Soal: UAS Fisika Teknik

Subject	Fisika Teknik
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si.
Study Program	Electrical Engineering
Semester	February-June 2016

1. Berapakah koordinat x dan koordinat y untuk pusat massa gambar?

2. Subuah balok 1 bermassa m₁ meluncur dari keadaan diam dari ketinggian h = 2,50 m sepanjang lintasan licin (frictionless). Balok 1 menumbuk balok 2 (m₂ = 2m₁) yang diam. Setelah tumbukan balok 2 meluncur ke daerah yang kasar dengan koefisien gesek kinetik µ_k adalah 0,5 sampai berhenti pada jarak d pada daerah kasar tersebut. Berapakah d jika tumbukan (a) elastis; dan (b) completely inelastic?

3. Dua partikel masing-masing bermassa m = 0,85 kg diikat oleh batang tipis dan berputar pada sumbu O dengan d = 5,6 cm dan M = 1,2 kg. Jika diketahui kecepatan sudut ω = 0,3 rad/s, tentukan

(a) inersia rotasi; dan (b) energi kinetinya!

4. Balok 1 bermassa m₁ = 460 gr, balok 2 bermassa m₂ = 500 gr dan jari-jari katrol R = 5 cm. Ketika sistem dilepas, balok 2 jatuh sejauh 75 cm dalam 5 detik dengan tali tanpa slip pada katrol. Berapakah

    (a) Kecepatan balok?

    (b) Tegangan tali T₂?

    (c) Tegangan tali T₁?

    (d) Percepatan sudut katrol?

    (e) Inersia total?

5. Dua buah balok bermassa 6,20 kg dihubungkan oleh suatu kawat yang melalui katrol berjari-jari 2,40 cm dan inersia rotasinya 7,40 X 10^-4 kg.m². Kawat tidak slip terhadap katrol. Ketika sistem dilepaskan dari keadaan diam, katrol berputar sejauh 1,30 rad dalam 91,0 ms dan percepatan balok adalah konstan. Tentukan:

    (a) Percepatan sudut katrol!

    (b) Percepatan balok!

    (c) Tegangan kawat T₂!

    (d) Tegangan kawat T₁!

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Teknik (Monday, June 6th 2016/120 minutes)

Read More

Soal: UKD4 Fisika Teknik

Subject	Fisika Teknik
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si.
Study Program	Electrical Engineering
Semester	February-June 2015

1. Lifetime (waktu hidup) rata-rata dari muon stasioner terukur sebesar 2.2000 µs. Waktu hiidup dari muon berkecepatan tinggi dalam suatu ledakan sinar kosmik yang teramati di bumi adalah 16.000 µs. Berapa parameter kecepatan 8 dari sinar kosmik muon ini relatif terhadapa bumi? (nyatakan dalam lima digit!)

2. Gambar disamping ini adalah dua kerangka acuan inersial. Kerangka S’ mempunyai kecepatan v relatif terhadap S.

Misalkan pada awalnya dua kerangka berimpit pada t = t’ = 0 dan kecepatan relatif adalah 0,950 c. Dua mikrometeorit bertumbukan pada koordinat x = 100 km dan t = 200 µs menurut pengamat di kerangka S.

Berapakah koordinat (a) spasial; dan (b) temporal dari tumbukan menurut pengamat di kerangka S’?

 3. Galaksi A dilaporkan menjauhi kita dengan kecepatan 0,35 c. Galaksi B tepat berada pada arah berlawanan juga ditemukan menjauhi kita pada kecepatan yang sama. Berapakah kecepatan seorang observer di galaksi A akan menemukan (a) galaksi kita; dan (b) galaksi B?

Asumsi: tidak ada transfer energi melalui dinding tank.

4. Berapakah (a) K; (b) E; (c) p (dalam GeV/c) untuk proton yang bergerak dengan kecepatan 0,990 c?

5. Berapakah (a) K; (b) E; (c) p (dalam MeV/c) untuk elektron yang bergerak dengan kecepatan 0,990 c?

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Teknik (Friday, June 26th 2015/100 minutes)

Read More

Soal: UKD3 Fisika Teknik

Subject	Fisika Teknik
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si.
Study Program	Electrical Engineering
Semester	February-June 2015

1. Suatu gelombang elektromagnetik bidang dengan panjang gelombang 3 m merambat dalam ruang hampa pada arah sumbu x positif. Medan listrik dengan amplitudo 300 V/m berosilasi sejajar dengan sumbu y.

    (a) Berapa frekuensi gelombangnya?

    (b) Berapa frekuensi sudut gelombangnya?

    (c) Berapa bilangan gelombang sudut dari gelombang tersebut?

    (d) Berapa amplitudo komponen medan magnetik

    (e) Paralel dengan sumbu yang mana medan magnet tersebut berosilasi?

