdasarkan prinsip pembiasan cahaya. (benar) atau (salah)
B. Penambahan kecepatan saat melempar tombak dapat meminimalisir kesalahan bidikan yang terjadi akibat pembiasan cahaya. (benar) atau (salah)
C. Semakin besar sudut pengamatan pemanah terhadap garis normal, semakin besar pula perbedaan antara posisi ikan yang terlihat dengan posisi ikan yang sebenarnya. (benar) atau (salah)
Kunci: Benar, Salah, Benar
Pembahasan
Pembiasan
Pembelokan arah rambat cahaya karena melewati medium yang berbeda kerapatannya.
Ikan akan terlihat di posisi lebih dangkal dari pada posisi sebenarnya Sehinga untuk membidik perlu diarahkan ke posisi lebih rendah dari posisi yang terlihat.
Semakin besar sudut pengamatan pemanah terhadap garis normal, semakin besar pula perbedaan antara ikan yang telihat dengan posisi ikan sebenarnnya.
A. Strategi pemanah membidik lebih rendah dari posisi ikan yang terlihat merupakan strategi yang tepat berdasarkan prinsip pembiasan cahaya. (benar) atau (salah)
B. Penambahan kecepatan saat melempar tombak dapat meminimalisir kesalahan bidikan yang terjadi akibat pembiasan cahaya. (benar) atau (salah)
C. Semakin besar sudut pengamatan pemanah terhadap garis normal, semakin besar pula perbedaan antara posisi ikan yang terlihat dengan posisi ikan yang sebenarnya. (benar) atau (salah)
Kunci: Benar, Salah, Benar
Pembahasan
Pembiasan
Pembelokan arah rambat cahaya karena melewati medium yang berbeda kerapatannya.
Ikan akan terlihat di posisi lebih dangkal dari pada posisi sebenarnya Sehinga untuk membidik perlu diarahkan ke posisi lebih rendah dari posisi yang terlihat.
Semakin besar sudut pengamatan pemanah terhadap garis normal, semakin besar pula perbedaan antara ikan yang telihat dengan posisi ikan sebenarnnya.
5. Soal Pilihan Ganda Komplek
Pada eksperimen termodinamika sebuah mesin Carnot beroperasi antara reservoir suhu tinggi 800 K dan reservoir suhu rendah 480 K. Seorang peneliti ingin mengganti mesin tersebut dengan mesin Carnot yang memiliki efisiensi lebih tinggi agar proses eksperimen menjadi lebih efektif. Mesin Carnot mana saja yang dapat digunakan sebagai pengganti mesin Carnot semula?
Pilihlah pada setiap mesin Carnot yang memenuhi! Jawaban benar lebih dari satu.
- Suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 480 K.
- Suhu tinggi 800 K dan suhu rendah 400 K.
- Suhu tinggi 900 K dan suhu rendah 500 K.
- Suhu tinggi 900 K dan suhu rendah 600 K.
- Suhu tinggi 1.000 K dan suhu rendah 600 K.
Kunci: Pernyataan 2 dan Penyataan 3
Pembahasan
Efisiensi Mesin Carnot
\begin{aligned} \eta&=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}\\ \eta&=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}\\ \eta&=\frac{800-480}{800}\\ \eta&=\frac{320}{800}\\ \eta&=0,4\end{aligned}
Mesin pengganti harus memiliki efisiensi lebih besar dari 0,4 = 40%
maka
$\eta_{1}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{600-480}{600}=0,20$
$\eta_{2}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{800-400}{800}=0,50$
$\eta_{3}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{900-500}{900}=0,44$
$\eta_{4}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{900-600}{900}=0,33$
$\eta_{5}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{1000-600}{1000}=0,40$
Pembahasan
Efisiensi Mesin Carnot
\begin{aligned} \eta&=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}\\ \eta&=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}\\ \eta&=\frac{800-480}{800}\\ \eta&=\frac{320}{800}\\ \eta&=0,4\end{aligned}
Mesin pengganti harus memiliki efisiensi lebih besar dari 0,4 = 40%
maka
$\eta_{1}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{600-480}{600}=0,20$
$\eta_{2}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{800-400}{800}=0,50$
$\eta_{3}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{900-500}{900}=0,44$
$\eta_{4}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{900-600}{900}=0,33$
$\eta_{5}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=\frac{1000-600}{1000}=0,40$
6. Soal Benar atau Salah
Sebuah perusahaan elektronik sedang mengembangkan mesin fotokopi generasi baru yang menggunakan teknologi transfer toner elektrostatis yang lebih efisien. Dalam sistem ini, partikel toner bermuatan negatif $q=1×10^{−7}\; C$ dipindahkan dari drum ke kertas melalui medan listrik yang dihasilkan oleh dua pelat sejajar.
Spesifikasi teknis mesin fotokopi tersebut menunjukkan bahwa:
- Jarak antara pelat transfer dan drum adalah 2 mm
- Beda potensial yang tersedia adalah 200 V
- Agar proses transfer toner berjalan optimal, gaya listrik minimum yang diperlukan untuk memindahkan partikel toner adalah 0,01 N
Tim sedang menguji prototipe mesin fotokopi ini di laboratorium pengujian. Mereka menemukan bahwa pada beberapa kondisi, hasil cetakan menunjukkan kualitas yang buruk dengan banyak area yang tidak tercetak dengan baik.
Untuk setiap pernyataan analisis berikut, tentukan apakah pernyataan berikut Benar atau Salah!
