Latihan Fisika Kelas XI Elastisitas Bahan
Admin Cube
Soal
10
Kesulitan
Reguler
Waktu
∞
Mata Pelajaran
Fisika
Selesai
∞
Benar
0
Salah
0
Dilewati
10

Komposisi Skor

Peringkat

1. 4
2. 3
3. 0
4. 0
5. 0
6+. 0
  • # 1
    Pilgan

    Perhatikan tabel berikut.

    Tabel tersebut merupakan data nilai-nilai modulus elastisitas bahan yang didapatkan Sonya dari buku fisikanya. Pada saat praktikum, Sonya mengambil seutas kawat. Kemudian Sonya memberikan beberapa gaya pada kawatnya tersebut, didapatkan grafik seperti berikut.

    Dari tabel dan grafik tersebut, Sonya dapat mengetahui bahwa kawat tersebut adalah kawat ....

    A

    baja

    B

    alumunium

    C

    timah

    D

    besi

    E

    kuningan

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Data nilai-nilai modulus elastisitas bahan

    Grafik hubungan tegangan terhadap regangan.

    Ditanya:

    Bahan =?=?

    Dijawab:

    Modulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda.

    E=σeE=\frac{\sigma}{e}

    Kita ambil salah satu titik, misalkan titik yang terdekat dari titik O (0,0).

    E=1,82×10−11E=\frac{1,8}{2\times10^{-11}}

    E=0,910−11E=\frac{0,9}{10^{-11}}

    E=0,9×1011E=0,9\times10^{11}

    E=90×109E=90\times10^9 N/m2

    Dari tabel kita dapat melihat bahwa bahan yang memiliki modulus elastisitas sebesar 90×10990\times10^9 N/m2 adalah kuningan.

    Jadi, Sonya dapat mengetahui bahwa kawat tersebut adalah kawat kuningan.

  • # 2
    Pilgan

    Perhatikan gambar berikut.

    Grafik di atas merupakan grafik gaya berat suatu benda yang digantungkan pada pegas terhadap pertambahan panjang pegas tersebut. Pegas tersebut akan selalu bersifat elastis jika diberikan gaya sebesar ….

    A

    0 N0\ \text{N} sampai 40 N40\ \text{N}

    B

    0 N0\ \text{N} sampai 80 N80\ \text{N}

    C

    20 N20\ \text{N} sampai 80 N80\ \text{N}

    D

    0 N0\ \text{N} sampai 60 N60\ \text{N}

    E

    0 N0\ \text{N} sampai 20 N20\ \text{N}

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Ditanya:

    Gaya =?=? (bersifat elastis)

    Dijawab:

    Perhatikan gambar berikut.

    Pegas akan bersifat elastis jika tidak melewati batas hukum Hooke. Batas hukum Hooke adalah batas di mana perbandingan gaya dan pertambahan panjangnya konstan (tidak berubah).

    Kita hitung perbandingan tiap titik pada grafik.

    P=FΔx=204=5P=\frac{F}{\Delta x}=\frac{20}{4}=5 N/mm

    Q=FΔx=408=5Q=\frac{F}{\Delta x}=\frac{40}{8}=5 N/mm

    R=FΔx=6012=5R=\frac{F}{\Delta x}=\frac{60}{12}=5 N/mm

    S=FΔx=8024=103S=\frac{F}{\Delta x}=\frac{80}{24}=\frac{10}{3} N/mm (di sini sudah tidak konstan lagi)

    Jadi, pegas tersebut akan selalu bersifat elastis jika diberikan gaya sebesar 0 N sampai 60 N.

  • # 3
    Pilgan

    Lala memiliki 2 kawat dengan jenis berbeda. Kedua kawat tersebut memiliki luas penampang yang sama. Kemudian kawat-kawat tersebut diberi gaya berbeda. Gaya yang diberikan pada kawat A 2 kali gaya yang diberikan pada gaya B. Ternyata, panjang kawat B bertambah 4 kali pertambahan panjang kawat A. Perbandingan tegangan yang dialami kawat A dan B milik Lala adalah ....

