1. Mengapa ketika
kita memacu mobil dengan kencang dan menginjak rem, mobil tidak langsung
berhenti?
Jawab: karena
kecepatan awal benda harus diperhitungkan, jadi untuk berhenti setelah
melakukan perlambatan (menginjak rem) dengan perlambatan tertentu memerlukan
waktu tertentu sehingga kecepatan akhir menjadi nol.
2. Ketika kita
menendang bola melambung kedepan bola tersebut melengkung mengapa demikian?
Jawab: ketika sebuah
benda diarahkan ke sudut atas, bola tersebut akan memiliki kecepatan kedepan
dan keatas. Adapun ketika ke atas benda tersebut berlawanan dengan gaya
gravitasi sehingga kecepatannya terus berkurang sampai pada ketinggian maksimum
dengan kecepatan ke atas menjadi nol sedangkan kecepatan kedepan tetap konstan.
Sehingga bola tersebut bergerak turun tertarik gaya gravitasi hingga sampai ke
tanah. Dengan begitu lintasannya menjadi melengkung
3. Mengapa ketika
ban kendaraan kita sudah gundul (tidak bergerigi), kecepatan kendaraan tidak
secepat waktu ban masih radial(bergerigi)?
Jawab: salah satu
penyebab kendaraan bergerak itu karena ban, tentunya permukaan ban sangat
berpengaruh. Ingat kemballi hukum III Newton bahwa Faksi=-Freaksi nah
pada ban pun bekerja dengan hukum III Newton. Saat ban memberikan gaya pada
jalan ke arah belakang maka jalan akan memberikan gaya kedepan yang besarnya
sama, jadi ketika ban dalam keadaan gundul (tidak bergerigi) gaya yang
diberiakan ban menjadi lebih kecil. Dibandingkan dengan ban yang masih
bergerigi, sehingga dapat mempengaruhi kecepatan.
4. Misalkan emas
dijual berdasarkan beratnya. Dimanakah anda akan membeli di bumi atau di bulan?
Jawab: akan membeli
dibumi karena lebih berat hal tersebut disebabkan oleh gaya gravitasi di bumi
lebih besar dari pada di bulan. Sedabgkan dibulan gravitasinya lebih kecil 6
kali dari bumi sehingga beratnya akan berbeda.
5. Apakah bumi
melakukan kerja pada bulan?kita ketahui bersama bahwa bulan berputar
mengelilingi bumi pada orbit yang berbentuk lingkaran!
Jawab: gaya gravitasi
pada bulan bekerja terhadap bumi, ke arah dalam sepanjang lingkaran,dengan arah
yang sama dengan kecepatannya, tegak lurus terhadap radius dan tegak lurus
terhadap gaya gravitasi. Dengan demikian sudut antara gaay dan perpindahan
bulan sesaat adaalah 90o. Dengan demikian kerja yang dilakukan oleh
gravitasi adalah nol (karena cos 90o=0)
6. Mengapa pada
saat kelapa jatuh ke tanah, tanahnya menjadi berlubang. Mengapa terjadi
demikian?
Jawab: hal tersebut
dapat terjadi karena adanaya kekekalan energi mekanik. Ketika kelapa berada di
atas energi potensialnya maksimum tetapi energi kinetiknya nol. Namun ketika
kelapa jatuh dan sampai ke bawah energi potensialnya menjadi nol tetapi energi
kinetiknya maksimum. Adapun tanah berlubang karena akibat adanya energi
tersebut.
7. Seekor
ikan diam pada dasar sebuah ember berisi air sementara ember itu ditimbang di
atas timbangan. Ketika ikan itu mulai berenang dan bergerak , apakah pembacaan
skala timbangan berubah?
Jawab:
Ya. Gaya dorong ikan pada air menyebabkan skala pada timbangan berubah-ubah.
Nilai rata-ratanya akan masih sama dengan berat total dari ember, air, dan
ikan.
8. Mengapa pada
dongkrak hidrolik satu penampangnya dibuat kecil dan yang satunya sangat besar?
Jawab: perlu diingat
bahawa pada tekanan fluida pada ruang tertutup besarnya sama. Hal tersebut juga
sama seperti pada setiap penampang dongkrak hidrolik baik yang besar maupun
yang kecil tekanannya sama. Adapun luas penampangnya dibuat kecil dan yang
satunya beasar agar pada luas penampang yang kecil gaya yang dibutuhkannya
kecil sehingga dengan gaya yang kecil dapat mengangkat beban yang berat pada
penampang besar. Sehingga dapat mempermudah pekerjaan karena dengan gaya yang
sangat kecil dapat menghasilkan gaya yang sangat besar.
9. Sebuah
keleng minuman bersoda khusus untuk diet tanpa penutup mengapung ketika
ditempatkan dalam bak berisi air, sebaliknya kaleng minuman bersoda biasa
dengan merk yang sama tenggelam dalam bak air itu. Apakah yang Anda pikirkan
untuk menjelaskan fenomena ini?