A. Jika jarak antar pelat dikurangi menjadi 1,5 mm dengan beda potensial tetap, gaya listrik pada partikel toner akan meningkat sehingga memenuhi syarat fungsional. (benar) atau (salah)
B. Untuk mempertahankan jarak antar pelat tetap 2 mm, beda potensial minimal yang diperlukan agar mesin berfungsi optimal adalah 100 V. (benar) atau (salah)
C. Jika muatan partikel toner ditingkatkan menjadi $2 ×10^{−7} C$, mesin fotokopi akan berfungsi dengan baik tanpa perlu mengubah parameter lainnya. (benar) atau (salah)
Kunci: Benar, Salah, Benar
Pembahasan
Muatan listrik bergerak pada daerah medan listrik yang memiliki perbedaan potensial listrik
$\displaystyle F=q\frac{V}{d}$
Gaya listrik minimum = 0,01 N
F sebanding dengan q (muatan listrik)
F sebanding dengan V (beda potensial)
F berbanding terbalik dengan d (jarak antar keping)
A. Benar, jika jarak diperkecil dan variabel yang lain tetap maka nilai gaya listrik meningkat
B. Salah, jika beda potensial diperkecil dan variabel lain tetap maka nilai gaya listrik menurun
C. Benar, jika muatan listrik diperbesar dan variabel lain tetap maka nilai gaya listrik mengingkat
A. Jika jarak antar pelat dikurangi menjadi 1,5 mm dengan beda potensial tetap, gaya listrik pada partikel toner akan meningkat sehingga memenuhi syarat fungsional. (benar) atau (salah)
B. Untuk mempertahankan jarak antar pelat tetap 2 mm, beda potensial minimal yang diperlukan agar mesin berfungsi optimal adalah 100 V. (benar) atau (salah)
C. Jika muatan partikel toner ditingkatkan menjadi $2 ×10^{−7} C$, mesin fotokopi akan berfungsi dengan baik tanpa perlu mengubah parameter lainnya. (benar) atau (salah)
Kunci: Benar, Salah, Benar
Pembahasan
Muatan listrik bergerak pada daerah medan listrik yang memiliki perbedaan potensial listrik
$\displaystyle F=q\frac{V}{d}$
Gaya listrik minimum = 0,01 N
F sebanding dengan q (muatan listrik)
F sebanding dengan V (beda potensial)
F berbanding terbalik dengan d (jarak antar keping)
A. Benar, jika jarak diperkecil dan variabel yang lain tetap maka nilai gaya listrik meningkat
B. Salah, jika beda potensial diperkecil dan variabel lain tetap maka nilai gaya listrik menurun
C. Benar, jika muatan listrik diperbesar dan variabel lain tetap maka nilai gaya listrik mengingkat
7. Soal
Siswa SMA mengukur diameter sebuah bola bekel secara berulang sehingga diperoleh data sebagai berikut. Semua pengukuran dilakukan dengan jangka sorong. Berikut hasil pengukuran yang telah dilakukan.
Pernyataan berikut yang sesuai dengan pengukuran diameter bola bekel tersebut adalah …
- Data yang dihasilkan dapat dipercaya karena pengukuran dilakukan lebih dari satu kali.
- Terdapat hasil pembacaan yang tidak sesuai dengan tampilan jangka sorong sehingga data tidak dapat dipercaya.
- Hasil pengukuran berbeda-beda seperti yang ditunjukkan pada gambar merupakan kewajaran karena bola bekel elastis.
- Pengukuran dilakukan oleh orang yang berbeda sehingga dapat dipastikan hasil pengukurannya juga berbeda.
- Kesimpulan akhir diameter bola bekel dapat dihitung dengan merata-rata seluruh hasil pengukuran.
Kunci B
Pembahasan
Dari hasil pengunaan alat ukur jangka sorong
1) 1,06 cm
2) 1,88 cm
3) 1,44 cm
4) 1,16 cm
Diperoleh data yang berbeda - beda dan tidak presisi sehingga data tidak dapat dipercaya
Pembahasan
Dari hasil pengunaan alat ukur jangka sorong
1) 1,06 cm
2) 1,88 cm
3) 1,44 cm
4) 1,16 cm
Diperoleh data yang berbeda - beda dan tidak presisi sehingga data tidak dapat dipercaya
Perhatikan gambar berikut!
Seorang penjaga gawang menangkap bola yang bergerak sangat cepat dengan cara menarik tangannya sedikit ke belakang saat menangkap bola.
Apa tujuan penjaga gawang tersebut menarik tangannya ke belakang?
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
Sebuah bola logam hanya dapat melewati cincin logam jika keduanya berada pada suhu ruang. Gambarnya seperti tampak berikut:
Apa tujuan penjaga gawang tersebut menarik tangannya ke belakang?
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
- Memperlama waktu kontak dengan bola.
- Memperkecil gaya yang dirasakan tangan.
- Memperkecil impuls yang diterima bola.
- Memperbesar kecepatan bola.
- Memperkecil tekanan yang diberikan tangan.
Kunci: A dan B
Pembahasan
Impuls dan momentum
Bola memiliki massa dengan kecepatan awal dan ditangkap sehingga kecepatannya menjadi nol.
Tujuan penjaga gawang menangkap bola yang bergerak sangat cepat dengan cara menarik tangannya sedikit ke belakang dengan tujuan memperkecil gaya yang diterima dengan cara memperlama waktu kontak dengan bola
9. SoalPembahasan
Impuls dan momentum
Bola memiliki massa dengan kecepatan awal dan ditangkap sehingga kecepatannya menjadi nol.