    (f) Berapa laju alir energi rata-rata dalam watts per meter persegi dalam gelombang ini?

3. Pada gambar disamping ini, cahaya tidak terpolarisasi dikirim dengan ke dalam sistem tiga lembar terpolarisasi dengan arah polarisasi pada sudut θ₁ = 20^o, θ₂ = 60^o, dan θ₃ = 40^o. Berapa friksi (bagian) dari intensitas cahaya awal yang keluar dari sistem?

4. Pada eksperimen Young digunakan cahaya biru-hijau dengan panjang gelombang 500 nm. Slit (celah) berjarak 1,2 mm dan jarak layar (screen) dari slit adalah 5,4 m. Berapa jarak “bright fringes” terdekat dengan pusat pola interferensi?

5. Sinar-X dengan panjang gelombang 0,12 nm diketahui mengalami efleksi orde ke dua pada sudut Brigg 28^o dari kristal lithium fluoride. Tentukan jarak anatar bidang kristal tersebut!

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Teknik (Tuesday, June 23rd 2015/100 minutes)

Read More

Soal: UKD2 Fisika Teknik

Subject	Fisika Teknik
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si.
Study Program	Electrical Engineering
Semester	February-June 2015

1. Pada gambar di samping ini, sebuah pegas dengan konstanta pegas 3 x 10³ N/m berada di antara beam dan output piston hidrolik. Suatu container kosong dengan massa diabaikan disimpan di atas input piston mempunyai luas 8 Ai. Pada awalnya pegas dalam keadaan diam. Berapa kilogram pasir yang haus dituangkan ke dalam container agar pegas tertekan sebsar 5 cm?

2. Suatu gelombang transversal merambat sepanjang kawat dalam arah negatif sumbu x. Gmabar disamping merupakan plot perpindahan sebagai fungsi pada saat t = 0. Skala sumbu y diset oleh ys = 4 cm. Tegangan kawat adalah 3,6 N dengan keapatan linearnya 25 g/m. Tentukan:

    (a) Amplitude!

    (b) Panjang gelombang!

    (c) Laju gelombang!

    (d) Periode gelombang!

    (e) Laju transversal maksimum partikel dalam kawat!

    Jika bentuk gelombang dinyatakan sebagai y(x,t) = y_m sin (kx ± ωt + Φ), berapakah nilai

    (f) k; (g) ω; (h) Φ; dan (i) tanda di depan ω minus atau plus?

3. Suatu tank air berada diluar dalam cuaca dingin. Es setebal 5 cm terbentuk di atas permukaannya. Udara di atas es adalah – 10 ^oC. Hitung laju perbentukan es dalam cm/jam jika konduktivitas termal es adalah 0.0040 cal/s.cm.^oC dan kerapatannya 0,92 g/cm³!

Asumsi: tidak ada transfer energi melalui dinding tank.

4. Dua gelombang digambarkan oleh:

y₁ = 0,3 sin [π(5x – 200)t] dan y₂ = 0,3 sin [π(5x – 200t)+π/3]

Dimana y₁, y₂, dan x adalah dalam meter sedangkan t dalam detik. Ketika dua gelombang tersebut digabung, suatu gelombang menjalar dihasilkan. Berapakah:

(a) amplitudo; (b) kecepatan gelombang; (c) panjang dari gelombang tersebut?

おめでとうございます

 ***

Note: Based on examination of Fisika Teknik (Thursday, May 7th 2015/100 minutes)

Read More

Soal: UKD1 Fisika Teknik

Subject	Fisika Teknik
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si.
Study Program	Electrical Engineering
Semester	February-June 2015

1. Posisi suatu benda yang bergerak sepanjang sumbu-x diberikan oleh persamaan x = 3t – 4t² + t³ dimana x dalam meter dan t dalam detik. Tentukan posisi benda pada:

     (a) 1 detik!; (b) 2 detik!; (c) 3 detik!; (d) 4 detik!

     (e) Berapakah perpindahan benda antara t = 0 dan t = 4 detik

     (f) Berapa kecepatan rata-rata benda pada interval t = 2 detik sampai t = 4 detik?

     (g) Gambarkan grafik x terhadap sumbu t untuk 0 ≤ t ≤ 4 detik dan tunjukkan bagaimana menjawab pertanyaan f!

2. Balok 1 bermassa m₁ meluncur dari keadaan diam dari ketinggian h = 2,50 m sepanjang lintasan licin (frictionless). Balok 1 menumbuk balok 2 (m₂ = 2m₁) yang diam. Setelah tumbukan balok 2 meluncur ke daerah yang kasar dengan koefisien gesek kinetik µ_k adalah 0,5 sampai berhenti pada jarak d pada daerah kasar tersebut. Berapakah d jika tumbukan (a) elastis dan (b) tidak elastis?

