Soal No. 1Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air.

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 , percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan tekanan udara luar 105 N/m, tentukan :a) tekanan hidrostatis yang dialami ikanb) tekanan total yang dialami ikanPembahasana) tekanan hidrostatis yang dialami ikan

b) tekanan total yang dialami ikan

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 250 kali luas penampang pipa kecil dan tekanan cairan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus diberikan anak agar batu bisa terangkat!

PembahasanHukum Pascal Data :F1 = FF2 = Wbatu = (1000)(10) = 10000 NA1 : A2 = 1 : 250

Soal No. 3Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat beban.

Jika jari-jari pada pipa kecil adalah 2 cm dan jari-jari pipa besar adalah 18 cm, tentukan besar gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat beban 81 kg !

PembahasanData:m = 250 kgr1 = 2 cmr2 = 18 cmw = mg = 810 NF =….

Jika diketahui jari-jari (r) atau diameter (D) pipa gunakan rumus:

Diperoleh

Soal No. 4Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan minyak seperti terlihat pada gambar!

Jika ketinggian minyak h2 adalah 27,2 cm, massa jenis minyak 0,8 gr/cm3 dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm3 tentukan ketinggian air raksa (h1)!

Pembahasan

Tekanan titik-titik pada cairan yang berada pada garis vertikal seperti ditunjukkan gambar diatas adalah sama.

Soal No. 5Sebuah benda tercelup sebagian dalam cairan yang memiliki massa jenis 0,75 gr/cm3 seperti ditunjukkan oleh gambar berikut!

Jika volume benda yang tercelup adalah 0,8 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut!

PembahasanGaya-gaya yang bekerja pada benda diatas adalah gaya berat yang berarah ke bawah dan gaya apung / gaya Archimides dengan arah ke atas. Kedua gaya dalam kondisi seimbang.

Soal No. 6Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:

Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan berat semu benda di dalam air!PembahasanData :mb = 500 g = 0,5 kgmf = 200 g = 0,2 kg

Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3).

Soal No. 7Perbandingan diameter pipa kecil dan pipa besar dari sebuah alat berdasarkan hukum Pascal adalah 1 : 25. Jika alat hendak dipergunakan untuk mengangkat beban seberat 12000 Newton, tentukan besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil! PembahasanD1 = 1D2 = 25F2 = 12000 N

Soal No. 8Sebuah pipa U diisi dengan 3 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar berikut

Jika ρ1, ρ2 dan ρ3 berturut-turut adalah massa jenis zat cair 1, 2 dan 3 dan h1, h2, h3 adalah tinggi masing-masing zat cair seperti nampak pada gambar di atas, tentukan persamaan untuk menentukan massa jenis zat cair 1.PembahasanPA = PB

P1 = P2 + P3

ρ1 g h1 = ρ2 g h2 + ρ3 g h3

dengan demikianρ1 h1 = ρ2 h2 + ρ3 h3

Sehinggaρ1  = (ρ2 h2 + ρ3 h3) : h1

Soal No. 9

Sebuah pipa U diisi dengan 4 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar. Tentukan persamaan untuk menentukan besarnya massa jenis zat cair 1PembahasanPA = PB

P1 + P4 = P2 + P3

ρ1 g h1 + ρ4 g h4 = ρ2 g h2 + ρ3 g h3

g bisa dicoret sehingga didapatkan

ρ1 h1 + ρ4 h4 = ρ2 h2 + ρ3 h3

ρ1 h1  = ρ2 h2 + ρ3 h3 -  ρ4 h4

Sehinggaρ1   = ( ρ2 h2 + ρ3 h3 -  ρ4 h4) : h1

Soal No. 10Sebuah benda berbentuk balok berada pada bejana yang berisikan air dan minyak. 50% dari volum balok berada di dalam air, 30% berada dalam minyak seperti terlihat pada gambar berikut.

Tentukan massa jenis balok tersebutDiketahui massa jenis air adalah 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3

Pembahasana) Gaya-gaya yang bekerja pada balok adalah sebagai berikut:

Berat benda w = mg Karena massa benda belum diketahui, masukkan m = ρ vB sehingga w = ρ v g dengan vB adalah volum balok.

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh airFair = ρa va g dengan va adalah volume air yang dipindahkan atau didesak oleh balok (50%v = 0,5 vB).

