JAWABAN Soal UTS Fisika Dasar Program Studi S1 Lengkap Kunci Jawaban

c. Sebelum dan setelah tumbukan, kecepatan masing-masing benda tidak berubah, yaitu:

Sebelum: V1 = 6 m/s (ke kanan), V2 = 3 m/s (ke kiri).

Setelah: V1 = 6 m/s (ke kanan), V2 = 3 m/s (ke kiri).

2. Benda Jatuh Bebas:

a. Energi mekanik pada ketinggian 12 m: Energi mekanik = Energi potensial + Energi kinetik Energi potensial = m * g * h = 0.5 kg * 10 m/s^2 * 12 m = 60 J Energi kinetik pada ketinggian 12 m = 0 J (karena benda berhenti sementara saat mencapai ketinggian tersebut).

b. Energi kinetik pada ketinggian 9 m: Energi kinetik = 1/2 * m * v^2 v = sqrt(2 * g * h) = sqrt(2 * 10 m/s^2 * 9 m) = 6 m/s Energi kinetik = 1/2 * 0.5 kg * (6 m/s)^2 = 9 J

c. Kecepatan benda pada ketinggian 4 m: v = sqrt(2 * g * h) = sqrt(2 * 10 m/s^2 * 4 m) = 4 m/s

d. Energi mekanik pada ketinggian 2,5894 m: Energi mekanik = Energi potensial + Energi kinetik Energi potensial = m * g * h = 0.5 kg * 10 m/s^2 * 2.5894 m = 12.897 J Energi kinetik pada ketinggian 2,5894 m = 0 J (benda berhenti sementara).

3. Perpindahan Kalor: Untuk menentukan suhu campuran, kita dapat menggunakan hukum pelestarian energi. Jumlah kalor yang diberikan oleh es (Q_es) saat meleleh dan kalor yang diberikan oleh air (Q_air) saat mendingin harus sama. Q_es = m_es * L + m_es * c_es * (T_campuran - T_es) Q_air = m_air * c_air * (T_campuran - T_air)

Di sini, T_campuran adalah suhu campuran yang ingin kita temukan. Dengan menyamakan kedua persamaan di atas, kita dapat mencari T_campuran:

0.5 gr * 80 kal/gr + 0.5 gr * 0.5 kal/gr°C * (T_campuran - (-5°C)) = 3 gr * 1 kal/gr°C * (T_campuran - 90°C)

40 + 0.25 * (T_campuran + 5) = 3 * (T_campuran - 90)

0.25 * (T_campuran + 5) = 3 * (T_campuran - 90) - 40

0.25 * T_campuran + 1.25 = 3 * T_campuran - 270 - 40

0.25 * T_campuran - 3 * T_campuran = -270 - 40 - 1.25