Para Master saya mohon bantuannya untuk ngerjain soal fisika dibawah ini, terimakasih sebelumnya...

1. Mengapa kaki kita terasa lebih sakit ketika diinjak oleh sepatu bertumit runcing dari pada yang alasnya rata ?

2. Mengapa dinding kapal selam bisa bocor jika kapal tersebut menyelam pada bagian laut yang sangat dalam ? jelaskan pertanyaan tersebut secara matematis dengan mengaitkan persamaan tekanan (P)

3. Semakin tinggi cerobong asap, semakin baik pula sirkulasi asap yang keluar dari tempat perapian. jelaskan pertanyaan ini secara matematis dengan mengaitkan persamaan tekanan (P)

4. ketika sebuah tanggul danau jebol, perkirakan bagian manakan dari tanggul tersebut yang akan jebol duluan. (beri penjelasan secara teoretik)

5. bagaimana anda membedakan emas murni dengan bukan emas murni (menggunakan ilmu Fisika)

6. Dua mobil yang bergerak sejajar pada arah yang sama akan tertarik astu sama lain. jelaskan dengan menggunakan prinsip bernoulli untuk menjelaskan hal tersebut

7. Tinggi sebuah bangunan bertingkat adalah 20 m. berapakah tekanan air ledeng pada bagian dasar bangunan jika kita ingin mengalirkan air hingga mencapai bagian atas bangunan tersebut ?

8. Mengapa kaki kita terasa lebih sejuk ketika berjalan di atas tanah atau pasir yang basah daripada di atas tanah atau lantai semen

9. Dalam kalori meter yang kapasitas kalornya 50, terdapat 120 gram air panas yang suhunya 80 C. kedalam kalori meter tersebut dimasukan es yang suhunya -6 C. Jika suhu air (gabungan) adalah 20 C, kalor jenis es= 0,5 dan kalor jenis air= 1 serta kalor lebur = 80. Hitung massa es yang dimasukan.

Itu soalnya, mohon bantuannya untuk para master Fisika, sekali lagi sebelumnya saya ucapkan terimakasih....

saya jawab no 9. Kata mbah google coba pake asas black aja. Hehehe.

Dengan asas black, dikatakan bahwa suatu sistem akan mengalami serah terima kalor  antar elemen2nya, dengan persamaan yg setimbang. Secara matematis: kalor yg dilepas elemen sistem=kalor yg diterima elemen sistem

pada sistem di no 9 terdapat beberapa kejadian serah terima kalor sbb:
1. Es berubah suhu dari -6 menjadi O derajat
2. Es melebur menjadi cair
3. Es mencair dari O menjadi 2O derajat
4. Air berubah suhu dari 80 menjadi 20 derajat

apabila kejadian pd sistem tersebut diterjemahkan ke dalam bentuk matematis, maka:
1. Kalor yg diterima=kejadian 1 +kejadian 2 + kejadian 3
2. Kalor yg dilepas=kejadian 4

apabila disetimbangkan menggunakan asas black, maka:
kejadian 1 + kejadian 2 + kejadian 3 = kejadian 4

selanjutnya tinggal memakai persamaan lain, dimana perubahan energi kalor adalah sebanding dengan massa benda, kalor jenisnya, dan perubahan temperaturnya, atau apabila disertai perubahan fasa, adalah kalor leburnya.

Kebetulan saya mengakses forsa versi mobile jadi sulit menulis persamaan, dan saya langsung melompat pd hasil akhirnya dimana massa es=69,90 gram.

Tolong di kros cek apakah angka tersebut benar. Kalau ada yg mau menambahkan, memperbaiki, dan melengkapi, dipersilahkan.

saya jawab no 9. Kata mbah google coba pake asas black aja. Hehehe.

Dengan asas black, dikatakan bahwa suatu sistem akan mengalami serah terima kalor  antar elemen2nya, dengan persamaan yg setimbang. Secara matematis: kalor yg dilepas elemen sistem=kalor yg diterima elemen sistem

pada sistem di no 9 terdapat beberapa kejadian serah terima kalor sbb:
1. Es berubah suhu dari -6 menjadi O derajat
2. Es melebur menjadi cair
3. Es mencair dari O menjadi 2O derajat
4. Air berubah suhu dari 80 menjadi 20 derajat

apabila kejadian pd sistem tersebut diterjemahkan ke dalam bentuk matematis, maka:
1. Kalor yg diterima=kejadian 1 +kejadian 2 + kejadian 3
2. Kalor yg dilepas=kejadian 4

apabila disetimbangkan menggunakan asas black, maka:
kejadian 1 + kejadian 2 + kejadian 3 = kejadian 4

selanjutnya tinggal memakai persamaan lain, dimana perubahan energi kalor adalah sebanding dengan massa benda, kalor jenisnya, dan perubahan temperaturnya, atau apabila disertai perubahan fasa, adalah kalor leburnya.

Kebetulan saya mengakses forsa versi mobile jadi sulit menulis persamaan, dan saya langsung melompat pd hasil akhirnya dimana massa es=69,90 gram.

Tolong di kros cek apakah angka tersebut benar. Kalau ada yg mau menambahkan, memperbaiki, dan melengkapi, dipersilahkan.

tambah satu kejadian lagi ya, yaitu penurunan suhu wadahnya (kalorimeter itu sendiri), sebut saja kejadian 5. asumsi suhu wadah awal sama dengan air awal, yaitu 80C.
k1+k2+k3=k4+k5
jika massa es=m, maka
k1 = 6 * 0.5 * m = 3m
k2 = 80m
k3 = 20 * 1 * m = 20m
k4 = 60 * 1 * 120 = 7200
k5 = 60 * 50 = 3000
tinggal masukkan ke persamaan,
103m = 10200
m = 10200/103 = 99.02912621
kalau k5 diabaikan, jawabannya sama dengan skuler.