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh minyakFm = ρm vm g dengan vm adalah volume minyak yang dipindahkan atau didesak oleh balok (30% vB = 0,3 vB).

Gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah:

Soal No. 11Perhatikan gambar berikut, air dalam sebuah pipa kapiler dengan sudut kontak sebesar θ.

Jika jari-jari pipa kapiler adalah 0,8 mm, tegangan permukaan air 0,072 N/m dan cos θ = 0,55 tentukan tentukan ketinggian air dalam pipa kapiler! (g = 10 m/s2, ρair = 1000 kg/m3)PembahasanData soal:r = 0,8 mm = 0,8 × 10−3 mcos θ = 0,55γ = 0,072 N/mg = 10 m/s2

ρair = 1000 kg/m3

h = ....

Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa kapiler

Masuk datanya

Soal No. 12Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.

Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h!

PembahasanTentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan:Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair

Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6 cm

Soal No. 13Sebuah kelereng dengan jari-jari 0,5 cm jatuh ke dalam bak berisi oli yang memiliki koefisien viskositas 110 × 10−3 N.s/m2. Tentukan besar gesekan yang dialami kelereng jika bergerak dengan kelajuan 5 m/s!PembahasanData:r = 0,5 cm = 5 × 10−3 mη = 110 × 10−3 N.s/m2

ν = 5 m/sFf =.....

Benda yang bergerak dalam fluida akan mengalami gesekan. Besar gesekan yang terjadi jika benda bentuknya BOLA dirumuskan:

dimanaFf = gaya gesekan di dalam fluidaη = koefisien viskositas fluidar = jari-jari bendaν =  kecepatan gerak benda

sehingga besarnya gesekan

Soal No. 14Sebuah gotri yang berjari-jari 5,5 × 10−3 m terjatuh ke dalam oli yang memiliki massa jenis 800 kg/m3 dan koefisien viskositasnya 110 × 10−3 N.s/m2. Jika massa jenis gotri 2700 kg/m3, tentukan kecepatan terbesar yang dapat dicapai gotri dalam fluida!PembahasanData:Bendanya gotri, berbentuk bola.r = 5,5 × 10−3

ρb = 2700 kg/m3

Fluidanya oli.ρf = 800 kg/m3

η = 110 × 10−3 N.s/m2

νT =.....?

Kecepatan terbesar yang dicapai gotri dalam fluida dinamakan kecepatan terminal atau νT. Rumus kecepatan terminal untuk benda berbentuk bola:

sehingga:

Soal No. 15Sebuah balok yang memiliki massa 4 kg dan volume 5 × 10−4 m3 berada di dalam air digantung menggunakan sebuah pegas seperti gambar berikut.

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan konstanta pegasnya 140 N/m maka pertambahan panjang pegas ditinjau dari saat pegas tanpa beban adalah....A. 15 cmB. 20 cmC. 25 cmD. 30 cmE. 35 cmPembahasanGaya-gaya yang bekerja pada balok yaitu gaya berat balok  w = mbg  arahnya ke bawah, gaya angkat yang berasal dari air Fa = ρagVa arahnya ke atas, dan gaya pegas Fp = kΔx arahnya ke atas. Ketiganya dalam kondisi seimbang.

Karena seluruh balok berada di dalam air, maka volume air yang dipindahkan sama dengan volume balok. Dengan massa jenis air ρa =1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 diperoleh hasil:

Soal No. 1Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran seperti gambar berikut!

Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan:a) Debit airb) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember

PembahasanData :A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2

v2 = 10 m/s

a) Debit airQ = A2v2 = (2 x 10−4)(10) Q = 2 x 10−3 m3/s

b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi emberData :V = 20 liter = 20 x 10−3 m3

Q = 2 x 10−3 m3/s t = V / Q t = ( 20 x 10−3 m3)/(2 x 10−3 m3/s )t = 10 sekon

Soal No. 2Pipa saluran air bawah tanah memiliki bentuk seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil!PembahasanPersamaan kontinuitasA1v1 = A2v2 (5)(15) = (2) v2 v2 = 37,5 m/s

Soal No. 3Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut!

Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:a) Kecepatan keluarnya air b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai airc) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanahPembahasana) Kecepatan keluarnya air v = √(2gh) v = √(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s

b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai airX = 2√(hH) X = 2√(3,2 x 10) = 8√2 m

c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanaht = √(2H/g)t = √(2(10)/(10)) = √2 sekon

Soal No. 4Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat seperti diperlihatkan gambar berikut ini!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 dan luas penampang pipa kecil adalah 3 cm2 serta perbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan :a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besarb) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil

PembahasanRumus kecepatan fluida memasuki pipa venturimetar pada soal di atasv1 = A2√ [(2gh) : (A1

2 − A22) ]

a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besarv1 = A2√ [(2gh) : (A1

2 − A22) ]

v1 = (3) √ [ (2 x 10 x 0,2) : (52 − 32) ]v1 = 3 √ [ (4) : (16) ]v1 = 1,5 m/s

Tips :Satuan A biarkan dalam cm2 , g dan h harus dalam m/s2 dan m. v akan memiliki satuan m/s.

Bisa juga dengan format rumus berikut:

dimana a = luas penampang pipa kecilA = luas penampang pipa besar

b) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecilA1v1 = A2v2 (3 / 2)(5) = (v2)(3)v2 = 2,5 m/s

Soal No. 5Pada gambar di bawah air mengalir melewati pipa venturimeter.

Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm2 maka kecepatan air memasuki pipa venturimeter adalah....A. 3 m/sB. 4 m/sC. 5 m/sD. 9 m/sE. 25 m/sPembahasanSeperti soal sebelumnya, silakan dicoba, jawabannya 4 m/s.

Soal No. 6Pipa untuk menyalurkan air menempel pada sebuah dinding rumah seperti terlihat pada gambar berikut! Perbandingan luas penampang pipa besar dan pipa kecil adalah 4 : 1.

Posisi pipa besar adalah 5 m diatas tanah dan pipa kecil 1 m diatas tanah. Kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 36 km/jam dengan tekanan 9,1 x 105 Pa. Tentukan :a) Kecepatan air pada pipa kecilb) Selisih tekanan pada kedua pipa c) Tekanan pada pipa kecil(ρair = 1000 kg/m3)PembahasanData :h1 = 5 mh2 = 1 mv1 = 36 km/jam = 10 m/sP1 = 9,1 x 105 PaA1 : A2 = 4 : 1

a) Kecepatan air pada pipa kecilPersamaan Kontinuitas :A1v1 = A2v2 (4)(10) = (1) (v2)v2 = 40 m/s

b) Selisih tekanan pada kedua pipa Dari Persamaan Bernoulli :P1 + 1/2 ρv1

2 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2

P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v1

2) + ρg(h2 − h1)P1 − P2 = 1/2(1000)(402 − 102) + (1000)(10)(1 − 5) P1 − P2 = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000P1 − P2 = 710000 Pa = 7,1 x 105 Pac) Tekanan pada pipa kecilP1 − P2 = 7,1 x 105

9,1 x 105 − P2 = 7,1 x 105

P2 = 2,0 x 105 Pa

Soal No. 7Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm. Jika kecepatan aliran di bagian pipa berdiameter besar adalah 10 cm/s, maka kecepatan aliran di ujung yang kecil adalah....A. 22,5 cm/s B. 4,4 cm/s C. 2,25 cm/s D. 0,44 cm/s E. 0,225 cm/s (Soal UAN Fisika 2004) PembahasanData soal:D1 = 12 cmD2 = 8 cmv1 = 10 cm/sv2 = ........Rumus menentukan kecepatan diketahui diameter pipa

sehingga

Soal No. 8Perhatikan gambar!

Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada pipa kecil adalah....A. 1 m.s−1

B. 4 m.s−1

C. 8 m.s−1

D. 16 m.s−1

E. 20 m.s−1

(UN Fisika SMA 2012 A86)PembahasanPersamaan kontinuitasData soal:V1 = 4D1 = 2D2 = 1V2 =...?

Soal No. 9Sebuah pesawat dilengkapi dengan dua buah sayap masing-masing seluas 40 m2. Jika kelajuan aliran udara di atas sayap adalah 250 m/s dan kelajuan udara di bawah sayap adalah 200 m/s tentukan gaya angkat pada pesawat tersebut, anggap kerapatan udara adalah 1,2 kg/m3!

PembahasanGaya angkat pada sayap pesawat:

dimana:A = luas total penampang sayapρ = massa jenis udaraνa = kelajuan aliran udara di atas sayapνb = kelajuan aliran udara di bawah sayapF = gaya angkat pada kedua sayap

Data soal:Luas total kedua sayap A = 2 x 40 = 80 m2

Kecepatan udara di atas dan di bawah sayap:

νa = 250 m/sνb = 200 m/sMassa jenis udaraρ = 1,2 kg/m3

F =.....

