Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering merasakan panas dari matahari, radiator, atau api unggun. Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana kalor sebenarnya berpindah? Dalam fisika, perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara yaitu: konduksi, konveksi, dan radiasi. Setiap proses ini memiliki mekanisme uniknya sendiri dan penting untuk banyak aplikasi kehidupan sehari-hari, mulai dari teknologi rumah tangga hingga iklim global. 1. Konduksi: Perpindahan Kalor Melalui Kontak Langsung Konduksi adalah proses di mana kalor berpindah melalui kontak langsung antara partikel-partikel dalam suatu bahan, terutama dalam zat padat. Saat satu bagian dari benda dipanaskan, partikel-partikel di area tersebut mulai bergetar lebih cepat dan mentransfer energi kinetik mereka ke partikel-partikel tetangga. Dengan cara ini, kalor menyebar dari satu ujung benda padat ke ujung lainnya. Pada logam, proses ini terjadi dengan sangat cepat karena adanya elektron bebas yang membantu membawa kalor dari area y
Soal 1.
Bayangkan seutas kabel vertikal dialiri arus listrik dari bawah ke atas. Kabel tersebut berada dalam daerah medan magnetik seragam, yang arahnya dari utara ke selatan. Akibatnya, pada kawat itu bekerja gaya magnetik, sehingga kabel melengkung ke arah ....
A. Timur
B. Barat
C. Utara
D. Selatan
Solusi:
Untuk menyelesaikan soal ini kita perlu menggunakan kaidah tangan kanan. Arah ibu jari kita arah arus dan arah empat tangan lainnya adalah arah medan, serta arah telapak tangan kita adalah arah gaya listrik. Jawaban (A)
Soal 2.
Seseorang menggeser sebuah balok pada sebuah bidang datar dengan gaya konstan 2 N sejajar bidang. Kecepatan balok berubah dari 1 m/s menjadi 9 m/s dalam 2 detik. Apabila antara balok dan bidang tidak ada gesekan, usaha yang dilakukan orang itu adalah ....
(A) 16 J
(B) 20 J
(C) 22 J
(D) 25 J
Solusi:
Jelas bahwa benda usaha yang dialami benda setara dengan gaya dan perpindahan, yaitu:
\(W=FS\)
Gaya telah diketahui pada soal, sehingga kita perlu mencari perpindahan dengan menggunakan persamaan kinematika:
\(v_f = v_o+at\)
\(a=\frac{9-1}{2}=4 \text{m/s}^2\)
\(v^2_f =v^2_o +2aS\)
\(9^2=1^2+2(4)S\)
\(S=10 \text{ m}\)
Setelah menemukan perpindahan, kita subtitusi hasil tersebut ke persamaan usaha:
\(W=2(10)=20 \text{ m}\)
Jawaban (B)
Soal 3.
Sebuah benda diletakkan 50 cm di depan benda lensa konvergen. Perbesaran bayangan yang terbentuk adalah 1,5 kali. Jika benda diletakkan 40 cm di depan lensa tersebut, perbesaran bayangan yang terbentuk adalah ....
(A) 4,0
(B) 3,6
(C) 3,0
(D) 2,5
Solusi:
Pertama kita menentukan jarak bayangan dan kemudian menentukan jarak fokus.
\(M= |- S_i/S_o|\)
\(1,5=S_i/50\)
\(S_i=75 cm\)
\(1/f=1/S_i +1/S_o\)
\(1/f=1/(75) +1/50=2/150+3/150=5/150\)
f=30 cm
Selanjutnya kita menentukan posisi bayangan saat benda ditempatkan pada jarak 40 cm
\(1/f=1/S_i +1/S_o\)
\(1/30=1/(S_i) +1/40\)
\(1/(S_i)=1/30 - 1/40= 4/120-3/120=1/120\)
\(M=-\frac{S_i}{S_o}\)
\(M=-\frac{120}{40}=3\)
Jawaban (C)
Soal 4
Sebuah mobil bermassa 1 ton bergerak dipercepat di tempat datar yang kasar dengan gaya gesek 15 newton. Jika dalam 2 menit perubahan kecepatannya adalah 24 m/s, maka gaya dorong mesin adalah ....
(A) 185 N
(B) 200 N
(C) 215 N
(D) 1.215 N
Solusi:
Pada kasus ini kita bisa menggunakan hukum II Newton:
\(\Sigma F=ma\)
\(F-f =ma\)
\(F-15=1000a\)
Selanjutnya kita mencari percepatan dengan menggunakan persamaan kinematika:
\(a=\Delta v/\Delta t =24/120=0.2 m/s^2\)
Pada tahap akhir kita subtitusi percepatan sehingga:
\(F-15=1000(0.2)\)
\(F-15=200\)
\(F=200-15=185\text{ N}\)
Jawaban (A)
Genderang dengan panjang L yang kedua ujungnya tertutup beresonansi dengan frekuensi nada atas kedua sebesar ....
(A) v/(2L)
(B) v/L
(C) 3v/(2L)
(D) 2v/(3L)