    A

    4:14:1

    B

    1:21:2

    C

    2:12:1

    D

    1:81:8

    E

    1:41:4

    Pembahasan:

    Diket:

    Luas penampang kawat A dan B sama AA=ABA_{\text{A}}=A_{\text{}\text{B}}

    Gaya pada kawat A dua kali gaya pada kawat B FA=2FBF_{\text{A}}=2F_{\text{}\text{B}}

    Pertambahan panjang kawat B 4 kali pertambahan panjang kawat A ΔlB=4ΔlA\Delta l_{\text{B}}=4\Delta l_{\text{A}}

    Ditanya:

    Perbandingan tegangan kawat A dan B σAσB =?\frac{\sigma_{\text{A}}}{\sigma_{\text{}\text{B}}\ }=?

    Dijawab:

    Tegangan adalah perbandingan antara gaya tarik yang bekerja pada benda terhadap luas penampang benda tersebut.

    σAσB =FAAAFBAB\frac{\sigma_{\text{A}}}{\sigma_{\text{}\text{B}}\ }=\frac{\frac{F_{\text{A}}}{A_{\text{A}}}}{\frac{F_B}{A_{\text{B}}}}

    σAσB =FAFB\frac{\sigma_{\text{A}}}{\sigma_{\text{}\text{B}}\ }=\frac{F_{\text{A}}}{F_B}

    σAσB =2FBFB\frac{\sigma_{\text{A}}}{\sigma_{\text{}\text{B}}\ }=\frac{2F_{\text{B}}}{F_B}

    σAσB =21\frac{\sigma_{\text{A}}}{\sigma_{\text{}\text{B}}\ }=\frac{2}{1}

    Jadi, perbandingan tegangan yang dialami kawat A dan B milik Lala adalah 2:12:1.

  • # 4
    Pilgan

    Sebuah kawat baja memiliki panjang 20 m dan luas penampang sebesar 0,4 cm2. Jika modulus young kawat baja tersebut adalah 2×\times1011N/m2, tetapan gaya pegas tersebut sebesar ….

    A

    3×1053\times10^5 N/m

    B

    1×1051\times10^5 N/m

    C

    5×1055\times10^5 N/m

    D

    2×1052\times10^5 N/m

    E

    4×1054\times10^5 N/m

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Panjang l=20l=20 m

    Luas penampang A=0,4A=0,4 cm2 =0,4×10−4=0,4\times10^{-4} m2

    Modulus young E=2×1011E=2\times10^{11} N/m2

    Ditanya:

    Tetapan gaya pegas k=?k=?

    Dijawab:

    Tetapan gaya pegas adalah perbandingan atau rasio dari gaya yang diberikan terhadap pertambahan panjang pegas tersebut. Tetapan gaya pegas dapat dituliskan dengan persamaan k=FΔxk=\frac{F}{\Delta x}. Persamaan tersebut dapat diubah menjadi F=kΔxF=k\Delta x.

    Modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda. Modulus young dapat dituliskan dengan persamaan berikut. E=FlAΔlE=\frac{Fl}{A\Delta l}

    Δx\Delta x dan Δl\Delta l adalah sama. Sehingga persamaan dari tetapan gaya pegas dapat dissubtitusikan kedalam persamaan modulus young.

    E=FlAΔlE=\frac{Fl}{A\Delta l}

    E=kΔxlAΔlE=\frac{k\Delta xl}{A\Delta l}

    Karena Δx\Delta x dan Δl\Delta l adalah sama, maka persamaannya dapat disederhanakan menjadi

    E=klAE=\frac{kl}{A}

    2×1011=k(20)0,4×10−42\times10^{11}=\frac{k\left(20\right)}{0,4\times10^{-4}}

    20k=(0,4×10−4)(2×1011)20k=\left(0,4\times10^{-4}\right)\left(2\times10^{11}\right)

    20k=0,8×10720k=0,8\times10^7

    k=0,8×10720k=\frac{0,8\times10^7}{20}

    k=0,04×107k=0,04\times10^7

    k=4×105k=4\times10^5 N/m

    Jadi, tetapan gaya pegas tersebut sebesar 4×1054\times10^5 N/m.

  • # 5
    Pilgan

    Lulu memiliki dua buah kawat, yaitu kawat P dan Q. Pada ujung kawat P, Lulu memberikan gaya sebesar F sehingga panjangnya bertambah sepanjang Δl\Delta l. Kemudian pada ujung kawat Q, diberikan gaya sebesar yang diberikan pada kawat P. Kawat P dan Q terbuat dari bahan yang sama, sehingga modulus elastisitasnya sama. Panjang awal kawat Q sama dengan 2 kali panjang kawat P dan jari-jarinya 2 kali jari-jari kawat P. Dengan demikian, kawat Q akan bertambah panjang sebesar ....