Soal No. 10Gaya angkat yang terjadi pada sebuah pesawat diketahui sebesar 1100 kN.

Pesawat tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar 80 m2. Jika kecepatan aliran udara di bawah sayap adalah 250 m/s dan massa jenis udara luar adalah 1,0 kg/m3 tentukan kecepatan aliran udara di bagian atas sayap pesawat!

PembahasanData soal:A = 80 m2

νb = 250 m/sρ = 1,0 kg/m3

F = 1100 kN = 1100 000 Nνa =......

Kecepatan aliran udara di atas sayap pesawat adalah 300 m/s

Soal No. 11Sebuah bak penampung air diperlihatkan pada gambar berikut. Pada sisi kanan bak dibuat saluran air pada ketinggian 10 m dari atas tanah dengan sudut kemiringan α°.

Jika kecepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan:a) kecepatan keluarnya airb) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanahc) nilai cos αd) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibuka(Gunakan sin α = 5/8 dan √39 = 6,24)Pembahasana) kecepatan keluarnya airKecepatan keluarnya air dari saluran:

b) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanahMeminjam rumus ketinggian dari gerak parabola, dari situ bisa diperoleh waktu yang diperlukan air saat menyentuh tanah, ketinggian jatuhnya air diukur dari lubang adalah − 10 m.

c) nilai cos αNilai sinus α telah diketahui, menentukan nilai cosinus α

d) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibukaJarak mendatar jatuhnya air

Soal No. 12Untuk mengukur kelajuan aliran minyak yang memiliki massa jenis 800 kg/m3 digunakan venturimeter yang dihubungkan dengan manometer ditunjukkan gambar berikut.

Luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 sedangkan luas penampang pipa yang lebih kecil 3 cm2. Jika beda ketinggian Hg pada manometer adalah 20 cm, tentukan kelajuan minyak saat memasuki pipa, gunakan g = 10 m/s2 dan massa jenis Hg adalah 13600 kg/m3.

PembahasanRumus untuk venturimeter dengan manometer, di soal cairan pengisi manometer adalah air raksa / Hg:

denganv1 = kecepatan aliran fluida pada pipa besarA = luas pipa yang besara = luas pipa yang kecilh = beda tinggi Hg atau cairan lain pengisi manometerρ' = massa jenis Hg atau cairan lain pengisi manometerρ = massa jenis fluida yang hendak diukur kelajuannyaData:A = 5 cm2

a = 3 cm2

h = 20 cm = 0,2 mg = 10 m/s2

diperoleh hasil:

Soal No. 1Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti gambar berikut! Pegas kemudian diberi beban benda bermassa M = 500 gram sehingga bertambah panjang 5 cm.

Tentukan :a) Nilai konstanta pegasb) Energi potensial pegas pada kondisi IIc) Energi potensial pegas pada kondisi III ( benda M kemudian ditarik sehingga bertambah panjang 7 cm)d) Energi potensial sistem pegas pada kondisi IIIe) Periode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonisf) Frekuensi getaran pegasPembahasana) Nilai konstanta pegasGaya-gaya yang bekerja pada benda M saat kondisi II adalah gaya pegas dengan arah ke atas dan gaya berat dengan arah ke bawah. Kedua benda dalam kondisi seimbang.

b) Energi potensial pegas pada kondisi II

c) Energi potensial pegas pada kondisi III ( benda M kemudian ditarik sehingga bertambah panjang 7 cm)

d) Energi potensial sistem pegas pada kondisi III

e) Periode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonis

f) Frekuensi getaran pegas

Soal No. 2Enam buah pegas identik disusun sehingga terbentuk seperti gambar di bawah. Pegas kemudian digantungi beban bermassa M .