Tujuan penjaga gawang menangkap bola yang bergerak sangat cepat dengan cara menarik tangannya sedikit ke belakang dengan tujuan memperkecil gaya yang diterima dengan cara memperlama waktu kontak dengan bola
Sebuah bola logam hanya dapat melewati cincin logam jika keduanya berada pada suhu ruang. Gambarnya seperti tampak berikut:
Suatu saat Dita memanaskan bola, bola tidak lagi dapat melewati cincin.
Dita kemudian melakukan percobaan baru: ia memanaskan cincin tanpa memanaskan bola. Ia ingin mengetahui apa yang akan terjadi terhadap ukuran lubang cincin.
Apa yang akan terjadi terhadap ukuran lubang cincin ketika suhu cincin dinaikkan?
- ukuran lubang berkurang karena cincin mengembang ke arah luar dan menutup lubang.
- ukuran lubang berkurang karena pemuaian membuat cincin menjadi tebal dan padat.
- ukuran lubang tetap sama karena hanya bagian luar cincin yang mengembang..
- ukuran lubang bertambah dan memungkinkan bola kembali bisa melewati cincin.
- ukuran lubang bertambah tetapi cincin akan kehilangan bentuk bundarnya.
Kunci: D
Pembahasan
Dita memanaskan cincin tanpa memanaskan bola sehingga cincin memuai dengan ukuran lubang cincin bertambah sehingga bola memungkinkan masuk dan kembali bis melewati cincin.
Pembahasan
Dita memanaskan cincin tanpa memanaskan bola sehingga cincin memuai dengan ukuran lubang cincin bertambah sehingga bola memungkinkan masuk dan kembali bis melewati cincin.
10. Soal
Dua kelompok siswa melakukan pengamatan di dua rumah berbeda selama 10 hari untuk mengamati dan menganalisis penggunaan listriknya. Berikut data hasil pengamatan.
Diketahui tegangan listrik: 220 V.
Setelah penelitian selesai, tim memperoleh data bahwa energi listrik yang terukur pada rumah B jauh lebih rendah dari yang diperkirakan, sementara pencahayaan yang dihasilkan juga tidak optimal.
Rekomendasi strategi yang tepat untuk optimalisasi penerangan di rumah B sesuai dengan hasil pengamatan tersebut adalah … .
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
Dua kelompok siswa melakukan pengamatan di dua rumah berbeda selama 10 hari untuk mengamati dan menganalisis penggunaan listriknya. Berikut data hasil pengamatan.
Diketahui tegangan listrik: 220 V.
Setelah penelitian selesai, tim memperoleh data bahwa energi listrik yang terukur pada rumah B jauh lebih rendah dari yang diperkirakan, sementara pencahayaan yang dihasilkan juga tidak optimal.
Rekomendasi strategi yang tepat untuk optimalisasi penerangan di rumah B sesuai dengan hasil pengamatan tersebut adalah … .
Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.
- rumah B sebaiknya mengganti lampu pijar dengan LED tanpa mengubah rangkaian seri.
- mengubah rangkaian lampu di rumah B dari seri menjadi paralel akan meningkatkan intensitas cahaya.
- masalah rumah B dapat diatasi dengan menambahkan resistor untuk menstabilkan tegangan.
- rumah B sebaiknya mengganti lampu dengan daya yang lebih tinggi tanpa mengubah rangkaian seri.
- rumah B perlu mengganti rangkaian menjadi paralel agar setiap lampu menerima tegangan penuh dan bekerja secara optimal.
Kunci: B dan E
Pembahasan
Dari data, energi listrik rumah B lebih rendah dan pencahayaan tidak optimal karena pemasangan lampu seri. Pada susunan seri nilai tegangan listrik akan terbagi - bagi sehingga menyebabkan lampu menyala tidak optimal.
Pemasangan lampu yang baik adalah secara paralel dengan keuntungan tegangan listrik yang diperoleh setiap lama sama sehingga dapat menyala optimal karena tegangan listrik bisa dikatakan sebagai sumber energi lampu.
Pembahasan
Dari data, energi listrik rumah B lebih rendah dan pencahayaan tidak optimal karena pemasangan lampu seri. Pada susunan seri nilai tegangan listrik akan terbagi - bagi sehingga menyebabkan lampu menyala tidak optimal.
Pemasangan lampu yang baik adalah secara paralel dengan keuntungan tegangan listrik yang diperoleh setiap lama sama sehingga dapat menyala optimal karena tegangan listrik bisa dikatakan sebagai sumber energi lampu.
11. Soal
Dua orang mencoba cara yang berbeda untuk menembak sasaran pada titik C. Orang pertama menggunakan bola A dan diletakkan di tepi meja. Orang kedua menggunakan bola B yang berada di lantai. Bola A dan B kemudian dihentakkan secara bersamaan pada arah mendatar ($g = 10\; m.s^{-2}$ dan gesekan diabaikan). Ternyata kedua bola sampai dan mengenai sasaran di titik C secara bersamaan.
Apa saja kondisi awal yang dapat menyebabkan hal tersebut?
Pilihlah Benar atau Salah untuk setiap kondisi berikut.
Keterangan: Gesekan antara bola dengan lantai, permukaan meja, maupun udara diabaikan.
Dua orang mencoba cara yang berbeda untuk menembak sasaran pada titik C. Orang pertama menggunakan bola A dan diletakkan di tepi meja. Orang kedua menggunakan bola B yang berada di lantai. Bola A dan B kemudian dihentakkan secara bersamaan pada arah mendatar ($g = 10\; m.s^{-2}$ dan gesekan diabaikan). Ternyata kedua bola sampai dan mengenai sasaran di titik C secara bersamaan.
