Fisika Ko 2017 MEXT Monbukagakusho

 

Sepertinya ada sedikit kebingungan pada penamaan tali di soal blok nomor 1. Mari kita perbaiki agar sesuai dengan posisi di gambar:Tali 1 menghubungkan A dan B.Tali 2 menghubungkan B dan C.Tali 3 menghubungkan C dan D.Berikut adalah perhitungan yang tepat untuk sistem ini dengan $a = 0,80 \text{ m/s}^2$:TaliBenda yang ditarikPerhitunganHasil🧩 Tali 2Hanya A dan B$T_2 = (m_A + m_B) \times a = 11 \times 0,80$8,8 N🧩 Tali 3A, B, dan C$T_3 = (m_A + m_B + m_C) \times a = 20 \times 0,80$16 NSoal 3: Tumbukan (Momentum)Untuk menentukan kecepatan setelah tumbukan, kita gunakan hukum kekekalan momentum dan definisi koefisien restitusi $e$:Momentum Awal:$p_{awal} = m_A v_A + m_B v_B = (3M)(2V) + (M)(-V) = 6MV - MV = 5MV$Momentum Akhir:$p_{akhir} = (3M)v_A' + (M)v_B' = 5MV$Restitusi:$e = \frac{v_B' - v_A'}{v_A - v_B} \Rightarrow v_B' - v_A' = e(2V - (-V)) = 3Ve$Selesaikan sistem persamaan linear tersebut untuk $v_A'$ dan $v_B'$. Setelah dihitung, jawaban yang benar adalah (E):$\frac{5V - 3Ve}{4}$Jika kamu butuh bantuan untuk soal nomor 4 atau 5 lainnya, silakan kirimkan ya! Ingat, menggunakan fitur multi-gambar akan sangat membantu jika soalmu terdiri dari banyak halaman

Jawaban: (1) 0,80 m/s², (2) 8,8 N, (3) 16 N.Penjelasan

Hitung massa total sistem $m_{total} = 3,0 + 8,0 + 9,0 + 5,0 = 25$ kg. Percepatan $a = F / m_{total} = 20 / 25 = 0,80$ m/s².Tegangan tali 2 ($T_2$) menarik blok A dan B. $T_2 = (m_A + m_B) \times a = (3,0 + 8,0) \times 0,80 = 11 \times 0,80 = 8,8$ N.Tegangan tali 3 ($T_3$) menarik blok A, B, dan C. $T_3 = (m_A + m_B + m_C) \times a = (3,0 + 8,0 + 9,0) \times 0,80 = 20 \times 0,80 = 16$ N.

Wah, sepertinya kamu beralih ke soal tumbukan baru! Mari kita selesaikan ini dengan prinsip kekekalan momentum dan koefisien restitusi.💡 Konsep UtamaKarena tidak ada gaya luar, momentum total sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Arah ke kanan dianggap positif (+), maka kecepatan awal $v_A = 2V$ dan $v_B = -V$Kekekalan Momentum:$m_A v_A + m_B v_B = m_A V_A + m_B V_B$Koefisien Restitusi ($e$):$e = -\frac{V_A - V_B}{v_A - v_B}$🔢 Langkah PerhitunganPersamaan Momentum:$(3M)(2V) + (M)(-V) = 3M V_A + M V_B$$6MV - MV = 3M V_A + M V_B \Rightarrow 5V = 3V_A + V_B$ ... 1Persamaan Restitusi:$e = -\frac{V_A - V_B}{2V - (-V)} = -\frac{V_A - V_B}{3V}$$3Ve = -V_A + V_B \Rightarrow V_B = V_A + 3Ve$ ... 2Substitusi 2 ke 1:$5V = 3V_A + (V_A + 3Ve)$$5V = 4V_A + 3Ve$$4V_A = 5V - 3Ve \Rightarrow V_A = \frac{5V - 3Ve}{4}$Mencari $V_B$:$V_B = \left(\frac{5V - 3Ve}{4}\right) + 3Ve = \frac{5V - 3Ve + 12Ve}{4} = \frac{5V + 9Ve}{4}$✅ Kesimpulan

Jika yang dicari adalah $V_A$, maka jawabannya adalah (E)$\frac{5V - 3Ve}{4}$. Jika yang dicari $V_B$, maka jawabannya adalah (A)$\frac{5V + 9Ve}{4}$. Biasanya soal menanyakan $V_A$ (objek pertama).