Jika konstanta masing-masing pegas adalah 100 N/m, dan massa M adalah 5 kg, tentukan :a) Nilai konstanta susunan pegasb) Besar pertambahan pertambahan panjang susunan pegas setelah digantungi massa M

Pembahasan a) Nilai konstanta susunan pegas

b) Besar pertambahan pertambahan panjang susunan pegas setelah digantungi massa M

Penjelasan Tambahan (Untuk Adek Isal):2a) Pegas 1, pegas 2 dan pegas 3 disusun paralel, bisa diganti dengan satu buah pegas saja, namakan k123 misalnya. Untuk susunan paralel total konstantanya tinggal dijumlahkan saja Dek, sehingga k123 = 100 + 100 + 100 = 300 N/mPegas 4 dan pegas lima juga disusun paralel, penggantinya satu pegas saja, namakan k45, k45 = 100 + 100 = 200 N/mTerakhir kita tinggal punya 3 pegas, yaitu k123 = 300 N/m, k45 = 200 N/m dan k6 = 100 N/m yang disusun seri.Trus,..cari ktotal dengan rumus untuk susunan seri (pake seper-seper gt) seperti jawaban di atas.

2b) Benda M dipengaruhi gaya gravitasi / beratnya (W) yang arahnya ke bawah. Kenapa tidak jatuh,..karena ditahan oleh pegas (ada gaya pegas Fp) yang arahnya ke atas. Benda dalam kondisi diam, sehingga gaya ke gaya berat besarnya harus sama dengan gaya pegas. Jadi Fp = W. Rumus Fp = kΔ x, sementara rumus W = mg.

Soal No. 3Perhatikan gambar berikut! Pegas-pegas dalam susunan adalah identik dan masing-masing memiliki konstanta sebesar 200 N/m.

Gambar 3a

Gambar 3b

Tentukan :a) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3ab) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3b

Pembahasan a) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3aSusunan pada gambar 3a identik dengan 4 pegas yang disusun paralel, sehingga ktot = 200 + 200 + 200 + 200 = 800 N/m

b) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3b

Soal No. 4Sebuah benda bermassa M = 1,90 kg diikat dengan pegas yang ditanam pada sebuah dinding seperti gambar dibawah! Benda M kemudian ditembak dengan peluru bermassa m = 0,10 kg.

Jika peluru tertahan di dalam balok dan balok bergerak ke kiri hingga berhenti sejauh x = 25 cm, tentukan kecepatan peluru dan balok saat mulai bergerak jika nilai konstanta pegas adalah 200 N/m!Pembahasan Peluru berada di dalam balok, sehingga kecepatan keduanya sama besarnya, yaitu v.

Balok dan peluru ini punya energi kinetik EK. Kenapa kemudian berhenti? Karena dilawan oleh gesekan pada lantai. Jadi persamaan untuk kasus ini adalah :

Masuk datanya untuk mendapatkan kecepatan awal gerak balok (dan peluru di dalamnya) :

Soal No. 5 Perhatikan gambar berikut ini!

Tentukan :a) nilai konsanta pegasb) energi potensial pegas saat x = 0,02 meter(Sumber gambar : Soal UN Fisika 2008 Kode Soal P4 )

Pembahasan a) nilai konsanta pegas

b) energi potensial pegas saat x = 0,02 meter

Soal No. 6Seorang anak yang massanya 50 kg bergantung pada ujung sebuah pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Tetapan pegas bernilai...A. 500 N/mB. 5 NC. 50 N/mD. 20 N/mE. 5000 N/m

PembahasankΔx = mgk (0,1) = 50(10)

k = 5000 N/m

Soal No. 7Perhatikan hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (Δ X) berikut! Manakah yang memiliki konstanta elastisitas terbesar?

PembahasanGaya elastik, gaya pegas:F = kΔxk = F/Δx

Paling besar?A. k = 50 / 10 = 5B. k = 50 / 0,1 = 500C. k = 5 / 0,1 = 50D. k = 500 / 0,1 = 5000E. k = 500 / 10 = 50(elastisitas - un fisika sma 2013)

Soal No. 8Untuk merenggangkan pegas sebesar 5 cm diperlukan gaya 10 N. Tentukan pertambahan panjang pegas jika ditarik dengan gaya sebesar 25 N!

PembahasanDari rumus gaya pegas diperoleh besar konstanta pegas, jangan lupa ubah cm ke m:F = kΔx10 = k(0,05) k = 10/0,05k = 200 N/mUntuk F = 25 N, dengan k = 200 N/mF = kΔx25 = 200ΔxΔx = 25/200 meter = 12,5 cm.

Selain cara di atas bisa juga dengan cara perbandingan, hasilnya sama.

