30 Soal Konsep Fisika Dasar

Fisikaa... Fisikaa...!!
Nih soal-soal konsep serta pembahasannya yang berhubungan dengan Fisika Dasar di kehidupan sehari-hari...
Let's cekidott,,,

1.      Mengapa pada saat kelapa jatuh ke tanah, tanahnya menjadi berlubang. Mengapa terjadi demikian?

Jawab: hal tersebut dapat terjadi karena adanaya kekekalan energi mekanik. Ketika kelapa berada di atas energi potensialnya maksimum tetapi energi kinetiknya nol. Namun ketika kelapa jatuh dan sampai ke bawah energi potensialnya menjadi nol tetapi energi kinetiknya maksimum. Adapun tanah berlubang karena akibat adanya energi tersebut.

2.       Mengapa pada dongkrak hidrolik satu penampangnya dibuat kecil dan yang satunya sangat besar?

Jawab: perlu diingat bahawa pada tekanan fluida pada ruang tertutup besarnya sama. Hal tersebut juga sama seperti pada setiap penampang dongkrak hidrolik baik yang besar maupun yang kecil tekanannya sama. Adapun luas penampangnya dibuat kecil dan yang satunya beasar agar pada luas penampang yang kecil gaya yang dibutuhkannya kecil sehingga dengan gaya yang kecil dapat mengangkat beban yang berat pada penampang besar. Sehingga dapat mempermudah pekerjaan karena dengan gaya yang sangat kecil dapat menghasilkan gaya yang sangat besar.

3.      Bagaimanakah kapal selam yang terbuat dari besi bisa mengapung, melayang dan tenggelam?

Jawab: kapal selam yang terbuat dari besi dapat melayang, mengapung dan tenggelam. Menggunakan konsep masa jenis dan gaya apung. Karena benda akan mengapung apabila gaya apung = gaya berat benda tercelup sebagian dan massa jenis benda lebih kecil dari air laut. benda akan melayang apabila gaya apung = gaya berat benda tercelup dan massa jenis benda sama dengan massa jenis air laut dari air laut. benda akan tenggelam apabila gaya apung kurang darai gaya berat benda tercelup dan massa jenis benda lebih besar  dari air laut. Hal tersebut pula yang dimanfaatkan oleh kapal selam, yaitu pada kapal selam terdapat ruang yang dapat di isi atau membuang untuk mengatur gaya apung dan massa jenis kapal tersebut.

4.      Mengapa pada saat mati lampu kita tidak bida melihat apa-apa?

Jawab: karena mata itu membutuhkan cahaya. Lebih tepatnya mata itu melihat menangkap pantulan cahaya dari bendanya, sehingga pada saat lampu mati tidak dapat melihat apa-apa karena benda-benda tidak memantulkan cahaya.

5.      Mengapa pada penderita rabun jauh dibantu dengan lensa cekung?

Jawab: pada penderita rabun jauh tidak bisa melihat benda yang jauh karena bayangan terletak didepan retina sehingga  dapat terbaca oleh retina. Sehingga dengan bantuan cermin cekung yang memiliki sifat memancaarkan cahaya akan dapat meneruskan pantulan benda tepat diretina.

6.      Mengapa sebuah gitar yang menginginkan setelan nada tinggi bisa dengan memutar atau mengatur senar atau dengan menekannya?

Jawab: pada dasarnya senar yang bergetar menghasilkan bunyi. Bunyi tersebut merupakan gelombang yang merambat. Adapun untuk meninggikan nada gitar tersebut dengan ditekan atau diputar pengaturan senarnya. Sebetulnya upaya tersebut dilakukan untuk meninggikan frekuensi, semakin tinggi frekuensi maka nadanya menjadi lebih tinggi.

7.      Pada saat mengisi gelas dengan air es, kenapa permukaan luar gelas jadi ikut basah (terdapat embun-embun air)? Kalau itu merupakan es yang mengembun, kenapa pada gelas yang diisi air panas tidak basah juga? Sementara, kalau permukaan luar gelas yang basah tadi adalah rembesan air melalui pori-pori gelas, apa itu mungkin? Bagaimana hal itu bisa terjadi?

Jawab :

Udara yang ada di sekeliling gelas mengandung uap air. Ketika gelas diisi es, gelas menjadi dingin. Udara yang bersentuhan dengan gelas dingin ini akan turun suhunya. Uap air yang ada di udara pun ikut mendingin. Jika suhunya sudah cukup dingin, uap air ini akan mengembun membentuk tetes-tetes air di bagian luar gelas. 

