Januari 2021 ~ p.koko blog

Latihan Soal Kalor

p.kokoJanuari 18, 2021Latihan Soal XI Tidak ada komentar

1. Massa sebuah gelas 100 g. Di dalamnya berisi air 200 g. Berapa massa uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari 20°C hingga 50°C jika suhu uap air 130°C? (c_uap = 2,01 × 10³ J/kg°C, U = 2,26 × 10⁶ J/kg, cair = 4,19 × 10³ J/kg°C, c_gelas = 837 J/kg°C)

(Jawaban : 20 g)

2. Suatu kalorimeter berisi es (kalor jenis es = 0,5 kal/g K, kalor lebur es = 80 kal/g) sebanyak 36 g pada temperatur –6°C. Kapasitas kalorimeter 27 kal/K. Selanjutnya, ke dalam kalorimeter tersebut dituangkan alkohol (kalor jenis alkohol = 0,58 kal/g K) pada temperatur 50°C yang mengakibatkan temperatur akhir menjadi 8°C. Berapa massa alkohol yang dituangkan?

(Jawaban : 150 g)

3. Kalorimeter dengan kapasitas kalor 1.000 J/K diisi 100 g air bersuhu 30°C dengan kalor jenis 4.200 J/kg K. Selanjutnya, ke dalam kalorimeter tersebut dimasukkan 200 gram besi bersuhu 80°C (kalor jenis besi 500 J/kg K). Berapakah suhu akhir campuran tersebut?

(Jawaban : 30^oC)

4. Air sebanyak 60 gram bersuhu 90 ^oC (kalor jenis air = 1 kal.g^-1.^oC^-1) dicampur 40 gram air sejenis bersuhu 25 ^oC. Jika tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses ini, maka tentukan suhu akhir campuran!.

(Jawaban : 64^oC)

5. Es bermassa M gram bersuhu 0 ^oC, dimasukkan ke dalam air bermassa 340 gram suhu 20 ^oC yang ditempatkan pada bejana khusus. Anggap tidak menyerap/melepaskan kalor. Jika L_es = 80 kal/g, c_air = 1 kal/g.^oC, semua es mencair dan kesetimbangan termal dicapai pada suhu 5 ^oC, maka tentukan massa es (M)!

(Jawaban : 60 g)

6. Es dengan massa 200 gram bersuhu -5 ^oC dicampur dengan sejumlah air bersuhu 30 ^oC sehingga mencapai keadaan akhir berupa seluruhnya bersuhu 0 ^oC. Kalor jenis es 0,5 kal.g^-1.^oC^-1. Kalor lebur es 80 kal/g, dan kalor jenis air 1 kal.g^-1.^oC^-1. Tentukan massa air mula-mula!

(Jawaban : 550 g)

7. Kalor jenis es 0,5 kal/g.^oC, kalor lebur es 80 kal/g, dan kalor jenis air 1 kal/g.^oC. Setengah kilogram es bersuhu -20 ^oC dicampur dengan sejumlah air bersuhu 20 ^oC, sehingga mencapai keadaan akhir berupa air seluruhnya bersuhu 0 ^oC. Massa air mula-mula adalah ... kg.

A. 1,50 C. 3,75 E. 6,00

B. 2,25 D. 4,50

(Jawaban : B)

8. Dua kalorimeter A dan B yang sama berisi air dengan volume yang sama pada 30 ^oC. Lima gram logam Al dicelupkan ke A dan lima gram logam campuran dicelupkan ke B. Temperatur setimbang dalam A adalah 32 ^oC sedangkan dalam B adalah 31,5 ^oC. Temperatur awal kedua logam adalah sama yaitu 50 ^oC. Jika panas jenis Al sekitar 0,89 J/kg.K, maka panas jenis logam campuran itu dalam satuan J/kg.K adalah ....

