Senin, 16 April 2012

usaha dan enegi

Untuk kelas xi tanggal 14 nov
40 soal untuk 2 minggu, tiap minggu 20 soal.

• Pilihlah salah satu jawaban yang benar!


1. Untuk memindahkan scbuah benda yang memiliki massa 2 kg pada arah vertical diperlukan usaha sebesar 200 joule. Jika g = 10 m/s2, maka besarnya perpindahan benda adalah
a. 0,5 m d. 10 m
b. 1,50 m e. 15 m
c. 7,5 m

2. Seorang menarik benda bermassa 2 kg dengan menggunakan sepotong tali seperti pada gambar. Usaha yang dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 4 m adalah

a. 40 J d. 200 J
b. 80 J e. 400 J
c. 120 J

Untuk soal no. 3 dan 4, berhubungan denga grafik di bawah ini!

3. Usaha yang dilakukan untuk menggerak-kan benda dari A ke C adalah
a. 50 J d. 140 J
b. 70 J e. 200 J
c. 100 J

4. Usaha paling besar dilakukan ketika benda digerakkan dari
a. A ke B d. A ke C
b. B ke C e. B ke D
c. C ke D


5. Sebuah benda ditarik dengan gaya 100 N sehingga bergerak lurus pada bidang horizontal, jika gaya gesek 50 N dan massa benda 5 kg. Benda bergeser sejauh 10 m, besarnya usaha yang dialami benda adalah
a. 500 J d. 1500 J
b. 750 J e. 2000 J
c. 1000 J

6. Sebuah benda massa 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s2. Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Usaha total yang dikerjakan pada benda selama beberapa saat tersebut adalah
a. 10 J d. 36 J
b. 16 J e. 40 J
c. 20 J

7. Sebuah bola bermassa 1 kg bergerak dari A ke B melalui lintasan lengkung licin. Usaha yang dilakukan bola dari A ke B adalah

a. 40 J d. 200 J
b. 80 J e. 400 J
c. 100 J

8. Sebuah balok bermassa 2 kg meluncur dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring licin sepanjang 12 m. Sudut kemiringan bidang miring terhadap horizontal adalah 530. Ketika sampai di dasar bidang miring energi kinetiknya adalah
a. 48 J d. 192 J
b. 96 J e. 288 J
c. 154 J


9. Sebuah benda dengan massa 2 kg terletak di tanah. Benda itu ditarik vertical ke atas dengan gaya 25 N selama 2 detik lalu dilepaskan. Jika g = 10m/s2, energi kinetik benda saat mengenai tanah adalah
a. 150 J d. 50 J
b. 125 J e. 25 J
c. 100 J

10. Sebuah bola dengan massa 1 kg ditendang dengan sudut elevasi 60 dan kecepatan awal 40 m/s sehingga menempuh lintasan parabola. Pada saat ketinggian maksimum maka energi potensial bola adalah
a. 200 J d. 800 J
b. 400 J e. 1000J
c. 600 J

11. Sebuah bola dengan massa 2 kg berada di atas meja yang tingginya 1,5 m di atas tanah. Apabila bola jatuh bebas, maka kecepatan bola saat tinggi bola 0,3 m dari atas tanah adalah
a. m/s d. m/s
b. 2 m/s e. 5 m
c. 3 m/s

12. Energi potensial suatu benda pada ketinggian tertentu adalah x, untuk memindahkan benda menjadi 2 kali ketinggian semula usahanya adalah
a. –x d. 2x
b. x e. 3x
c. -2x

13. Berikut adalah pernyataan tentang Usaha dan Energi
1. Dimensi usaha sama dengan dimensi energi
2. Satuan Energi adalah kgm2/s2
3. Besarnya usaha berbanding lurus dengan perpindahan
4. Energi kinetik berbanding lurus dengan kecepatan
Pernyataan yang benar adalah
a. (1), (2) dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4) saja
e. (1), (2), (3) dan (4)