Apa saja kondisi awal yang dapat menyebabkan hal tersebut?
Pilihlah Benar atau Salah untuk setiap kondisi berikut.
Keterangan: Gesekan antara bola dengan lantai, permukaan meja, maupun udara diabaikan.
Kunci Salah, Benar, Salah
Pembahasan
Benda A mengalami parabola dengan gerak awal horizontal(mendatar)
Kedua bola mengenai dan sampai di sasaran C secara bersamaan.
Benda A
\begin{aligned}x&=v_{1}.t\\ 12&=30t\\ t&=0,4 \;s\end{aligned}
maka $t_{1}=t_{2}=t= 0,4\;s$
Tinggi bola A
\begin{aligned}t&=\sqrt{\frac{2h}{g}}\\ 0,4&=\sqrt{\frac{2h}{10}}\\ 0,16&=\frac{2h}{10}\\ 1,6&=2h\\ h&=0,8\; m\end{aligned}
Kecepatan bola B
$v=\frac{x}{t_{2}}=\frac{12}{0,4}=30\; m/s$
Massa bola tidak berpengaruh terhadap waktu dan kecepatan linear.
12. Soal
Sebuah meja pembuat perkakas keramik dapat berputar secara horizontal terhadap titik tengah dan di atas meja tersebut terdapat sebuah beban seperti pada gambar.
Meja berputar dengan kecepatan sudut $4\; rad.s^{–1}$ dan koefisien gesekan statis antara beban dan permukaan meja 0,48 (percepatan gravitasi bumi $10\; m.s^{–2}$).
Dimana sajakah beban dapat diletakkan agar beban tersebut tidak terlempar dari meja?
Pilihlah setiap jarak berikut. Jarak (nilai R) tersebut dihitung dari pusat meja.
Jawaban benar lebih dari satu.
A. 8 cm
B. 16 cm
C. 24 cm
D. 30 cm
E. 40 cm
Kunci A, B, C, D
Pembahasan
Gerak Melingkar Beraturan
berlaku gaya sentripetal
Pembahasan
Benda A mengalami parabola dengan gerak awal horizontal(mendatar)
Kedua bola mengenai dan sampai di sasaran C secara bersamaan.
Benda A
\begin{aligned}x&=v_{1}.t\\ 12&=30t\\ t&=0,4 \;s\end{aligned}
maka $t_{1}=t_{2}=t= 0,4\;s$
Tinggi bola A
\begin{aligned}t&=\sqrt{\frac{2h}{g}}\\ 0,4&=\sqrt{\frac{2h}{10}}\\ 0,16&=\frac{2h}{10}\\ 1,6&=2h\\ h&=0,8\; m\end{aligned}
Kecepatan bola B
$v=\frac{x}{t_{2}}=\frac{12}{0,4}=30\; m/s$
Massa bola tidak berpengaruh terhadap waktu dan kecepatan linear.
12. Soal
Sebuah meja pembuat perkakas keramik dapat berputar secara horizontal terhadap titik tengah dan di atas meja tersebut terdapat sebuah beban seperti pada gambar.
Meja berputar dengan kecepatan sudut $4\; rad.s^{–1}$ dan koefisien gesekan statis antara beban dan permukaan meja 0,48 (percepatan gravitasi bumi $10\; m.s^{–2}$).
Dimana sajakah beban dapat diletakkan agar beban tersebut tidak terlempar dari meja?
Pilihlah setiap jarak berikut. Jarak (nilai R) tersebut dihitung dari pusat meja.
Jawaban benar lebih dari satu.
A. 8 cm
B. 16 cm
C. 24 cm
D. 30 cm
E. 40 cm
Kunci A, B, C, D
Pembahasan
Gerak Melingkar Beraturan
berlaku gaya sentripetal
\begin{aligned}F_{sp}&=m\omega^{2}R\\ f_{gesek}&=m\omega^{2}R\\ \mu_{s}mg&=m\omega^{2}R\\ R&=\frac{\mu_{s}.g}{\omega^{2}}\\R&=\frac{0,48. 10}{4^{2}}\\ R&=\frac{4,8}{16}\\ R&=0,3 \; m\\ R&=30 \;cm\end{aligned}
maka jarak maksimum dari pusat meja agar tidak terlempar adalah 30 cm.
maka jarak maksimum dari pusat meja agar tidak terlempar adalah 30 cm.
13. Soal
Perhatikan gambar peristiwa tumbukan antara mobil boks dan mobil sedan berikut ini.
Setelah bertumbukan, kedua mobil bergerak menjadi satu dalam keadaan mobil boks mendorong mobil sedan. Apa sajakah kondisi yang terpenuhi saat proses maupun setelah tumbukan?
Pilihlah Benar atau Salah untuk kondisi berikut!
Kunci: Benar, Salah, Salah
Pembahasan
Dari teks di soal terjadi setelah tumbukan kedua mobil menjadi satu dengan mobil boks mendorong mobil sedan maka terjadi tumbukan tidak lenting dengan ciri kedua benda setelah tumbukan menjadi satu dan kecepatan akhir kedua benda sama besar. Pada tumbukan jenis apapun berlaku hukum kekekalan momentum linear.
Perhatikan gambar peristiwa tumbukan antara mobil boks dan mobil sedan berikut ini.
Setelah bertumbukan, kedua mobil bergerak menjadi satu dalam keadaan mobil boks mendorong mobil sedan. Apa sajakah kondisi yang terpenuhi saat proses maupun setelah tumbukan?