    A

    12Δl\frac{1}{2}\Delta l

    B

    18Δl\frac{1}{8}\Delta l

    C

    2Δl2\Delta l

    D

    4Δl4\Delta l

    E

    14Δl\frac{1}{4}\Delta l

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Gaya pada kawat P sama dengan gaya pada kawat Q FP=FQ F_{\text{P}}=F_{\text{Q}}\ 

    Pertambahan panjang kawat P ΔlP=Δl\Delta l_{\text{P}}=\Delta l

    Modulus elastisitas kawat P sama dengan modulus elastisitas kawat Q EP=EQ E_{\text{P}}=E_{\text{Q}}\ 

    Panjang awal kawat Q dua kali panjang awal kawat P lQ=2lP l_{\text{Q}}=2l_{P\text{}}\ 

    Jari-jari kawat P dua kali jari-jari kawat Q rP=2rQ r_{\text{P}}=2r_{\text{Q}}\ 

    Ditanya:

    Pertambahan panjang kawat Q ΔlQ=?\Delta l_{\text{Q}}=?

    Dijawab:

    Modulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda.

    EP=EQ E_{\text{P}}=E_{\text{}\text{Q}}\ 

    FPlPAPΔlP=FQlQAQΔlQ\frac{F_{\text{P}}l_{\text{P}}}{A_{\text{P}}\Delta l_{\text{P}}}=\frac{F_{\text{Q}}l_Q}{A_Q\Delta l_Q}

    lPπrP2Δl=2lPπrQ2ΔlQ \frac{l_{\text{P}}}{\pi r_{\text{P}}^2\Delta l}=\frac{2l_{\text{P}}}{\pi r_Q^2\Delta l_{\text{Q}}}\ 

    1rQ2Δl=2(2rQ)2ΔlQ\frac{1}{r_{\text{Q}}^2\Delta l}=\frac{2}{\left(2r_Q\right)^2\Delta l_{\text{Q}}}

    1rQ2Δl=24rQ2ΔlQ\frac{1}{r_{\text{Q}}^2\Delta l}=\frac{2}{4r_Q^2\Delta l_{\text{Q}}}

    1Δl=12ΔlQ\frac{1}{\Delta l}=\frac{1}{2\Delta l_{\text{Q}}}

    2ΔlQ=Δl2\Delta l_{\text{Q}}=\Delta l

    ΔlQ=12Δl\Delta l_{\text{Q}}=\frac{1}{2}\Delta l

    Jadi, kawat Q akan bertambah panjang sepanjang 12Δl\frac{1}{2}\Delta l.

  • # 6
    Pilgan

    Tono mengambil sebuah karet gelang di dapur rumahnya. Kemudian Tono memainkan karet gelang tersebut. Tono menariknya dengan sekuat tenaga, tetapi karet tersebut tidak putus. Hanya saja, karet gelang tersebut menjadi melar. Penyebab hal ini terjadi yang benar adalah ….

    A

    karena Tono menarik karet gelang tersebut melewati daerah deformasi elastisnya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue

    B

    karena Tono menarik karet gelang tersebut sampai batas elastisnya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue

    C

    karena Tono menarik karet gelang tersebut sampai batas hukum Hookenya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue

    D

    karena Tono menarik karet gelang tersebut sampai di titik patahnya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue

    E

    karena Tono menarik karet gelang tersebut melewati daerah deformasi plastisnya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue

    Pembahasan:

    Suatu benda elastis (termasuk karet gelang) dapat kehilangan sifat elastisnya. Hal ini akan terjadi jika karet tersebut diberikan gaya terus-menerus yang melewati daerah elastisnya. Jika suatu benda elastis kehilangan sifat elastisnya, maka benda elastis tersebut tidak dapat kembali 100% ke bentuk semula. Keadaan pada soal ialah karet gelang yang ditarik oleh Tono mengalami melar, atau tidak dapat kembali ke posisi awalnya karena karet gelang tersebut mengalami kelelahan (fatigue).