Jawab :
Minuman bersoda biasa (non-diet) mengandung sejumlah besar massa gulaterlarut.
Kerapatannya lebih besar daripada air. Minuman bersoda untuk dietmengandung
sedikit zat pemanis (gula) buatan dan kerapatannya hampir samadengan air. Udara
yang kurang rapat dalam kaleng tersebut mempunyai pengaruhyang lebih besar
daripada dinding aluminium kaleng, sehingga kaleng minuman bersoda khusus diet
akan mengapung.
10. Bagaimanakah
kapal selam yang terbuat dari besi bisa mengapung, melayang dan tenggelam?
Jawab: kapal selam
yang terbuat dari besi dapat melayang, mengapung dan tenggelam. Menggunakan
konsep masa jenis dan gaya apung. Karena benda akan mengapung apabila gaya apung
= gaya berat benda tercelup sebagian dan massa jenis benda lebih kecil dari air
laut. benda akan melayang apabila gaya apung = gaya berat benda tercelup dan
massa jenis benda sama dengan massa jenis air laut dari air laut. benda akan
tenggelam apabila gaya apung kurang darai gaya berat benda tercelup dan massa
jenis benda lebih besar dari air laut. Hal tersebut pula yang
dimanfaatkan oleh kapal selam, yaitu pada kapal selam terdapat ruang yang dapat
di isi atau membuang untuk mengatur gaya apung dan massa jenis kapal tersebut.
11. Mengapa pada
sendok pengorengan(susuk) pada ujungnya terbuat dari plastik?
Jawab: karena pada
sendok tersebut ternuat dari alumunium sehingga konduktor penghantar panasa
yang paling baik sehingga untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi
diujung peganganya dilapisi oleh bahan plastik yang merupakan isolator.
12. Mengapa pakaian
yang berbulu lebat menjaga kehangatan tubuh kita?
Jawab: sifat isolasi
dari pakaian bersumber dari sifat isolasi udara.karena udara yang dekat kulit
kita akan menjadi hangat dan akan digantiakn lagi oleh udara dingin
disekitarnya akan terus seperti itu. Makanya dengan pakaian yang berbulu udara
yang merupakan isolator yang baik tidak dapat bergerak bebas karena udara
terkurung oleh pakaian. Bulu-bulu pada pakaian akan mengembang dan mengurung
udara yang banyak.
13. Mengapa pada
saat mati lampu kita tidak bida melihat apa-apa?
Jawab: karena mata
itu membutuhkan cahaya. Lebih tepatnya mata itu melihat menangkap pantulan
cahaya dari bendanya, sehingga pada saat lampu mati tidak dapat melihat apa-apa
karena benda-benda tidak memantulkan cahaya.
14. Mengapa pada
penderita rabun jauh dibantu dengan lensa cekung?
Jawab: pada penderita
rabun jauh tidak bisa melihat benda yang jauh karena bayangan terletak didepan retina
sehingga dapat terbaca oleh retina. Sehingga dengan bantuan cermin cekung
yang memiliki sifat memancaarkan cahaya akan dapat meneruskan pantulan benda
tepat diretina.
15. Mengapa
kelelawar dapat terbang malam tanpa menabrak?
Jawab: kelelawar
mengeluarkan bunyi ultrasonik teratur melalui mulut dan hidungnya, gelombang
bunyi ini bergema (dipantulkan) kembali memberikan gambaran benda-benda
disekitar kelelawar.jadi kelelawar dapat terbang pada malam hari tanpa menabrak
karena suara yang dipantulkan oleh benda-benda dan ditangkap oleh telinganya
sehingga mengetahui keadaan sekitar.
16. Mengapa sebuah
gitar yang menginginkan setelan nada tinggi bisa dengan memutar atau mengatur
senar atau dengan menekannya?
Jawab: pada dasarnya
senar yang bergetar menghasilkan bunyi. Bunyi tersebut merupakan gelombang yang
merambat. Adapun untuk meninggikan nada gitar tersebut dengan ditekan atau
diputar pengaturan senarnya. Sebetulnya upaya tersebut dilakukan untuk
meninggikan frekuensi, semakin tinggi frekuensi maka nadanya menjadi lebih
tinggi.
17. Apakah setiap
partikel bermuatan listrik yang bergerak melalui suatu daerah medan magnetik
selalu mengalami gaya?
Jawab: tidak selalu,
tergantung terhadap jenis bendanya apakah termasuk bahan penghantar .
18. Bagaima motor
listrik dapat berputar?
Jawab:motor listrik
mengubah energi listrik menjadi energi putaran. yaitu dengan cara ketiaka arus
dialirkan maka kumparanyang berada didalam dengan magnet. Yang diakibatkan oleh
medan magnet yang hingga membuat motor berputar.