Pilihlah Benar atau Salah untuk kondisi berikut!
Kunci: Benar, Salah, Salah
Pembahasan
Dari teks di soal terjadi setelah tumbukan kedua mobil menjadi satu dengan mobil boks mendorong mobil sedan maka terjadi tumbukan tidak lenting dengan ciri kedua benda setelah tumbukan menjadi satu dan kecepatan akhir kedua benda sama besar. Pada tumbukan jenis apapun berlaku hukum kekekalan momentum linear.
14. Soal
Seorang pengendara motor (PM) mengendarai motornya dengan kecepatan tertentu berada pada satu garis lurus dengan mobil ambulans (MA) yang saat itu membunyikan sirine dengan frekuensi tertentu yang juga bergerak dengan kecepatan tertentu. Saat itu nilai kecepatan gerak PM lebih kecil dari MA.
Pada kondisi apa sajakah pengendara motor akan mendengar bunyi sirine ambulans dengan frekuensi bunyi lebih besar dari kondisi awalnya?
Klik pada setiap kondisi yang benar. Jawaban benar lebih dari satu.
Seorang pengendara motor (PM) mengendarai motornya dengan kecepatan tertentu berada pada satu garis lurus dengan mobil ambulans (MA) yang saat itu membunyikan sirine dengan frekuensi tertentu yang juga bergerak dengan kecepatan tertentu. Saat itu nilai kecepatan gerak PM lebih kecil dari MA.
Pada kondisi apa sajakah pengendara motor akan mendengar bunyi sirine ambulans dengan frekuensi bunyi lebih besar dari kondisi awalnya?
Klik pada setiap kondisi yang benar. Jawaban benar lebih dari satu.
- PM bergerak mendekati MA, MA bergerak mendekati PM
- PM bergerak menjauhi MA, MA bergerak mendekati PM
- PM diam, MA bergerak mendekati PM
- PM bergerak mendekati MA, MA bergerak menjauhi PM
- PM bergerak menjauhi MA, MA diam
Kunci : A, B, C
Pembahasan
Efek Doppler
Pendengar mendekati sumber $v_{p}$ positif
Pendengar menjauhi sumber $v_{p}$ negatif
Sumber mendekati pendengar $v_{s}$ negatif
Sumber menjauhi pendengar $v_{s}$ positif
Pendengar = PM = pengendara motor
Sumber Bunyi = MA = mobil ambulan
berdasarkan soal $v_{p}<v_{s}$
Permintaan soal $f_{p}>f_{s}$ frekuensi yang didengar harus lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi
# Jika PM dan MA saling mendekati, maka bunyi yang terdengar lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi (benar)
# Jika PM dikejar MA
gunakan permisalan
$v_{p}=10\;m/s$ dan $v_{s}=20\; m/s$ (v = 340 m/s)
$f_{p}=\frac{v-v_{p}}{v-v_{s}}f_{s}=\frac{340-10}{340-20}f_{s}=\frac{33}{32}f_{s}$ (benar)
# Jika MA mendekati PM (diam), maka bunyi yang terdengar lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi (benar)
# Jika MA dikejar PM
$f_{p}=\frac{v+v_{p}}{v+v_{s}}f_{s}=\frac{340+10}{340+20}f_{s}=\frac{35}{36}f_{s}$ (salah)
# Jika PM menjauhi AM (diam), maka bunyi yang terdengar lebih kecil daripada frekuensi sumber bunyi.
Pembahasan
Efek Doppler
Pendengar mendekati sumber $v_{p}$ positif
Pendengar menjauhi sumber $v_{p}$ negatif
Sumber mendekati pendengar $v_{s}$ negatif
Sumber menjauhi pendengar $v_{s}$ positif
Pendengar = PM = pengendara motor
Sumber Bunyi = MA = mobil ambulan
berdasarkan soal $v_{p}<v_{s}$
Permintaan soal $f_{p}>f_{s}$ frekuensi yang didengar harus lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi
# Jika PM dan MA saling mendekati, maka bunyi yang terdengar lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi (benar)
# Jika PM dikejar MA
gunakan permisalan
$v_{p}=10\;m/s$ dan $v_{s}=20\; m/s$ (v = 340 m/s)
$f_{p}=\frac{v-v_{p}}{v-v_{s}}f_{s}=\frac{340-10}{340-20}f_{s}=\frac{33}{32}f_{s}$ (benar)
# Jika MA mendekati PM (diam), maka bunyi yang terdengar lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi (benar)
# Jika MA dikejar PM
$f_{p}=\frac{v+v_{p}}{v+v_{s}}f_{s}=\frac{340+10}{340+20}f_{s}=\frac{35}{36}f_{s}$ (salah)
# Jika PM menjauhi AM (diam), maka bunyi yang terdengar lebih kecil daripada frekuensi sumber bunyi.
15. Soal
Perhatikan gambar berikut!
Seorang siswa yang tingginya 160 cm berdiri di depan cermin cembung yang mempunyai jarak fokus 16 cm. Dia mengamati bayangan dirinya dalam cermin cembung. Dia melangkah mundur menjauhi cermin sejauh 16 cm, dia kembali melihat bayangan dirinya di cermin. Perbandingan tinggi bayangan sebelum dan sesudah siswa tersebut bergeser adalah ....
A. 1 : 2
B. 2 : 3
C. 3 : 4
D. 4 : 5
Perhatikan gambar berikut!