3. Tentukan koordinat X dan koordinat Y untuk pusat massa gambar diatas!

4. Dua buah balok bermassa 6,20 kg dihubungkan oleh suatu kawat yang melalui katrol berjari-jari 2,40 cm dan inersia rotasinya 7,40 X 10^-4 kg.m². Kawat tidak slip terhadap katrol dan tidak diketahui adanya gesekan antara balok yang meluncur dengan permukaan meja. Diketahui bahwa tidak ada gesekan pada sumbu katrol. Ketika sistem dilepaskan dari keadaan diam, katrol berputar dengan 1,30 rad dalam 91,0 ms dan percepatan balok adalah konstan. Tentukan:

     (a) Percepatan sudut katrol!

     (b) Percepatan balok!

     (c) Tegangan kawat T₁!

     (d) Tegangan kawat T₂!

5. Posisi suatu titik di atas roda yang berputar diberikan oleh θ = 4t – 3t² + t³, dimana θ dalam radian dan t dalam detik.

    (a)Berapakah kecepatan sudutnya pada t = 2 detik?

    (b) Berapakah kecepatan sudutnya pada t = 4 detik?

    (c) Berapakah percepatan sudut rata-rata untuk interval t =2 detik dan t = 4 detik?

    (d) Tentukan percepatan sudut sesaat pada t = 2 detik!

    (e) Tentukan percepatan sudut sesaat pada t = 4 detik!

  

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Teknik (Thursday, April 2nd 2015/100 minutes)

Read More

Soal: UTS Fisika Elektro

Subject	Fisika Elektro
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana
Study Program	Electrical Engineering
Semester	August-December 2015

Kerjakan soal-soal berikut dengan jelas!

1. Baterai 20 V dihubungkan pada rangkaian kapasitor dengan kapasitansi C₁ = C₆ = 3 µF dan C₃ = C₅ = 2C₂ = 2C₄ = 4µF. Tentukan:

(a) Kapasitansi ekuivalen (C_eq).

(b) Muatan yang dapat disimpan oleh C_eq.

(c) Berapakah V₁, V₂, dan V₃?

(d) Berapakah q₁, q₂, dan q₃ dari masing-masing kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3?

2. Berapakah muatan yang dapat disimpan pada kapasitor plat sejajar dengan batere 12 V. Satu kapasitor diisi oleh udara dan satu kapasitor lagi diisi dielektrik ( k =3 )? Kedua kapasitor mempunyai luas plat 5 x 10^-3 m² dan jarak plat 2 mm.

3. Suatu arus sebesar 1,2 x 10^-10 A berada dalam kawat tembaga dengan diameter 2,5 mm. Jumlah pembawa muatan per satuan volume adalah 8,49 x 1028 m^-3. Dengan asumsi arus adalah uniform, hitung :

(a) Rapat arus, dan (b) laju hanyut elektron (electron drift speed)!

4. Diketahui resistansi R₁ = 1 Ω dan R₂ = 2 Ω dan baterai memiliki emfs ε₁ = 2 V dan ε₂ = ε₃ = 4 V.

(a) Tentukan besar dan arah arus yang mengalir pada baterai 1, baterai 2, dan baterai 3!

(b) Tentukan beda potensial Va-Vb!

5. Diketahui R₁ = R₂ = 2 Ω, R₃ = 4 Ω, R₄ = 3 Ω, R₅ = 1 Ω, R₆ = R₇ = R8 = 8 Ω dan baterai memiliki emfs ε₁ = 16 V dan ε₂ = 8 V.

(a) Tentukan besar dan arah i₁!

(b) Tentukan besar dan arah i₂!

Berapakah energi baterai 1?

(d) Berapakah energi baterai 2?

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Elektro (Tuesday, November 3rd 2015/120 minutes)

Read More

Soal: UKD3 Fisika Elektro

Subject	Fisika Elektro
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana
Study Program	Electrical Engineering
Semester	August-December 2014

Kerjakan soal-soal berikut dengan jelas!

1. Baterai 20 V dihubungkan pada rangkaian kapasitor dengan kapasitansi C₁ = C₆ = 3 µF dan C₃ = C₅ = 2C₂ = 2C₄ = 4µF. Tentukan:

(a) Kapasitansi ekuivalen (C_eq).

(b) Muatan yang dapat disimpan oleh C_eq.

(c) Berapakah V₁, V₂, dan V₃?

(d) Berapakah q₁, q₂, dan q₃ dari masing-masing kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3?

2. Berapakah muatan yang dapat disimpan pada kapasitor plat sejajar dengan batere 12 V. Satu kapasitor diisi oleh udara dan satu kapasitor lagi diisi dielektrik ( k =3 )? Kedua kapasitor mempunyai luas plat 5 x 10^-3 m² dan jarak plat 2 mm.

