Home PEMBAHASAN SBMPTN FISIKA Soal Dan Pembahasan Sbmptn Gaya, Bisnis, & Energi

Soal Dan Pembahasan Sbmptn Gaya, Bisnis, & Energi

by CerdaskanKita
  1. Sebuah motor listrik mengangkat benda seberat 1,5 kg ke atas setinggi 3 m. Bila tegangan, arus, dan efisiensi motor berturut-turut merupakan 12.5 V, 1.5 A, dan 60%, maka waktu yang diharapkan motor listrik untuk mengangkat benda tersebut merupakan ….
    1. 3 detik
    2. 4 detik
    3. 5 detik
    4. 6 detik
    5. 8 detik
    Pembahasan :
    Dik : h = 3 m, m = 1,5 kg, I = 1,5 A, V = 12,5 V, η = 60%.

    Pada soal diketahui bahwa efisiensi motor tersebut merupakan 60%. Artinya, energi yang dipakai untuk mengangkat benda hanya sebesar 60% dari energi yang dikeluarkan oleh motor. Energi yang dilakukan oleh motor listrik merupakan energi listrik yang harganya bergantung pada besar tegangan, arus, dan waktu.

    W = V.I.t

    Dengan :
    W = energi listrik (J)
    V = tegangan listrik (V)
    I = berpengaruh arus (A)
    t = waktu (s)

    Berdasarkan rumus di atas, maka kita peroleh :
    ⇒ W = V.I.t
    ⇒ W = 12,5 (1,5) t
    ⇒ W = 18,75 t

    Karena motor listrik bekerja untuk mengangkat benda, maka benda mendapatkan energi. Energi yang diterima benda sama dengan energi potensial benda.⇒ E = Ep
    ⇒ E = m.g.h
    ⇒ E = 1,5 (10) (3)
    ⇒ E = 45 Joule

    Perpindahan benda terjadi alasannya yakni adanya bisnis dai motor listrik. Dengan begitu energi yang diterima benda sama dengan besar energi yang diberikan oleh motor listrik. Nah, alasannya yakni efisiensi motor listrik hanya 60%, maka berlaku :
    ⇒ E = 60% W
    ⇒ 45 = 0,6 W
    ⇒ 45 = 0,6 (18,75 t)
    ⇒ 45 = 11,25 t
    ⇒ t = 4 sekon
    Jadi, waktu yang dibutuhkan motor listrik untuk mengangkat benda setinggi 3 m merupakan 4 detik.

    Jawaban : B

  1. Sebuah benda meluncur pada permukaan datar dengan kecepatan v = 4 m/s dan lalu benda naik pada bidang miring dengan kemiringan 30o. Bila tak ada tabrakan antara benda dan bidang luncur, maka panjang lintasan benda pada bidang miring merupakan ….
    A. 40 cm D. 120 cm
    B. 60 cm E. 160 cm
    C. 80 cm
    Pembahasan :
    Dik : v = 4 m/s, θ = 30o.

    Soal ini sanggup kita kaji menurut konsep kekekalan energi. Untuk mempermudah, kita perlu menggambar denah untuk melihat lintasan gerak benda tersebut. Berdasarkan soal dongeng tersebut, gambar lintasan benda kurang lebih ibarat gambar di bawah ini.

    Sebuah motor listrik mengangkat benda seberat  Soal dan Pembahasan SBMPTN Gaya, Bisnis, & Energi

    Dari gambar di atas jelas terlihat bahwa saat benda bergerak pada bidang datar, benda tak terdapat energi potensial. Dengan perkiraan bahwa kecepatan benda di bidang datar tetap, maka kecepatan benda di titik A akan sama dengan kecepatan awal benda yaitu 4 m/s.

    Selanjutnya benda bergerak ke atas bidang miring dengan kecepatan awal 4 m/s hingga berhenti (dari titik A ke titik B). Nah, panjang lintasan benda di bidang miring dari A ke B itulah yang akan kita hitung.

    Karena yang ditanya panjang lintasan pada bidang miring, maka kita hanya perlu melihat bidang miring sepanjang titik A dan B. Dalam hal ini berlaku aturan kekekalan energi mekanik. Dengan kata lain, energi mekanik di titik A akan sama dengan energi mekanik di titik B.

    Energi mekanik merupakan jumlah dari energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda. Secara matematis sanggup ditulis :

    EM = EP + EK
    EM = m.g.h + ½ m.v2

    Dengan :
    EM = energi mekanik benda (J)
    EP = energi potensial (J)
    EK = energi kinetik (J)
    m = massa benda (kg)
    g = percepatan gravitasi (m/s2)
    h = ketinggian (m)
    v = kecepatan benda (m/s)

    Berdasarkan kekekalan energi mekanik, maka :
    ⇒ EMA = EMB
    ⇒ EPA + EKA = EPB + EKB
    ⇒ 0 + EKA = EPB + 0
    ⇒ EKA = EPB
    ⇒ ½ m.v2 = m.g.h
    ⇒ v2 = 2gh
    ⇒ 42 = 2(10) h
    ⇒ 16 = 20 h
    ⇒ h = ⅘ m

    Keterangan :
    Eenergi potensial di titik A sama dengan nol alasannya yakni ketinggian di titik A sama dengan nol. Sedangkan energi kinetik di titik B sama dengan nol alasannya yakni di titik B benda berhenti sesampai lalu kecepatannya nol.

    Karena ketinggian bidang miring sudah kita peroleh, maka panjang lintasan atau panjang bidang miringnya sanggup kita hitung dengan memakai prinsip trigonometri (Perhatikan gambar di atas). Hubungan antara tinggi, panjang bidang miring, dan sudut kemiringan merupakan :

    ⇒ sin θ = h
    s
    ⇒ s = h
    sin 30o
    ⇒ s =
    ½

    ⇒ s =1,6 meter
    ⇒ s = 160 cm

    Jawaban : E

Baca Juga:   Pembahasan Soal Sbmptn Fisika Induksi Elektromagnetik

You may also like