14. Mobil dengan massa 1200 kg melaju dengan kecepatan 72 km/jam, agar mobil dapat berhenti pada jarak 100 m maka besarnya usaha untuk mengerem mobil adalah
a. 1.200 J d. 3.600 J
b. 1.800 J e. 24.000J
c. 2.400 J

15. Sebuah benda kecil mulai meluncur dari suatu puncak lingkaran tegak licin dengan jari-jari 90 cm, seperti pada gambar. Ketinggian benda dari tanah ketika anak mulai meninggalkan lingkaran adalah


a. 90 m d. 45 m
b. 75 m e. 15 m
c. 60 m

16. Sebuah peti seberat 40 N mulai dari keadaan diam meluncur ke bawah suatu bidang miring kasar sepanjang 6 m. bidang miring membentuk sudut 370 terhadap horizontal dan gaya gesekan antara peti dan bidang miring adalah 6 N. Kelajuan peti ketika tiba di dasar bidang miring adalah
a. 12 m/s d. 6 m/s
b. 3 m/s e. 4 m/s
c. 6 m/s

17. Sebuah pegas memiliki grafik gaya terhadap simpangan sebagai berikut

Energi potensial yang dimiliki oleh pegas pada saat simpangannya 4 cma adalah
a. 160 J d. 0,8 J
b. 80 J e. 0,4 J
c. 1,6 J


18. Dua buah titik melakukan gerak harmonik sederhana pada satu garis lurus. Mula-mula kedua titik berangkatdari titik keserimbangan dengan arah yang sama denan periode masing-masing sekon dan sekon, maka beda fase setelah kedua titik bergerak sekon adalah ..
a. d.
b. e.
c.
19. Sebuah beban yang tergantung pada pegas bergetar harmonis dengan ampitudo 4 cm, pada saat simpangan beban 2 cm dari titik kesetimbangan energi potensialnya 10 J, maka energi mekaniknya adalah
a. 40 J d. 24 J
b. 36 J e. 20 J
c. 30 J

20. Usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas A sebesar 2 cm adalah 10 J. Dengan gaya yang sama, usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas A sebesar 4 cm adalah
a. 40 J d. 24 J
b. 36 J e. 20 J
c. 30 J

21. Energi potensial pegas terbesar dimiliki benda ketika
a. Simpangan maksimum
b. Simpangan Nol
c. Ep = Ek
d. Energi kinetik maksimum
e. Tidak dapat ditentukan

22. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 25 cm. Kemudian ujung kawat pegas digantungi beban 200 gram sehingga panjang pegas menjadi 30 cm. Jika beban tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm, maka energi potensial elastik pegas adalah
a. 0,025 J d. 0,25 J
b. 0,05 J e. 0,5 J
c. 0,1 J

23. Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya, bila gaya tahan rata-rata tanah adalah 500 N maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah
a. 4 kali d. 8 kali
b. 5 kali e. 10 kali
c. 6 kali

24. Suatu pegas dengan konstanta pegas 100 N/cm. Ketika pegas ditarik sehingga bertambah panjang 2 cm maka energi potensial pegasnya adalah
a. 200 J d. 5 J
b. 50 J e. 2 J
c. 20 J

25. Energi potensial pegas sebanding dengan
a. Simpangan
b. Kuadrat simpangan
c. (Konstanta pegas)-1
d. kecepatan getar
e. frekwensi getaran

26. Suatu benda bermassa m bergetar dengan frekuensi f dan amplitudo A, Energi mekanik yang dimiliki benda itu adalah
a. 22mf2A2 d. 42mfA2
b. 42mf2A2 e. 22m2f2A2
c. 22mfA2

27. Perbandingan Ek dengan Ep partikel yang bergerak harmonik adalah 1 : 2. Jika Ep =100 J mka energi mekanik getaran adalah
a. 50 J d. 200 J
b. 100 J e. 250 J
c. 150 J

28. Sebuah partikel bermassa 1 gram bergerakharmonik sederhana dengan amplitudo 2  103 m. Percepatan partikel pada saat simpangannya maksimum adalah 8  103 m/s2, maka frekuensi getaran adalah ....
a. m/s2 d. 1000 m/s2
b. m/s2 e. 200 m/s2
c. m/s2