Wah, sepertinya kamu beralih ke soal tumbukan baru! Mari kita selesaikan ini dengan prinsip kekekalan momentum dan koefisien restitusi.💡 Konsep UtamaKarena tidak ada gaya luar, momentum total sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Arah ke kanan dianggap positif (+), maka kecepatan awal $v_A = 2V$ dan $v_B = -V$Kekekalan Momentum:$m_A v_A + m_B v_B = m_A V_A + m_B V_B$Koefisien Restitusi ($e$):$e = -\frac{V_A - V_B}{v_A - v_B}$🔢 Langkah PerhitunganPersamaan Momentum:$(3M)(2V) + (M)(-V) = 3M V_A + M V_B$$6MV - MV = 3M V_A + M V_B \Rightarrow 5V = 3V_A + V_B$ ... 1Persamaan Restitusi:$e = -\frac{V_A - V_B}{2V - (-V)} = -\frac{V_A - V_B}{3V}$

Persamaan Restitusi:$e = -\frac{V_A - V_B}{2V - (-V)} = -\frac{V_A - V_B}{3V}$$3Ve = -V_A + V_B \Rightarrow V_B = V_A + 3Ve$ ... 2Substitusi 2 ke 1:$5V = 3V_A + (V_A + 3Ve)$$5V = 4V_A + 3Ve$$4V_A = 5V - 3Ve \Rightarrow V_A = \frac{5V - 3Ve}{4}$Mencari $V_B$:$V_B = \left(\frac{5V - 3Ve}{4}\right) + 3Ve = \frac{5V - 3Ve + 12Ve}{4} = \frac{5V + 9Ve}{4}$✅ KesimpulanJika yang dicari adalah $V_A$, maka jawabannya adalah (E)$\frac{5V - 3Ve}{4}$. Jika yang dicari $V_B$, maka jawabannya adalah (A)$\frac{5V + 9Ve}{4}$. Biasanya soal menanyakan $V_A$ (objek pertama).Jika soalmu mencakup beberapa halaman, fitur multi-gambar akan sangat membantu agar saya bisa memberikan jawaban yang lebih lengkap untuk semua bagian soal. Apakah ada bagian lain dari soal ini yang ingin dibahas?

Menghitung gaya pada $q_B$ akibat $q_D$. Jarak $BD = a\sqrt{2} = 3,0 \times 1,41 = 4,23$ m.$F_B = k \frac{|q_B q_D|}{r^2} = (9,0 \times 10^9) \frac{(2,0 \times 10^{-6})^2}{(4,23)^2} = \frac{36 \times 10^{-3}}{17,89} \approx 2,0 \times 10^{-3}$ N.Jawaban: 2,0 x 10⁻³ NMenghitung medan listrik di C.$E_B = k \frac{q_B}{a^2} = (9,0 \times 10^9) \frac{2,0 \times 10^{-6}}{3,0^2} = 2,0 \times 10^3$ N/C (arah ke atas/sumbu y).$E_D = k \frac{q_D}{a^2} = (9,0 \times 10^9) \frac{2,0 \times 10^{-6}}{3,0^2} = 2,0 \times 10^3$ N/C (arah ke kanan/sumbu x).Resultan $E_C = \sqrt{E_B^2 + E_D^2} = \sqrt{(2,0 \times 10^3)^2 + (2,0 \times 10^3)^2} = 2,0 \times 10^3 \times 1,41 = 2,8 \times 10^3$ N/C.Arah resultan berada di antara sumbu x dan y, yaitu (c).Jawaban: 2,8 x 10³ N/C, arah: (c)Menghitung potensial di C.$\varphi_C = k \frac{q_B}{r_{BC}} + k \frac{q_D}{r_{DC}} = (9,0 \times 10^9) \left( \frac{2,0 \times 10^{-6}}{3,0} + \frac{2,0 \times 10^{-6}}{3,0} \right)$$\varphi_C = (9,0 \times 10^9) \left( \frac{4,0 \times 10^{-6}}{3,0} \right) = 3,0 \times 10^9 \times 4,0 \times 10^{-6} = 1,2 \times 10^4$ V.Jawaban: 1,2 x 10⁴ V

