soal kapita selekta fisika komputasi
DESCRIPTION
Soal Kapita Selekta Fisika Komputasi Jurusan Fisika Universitas Negeri SemarangTRANSCRIPT
PANITIA UJIAN AKHIR SEMESTER GASAL 2009/2010FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI SEMARANGGedung D5 Kampus Sekaran, Gunungpati Kota Semarang
Mata Kuliah : KAPITA SELEKTA FIS. KOMPUTASI (FIS216) Hari, tanggal : Kamis, 6 Januari 2011 Prodi./ Rombel : Fisika / 425040-01 Waktu : Dosen : Sugiyanto
PETUNJUK: Kerjakan semua soal di bawah ini dalam rentang waktu Senin s.d Rabu (3 s.d 5 Januari 2011) Hasil pekerjaan dikirim ke email: [email protected] dan ditembuskan ke: [email protected] dan
[email protected] maksimum pada hari Rabu, 5 Januari 2011 pukul 23.59.59 WIB Presentasi dilakukan pada Kamis, 6 Januari 2011 mulai pukul 08.00 WIB di Laboratorium Fisika
Komputasi, Gedung D9.
SOAL I:Sebuah sistem mekanik yang berupa pegas yang pada ujungnya terdapat beban tertentu digantung vertikal. Beban kemudian diberi simpangan sebesar 0,1 dan dilepaskan sehingga sistem mekanik ini berosilasi di sekitar titik setimbangnya. Konstanta pegas dinyatakan dengan k sedangkan massa beban merupakan fungsi dari
waktu yang berbentuk m(t )=m0 e−2t .
1. Tuliskan bentuk persamaan differensial yang menggambarkan gerak osilasi beban di sekitar titik setimbangnya!.
2. Dengan menggunakan satuan yang sesuai, dapat dipilih agar k=m0=1 maka selesaikan persamaan diferensial tersebut secara analitik untuk mendapatkan fungsi simpangan beban terhadap waktu di sekitar titik setimbangnya.
3. Jika diketahui y ' ( t=0)=0 maka berdasarkan persamaan diferensial yang Anda tulis di soal 1 dan dengan menggunakan metode Runge Kutta orde-4, hitunglah simpangan beban dari t=1 s sampai dengan t=10 s. Gunakan selang waktu h yang sesuai dan bandingkan dengan hasil dari solusi analitik.
SOAL II:Sebuah lempeng logam dengan panjang 1 m mula-mula diletakkan di ruangan yang bersuhu 10 derajat celcius. Pada saat t=0 kedua ujung lempeng ditempelkan pada sebuah es balok dengan suhu nol derajat celcius kemudian dipertahankan pada suhu tersebut (sistem diisolasi).
1. Secara analitik, tentukan fungsi distribusi suhu terhadap waktu pada lempeng tersebut. 2. Dengan menggunakan metode beda hingga (finite difference method), hitunglah distribusi (sebaran)
suhu lempeng sampai dengan t=0.2 s. Gunakan selang waktu dt=0.0125 s. 3. Plot distribusi suhu tersebut sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
