Remedi Fisika (2)

FISIKA

KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN

XI MIPA 1

ii

ABSEN KELAS XI MIPA 1

1. Adela Yudistia Anggraeni
2. Alin Tifana Safitri
3. Alvi Diana Sari
4. Aulya Fatmah
5. Aura Adelia Pertiwi
6. Cherly Dwi Pratiwi
7. Citra Wulandari
8. Dewi Ariana Putri Pakarti
9. Eksanti Irma Radite
10. Elda Jayanti
11. Fama Manawasalwa Rusfa
12. Faradiba Nur Anisa
13. Fitra Aulia Wulandari
14. Hadid Rafiyansyah
15. Hijrotul Latifah Agustina
16. Hizbul Maryanto
17. Ikhsan Naufal Asfrilly
18. Khairunnisa Nanda Puspita
19. Khaylila Lyra Ariwanni
20. Lyra Ana Novita
21. Meylan Novita
22. Miranda Cintia Putri
23. Nadine Frizania Ardina
24. Nazala Tisya Putri
25. Nia Ulviasari
26. Rasyita Yolanda
27. Rovik Joshi Mahendra
28. Sabella Nova Ayu Safitri
29. Suci Ananda
30. Valentia Febri Kurniawan
31. Widya Khairunnisa
32. Zakiatul Amalia

iii

DAFTAR ISI

ABSEN KELAS XI MIPA 1 ............................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... iii
BAB 1 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR ................... 1
BAB 2 ELASTISITAS BAHAN ......................................................................................... 16
BAB 3 FLUIDA STATIS .................................................................................................... 32
BAB 4 FLUIDA DINAMIS ................................................................................................ 46
BAB 5 SUHU DAN KALOR .............................................................................................. 66

XI MIPA 1 1

BAB 1 tekanan dari yang paling besar ke kecil
DINAMIKA ROTASI DAN adalah . . .
KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
a. Ikan cupang, ikan mas, ikan gabus
1. Berikut ini yang mempengaruhi besarnya b. Ikan gabus, ikan cupang, ikan mas
tekanan hidrostatis adalah . . . c. Ikan mas, ikan cupang, ikan gabus
d. Ikan cupang, ikan gabus, ikan mas
a. Massa benda e. Ikan mas, ikan gabus, ikan cupang
b. Volume fluida Pembahasan :
c. Volume benda Semakin dalam, tekanan akan semakin
d. Kedalaman benda dalam fluida besar. Urutan nya adalah ikan mas, ikan
e. Kecepatan gerak benda cupang, ikan gabus
Pembahasan : Jawaban C.
P = ρ.g.h
Tekanan = massa jenis.kecepatan 4. Jika tekanan atmosfer 105 Pa, maka
gravitasi.kedalaman tekanan mutlak pada kedalaman 20 meter
Jawaban D. dari permukaan air adalah . . .

2. Seekor ikan berada pada kedalaman 1 m a. 0,2 x 105 Pa
di bawah permukaan air sungai yang b. 0,5 x 105 Pa
bermassa jenis 1000 kg/m3. Besar tekanan c. 1,0 x 105 Pa
hidrostatis yang dialami ikan adalah . . . d. 3,0 x 105 Pa
e. 5,0 x 105 Pa
a. 10 Pa Pembahasan :
b. 100 Pa P = P0 + ρ.g.h
c. 1.000 Pa P = (1 x 105) + (1000)(10)(20)
d. 10.000 Pa P = (1 x 105) + (2 x 105)
e. 100.000 Pa P = 3,0 x 105 Pa
Pembahasan : Jawaban D.
P = ρ.g.h
P = (1000)(10)(1) = 10.000 Pa = 10.000 5. Barometer dibuat dengan berbagai
N/m2 macam cairan. Cairan yang akan
Jawaban D. menghasilkan ketinggian paling besar
adalah . . .
3. Ikan gabus, ikan cupang, dan ikan mas
terletak masing-masing berada pada a. Garam
kedalaman 20 cm, 50 cm, dan 80 cm dari b. Air
permukaan air sungai. Urutan besarnya c. Benzene
d. Alkohol
e. Raksa

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 2

Pembahasan : Tekanan total pada ujung piston yang
P = ρ.g.h tertutup adalah . . .
h = P/ ρ.g
Jadi, semakin kecil massa jenis cairan, a. 0,2 x 103 Pa
ketinggiannya akan makin besar. b. 0,5 x 103 Pa
Massa jenis garam (air laut) = 1230 kg/m3 c. 1,0 x 103 Pa
Massa air = 1000 kg/m3 d. 3,0 x 103 Pa
Massa jenis benzene = 874 kg/m3 e. 6,0 x 103 Pa
Massa jenis alkohol = 800 kg/m3 Pembahasan :
Massa jenis raksa = 13600 kg/m3 P1 = P2
Jawaban D. P1 = ρ1.g.h1
P1 = (1000)(10)(0,6)
6. Tekanan hidrostatis benda saat berada di P1 = P2 = 6,0 x 103 Pa
bawah permukaan air adalah P. Jika air Jawaban A.
diganti air raksa yang bermassa jenis 13600
kg/m3, maka pada kedalaman yang sama, 8. Objek X berputar dengan jari-jari
tekanannya berubah menjadi. . . putaran 140 cm dan periode 2 detik untuk
setiap putaran, sementara objek Y berputar
a. Lebih dari P dengan jari-jari putaran 140 cm dan
b. Kurang dari P frekuensi 1 putaran per detik. berapakah
c. Sama dengan P kecepatan linear objek X?
d. Tidak dapat ditentukan A. 5,5 m/s
e. Tidak ada jawaban yang benar B. 5,4 m/s
Pembahasan : C. 4,4 m/s
h = P/ ρ.g D. 3,7 m/s
*Tekanan di kedalaman yang sama saat E. 6,5 m/ s
cairan diganti air raksa Pembahasan:
h1 = h2 vX = 2πr/T = 2 x (22/7) x 140 / 2 = 440
P1/ ρ1.g = P2/ ρ2.g cm/s = 4,4 m/s
P/ 1000 = P2/ 13600 Jawaban (C)
P2 = P(13600)/1000
P2 = 13,6 P
Jawaban A.

7. Perhatikan gambar di bawah ini !

9. Dari soal nomor 1, berapakah kecepatan
linear objek Y?
Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 3

A. 8,8 m/s E. 19.500π² Newton
B. 8,9 m/s Pembahasan:.
C. 7,0 m/s Fs = m × a = m × v²/R = 6 × (40π)² / 0,5 =
D. 6,9 m/s 19.200 π²
E. 7,8 m/s Jawaban: A
Pembahasan:
vY = 2πrf = 2 x (22/7) x 140 x 1 = 880 12. Diketahui sebuah benda bergerak
cm/s = 8,8 m/s melingkar beraturan dengan jari-jari 1,0 m.
Jawaban: A Jika periode benda adalah 0,5 s maka
kecepatan sudut benda itu adalah…
10. Sebuah benda diikatkan pada sebuah A. 12π rad/s
tambang kemudian digerakan memutar. B. 10 π rad/s
Berapa besar gaya yang harus diberikan C. 8 π rad/s
pada benda dengan massa 2 kg, dan D. 4 π rad/s
kecepatan putar benda sebesar 40 m/s E. 2 π rad/s
dengan panjang tambang 1 m? Pembahasan:
A. 1.600 m/s² → ω = 2 π/T = 2 π/0,5 s = 4 π rad/s
B. 3.200 m/s² Jawaban D
C. 1.200 m/s²
D. 3.600 m/s² 13. Sebuah kipas angin berjari-jari 10 cm
E. 2.400 m/s² berputar dengan frekuensi 16 Hz.
Pembahasan: Kecepatan sudut kipas angin adalah…
Fs = m × a = 2 kg × (40²/1) m/s² = 2 × 1600 A. 160π rad/s
= 3.200 newton B. 80 π rad/s
Jawaban B C. 32 π rad/s
D. 16 π rad/s
11. Drum mesin cuci berputar sebanyak E. 8 π rad/s
2400 putaran dalam waktu 1 menit. Jika Pembahasan:
mesin cuci dapat menampung 6 kg pakaian ω = 2π f = 2π . 16 Hz = 32π rad/s
kotor di dalam drum mesin cuci. Maka Jawaban C
berapa besar gaya sentripetal yang
dihasilkan mesin cuci tersebut? (jari-jari 14. Diketahui sebuah roda berputar
mesin cuci 50 cm) melingkar beraturan dengan 7200 RPM.
A. 19.200π² Newton Kecepatan sudut roda tersebut adalah…
B. 19.000π² Newton A. 60 π rad/s
C. 18.200π² Newton B. 80 π rad/s
D. 18.700π² Newton C. 100 π rad/s

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 4

D. 120 π rad/s Keterangan : L = momentum sudut (kg
E. 240 π rad/s m2/s), I = momen inersia (kg m2), ω =
Pembahasan: kecepatan sudut (rad/s)
f = n/t = 7.200/60s = 120Hz Momentum sudut :
ω = 2πf = 2π × 120 Hz = 240π rad/s L = I ω = (2)(1) = 2 kg m2/s
Jawaban E (JAWABAN A)

15. Sebuah roda bergerak melingkar 17. Katrol cakram pejal bermassa 2 kg dan
dengan kecepatan sudut 0,5 π rad/s. Dalam berjari-jari 0,1 meter. Jika katrol bergerak
waktu 1 menit roda berputar sebanyak … rotasi pada porosnya dengan kecepatan
A. 75 kali sudut konstan 2 rad/sekon, berapa
B. 60 kali momentum sudut katrol ?
C. 45 kali a. 0,02 kg m2/s
D. 30 kali b. 0,03 kg m2/s
E. 15 kali c. 0,04 kg m2/s
Pembahasan: d. 0,05 kg m2/s
f = ω/2π = 0,5 π / 2π = 0,25 Hz d. 0,06 kg m2/s
n = f.t = 0,25 × 60 = 15 kali e. 0,01 kg m2/s
Jawaban E Pembahasan
Diketahui :
16. Suatu benda mempunyai momen inersia Massa katrol cakram pejal (m) = 2
2 kg m2 dan berotasi pada sumbu tetap kilogram
dengan kecepatan sudut 1 rad/s. Berapa Jari-jari katrol cakram pejal (r) = 0, 1 meter
momentum sudut benda tersebut ? Kecepatan sudut (ω) = 2 radian/sekon
a. 2 kg m2/s Ditanya : Momentum sudut katrol
b. 4 kg m2/s Jawab :
c. 5 kg m2/s Rumus momen inersia cakram pejal jika
d. 8 kg m2/s berotasi pada poros :
e. 1 kg m2/s I = 1/2 m r2
Pembahasan Keterangan : I = momen inersia (kg m2), m
Diketahui : = massa (kg), r = jari-jari (meter)
Momen inersia (I) = 2 kg m2 Momen inersia cakram pejal :
Kecepatan sudut (ω) = 1 rad/s I = 1/2 (2)(0,1)2 = (1)(0,01) = 0,01 kg m2
Ditanya : Momentum sudut (L) Momentum sudut :
Jawab : L = I ω = (0,01)(2) = 0,02 kg m2/s (
Rumus momentum sudut :L = I ω JAWABAN A)