Seorang siswa yang tingginya 160 cm berdiri di depan cermin cembung yang mempunyai jarak fokus 16 cm. Dia mengamati bayangan dirinya dalam cermin cembung. Dia melangkah mundur menjauhi cermin sejauh 16 cm, dia kembali melihat bayangan dirinya di cermin. Perbandingan tinggi bayangan sebelum dan sesudah siswa tersebut bergeser adalah ....
A. 1 : 2
B. 2 : 3
C. 3 : 4
D. 4 : 5
E. 5 : 4
Kunci: E
Pembahasan
Cermin cembung f= -16 cm
$s_{1}=48\; cm$
$s_{2}=48+16=64\; cm$ (menjauhi cermin)
maka
\begin{aligned}M&=\frac{h'}{h}\\ h'&=M.h\end{aligned}
maka h' sebanding dengan M (perbesaran)
\begin{aligned}\frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{M_{1}}{M_{2}}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{\frac{f}{s_{1}-f}}{\frac{f}{s_{2}-f}}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{s_{2}-f}{s_{1}-f}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{64-(-16)}{48-(-16)}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{80}{64}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{5}{4}\end{aligned}
16. Soal
Di sebuah laboratorium fisika, dua benda kecil bermuatan listrik diletakkan di atas meja isolator. Peneliti dapat mengatur jarak antara kedua benda menggunakan penggeser, lalu mengukur gaya listrik yang timbul dengan sensor gaya digital.
Hasil percobaan kemudian ditampilkan dalam grafik hubungan antara gaya listrik (F) terhadap jarak antar kedua benda (R) berikut ini:
Diketahui bahwa muatan pada benda pertama selalu dua kali lebih besar daripada muatan pada benda kedua dan percobaan dilakukan di udara (anggap sama dengan ruang hampa), dengan konstanta Coulomb k = $9\times 10^{9} Nm^{2}/C^{2}$. Berapakah besar masing-masing muatan listrik tersebut?
A. $q_{1}=0,1\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,2\times 10^{-6}C$
B. $q_{1}=0,2\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,1\times 10^{-6}C$
C. $q_{1}=1,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,5\times 10^{-6}C$
D. $q_{1}=2,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=1,0\times 10^{-6}C$
E. $q_{1}=2,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=1,5\times 10^{-6}C$
Kunci D
Pembahasan
Dari grafik (F, r)
F = 20 N dan r = 3 cm = $3\times 10^{-2}m$
$Q_{1}=2Q_{2}$
maka
\begin{aligned} F&=k\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}\\ 20&=9\times 10^{9}\frac{2Q_{2}.Q_{2}}{(3\times10^{-2})^{2}}\\ 20&=9\times 10^{9}\frac{2Q^{2}_{2}}{9\times 10^{-4}}\\ 1\times 10^{-12}&=Q^{2}_{2}\\ Q_{2}&=1\times 10^{-6}C\; dan\\ Q_{1}&=2Q_{2}= 2\times 10^{-6}C\end{aligned}
17. Soal
Suatu rangkaian listrik lampu warna-warni menggunakan lampu dengan resistansi tertulis pada bagian lampu.
Lampu-lampu tersebut dipasang dan dihubungkan dengan dua buah sumber tegangan seperti pada gambar.
Jika lampu
diganti dengan lampu berwarna kuning dengan resistansi 
. Apakah yang terjadi dengan rangkaian lampu sekarang?
Pilihlah “lebih besar”, “lebih kecil”, atau “tetap” untuk setiap besaran fisis pada rangkaian.
Kunci: E
Pembahasan
Cermin cembung f= -16 cm
$s_{1}=48\; cm$
$s_{2}=48+16=64\; cm$ (menjauhi cermin)
maka
\begin{aligned}M&=\frac{h'}{h}\\ h'&=M.h\end{aligned}
maka h' sebanding dengan M (perbesaran)
\begin{aligned}\frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{M_{1}}{M_{2}}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{\frac{f}{s_{1}-f}}{\frac{f}{s_{2}-f}}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{s_{2}-f}{s_{1}-f}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{64-(-16)}{48-(-16)}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{80}{64}\\ \frac{h'_{1}}{h'_{2}}&=\frac{5}{4}\end{aligned}
16. Soal
Di sebuah laboratorium fisika, dua benda kecil bermuatan listrik diletakkan di atas meja isolator. Peneliti dapat mengatur jarak antara kedua benda menggunakan penggeser, lalu mengukur gaya listrik yang timbul dengan sensor gaya digital.
Hasil percobaan kemudian ditampilkan dalam grafik hubungan antara gaya listrik (F) terhadap jarak antar kedua benda (R) berikut ini:
Diketahui bahwa muatan pada benda pertama selalu dua kali lebih besar daripada muatan pada benda kedua dan percobaan dilakukan di udara (anggap sama dengan ruang hampa), dengan konstanta Coulomb k = $9\times 10^{9} Nm^{2}/C^{2}$. Berapakah besar masing-masing muatan listrik tersebut?
A. $q_{1}=0,1\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,2\times 10^{-6}C$
B. $q_{1}=0,2\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,1\times 10^{-6}C$
C. $q_{1}=1,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=0,5\times 10^{-6}C$
D. $q_{1}=2,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=1,0\times 10^{-6}C$
E. $q_{1}=2,0\times 10^{-6}C\; ; \; q_{2}=1,5\times 10^{-6}C$
Kunci D
Pembahasan
Dari grafik (F, r)
F = 20 N dan r = 3 cm = $3\times 10^{-2}m$
$Q_{1}=2Q_{2}$
maka
\begin{aligned} F&=k\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}\\ 20&=9\times 10^{9}\frac{2Q_{2}.Q_{2}}{(3\times10^{-2})^{2}}\\ 20&=9\times 10^{9}\frac{2Q^{2}_{2}}{9\times 10^{-4}}\\ 1\times 10^{-12}&=Q^{2}_{2}\\ Q_{2}&=1\times 10^{-6}C\; dan\\ Q_{1}&=2Q_{2}= 2\times 10^{-6}C\end{aligned}
17. Soal
Suatu rangkaian listrik lampu warna-warni menggunakan lampu dengan resistansi tertulis pada bagian lampu.
