tugas fisika

1.      Seutas tali mempunyai massa jenis µ = 525 g/m dan diregangkan dengan gaya tarik sebesar 45 N. Suatu gelombang yang frekuensinya f= 120 Hz dan amplitudonya y_m =8,5 mm sedang merambat disepanjang tali itu. Pada tempo rata-rata berapakah gelombang itu sedang mengangkut energi disepanjang tali tersebut...?

Penyelesaian :

Diketahui : f = 120 Hz

     µ = 525 g/m = 0,525 kg/m

                  = 45 N

                 Y_m = 8,5 mm = 0,0085 mm

Ditanya : p =...?

 Jawab

·         W = 2πf = 2π (120 Hz) = 754 rad/s

·         V =   =  

                  = 9,26 m/s

·         P = ½ µvw²y_m²

   = ½ (0,525 kg/m)(9,26 m/s)(754 rad/s)² (0,0085 m)²

  = 100 W

2.      Periode suatu pendulum dimuka bumi besarnya 3 s, bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95 c (c=kecepatan cahaya), maka period pendulum tersebut didalam detik menjadi..?

Penyelesaian:

Diketahui : T₀ = 3 S

                   V  = 0,95 S

Ditanya : T=....?

Jawab

T =  

   =   = 10 S

3.      Bunyi latar belakang lemab dari suatu ruangan menimbulkan gelombang berdiri dasar didalam sebuah pembuluh karton sepanjang L=67cm dengan dua ujung terbuka. Asumsikan bahwa kelajuan bunyi diudara didalam pipa sama dengan 343 m/s.

 a. Tentukan frekuensiyang didengar dari pembuluh itu jika Anda menyumbatkan telinga Anda pada salah satu ujung pemuluh tersebut...!

 b. Tentukan frekuensi yang Anda dengar dari pembuluh jika Anda menjauhkan telinga Anda secukupnya dari ujung pembuluh sehingga pembuluh itu mempunyai dua ujung terbuka...!

Penyelesaian:

a.      Dengan telinga Anda yang menutup salah satu ujung

f =     =  =128 Hz

b.      Dengan kedua ujung terbuka

f =   =   = 256 Hz

4. Permukaan bumi menerima radiasi matahari rata-rata 1,2 kw/m²     saat terik. Jika panjang gelombang rata-rata radiasi ini 6620Å, maka  banyak foton perdetik dalam berkas sinar matahari seluas  1cm² secara tegak lurus adalah...?

     Penyelesaian :

     Diketahui : I  = 1,2 kw/m²  =  1,2 x 10³ w/m²

                       A = 1 x 10^-4 m²

                                          λ= 6620 x 10^-10

                       t = 1 s

     Ditanya : N=...?

     Jawab

                 P = I . A

          = I . A

                 N =

                  

  =

  = 4 X 10¹⁷

5.    Berdasarkan model atom Bohr, tetapan Rydberg=1,097 x 107 /m. Jika terjadi transisi elektron dari lintasan n=4 kelintasan n=2, dipancarkan foton dengan panjang gelombang...?

Penyelesaian :

Diketahui : R = 1,097 x 10^-7/m

                              n_A = 2

                              n_B = 4

Ditanya:  λ = ...?

                           λ = R (  -  )

                            

                              = 1,097 x 10^-7 /m  (  -  )

            

       = 1,097 x 10^-7 /m (

                    =  

                          λ= 4,86 x 10^-7 m

6.    Cermin cembung berada 60cm dari benda, jika jarak bayangan kecermin 20cm. Tentukan jarak fokus dan perbesarannya...!       

            Penyelesaian :

Diketahui : S  = 60 cm

                              SI = 20 cm

Ditanya : f   =...?

               M =...?

     jawab

             =  +

             =  +

                            =

                         -f =

                         f = -15 cm

               ( negatif, karena berlawanan dengan sinar datang )

M = |  |   =  |   |   =  0,3 kali

7.    Jika indeks bias air terhadap udara 4/3 dan indeks bias kaca terhadap udara 3/2, maka indeks kaca terhadap air adalah...?

Penyelasaian :

Diketahui : n₁ =

               n₂ =

Ditanya : n =...?

Jawab

      n =   =   =                           

8. Sebuah gelombang transversal mempunyai perioda 4s. Jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya=8cm, maka cepat rambat gelombang itu ialah...?

     Penyelesaian :

     Diketahui :       T = 4 s

                             l = 8 cm

Ditanya    :       v = ...?