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 5

18. Bola pejal bermassa 2 kg dan berjari- Pembahasan
jari 0,2 meter berotasi terhadap porosnya Diketahui :
dengan kecepatan sudut 4 rad/s. Tentukan Massa benda (m) = 1 kilogram
momentum sudut bola pejal! Jari-jari bola pejal (r) = 10 cm = 10/100 =
a. 0,139 kg m2/s 0,1 meter
b. 0,128 kg m2/s Kecepatan sudut (ω) = 2 radian/sekon
c. 0,118 kg m2/s Ditanya : Momentum sudut
d. 0,138 kg m2/s Jawab :
e. 0,129 kg m2/s Rumus momen inersia partikel :
Pembahasan I = m r2 = (1)(0,1)2 = (1)(0,01) = 0,01 kg
Diketahui : m2
Massa bola pejal (m) = 2 kilogram Momentum sudut :
Jari-jari bola pejal (r) = 0,2 meter L = I ω = (0,01)(2) = 0,02 kg m2/s (
Kecepatan sudut (ω) = 4 radian/sekon JAWABAN B )
Ditanya : Momentum sudut bola pejal
Jawab : 20. Sebuah piringan berbentuk silinder
Rumus momen inersia bola pejal jika pejal homogen mula-mula berputar pada
berotasi pada poros : porosnya dengan kelajuan sudut 5 rad/s.
I = (2/5) m r2 Bidang piringan sejajar bidang horizontal.
Keterangan : I = momen inersia (kg m2), m Massa dan jari-jari piringan 2kg dan 0,2
= massa (kg), r = jari-jari (meter) meter. Bila di atas piringan diletakkan
Momen inersia bola pejal : cincin yang mempunyai massa 0,1 kg dan
I = (2/5)(2)(0,2)2 = (4/5)(0,04) = 0,032 kg jari-jari 0,2 meter, di mana pusat cincin
m2 tepat di atas pusat piring, maka piringan
Momentum sudut bola pejal : dan cincin akan bersama-sama berputar
L = I ω = (0,032)(4) = 0,128 kg m2/s ( dengan kecepatan sudut…
JAWABAN B ) a. 4,2 rad/s
b. 4,3 rad/s
19. Benda bermassa 1 kg bergerak c. 4,5 rad/s
melingkar dengan kecepatan sudut tetap 2 d. 4,6 rad/s
rad/s. Tentukan momentum sudut jika jari- e. 4,8 rad/s
jari lintasan partikel 10 cm. Pembahasan
a. 0,03 kg m2/s Diketahui :
b. 0,02 kg m2/s Massa silinder pejal (m1) = 2 kilogram
c. 0,04 kg m2/s Jari-jari silinder pejal (r1) = 0,2 meter
d. 0,05 kg m2/s Kelajuan sudut silinder pejal (ω1) = 5 rad/s
e. 0,06 kg m2/s Massa cincin (m2) = 0,1 kilogram

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 6

Jari-jari cincin (r2) = 0,2 meter Ditanya momen inersia jika diputar di
Ditanya : Kelajuan sudut silinder dan sumbu P = I = ... ?
cincin Jawab:
Jawab : Bola dianggap partikel maka: I = m.r²
Momen inersia silinder pejal : I = 1⁄2 m1 I = Ia + Ib
r12 = 1⁄2 (2)(0,2)2 = (1)(0,04) = 0,04 kg I = ma.ra² + mb.rb²
m2 I = 2 x 1² + 1 x 3² = 2 x1 + 1 x 9
Momen inersia cincin : I = m r2 = I = 2 + 9 = 11 kg.m²
(0,1)(0,2)2 = (0,1)(0,04) = 0,004 kg m2 ( JAWABAN C)
Momen inersia silinder pejal dan cincin (I)
= 0,04 + 0,004 = 0,044 kg m2 22. Batang AB massa 2 kg diputar melalui
Momentum sudut awal (L1) = Momentum titik A ternyata momen inersianya 8 kg.m²
sudut akhir (L2) Bila diputar melalui titik pusat O (AO =
I1 ω1 = I2 ω2 OB). Momen inersianya menjadi....
(0,04)(5) = (0,044)(ω2) a. 1 kg.m²
(0,2) = (0,044)(ω2) 12
ω2 = 0,2 : 0,044 b. 5 kg.m²
ω2 = 4,5 rad/s (JAWABAN C) 12
c. 4 kg.m²
21. Tongkat penyambung tak bermassa 12
sepanjang 4 m menghubungkan dua bola. d. 2 kg.m²
Momen gaya inersia sistem jika diputar 12
terhadap sumbu P yang berjarak 1 m di e. 3 kg.m²
kanan bola A adalah... 12
a. 12 kg.m² Pembahasan:
b. 13 kg.m² Diketahui
c. 11 kg.m² m=2 kg
d. 14 kg.m² Ia = 8 kg.m² (momen inersia diputar di titik
e. 16 kg.m² A)
Pembahasan: Momen inersia pada batang homogen di
Diketahui titik O (di tengah batang) adalah
Panjang tongkat = AB = 4 m I = 1 M.L² -> Io = 1 m.L²
AP = ra = 1 m 12 12
PB = rb = 4 m - 1 m = 3 m Io = 1 x 2 x 12 = 2 kg.m²
massa benda A (ma) = 2 kg 12 (JAWABAN D)
massa benda B (mb) = 1 kg

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 7

23. Bola bermassa 100 gram dihubungkan τ = 20 x 10 . Sin 30°
dengan seutas tali yang panjangnya 30 cm τ = 20 x 10 .
seperti pada gambar. Momen inersia bola 12
terhadap sumbu AB adalah… τ = 100 Nm
Pembahasan
a. 0,004 kg m2 25.sebuah batang silinder homogen dengan
b. 0,006 kg m2 panjang 60 cm dan bermassa 4 kg diputar
c. 0,007 kg m2 dengan poros di salah satu ujung batang.
d. 0,008 kg m2 berapakah memen inersia batang tersebut
e. 0,009 kg m2 a. 1200 kg.cm2
Diketahui : b.2400 kg.cm2
Sumbu rotasi adalah AB c. 3600 kg.cm2
Massa bola (m) = 100 gram = 100/1000 = d. 4800 kg.cm2
0,1 kilogram e. 5600 kg.cm2
Jarak bola dari sumbu rotasi (r) = 30 cm = jawab: E
0,3 meter penyelesaian / pembahasan:
Ditanya : Momen inersia bola (I) rumus momen inersia batang homogen
Jawab : dengan poros di salah satu ujung
I = m r2 = (0,1 kg)(0,3 m)2 I = [1/3] . M . L2
I = (0,1 kg)(0,09 m2) I = [1/3] . 4 . 602
I = 0,009 kg m2 ( JAWABAN E) I = 4800 kg.cm2

24. Jika panjang sebuah Batang AB adalah 26. sebuah batang silinder homogen dengan
10 meter dengan poros di titik B diberikan panjang 60 cm dan bermassa 4 kg diputar
gaya 10 N yang membentuk sudut 30° dengan sumbu rotasi / poros pada jarak 18
terhadap batang. Besar torsi yang dialami cm dari satu ujung batang. berapakah
oleh batang AB tersebut adalahh…? memen inersia batang tersebut
a. 50 Nm a. 1200 kg.cm2
b. 100 Nm b.2400 kg.cm2
c. 150 Nm c. 1776 kg.cm2
d. 200 Nm d. 4800 kg.cm2
e. 250 Nm e. 5600 kg.cm2
Jawaban : B jawab: E
Pembahasan penyelesaian / pembahasan:
Membentuk sudut α = 30° . Dengan diketahui:
demikian besar torsinya adalah : d = 30 - 18 = 12 m
τ = l x F . Sin α

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 8

rumus momen inersia batang homogen antara beban dan gaya. Hal ini merupakan
dengan poros pada jarak dari pusat massa penerapan momen gaya dalam kehidupan
(d) sehari-hari.
I = [1/12] . M . L2 + M . d2
I = 1200 + 4 . 122 29. Besaran yang menyebabkan benda
I = 1200 + 576 = 1776 kg.cm2 bergerak melingkar adalah...
a. Gaya
27.Momen gaya atau torsi adalah besaran b. Torsi
fisika pada gerak melingkar yang analogi c. Momen Inersia
dengan... d. Kecepatan Sudut
a. Gaya pada gerak lurus d. Momentum Sudut
b. Massa pada gerak lurus Kunci Jawaban : B
c. Kecepatan pada gerak lurus Besaran yang menyebabkan benda
d. Momen Inersia pada gerak melingkar bergerak melingkar adalah momen gaya
e. Momentum Sudur pada gerak melingkar atau torsi.
Kunci Jawaban : A
Berdasarkan penjelasan soal no 1, maka 30. Momen gaya atau torsi adalah besaran
kita dapat analogikan momen gaya atau fisika pada gerak melingkar yang analogi
torsi dengan gaya pada gerak lurus, karena dengan...
yang menyebabkan benda dapat bergerak a. Gaya pada gerak lurus
lurus adalah karena adanya gaya. b. Massa pada gerak lurus
c. Kecepatan pada gerak lurus
28.Salah satu contoh penerapan momen d. Momen Inersia pada gerak melingkar
gaya dalam kehidupan sehari-hari adalah... e. Momentum Sudur pada gerak melingkar
a. Sebuah apel yang diikat dengan tali Kunci Jawaban : A
kemudian diputar. Berdasarkan penjelasan soal no 1, maka
b. Mengangkat barang menggunakan kita dapat analogikan momen gaya atau
pengungkit jenis 1. torsi dengan gaya pada gerak lurus, karena
c. Mendorong meja pada bidang datar yang yang menyebabkan benda dapat bergerak
licin. lurus adalah karena adanya gaya.
d. Menghentikan benda yang sedang
bergerak. 31. Suatu partikel bermassa 2 kg berotasi
e. Sebuah batang yang terletak pada bidang dengan kelajuan sudut 4 rad/s. Jari – jari
datar. lintasan partikel tersebut adalah 1 m.
Kunci Jawaban: B Momentum sudut partikel tersebut adalah
Pengungkit jenis 1 adalah pesawat …
sederhana dimana tuas berada di tengah A. 2 kgm2rad/s

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 9

B. 3 kgm2rad/s tubuhnya dan 16 kgm2 ketika lengannya
C. 5 kgm2rad/s terentang. Pada saat kedua lengannya
D. 8 kgm2rad/s dirapatkan ke tubuhnya, kelajuan putaran
E. 10 kgm2rad/s penari 12 putaran/s.
Jawaban: D
Pembahasan: Jika kemudian kedua lengannya
Diketahui: direntangkan, kelajuan putarannya menjadi
m = 2 kg …
ω = 2 rad/s A. 2 putaran/s
r=1m B. 3 putaran/s
Ditanyakan: L = …? C. 4 putaran/s
Jawaban: D. 5 putaran/s
L=I.ω E. 6 putaran/s
L = m . r2 . ω Jawaban: B
L = 2kg . 1 m2 . 4 rad/s = 8 kgm2rad/s Pembahasan:
Diketahui:
32. Suatu benda mempunyai momen inersi I1 = 4 kgm2
3 kgm2 dan berotasi pada sumbu tetap ω1 = 12 putaran/s
dengan kecepatan sudur 2 rad/s. I2 = 16 kgm2
Momentum sudut benda tersebut adalah … Ditanyakan: ω2 = …?
A. 2 kgm2rad/s Jawaban:
B. 4 kgm2rad/s I1 ω1 = I2 ω2
C. 6 kgm2rad/s 4 kgm2 . 12 putaran/s = 16 kgm2 . ω
D. 8 kgm2rad/s ω = 48/16 = 3 putaran/s.
E. 10 kgm2rad/s
Jawaban: C 34. Perhatikan gambar berikut!
Pembahasan:
Diketahui:
I = 3 kgm2
ω = 2 rad/s
Ditanyakan: L = …?
Jawaban:
L=I.ω
L = 3 kgm2 . 2 rad/s = 6 kgm2rad/s