A. 0,97 C. 0,80 E. 0,48

B. 0,89 D. 0,65

(Jawaban : D)

9. Dua macam zat cair sejenis tapi berbeda suhu dicampur. Massa zat cair yang lebih panas (m₁) sama dengan dua kali massa zat cair yang kedua (m₂). Suhu awal zat cair yang lebih panas (T₁)juga sama dengan dua kali suhu awal zat cair yang lebih ringan T₂ = 30 ^oC, suhu campuran pada keadaan setimbang adalah ... ^oC

A. 55 C. 45 E. 35

B. 50 D. 40

(Jawaban : B)

10. Air mendidih (100 ^oC) sebanyak 250 ml dituangkan ke dalam panci berisi 400 ml air bersuhu 35 ^oC. Setelah terjadi kesetimbangan termal, maka suhu campuran adalah ....

(kalor jenis air 1,0 kal.gr^-1.o^oC^-1)

A. 55 ^oC C. 65 ^oC E. 80 ^oC

B. 60 ^oC D. 75 ^oC
(Jawaban : B)

Soal Pembahasan Kalor

p.kokoJanuari 18, 2021Soal Pembahasan XI Tidak ada komentar

Jika 40 g es dari suhu -10 ^oC ingin diubah menjadi uap dengan suhu 110^oC, dibutuhkan energi .... (gunakan kalor jenis es 0,5 kal/g.^oC, kalor lebur es 80 kal/g, kalor jenis air 1 kal/g ^oC, kalor penguapan air 542 kal/g dan kalor jenis uap air 0,48 kal/g.^oC)

Penyelesaian :

m_es = m_air = m_uap = 40 g t_awal = -10 ^oC t_akhir = 110 ^oC c_es = 0,5 kal/g.^oC

L_es = 80 kal/g c_air = 1 kal/g ^oC U_uap = 542 kal/g c_uap = 0,48 kal/g.^oC

ditanya : kalor total ?

Perhatikan grafik perubahan wujud es -10 ^oC menjadi uap 110 ^oC

Dari grafik ada 5 tahapan untuk menjadikan es ke uap, dengan demikian dihitung terlebih dahulu tia tahapan.

A - B (kalor untuk menaikkan suhu es}

Q_AB = m_es c_es ΔT = m_es c_es (T_B - T_A) = 40 . 0,5 (0 -(-10)) = 200 kalori

B - C (kalor untuk merubah wujud es menjadi air)

Q_BC = m_es L_es = 40 . 80 = 3200 kalori

C - D (kalor untuk menaikkan suhu air)

Q_CD = m_air c_air ΔT = m_air c_air (T_D - T_C) = 40 . 1 . (100 - 0) = 4000 kalori

D - E (kalor untuk merubah wujud air menjadi uap)

Q_DE = m_uap U_uap = 40 . 542 = 21580 kalori

E - F (kalor untuk menaikkan suhu uap)

Q_EF = m_uap c_uap ΔT = m_uap c_uap (T_F - T_E) = 40 . 0,48 . 10 = 192 kalori

Jadi kalor total untuk merubah es menjadi uap adalah :

QT = Q_AB + Q_BC + Q_CD + Q_DE + Q_EF = 200 + 3200 + 4000 + 21580 + 192 = 29172 kalori

Sebanyak 5 kg air bersuhu 100 ^oC mengalami penguapan sampai habis. Berapakah massa aluminium cair yang akan menguap bila dipanaskan dengan kalor yang sama dengan kalor penguapan air? (kalor penguapan air 2260 J/kg, kalor penguapan aluminium cair 11400 J/kg)

Penyelesaian :

m_air = 5 kg T = 100 ^oC U_air = 2260 J/kg U_{aluminium cair} = 11400 J/kg

ditanya : m_{aluminium cair} = ... ?

Kalor untuk menguapkan air :

Q_air= m_air U_air = 5 . 2260 = 11300 J

Besar kalor tersebut digunakan untuk menguapkan aluminium cair juga, sehingga Q_{aluminium air} sama dengan kalor tersebut.