8.      Mengapa pemain tinju menggunakan sarung tinju?

Jawab: Sarung tinju yang dipakai oleh para petinju ini berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls ketika memukul lawannya, pukulan tersebut memiliki waktu kontak yang lebih lama dibandingkan memukul tanpa sarung tinju. Karena waktu kontak lebih lama, maka gaya yang bekerja juga semakin kecil sehingga sakit terkena pukulan bisa dikurangi.

9.      Mengapa Jarum Kompas Selalu Menunjuk Ke Arah Utara ?

Jawab: Jarum merah kompas adalah kutub utara. Kutub utara selalu menunjuk ke arah utara. Ini karena bumi merupakan salah satu magnet terbesar, disebut juga magnetisme terestrial.

Bagian utara bumi berkutub selatan, sedangkan bagian selatan bumi berkutub utara berlawanan dengan jarum kompas.

Jadi, kutub utara jarum kompas selalu menunjukkan kutub selatan di bagian utara bumi. Ini karena kutub selatan dan kutub utara saling tarik-menarik.

10.  Apakah kita bisa menyalakan lilin di luar angkasa?

Jawab: tidak bisa, karena api terbentuk dari proses oksidasi sehingga harus ada oksigen. Di luar angkasa tidak ada oksigen sehingga api tidak bisa terjadi.

11.  Ketika lilin telah menyala dalam tabung, ke manakan arah apinya?

Jawab: Apinya akan mengarah berlawanan dengan arah gravitasi. Jika gravitasi mengarah ke kanan, maka api mengarah ke kiri. Jika gravitasi mengarah ke atas, maka api mengarah ke bawah. Andaikata lilin tersebut dinyalakan di tempat yang bebas gravitasi, maka apinya akan mengarah ke segala arah secara acak.

12.  Mengapa sinar matahari dapat memudarkan baju?

Jawab: Baju dapat memiliki warna tertentu karena diberi tinta. Awalnya, molekul tinta ini bersifat memantulkan cahaya dengan warna tertentu saja. Misalnya, sehelai baju diberi warna merah tajam. Artinya, molekul tinta merah di baju itu hanya memantulkan cahaya merah dan menyerap cahaya berwarna selainnya. Ketika baju merah itu dijemur, sinar ultraviolet (UV) dari cahaya matahari memecah ikatan kimia tinta merah itu sehingga kemampuan memantulkan cahaya merahnya berkurang. Akibatnya, tinta itu mulai memantulkan cahaya selain merah, sehingga mengarah ke putih, dan pudarlah warna baju tersebut. Ultraviolet sendiri dapat memecah ikatan kimia tinta pewarna baju karena ultraviolet merupakan kandungan cahaya matahari yang memiliki energi tinggi. Nah, itulah mengapa sinar matahari dapat memudarkan warna. Maka, agar warna baju lebih awet, hindari paparan sinar matahari langsung ketika mengeringkannya. 

13.  Mengapa kalau kita menyanyi di kamar mandi, suaranya lebih bagus daripada di kamar atau di tempat lain?

Jawab: Kamar mandi, terutama di sekitar bak mandi mempunyai dinding yang telanjang yang memberi gaung jernih dan reverberasi atau pantulan getaran. Itu membuat suara kita lebih jernih dan merdu.

14.  Mengapa Es Mengapung di Atas Air? -

Jawab: Kalau kita jatuhkan sebongkah es batu ke dalam seember air, es itu akan mengapung di permukaan. Hal itu terjadi karena perbedaan posisi antar molekul di dalam air dan es. Dibanding air, posisi molekul es lebih berjarak atau lebih longgar, sehingga ada ruang di antara molekul-molekul dalam es. Ruang yang ada di dalam es tersebut terisi udara, sehingga berat jenis es pun bercampur dengan berat jenis udara. Dalam fisika, kita diberitahu bahwa udara memiliki berat jenis yang jauh lebih kecil dibanding air. Karenanya, ketika udara bercampur dengan es, maka berat jenis es pun lebih ringan dibanding berat jenis air. Karena berat jenisnya lebih ringan, maka es pun mengapung di atas air.

15.  Mengapa gelas kaca bisa pecah jika diisi air panas secara tiba-tiba?

Jawab: Gelas kaca yang diisi air panas akan pecah secara tiba-tiba. Hal ini disebabkan karena adanya peristiwa pemuaian. Pemuaian gelas bagian dalam sudah terjadi, sedangkan bagian luar gelas belum terjadi pemuaian, sehingga bagian dalam akan memaksa mendorong dan menekan bagian luar. Hal inilah yang menyebabkan gelas mudah pecah.