3. Semakin tinggi cerobong asap, semakin baik pula sirkulasi asap yang keluar dari tempat perapian. jelaskan pertanyaan ini secara matematis dengan mengaitkan persamaan tekanan (P)

mungkin link berikut bisa menjawab pertanyaan di atas
http://en.wikipedia.org/wiki/Stack_effect#The_driving_force_for_the_stack_effect

For flue gas stacks and chimneys, where air is on the outside and combustion flue gases are on the inside, the equations will only provide an approximation and h is the height of the flue gas stack or chimney.

    SI units:

    where:    
    ΔP    = available pressure difference, in Pa
    C    = 0.0342
    a    = atmospheric pressure, in Pa
    h    = height or distance, in m
    To    = absolute outside temperature, in K
    Ti    = absolute inside temperature, in K

Kalau diterjemahkan intinya, dengan sedikit tambahan penjelasan, gas hasil pembakaran di bagian bawah cerobong asap bersuhu sangat tinggi. Sesuai hukum thermodinamika, volumenya memuai atau bertambah jika dibandingkan dengan gas yang sama pada suhu rendah. Massa yang sama dengan volume lebih besar menyebabkan massa jenisnya menjadi lebih kecil, karena massa jenis sebanding dengan massa dan berbanding terbalik dengan volume.

Sesuai hukum Archimedes, gas dengan massa jenis lebih rendah dari udara luar akan mengalami gaya angkat ke atas, dan mendorong udara di atasnya hingga keluar dari ujung cerobong. Gerakan ini meninggalkan "ruang kosong" di bagian bawah cerobong, atau kalau diukur, tekanannya lebih rendah daripada udara luar. Perbedaan tekanan tersebut menyebabkan udara luar masuk ke dalam cerobong melalui lubang di bagian bawahnya, sehingga terjadi sirkulasi udara.

Perlu diingat bahwa persamaan di atas hanyalah pendekatan. Berapapun tinggi cerobong, tekanan di dalamnya tidak akan bisa lebih rendah daripada 0 atm absolut. Di samping itu,

The taller the stack, the more draught or draft is created. There can be cases of diminishing returns: if a stack is overly tall in relation to the heat being sent out of the stack, the flue gases may cool before reaching the top of the chimney. This condition can result in poor drafting, and in the case of wood burning appliances, the cooling of the gases prior to exiting the chimney can cause creosote to condense near the top of the chimney. The creosote can restrict the exit of flue gases and may pose a fire hazard.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chimney#Chimney_draught_or_draft

5. bagaimana anda membedakan emas murni dengan bukan emas murni (menggunakan ilmu Fisika)

Kalau berdasarkan cerita tentang Archimedes, itu dilakukan dengan mengukur massa jenisnya. Emas memiliki density yang tinggi. Biasanya emas dicampur dengan logam lain yang lebih ringan, seperti perak dan tembaga. Oleh karena itu emas campuran tersebut memiliki density yang lebih rendah daripada emas murni.

Namun perlu diingat bahwa massa jenis emas bukanlah yang tertinggi di antara logam. Platinum dan iridium memiliki density lebih tinggi daripada emas. http://en.wikipedia.org/wiki/Density#Densities_of_various_materials

Dengan demikian kita bisa membuat campuran logam dengan massa jenis sama dengan emas murni, bahkan bisa tanpa mengandung emas sama sekali, misalnya campuran platinum dengan perak atau tembaga dengan komposisi tertentu.

IMO, untuk mendapatkan hasil yang lebih reliabel, sebaiknya dilakukan juga pengujian secara kimiawi, misalnya dengan acid test http://en.wikipedia.org/wiki/Acid_test_%28gold%29

8. Mengapa kaki kita terasa lebih sejuk ketika berjalan di atas tanah atau pasir yang basah daripada di atas tanah atau lantai semen

Pernyataan di atas hanya berlaku jika suhu pasir/tanah itu lebih rendah daripada suhu tubuh manusia, sekitar 37 C. Diasumsikan bahwa suhu aktual pasir kering itu sama dengan suhu aktual pasir basah. Jika suhu aktualnya lebih tinggi daripada suhu tubuh manusia, maka yang berlaku adalah sebaliknya.
Suatu benda terasa dingin jika benda tersebut menyerap panas dari tubuh kita yang menyentuhnya. Pada kasus di atas, kita membandingkan suhu telapak kaki sebelum menyentuh pasir dengan suhu telapak kaki setelah menyentuhnya. Karena suhu pasir lebih rendah daripada suhu kaki, maka energi panas mengalir dari telapak kaki ke pasir, dan untuk beberapa saat suhu kaki lebih rendah daripada semula. Ini yang kita rasakan sebagai sensasi dingin.

Pada pasir kering, celah di antara butir-butir pasir terisi oleh udara, sedangkan pada pasir basah, terisi oleh air. Air memiliki daya hantar panas yang jauh lebih baik dibandingkan udara. Di samping itu, kapasitas kalornya juga jauh lebih besar, untuk volume yang sama. Oleh karena itu, pada suhu awal yang sama, pasir basah mengambil energi panas dari telapak kaki kita lebih banyak daripada pasir kering. Kita menerjemahkannya, pasir basah lebih dingin daripada pasir kering.