Suatu arus sebesar 1,2 x 10^-10 A berada dalam kawat tembaga dengan diameter 2,5 mm. Jumlah pembawa muatan per satuan volume adalah 8,49 x 1028 m^-3. Dengan asumsi arus adalah uniform, hitung :

(a) Rapat arus, dan (b) laju hanyut elektron (electron drift speed)!

Tembaga dan alumunium digunakan sebagai transmisi tegangan tinggi yang harus membawa arus 60 A. Resistansi per satuan panjang adalah 0,150 Ω/km. Kerapatan tembaga adalah 8960 kg/m³ sedangkan kerapatan alumunium adalah 2600 kg/m³. Hitung:

(a) Besarnya rapat arus J untuk tembaga!

(b) Massa per satuan panjang λ untuk kabel tembaga!

(c) Besarnya rapat arus J untuk alumunium!

(d) Massa per satuan panjang λ untuk kabel alumunium!

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Elektro (Friday, December 19th 2014/120 minutes)

Read More

Soal: UKD2 Fisika Elektro

Subject	Fisika Elektro
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana
Study Program	Electrical Engineering
Semester	August-December 2014

Kerjakan soal-soal berikut dengan jelas!

1. Perhatikan gambar disamping ini!

Sebuah kubus mempunyai panjang sisi 1.4 m berada dalam medan listrik uniform. Tentukan fluks listrik yang melalui sisi kanan jika medan listrik dalam newton per coulomb diberikan oleh:

(a) 6i. (b) 2j. (c) -3j+4k. (d) Berapakah fluks total melalui kubus untuk setiap medan?

2. Perhatikan gambar diatas!

Gambar diatas memperlihatkan permukaan Gaussian dalam bentuk kubus dengan panjang sisi 1,4 m. Berapakah

(a) Fluks total Φ yang melalui permukaan?

(b) Muatan total q_enc yang dilingkupi permukaan jika E = (3y j) N/C dengan y dalam meter?

(c) Berapakah Φ dan q_enc jika E = [-4i + (6 + 3y)j] N/C?

3. Medan listrik dalam ruang mempunyai komponen Ey = Ez = 0 dan Ex = [4x] N/C. Titik A berada pada sumbu y pada y = 3 m dan titik B pada sumbu x pada x =4 m. Berapakah beda potensial antara V_B-V_A?

4. Perhatikan gambar disamping ini!

Batang plastik tipis mempunyai panjang L = 12 cm dan rapat muatan linear nonuniform λ =cx, dimana c = 28,9 pC/m². Dengan V = 0 pada tak terhingga, tentukan potensial listrik pada titik P1 diatas sumbu x dengan jarak d = 3 cm terhadap salah satu ujungnya!

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Elektro (Friday, November 20th 2014/120 minutes)

Read More

Soal: UKD1 Fisika Elektro

Subject	Fisika Elektro
Lecturer	Dr. Eng. Risa Suryana
Study Program	Electrical Engineering
Semester	August-December 2014

Kerjakan soal-soal berikut dengan jelas!

1. Empat buah partikel membentuk segi empat. Diketahui q₁ = q₄ = Q dan q₂ = q₃ = q.

(a) Tentukan rasio Q/q jika gaya elektrostatik total pada partikel 1 dan 4 adalah nol.

(b) Jika partikel-partikel mempunyai q₁ = -q₂ = 100 nC dan q₃ = -q₄ = 200 nC dan jarak a = 5 cm. Tentukan komponen x dan y dari gaya elektrostatik total pada partikel 3?

2. Dua buah bola konduktor dengan massa M dan muatan q digantung dengan kawat nonkonduktor. Jika panjang kawat L dan asumsi θ << sehingga tan θ ≈ sin θ, buktikan bahwa

3. Jawablah:

(a) Jelaskan prinsip kerja dari penangkal petir!

(b) Bagaimana prinsip kerja Ink-Jet Printing?

(c) Jelaskan terjadinya penyerbukan bunga dengan bantuan seekor lebah!

4. Gambar di samping ini adalah suatu dipol listrik.

(a) Berapa besarnya medan listrik dipol pada titik P?

(b) Tentukan arah (relative terhadap sumbu x positif) medan dipol listrik pada titik P! Asumsikan bahwa r >> d!

5. Medan listrik dalam bidang XY dihasilkan oleh partikel bermuatan positif adalah 7,2 (4i + 3j) N/C pada titik (3,3) cm dan 100i N/C pada titik (2,0) cm.

(a) Tentukan koordinat x dan y partikel tersebut!

(b) Berapa muatan partikel tersebut?

おめでとうございます

***

Note: Based on examination of Fisika Elektro (Friday, October 10th 2014/120 minutes)

Read More