Q_{aluminium air} = m_{aluminium cair} U_{aluminium cair}

$m_{\textup{aluminium cair}}=\frac{Q_{\textup{aluminium cair}}}{U_{\textup{aluminium cair}}} =\frac{11300}{11400}=0,99\textup{ J}$

Dalam botol termos terdapat 230 gram kopi pada suhu 90^oC. Ditambahkan susu sebanyah 20 gram bersuhu 5^oC. Berapakah suhu campuran? (Misalkan tidak ada kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos c_air = c_kopi = c_susu = 1,00 kal/g^oC)

A. 5^oC C. 47^oC E. 90^oC

B. 20^oC D. 83^oC

Penyelesaian :

m_kopi = 230 g, m_susu = 20 g, T_kopi = 90^oC, T_susu = 5^oC, c_air = c_kopi = c_susu = 1,00 kal/g.^oC

ditanya : T_campuran = ... ?

Perhatikan grafik di bawah ini!

Kalor yang dilepas kopi (suhu tinggi) = kalor yang diterima susu (suhu rendah)

Q_kopi = Q_susu

m_kopi. c_kopi . ΔT_kopi = m_susu . c_susu . ΔT_susu

m_kopi. c_kopi . (T_kopi - T_campuran) = m_susu . c_susu . (T_campuran - T_susu)

230 . 1,00 . (90 - T_campuran) = 20 . 1,00 . (T_campuran - 5)

20700 - 230T_campuran = 20T_campuran - 100 20800 = 250T_campuran

T_campuran = 83^oC

Jawaban : D

320 gram campuran es dan air pada suhu 0^oC berada dalam bejana yang kapasitas kalornya dapat diabaikan. Kemudian dimasukkan 79 gram uap air yang bersuhu 100^oC ke dalam bejana tersebut. Suhu akhir menjadi 79^oC. Jika kalor lebur es 79,0 kal/gram dana kalor penguapan air 540 kal/gram, maka banyaknya air mula-mula adalah ... gram.

A. 4 C. 35 E. 79

B. 10 D. 65

Penyelesaian :

m_es+air = 320 g, m_uap = 79 g, T_uap = 100^oC, T_akhir = 79^oC, L_es = 79 kal/g, U_uap = 540 kal/g, c_air = 1 kal/g.^oC (walaupun tidak diketahui, c_air diambil nilai tsb)

ditanya : m_{air awal} = ... ?

Perhatikan diagram di bawah ini

Kalor yang dilepas uap air (100^oC)

Q_lepas = m_uap . U_uap + m_uap/air . c_air . ΔT

= m_uap . U_uap + m_uap/air . c_air . (Tuap/air - Takhir)

= 79 (540) + 79 . 1 . (100 - 79)

= 79 (540) + 79 (21)

= 79 (561) kalori

Kalor yang diterima campuran es dan air (0^oC)

mohon diperhatikan :

m_es = m_es+air - m_{air awal} = (320 - m_{air awal})

m_es+air = m_{air total} = massa es yang mencair ditambah massa air awal (mula-mula) Q_terima = m_es . L_es + m_{air total} . c_air . ΔT

= m_es . L_es + m_{air total} . c_air . (T_akhir - T_air)

= (320 - m_{air awal}) 79 + 320 . 1 . (79 - 0)

= 320 . 79 - m_{air awal} . 79 + 320 . 79

= 640 . 79 - m_{air awal} . 79

= (640 - m_{air awal}) . 79 kalori

Menurut Asas Black

Q_lepas = Q_terima

79 (561) = (640 - m_{air awal}) . 79

561 = 640 - m_{air awal}

m_{air awal} = 640 - 561 = 79 gram

Jawaban : E

Latihan Soal Gerak Parabola

p.kokoJanuari 17, 2021Latihan Soal X Tidak ada komentar

1. Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan 40 m/s. Jika sudut elevasinya 60° dan percepatan gravitasinya 10 m/s² maka peluru mencapai titik tertinggi setelah ….