Lampu-lampu tersebut dipasang dan dihubungkan dengan dua buah sumber tegangan seperti pada gambar.
Jika lampu
diganti dengan lampu berwarna kuning dengan resistansi . Apakah yang terjadi dengan rangkaian lampu sekarang?Pilihlah “lebih besar”, “lebih kecil”, atau “tetap” untuk setiap besaran fisis pada rangkaian.
Kunci : A. Lebih Kecil, B. Lebih Besar, C. Lebih Besar
Pembahasan
Keadaan awal (A)
$Vtotal= 4-2 = 2 volt$
$R_{total\; A}=15+5+10=30\; ohm$
$I=\frac{V_{total}}{Rtotal}=\frac{2}{30}=\frac{1}{15}A$
$P_{lampu}=I^{2}R_{5ohm}=\left(\frac{1}{15}\right)^{2}.5= \frac{5}{225}\;watt$
Pembahasan
Keadaan awal (A)
$Vtotal= 4-2 = 2 volt$
$R_{total\; A}=15+5+10=30\; ohm$
$I=\frac{V_{total}}{Rtotal}=\frac{2}{30}=\frac{1}{15}A$
$P_{lampu}=I^{2}R_{5ohm}=\left(\frac{1}{15}\right)^{2}.5= \frac{5}{225}\;watt$
Keadaan akhir (B) lampu diganti dengan lampu berwarna kuning dengan resistansi .
diganti dengan lampu berwarna kuning dengan resistansi .$Vtotal= 4-2 = 2 volt$
$R_{total\; A}=7+5+10=22\; ohm$
$I=\frac{V_{total}}{Rtotal}=\frac{2}{22}=\frac{1}{11}A$
$R_{total\; A}=7+5+10=22\; ohm$
$I=\frac{V_{total}}{Rtotal}=\frac{2}{22}=\frac{1}{11}A$
$P_{lampu}=I^{2}R_{5ohm}=\left(\frac{1}{11}\right)^{2}.5= \frac{5}{121}\;watt$
Kesimpulan
Hambatan total mengecil
Arus listrik membesar
Daya listrik pada hambatan 5 ohm membesar
18. Soal
Perhatikan gambar pipa U berikut ini!
Pipa U mula-mula diisi dengan air yang massa jenisnya 1000 $kg.m^{‑3}$ kemudian pada salah satu ujung pipa dituangkan zat cair X. Zat cair X tidak bercampur dengan air dan interaksi seluruh zat cair dengan dinding pipa U diabaikan.
Jika pipa U dalam keadaan setimbang dengan tinggi zat cair X adalah 12 cm dan tinggi air 8 cm, berapa massa jenis zat X?
A. $666,7\; kg.m^{-3}$
B. $750,0\; kg.m^{-3}$
C. $800,0\; kg.m^{-3}$
D. $850,5\; kg.m^{-3}$
E. $900,0\; kg.m^{-3}$
Kunci : A
Pembahasan
Pipa U berlaku
tekanan pada pipa sebelah kiri = tekanan pada pipa sebelah kanan
\begin{aligned} P_{kiri}&=P_{kanan}\\ \rho_{x}.g.h_{x}&=\rho_{air}.g.h_{air}\\ \rho_{x}.h_{x}&=\rho_{air}.h_{air}\\ \rho_{x}.12&=1000.8\\ \rho_{x}&=666,7 \;kg/m^{3}\end{aligned}
19. Soal
Sayap suatu pesawat terbang mainan mempunyai luas $10\; m^{2}$ dan udara yang mengalir horizontal melalui sayap pesawat terbang sehingga kecepatan di bagian atas sayap pesawat $40\; m.s^{-1}$ dan bagian bawah sayap $30\; m.s^{-1}$.
Massa jenis udara pada saat itu sebesar $1,29\; kg,m^{-3}$, maka besarnya gaya angkat pesawat terbang adalah....
A. 4.515 N
B. 3.000 N
C. 1.515 N
D. 515 N
E. 0 N
Kunci: A
Pembahasan
Gaya angkat Pesawat
\begin{aligned} F_{angkat}&=\frac{1}{2}\rho_{udara}.A\left(v_{atas}^{2}-v_{bawah}^{2}\right)\\ F_{angkat}&=\frac{1}{2}.1,29.40.(40^{2}-30^{2})\\ F_{angkat}&=4.515\;N\end{aligned}
20. Soal
Balok P yang memiliki volume $200\;cm^{3}$ terapung di atas suatu zat cair$(\rho_{zc}=1,3\; g/cm^{3})$ dengan 1/2 bagian balok muncul di atas permukaan zat cair seperti gambar. Balok P kemudian diikat dengan balok Q menggunakan tali yang massanya diabaikan dan dimasukkan ke dalam zat cair yang sama.
Massa jenis balok $Q=3,9\; g/cm^{3}$,massa balok Q yang dibutuhkan agar balok gabungan melayang di dalam zat cair tersebut adalah....