33. Seorang penari balet memiliki momen Gambar di atas menunjukkan posisi sesaat
inersia 4kgm2 ketika lengannya merapat ke
dari benda P dan Q yang sedang berotasi
dengan kecepatan konstan masing – masing

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 10

1 m/s dan 3 m/s terhadap titik O dalam arah kecepatan sudut akhir bersama ω’ setelah
yang berlawanan. Momentum sudut total P keduanya didorong hingga bersentuhan!
dan Q terhadap O adalah … Pembahasan:
A. 6 N.m Diketahui:
B. 9 N.m m1 = 3 kg
r1 = 0,4 m
C. 10 N.m m2 = 2 kg
D. 12 N.m r2 = 0,2 m
E. 15 N.m
Jawaban: B ω1 = 50 rad/s
Pembahasan: ω2 = 0 rad/s
Diketahui: Ditanyakan: ω’ = …?
mP = 4 kg Jawaban:
vP = 1 m/s L1 = ½ m1 . r12 . ω1
rP = 5 m L1 = ½ 3 . 0,42 .50 = 12 N.m
mQ = 2 kg L2 = ½ m2 . r22 . ω2
vQ = 3 m/s L2 = ½ 2 . 0,22 . 0 = 0 N.m
rq = 4 m L’ = (I1 + I2) ω’
Ditanyakan: LO = …? L’ = (½ m1 . r12 + ½ m2 . r22) ω’
Jawaban: L’ = (½ 3 . 0,42 + ½ 2 . 0,22) ω’
LO = LP + LQ L’ = 0,28 kg.m2 . ω’
LO = – (mPvPrP) + (mQvQrQ) L1 + L2 =L’
LO = – (3 x 1 x 5) + ( 2 x 3 x 4) 12 N.m + 0 N.m = 0,28kgm2 . ω’
LO = -15 + 24 = 9 N.m ω’ = 12 N.m / 0,28 kgm2 = 42,86 rad/s

35. Perhatikan gambar berikut! 36. Suatu benda mempunyai momen inersia
2kgm2 dan berotasi pada sumbu tetap
Roda 1 pada gambar yang memiliki massa dengan kecepatan sudut 1 rad/s. Berapakah
3 kg dan jari – jari 0,4 m berotasi dengan momentum sudut benda tersebut?
kecepatan sudut 50 rad/s. Roda 1 dikopel Pembahasan:
dengan roda 2 yang diam dan massa roda 2
kg dan jari – jarinya 0,2 m. Tentukan Diketahui:
I = 2 kgm2
ω = 1 rad/s
Ditanyakan: L = …?
Jawaban:
L=I.ω
L = 2 . 1 = 2 N.m

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 11

37. Perhatikan gambar berikut! d=2m
Ditanyakan: Posisi bahu = …?
Bola pejal bermassa 2 kg dan berjari – jari Jawaban:
0,2 meter berotasi terhadap porosnya ∑Ʈ = 0
dengan kecepatan sudut 4 rad/s. Tentukan WB . x – WA . (2 – x) + N . 0 = 0 (torsi
momentum sudut bola pejal tersebut! positif jika arah putaran searah jarum jam
Pembahasan: dan sebaliknya)
Diketahui: 400 N . x – 100 N (2 – x) = 0
m = 2 kg 400 N . x = 100 N (2 – x) = 0
r = 0,2 m 4x = 2 – x
ω = 4 rad/s 4x + x = 2
Ditanyakan: L = …? 5x = 2
Jawaban: x = 2/5 = 0,4 m
L=I.ω Jadi posisi bahu 0,4 m dari B dan 1,6 m
L = 2/5 m r2 ω dari A
L = 2/5 . 2 . 0,22 . 4 = 0,128 N.m
39. Perhatikan gambar berikut!

38. Seseorang memikul beban dengan Balok AB = 5 m, BZ = 1 m (Z = titik berat
tongkat AB homogen dengan panjang 2 m. balok). Jika berat balok 100 N, maka berat
Beban Diujung A = 100 N dan di B = 400 beban C adalah…
N. Jika batang AB setimbang, maka bahu A. 40 N
orang itu harus diletakkan… B. 60 N
A. 0,75 m dari B C. 80 N
B. 1 m dari B D. 90 N
C. 1,5 m dari A E. 92 N
D. 1,6 m dari B Jawaban: C
E. 1,6 m dari A
Jawaban: E Pembahasan:
Pembahasan: Diketahui:
Diketahui: WAB = 100 N
WA = 100 N dAZ = 4 m
WB = 400N dAB = 5 m

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

Ditanyakan: WC = …? XI MIPA 1 12
Jawaban:
∑Ʈ = 0 Pada gambar diatas, Z adalah titik berat
WC . dAB = WAB . dAZ batang AB yang massanya 10 kg. Jika
WC . 5 m = 100 N . 4 m sistem dalam keadaan setimbang, maka
WC = 400 N.m/5 m = 80 N massa beban C adalah…
A. 50 kg
40. Benda pada gambar di bawah memiliki B. 30 kg
berat 100 N digantung dalam keadaan C. 20 kg
diam. Besar tegangan tali T1 dan T2 D. 10 kg
berturut – turut adalah … E. 4 kg
Jawaban: E
A. 80 N dan 60 N
B. 60 N dan 80 N Pembahasan:
C. 50 N dan 50 N ∑Ʈ = 0
D. 30 N dan 40 N N . 0 + WB . 2 m – T . 5 m = 0
E. 40 N dan 30 N 0 + 100 N . 2 m – WC . 5 m = 0
Jawaban: A 200 Nm = 5 m . WC
WC = 200/5 = 40 N
Pembahasan: m . g = 40 N
m = 40 N / g = 40 N / 10 m/s2 = 4 Kg

42. Pada gambar dibawah, sistem dalam
keadaan setimbang. Perbandingan massa A
dengan massa B adalah …

41. Perhatikan gambar berikut!

A. 1 : √3
Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

B. 1 : 2 XI MIPA 1 13
C. √3 : 1
D. 2 : 1 44. Sistem pada gambar berada
E. 3 : 1 dalam keadaan setimbang. Berat balok
Jawaban: C A adalah 600 N dan koefisien gesek statis
antara balok A dan meja adalah 0,2. Berat
Pembahasan: balok B adalah . . .

43. Sebuah benda bermassa 3 kg a. 20√2 N
diikat dengan tali pada langit- b. 20 N
langit. Berapakah tegangan pada tali c. 40 N
tersebut? (g = 9,8 m/s²) d. 40√2 N
e. 40√3 N
jawab:

pembahasan / penyelesaian:

a. 30,0 N 45. Perhatikan gambar di bawah!
b. 29,4 N
c. 17,0 N
d. 14,7 N
e. 8,5 N
Jawab: A

PEMBAHASAN / penyelesaian:

panjang batang PQ adalah 4 m

dan beratnya 150 N, berapakah gaya

minimum F yang dikerjakan di Q agar

batang lepas dari penopang di R?

a. 50 N c. 100 N e. 150 N

b. 75 N d. 125 N

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 14

jawab:
pembahasan / penyelesaian:

46. Batang PQ horizontal beratnya 60 N a. 50 N
menggunakan engsel pada titik P. Pada b. 80 N
ujung Q diikat tali bersudut 30 ke dinding. c. 100 N
(Lihat gambar!) d. 120 N
e. 180 N
jawab
pembahasan / penyelesaian:

Jika pada titik Q digantungkan beban 40 N 48. Resultan gaya yang sejajar
maka besar gaya tegangan tali QR . . . . seperti terlihat pada gambar, terletak pada
a. 30 N ...
b. 35 N
c. 70 N a. x = -3
d. 120 N b. x = 0
e. 140 N c. x = 1
jawab: d. x = 4
PEMBAHASAN / PENYELESAIAN: e. x = 8,7
jawab:
pembahasan / penyelesaian:

47. Suatu sistem dirangkai seperti gambar
di samping. Jika sistem dalam keadaan
setimbang, maka besarnya gaya F adalah
….

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 15

49. Koordinat titik berat pada 50. Dalam waktu 2 sekon, sebuah roda
benda homogen seperti gambar di yang berotasi murni, mengalami perubahan
samping adalah ... . kecepatan dari 4 rad/s menjadi 20 rad/s
secara beraturan. Sebuah titik terletak 30
a. (10, 15) cm dari poros roda. Besar percepatan
b. (10, 20) tangensial yang dialami titik tersebut
c. (15, 20) adalah . . . m/s².
d. (20, 15) a. 240 c. 4,8 e. 0,27
e. (20, 20) b. 26,7 d. 2,4
jawab: jawab:
pembahasan / penyelesaian: pembahasan / penyelesaian:

Bab 1 | Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

XI MIPA 1 16

BAB 2 F2 = 10 N
ELASTISITAS BAHAN Ditanya : Panjang pegas!
Jawab :
1. Sebuah besi memiliki luas permukaan K1 = K2
F1/Δx1 = F2/Δx2
0,2 m2 dan panjang awal 0,5 m. Jika besi 5/0,04 = 10/Δx2
Δx2 = 0,4/5
bertambah panjang 0,1 m ketika diberi
= 0,08 m
gaya sebesar 50 N. Berapakah Modulus = 8 cm
X = Lo + Δx2
Elastisitas besi tersebut! = 20 + 8
= 28 cm
A.1220 D. 1250
3. Suatu batang besi dengan panjang 40 cm
B.1230 E. 1260 dan luas permukaan 0,04 m2 ditarik
dengan gaya 100 N. Bila modulus elastis
C.1240 baja 20.000 N/m2, hitunglah stress dan
strain!
Jawaban : D Diketa : F = 100 N
Diketahui : A = 0,2 m2 A = 0,04 m2
E = 20.000 N/m2
F = 50 N Ditanya : Strain dan Stress!
Jawab:
Lo= 0,5 m Stress = F/A
Δx = 0,1 m = 100/0,04
= 2500 N/m
Ditanya : E Strain = Stress/E
= 2500/20.000
Jawab : = 0,125
E = (F x Lo) : (A x Δx)
4. Untuk meregangkan 2 cm diperlukan
= 50 x 0,5 : 0,2 x 0,1 energi potensial 0,4 Joule. Untuk
= 25 : 0,02 meregangkan pegas itu sebesar sebesar 4
= 1250 N/m2 cm diperlukan gaya sebesar....
Dik : Δx = 4 cm = 0,04 m
2. Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm Ep = 0,4 Joule

bertambah panjang 4 cm saat ditarik oleh

gaya 5 N. Berapa panjang pegas jika

ditarik oleh gaya 10 N.

A. 25 D. 29

B. 26 E. 30

C. 28

Jawaban : C
Diketahui : Lo = 20 cm

Δx1 = 4 cm = 0,04 m
F1 = 5 N

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 17

Dit : F? Energi Pegas tersebut dihasilkan oleh
Jawab: gaya sebesar 10 N!
Ep = ½ F Δx
0,4 = ½ F 0,04 Dik : F = 10 N
F = 0,8/0,04
Ep = 20 J
= 20 N Dit : Δx?