Jawab :

            v =

                   v =

                  v = 2 cm/s

9. Seuntas dawai panjang 0,8m. Jika tegangan dawai diukur sedemikian sehingga     kecepatan gelombangnya 200m/s, frekuensi nada dasarnya adalah...?

     Penyelessaian :

Diketahui :    v = 200 m/s

                                              l = 0,8 m

Ditanya :         f = ...?

Jawab :           

T =

                        T =

                        T = 4 x 10 ^-3 s

                        f =

                        f =

                                       = 250 Hz

10. Persamaan gelombang transversal yang merambat pada suatu dawai y=2 sin π (200t-0,5x) jika x dan y dalam cm dan t dalam detik, maka besar panjang gelombang adalah...?

     Penyelesaian :

            Diketahui :      k = 0,5 π

                                    y = 2 sin π (200t-0,5x)                       

Ditanya :          l = ...?

jawab :

                                    k =

                        l =

                        l =   = 1 cm

11. Berikut ini adalah persamaan simpangan gelombang berjalan y=10 sin π (0,4t-0,5x). Periode gelombang tersebut adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui :       y = 10 sin π (0,4t-0,5x)

                                    ω = 0,4π

Ditanya :          T=...?

jawab :            

                                    T =

                        T =

                        T = 5 s

12. Kawat yang panjangnya 2,5m mempunyai massa 10 gr. Kawat direntangkan dengan gaya tegang 40N. Jika kawat digetarkan, maka cepat rambat gelombang pada kawat tersebut adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui : x = 2,5 m

                  m = 10 gr

                  F = 40 N

Ditanya :    v =..?

Jawab :

                        v =

            µ =

                =  

                             = 4 gr/m

                        v =

               =

                =          

                            = 3,16 m/s

13. Massa beban yang menegangkan dawai pada prercobaan Melde mula-mula 50 gr, menghasilkan kelajuan rambatan gelombang sebesar X m/s. Jika massa beban tersebut ditambah 200 gr, maka kelajuan rambatan gelombang menjadi y m/s. Perbandingan x dan y adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui : m₁ = 50 gr             m₂=  m₁ + 200 gr                     v₂ = y m/s

                                            _v1 = x m/s                 = 50 gr + 200 gr

                                            l₁ = l₂                        = 200 gr

Ditanya : x : y = ...?

jawab :

                     =  =

                         =  =  

                         =

                           =

                           =

                         = 5

14. Sebuah cermin cembung ditempatkan ditikungan jalan. Ketika terdapat benda yang jaraknya 2m dari cermin, bayangan yang terbentuk      kali tinggi benda. Jarak fokus cermin adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui :  s = 2 m

                 M =  kali

Ditanya :     f = ...?

Jawab :

                        M =                                                =  +

               =                                                =  +

                          s1 =                                           =

              s1 =  cm                                           f =

                  = 0,125 cm                                                 f = 0,12 m

15. Teropong bintang dengan perbesaran anguler 10 kali. Bila jarak titik api obyektif 50 cm. Maka panjang teropong...?

     Penyelesaian :

Diketahui : M = 10 kali

                fob = 50 cm

Ditanya :     d = ...?

jawab :

M =  

fok =  =   = 5 cm

d     = fok + fob

        = 5 cm + 50 cm = 55 cm

16.Hitunglah momentum foton cahaya dengan frekuensi 6x1014 Hz, jika konstanta Plank 6,625x10-34 j/s dan kecepatan cahaya dalam ruang hampa 3x108 m/s...!

Penyelesaian :

Diketahui :       f = 6 x 1014 Hz

                                    h = 6,625 x 10-34 J/s

                                    c = 3 x 108 m/s

Ditanya :          Pfoton = ...?

jawab :

                        Pfoton  =

                                     =

                         = 13,25 x 10-28 kg m/s

17. Berapa panjang gelombang berkas elektron bermassa 5x10-31 kg dan kecepatan 3x106 m/s...?

     Penyelesaian :

Diketahui :       m = 5 x 10-31 kg

                                    v = 3 x 108 m/s

                                    h = 6,625 x 10-34 J/s

Ditanya :          l =...?

jawab :

                        l =

               =

               = 0,44 x 10-9 m

18.Energi foton yang dipancarkan sebuah partikel adalah 53x10^-18 joule. Berapakah frekuensi partikel tersebut...?

     Penyelesaian :

Diketahui : E = 53 x 10^-18 Joule

                   h = 6,625 x 10^-34 J/s

Ditanya :     f = ...?

