Soal Fisika Sma [PDF]

Citation preview

1. Topik : Gelombang dan bunyi Soal : andaikan jarak dua puncak bukit gelombang yang berdekatan adalah 24 meter. waktu yang diperlukan oleh satu helombang untuk melintasi satu ttitik adalah 6 sekon. berapa cepat rambat gelombang itu? a. 4 m/s b. 5 m/s c. 6 m/s d. 7 m/s e. 8 m/s Jawaban : A Pembahasan : Gambar gelombang bunyi yag terjadi adalah sebagai berikut :



Perhatikah bahwa jarak dua puncak bukit yang berdekatan sama dengan jarak dua dasar lembah yang berdekatan. Kedua jarak itulah yang disebut panjang gelombang. Jadi, λ = 24 m. waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk melintasi satu titik (misalnya tanda bulaytan) adalah periode gelombang, yaitu T = 6 s Kelajuan gelombang dapat dihitunh dengan menggunakan persamaan v = λ = (24 m) x (



) = 4 m/s



2. Topik : Gelombang dan bunyi Soal : Titik S merupakan sumber bunyi yang beregrat secara terus-menerus sehingga menghasilkan gelombang berjalan dari S ke R. kecepatan merambat gelombang tersebut adalah 80 m/s., amplitude sebesar 17 cm, dan frekuensinya 20 Hz. Titik R berada sejauh 9 meter dari titik S. Simpangan di titik R ketika di titik S sudah terjadi getaran sebanyak 16 kali adalah… a. – 25 cm b. – 20 cm c. – 17 cm d. – 10 cm e. – 3 cm Jawaban : C Pembahasan : Dihitung periode gelombang yaitu : T = = 0,05 sekon Panjang gelombang yaitu λ = vT = (80 m/s) x (0,05 s) = 4 s karena titik S sudah bergetar lebih awal sebanyak 16 kali, waktu yang diperlukan untuk melakukan getaran adalah (16) x (0,05 s) = 0,8 s akibatnya, gelombang di titik S memiliki fase B



=2 (



(



)



= 2 x (13,75) = 27,5 Simpangan di titik R adalah yB = A sin B = (17 cm) (sin 27,5 )) = - 17 cm



3. Topik : Cepat Rambat Bunyi Soal : Anda dapat mendengar kereta api yang jauh dengan melekatkan telinga anda ke rel. rel kereta terbuat dari baja yang mempuntai modulus Young 2,0 x 1011 N/m2 dan rapat massa 7,8 x 103 kg/m3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh rel baja jika kereta tersebut masih sejauh 2,0 km? a. 0,5 s b. 0,4 s c. 0,3 s d. 0,2 s e. 0,1 s Jawaban : B Pembahasan : Dari soal diketahui bahwa Y = 2,0 x 1011 N/m2 dan = 7,8 x 103 kg/m3. Untuk menentukan waktu yang ditempuh, tentukan dahulu kecepatan rambat bunyi pada batang dengan menggunakan persamaan v



= 5,1 x 103 m/s



=√



=√



Dengan demikian, waktu yang diperlukan adalah t



=



=



=



= 0, 4 s



4. Topik : Cahaya Sebagai Gelombang Soal : Sebuah prisma dengan sudut atap 30o terbuat dari kaca krona. Sebuah berkas cahaya putih jatuh pada prisma itu dengan sudut datang 60o. hitunglah sudut dispersi prisma itu (indeks bias sinar merah untuk kaca krona = 1,52) a. 22,80 b. 23,70 c. 24,50 d. 25,90 e. 26,00 Jawaban : A Pembahasan : – + sin-1 [√ 𝑟 𝑠 sin – sin cos merah = = 600 – 300 + sin-1 [√ = 22,80



𝑠



– sin 300 – sin 600 cos 300]



5. Topik : Cahaya Sebagai Gelombang Soal : Carilah lokasi untuk tiga garis gelap pertama untuk difaksi dari celah tunggal yang mempunyai lebar d = 10 adalah… a. 5,740 ; 11,50; 18,80 b. 5,740 ; 11,50; 17,50 c. 5,740 ; 11,50; 16,30 d. 5,740 ; 11,50; 15,30 e. 5,740 ; 11,50; 14,20 Jawaban : B Pembahasan : Sin



=



= -1



= 0,1 m



= sin (0,1 m) Untuk m =1 = sin-1 (0,1) = 5,740



Untuk m Untuk m



=2 = sin-1 (0,2) = 11,50 =3 = sin-1 (0,3) = 17,50



6. Topik : Cahaya Sebagai Gelombang Soal : Sebuah celah yang lebarnya d disinari cahaya putih.tentukan nilai d minimum pertama cahaya merah (λ = 650 nm = 6500 Å) yang jatuh pada = 300 a. 1.500 nm b. 1400 nm c. 1.300 nm d. 1.200 nm e. 1000 nm Jawaban : C Pembahasan : Minimum merupakan istilah lain untuk garis gelap. Minimum pertama berarti m = 1. Dengan mengambil nilai ini maka d=