29. Usaha yang diperlukan untuk menarik pegas dengan konstanta pegas K sejauh 4 cm adalah 4 Joule. Maka usaha yang diperlukan untuk menarik 2 buah pegas identik yang tersusun parallel (konstanta pegas masing-masing K) sejauh 4 cm adalah
a. 8 Joule d. 2 Joule
b. 6 Joule e. 0,5 Joule
c. 4 Joule

30. Grafik hubungan antara gaya dan simpangan pada suatu pegas adalah sebagai berikut

Energi potensial pegas pada saat simpangannya 2 cm adalah
a. 1,2 Joule d. 0,6 Joule
b. 1,0 Joule e. 0,3 joule
c. 0,8 Joule


31. Simpangan dari sebuah pegas yang bergetar harmonis dengan amplitudo 1 cm, ketika energi kinetis 3 kali energi potensial adalah ...
a. 0 d. cm
b. 0,25 cm e. cm
c. cm

32. Pada saat simpangan suatu pegas maksimum maka pernyataan berikut yang benar adalah
a. Energi potensial maksimum
b. Kecepatan maksimum
c. Energi kinetik maksimum
d. Energi mekanik maksimum
e. Energi potensial sama dengan energi kinetik

33. Pada saat kecepatan getar pegas maksimum maka
a. Energi potensial maksimum
b. Simpangan getar maksimum
c. Energi kinetik maksimum
d. Energi mekanik maksimum
e. Energi potensial sama dengan energi kinetik

34. Daya adalah ....
a. Energi per satuan volume
b. Energi per satuan massa
c. Energi per satuan waktu
d. Gaya kali perpindahan
e. Tegangan kali kuadrat arus


35. Air terjun setinggi 10 meter di atas permukaan sungai mengalirkan air 1000 liter per detik, jika massa jenis air adalah 1000 kg/m3, maka daya maksimal yang dapat dihasilkan air terjun di permukaan sungai adalah
a. 0,1 kilowatt
b. 1 kilowatt
c. 10 kilowatt
d. 100 kilowatt
e. 1000 kilowatt

36. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s, jika mobil memiliki daya 100 hp
(1 hp = 746 watt), maka gaya yang dimiliki mobil itu adalah
a. 11190 N d. 746 N
b. 7460 N e. 373 N
c. 3730 N

37. Sebuah mesin memiliki daya 250 hp, maka apabila dinyatakan dalam watt dayanya adalah (watt)
a. 373000 d. 29840
b. 298400 e. 18650
c. 186500

38. Air terjun “curug cepe” dapat menghasilkan daya maksimum 2 Mwatt, apabila suatu mesin hanya dapat mengkonversi 60% dari energi air terjun menjadi energi listrik. Maka energi listrik maksimal yang dapat diperoleh setiap detik adalah
a. 3,33 Mwatt d. 0,8 Mwatt
b. 1,8 Mwatt e. 0,5 Mwatt
c. 1,2 Mwatt

39. Panel surya dengan luas permukaan 1 m2 digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik pada suatu siang dengan intensitas cahaya matahari 1000 watt/m2. Jika energi listrik yang diperoleh 90 joule setiap detik, maka efisiensi panel surya adalah
a. 4,5 % d. 14%
b. 9% e. 19%
c. 12%

40. Berikut adalah sumber-sumber energi yang dapat diperbaharui kecuali
a. Fosil
b. Matahari
c. Air
d. Angin
e. Gelombang

momentum dan impuls

Kelas xi
Untuk tanggal 25 november ke atas
Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !


1. Balok bermassa m1= 2 kg dan m 2 = 4 kg saling mendekati di atas bidang horizontal yang licin, laju awal adalah v1 = 5 m s1 dan v2 = 10 m s1. Kedua balok saling bertumbukan tidak lenting maka laju balok kedua balok adalah… .
a. 5 m/s searah v1
b. 5 m/s searah v2
c. 7,5 m/s searah v1
d. 7,5 m/s searah v2
e. 12,5 m/s searah v1

2. Seseorang massa 60 kg naik perahu massa 100 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 5 m/s . Jika orang tersebut loncat ke samping dengan kecepatan 10 m/s terhadap perahu, maka kecepatan perahu saat setelah orang melompat adalah … .
a. 4 m/s
b. 5 m/s
c. 6 m/s
d. 8 m/s
e. 10 m/s

3. Rico menendang bola yang bermassa 0,5 kg secara horizontal. Jika besar gaya F = 40 N dan waktu sentuh gaya pada bola 0,1 s maka laju bola saat setelah ditendang adalah … .
a. 5 m/s
b. 6 m/s
c. 8 m/s
d. 9 m/s
e. 10 m/s

4. Balok massa 900 gram berada di atas lantai horizontal yang kasar yang mempunyai koefisien gesek kinetik 0,5 . Sebuah peluru massa 100 gram ditembakkan secara horizontal dengan laju 100 m/s dan peluru bersarang dalam balok. Jarak balok saat ditumbuk peluru hingga balok berhenti adalah… .
a. 1,0 m
b. 1,2 m
c. 1,5 m
d. 1,8 m
e. 2,0 m
5. Sebuah benda yang mula-mula diam ditumbuk oleh benda lain. Bila massa kedua benda sama dan tumbukan lenting sempurna, maka
(1) setelah tumbukan, kecepatan benda yang menumbuk menjadi nol dan benda kedua kecepatannya sama dengan benda pertama sebelum menumbuk
(2) koefisien restitusinya satu
(3) jumlah momentum linear kedua benda, sebelum dan sesudah tumbukan sama besar
(4) sebelum dan sesudah tumbukan, jumlah energi kinetik kedua benda itu sama besar
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4
e. 1, 2, 3 dan 4

6. Bola A yang bergerak lurus dan mempunyai momentum 3 mV, menumbuk bola B yang bergerak pada garis lurus yang sama. Jika setelah tumbukan bola A mempunyai momentum  mV, maka besar perubahan momentum bola B adalah :
a. 2 mV
b. 2 mV
c. 3 mV
d. 4 mV
e. 4 mV

7. Dua buah benda titik bermassa m1 = 2 kg dan m2 = 3 kg terletak berdekatan di bidang datar licin. Sistem ini mendapat impuls gaya hingga kedua benda bergerak masing-masing dengan laju V1 = 4 m/s dan V2 = 2 m/s dengan arah saling tegak lurus. Besarnya impuls gaya yang bekerja pada sistem adalah (Dalam Ns) :
a. 8
b. 10
c. 12
d. 13
e. 17
8. Sebuah benda bermassa 2 kg digerakkan mendatar di meja licin dari keadaan diam dan sebuah gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu menurut F = 40 + 10t, dengan t dalam s dan F dalam N. Pada saat t = 2 s, maka :
(1) kecepatan benda 25 m/s
(2) percepatan benda 30 m/s2
(3) momentum benda 50 kg m/s
(4) energi kinetik benda 625 J.
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3 d. 4
b. 1 dan 3 e. 1, 2, 3 dan 4
c. 2 dan 4

9. Sebuah granat yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian itu adalah : m1: m2 =1 : 2. Bila energi yang dibebaskan adalah 3 x 105 joule, maka perbandingan besar momentum pecahan granat pertama dan kedua adalah :
a. 1 : 1
b. 2 : 1
c. 1 : 3
d. 5 : 1
e. 7 : 5

10. Bola karet dijatuhkan dari atas gedung yang tingginya 64 m ke tanah. Jika koefisien restitusi 0,25 maka bola akan mencapai ketinggian maksimum 1 m setelah terpantul sebanyak … .
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 8