Jawab :

                        f =

              =       = 8 x 10¹⁶ Hz

1.      Seutas tali mempunyai massa jenis µ = 525 g/m dan diregangkan dengan gaya tarik sebesar 45 N. Suatu gelombang yang frekuensinya f= 120 Hz dan amplitudonya y_m =8,5 mm sedang merambat disepanjang tali itu. Pada tempo rata-rata berapakah gelombang itu sedang mengangkut energi disepanjang tali tersebut...?

Penyelesaian :

Diketahui : f = 120 Hz

     µ = 525 g/m = 0,525 kg/m

                  = 45 N

                 Y_m = 8,5 mm = 0,0085 mm

Ditanya : p =...?

 Jawab

·         W = 2πf = 2π (120 Hz) = 754 rad/s

·         V =   =  

                  = 9,26 m/s

·         P = ½ µvw²y_m²

   = ½ (0,525 kg/m)(9,26 m/s)(754 rad/s)² (0,0085 m)²

  = 100 W

2.      Periode suatu pendulum dimuka bumi besarnya 3 s, bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95 c (c=kecepatan cahaya), maka period pendulum tersebut didalam detik menjadi..?

Penyelesaian:

Diketahui : T₀ = 3 S

                   V  = 0,95 S

Ditanya : T=....?

Jawab

T =  

   =   = 10 S

3.      Bunyi latar belakang lemab dari suatu ruangan menimbulkan gelombang berdiri dasar didalam sebuah pembuluh karton sepanjang L=67cm dengan dua ujung terbuka. Asumsikan bahwa kelajuan bunyi diudara didalam pipa sama dengan 343 m/s.

 a. Tentukan frekuensiyang didengar dari pembuluh itu jika Anda menyumbatkan telinga Anda pada salah satu ujung pemuluh tersebut...!

 b. Tentukan frekuensi yang Anda dengar dari pembuluh jika Anda menjauhkan telinga Anda secukupnya dari ujung pembuluh sehingga pembuluh itu mempunyai dua ujung terbuka...!

Penyelesaian:

a.      Dengan telinga Anda yang menutup salah satu ujung

f =     =  =128 Hz

b.      Dengan kedua ujung terbuka

f =   =   = 256 Hz

4. Permukaan bumi menerima radiasi matahari rata-rata 1,2 kw/m²     saat terik. Jika panjang gelombang rata-rata radiasi ini 6620Å, maka  banyak foton perdetik dalam berkas sinar matahari seluas  1cm² secara tegak lurus adalah...?

     Penyelesaian :

     Diketahui : I  = 1,2 kw/m²  =  1,2 x 10³ w/m²

                       A = 1 x 10^-4 m²

                                          λ= 6620 x 10^-10

                       t = 1 s

     Ditanya : N=...?

     Jawab

                 P = I . A

          = I . A

                 N =

                  

  =

  = 4 X 10¹⁷

5.    Berdasarkan model atom Bohr, tetapan Rydberg=1,097 x 107 /m. Jika terjadi transisi elektron dari lintasan n=4 kelintasan n=2, dipancarkan foton dengan panjang gelombang...?

Penyelesaian :

Diketahui : R = 1,097 x 10^-7/m

                              n_A = 2

                              n_B = 4

Ditanya:  λ = ...?

                           λ = R (  -  )

                            

                              = 1,097 x 10^-7 /m  (  -  )

            

       = 1,097 x 10^-7 /m (

                    =  

                          λ= 4,86 x 10^-7 m

6.    Cermin cembung berada 60cm dari benda, jika jarak bayangan kecermin 20cm. Tentukan jarak fokus dan perbesarannya...!       

            Penyelesaian :

Diketahui : S  = 60 cm

                              SI = 20 cm

Ditanya : f   =...?

               M =...?

     jawab

             =  +

             =  +

                            =

                         -f =

                         f = -15 cm

               ( negatif, karena berlawanan dengan sinar datang )

M = |  |   =  |   |   =  0,3 kali

7.    Jika indeks bias air terhadap udara 4/3 dan indeks bias kaca terhadap udara 3/2, maka indeks kaca terhadap air adalah...?

Penyelasaian :

Diketahui : n₁ =

               n₂ =

Ditanya : n =...?

Jawab

      n =   =   =                           

8. Sebuah gelombang transversal mempunyai perioda 4s. Jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya=8cm, maka cepat rambat gelombang itu ialah...?

     Penyelesaian :

     Diketahui :       T = 4 s

                             l = 8 cm

Ditanya    :       v = ...?