16.  Mengapa pakaian astronot ada yang berwarna orange dan putih?

Jawab: Warna putih ini dipilih karena dapat memantulkan panas dari Matahari dan warna itu kontras dengan warna hitam luar angkasa di belakangnya. Pakaian putih astronot dikenal dengan nama Extravehicular Mobility Units(EMUs). Pada pakaian itu terdapat beberapa perlengkapan seperti sistem komunikasi, pengatur temperatur, persediaan oksigen dan air minum, kantung peralatan, dan sebagaianya. Pakaian tersebut dapat melindungi astronot dari terpaan meteorit mikro (micrometeoroids), radiasi luar angkasa, dan tekanan rendah diluar angkasa yang membahayakan. Selain itu pakaian astronot juga dilengkapi dengan saluran pembuangan karbon dioksida, sebab karbondioksida dengan kadar tertentu bisa sangat membahayakan jiwa astronot itu sendiri. Kedua pakaian yang sudah disebutkan di atas baik yang berwarna oranye ataupun putih, keduanya dilengkapi dengan helm yang terbuat dari polikarbonat, sebuah bahan yang sangat kuat yang biasa digunakan dalam pembuatan kaca antipeluru. Helm itu dilengkapi dengan kamera, lampu penerangan serta lapisan pelindung sinar ultraviolet (UV) dan radiasi inframerah.

17.  Mengapa langit biru?

Jawab: Sinar matahari yang menerangi langit siang berwarna putih yang “terbuat” dari warna pelangi.Debu dan partikel-partikel udara lain di udara mengurai cahaya dari matahari dan biru keluar paling kuat. Delapan foton cahaya biru muncul untuk setiap satu merah (cahaya biru yang memancar keluar dari molekul delapan kali lebih terang daripada cahaya merah). Langit tidak “murni” biru, karena warna-warna lain juga mencapai ke mata kita tetapi warna yang lain “ditenggelamkan” oleh warna biru.

18.  Mengapa warna api biasanya orange?

Jawab: Warna api tergantung dari suhu. Warna biru meanandakan suhu yang sangat tinggi. Api memerlukan oksigen. Ketika lilin terbakar, bagian tengah api,dekat dasarnya, tidak mendapatkan banyak oksigen. Jadi tampak gelap. Tetapi bagian luar dan puncak api mendapat banyak udara, di bagian ini api menyala terang. Saat sumbu terbakar dan lilih meleleh dan mendesis, karbon-serpihan lilin yang terbakar hangus dan berterbangan. Serpihan kecil karbon ini sangat panas, sehingga nyala api berwarna orange.

19.  Mengapa bintang berkelap-kelip?

Jawab: Bintang sebenarnya tidak berkelap-kelip. Bintang kelihatan berkelap-kelip apabila dilihat dari jarak jauh dan ketika cahayanya harus melewati udara dalam perjalananya ke mata kita. Saat sinar bintang melewati udara rapat kemudian udara tipis maka bintang tampak berkelap-kelip.

20.  Mengapa gelembung bulat?

Jawab: Gelembung bulat karena tegangan permukaan menyebabkan lapisan cairan menarik diri ke bentuk yang mungkin paling kompak (stabil). Bentuk kompak di alam adalah bola. Jadi udara di dalam ditahan oleh gaya yang sama di sekeliling gelembung (sampai gelembung tidak pecah)

21.  Bagaimana embun terjadi?

Jawab: Embun terbentuk ketika udara yang berada di dekat permukaan tanah menjadi dingin mendekati titik dimana udara tidak dapat lagi menahan semua uap air. Kelebihan uap air itu kemudian berubah menjadi embun di atas benda-benda di dekat tanah. Sepanjang hari benda-benda menyerap panas dari matahari. Sedangkan di malam hari benda-benda kehilangan panas tersebut melalui suatu proses yang disebut radiasi termal. Ketika benda-benda di dekat tanah menjadi dingin, suhu udara disekitarnya juga menjadi berkurang. Udara yang lebih dingin tidak dapat menahan uap air sebanyak udara yang lebih hangat. Jika suhu udara bertambah semakin dingin, maka akhirnya akan mencapai titik embun. Titik embun adalah suhu dimana udara masih sanggup menahan uap air sebanyak mungkin. Bila suhu udara semakin bertambah dingin, sebagian uap air akan mengembun di atas permukaan benda yang terdekat.

22.  Mata terlihat merah hasil foto kamera

Jawab: Cahaya blitz dari kamera masuk ke mata dan difokuskan ke retina yang terdapat banyak pembuluh darah. Tiba di retina, bayangan sinar tadi dibuat bayangan oleh kamera di film. Dan ketika film di cetak, warna merah retina akan muncul di foto mata, sehingga mata terlihat berwarna merah.