Soal No. 9Untuk meregangkan sebuah pegas sebesar 4 cm diperlukan usaha 0,16 J. Gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas tersebut sepanjang 2 cm diperlukan gaya sebesar...A. 0,8 NB. 1,6 NC. 2,4 ND. 3,2 NE. 4,0 N(umptn 1996)PembahasanData:Δx = 4 cm = 0,04 mW = 0,16 joule

Usaha pegas tidak lain selisih energi potensial pegas, dalam hal ini bisa dianggap dari kondisi Δx = 0 m menjad Δx = 0,04 m

W = ΔEpW = 1/2 k(Δx)2

0,16 = 1/2 k (0,04)2

k = 200 N/m

Kembali ke rumus gaya pegas dengan pertambahan panjang yang diminta sekarang adalah 2 cmΔx = 2 cm = 0,02 mF = kΔxF = 200(0,02) = 4 newton.

Soal No. 10Sepotong kawat logam homogen dengan panjang 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2 ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N bertambah panjang 1 mm. Modulus elastik bahan kawat logam tersebut adalah....A. 7 × 108 N/m2

B. 7 × 109 N/m2

C. 7 × 1010 N/m2

D. 7 × 1011 N/m2

E. 7 × 1017 N/m2

(Modulus Elastisitas - UAN Fisika 2002)

PembahasanData:F = 100 NLo = 140 cm = 1,4 mA = 2 mm2 = 2 × 10−6 m2

ΔL = 1 mm = 10−3 mE =....

Rumus modulus elastisitas atau modulus young

Dimana F = gaya, Lo = panjang mula-mula, A = luas penampang, ΔL = pertambahan panjang, dan  E = modulus elastisitas, semuanya dalam satuan standar.Masukan datanya

Soal No. 11Susunan pegas berikut ini memiliki konstanta pengganti sebesar.....

A. 200 N/mB. 225 N/mC. 250 N/mD. 400 N/mE. 750 N/m

Soal No. 12Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.

Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h!

PembahasanSoal ini menghubungkan topik gaya pegas dengan gaya berat dari cairan atau fluida. Ingat selain rumus berat w = mg, bisa juga w = ρ g V, dimana ρ adalah massa jenis benda dan V

adalah volume benda. Jika benda berbentuk tabung, volume benda bisa diganti dengan luas alas kali tinggi atau hA, sehingga w = ρ g hA.

Tentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan:Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair

Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6 cm

1. Tali nilon berdiameter 2 mm ditarik dengan gaya 100 Newton. Tentukan tegangan tali!PembahasanDiketahui :Gaya tarik (F) = 100 NewtonDiameter tali (d) = 2 mm = 0,002 meterJari-jari tali (r) = 1 mm = 0,001 meterDitanya : Tegangan taliJawab :Luas penampang tali :

Tegangan tali :

2. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 100 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 2 mm. Tentukan regangan tali!PembahasanDiketahui :

Ditanya : Regangan taliJawab :Regangan tali :

3. Suatu tali berdiameter 4 mm dan mempunyai panjang awal 2 meter ditarik dengan gaya 200 Newton hingga panjang tali berubah menjadi 2,02 meter. Hitung (a) tegangan tali (b) regangan tali (c) modulus elastisitas Young!PembahasanDiketahui :

Ditanya : (a) Tegangan (b) Regangan (c) Modulus YoungJawab :(a) Tegangan

(b) Regangan

(c) Modulus Young

4. Seutas tali nilon berdiameter 1 cm dan panjang awal 2 meter mengalami tarikan 200 Newton. Hitung pertambahan panjang senar tersebut! E nilon = 5 x 109 N/m2

PembahasanDiketahui :

Ditanya : Pertambahan panjangJawab :Rumus Modulus Young :

Pertambahan panjang nilon :

Pertambahan panjang tali nilon = 0,26 milimeter

5. Tiang beton mempunyai tinggi 5 meter dan luas penampang lintang 3 m3 menopang beban bermassa 30.000 kg. Hitunglah (a) tegangan tiang (b) regangan tiang (c) perubahan tinggi tiang! Gunakan g = 10 m/s2. Modulus elastis Young Beton = 20 x 109 N/m2

PembahasanDiketahui :

Ditanya : (a) Tegangan tiang (b) Regangan tiang (c) Perubahan tinggi tiang!Jawab :(a) Tegangan tiang

(b) Regangan tiang

(c) Perubahan tinggi tiang

Tiang bertambah pendek 0,025 milimeter.