5. Diketahui dua buah pegas dengan Jawab:
konstanta masing – masing 100 N/m dan Ep = ½ F . Δx
200 N/m. Berapakah beban(gaya) yang 20 = ½ 10 Δx
diperlukan untuk pertambahan panjang 3 Δx = 20 : 5
cm?
Dik : K1 = 100 N/m =4m
K2 = 200
=2N 8. Diketahui sebuah benda elastis memiliki
panjang 20 cm kemudian bertambah
6. Berapakah besar modulus young yang panjang menjadi 25 cm. Tentukan
dimiliki oleh besi dengan luas regangannya!
permukaan 0,1 m2 dan panjang mula –
mula 100 cm jika ditarik oleh gaya Dik : L0 = 20 cm = 0,2 m
sebesar 10 N dan mengakibatkan ΔL = 25 – 20 = 5 cm = 0,05 m
pertambahan panjang 25 cm?
Dit : Regangan?
Dit : F = 10 N Jawab:
L0 = 100 cm = 1 m Regangan = ΔL/L0
ΔL = 25 cm = 0,25 m
A = 0,1 m2 = 0,05/0,2

Dit : E? =¼
Jawab:
E = (FxL0) : (ΔLxA) 9. Perhatikan tabel hasil pada pegas
E = (10 . 1) : (0,1 . 0,25)
berikut! F (N) Δx (m)
=10 : 0,025 NO
= 400 N
1. 20 0,04
7. Diketahui energi potensial sebuah pegas
20 J. Tentukan pertambahan panjang jika 2. 30 0,06

Bab 2 | Elastisitas Bahan 3. 40 0,08

F menyatakan berat beban dan Δx

menyatakan pertambahan panjang pegas.

Usaha untuk memperpanjang pegas

sejauh 0,06 m adalah....

XI MIPA 1 18

Dik : F2 = 30 pertambahan panjang 0,1 m. Berapakah
Δx2 = 0,06 m tetapan gaya nya?

Dit : Ep2 Dik : F = 5 N
Jawab: Δx = 0,1
Ep2 = ½ F.Δx
Dit : k?
= ½ .30 . 0,06 Jawab:
= 15 . 0,06 F = k . Δx
= 0,9 Joule 5 = k . 0,1
10. Berapakah tegangan yang dimiliki oleh K = 5/0,1
pegas yang memiliki luas permukaan 0,4
m2 jika ditarik dengan gaya sebesar 40 = 50 N/m
N?
13. Sebuah pegas dengan konstanta 100
Dik : F = 40 N N/m dipotong menjadi 4 bagian sama
A = 0,4 m2 panjang. Kemudian keempat pegas tersebut
disusun paralel. Konstanta pegas sistem
Dit : Tegangan? baru yang terbentuk adalah...
Jawab: Dik : k1 = k2 = k3 = k4 = 100 N/m
Tegangan = F/A
Disusun paralel
= 40/0,4 Dit : Kp?
= 100 N/m2 Jawab:
Kp = k1 + k2 + k3 + k4
11. Diketahui sebuah benda elastis memiliki
tegangan sebesar 50 N/m2 dan = 100 + 100 + 100 + 100
regangannya 10. Berapakah besar = 400 N/m
Modulus Elastis nya?
14. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas
Dik : Tegangan = 50 N/m2 sebesar 200 N/m. Jika pegas bertambah
Regangan = 10 panjang 5 cm berapakah gaya yang
diperlukan?
Dit : E? Dik : k = 200 N/m
Jawab:
E = Tegangan / Regangan Δx = 5 cm = 0,05 m
Dit : F ?
= 50/10 Jawab:
= 5 N/m2 F = k . Δx

12. Diketahui gaya yang bekerja pada pegas = 200 . 0,05
adalah 5 N. Gaya ini menghasilkan =10 N

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 19

15. Tegangan yang terjadi karena gaya Jurus Jitu
bekerja pada sebuah batang adalah 2 × 106 Perhatikan pilihan jawaban yang tersedia,
N/m². Jika panjang batang adalah 4 m dan semua memiliki pengali 10-11 jadi
modulus elastisitas adalah 2,5 x 108 N/m², sebenarnya pada soal ini kita diminta
pertambahan panjang batang adalah .... menghitung angkanya saja, bilangan 10
(cm) pangkatnya tidak usah termasuk koma-
komanya, oleh karena itu kita bisa
Diketahui: memasukkan angkanya saja pada
σ = 2 x 10^6N/m² persamaan
E = Fℓ/A Δℓ
Y = 2,5 x 10^8N/m² E = 33 . 4 / 15 . 7 (ingat hanya masukkan
angkanya)
Lo = 4m E = 11 . 4 / 5 . 7
Ditanya: pertambahan panjang (∆L). E = 44 / 35
E = 1,25
Jawab:
Y = σ/e 17. Sebatang logam luas penampang 5 x
e = σ/Y 10-3 m2 digantung dan memberikan
∆L/Lo = σ/Y regangan 10-3 . Apabila modulus elastisitas
∆L = σ/Y Lo bahan logam 1,5 x 1013 N/m2 , maka gaya
tariknya adalah ....N
= 2 × 10^6/2,5 × 10^8 × 4 A. 3,0 x 1012
∆L = 1,6 × 10-² B. 3,0 x 1010
C. 7,5 x 107
Jadi pertambahan panjangnya adalah 1,6 x D. 7,5 x 105
10-²m atau 1,6 cm. E. 7,5 x 103
Berdasarkan soal dapat diketahui
16. Sebuah batang elastis panjangnya 4 m A = 5 x 10-3 m2
dan luas penampangnya 1,5 cm2. Ketika ε = 10-3
E = 1,5 x 1013 N/m2
batang tersebut digantungi beban 330 kg, Untuk menentukan gaya yang bekerja, kita
dapat menggunakan
ternyata meregang 0,7 mm. Modulus E = Fℓ/AΔℓ (dimana ℓ/Δℓ = 1/ε)
E = F/Aε
Young bahan batang tersebut adalah .... F = E Aε
F = 1,5 x 1013 . 5 x 10-3 . 10-3
Nm-2

A. 1,25 x 1011 D. 4,32 x 1011

B. 1,50 x 1011 E. 5,25 x 1011
C. 3,30 x 1011

Berdasarkan soal dapa diketahui
ℓ0 = 4 m
A = 1,5 m2

m = 330 kg

(w = m . g = 330 . 10 = 3300 N)
Δℓ = 0,7 mm = 7 x 10-4m

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 20

F = 7,5 x 107 N 19.Terdapat dua kabel yang terbuat dari
bahan yang sama dan memiliki panjang
18. Dua kawat masing-masing terbuat dari yang sama. diameter kabel kedua sama
logam P dan logam Q. Panjang L dan dengan dua kali diameter kabel pertama
diameter d kedua kawat memenuhi maka perbandingan pertambahan panjang
hubungan LP = 2LQ dan dP = 2dQ. Jika kabel kabel kedua dengan kabel pertama
kedua kawat ditarik dengan gaya yang ketika ditarik oleh gaya yang sama adalah ..
sama besar, perbandingan pertambahan A. 1 : 1
panjang kedua kawat adalah ΔLP/ΔLQ = 2. B. 2 : 1
Perbandingan modulus Young (E) kedua C. 1 : 2
kawat bernilai EQ/EP = .... D. 4 : 1
A. 1 E. 1 : 4
B. 4
C. 2 Berdasarkan soal dapat diketahui
D. ½ d2 = 2d1
E. ¼ Δℓ2 : Δℓ1 ... ?

Jawaban: B Perhatikan persamaan modulus young
Berdasarkan soal dapat diketahui E = Fℓ / AΔℓ (A = ¼ πd2)
LP = 2LQ E = Fℓ / ¼ πd2 Δℓ
dP = 2dQ Berdasarkan persamaan di atas kita dapat
ΔLP/ΔLQ = 2 mengetahui bahwa diameter berbanding
FP = FQ terbalik dengan pertambahan panjang,
Sama dengan soal nomor 4, berdasarkan sehingga kita dapat menuliskan persamaan
persamaan modulus young dimana perbandingannya sebagai berikut
E = Fℓ/AΔℓ (A=¼ πd2)
E = Fℓ/ (¼ πd2)Δℓ, kita dapat mengetahui
bahwa
E sebanding dengan ℓ
E berbanding terbalik dengan d2
E berbanding terbalik dengan Δℓ

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 21

20.Pada percobaan pegas, beban yang Dari grafik di atas hubungan pertambahan
massanya berbeda-beda digantung pada panjang pegas dengan gaya yang diberikan,
ujung pegas kemudian diukur pertambahan maka konstanta pegas adalah ....
panjang pegas. Data hasil percobaan A. 50 N/m
tampak sebagai berikut: B. 120 N/m
C. 200 N/m
Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa D. 250 N/m
A. semakin besar beban, semakin kecil E. 300 N/m
pertambahan panjang Kunci jawaban: C
B. semakin besar gaya, semakin besar F = 4 N dan Δx = 2 cm = 2 x 10-2m)
pertambahan panjang F = k Δx
C. semakin besar gaya, semakin kecil 4 = k . 2 x 10-2
pertambahan panjang k = 200 N/m
D. konstanta pegas berbanding lurus
dengan pertambahan panjang 22. perhatikan gambar berikut.
E. konstanta pegas berbanding terbalik
dengan gaya .
Jawaban: B Jika susunan pegas di atas diberi beban
bermassa 4 kg bertambah panjang 2 cm (g
21.perhatikan gambar dibawah ini. = 10m/s2), besar gaya yang diperlukan agar
pertambahan panjang susunan pegas
Bab 2 | Elastisitas Bahan tersebut sebesar 4 cm adalah ....
A. 15 N
B. 25 N
C. 30 N

D. 60 N XI MIPA 1 22
E. 80 N
Kunci jawaban: E ½ k x2 = ½ mv02
Kita dapat mengetahui bahwa gaya
sebanding dengan pertambahan panjang, kx2/m = v 2 ... (1)
sehingga kita dapat menulis persamaan 0
perbandingannya sebagai berikut
Peluru melakukan gerak parabola yang ketinggian maksimumnya
dapat ditentukan sebagai berikut

23. Sebuah pistol mainan bekerja dengan 24.Sebuah kawat memiliki panjang 200 cm
menggunakan pegas dan melontarkan dan ditarik dengan gaya 100 Newton.
pelurunya. Jika pistol yang sudah dalam Kemudian bertambah panjang 20 cm.
keadaan terkokang yaitu dengan cara Tentukanlah regangan kawat!
menekan sejauh X, diarahkan dengan A.0, 2
membentuk sudut elevasi θ terhadap B. 0,5
horizontal, peluru yang terlepas dapat C. 0,7
mencapai ketinggian h. Jika massa peluru D. 0,10
adalah m dan percepatan gravitasi adalah g, E. 0,11
maka konstanta pegas adalah ....
A. k = 2 mgh/x2 cos2 θ Jawaban: A
B. k = 2 mgh/x2 sin2 θ Ditanyakan:
C. k = mgh/x2 cos2 θ e=…?
D. k = mgh/x2 sin2 θ Diketahui:
E. k = mgh/x2 tan2 θ Lo = 200 cm
ΔL = 20 cm
Kunci jawaban : B F = 100 N
sehingga dapat ditulis Penyelesaian:
EPpegas = EKpeluru e = ΔL / Lo
e = 20 cm / 200 cm
Bab 2 | Elastisitas Bahan e = 0,2

XI MIPA 1 23

25.Sebuah bola dengan massa 20 gram bermassa M = 2m, maka energi potensial
digantung pada sepotong pegas. Kemudian pegas benda kedua sebesar ....
bola ditarik ke bawah dari kedudukan A. VM = 4Vm
seimbang dan dilepaskan, ternyata terjadi B. VM = 2Vm
getaran tunggal dengan frekuensi 32 Hz. C. VM = Vm
Jika bola tersebut diganti dengan massa D. VM = ½ Vm
bola 80 gram, maka frekuensi yang akan E. VM = ¼ Vm
terjadi adalah ... Hz
A. 64 Kunci jawaban: B
B. 32
C. 16 Berdasarkan soal dapat diketahui
D. 8
E. 4 mA = m

EPA = Vm

mB = 2m

EPB ...?

