Soal Mekanika

TUGAS MANDIRI

MEKANIKA

(PIPA3221)

PETUNJUK: UNTUK SOAL NOMOR   1  SAMPAI  49, PILIHLAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT!

1.   Kecepatan rata-rata partikel yang bergerak dalam selang waktu tertentu adalah

A.   pergeseran rata-rata persatuan waktu selama selang waktu tersebut.

B.   pergeseran perselang waktu rata-rata.

C.   pergeseran perselang waktu.

D.   pergeseran persatuan waktu.

2.   Kecepatan rata-rata yang bergerak di dalam ruang dapat dituliskan sebagai  sedangkan kecepatan sesaatnya adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

     

3.   Kedudukan partikel yang bergerak sepanjang sumbu x setiap saat dinyatakan x = 3t² + 3, x dinyatakan dalam meter dan t dinyatakan dalam sekon sampai 4 sekon adalah

A.   72 m/s.

B.   42 m/s.

C.   33 m/s.

D.   18 m/s.

4.   Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu y dengan persamaan y = 2t² - 10t + 30, y dinyatakan dalam meter dan t dinyatakan dalam sekon. Kecepatan partikel pada saat    t = 5 sekon adalah

A.   30 m/s.

B.   10 m/s.

C.   5 m/s.

D.   0 m/s.

5.   Benda bergerak dalam lintasan lengkung mengalami percepatan, maka komponen-komponen percepatan adalah

A.   normal dan diagonal.

B.   diagonal dan tangensial.

C.   radial dan normal.

D.   tangensial dan normal.

6.   Selama selang waktu Dt, sebuah partikel yang bergerak mengalami perubahan kecepatan sebesar . Percepatan rata-rata pertikel tersebut didefinisikan sebagai

A.  

B.  

C.  

D.  

7.   Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu x dengan persamaan x = 10t³ + 5t² + 2, x dinyatakan dalam meter dan t dinyatakan dalam sekon. Percepatan sesaat pada t = 3 sekon adalah

A.   300 ms^-2.

B.   190 ms^-2.

C.   180 ms^-2.

D.   60 ms^-2.

8.   Sebutir peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 196 m/s membentuk sudut 30⁰ dengan bidang vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s², maka tinggi maksimum yang dicapai peluru adalah

A.   10 m.

B.   500 m.

C.   980 m.

D.   490 m.

9.   Arah kecepatan benda yang melakukan gerak melingkar selalu

A.   membentuk sudut 45⁰ dengan jari-jarinya.

B.   sejajar dengan jari-jarinya.

C.   menyinggung lintasannya.

D.   ke arah sumbu lingkaran.

10.   Sebuah partikel bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan R pada bidang horizontal. Setelah selang waktu dt, partikel telah berpindah dari kedudukan semula sejauh ds dan membentuk sudut dq di sumbunya. Kecepatan sesaat partikel tersebut adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

11.   Sebuah bandul diikat dengan seutas tali, kemudian diputar dengan jari-jari lintasan 2 m dan periode 0,5 s, maka percepatan sentri-petal bandul adalah

A.   315, 83 m/s².

B.   25,13 m/s².

C.   631,52 m/s².

D.   1.263,03 m/s².

12.   Sebuah partikel melakukan gerak melingkar dengan jari-jari 10 cm. Jika percepatan sentripetal partikel itu sebesar 10¹⁰ m/s², maka kecepatan sudutnya adalah

A.   10³ rad/s.

B.   10⁴ rad/s.

C.   10⁶ rad/s.

D.   10⁹ rad/s.

13.   Jika benda bermassa m bergerak dengan kecepatan v, maka momentum benda tersebut adalah

A.  

B.   p = m/n.

C.   p = n/m.

D.   p = m . n.

14.   Jika dua buah benda berinteraksi, maka akan berlaku hukum kekekalan momentum. Pernyataan berikut dapat dituliskan seperti berikut

A.  

B.  

C.  

D.  