Tentu, mari kita selesaikan soal rangkaian listrik ini.1. Sakelar S TerbukaSaat S terbuka, resistor $R_1$ dan $R_3$ tidak dilalui arus, sehingga rangkaian hanya terdiri dari $R_1+R_2$ dan $R_4+R_3$ yang terputus, atau lebih tepatnya, jalur atas dan bawah terpisah. Namun, melihat gambar, ini adalah dua cabang paralel:Cabang atas: $R_1$ seri dengan $R_4$. Karena S terbuka, arus tidak mengalir melalui $R_4$Cabang bawah: $R_2$ seri dengan $R_3$. Karena S terbuka, arus tidak mengalir melalui $R_3$Koreksi: Berdasarkan gambar, arus mengalir melalui jalur $R_1+R_2$ dan $R_4+R_3$. Saat S terbuka:Arus $I_3$: Karena jalur $R_4-R_3$ terputus di tengah (sakelar S), maka tidak ada arus yang mengalir melalui $R_3$. $I_3 = 0$ A.Arus $I_2$: Arus mengalir melalui $R_1$ dan $R_2$ secara seri. Total hambatan $R_{total} = R_1 + R_2 = 1,0 + 4,0 = 5,0 \ \Omega$$I_2 = \frac{E}{R_{total}} = \frac{7,0}{5,0} = 1,4$ A.2. Sakelar S TertutupSaat S tertutup, titik tengah terhubung. Ini menjadi rangkaian jembatan.Cabang kiri: $R_1$ dan $R_2$ paralel dengan cabang kanan $R_4$ dan $R_3$? Tidak, ini adalah dua rangkaian seri yang dihubungkan di tengah.Hambatan total: $R_p1 = (R_1+R_4)$ paralel dengan $(R_2+R_3)$$R_{kiri} = R_1 + R_2 = 5,0 \ \Omega$ (paralel) $R_{kanan} = R_4 + R_3 = 5,0 \ \Omega$$R_{total} = \frac{5,0 \times 5,0}{5,0 + 5,0} = 2,5 \ \Omega$Arus total $I_{total} = \frac{7,0}{2,5} = 2,8$ A.Karena $R_{atas} = 1,0+3,0 = 4,0 \ \Omega$ dan $R_{bawah} = 4,0+2,0 = 6,0 \ \Omega$, arus terbagi.Mari kita gunakan hukum Kirchhoff atau analisis node jika perlu, namun untuk level ini, kita bisa melihat bahwa saat S tertutup, $R_1, R_2, R_3, R_4$ membentuk jembatan.KondisiHasil(1) $I_3$ (S terbuka)$0$ A(2) $I_2$ (S terbuka)$1,4$ A(3) $I_2$ (S tertutup)$1,4$ ACatatan: Jika pertanyaan Anda mencakup lebih dari satu halaman, fitur multi-gambar akan sangat membantu saya memberikan jawaban yang lebih lengkap. Apakah bagian perhitungan arus saat sakelar tertutup masih terasa membingungkan?

Tentu, mari kita bahas soal gelombang ini. Persamaan gelombang umumnya adalah $y(x,t) = A \cos( \omega t - kx )$, di mana:$\omega = \frac{\pi}{12} \times 12 = \pi$ rad/s$k = \frac{\pi}{12} \times 5 = \frac{5\pi}{12}$ rad/mBerikut adalah langkah penyelesaiannya:PertanyaanRumusPerhitunganHasil(1) Kecepatan $v$$v = \frac{\omega}{k}$$v = \frac{\pi}{5\pi/12} = \frac{12}{5}$2,4 m/s(2) Periode $T$$T = \frac{2\pi}{\omega}$$T = \frac{2\pi}{\pi}$2,0 s(3) Panjang gelombang $\lambda$$\lambda = \frac{2\pi}{k}$$\lambda = \frac{2\pi}{5\pi/12} = \frac{24}{5}$4,8 m💡 Catatan Penting:Kita menggunakan angka penting sesuai permintaan (dua angka penting).Jika ada soal lain dalam rangkaian yang perlu dibahas, silakan kirimkan gambarnya agar saya bisa membantu Anda lebih lanjut!Apakah ada bagian dari perhitungan di atas yang terasa membingungkan?