Fisika XI

1. 1. Pada sistem keseimbangan benda tegar seperti gambar di samping, batang A homogen dengan panjang 80 cm beratnya 18 N. Pada ujung B digantung beban yang beratnya 30 N. Batang ditahan oleh tali BC. Jika jarak AC = 60 cm,berapa tegangan pada tali?

Pembahasan :

BC² = AB² + AC²

= 80² + 60²

= 6400 + 3600

= 10.000

BC = 100 cm

= 1 m

Terjadi kesetimbangan

∑σ = 0

-wB . AB - wAB . ½AB + T sinα . AB = 0

-30 . 0,8 - 18 . 0,4 + T . 0,6 . 0,8 = 0

-24 - 7,2 + 0,48 T = 0

0,48 T = 31,2

T = 65 N

2. 2. Pada sebuah katrol yang berjari-jari 10 cm dililitkan tali dan ujung tali diberi beban 0,4 kg (g = 10 m/s²) sehingga katrol berputar. Apabila momen kelembaman katrol 4 x 10 ^-3 kg m², berapakah besar tegangan pada tali ?

Pembahasan :

Hukum Newton (II)

F = m . a

W - T = m . a

T = W – ma

= m . g – m . a

= 0,4.10 - 0,4a

T = 4 - 0,4a....(1)

Torsi = Inersia x Alfa

T R = I a/R

T. 0,1 = 4.10^-3 . a/0,1

a = 0,1 / 4.10^-2

= 2,5 T...(2)

Persamaan (2) masuk ke persamaan (1)

T = 4 - 0,4 A

= 4 - 0,4 . 2,5 T

= 4 – T

T = 2N

3. 3. Jika luas penampang pipa A = 10 cm² dan pipa B = 4 cm². Berapakah kecepatan aliran air pada pipa B, jika kecepatan aliran air pada pipa A = 10 m/s?

Pembahasan :

AA . v A = AB . v B

10 . 10 = 4 . v B

100 = 4 . v B

v B = 25 cm/s

4. 4. Sebuah tangki terbuka diisi dengan air sampai setinggi 6 m. Pada kedalaman 3 m di bawah permukaan air, terdapat kebocoran kecil di sisi tangki hingga air menyemprot keluar dari lubang tersebut dan jatuh ke tanah sejauh R dari kaki tangki,berapakah jarak R?

Pembahasan :

v = √2gh

= √ 2 . 10. 3

= √ 60 m/s

t = √ 2 . h₁ / g

= √ 2 . 3 / 10

= √ 0,6 s

R = v . t

= √ 60 . √ 0,6

R = 6 meter

5. 5. Drum yang memiliki volume rata-rata 450 liter digunakan untuk membuat jembatan ponton. Jika setiap drum menopang gaya 1500 N, berapakah bagian drum yang tercelup?

V₁ = 450 liter

= 450 dm³

= 0,45 m³

F = 1.500 N

Rumus gaya ke atas

F = ρ. g . V

1.500 = 1000. 10 . V

1.500 = 10.000 V

V = 0,15 m³

V _Celup = V / V₁

= (1/3) bagian