15.   Benda A bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menumbuk benda B bermassa 8 kg yang mula-mula diam. Bila tumbukan yang terjadi bersifat elastis, maka kecepatan benda A dan B setelah tumbukan adalah 

A.   n_A = 0,231 m/s dan n_B = 0,77 m/s.

B.   n_A = -0,462 m/s dan n_B = 0,77 m/s.

C.   n_A = -0,462 m/s dan n_B = 1,54 m/s.

D.   n_A = 0,462 m/s dan n_B = 1,54 m/s.

16.   Benda bermassa 3 kg lepas dari ketinggian 200 m. Jika percepatan gravitasi bumi         10 m/s² maka momentum benda sesaat akan sampai di tanah adalah

A.   134,16 kg m/s.

B.   189,74 kg m/s.

C.   60 kg m/s.

D.   630,25 kg m/s.

17.   Jika balok meluncur di atas bidang miring yang berbeda permukaan, maka

A.   m_k di bidang licin > m_k di bidang kasar.

B.   percepatannya sama besar.

C.   F di bidang licin > F di bidang kasar.

D.   gaya normal di bidang licin < gaya normal di bidang kasar.

18.   Ketika dua partikel saling berinteraksi, maka masing-masing partikel melakukan gaya satu sama lain yang menurut hukum kedua Newton dapat dituliskan sebagai 

A.   F = dp/dt = 0.

B.   dp₁ /dt = - dp₂/dt.

C.   F = m dp/dt.

D.   F = dp/dt.

19.   Sebuah elevator sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 4 m/s² dan seseorang bermassa 60 kg berada di dalamnya. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s², maka gaya yang dilakukan lantai elevator terhadap orang tersebut adalah

A.   240 N.

B.   300 N.

C.   360 N.

D.   600 N.

20.   Gerakan suatu benda akan merupakan gerak lengkung jika antara gaya yang bekerja pada benda dan kecepatannya

A.   membentuk sudut.

B.   sejajar.

C.   tidak sama besar.

D.   sama besar.

21.   Komponen gaya tangensial dan gaya normal akan menyebabkan perubahan kecepatan dalam hal

A.   arah atau besar.

B.   besar dan arah.

C.   besar.

D.   arah.

22.   Besar memontum sudut partikel yang bergerak melalui lintasan lengkung adalah

A.   L = mr + n.

B.   L = r + mn.

C.   L = mr + p.

D.   L = r x p.

23.   Seutas tali panjangnya 60 cm, salah satu ujungnya untuk mengikat balok yang massanya 0,5 kg, kemudian diputar dalam lintasan lingkaran horizontal dengan laju      60 rpm. Besar gaya tegangan tali sama dengan

A.   1,88 N.

B.   2,96 N.

C.   11,84 N.

D.   4,2 x 10⁴ N.

24.   Sebuah benda bermassa 10 kg diikat dengan tali yang panjangnya 1 m pada salah satu ujungnya dan diputar dengan lintasan lingkaran dengan kecepatan sudut 2 rad/det. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s² dan tegangan tali adalah 10 N, maka lintasan benda tersebut adalah

25.   Ketidaktergantungan kerja yang dilakukan gaya terhadap lintasan tertentu tersirat pengertian bahwa kerja yang dilakukan gaya terhadap partikel sekeliling lintasan tertutup adalah

A.   kenaikan energi kinetik.

B.   penurunan energi potensial.

C.   tak berhingga.

D.   nol.

26.   Kerja yang dilakukan oleh gaya F terhadap partikel bermassa m sehingga partikel bergerak dari A ke B sepanjang sumbu x adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

27.   Benda bermassa 5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 10 m/s, jika padanya bekerja gaya konstan 10 N selama 15 s, maka energi kinetik akhir benda itu adalah

A.   4,175 .10⁴ J.

B.   4,2 .10⁴ J.

C.   4,225 .10⁴ J.

D.   0,25 .10⁴ J.          

28.   Grafik F sebagai fungsi jarak S yang menggambarkan kerja yang dilakukan oleh gaya F pada partikel yang bergerak sejauh S adalah

29.   Gaya sentral adalah gaya yang mempunyai garis kerja selalu melewati titik puncak tertentu. Beberapa contoh gaya sentral adalah

A.   gaya gravitasi, gaya gesek.

B.   gaya gravitasi, gaya elektrostatik.

C.   gaya gesek, gaya normal.

D.   gaya normal, gaya gesek.

30.   Seorang angkasawan bermassa 70 kg berada pada ketinggian 6,37 x 10⁶ m diatas permukaan bumi. Jika percepatan gravitasi bumi di permukaan bumi adalah 10 m/s² dan jejari bumi adalah R = 6,37 x 10⁶ m, maka berat angkasawan pada ketinggian tersebut adalah

A.   350 N.

B.   175 N.

C.   17,5 N.

D.   140 N.

31.   Hukum gravitasi yang sering dikenal sebagai hukum Newton tentang gravitasi alam semesta menyatakan bahwa interaksi gravitasi merupakan tarikan dan berubah dengan