Persamaan untuk energi potensial pegas

Kunci jawaban: C adalah
sehingga persamaan
dapat ditulis. perbandingannya EP = ½ F x

EP = ½ m g x

Maka dapat diketahui bahwa energi

potensial pegas sebanding dengan massa

benda, sehingga persamaan

perbandingannya dapat ditulis

Jadi besar energi potensial pegasnya
sekarang sama dengan 2Vm

Jadi frekuensi sistem pegas tersebut ketika 27. Sebuah pegas jika menggantung dalam
menggunakan massa 80 gram adalah 16 Hz keadaan normal panjangnya 20 cm. bila
pada ujung bebas pegas digantung sebuah
26.Pegas ideal sangat ringan (dengan massa beban bermassa 50 gram, maka panjang
diabaikan) pada titik tetap. ketika benda pegas menjadi 25 cm. bila beban tersebut
bermassa m dibebankan pada ujung bawah disimpangkan sejauh 4 cm, maka energi
pegas memanjang sehingga benda memiliki potensial elastik pegas adalah ....
energi potensial pegas sebesar Vm. Apabila A. 2 J
beban tersebut diganti dengan benda B. 0,4 J
C. 0,2 J
Bab 2 | Elastisitas Bahan D. 0,016 J

XI MIPA 1 24

E. 0,008 J Kunci jawaban: "D"
sehingga dapat ditulis persamaan
Kunci jawaban: C matematis
Berdasarkan soal dapat diketahui EPA = EPPegas
x = 20 cm mgh = ½ k Δx2(h = 3 sin θ)
ketika diberi beban m = 50 g = 5 x 10-2 kg 0,5 . 10 . 3 sin 300 = ½ . 900 Δx2
pertambahan panjang pegas Δx1 = 25 – 20 15 . ½ = ½ . 900 Δx2
= 5 cm = 5 x 10-2 m 15 = 900 Δx2
pertambahan panjang pegas ketika 15/900 = Δx2
ditarik Δx2 = 4 cm = 4 x 10-2 m 1/60 = Δx2
menentukan terlebih dahulu konstanta Δx = 0,129 m
pegas dengan persamaan Δx = 12,9 cm
F = k . Δx Jadi pegas akan tertekan sejauh 12,9 m
m . g = k .Δx
5 x 10-2. 10 = k 5 x 10-2 29.Sebuah beban bermassa 100 gram
10 N/m = k digantung pada sebuah pegas, kemudian
berdasarkan persamaan energi pegas digetarkan dan waktu tiap 10 getaran
EP = ½ F Δx dicatat seperti pada tabel. (anggap π2 = 10)
EP = ½ 10 . 4 x 10-2
EP = 0,2 J Dari data tersebut di atas, besar konstanta
pegas yang digunakan adalah ....
28.Benda A yang memiliki massa 0,5 kg A. 1,0 N.m-1
dan mula-mula diam meluncur 3 m pada B. 1,2 N.m-1
papan licin yang membentuk sudut C. 2,5 N.m-1
300 dengan bidang datar. Kemudian, D. 4,0 N.m-1
benda A menumbuk pegas P yang salah E. 12,6 N.m-1
satu ujungnya tertancap kuat pada ujung Kunci jawaban: D
papan. Jika konstanta pegas 900 N/m, Ambil data percobaan yang menurut kamu
pemendekan maksimum pegas adalah ... paling mudah dalam perhitungan (saya
(cm) pilih data ke 5)
A. 4,9
B. 8,7
C. 10,6
D. 12,9
E. 18,7

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 25

30. Untuk menarik suatu pegas agar benar atau salah) kemudian pilihan jawaban
bertambah panjang 0,25 m ditubuhkan gaya yang tersedia.
sebesar 18 N. Berdasarkan hukum hooke
1) konstanta pegas adalah 72 N/m F = k Δx
2) panjang pegas menjadi 0,25 m 18 = k 0,25
3) energi potensial pegas menjadi 2,25 J 72 N/m = k (pilihan 1 benar)
4) usaha untuk menarik pegas tersebut
adalah 4,5 J 31. Sebuah pegas dengan konstanta pegas
Pernyataan yang benar adalah .... 100 N/m ditarik sehingga bertambah
A. 1), 2), 3), dan 4) panjang 1 cm. Gaya pegas tersebut adalah…
B. 1), 2), dan 3) A. 0,01 N
C. 1) dan 3) B. 1 N
D. 2) dan 4) C. 2 N
E. 4) saja D. 10 N
E. 100 N
Kunci jawaban: C
Berdasarkan soal dapat diketahui Penyelesaian soal
Δx = 0,25 m Pada soal ini diketahui k = 100 N/m dan ∆x
F = 18 N = 1 cm = 0,01 m. Jadi gaya pegas F = k . ∆x
Tips : = 100 N/m. 0,01 m = 1 N.
Untuk mengerjakan soal tipe pernyataan Soal ini jawabannya B.
seperti diatas, kita tidak harus
membuktikan satu persatu atau mulai dari 32.Sebuah pegas dengan panjang 10 cm
awal, kita bisa membuktikan pernyataan digantungi beban sehingga bertambah
yang mana saja dulu yang menurut kamu panjang 0,5 cm. Jika konstanta pegas k =
paling mudah (bisa dibuktikan pernyataan 200 N/m, massa beban tersebut adalah …
A. 0,1 kg
Bab 2 | Elastisitas Bahan B. 0,5 kg
C. 1 kg
D. 1,5 kg
E. 2 kg

Penyelesaian soal
diketahui Δx = 0,5 cm = 0,5 . 102 m dan k
= 200 N/m. Maka massa beban yang
digantung pada pegas dihitung dengan cara:

 F = k . Δx.

XI MIPA 1 26

 m.g = k . Δx. E. 7 cm
 m . 10 m/s2 = 200 M/m . 0,5 . 10-2 m
 m = 1/10 kg = 0,1 kg. Penyelesaian soal
Jadi massa beban = 0,1 kg. Soal ini Pada soal ini pegas yang digunakan sama
jawabannya A. sehingga:
→ F1.Δx1 = F2.Δx2
33.Sebuah pegas dengan konstanta 100 N/m → 30 N.10 cm = 21 N.Δx2
digantung beban bermassa 0,2 kg. Jika → ∆x2 = 21 N . 10 cm.30
panjang mula-mula pegas 10 cm maka = 7 cm
panjang pegas setelah digantungi beban Jadi pertambahan panjang pegas sebesar 7
adalah… cm. Soal ini jawaban E.
A. 10 cm
B. 12 cm 35.Grafik hubungan gaya pegas (F) dengan
C. 16 cm pertambahan panjang Δx ditunjukkan oleh
D. 18 cm gambar dibawah ini
E. 20 cm
F dalam Newton dan Δx dalam meter.
Penyelesaian soal Konstanta pegas yang digunakan adalah…
Diketahui k = 100 N/m, m = 0,2 kg dan A. 100 N/m
x1 = 10 cm = 0,1 m. B. 900 N/m
C. 800 N/m
 F = k . Δx. D. 700 N/m
 m.g = k (x2 – x1). E. 600 N/m
 0,2 kg . 10 m/s2 = 100 N/m . (x2 –
Penyelesaian soal pegas kita
0,1) m Berdasarkan rumus gaya
 2 = 100x2 – 10 peroleh hasil sebagai berikut:
 100x2 = 2 + 10 = 12. →k=
 x2 = 12/100 = 0,12 m = 12 cm F
Soal ini jawabannya B. Δx
=
34.Sebuah pegas diberi gaya 30 N
mengalami pertambahan panjang sebesar 10
cm. Pertambahan panjang pegas jika diberi
gaya 21 N adalah…
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 5 cm
D. 6 cm

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 27

20 Berdasarkan data pertama diketahui F = 10
0,02 N dan x = 0,02 m. Jadi k = 10 N / 0,02 m =
= 1000 N/m 500 N/m. Jawaban E.
Jika kita ambil data yang kedua maka 37.Perhatikan grafik dibawah ini.
hasilnya:
→k= Manakah diantara pernyataan berikut yang
F benar.
Δx A. Konstanta pegas P paling kecil.
= B. Konstanta pegas Q paling kecil.
50 C. Konstanta pegas R paling kecil.
0,05 D. Konstanta pegas P lebih besar dari Q.
= 1000 N/m E. Konstanta pegas R lebih kecil dari Q.
Kita perhatikan baik dengan data pertama
ataupun data kedua menghasilkan Penyelesaian soal
konstanta yang sama. Jadi konstanta pegas Berdasarkan rumus gaya pegas k = F/Δx
grafik diatas sebesar 1000 N/m. Jawaban dapat disimpulkan konstanta pegas akan
A. kecil jika gaya yang diberikan kecil dan
pertambahan pertambahan panjang besar.
36. Gambar dibawah menunjukkan grafik Jadi pernyataan yang benar adalah
hubungan antara gaya (F) dengan konstanta P paling kecil (pernyataan 1).
pertambahan panjang (∆x). Jawaban A.

Dari grafik tersebut, konstanta pegas 38.kemanakah arah gaya pemulih pegas....
adalah… a. searah regangan
A. 100 N/m b. searah gaya tarik
B. 200 N/m c. searah tegangan
C. 300 N/m d. berlawanan arah dengan gaya tarik /
D. 400 N/m tekan
E. 500 N/m

Penyelesaian soal
Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 28

e. tegak lurus dengan gaya tarik / tekan W = 100 . 10-4
jawaban: D W = 10-2
pembahasan: W = 0,01 Joule
berdasarkan hukum hooke - rumus gaya
pemulih: 40. Dua buah pegas dengan konstanta
F = - k . Δx masing-masing 300 Nm-1 dan 600 Nm-
tanda minus ( - ) menunjukkan arah yang 1 disusun seri kemudian digantungkan
berlawanan sebuah benda yang menyebabkan susunan
pegas bertambah panjang 5 cm. Massa
39.Sebuah pegas mempunyai grafik benda tersebut seharusnya … . (percepatan
hubungan F dan x seperti gambar berikut gravitasi g = 10 ms-2)
ini. Usaha yang diperlukan untuk menarik A. 2,5 kg
pegas sejauh 1 cm adalah…....(tg α = 200 ) B. 2 kg
C. 1,5 kg
A. 200 J D. 1 kg
B. 100 J E. 0,5 kg
C. 0,02 J
D. 0,01 J Jawaban : D
E. 0,001 J pembahasan:
rangkaian pegas pengganti seri:
jawaban: D
pembahasan: 300.600
diketahui: k = _________
k = tg α = 200 N/m
Δx = 1 cm = 0,01 m 300+600
ditanya: W k = 1800/9 = 200 N/m
rumus usaha pegas dan potensial pegas: Rumus gaya pegas:
W = Ep = ½ .k . Δx² F = k . Δx
W = ½ .200 . 0,01² m . g = k . Δx
10 m = 200 . 0,05
Bab 2 | Elastisitas Bahan m = 1 kg