23.  Bagaimana kabut terbentuk?

Jawab: Pada umumnya, kabut terbentuk ketika udara yang jenuh akan uap air didinginkan di bawah titik bekunya. Jika udara berada di atas daerah perindustrian, udara itu mungkin juga mengandung asap yang bercampur kabut membentuk kabut berasap, campuran yang mencekik dan pedas yang menyebabkan orang terbatuk. Di kota-kota besar, asap pembuangan mobil dan polutan lainnya mengandung hidrokarbon dan oksida-oksida nitrogen yang dirubah menjadi kabut berasap fotokimia oleh sinar matahari. Ozon dapat terbentuk di dalam kabut berasap ini menambah racun lainnya di dalam udara. Kabut berasap ini mengiritasikan mata dan merusak paru-paru. Seperti hujan asam, kabut berasap dapat dicegah dengan mengehentikan pencemaran atmosfer.

24.  Mengapa kita tidak boleh melihat gerhana matahari dengan mata telanjang?

Jawab: Pada saat kita menatap matahari ketika bagian matahari tertutup bulan, cahayanya tidak terlalu menyilaukan sehingga otak tidak memerintahkan pupil mata untuk mengecil. Akibatnya cahaya matahari yang kurang menyilaukan (tetapi tetap berbahaya) itu masuk dengan leluasa ke mata sampai ke retina. Bagian retina yang menerima cahaya matahari ini akan terbakar, tetapi karena retina tidak punya syaraf rasa sakit, kita tidak akan terasa apa-apa. Gangguan penglihatan baru mulai terjadi beberapa menit atau jam sesudah melihat gerhana.

25.  Mengapa mobil tangki bensin selalu menyeret seuntai rantai besi?

Jawab: Sewaktu truk melaju bensin akan terguncang, bebenturan dan bergesekan antara bensin dan dinding tangki. Ini dapat menyebabkan tangki bensin bermuatan listrik dan lama kelamaan akan terkumpul. Waktu berjalan debu akan melekat pada permukaan truk. Kalau debu itu tertumpuk terlalu banyak, dapat menimbulkan percikan bunga api. Ini sangat membahayakan terutama ketika bensin dituang. Untuk mencegah bahaya ini dengan menghantarkan muatan listrik yang timbul dalam tangki bensin maupun debu yang melekat pada permukaan truk itu ke tanah. Rantai yang diseret di belakang truk berfungsi untuk mengalirkan muatan-muatan listrik tersebut ke tanah.

26.  Bagaimana gitar listrik dapat menghasilkan bunyi

Jawab: Bagian gitar listrik yang menghasilkan bunyi adalah batang mendatar yang berisi magnet-magnet batang yang dililit kumparan kawat (disebut juga pickup). Senar gitar terbuat dari logam. Ketika bergetar, senar memotong garis medan magnet dan menghasilkan perubahan fluks magnetik dari magnet batang. Perubahan fluks ini menghasilkan arus listrik pada kumparan dan akan dikuatkan oleh ampliflier sehingga terdengar bunyi.

27.  Kenapa Palu terbuat dari besi ?

Jawab: Palu dibuat dengan bahan yang keras agar selang waktu kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya yang dihassilkan lebih besar. Jika gaya impuls besar maka paku yang dipukul dengan palu akan tertancap lebih dalam.

28.  Mengapa pendaratan saat lompat tinggi menggunakan matras?

Jawab: Matras dimanfaatkan untuk memperlambat waktu kontak. Waktu kontak yang relatif lebih lama menyebabkan gaya menjadi lebih kecil sehingga tubuh kita tidak terasa sakit pada saat jatuh atau dibanting di atas matras.

29.  Untuk apa balon udara dan sabuk pengaman di dalam mobil?

Jawab: Ketika terjadi kecelakaan pengemudi akan menekan tombol dan balon udara akan mengembang, sehingga waktu sentuh antara kepala atau bagian tubuh yang lain lebih lama dan gaya yang diterima lebih kecil. Sabuk pengaman juga didesain untuk mengurangi dampak kecelakaan. Sabuk pengaman didesain elastis.

30.  Mengapa pada saat karateka setelah memukul lawan dengan cepat kita akan menarik tangan?

Jawab: Ini dilakukan agar waktu sentuh antara tangan dan bagian tubuh musuh relatif singkat. Hal ini berakibat musuh akan menerima gaya lebih besar. Semakin singkat waktu sentuh, maka gaya akan semakin besar.