Jawab :

            v =

                   v =

                  v = 2 cm/s

9. Seuntas dawai panjang 0,8m. Jika tegangan dawai diukur sedemikian sehingga     kecepatan gelombangnya 200m/s, frekuensi nada dasarnya adalah...?

     Penyelessaian :

Diketahui :    v = 200 m/s

                                              l = 0,8 m

Ditanya :         f = ...?

Jawab :           

T =

                        T =

                        T = 4 x 10 ^-3 s

                        f =

                        f =

                                       = 250 Hz

10. Persamaan gelombang transversal yang merambat pada suatu dawai y=2 sin π (200t-0,5x) jika x dan y dalam cm dan t dalam detik, maka besar panjang gelombang adalah...?

     Penyelesaian :

            Diketahui :      k = 0,5 π

                                    y = 2 sin π (200t-0,5x)                       

Ditanya :          l = ...?

jawab :

                                    k =

                        l =

                        l =   = 1 cm

11. Berikut ini adalah persamaan simpangan gelombang berjalan y=10 sin π (0,4t-0,5x). Periode gelombang tersebut adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui :       y = 10 sin π (0,4t-0,5x)

                                    ω = 0,4π

Ditanya :          T=...?

jawab :            

                                    T =

                        T =

                        T = 5 s

12. Kawat yang panjangnya 2,5m mempunyai massa 10 gr. Kawat direntangkan dengan gaya tegang 40N. Jika kawat digetarkan, maka cepat rambat gelombang pada kawat tersebut adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui : x = 2,5 m

                  m = 10 gr

                  F = 40 N

Ditanya :    v =..?

Jawab :

                        v =

            µ =

                =  

                             = 4 gr/m

                        v =

               =

                =          

                            = 3,16 m/s

13. Massa beban yang menegangkan dawai pada prercobaan Melde mula-mula 50 gr, menghasilkan kelajuan rambatan gelombang sebesar X m/s. Jika massa beban tersebut ditambah 200 gr, maka kelajuan rambatan gelombang menjadi y m/s. Perbandingan x dan y adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui : m₁ = 50 gr             m₂=  m₁ + 200 gr                     v₂ = y m/s

                                            _v1 = x m/s                 = 50 gr + 200 gr

                                            l₁ = l₂                        = 200 gr

Ditanya : x : y = ...?

jawab :

                     =  =

                         =  =  

                         =

                           =

                           =

                         = 5

14. Sebuah cermin cembung ditempatkan ditikungan jalan. Ketika terdapat benda yang jaraknya 2m dari cermin, bayangan yang terbentuk      kali tinggi benda. Jarak fokus cermin adalah...?

     Penyelesaian :

Diketahui :  s = 2 m

                 M =  kali

Ditanya :     f = ...?

Jawab :

                        M =                                                =  +

               =                                                =  +

                          s1 =                                           =

              s1 =  cm                                           f =

                  = 0,125 cm                                                 f = 0,12 m

15. Teropong bintang dengan perbesaran anguler 10 kali. Bila jarak titik api obyektif 50 cm. Maka panjang teropong...?

     Penyelesaian :

Diketahui : M = 10 kali

                fob = 50 cm

Ditanya :     d = ...?

jawab :

M =  

fok =  =   = 5 cm

d     = fok + fob

        = 5 cm + 50 cm = 55 cm

16.Hitunglah momentum foton cahaya dengan frekuensi 6x1014 Hz, jika konstanta Plank 6,625x10-34 j/s dan kecepatan cahaya dalam ruang hampa 3x108 m/s...!

Penyelesaian :

Diketahui :       f = 6 x 1014 Hz

                                    h = 6,625 x 10-34 J/s

                                    c = 3 x 108 m/s

Ditanya :          Pfoton = ...?

jawab :

                        Pfoton  =

                                     =

                         = 13,25 x 10-28 kg m/s

17. Berapa panjang gelombang berkas elektron bermassa 5x10-31 kg dan kecepatan 3x106 m/s...?

     Penyelesaian :

Diketahui :       m = 5 x 10-31 kg

                                    v = 3 x 108 m/s

                                    h = 6,625 x 10-34 J/s

Ditanya :          l =...?

jawab :

                        l =

               =

               = 0,44 x 10-9 m

18.Energi foton yang dipancarkan sebuah partikel adalah 53x10^-18 joule. Berapakah frekuensi partikel tersebut...?

     Penyelesaian :

Diketahui : E = 53 x 10^-18 Joule

                   h = 6,625 x 10^-34 J/s

Ditanya :     f = ...?

Jawab :

                        f =

              =       = 8 x 10¹⁶ Hz