A.   kuadrat jarak antara kedua benda.

B.   jarak kedua benda.

C.   konstante gravitasi.

D.   perkalian konstante gravitasi dan jarak kedua benda.

32.   Besarnya interaksi gravitasi antara dua massa M dan m yang terpisah sejauh r adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

33.   Kuat medan gravitasi yang disebabkan oleh benda pejal yang homogen di titik pusatnya sama dengan nol, dan bertambah secara linear sepadan dengan pertambahan jarak menjauhi pusat bola adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

34.   Gaya tarik gravitasi antara proton dan elektron dalam molekul hidrogen, dimana elektron menempuh orbit melingkar dengan jari-jari 25x10^-10 m adalah

A.   1,627 x 10^-46 N.

B.   1,627 x 10^-50 N.

C.   1,627 x 10^-48 N.

D.   1,627 x 10^-44 N.

35.   Berdasarkan hukum Hooke yang secara umum dapat dituliskan sebagai F = -kx dan hukum kedua Newton: F = ma = m . v  maka grafik hubungan antara gaya lenting pulih dengan simpangan per adalah sebagai berikut

36.   Percobaan Hooke menghasilkan bahwa besarnya gaya lenting pulih berhubungan dengan simpangannya. Hubungan antara gaya lenting pulih pada per dan simpangan-nya dinyatakan dalam

A.   F » kx.

B.   F =

C.   F = kx.

D.   F = -kx.

37.   Ujung bawah sebuah per tergantung sebuah beban yang massanya 75 gram. Beban tersebut ditarik hingga 15 cm di bawah titik keseimbangannya, lalu dilepaskan kembali. Jika per melakukan 1 getaran tiap 2 detik, maka kecepatan benda saat melalui titik keseimbangannya adalah

A.   4,71 cm/s.

B.   94,24 cm/s.

C.   47,12 cm/s.

D.   23,56 cm/s.

38.   Usaha dalam medan konservatif berbeda dengan medan nonkonservatif karena adanya gesekan. Perbedaan tersebut adalah

A.   dalam medan non konservatif selalu timbul panas.

B.   panas akan selalu timbul dalam medan konservatif.

C.   gaya gesek ada dalam medan konservatif.

D.   panas dalam medan konservatif lebih banyak daripada dalam medan non konservatif.

39.   Pada gaya non konservatif, usaha gaya luar F selalu sama dengan

A.   DE_k + DE_p .

B.   DE_k + DE_p + W_f .

C.   DE_k + DW_f .

D.   W_f + E_k .

40.   Dalam percobaan Millikan, tetes minyak bermassa m dan bermuatan e bergerak dalam medan listrik E. Gerakan tetes minyak berlangsung dalam kabut yang mempunyai kekentalan, jadi ada beberapa gaya yang bekerja pada tetes minyak tersebut, yaitu gaya

A.   listrik dan archimedes.

B.   archimedes dan berat.

C.   berat dan listrik.

D.   listrik, archimedes dan berat.

41.   Kecepatan pusat massa partikel dapat dihitung dengan menghubungkan besaran vektor posisi dengan kecepatannya yang dapat dituliskan sebagai berikut

A.  

B.  

C.  

D.  

42.   Momentum linear sistem partikel dituliskan sebagai  Momentum angular sama dengan momen dari momentum linear, maka momentum angular total dapat dituliskan sebagai

A.  

B.  

C.  

D.   .

43.   Dua buah roda yang berbeda dengan jejarinya dihubungkan dengan streng. Jika kedua roda tersebut diputar, maka kedua roda akan memiliki kesamaan

A.   momentum.

B.   kecepatan sudut.

C.   kecepatan radian.

D.   kecepatan linear.

44.   Pada kedua ujung batang yang panjangnya   2 m terdapat benda yang masing-masing benda bermassa 4 kg. Jika sumbu tegak lurus batang melalui titik tengah antara dua benda tersebut, maka besarnya momen inersia adalah

A.   2,5 rad/s².

B.   12 rad/s².

C.   28 rad/s².

D.   150 rad/s².

45.   Roda sepeda motor berputar dengan 2400 putaran per menit. Dalam waktu 8 detik putaran meningkat menjadi 3600 putaran tiap menit. Percepatan sudut roda sepeda motor dianggap homogen, maka besar percepatan sudutnya adalah

A.   2,5 rad/s².

B.   12 rad/s².

C.   28 rad/s².

D.   150 rad/s².

46.   Apabila sistem partikel bergerak di dalam medan konservatif, maka energi yang dimiliki oleh sistem partikel tersebut adalah energi

A.   potensial saja.

B.   kinetik dan potensial.

C.   potensial dan panas.

D.   kinetik saja.

47.   Massa tereduksi yang disebabkan adanya interaksi dua massa partikel m₁ dan m₂ yang bergerak adalah

A.  