12. Sebuah benda jatuh bebas dari tempat yang tingginya 80 m. Jika energi potensial awalnya 1600 joule, maka
(1) massa benda 2 kg
(2) benda sampai di tanah setelah 4 sekon
(3) tepat ketika sampai ke tanah kecepatan benda 40 m/s
(4) tepat ketika sampai ke tanah energi kinetiknya 1000 joule
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4
e. 1, 2, 3 dan 4
11. Suatu ayunan yang massa bandulnya M dinaikkan pada ketinggian 20 cm dan dilepaskan. Pada bagian terendah lintasannya, bandul membentur suatu massanya sama M yang mula-mula diam di atas permukaan mendatar yang licin. Apabila tumbukan lenting sempurna maka jarak yang ditempuh balok setelah tumbukan dalam waktu 1,5 s adalah… .

a. 1 m
b. 2 m
c. 3 m
d. 4 m
e. 5 m

13. Sebuah peluru dengan massa 400 gram ditembakkan vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan 80 m/s. Jika g = 10 m/s2 maka
(1) tinggi maksimum yang dicapai peluru = 320 meter.
(2) pada titik tertinggi energi peluru = 1280 joule.
(3) pada ketinggian 100 m dari tanah, energi kinetiknya 880 joule.
(4) pada titik tertinggi energinya nol
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4
e. 1, 2, 3 dan 4

14. Sebuah benda dengan massa 2 kg, dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Bila g = 10 m/s2, besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 10 m adalah
a. 400 J
b. 600 J
c. 800 J
d. 1000 J
e. 1200 J


15. Mobil (massa mobil dan isinya adalah 1000 kg) bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Gaya rem mobil agar mobil berhenti pada jarak 100 m adalah
a. 2000 N
b. 2500 N
c. 4000 N
d. 5000 N
e. 8000 N

16. Sebuah gaya F = 2 i + 4 j melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah menurut r = 5 i – a j vektor dan berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu x dan sumbu y pada koordinat Cartesian. Bila usaha itu bernilai 20 J maka nilai a sama dengan :
a. 3
b. 4
c. 5
d. 6
e. 7

17. Jika suatu benda jatuh bebas, maka :
(1) energi mekaniknya berubah
(2) energi potensialnya tetap
(3) energi kinetik berkurang
(4) momentumnya bertambah
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4
e. 1, 2, 3 dan 4

18. Sebuah balok bermassa 10 kg didorong dengan gaya 20 N selama 2 sekon. Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah… .
a. 10 joule
b. 20 joule
c. 40 joule
d. 60 joule
e. 80 joule


19. Sebuah balok bermassa 10 kg semula diam meluncur di atas bidang miring yang kasar dengan sudut kemiringan 30. Jika gaya gesek antara balok dengan lantai 10 N maka kecepatan balok saat meluncur sejauh 2 m adalah… .
a. 5 m/s
b. 6 m/s
c. 8 m/s
d. 9 m/s
e. 10 m/s

20. Pernyataan yang benar berikut ini
1. Setiap benda yang bergerak lurus maka pada benda selalu bekerja gaya
2. Setiap benda yang jatuh bebas maka tidak ada usaha yang bekerja pada benda
3. Jika momentum benda konstan maka gaya yang bekerja pada benda konstan
4. Setiap benda diberi usaha selalu terjadi perubahan energi kinetik
Pernyataan yang benar adalah… .
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4
e. 1,2, 3 dan 4

Soal Essay

1. Dua balok masing-masing m1 = 10 kg dan m2 = 20 kg bergerak berlawanan arah v1 = 10 m/s dan v2 = 20 m/s . Tentukan laju masing – masing balok jika tumbukan tidak lenting !
2. Bola karet jatuh bebas dari atas gedung yang tingginya 32 m. Jika koefisien restitusi 0,5 tentukan ketinggian maksimum bola tersebut jika mengalami pemantulan dua kali !
3. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Jika mobil direm dan ingin berhenti sejauh 50 m tentukan gaya rem yang diperlukan !
4. Seorang naik perahu yang sedang bergerak dengan laju 10 m/s . Jika massa orang 50 kg dan massa perahu 150 kg tentukan laju dan arah perahu sesaat setelah orang melompat ke belakang dengan laju 5 m/s terhadap perahu !