19. Haruskah sebuah benda yang berotasi
mempunyai momen inersia yang tidak nol?
Jawab: Tidak,
sama halnya seperti sebuah benda tidak perlu bergerak agar mempunyai massa.
20. Jelaskan
mengapa dengan mengubah sumbu rotasi suatu benda momen inersianya berubah?
Jawab: Momen inersia
bergantung kepada distribusi massa terhadapsuatu sumbu tertentu. Jika
sumbu itu berubah, maka setiap titik.
21. Mengapa
seseorang mampu memindahkan selembar daun/lempeng aluminium (aluminium foil)
kering dari sebuah oven panas dengan jari telanjang (tanpa pelindung),
sedangkan jika ada sedikit embun/kelembaban pada lempeng aluminium, jari-jari
tangannya akan terbakar?
Jawab : Ada
3 properti yang perlu dipertimbangkan dalam kasus ini: konduktivitas panas,
panas spesifik, dan massa. Dengan aluminium yang panas itu, konduktivitas
termalnya lebih besar daripada konduktivitas kulit (kering) pada jari tangan.
Hal ini berarti bahwa energi dalam aluminium dapat lebih gampang ditransferkan
ke udara (lingkungan luar) daripada jari tangan. Intinya, jari tangan berperan
seperti isolator panas (samapai batas tertentu) relatif terhadap aluminium.
Jika dalam keadaaan basah, aluminium dapat juga membasahi lapisan luar kulit
agar menjadi konduktor panas yang baik; maka lebih banyak energi dalam
aluminium yang dapat masuk ke kulit. Lebih jauh, air itu sendiri, dengan massa
tambahan dan panas spesifik yang relatif lebih besar daripada aluminium, dapat
menjadi sumber energi ekstra yang mungkin akan membakar kulit pada jari tangan.
Secara praktis, ketika sedang memegang aluminium foil yang kering dan panas,
transfer panas akan segera berhenti. Namun, ketika sedang memegang aluminium
foil yang panas dan basah (sedikit mengandung embun, lembab), maka air yang
menjadi panas akan merusak kulit jari tangan, karena transfer panas terus
berlanjut, dan akan lebih banyak energi yang diberikan ke kulit jari tangan.
22. Misalkan
Anda sedang meletakkan sebuah pensil kayu secara tegak (posisi vertikal) di
atas permukaan meja yang licin. Jika pensil itu akhirnya jatuh, lintasan apakah
yang diikuti oleh pusat massa pensil itu?
JAWAB:
Tidak ada gaya mendatar yang bekerja pada pensil itu, sehingga pusat massanya
bergerak lurus ke bawah.
23. Sebuah
bola karet dijatuhkan ke atas lantai. Gaya apakah yang menyebabkan bola itu
memantul?
Jawab:
Molekul-molekul pada lantai melawan/menolak bola saat menumbuk lantai dan
mendorong balik bola ke atas. Gaya yang bekerja sebenarnya disebabkan oleh
gayagaya antara molekul-molekul yang mengijinkan bola tetap utuh dan mencegah
bola untuk menembus lantai. Sebagai catatan, untuk bola yang dapat menembus
kaca jendela, bahkan sampai memecahkannya, gaya-gaya molekulernya tidak cukup
kuat.
24. Seorang
atlet angkat besi (weightlifter) berdiri di atas sebuah timbangan berat
badan. Ia mengangkat barbel ke atas dan ke bawah. Apa yang terjadi terhadap
pembacaan skala timbangan ketika ia melakukan gerakan itu? Apa yang terjadi
jika ia cukup kuat untuk membuang barbel itu ke atas? Bagaimanakah pembacaan
skala timbangan itu berubah karena gerakannya itu?
Jawab:
Ketika barbell itu dapat diangkat, seorang lifter mengerjakan gaya ke
atas ke pada barbell tersebut, dan skala timbangan menunjukkan gaya yang lebih
besar yang dikerjakan lantai pada lifter dan barbell secara bersamaan. Ketika
beban telah berada di atas kepala lifter (dikatakan berada di posisi puncak),
skala menunjukkan nilai yang lebih kecil dari nilai rata-rata. Jika beban
tersebut dapat bergerak ke atas, pengangkat besi dapat dengan leluasa melempar
beban, sehingga jawaban kita dapat juga diterapkan pada kasus ini.
25. Tunjukkanlah
pasangan aksi-reaksi pada situasi-situasi berikut: Seseorang yang sedang
berjalan; sebuah bola basket yang mengenai punggung seorang pemain; penjaga
gawang yang menangkap bola; angin yang menghantam jendela.