B.  

C.  

D.  

48.   Dua buah benda A dan B yang keduanya bermassa sama dijatuhkan dari ketinggian berbeda. Benda B dijatuhkan dari ketinggian 4x dari ketinggian benda A dijatuhkan. Perbandingan energi kinetik kedua benda saat menyentuh tanah adalah

A.   Ek_A : Ek_B = 1 : 2.

B.   Ek_A : Ek_B = 2 : 1.

C.   Ek_A : Ek_B = 4 : 1.

D.   Ek_A : Ek_B = 1 : 4.

49.   Model atom Hidrogen terdiri dari inti (proton dan netron) dan elektron yang mengelilingi inti atom. Massa netron = massa proton = 1,675 . 10^-27 kg dan massa elektron =         9,1 . 10^-31 kg. Besarnya massa tereduksi sebagai akibat interaksi inti dan elektron yang mengelilingi inti adalah

A.   1,099 . 10^-30 kg.

B.   9,098 . 10^-31 kg.

C.   1,099 . 10^-31 kg.

D.   9,098 . 10^-30 kg.

PETUNJUK:  UNTUK SOAL NOMOR  50  SAMPAI  60,   PILIHLAH!

A.   JIKA PERNYATAAN BENAR, ALASAN BENAR, DAN KEDUANYA MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB!

B.   JIKA PERNYATAAN BENAR, ALASAN BENAR, TETAPI KEDUANYA BUKAN MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB!

C.   JIKA PERNYATAAN BENAR, ALASAN SALAH, ATAU JIKA PERNYATAAN SALAH ALASAN BENAR!

D.   JIKA PERNYATAAN DAN ALASAN KEDUANYA SALAH!

50.   Kecepatan sesaat partikel pada suatu titik dicari dengan menghitung turunan pergeseran terhadap waktu.

sebab                 

Arah kecepatan sesaat partikel pada suatu titik adalah selalu sejajar dengan vektor pergeseran.

51.   Partikel yang bergerak pada suatu bidang datar dengan lintasan melengkung mem-punyai komponen percepatan tangensial dan percepatan normal yang saling tegak lurus.

sebab                 

Arah percepatan tangensial menyinggung lintasan dan arah normal tegak lurus pada lintasan.

52.   Massa gravitasi suatu benda didasarkan pada gaya gravitasi bumi, sedangkan massa inersia dikaitkan dengan hukum inersia.

sebab                 

Massa gravitasi benda sama dengan massa inersianya.

53.   Hukum kekekalan momentum akan berlaku pada interaksi antara 2 partikel.

sebab                 

Jika 2 buah partikel berinteraksi, maka perubahan momentum salah satu partikel sama besar dan berlawanan arah dengan perubahan momentum partikel yang lain pada selang waktu yang sama.

54.   Gerak roket dan gerak tetes air hujan adalah gerak dengan massa berubah.

sebab                 

Gaya yang bekerja pada benda yang bergerak dengan massa berubah adalah dan jika massanya tetap adalah F = m . a.

55.   Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa E = K + V = konstan.

sebab                 

Jumlah energi mekanik yang terdiri dari energi kinetik dan energi potensial selalu tetap.

56.   Kenaikan energi kinetik partikel yang bergerak di antara dua titik tertentu sama dengan penurunan energi potensialnya.

sebab                 

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa jumlah energi kinetik dan energi potensial adalah konstan.

57.   Kerja yang dilakukan oleh suatu gaya konstan terhadap partikel yang bergerak dari A ke B adalah  dan jika lintasan AB merupakan lintasan tertutup maka

sebab                 

Kerja yang dilakukan oleh suatu gaya sangat tergantung pada bentuk lintasannya.

58.   Gerak planet-planet mengelilingi matahari merupakan contoh gerak benda karena pengaruh gaya sentral.

sebab                 

Momentum sudut benda yang bergerak karena pengaruh gaya sentral adalah konstan.

59.   Usaha partikel yang melakukan rotasi pada sumbu tetap adalah W = t dq.

sebab                 

Usaha partikel yang melakukan gerak lurus adalah W = ò F dx.

60.   Kekekalan energi pada partikel tunggal berada dalam medan konservatif, demikian juga pada sistem partikel berada dalam medan konservatif.

sebab                 

Energi kinetik dan energi potensial pada sistem partikel merupakan jumlah energi kinetik dan potensial pada partikel-partikel tunggal yang menyusun sistem tersebut