41. busur panah terbuat dari bahan elastis
dengan k = 400 N/m, jika anak busur
dengan massa 100 gram ditarik pada busur
dan menyebabkan busur panah merenggang
sepanjang 50 cm, kecepatan anak panah
sesaat setelah di lepaskan sebesar...
a. √2

XI MIPA 1 29

b. √5 - k total dengan rumus pegas seri dengan
c. √10
d. √15 150.300
e. √3 k = _________

pembahasan: 150+300
Ep = Ek
1/2 . k . Δx² = 1/2 .m . v² 45000
400 . 0,5² = 0,1 . v² k = 450
100 = 0,1 . v²
10 = v² k = 100 N/m
v = √10 m/s
mencari pertambahan panjang
42.tiga buah pegas dirangkai seri paralel rumus hukum hooke
seperti gambar berikut! F = k . Δx
m.g = k . Δx
40 = 100 . Δx
Δx = 0,4 m = 40 cm

43. Perhatikan enam buah rangkaian pegas
di bawah ini

pertambahan panjang sistem pegas adalah... K1 = k2 = k3 = 200 N/m ; k4 = k5 = 100
a. 10 cm N/m ; k6 = 300 N/m
b. 20 cm Nilai konstanta pegas pengganti rangkaian
c. 30 cm diatas sebesar...
d. 40 cm A. 200 N/m
e. 50 cm B. 300 N/m
C. 400 N/m
kunci jawaban: D D. 500 N/m
pembahasan:
- pegas paralel
k = 150 + 150 = 350 N/m

Bab 2 | Elastisitas Bahan

XI MIPA 1 30

E. 100 N/m (k' = tetapan pegas tiap tiap bagian setelah
dipotong)
jawab: E - saat dirangkai paralel
Pembahasan dan penyelesaian: kp = 400 + 400 = 800 N/M
- pegas 1, 2 dan 3 paralel
k = 200 + 200 + 200 = 600 N/m 45.sebuah pegas saat ditarik gaya sebesar
80 N merenggang sejauh 4 cm, besar energi
- pegas 4, 5 potensial pegas tersebut adalah...
k = 100 + 100 = 200 N/m A. 4 J
B. 8 J
- k total C. 16 J
1/k = 1/600 + 1/200 + 1/300 D. 32 J
1/k = 1/600 + 3/600 + 2/600 E. 64 J
1/k = 6/600 kunci jawaban: C
k = 600/6 penyelesaian dan pembahasan:
k = 100 N/m Ep = 1/2 . F. Δx = 1/2 .80 . 0,4
Ep = 16 joule
44. sebuah pegas dengan tetapan pegas
sebesar 200 N/m dipotong menjadi dua 46.Perhatikan gambar dua pegas yang
bagian sama besar kemudian disusun secara dihububgkan dengan balok 4 kg yang
paralel. besar tetapan pegas total sekarang berada pada bidang miring licin berikut!
sebesar....... N/m
A. 100 Jika k1 = k2 = 100N/m. Maka besar
B. 200 pertambahan panjang pegas adalah....
C. 400 A. 1 cm
D. 600 B. 1,2 cm
E. 800 C. 2 cm
D. 2,4 cm
JAWAB: E E. 3 cm
PEMBAHASAN DAN PENYELESAIAN:
- sebelum dipotong kunci jawaban:B
k awal = 200 N/m Penyelesaian dan pembahasan:
- setelah dipotong
1/k = 1/k' + 1/k'
1/200 = 2/k'
k' = 400

Bab 2 | Elastisitas Bahan

F = k. Δx XI MIPA 1 31
mg. sin37° = (k1+k2).Δx
40.0,6 = 200. Δx A. 225 N.m −1
Δx = 2,4/200 = 1,2.10-2 m = 1,2 cm B. 75 N.m −1
C. 50 N.m −1
47.Grafik hubungan gaya dan panjang D. 25 N.m −1
pegas (F-x) E. 5 N.m −1

berdasarkan grafik tersebut besar energi Jawab: E
potensial pegas adalah.... Pembahasan:
A. 20 joule F = k . Δx
B. 16 joule m.g = k . Δx
C. 3,2 joule 0,8 . 10 = k .4 . 10-2
D. 1,6 joule 8 = k. 4 . 10-2
E. 1,2 joule Ktotal = 800/4 = 200
- Rumus rangkaian pegas seri
Jawab : D 1/k = 1/k1 + 1/k2
Pembahasan: 1/200 = 1/2k + 1/k
Ep = ½ .F . Δx = ½ .40 . 0,08 = 1,6 J 1/200 = 3/2k
k = 600/2 = 300
48.Tiga buah pegas yang identik dengan
k1 = k2 = k3 disusun seperti pada gambar! 49.Tiga buah pegas disusun seperti gambar
berikut ini.
Jika beban 300 gram digantung pada pegas
k1 , pegas meregang dan bertambah Jika konstanta pegas k 1 = 3 Nm −1 .k 2 = 3
panjang 4 cm. Besar konstanta susunan Nm −1 dan k 3 = 6 Nm −1 , besar konstanta
pegas total angkaian di atas adalah … susunan pegas pengganti diatas adalah ...
A. 1 Nm −1
Bab 2 | Elastisitas Bahan B. 3 Nm −1
C. 7,5 Nm −1
D. 12 Nm −1
E. 15 Nm −1

XI MIPA 1 32

Jawab: B
Pembahasan:
- Rumus rangkaian pegas seri - paralel
1/k = 1/kp + 1/k3
1/k = 1/6 + 1/6
1/k = 2/6
K = 6/2 = 3

50.Percobaan hukum hooke dengan sebuah
pegas dan digantung menghasilkan data
berulang sebagai berikut:

Dimana F adalah gaya beban pegas dan Δx
adalah pertambahan panjang pegas. Dapat
ditarik kesimpulan tetapan atau konstanta
pegas sebesar....
A. 800 N.m −1
B. 80 N.m −1
C. 8 N.m −1
D. 0,8 N.m −1
E. 0,08 N.m −1

Jawab: C
Pembahasan:
F = k . Δx
88 = k . 11
k = 8 N/m

Bab 2 | Elastisitas Bahan

BAB 3 XI MIPA 1 32
FLUIDA STATIS
PA : PB = ρ g hA : ρ g hB
PA : PB = hA : hB
PA : PB = 10 cm : 40 cm
PA : PB = 1 : 4
Soal ini jawabannya D.

1. Bejana berisi air dengan massa jenis 3. Perhatikan gambar bejana diatas. Jika
1.000 kg/m3. Jika g = 10 m/s2 tekanan diketahui massa jenis oli 0,8 g/cm3 dan
hidrostatik pada titik p adalah … massa jenis raksa sebesar 13,6 g/cm3,
A. 2 . 105 N/m2 perbedaan tinggi permukaan raksa dengan
B. 2 . 104 N/m2 oli adalah …
C. 1 . 104 N/m2 A. 62 mm
D. 2 . 103 N/m2 B. 64 mm
E. 1 . 103 N/m2 C. 66 mm
Pembahasan D. 68 mm
P=ρgh E. 70 mm
P = 1.000 kg/m3 . 10 m/s2 . (0,2 m – 0,1 Pembahasan
m) Hitung terlebih dahulu ketinggian raksa
P = 1.000 kg/m3 . 10 m/s2 . 0,1 m dengan cara dibawah ini.
P = 1.000 N/m2 = 1 . 103 N/m2 ρoli . holi = ρraksa . hraksa
Soal ini jawabannya E. 0,8 g/cm3 . 6,8 cm = 13,6 g/cm3 . hraksa
5,44 cm = 13,6 . hraksa
2. Titik A dan B berada dalam air. hraksa = 5,44 cm / 13,6 = 0,4 cm
Kedalaman titik A dan B dari permukaan Perbedaan ketinggian = 6,8 cm – 0,4 cm =
air masing-masing 10 cm dan 40 cm. 6,4 cm = 64 mm. Soal ini jawabannya B.
Perbandingan tekanan hidrostatis dititik A
dan titik B adalah … 4. Gambar dibawah ini menunjukkan
A. 1 : 5 sebuah tabung U yang berisi zat cair dan
B. 4 : 1 diberi pengisap (berat dan gesekan
C. 3 : 2 diabaikan).
D. 1 : 4
E. 1 : 1
Pembahasan

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 33

Agar pengisap tetap seimbang, maka beban Soal ini jawabannya E.
F2 yang harus diberikan adalah … 6. Sepotong emas dengan massa 50 gram
A. 150 N dicelupkan dalam minyak tanah yang
B. 400 N massa jenisnya 0,8 gr/cm3 mendapat gaya
C. 600 N ke atas 0,04405 N. Jika g = 9,8 m/s2 maka
D. 1.200 N massa jenis emas tersebut adalah …
E. 2.400 N A. 8900 kg/m3
Pembahasan B. 9400 kg/m3
Dengan menggunakan hukum Pascal C. 9600 kg/m3
diperoleh hasil sebagai berikut. D. 9800 kg/m3
→ F1.A1 = F2.A2 E. 9900 kg/m3
→ 20 N.30 cm2 = F2.900 cm2 Pembahasan
→ F2 = 20 N . 900 cm2.30 cm2 Hitung terlebih dahulu volume emas
= 600 N dengan cara dibawah ini.
Soal ini jawabannya C. FA = ρ . g . Vtercelup
0,04405 N = 800 kg/m3 . 9,8 m/s2 . Vemas
5. Sebuah batu dicelupkan kedalam alkohol 0,04405 N = 7.840 kg/m2s2 . Vemas
yang massa jenisnya 0,8 gr/cm3. Volume Vemas = 0,04405/7.840 m3
batu 100 cm3 maka gaya tekan ke atas Maka massa jenis emas sebagai berikut.
yang dirasakan oleh batu jika g = 9,8 m/s2 →ρ=
adalah … M
A. 72.400 dyne V
B. 73.400 dyne →ρ=
C. 75.400 dyne 0,05 kg
D. 77.400 dyne 0,04405/7.840 m3
E. 78.400 dyne →ρ=
Pembahasan 0,05 kg x 7.840
FA = ρ . g . Vtercelup 0,04405 m3
FA = 800 kg/m3 . 9,8 m/s2 . 0,001 m3 = 8.900 kg/m3
FA = 7,84 N = 78.400 dyne Soal ini jawabannya A.