A. 50 g
B. 130 g
C. 195 g
D. 395 g
E. 520 g
Kunci: C
Pembahasan
Gambar 1
1/2 bagian muncul maka 1/2 bagian tercelup $v_{bt}=100\;cm^{3}=100.10^{-6}m^{3}$
Mengapung berlaku:
Kesimpulan
Hambatan total mengecil
Arus listrik membesar
Daya listrik pada hambatan 5 ohm membesar
18. Soal
Perhatikan gambar pipa U berikut ini!
Pipa U mula-mula diisi dengan air yang massa jenisnya 1000 $kg.m^{‑3}$ kemudian pada salah satu ujung pipa dituangkan zat cair X. Zat cair X tidak bercampur dengan air dan interaksi seluruh zat cair dengan dinding pipa U diabaikan.
Jika pipa U dalam keadaan setimbang dengan tinggi zat cair X adalah 12 cm dan tinggi air 8 cm, berapa massa jenis zat X?
A. $666,7\; kg.m^{-3}$
B. $750,0\; kg.m^{-3}$
C. $800,0\; kg.m^{-3}$
D. $850,5\; kg.m^{-3}$
E. $900,0\; kg.m^{-3}$
Kunci : A
Pembahasan
Pipa U berlaku
tekanan pada pipa sebelah kiri = tekanan pada pipa sebelah kanan
\begin{aligned} P_{kiri}&=P_{kanan}\\ \rho_{x}.g.h_{x}&=\rho_{air}.g.h_{air}\\ \rho_{x}.h_{x}&=\rho_{air}.h_{air}\\ \rho_{x}.12&=1000.8\\ \rho_{x}&=666,7 \;kg/m^{3}\end{aligned}
19. Soal
Sayap suatu pesawat terbang mainan mempunyai luas $10\; m^{2}$ dan udara yang mengalir horizontal melalui sayap pesawat terbang sehingga kecepatan di bagian atas sayap pesawat $40\; m.s^{-1}$ dan bagian bawah sayap $30\; m.s^{-1}$.
Massa jenis udara pada saat itu sebesar $1,29\; kg,m^{-3}$, maka besarnya gaya angkat pesawat terbang adalah....
A. 4.515 N
B. 3.000 N
C. 1.515 N
D. 515 N
E. 0 N
Kunci: A
Pembahasan
Gaya angkat Pesawat
\begin{aligned} F_{angkat}&=\frac{1}{2}\rho_{udara}.A\left(v_{atas}^{2}-v_{bawah}^{2}\right)\\ F_{angkat}&=\frac{1}{2}.1,29.40.(40^{2}-30^{2})\\ F_{angkat}&=4.515\;N\end{aligned}
20. Soal
Balok P yang memiliki volume $200\;cm^{3}$ terapung di atas suatu zat cair$(\rho_{zc}=1,3\; g/cm^{3})$ dengan 1/2 bagian balok muncul di atas permukaan zat cair seperti gambar. Balok P kemudian diikat dengan balok Q menggunakan tali yang massanya diabaikan dan dimasukkan ke dalam zat cair yang sama.
Massa jenis balok $Q=3,9\; g/cm^{3}$,massa balok Q yang dibutuhkan agar balok gabungan melayang di dalam zat cair tersebut adalah....
A. 50 g
B. 130 g
C. 195 g
D. 395 g
E. 520 g
Kunci: C
Pembahasan
Gambar 1
1/2 bagian muncul maka 1/2 bagian tercelup $v_{bt}=100\;cm^{3}=100.10^{-6}m^{3}$
Mengapung berlaku:
\begin{aligned}\Sigma F_{y}&=0\\ W_{benda \; P}&=F_{A}\\ W_{benda \; P}&=\rho_{zc}.g.V_{bt}\\ W_{benda \; P}&=1300.10.100.10^{-6}\\ W_{benda \; P}&=1,3 N\end{aligned}
Gambar 2
Benda Q diletakan di atas P sehingga melayang
Melayang berlaku
\begin{aligned} \Sigma F_{y}&=0\\ W_{benda \; P}+W_{benda\;Q}&=F_{A}\\ W_{benda \; P}+\rho_{Q}.g.V_{Q}&=\rho_{zc}.g.(V_{benda\;P+V_{benda\;Q}}\\ 1,3+3900.10 .V_{Q}&=1300.10.(200.10^{-6}+V_{Q})\\ 1,3+39000 V_{Q}&=2,6+13000V_{Q}\\ 26000V_{Q}&=1,3\\ V_{Q}&= 5\times 10^{-5}m^{3}\end{aligned}
Benda Q diletakan di atas P sehingga melayang
Melayang berlaku
\begin{aligned} \Sigma F_{y}&=0\\ W_{benda \; P}+W_{benda\;Q}&=F_{A}\\ W_{benda \; P}+\rho_{Q}.g.V_{Q}&=\rho_{zc}.g.(V_{benda\;P+V_{benda\;Q}}\\ 1,3+3900.10 .V_{Q}&=1300.10.(200.10^{-6}+V_{Q})\\ 1,3+39000 V_{Q}&=2,6+13000V_{Q}\\ 26000V_{Q}&=1,3\\ V_{Q}&= 5\times 10^{-5}m^{3}\end{aligned}
Maka
$m_{Q}=\rho_{Q}.V_{Q}=3900.(5\times10^{-5})=0,195\;kg= 195\; gram$
$m_{Q}=\rho_{Q}.V_{Q}=3900.(5\times10^{-5})=0,195\;kg= 195\; gram$