A. 1 sekon C. ½√3 sekon E. 2√3 sekon

B. √3 sekon D. 3 sekon

(Jawaban : 2√3 sekon)

2. Sebuah benda dilempar dengan kecepatan awal v_o dan sudut elevasi 60°. Ketika benda mencapai tinggi maksimum, jarak mendatar yang ditempuhnya 10√3 meter. Kecepatan awal benda tersebut adalah ... m/s.

A. 10√3 C. 40 E. 40√3
B. 20 D. 20√3
(Jawaban : B)

3. Sebuah bola ditendang dengan lintasan seperti pada gambar di bawah ini.

Lintasan bola yang ditendang, gerak parabola

Tinggi maksimum bola adalah …. (g = 10 m/s²)
A. 10 m C. 20 m E. 40 m
B. 10√2 m D. 20√2 m

(Jawaban : C)

4. Sebuah pesawat tim SAR yang membawa barang-barang bantuan untuk korban bencana longsor, terbang pada ketinggian 1.125 m di atas tanah. Barang-barang akan dilemparkan keluar pesawat dan diharapkan jatuh di tanah tepat di tempatnya bantuan yang disediakan tim SAR yaitu (750, -1.125) m. Pusat koordinat adalah pesawat dan percepatan gravitasi 10 m.s^-2, maka kecepatan pesawat saat melepaskan bantuan adalah ....

A. 50,0 m.s^-1 C. 30,0 m.s^-1 E. 15,0 m.s^-1

B. 37,0 m.s^-1 D. 22,5 m.s^-1

(Jawaban : A)

5. Sebuah bola golf dipukul dengan kecepatan 9,8 m/s membentuk sudut a terhadap horisontal. Bila sin a = 4/5, g = 9,8 m/s², dan lapangan golf datar, maka lama waktu yang diperlukan bola golf untuk sampai ke permukaan lapangan lagi adalah ... detik

A. 0,5 C. 1,6 E. 1,75

B. 1,5 D. 1,7

(Jawaban : C)

6. Sebuah bola dilemparkan dengan sudut elevasi 45^o. Bola itu bersarang di talang rumah sejauh 5 m. Kalau tinggi talang itu 4 m, berapakah besar kecepatan awal bola?

A. 4Ö10 m/s C. 40 m/s E. 5Ö2 m/s

B. 5Ö10 m/s D. 10 m/s

(Jawaban : B)

7. Peluru A dan B ditembakkan dari senapan yang sama dengan sudut elevasi yang berbeda, peluru A dengan sudut 30^o dan peluru B dengan sudut 60^o. Perbandingan antara tinggi maksimum yang dicapai peluru A dengan peluru B adalah ....

A. 1 : 2 C. 2 : 1 E. Ö3 : 1

B. 1 : 3 D. 1 : Ö3

(Jawaban : B)

8. Sebuah bola dilontarkan dari atas bukit seperti gambar berikut dengan kecepatan awal dalam arah sejajar bidang datar sehingga bergerak membentuk lintasan parabola.

Jika g = 10 m.s^-², maka dari pernyataan-pernyataan berikut :

(1) waktu yang diperlukan bola untuk sampai ke tanah 2 sekon

(2) jarak maksimum yang ditempuh benda 10 m

(3) setelah 1 sekon ketinggian bola 5 m dari tanah

(4) kecepatan bola saat sampai tanah 10Ö2 m.s^-¹

Pernyataan yang benar tentang geraak parabola adalah nomor ....

A. (1) dan (2) C. (2) dan (3) E. (3) dan (4)

B. (1) dan (3) D. (2) dan (4)

(Jawaban : C)

9. Sebuah bola dilempar horisontal dari puncak sebuah menara setinggi h meter. Bola menumbuk tanah pada sebuah titik sejauh x meter dari kaki menara. Jika gravitasi adalah g dan sudut yang dibentuk oleh vektor kecepatan terhadap arah horisontal tetap sesaat sebelum bola menumbuk tanah adalah θ, nilai tan θ = ....