Bab 3 | Fluida Statis 7. Sebuah balok kayu yang volumenya 10-
4 m3 muncul 0,6 bagian ketika dimasukkan
kedalam air yang mempunyai massa jenis
103 kg/m3. Jika g = 10 m/s2, maka besar
gaya keatas yang dialami benda adalah …
A. 4 x 10-2 N

B. 4 x –0-1 N XI MIPA 1 34
C. 1 x 105 N
D. 4 x 105 N Hitung terlebih dahulu volume es yang
E. 5 x 105 N tercelup dengan cara dibawah ini.
Pembahasan ρair laut . Vtercelup = ρes . Ves
FA = ρ . g . Vtercelup 1,03 kg/dm3 . Vtercelup = 0,9 kg/dm3 .
FA = 103 kg/m3 . 10 m/s2 . (0,4 x 10-4) 5150 dm3
m3 Vtercelup = \frac {0,9 . 5150} {1,03} dm3
FA = 0,4 N = 4 x 10-1 N = 4500 dm3
Soal ini jawabannya B. Jadi volume es yang menonjol diatas
permukaan air laut = 5150 dm3 – 4500
8. gabus dimasukkan ke dalam air ternyata dm3 = 600 dm3. Soal ini jawabannya B.
75% volume gabus tercelup dalam air,
maka massa jenis gabus adalah … 10. benda jika ditimbang diudara memiliki
A. 1,75 gr/cm3 berat 4,9 N. Akan tetapi jika ditimbang
B. 1,00 gr/cm3 dalam minyak tanah (ρm = 0,8 gr/cm3)
C. 0,75 gr/cm3 beratnya menjadi 4,74 N. Gaya keatas yang
D. 0,50 gr/cm3 dialami benda tersebut adalah …
E. 0,25 gr/cm3 A. 39,2 N
Pembahasan B. 16,0 N
Ρair . Vtercelup = ρgabus . Vgabus C. 9,87 N
1 gr/cm3 . 0,75 Vgabus = ρgabus . Vgabus D. 2 N
Ρgabus = 0,75 gr/cm3 E. 0,16 N
Soal ini jawabannya C. Pembahasan
FA = wudara – wminyak tanah
9. Segumpal es dalam keadaan terapung FA = 4,9 N – 4,74 N = 0,16 N
dilaut. Volume seluruhnya 5150 dm3. Soal ini jawabannya E.
Massa jenis es = 0,9 kg/dm3 dan massa
jenis air laut = 1,03 kg/dm3. Volume es 11. kaca diudara memiliki berat 25,0 N.
yang menonjol diatas permukaan air laut Jika dimasukkan kedalam air beratnya
adalah … menjadi 15,0 N. Bila massa jenis air adalah
A. 550 dm3 1,00 . 103 kg/m3 dan percepatan gravitasi
B. 600 dm3 10 m/s2 maka massa jenis kaca adalah …
C. 650 dm3 A. 1,5 x 103 kg/m3
D. 700 dm3 2,5 x 103 kg/m3
E. 750 dm3 C. 3,5 x 103 kg/m3
Pembahasan D. 4,5 x 103 kg/m3
E. 5,5 x 103 kg/m3
Bab 3 | Fluida Statis Pembahasan

XI MIPA 1 35

FA = 25,0 – 15,0 N = 10,0 N 14. Jika tekanan udara luar 1
→ ρkaca =
wudara . ρair atm,besarnya tekanan udara

A. FA dalam tabung P adalah....
→ ρkaca =
25,0 N . 1,00 . 103 (Diketahui: Selisih
10,0 N
= 2,5 x 103 kg/m3 permukaan raksa adalah
Soal ini jawabannya B.
2cm.
12. Tekanan hidrostatik bergantung pada:
(1) tinggi permukaan zat cair; 15. Sebuah gelas dimasukkan dengan arah
(2) luas permukaan zat cair; terbalik ke dalam air. Ternyata, air tidak
(3) percepatan gravitasi bumi; dapat masuk sepenuhnya ke dalam gelas
(4) massa jenis zat cair. seperti terlihat pada gambar berikut.
Pernyataan yang benar adalah..... Perbedaan tinggi air di dalam dan di luar
A. (1) dan (2) gelas 4 cm. Jika tekanan udara luar 10⁵ Pa
B. (1) dan (3) dan g = 10 m/s², tekanan udara di dalam
C. (1), (2), dan (4) gelas adalah....
D. (1), (3), dan (4)
E. semua benar
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: Tekanan
hidrostatik: P = ρ.g.h, dengan demikian
tekanan hidrostatik bergantung pada: massa
jenis (ρ), percepatan gravitasi (g) dan
kedalaman zat cair (h). Jawaban yang tepat
adalah (1), (3), (4)

13. Sebuah kolam renang mempunyai
kedalaman 5 m dan luas permukaan kolam
50m². Jika tekanan udara luar 105 Pa,
percepatan gravitasi 10 m/s², dan massa
jenis air 10³ kg/m³, tekanan total pada dasar
kolam adalah...

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 36

balok yang tampak di atas permukaan air
sebesar 20%. Dari data tersebut, dapat
ditentukan massa jenis balok kayu adalah....

16. 18. Sebuah bendungan menampung air
dengan ketinggian 5 meter.Jika panjang
Selisih tinggi air 4 cm. Massa jenis air 1 dinding bendungan 40 meter, besarnya
g/cm³, massa jenis minyak 0,8g/cm³ dan gaya yang dibutuhkan oleh dinding
massa jenis alkohol 0,64 g/cm³. Adapun bendungan untuk menahan air adalah...
tinggi permukaan air pada kaki A dan kaki
B sama, tinggi kolom cairan alkohol yang 19. Dari gambar berikut, massa jenis air 1
harus dituangkan ke dalam kaki A adalah.... g/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 g/cm³.

17. Sebuah balok kayu massanya m dan Kubus dengan panjang sisinya 10 cm,
volumenya V dicelupkan ke dalam air yang berada 20% di dalam air. Massa kubus
mempunyai massa jenis 1 gc/m³. Volume kayu tersebut adalah....

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 37

20. Sebuah benda jika ditimbang di udara 22. Sebuah ban dalam mobil digunakan
massanya 40 kg. Jika ditimbang di dalam sebagai alat apung di dalam sebuah kolam
air, massanya seolah-olah menjadi 25 kg. renang. Massa ban 2 kg dan volumenya 5 x
Akan tetapi, jika ditimbang di dalam suatu 10-2 m³. Jika diketahui massa jenis air 10³
cairan lain, massanya seolah-olah menjadi kg/m³, massa maksimum seseorang yang
10 kg. Jika massa jenis air 1 g/cm³, massa masih dapat terangkat oleh ban tersebut
jenis cairan tersebut adalah.... adalah...

21. Buyung, massanya 10 kg, duduk di atas 23. Balon udara volumenya 500 m³ berisi
sebuah pelampung yang terbuat dari ban gas yang mempunyai massa jenis 0,1
dalam mobil. Ternyata, 80% ban tersebut kg/m³. Jika massa jenis udara disekitar
masuk ke dalam air. Jika massa ban adalah balon 1,1 kg/m³ dan massa balon 225 kg,
2 kg dan massa jenis air 1 g/cm³, volume beban maksimum yang dapat diangkat oleh
ban yang dipakai sebagai pelampung balon udara tersebut adalah....
sebesar....
24. Serangga dapat berdiri di atas
Bab 3 | Fluida Statis permukaan air akibat adanya....
a. gaya Archimedes
b. gaya Pascal
c. gaya regangan
d. tegangan permukaan

e. sifat kapilaritas XI MIPA 1 38
Pembahasan: Serangga dapat berdiri di atas
permukaan air akibat adanya tegangan = 40 – 5
permukaan. = 35 N

25. Gaya Archimedes yang bekerja pada 27. Sepotong kaca di udara memiliki berat
benda saat dimasukkan ke dalam fluida 25 N. Jika dimasukkan ke dalam air
ditentukan oleh …. beratnya menjadi 15 N. Bila massa jenis air
a. massa benda dan keadaan benda di adalah 10³ kg/m³ dan percepatan
cairan gravitasinya 10 m/s² maka massa jenis kaca
b. volume benda dan keadaan benda di adalah ....
cairan a. 1,5. 10³ kg/m³
c. volume benda dan massa jenis cairan b. 2,5. 10³ kg/m³
d. massa benda dan massa jenis c. 3,5. 10³ kg/m³
e. massa cairan dan kedalaman benda di d. 4,5. 10³ kg/m³
cairan e. 5,5. 10³ kg/m³
JAWAB: C JAWAB: B
Pembahasan: Pembahasan:
Sesuai dengan rumus gaya archimedes: Gaya Archimedes = berat di udara – berat
F = ρ.g.Vbenda yang tercelup di air
F = gaya archimedes FA = Wdiudara – W di fluida
Ρ = massa jenis benda Ρ.g.Vbenda yang tercelup = 25 – 15
Vbenda yang tercelup = volume banda 1000.10.V = 10
yang tercelup di dalam fluida/ cairan V = 10-3
Ρ = m/v
26. Sepotong besi bermassa 4 kg dan massa Ρ = 2,5/10-3
Ρ = 2,5.103 kg/m
jenisnya 8 gr/cm³ dimasukkan ke dalam air
28. Sebuah gabus dimasukkan dalam air
yang massa jenisnya 1 gr/ cm³. Di dalam ternyata 75 % volume gabus tercelup dalam
air, maka massa jenis gabus adalah ….
air berat besi tersebut seolah-olah akan a. 1,75 gr/c³ d. 0,50 gr/ cm³
b. 1,00 gr/c³ e. 0,25 gr/ cm³
hilang sebesar .... c. 0,75 gr/cm³
JAWAB: C
a. 5 N c. 20 N e. 40 N Pembahasan:
Ρ(air).g.V(benda yang tercelup) = ρ
b. 15 N d. 35 N (benda).g.V (benda)
1000 . 10 . 0,75 V = ρ . 10 . V
JAWAB: D

Berat yang seakan-akan hilang = berat
benda – gaya archimedes
= m.g – ρ.g.Vbenda yang tercelup
= 4.10 – 1000.10.(4/8000)

Bab 3 | Fluida Statis

Ρ = 750 kg/m³ = 0,75 gr/cm³ XI MIPA 1 39

29. Sebuah ban mobil berisi udara yang berada di permukaan zat cair adalah
….
digunakan sebagai pengapung di dalam air, A. 5 cm
B. 10 cm
volume ban 0,1 m³ dan massanya 1 kg. Jika C. 12 cm
D. 15 cm
massa jenis air 1 gr/cm³ dan percepatan E. 20 cm
Jawaban: B
gravitasi g = 10 m/s², maka ban dapat Pembahasan:
Diketahui
menahan dan mengapungkan beban
maksimum sebesar …. Ditanyakan: h muncul
Jawab:
a. 1001 kg d. 100 kg
Tinggi balok yang muncul:
b. 1000 kg e. 99 kg
Jadi, tinggi balok yang muncul adalah 10
c. 101 kg cm

JAWAB : E 32. Sebuah benda mengapungdi atas air
dengan massa jenis air 1 gram/cm3. Jika
Pembahasan: 7/10 bagian dari benda berada di bawah
permukaan air, maka massa jenis benda
Gaya achimedes air = berat ban + berat adalah … gram/cm3.
A. 0,5
beban B. 0,6
Ρ.g.V = m.g + m.g

1000 . 0,1 = 1 + m

M = 99 kg

30. yang bukan merupakan penerapan
hukum Archimedes adalah …
a. kapal laut
b. galangan kapal
c. balon udara
d. hidrometer
e. semprot obat nyamuk
JAWAB : E
Pembahasan:
Semprot obat nyamuk menggunakan
prinsip Bernaulli

31. Balok yang tingginya 20 cm dan
memiliki massa jenis 0,75 gram/cm3
mengapung di atas zat cair yang memiliki
massa jenis 1,5 gram/cm3. Tinggi balok

Bab 3 | Fluida Statis

C. 0,7 XI MIPA 1 40
D. 0,8
E. 1,3 Ditanyakan: h muncul ?
Jawaban: C Jawab:
Diketahui: Ketinggian balok yang tercelup di dalam
zat cair dapat ditentukan dengan
Ditanyakan: ρB perhitungan berikut.
Jawab:

Jadi, massa jenis benda adalah 0,7 Tinggi balok yang muncul di atas
gram/cm3. permukaan zat cair dapat ditentukan
dengan perhitungan:
33. Balok yang tingginya 40 cm dan massa
jenisnya 0,75 gram cm-3 mengapung di Jadi, tinggi balok yang muncul di
atas zat cair yang massa jenisnya 1,5 gram permukaan zat cair adalah 20 cm.
cm-3, maka tinggi balok yang muncul di
permukaan zat cair adalah …. 34. Gambar di bawah ini menunjukkan
A. 10 cm sebuah tabung U yang berisi zat cair dan
B. 20 cm diberi pengisap (berat dan gesekan
C. 40 cm diabaikan). Agar pengisap tetap seimbang ,
D. 60 cm maka beban F2 yang harus diberikan
E. 80 cm adalah ....
Jawaban: B
Diketahui:

a. 150 N
b. 400 N

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 41

c. 600 N Jika massa jenis minyak 800 kg/m^3. Maka
d. 1200 N tinggi air pada pipa kanan (h) sebesar... cm
e. 2400 N A. 8
jawab: C B. 16
pembahasan: C. 3,2
dengan hukum pascal D. 6,4
F1/F2 = A1 / A2 E. 10
20/F2 = 30/900 jawab: D
F2 = 600 N pembahasan:
⍴.g.h=⍴.g.h
35. sebuah arloji tertulis water resist 5 Bar. ⍴. h=⍴ .h
Jika tekanan atmosfer sebesar 1 atm ( 1 atm 800 . 8 = 1000 . h
= 1,01 105Pa) berapakah daya tahan atau h = 6,4 cm
kedalaman maksimal saat berada di dalam
air tawar.... 37. pipa U diisi tiga cairan dengan tinggi
A. 10 meter seperti berikut
B. 100 meter
C. 90 meter Massa jenis caian x = 0,8 gr/cm^3 dan Z =
D. 9,8 meter 0,5 gr/cm^3. Jika tinggi air kanan diukur
E. 8,99 meter dari batas bawah cairan merah adalah 4 cm.
Jawab: Tinggi caian Z diukur dari batas atas atas
Pembahasan soal: air adalah...
5 bar = 5 105 Pa
⍴ air = 1000 kg/m^3
Rumus tekanan mutlak hidrostatis
P = Po + ⍴ . g . h
5 105 = 1,01 105 + 1000 . 10 . h
5 105 – 1,01 105 = 1000 . 10 . h
8,99 . 105 = 104 . h
H = 89,9 meter

36. perhatikan gambar bejana berhubungan
berikut yang diisi air dan minyak

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 42

A. 2,25 cm Ketinggian raksa = h1 = 20 cm = 0,2 m
B. 4,4 cm Ketinggian air = h2 = 80 cm = 0,8 m
C. 5 cm Massa jenis raksa = ρ1 = 13,6 g/m3 =
D. 6 cm 13.600 kg/m3
E. 10 cm Massa jenis air = ρ2 = 1 g/cm3 = 1000
Jawab: B kg/m3
Pembahasan : G = 10 m/s2
P di kiri = P dikanan Ditanya : Ph = ...?
ρ . h = ρ.h + ρ.h Jawab:
0,8 . 8 = 1. h + 0,5. 4 Ph = P1 + P2
6,4 = h + 2 Ph = ρ1 . h1 . g + ρ2 . h2 . g
H = 4,4 cm Ph = 13.600 x 0,2 x 10 + 1000 x 0,8 x 10
Ph = 27.200 + 8.000
38. Seekor ikan berada pada kedalaman 7 Ph = 35.200 N/m2
m dari permukaan air sebuah danau. Jika 40.Suatu tempat di dasar danau memiliki
massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan kedalaman 10 m. Diketahui massa jenis air
gravitasi 9,8 m/s2, berapakah tekanan danau 1 g/cm2, percepatan gravitasi g = 10
hidrostatik yang dialami ikan? m/s2, dan tekanan di atas permukaan air
sebesar 1 atm. Hitunglah tekanan total di
Pembahasan tempat tersebut!
Diketahui: Pembahasan
H=7m Diketahui :
R air= 1.000 kg/m3 H = 10 m
Percepatan gravitasi = g = 9,8 m/s2 Ρ = 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3
Ditanya: Ph = ... ? G = 10 m/s2
Jawab: P0 = 1 atm = 1,013 × 105 pa
Ph = r .g.h = 1.000 x 9,8 x 7 = 68600 N/m2 Ditanyakan : P total = ... ?
Jawab:
39. Sebuah tabung diisi raksa setinggi 20 Tekanan total
cm dan air setinggi 80 cm dari permukaan Ptotal = P0 + Ph
raksa. Jika massa jenis raksa 13,6 g/cm3, = (1,013 × 105) + (1000 x 10 x 10)
massa jenis air 1 g/cm3 dan g = 10 m/s2, = (1,013 × 105) + (105)
hitunglah tekanan hidrostatis pada dasar = 2,013 x 105
tabung!
41. Sebuah pipa berbentuk pipa U berisi air
Pembahasan dan minyak. Tinggi kolom minyak 16 cm
Diketahui : dan tinggi kolom air 12 cm. Jika massa

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 43

jenis air 1.000 kg/m3, maka hitunglah 43. Sebuah besi yang volumenya 0,005 m³
massa jenis minyak tersebut! tercelup seluruhnya di dalam air. Jika
Pembahasan massa jenis air 10³ kg/m³, maka hitunglah
Diketahui : gaya ke atas yang dialami besi tersebut!
H minyak = 16 cm = 0,16 m Pembahasan
H air = 12 cm = 0,12 m Diketahui :
Ρ air = 1.000 kg/m3 V = 0,005 m3
Ditanyakan: ρ m = ................. ? Ρ = 10³ kg/m³
Jawab : G = 9,8 m/s²
P minyak = P air Ditanyakan: FA = ...?
Ρ m × g × h m = ρ air × g × h air Jawab :
Ρ m × h m = ρ air × h air FA = ρf × V × g
Ρ m × 0,16 = 1000 × 0,12 = 10³ × 0,005 × 9,8
Ρ m × 0,16 = 120 = 49 N
Ρ m = 750 Jadi, gaya ke atas yang di alami besi
Jadi massa jenis minyak tersebut adalah sebesar 49 N.
750 kg/m3
44. Suatu benda yang massa jenisnya 600
42. Sebuah dongkrak hidrolik masing- kg/m3 dimasukan kedalam tabung yang
masing penampangnya berdiameter 20 cm berisi suatu cairan. Jika hanya 4/5 volume
dan 80 cm. Berapakah gaya minimal yang benda yang tercelup kedalam cairan,
harus dikerjakan pada penampang kecil hitunglah massa jenis zat cair tersebut ?
untuk mengangkat mobil yang beratnya
14.000 N? Pembahasan
Pembahasan
Diketahui: d1 = 20 cm = 0,2 m 45. Sebuah gelas ukur diisi dengan suatu
D2 = 80 cm = 0,8 m cairan hingga ketinggian h. Sebuah batu
F2 = 14.000 N
Ditanya: F1 = .... ?
Jawab:
F1 : d12 = F2 : d22
F1 = (d1 / d2 )2 x F2
F1 = (0,2 / 0,8 )2 x 14.000
F1 = 0,0625 x 14.000
F1 = 875 N

Bab 3 | Fluida Statis

dengan volume V dimasukkan ke dalam XI MIPA 1 44
cairan itu sehingga tenggelam sepenuhnya.
Jika luas penampang gelas ukur itu A dan C. ρ(g+a)Δh
percepatan gravitasi g, perubahan tekanan D. ρ(g-a)Δh
hidrostatik di dasar gelas ukur dan E. ρaΔh
ketinggian ½h berturut-turut adalah PEMBAHASAN :
Perhatikan gambar berikut.

Secara matematis besar tekanan hidrostatis Beradasarkan hukum newton ΣF = m a
pada kedalaman tertentu adalah: Dari gambar
Ph = ρc g h FA – w = m a
Dengan FA – mg = m a
Ph = tekanan hidrostatis (Pa) FA = mg + m a
G = percepatan gravitasi (m/s2) FA = mg + m (–a)
H = kedalaman (m) FA = m (g–a)
Jika pada kedalaman h adalah Ph = ρc g h Tekanan di salah satu titik pada kedalaman
Jika pada kedalaman ½ h adalah Ph = ρc g tertentu adalah sebagai berikut
½h
Jawaban B Jika ρ = m/V maka m = ρ. V dengan
demikian:
46. Sebuah bejana berisi fluida ideal
dengan massa jenis ρ. Bejana tersebut Jika V = A. H maka V/A = h dengan
berada di dalam lift laboratorium yang demikian
sedang bergerak ke atas dengan P = ρ (g – a) h
perlambatan a. Perbedaan tekanan antara Untuk ΔP = ρ (g – a) Δh
dua titik dalam fluida tersebut, yang Jawaban D
terpisah pada arah vertikal sejauh Δh
adalah….
A. 0
B. ρgΔh

Bab 3 | Fluida Statis

XI MIPA 1 45

47. Sebongkah es dengan massa jenis 0,90 PEMBAHASAN :
gram/cm3 dimasukkan ke dalam minyak Diketahui:
dengan massa jenis 0,80 gram/cm3. Gejala ρI = 0,8 g/cm3
yang terjadi adalah … ρII = 1 g/cm3
Es terapung h1 = 10 cm
1/9 bagian es tenggelam Menentukan h2
½ bagian es tenggelam P1 = p2
8/9 bagian es tenggelam ρIgh1 = ρII gh2
Es tenggelam seluruhnya (0,8 g/cm3)(10 cm) = (1 g/cm3) h2
PEMBAHASAN : H2 = 8 cm
Diketahui: Jawaban : D
ρB = 0,90 gr/cm3
ρf = 0,80 gr/cm3 49. Massa sesungguhnya dari sebuah benda
Karena ρB lebih besar dibanding ρf maka adalah 300 gram. Jika ditimbang di dalam
benda akan tenggelam air massanya seolah-olah menjadi 225 gram
Jawaban : E dan jika ditimbang dalam suatu cairan lain
massanya seolah-olah menjadi 112,5 gram.
48. Sebuah pipa U diisi dengan dua cairan Jika diandaikan rapat air adalah 1
yang berbeda seperti gambar berikut! gram/cm3 maka rapat cairan itu adalah …
A.0,83 gram/cm3
Jika massa jenis ρI = 0,8 g/cm3, ρII = 1 B.1,20 gram/cm3
g/cm3, dan h1 = 10 cm maka tinggi h2 C.2,5 gram/cm3
adalah …. D.2,67 gram/cm3
A.cm3m E.Tak ada jawaban yang benar
B.6 cm PEMBAHASAN :
C.7 cm Diketahui:
D.8 cm Massa sebenarnya (mu) = 300 gr
E.10 cm Massa dalam air (mair) = 225 gr
Massa dalam cairan (mf) = 112,5 gr
Bab 3 | Fluida Statis Ρair = 1 gr/cm3
Menentukan Volume benda
FA = wu – wf
Ρair g V = (mu – m-air)g
ρairV = (mu-mair)
1.V = (300 – 225)gr
V = 75 cm3
Menentukan ρ cairan (ρf)

XI MIPA 1 46

Ρf V = (mu-mf)
Ρf (75) = (300 – 112,5)gr
Ρf = 2,5 gr/cm3
Jawaban : C

50.
Jika massa jenis larutan B sebesar 0,92
gram/cm3, besar massa jenis larutan A
adalah …..
A.0,55 gram/cm3
B.0,95 gram/cm3
C.1,25 gram/cm3
D.1,53 gram/cm3
E.5,52 gram/cm3
PEMBAHASAN :

Bab 3 | Fluida Statis