Seri Tiga UN Fisika 2015

Pada kesempatan kali ini, pembahasan mengenai soal UN Fisika 2015 akan mengkaji pemahaman mengenai mekanika fluida, dan termodinamika. Permasalah mengenai mekanika fluida dalam permasalahan soal UN yang sering dihadirkan adalah konsep fluida statis seperti prinsip Achimides, dan persamaan kontinuitas, dan aplikasi persamaan bernouli. Dalam termodinamika, permasalahan mengenai menghitung usaha dalam proses termodinamika sepeti isobar sering ditanyakan. Tak lupa konsep mekanika lainnya seperti momentum adalah hal yang tidak pernah terlewat khususnya dalam menganalisis permasalahan tumbukan sentral dalam satu dimensi. Marilah kita pahami pembahasan mengenai konsep-konsep tersebut melalui soal UN Fisika 2015. Setelah memahami pembahasan, cobalah untuk melakukan sedikit pengulangan melalui pengerjaan Latihan dengan soal yang identik.

Kaji-11: Sebuah balon udara beratnya 800N, saat dalam air beratnya menjadi 500N. Jika massa jenis air 1000 kg/cm³, tentukanlan volume balon tersebut (nyatakan dalam liter)!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

 
Hitung terlebih dahulu gaya Archimides.


Menghitung volume balon.


Latih-11: Sebuah balon udara beratnya 800N, saat dalam air beratnya menjadi berkurang. Jika massa jenis air 1000 kg/cm³ dan volume balon tersebut 10L, tentukan berat balon dalam air tersebut?

Kaji-12: Dua buah benda bergerak seperti pada gambar di bawah ini.

Jika kemudian terjadi tumbukan lenting sempurna dan kecepatan benda A dan B setelah tumbukan berturut-turut adalah 10 m/s dan 20 m/s, tentukanlah kecepatan B sebelum tumbukan !

Jawab:
Besaran yang diketahui.



Gunakan hukum kekekalan momentum untuk menentukan kecepatan awal B.

Latih-12: Dua buah benda bergerak seperti pada gambar di atas. Jika kemudian terjadi tumbukan lenting sempurna dan kecepatan benda A dan B setelah tumbukan berturut-turut adalah 10 m/s dan 30 m/s, tentukanlah kecepatan B sebelum tumbukan!

Kaji-13: Perhatikan diagram P-V dibawah ini.

Tentukanlah:

• Apakah sama besar energi dalam proses ABC dengan CDA
• Apakah usaha pada proses ABC nol
• Apakah kalor yang serap pada proses ABC
• Apakah kalor yang dilepas pada proses CDA

Jawab:

• Besar energi dalam pada proses ABC tidak sama dengan besar energi dalam pada proses CDA. Pada proses ABC terjadi kenaikan suhu dan proses CDA penurunan suhu. Kedua proses akan menghasilkan energi dalam yang berbeda tanda.
• Usaha pada proses ABC akan sama dengan usaha pada proses AB ditambah dengan usaha pada proses BC. Proses AB adalah 2 Joule dan BC adalah nol. Jadi usaha proses ABC adalah 2 joule.
• Proses ABC terjadi kenaikan volume dan suhu, pasti kedua proses tersebut menyerapa kaor.
• Proses CDA terjadi penyusutan volume dan penurunan suhu, pasti proses tersebut melepas kalor.

Latih-13: Berdasarkan gambar pada soal kaji no-13. Tentukanlah usaha dalam satu siklus dan kalor yang diserap atau dilepas dalam satu siklus.

KAJI-14: Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi perambatan kalor pada zat padat!

Jawab:

Perambatan kalor pada zat pada dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti yang dinyatakan dalam persaman berikut ini.

Dimana k adalah konduktivitas logam, A luas penampang, delta T selisih suhu kedua ujung logam, dan L tebal atau panjang logam.

Latih-14: Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi perambatan kalor pada zat cair!

Kaji-15: Suatu gas ideal dengan volume 3 Liter pada suhu 27 derajat Celcius mengalami pemanasan isobar pada tekanan 1 atm hingga suhu menjadi 77 derajat celcius. Bila kapasitas kalor gas ideal 8 J/K, tentukan perubahan energi dalam dan volume akhir gas!

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Terlebih dahulu, hitung volume akhir dari gas pakai perbandingan persamaan gas ideal.

Perubahan energi dalam dapat dihitung menggunakan Hk I termodinamika.

Latih-15: Suatu gas ideal dengan volume 3 Liter pada suhu 27 derajat Celcius mengalami pemanasan isobar pada tekanan 1 atm hingga suhu menjadi 127 derajat celcius. Bila kapasitas kalor gas ideal 10 J/K, tentukan perubahan energi dalam dan volume akhir gas!