$\textup{A. }\sqrt{\frac{2h}{x}}$ $\textup{C. }\frac{2x}{h}$ $\textup{E. }\frac{2h}{x}$

$\textup{B. }\sqrt{\frac{h}{2x}}$ $\textup{D. }\frac{h}{2x}$

(Jawaban : E)

10. Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah bola yang ditendang dari sebuah panggung setinggi 1,2 m dengan kelajuan awal 10 m/s dan sudut elevasi θ = 30o terhadap horisontal sehingga membentuk gerak parabola. Jarak mendatar l yang di tempuh bola ketika bola tersebut mengenai tanah adalah ….

A. 6,8 m C. 9,0 m E. 11,2 m

B. 7,5 m D. 10,4 m

(Jawaban : D)

Soa Pembahasan Gerak Parabola

p.kokoJanuari 16, 2021Soal Pembahasan X Tidak ada komentar

Sebuah peluru ditembakkan dengan laju awal 200 m/s dan sudut elevasi 30^o.

a. Tentukan komponen kecepatan awal peluru

b. Tentukan komponen kecepatan dan posisi peluru lima detik setelah penembakan

c. Tentukan waktu yang diperlukan peluru untuk mencapai ketinggian maksimum

d. Tentukan ketinggian maksimum peluru

e. Tentukan waktu yang diperlukan peluru untuk mencapai 1/4 ketinggian maksimum

f. Tentukan waktu yang diperlukan peluru untuk mencapai tanah

g. Tentukan jangkauan maksimum peluru

Penyelesaian :

v_o = 200 m/s a = 30^o

a. komponen kecepatan

$v_{\textup{ox}}=v_{\textup{o}}\textup{cos}\alpha =200 \textup{cos}30^{\textup{o}}=200.\frac{1}{2}\sqrt{3}=100\sqrt{3}\textup{m/s}$

$v_{\textup{oy}}=v_{\textup{o}}\textup{sin}\alpha =200 \textup{sin}30^{\textup{o}}=200.\frac{1}{2}=100\textup{m/s}$

b. Komponen kecepatan saat t = 5 s

$v_{\textup{x}}=v_{\textup{ox}}=100\sqrt{3}\textup{m/s}$

$v_{\textup{y}}=v_{\textup{oy}}-gt=100-10(5)=50\textup{m/s}$

Posisi peluru saat t = 5 s
$x=v_{\textup{ox}}.t=100\sqrt{3}.5=500\sqrt{3}\textup{m}$

$y=v_{\textup{oy}}.t-\frac{1}{2}gt^{2}=100.5-\frac{1}{2}.10.5^{2}=375\textup{m}$

c. Waktu untuk mencapai ketinggian maksimum

$t_{\textup{h.max}}=\frac{v_{\textup{o}}\textup{sin}\alpha }{g}=\frac{v_{\textup{oy}}}{g}=\frac{\textup{100}}{10}=10\textup{s}$

d. Ketinggian maksimum

$h_{\textup{max}}=\frac{v_{\textup{o}}^{2}(\textup{sin}\alpha)^{2}}{2g}=\frac{(200)^{2}(\textup{sin}30^{\textup{o}})^{2}}{2.10}=500\textup{m}$

e. Waktu yang diperlukan untuk mencapai seperempat ketinggian maksimum

$h=\frac{1}{4}h_{\textup{max}}=\frac{1}{4}(500)=125\textup{m}$

$h=v_{\textup{oy}}.t-\frac{1}{2}gt^{2}\rightarrow 125=100t-\frac{1}{2}(10)(t)^{2}\rightarrow 5t^{2}-100t+125=0$

Didapat persamaan : t² - 20t + 25 = 0, untuk menyelesaikannya digunakan rumus ABC :
$t_{1.2}=\frac{-b\pm \sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$

Mencari t₁ :