    Jadi, penyebab hal ini terjadi yang benar adalah karena Tono menarik karet gelang tersebut melewati daerah deformasi elastisnya, sehingga karet gelang yang dimiliki Tono mengalami fatigue.

  • # 7
    Pilgan

    Sebuah pegas memiliki modulus elastisitas sebesar 4×\times105 N/m2. Pegas tersebut memiliki luas penampang sebesar 8 mm2. Jika tetapan gaya pegas tersebut adalah 20.000 N/m, maka panjang pegas tersebut jika tidak diberikan gaya adalah ....

    A

    9×10−59\times10^{-5} m

    B

    1×10−51\times10^{-5} m

    C

    4×10−54\times10^{-5} m

    D

    25×10−525\times10^{-5} m

    E

    16×10−516\times10^{-5} m

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Modulus elastisitas E=4×105E=4\times10^5 N/m2

    Luas penampang A=8A=8 mm2 =8×10−6=8\times10^{-6} m2

    Tetapan gaya k=20.000k=20.000 N/m

    Ditanya:

    Modulus elastisitas E=?E=?

    Dijawab:

    Tetapan gaya pegas adalah perbandingan atau rasio dari gaya yang diberikan terhadap pertambahan panjang pegas tersebut. Tetapan gaya pegas tersebut dapat dituliskan dengan persamaan k=FΔxk=\frac{F}{\Delta x}. Persamaan tersebut dapat diubah menjadi F=kΔxF=k\Delta x.

    Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda. Modulus elastisitas dapat dituliskan dengan persamaan berikut. E=FlAΔlE=\frac{Fl}{A\Delta l}

    Δx\Delta x dan Δl\Delta l adalah sama. Sehingga persamaan dari tetapan gaya pegas dapat dissubtitusikan kedalam persamaan modulus elastsitas.

    E=FlAΔlE=\frac{Fl}{A\Delta l}

    E=kΔxlAΔlE=\frac{k\Delta xl}{A\Delta l}

    Karena Δx\Delta x dan Δl\Delta l adalah sama, maka persamaannya dapat disederhanakan menjadi

    E=klAE=\frac{kl}{A}

    4×105=(20.000)l8×10−64\times10^5=\frac{\left(20.000\right)l}{8\times10^{-6}}

    20.000 l=(4×105)(8×10−6)20.000\ l=\left(4\times10^5\right)\left(8\times10^{-6}\right)

    20.000 l=32×10−120.000\ l=32\times10^{-1}

    l=32×10−120.000l=\frac{32\times10^{-1}}{20.000}

    l=16×10−1×10−4l=16\times10^{-1}\times10^{-4}

    l=16×10−5l=16\times10^{-5} m

    Jadi, panjang pegas tersebut jika tidak diberikan gaya adalah 16×10−516\times10^{-5} m.

  • # 8
    Pilgan

    Seutas kawat sepanjang 20 cm memiliki luas penampang sebesar 2 mm2. Kemudian ujung kawat tersebut ditarik dengan gaya sebesar 4 N sehingga panjangnya menjadi 20,001 cm. Tegangan yang dialami kawat tersebut adalah ....

    A

    1×1061\times10^6 N/m2

    B

    2×1062\times10^6 N/m2

    C

    2×10−62\times10^{-6} N/m2

    D

    1×10−61\times10^{-6} N/m2

    E

    4×10−64\times10^{-6} N/m2

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Panjang l=20l=20 cm =0,2=0,2 m

    Luas penampang A=2A=2 mm2 =2×10−6=2\times10^{-6} m2

    Gaya F=4F=4 N

    Panjang akhir l 1=20,001l_{\ 1}=20,001 cm

    Pertambahan panjang Δl=l 1−l=20,001−20=0,001\Delta l=l_{\ 1}-l=20,001-20=0,001 cm =0,001×10−2=0,001\times10^{-2} m

    Ditanya:

    Tegangan σ=?\sigma=?

    Dijawab:

    Tengangan adalah perbandingan antara gaya tarik yang berkerja pada benda terhadap luas penampang benda tersebut.

    σ=FA\sigma=\frac{F}{A}

    σ=42×10−6\sigma=\frac{4}{2\times10^{-6}}

    σ=210−6\sigma=\frac{2}{10^{-6}}

    σ=2×106\sigma=2\times10^6 N/m2

    Jadi, tegangan yang dialami kawat tersebut adalah 2×1062\times10^6 N/m2.