Jawab: Ketika seseorang
melangkah, gaya aksi adalah gaya yang dikerjakan oleh kakinya pada tanah/Bumi;
reaksi adalah gaya yang dikerjakan tanah/Bumi pada telapak kakinya. Pada kasus
kedua, aksi adalah gaya yang dikerjakan bola basket pada punggung pemain;
reaksi adalah gaya yang dikerjakan oleh punggung pemain itu terhadap bola
basket. Ketiga, aksi adalah gaya yang dikerjakan oleh telapak tangan penjaga
gawang pada bola; reaksi adalah gaya yang dikerjakan bola pada telapak tangan.
Keempat, aksi adalah gaya yang dikerjakan pada jendela oleh molekulmolekul udara;
reaksi adalah gaya yang dikerjakan pada molekul udara oleh jendela. Kita dapat
juga membalik aksi dan reaksi pada setiap kasus tersebut.
26. Dapatkah
sebuah benda mengerjakan suatu gaya terhadap dirinya sendiri? Jelaskanlah
jawabanmu!
Jawab:
Sebuah benda tidak dapat mengerjakan sebuah gaya pada dirinya sendiri. Jika
dapat, maka benda-benda akan dapat mempercepat dirinya sendiri, tanpa
berhubungan dengan lingkungan di luar benda itu. Misalnya, Anda tidak dapat
mengangkat diri sendiri hanya dengan menyentakkan kaki.
27. Seorang
mahasiswa menjatuhkan sebuah bola dari puncak sebuah gedung sedangkan seorang
mahasiswi yang berada di dasar gedung itu mengamati jatuhnya bola tersebut.
Akankah kedua orang itu saling setuju/sepakat dengan: nilai energi potensial
gravitasi dari system Bumi-bola? Setuju dengan perubahan energi potensial?
Dengan energy kinetik?
Jawab :
Keduanya setuju pada perubahan energi potensial, dan energi kinetik. Mereka
mungkin tidak setuju dengan nilai energi potensial gravitasi, bergantung pada
titik awal gerakan yang mereka pilih (acuan mana yang dipakai).
28. Jika
tiga buah gaya konservatif dan sebuah gaya nonkonservatif bekerja dalam sebuah
sistem, berapa banyak jumlah suku-suku yang akan muncul pada persamaan yang
menjelaskan gerakan sistem tersebut?
Jawab :
Tiga suku energi potensial akan muncul dalam persamaan energi mekanik total,
satu untuk setiap gaya konservatif. Jika Anda menulis sebuah persamaan dengan
energy mula-mula pada salah satu sisi dan energi akhir pada sisi lainnya,
persamaan itu mengandung 6 suku energi potensial.
29. Oleh
karena Bumi berputar terhadap porosnya, Bumi merupakan kerangka acuan
noninersia. Asumsikan bahwa Bumi merupakan bola padat yang uniform. Mengapa
berat benda lebih besar di kutub-kutub Bumi daripada di khatulistiwa?
Jawab :
Sesungguhnya saat kita sedang ditimbang (berada di atas timbangan berat badan),
gaya resultan yang bekerja pada kita adalah berat sesungguhnya dikurang gaya
normal. Skala yang terbaca menunjukkan besarnya gaya normal, dan itulah berat
badan yang muncul. Jika Anda berada di kutubUtara atau Selatan Bumi, berat yang
terbaca persis sama dengan berat badan Anda yang sesungguhnya. Jika Anda berada
di khatulistiwa, berat badan Anda yang terbaca di skala timbangan harus lebih
kecil, sehingga gaya resultan dapat merupakan sebuah gaya yang mengarah ke
bawah (pusat Bumi) yang
cukup
besar untuk menyebabkan percepatan sentripetal Anda saat Bumi berotasi
30. Sebuah
bola bowling digantungkan ke langit-langit ruang kuliah melalui sebuah tali.
Bola itu disimpangkan terhadap posisi setimbangnya dan kemudian dilepaskan dari
keadaan diam persis di depan hidung seorang mahasiswi yang melakukan demostrasi
ini. Jika si mahasiswa itu tetap berdiri
diam di tempatnya, jelaskanlah mengapa ia tidak terkena bola bowling saat bola
berayun balik. Akankah ia aman seandainya bola itu diberi dorongan dari posisi
awal di depan hidungnya itu?
Jawab :
Energi total dari sistem bola-Bumi adalah kekal. Karena sistem mula-mula
mempunyai energi potensial mgh dan tidak punya energi kinetik, bola itu
akan sekali lagi mempunyai energi kinetik nol ketika kembali ke posisi awalnya.
Hambatan udara akan menyebabkan bola itu kembali pada sebuah titik sedikit di
bawah titik awal gerakan. Dengan kata lain, jika seseorang memberikan gaya
tolak/dorong ke depan terhadap bola itu di manapun sepanjang lintasannya, si
mahasiswi itu harus menghindar supaya hidungnya aman!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar