Soal Un Fisika 2011

Soal No. 1
Sebuah mikrometer digunakan untuk mengukur tebal suatu benda, skalanya ditunjukkan seperti gambar berikut.



Hasil pengukurannya adalah....
A. 2,13 mm
B. 2,63 mm
C. 2,70 mm
D. 2,73 mm
E. 2,83 mm


Pembahasan
Membaca mikrometer skrup cukup jelas, hasil pengukuran adalah 2,63 mm.

Soal No. 2
Budi berjalan sejauh 6 meter ke timur, kemudian 6 meter ke selatan, dan 2 meter ke timur. Perpindahan Budi dari posisi awal adalah.....
A. 20 m
B. 14 m
C. 12 m
D. 10 m
E. 8 m

Pembahasan
Dari ilustrasi berikut posisi awal di titik A, posisi akhir di titik C. Tarik garis lurus, aplikasikan rumus phytagoras pada segitiga ABC yang tentunya kita tambahkan sendiri.
AC = √( 6² + 8² ) = √100 = 10 meter



Soal No. 3
Perhatikan grafik kecepatan v terhadap t untuk benda yang bergerak lurus berikut.



Jarak yang ditempuh benda selama 10 detik adalah....
A. 16 m
B. 20 m
C. 24 m
D. 28 m
E. 36 m

Pembahasan
Jarak = luas trapesium dari 0-8 sekon + luas segitiga dari 8-10 sekon
= 1/2 (8 + 4)4 + 1/2 (2)4
= 24 + 4 = 28 meter

Soal No. 4
Baling-baling kipas angin berjari-jari ²⁰/_π cm mampu berputar 4 kali dalam 1 sekon. Kecepatan linier ujung baling-baling adalah....
A. 3,2 ms⁻¹
B. 1,6 ms⁻¹
C. 1,3 ms⁻¹
D. 1,0 ms⁻¹
E. 0,8 ms⁻¹

Pembahasan
Soal Gerak melingkar
Data dari soal:
frekuensi f = 4 Hz (4 putaran dalam 1 detik)
jari-jari = ²⁰/_π cm = ^0,2/_π m

Kecepatan linier
v = ω R
v = 2π f R = 2π (4)(0,2/π) = 1,6 m/s

Soal No. 5
Jika permukaan meja licin dan massa katrol diabaikan, maka sistem benda akan bergerak dengan percepatan sebesar....



A. 5 ms⁻²
B. 10 ms⁻²
C. 16 ms⁻²
D. 25 ms⁻²
E. 40 ms⁻²

Pembahasan
Ubah gram ke kilogram, hukum newton:
Σ F = ma
6 = (0,4 + 0,2)a
a = ⁶/_0,6 = 10 m/s²

Soal No. 6
Berapakah besar gaya normal yang dialami oleh balok bermassa 3 kg (g = 10 m/s²) pada gambar di samping ini?



A. 44 N
B. 42 N
C. 30 N
D. 16 N
E. 14 N
Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah sebagai gambar berikut ini



Gaya berat benda (w), gaya luar F = 14 N dan gaya normal (N).

Σ F_y = 0, atau gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah.

N = W + F
N = mg + F
N = (3)(10) + 14 = 44 N

Jawaban A.

Soal No. 7
Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar.



Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan....
A. F = α . β . R
B. F = α . β² . R
C. F = α . (β .R)⁻¹
D. F = α . β . (R)⁻¹
E. F = R . (α . β)⁻¹

Pembahasan
Gerak rotasi
Σ τ = I α
dimana
τ adalah momen gaya
I = momen inersia
α = percepatan sudut

Σ τ = I α
F ⋅ R = β ⋅ α
F = (β ⋅ α) : R
F = β ⋅ α ⋅ R⁻¹ = α ⋅ β ⋅ R⁻¹

Jawaban yang tepat adalah D.

Soal No. 8
Perhatikan gambar!



Letak titik berat bidang homogen terhadap titik O adalah....
A. (0, 8 ⁵/₈)
B. (0, 7 ⁵/₈)
C. (0, 5 ⁶/₁₁)
D. (0, 4 ⁶/₁₁)
E. (0, 3 ⁵/₈)

Pembahasan
Data soal:
Bangun 1 persegipanjang
A₁ = (4)(10) = 40
y₁ = 5

Bangun 2 segitiga
A₂ = ¹/₂ (8)(6) = 24
y₂ = 10 + ¹/₃(6) = 12

Titik berat gabungan:



Soal No. 9
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 m s⁻¹ . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s⁻¹. Usaha total yang dikerjakan pada benda adalah....
A. 4 J
B. 9 J
C. 15 J
D. 21 J
E. 25 J

Pembahasan
Salah satu rumus usaha adalah
Usaha = selisih energi kinetik
W = Δ Ek

Data dari soal
m = 2 kg
v₁ = 2 m s⁻¹
v₂ = 5 m s⁻¹

Sehingga



Soal No. 10
Sebuah tali karet di beri beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m s⁻²). Energi potensial karet tersebut adalah....
A. 7,5 . 10⁻² joule
B. 6,0 . 10⁻² joule
C. 4,5 . 10⁻² joule
D. 3,0 . 10⁻² joule
E. 1,5 . 10⁻² joule

Pembahasan
Energi potensial pegas
Ep = ¹/₂ mgΔx = ¹/₂ (0,3)(10)(0,04) = 6,0 . 10⁻² joule
Soal No. 11
Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan....

No	Gaya (N)	Pertambahan Panjang (m)
A.	7	3,5 ⋅ 10−2
B.	8	2,5 ⋅ 10−2
C.	6	2,0 ⋅ 10−2
D.	9	4,5 ⋅ 10−2
E.	10	3,3 ⋅ 10−2

Pembahasan
Dari rumus gaya pegas:

F = kΔx
k = F/Δ

Data A → 7 / 3,5 = 2
Data B → 8 / 2,5 = 3,2
Data C → 6 / 2,0 = 3
Data D → 9 / 4,5 = 2
Data E → 10 / 3,3 = 3,03
Paling besar B. 3,2

Soal No. 12
Sebuah benda bergerak dari titik A tanpa kecepatan awal. Jika selama gerakan tidak ada gesekan, kecepatan benda di titik terendah adalah....



A. 8 m.s⁻¹
B. 12 m.s⁻¹
C. 20 m.s⁻¹
D. 24 m.s⁻¹
E. 30 m.s⁻¹

Pembahasan
v = √(2gh)
v = √(2 x 10 x 20) = 20 m/s

Catatan
Rumus di atas digunakan jika kecepatan awal benda sama dengan nol.

Soal No. 13
Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v₁ = 4 m.s⁻¹ ke kiri. Setelah membentur tembok memantul dengan kecepatan v₁ = 2 m.s⁻¹ ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah....


A. 0,24 N.s
B. 0,12 N.s
C. 0,08 N.s
D. 0,06 N.s
E. 0,04 N.s

Pembahasan
Impuls adalah selisih momentum dimana momentum adalah P = mv
I = m(v₂ − v₁)
I = 0,02 (2 − (−4)) = 0,12 N.s

Soal No. 14
Perhatikan gambar!



Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada pipa kecil adalah....
A. 1 m.s⁻¹
B. 4 m.s⁻¹
C. 8 m.s⁻¹
D. 16 m.s⁻¹
E. 20 m.s⁻¹

Pembahasan
Persamaan kontinuitas
A1v1 = A2v2
dengan A dan v masing-masing adalah luas dan kecepatan. Jika diketahui diameter atau jari-jari maka
r1²v1 = r2²v2 atau D1²v1 = D2²v2
Data soal:
V1 = 4
D1 = 2
V2 =...? D2 = 1

2²4 = 1²v2
v2 = 16 m/s
Soal No. 15
Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya ke atas maksimal, seperti gambar.



Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara, maka sesuai azas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar....
A. v_A > v_B sehingga P_A > P_B
B. v_A > v_B sehingga P_A < P_B
C. v_A < v_B sehingga P_A < P_B
D. v_A < v_B sehingga P_A > P_B
E. v_A > v_B sehingga P_A = P_B

Pembahasan
Desain sayap pesawat
Agar
Tekanan Bawah > Tekanan Atas,
maka
Kecepatan Bawah < Kecepatan Atas

(Tekanan Besar pasangannya kecepatan Kecil, atau tekanan kecil pasangannya kecepatan besar)
Soal No. 16
Perhatikan pernyataan berikut:
(1) konduktivitas logam
(2) perbedaan suhu ujung-ujung logam
(3) panjang logam
(4) massa logam

Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah....
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (4) saja
Pembahasan
Banyaknya kalor yang mengalir pada suatu penghantar ditunjukkan rumus berikut:
Q        kAΔ T
^__ =  ^________
t            L

k = konduktivitas termal bahan
A = luas penampang bahan
L = panjang bahan
Δ T = selisih suhu ujung-ujung bahan

1, 2, 3 benar.

Soal No. 17
Air sebanyak 60 gram bersuhu 90°C (kalor jenis air = 1 kal.g⁻¹.°C⁻¹) dicampur 40 gram air sejenis bersuhu 25°C. Jika tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses ini, maka suhu akhir campuran adalah....
A. 15,4 °C
B. 23,0 °C
C. 46,0 °C
D. 64,0 °C
E. 77,0 °C

Pembahasan
Soal tentang azas black
Kalor yang dilepas air panas = kalor yang dterima air dingin.
m₁cΔT₁ = m₂cΔT₂
m₁ΔT₁ = m₂ΔT₂
(60)(90° − t) = (40)(t − 25°)
(6)(90° − t) = (4)(t − 25°)
540° − 6t = 4t − 100°
640° = 10t
t = 640° / 10 = 64 °

Soal No. 18
Di dalam ruang tertutup suhu suatu gas 27°C, tekanan 1 atm dan volume 0,5 liter. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 327°C dan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas menjadi....
A. 1 liter
B. 0,5 liter
C. 0,25 liter
D. 0,125 liter
E. 0,0625 liter

Pembahasan
Data soal:
T₁ = 27°C = 300 K
P₁ = 1 atm
V₁ = 0,5 liter

T₂ = 327°C = 600 K
P₂ = 2 atm
V₂ = ..........

   P₁ V₁          P₂ V₂
_______ ₌ _______
      T₁             T₂

 (1)(0,5)          (2) V₂
_______ ₌ _______
    300           600

V₂ = 0,5 liter

Soal No. 19
Suatu gas ideal dalam ruang tertutup mengalami proses isokhorik sehingga :
(1) suhunya berubah
(2) volumenya tetap
(3) tekanan berubah
(4) usahanya = nol

Pernyataan yang benar adalah....
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2), dan (3) saja
C. (1) dan (3) saja
D. (2) dan (4) saja
E. (3) dan (4) saja

Pembahasan
Isokhoris atau nama lainnya isovolumis atau bisa juga disebut isometric adalah proses pada volume tetap → (2) benar.
Pada proses volume tetap, usaha adalah nol, ingat rumus W = P Δ V = P (0) = nol. → (4) benar.
Proses pada suhu tetap dinamakan isothermis / isothermal
Proses pada tekanan tetap dinamakan isobaris
(1) dan (3) juga benar.

Soal No. 20
Perhatikan gambar berikut!

Suatu gas mengalami proses A-B-C. Usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut adalah....
A. 2 joule
B. 4 joule
C. 8 joule
D. 12 joule
E. 16 joule

Pembahasan
Cara Pertama
W_AC = W_AB + W_BC
AB adalah proses isobaris sehingga → W_AB = PΔV = 4 x (3 − 1) = 8 joule
BC adalah proses isovolumis → W_bC = 0
W_AC = 8 joule + 0 = 8 joule

Cara kedua
W = Luas kurva grafik P-v
W = 4 (3 − 1) = 8 joule

Soal No. 21
Gambar di bawah ini menyatakan perambatan gelombang tali

Jika periode gelombang 2 s, maka persamaan gelombangnya adalah....
A. y = 0,5 sin 2π (t − 0,5x)
B. y = 0,5 sin π (t − 0,5x)
C. y = 0,5 sin π (t − x)
D. y = 0,5 sin 2π (t − x/4)
E. y = 0,5 sin 2π (t − x/6) Pembahasan
Dari persamaan gelombang berjalan:
y = A sin (2πft − ^2π/_λ)
Dengan data yang didapat dari grafik sebagai berikut:
Amplitudo A = 0,5 m
Panjang gelombang λ = 4 m (jangan keliru ambil 6 m,..!!!)
Periode T = 2 s → frekuensi f = 1/T = 1/2 Hz

y = A sin (2πft − ^2π/_{λ x})
y = 0,5 sin (2π(1/2)t − ^2π/₄ x)
y = 0,5 sin (πt − ^π/₂ x)
atau
y = 0,5 sin π (t − 0,5x )