$t_{1}=\frac{-(-20)-\sqrt{(-20)^{2}-4.1.25}}{2. 1}=\frac{20-\sqrt{300}}{2}=10-5\sqrt{3}=1,34\textup{s}$

Untuk t₂ :
$t_{2}=\frac{-(-20)+\sqrt{(-20)^{2}-4.1.25}}{2. 1}=\frac{20+\sqrt{300}}{2}=10+5\sqrt{3}=18,66\textup{s}$

Jadi waktu untuk mencapai tinggi (h) = 125 m,ada dua waktu :

1, waktu sebelum mencapai tinggi maksimum sebesar 1,34 s

2. waktu setelah mencapai tinggi maksimum sebesar 18,66 s

f. Waktu untuk mencapai jangkauan terjauh

t = 2t_h.max = 2 . 10 = 20 s

g. Jangkauan terjauh

$x_{\textup{max}}= v_\textup{ox}.t=100\sqrt{3}.20=2000\sqrt{3}\textup{m}$

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dengan sudut elevasi 30^o. Ketinggian maksimum peluru adalah ... m

A. 30 C. 50 E. 100

B. 45 D. 90

Penyelesaian :

v_o = 60 m/s a = 30^o

ditanya : h_max = ... ?

$h_{\textup{max}}=\frac{v_{\textup{o}}^{^{2}}(\textup{sin}\alpha )^{2}}{2g}=\frac{60^{2}(\textup{sin}30^{\textup{o}})^{2}}{2(10)}=45\textup{m}$

Jawaban : B

Seorang pemain golf ingin memukul bolagolf hingga mencapai jarak 300 m. Jika gerak awal bola membentuk sudut 45^o terhadap permukaan tanah, berapa kelajuan awal bola agar dapat mencapai jarak tersebut. (abaikan gesekan dengan udara dan gunakanlah g = 10 m/s²

A. 44,8 C. 64,8 E. 84,8

B. 54,8 D. 74,8

Pembahasan :

xmax = 300 m α = 45^o g = 10 m/s²

ditanya : v_o = ... ?

$x_{\textup{max}}=\frac{v_{\textup{o}}^{2}(\textup{sin}2\alpha)}{g}\rightarrow v_{\textup{o}}=\sqrt{\frac{(x_{\textup{max}})g}{\textup{sin}2\alpha }}=\sqrt{\frac{300(10)}{\textup{sin}(90)}}=54,8\textup{m/s}$

Jawaban : B

Sebuah peluru meriam ditembakkan dengan kecepatan 60 m/s dengan sudut elevasi 53^o. Bila g = 10 m/s², maka posisi peluru pada detik ke-1 adalah ....

A. x = 36 m, y = 64 m D. x = 32 m, y = 32 m

B. x = 64 m, y = 43 m E. x = 43 m, y = 36 m

C. x = 36 m, y = 43 m

Penyelesaian :

v_o = 60 m/s α = 53^o g = 10 m/s² t = 1 s

ditanya ; x dan y ?

arah mendatar

v_ox = v_o cos α = 60 cos 53^o= 36 m/s

x = v_ox t = 36 . 1 = 36 m

arah vertikal

v_oy = v_o sin α = 60 sin 53_o = 48 m/s

y = h = v_oy . t - 1/2 g.t² = 48 . 1 - 1/2 . 10 .1² = 43 m

Jawaban : C

MGMP Fisika MA DIY

Laboratorium IPA

Madrasah Mu'allimaat Muhammadiyah Yogyakarta

Perpustakaan Madrasah Mu'allimaat Muhammadiyah Yogyakarta

Madrasah Mu'allimaat Muhammadiyah Yogyakarta

Latihan Soal Kalor

Soal Pembahasan Kalor

Latihan Soal Gerak Parabola

Soa Pembahasan Gerak Parabola

Waktu Sholat

Total Tayangan Halaman

Unggahan Baru

Materi

Arsip Blog

Pengikut

Link

p.koko blog

Alamat

Kontak