  • # 9
    Pilgan

    Perhatikan tabel berikut.

    Tabel tersebut merupakan data nilai-nilai modulus elastisitas bahan yang didapatkan Desi dari buku fisikanya. Pada saat praktikum, Desi mengambil seutas kawat, kemudian memberikan beberapa gaya pada kawatnya sehingga didapatkan grafik seperti berikut.

    Dari tabel dan grafik di atas, Desi dapat mengetahui bahwa kawat tersebut terbuat dari bahan ....

    A

    alumunium

    B

    baja

    C

    timah

    D

    besi

    E

    kuningan

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Data nilai-nilai modulus elastisitas bahan.

    Grafik hubungan tegangan terhadap regangan.

    Ditanya:

    Bahan =?=?

    Dijawab:

    Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda.

    E=σeE=\frac{\sigma}{e}

    Kita ambil salah satu titik, misalkan titik yang terdekat dari titik O (0,0).

    E=1,89×10−12E=\frac{1,8}{9\times10^{-12}}

    E=0,210−12E=\frac{0,2}{10^{-12}}

    E=0,2×1012E=0,2\times10^{12}

    E=200×109E=200\times10^9 N/m2

    Dari tabel kita dapat melihat bahwa bahan yang memiliki modulus elastisitas sebesar 200×109200\times10^9 N/m2 adalah baja.

    Jadi, Desi dapat mengetahui bahwa kawat tersebut terbuat dari bahan baja.

  • # 10
    Pilgan

    Sebuah kawat memiliki diameter 0,2 mm dan panjang 0,6 m. Kemudian kawat tersebut ditarik dengan gaya sebesar 2π\pi N sehingga panjangnya bertambah 0,03 mm. Modulus young kawat tersebut adalah ....

    A

    2×1082\times10^8 N/m2

    B

    4×10124\times10^{12} N/m2

    C

    10.00010.000 N/m2

    D

    0,000050,00005 N/m2

    E

    2,5×10−132,5\times10^{-13} N/m2

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Diameter d=0,2d=0,2 mm =2×10−4=2\times10^{-4} m

    Panjang l=0,6l=0,6 m

    Gaya F=2πF=2\pi N

    Pertambahan panjang Δl=0,03\Delta l=0,03 mm =3×10−5=3\times10^{-5} m

    Ditanya:

    Modulus young E=?E=?

    Dijawab:

    Modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda.

    E=σeE=\frac{\sigma}{e}

    E=(FA)(Δll)E=\frac{\left(\frac{F}{A}\right)}{\left(\frac{\Delta l}{l}\right)}

    E=FlAΔlE=\frac{Fl}{A\Delta l}

    E=(2π)(0,6)(πr2)(Δl)E=\frac{\left(2\pi\right)\left(0,6\right)}{\left(\pi r^2\right)\left(\Delta l\right)}

    E=1,2ππ(d2)2(3×10−5)E=\frac{1,2\pi}{\pi\left(\frac{d}{2}\right)^2\left(3\times10^{-5}\right)}

    E=1,2(2×10−42)2(3×10−5)E=\frac{1,2}{\left(\frac{2\times10^{-4}}{2}\right)^2\left(3\times10^{-5}\right)}

    E=1,2(10−4)2(3×10−5)E=\frac{1,2}{\left(10^{-4}\right)^2\left(3\times10^{-5}\right)}

    E=1,2(10−8)(3×10−5)E=\frac{1,2}{\left(10^{-8}\right)\left(3\times10^{-5}\right)}

    E=1,23×10−13E=\frac{1,2}{3\times10^{-13}}

    E=0,410−13E=\frac{0,4}{10^{-13}}

    E=4×1012E=4\times10^{12} N/m2

    Jadi, modulus young kawat tersebut adalah 4×10124\times10^{12} N/m2.

Materi Terkait ➤
Tidak Ada Komentar
Ayo Daftar Sekarang!

Dan dapatkan akses ke seluruh 151.115 soal dengan berbagai tingkat kesulitan!

Daftar

Masih ada yang belum ngerti juga? Tanya ke kak tutor aja! Caranya, daftar layanan premium dan pilih paketnya.