Soal No. 22
Perhatikan faktor-faktor berikut!
(1) memperbesar massa jenis kawat
(2) memperpanjang kawat
(3) memperbesar tegangan kawat
(4) memperbesar ukuran kawat

Faktor-faktor yang dapat mempercepat perambatan gelombang pada kawat adalah....
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (3) dan (4)
D. (1) saja
E. (3) saja

Pembahasan
Dari persamaan
ν = √ (F/μ)

dimana
μ adalah perbandingan massa persatuan panjang kawat

F = tegangan kawat

Terlihat jika tegangan kawat diperbesar, kecepatan ν bertambah besar juga, option (3) benar dan pilihan D pasti salah karena tidak ada (3) nya disitu.
Option (2) memperpanjang kawat adalah salah, meskipun μ = m/l, namun setiap kenaikan panjang kawat akan diikuti oleh kenaikan massa kawat, sehingga kecepatan gelombang akan tetap asalkan jenis bahan dan diameter kawatnya masih sama, dan pilihan A, B pasti salah karena ada (2) nya disitu.
atau persamaan

ν = √ (F/ρA)

dimana
ρ = massa jenis kawat
A = luas penampang kawat

Terlihat jika massa jenis kawat diperbesar, kecepatannya malah mengecil, (1) salah.
Demikian juga jika luas penampang kawat diperbesar, kecepatan menjadi kecil, (4) salah.
Jawaban : (3) saja

Soal No. 23
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk...
A. membunuh sel kanker
B. memeriksa cacat logam
C. mencari jejak sebuah benda
D. memasak makanan dengan cepat
E. mensterilkan peralatan kedokteran

Pembahasan
Untuk membunuh sel kanker dan sterilisasi alat kedokteran biasa digunakan sinar gamma
Untuk memeriksa cacat atau keretakan logam biasa digunakan sinar gamma atau sinar X
Untuk mencari jejak biasa digunakan gelombang RADAR
Gelombang mikro salah satunya bisa untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis (microwave oven).
Check yang lain disini Manfaat dan Bahaya Gelombang Elektromagnetik


Soal No. 24
Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut:

Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah....
A. 20 cm
B. 24 cm
C. 25 cm
D. 27 cm
E. 29 cm

Pembahasan
Cari jarak benda yang dibentuk oleh lensa obyektif terlebih dahulu:

  1         1         1        1       1       20 − 18     2
^_____ = ^_____ − ^_____ = ^____ − ^____ = ^_________ = _{^_____}
S'ob      fob     Sob     1,8      2         36          36

S'ob = 36/2 = 18 cm

Sinar sejajar → Mata tidak berakomodasi
Untuk mata tidak berakomodasi, panjang mikroskop:
d = S'ob + fok = 18 + 6 = 24 cm

Soal No. 25
Perhatikan gambar di samping!

Celah tunggal S selebar 0,2 mm disinari berkas cahaya sejajar dengan λ = 500 nm (1 nm = 10⁻⁹ m). Pola difraksi yang terjadi ditangkap pada layar yang berjarak 60 cm dari celah. Jarak antara garis gelap kedua dan terang pusat adalah....
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm

Pembahasan
Data:
Celah Tunggal
d = 0,2 mm → 2
λ = 500 nm → 5
L = 60 cm → 6
n = 2, Garis gelap
y = ....


        n λ L
y = ^__________
           d
       (2) (5) (6)
y = ^{_____________} = 30 → ambil 3 mm
          (2)

Read more: http://fisikastudycenter.com/un-fisika-sma/299-un-fisika-sma-2012-a86-no-21-25#ixzz28OlGcvo2