=



= 1300 nm



7. Topik : Medan Listrik Soal : Sebuah muatan listrik yang diangap sebagai muatan titik besarnya 3 C. Tentukan besarnya kuat medan listrik pada jarak 50 cm dari muatan itu. a. 1,02 x 109 N/C b. 1,04 x 107 N/C c. 3,08 x 106 N/C d. 1,02 x 105 N/C e. 1,08 x 105 N/C Jawaban : E Pembahasan : Untuk satu muatan titik, arah medan kistrik searah dengan vektor posisinya. Oleh karena itu, tidak penting untuk menyatakan arahnya. Jadi, dapat diyatakan : E=k



r sebagai E = k



Dengan memasukkan nilai-nilainya, maka didapatkan E=k



= (9 x 109 N.m2/C2) x



= 1,08 x 105 N/C



8. Topik : Potensial dan Usaha Listrik Soal : Tentukan besar usaha yang dilakukan oleh gaya listrik yang dilakukan oleh muatan titik Q = 14 C terhadap muatan titik q = 3 C yang bergerak dari titik A berjarak 2 cm dari muatan Q ke titik B yang berjarak 5 cm dari muatan Q a. 19 J b. 16,38 J c. 12,3 J d. 10 J e. 2,3 J Jawaban : B Pembahasan : Diketahui rA = 2 cm = 0,02 m dan rB = 15 cm = 0,15 m. oleh karena itu, potensial listrik di kedua titik adalah VA =



=



= 6,3 x 106 N. m/C dan



VB =



=



= 8,4 x 105 N. m/C



Jadi, besar usaha yang dilakukan oleh gaya listrik adalah WAB = -q(VB – VA) = -(3 x 10-6 C) x (8,4 – 63) x 105 N.m/C = 16,38 N.m = 16,38 J 9. Topik : Kapasitor Soal : Dua buah kapasitor berkapasitas 10pF dan 5 pF disusun seri. Berapakah kapasias total rangkaian tersebut? a. 3,38 pF b. 3,37 pF c. 3,35 pF d. 3,33 pF e. 3,31 pF Jawaban : D Pembahasan : Kapasitas rangkaian seri = + → = + =



+



=



Dengan demikian, Cs =



= 3,33 pF



10. Topik : Medan Magnet Soal : Sebuah kawat penghantar panjang mengandung arus listrik sebesar 5A. hitunglah medan listrik sejauh 30 cm dari kawat tersebut a. 0,78 x 1 b. 0,56 x 1 c. 0,33 x 1 d. 0,23 x 1 e. 0,13 x 1 Jawaban : C Pembahasan : Medan magnetic disekitar kawat penghantar dapat dihitung berdasarkan persamaan B=



=



= 0,33 x 1



11. Topik : Induksi Magnetik Soal : Sebuah solenoid memiliki panjang 15 cm dan 300 lilitan kawat. Jika arus yang mengalir dalam kawat adalah 10 A, seberapa besarkah induksi magnetik yang berada di dalam solenoida? a. 2,52 x 10-2 T b. 1,32 x 10-3 T c. 3,43 x 10-4 T d. 2,64 x 10-5 T e. 2,78 x 10-6 T Jawaban : A Pembahasan : Jumlah lilitan kawat per tujuan satuan panjang adalah n=



=



= 2000 lilitan/m



Induksi magnetic di dalam solenoid dapat dihitung dengan menggunakan persamaan B = ni = (4 x 10-7 T.m/A) (2000 lilitan/m) (10A) = 2,52 x 10-2 T



12. Topik : Mekanika Kuantum Soal : Hitunglah ralat minimum pengukuran momentum sebuah atom helium (4He) yang didukung dalam wilayah sepanjang 0,40 nm a. 1,66 x 10-24 kg.m/s b. 2,33 x 10-23 kg.m/s c. 1,09 x 10-22 kg.m/s d. 4,89 x 10-21 kg.m/s e. 5,98 x 10-20 kg.m/s Jawaban : A Pembahasan : ∆p ≈



= 1,66 x 10-24 kg.m/s



=



13. Topik : Fisika Inti Soal : Suatu radioisotop mengalami peluruhan . Jumlah inti mula-mula 2 x 105. Pada saat t = 1,386 s jumlah inti menjadi 105. Berapa jumlah inti yang telah mengalami peluruhan pada saat t = 1 s? a. 2 x 105 . 1 b. 2 x 105 ( ) √



5



c. 2 x 10 ( d. 2 x 105 ( e. 2 x 105 (



√ √ √



) ) )



Jawaban : E Pembahasan : Jumlah inti pada saat 1,386 s adalah ½ x 2 x 105 = 12 No Jadi, T ½ = 1,386 s Maka λ=



= 0,5 s-1



jumlah inti yang telah mengalami peluruhan N0 – N(1 s) = N0 – N0 e(-0,5)(1) = 2 x 105 (



√



saat t = 1 s ialah



)



14. Topik : Induksi Magnetik Soal : Medan magnetik di pusat loop yang melingkar dengan 10 lingkaran jika jari-jari lingkaran adalah 10 cm dan kuat arus listrik yang mengalir sebesar 10 A adalah.. a. 0,63 x 10-3 T b. 1,23 x 10-4 T c. 2,56 x 10-6 T d. 0,63 x 10-7 T e. 1,23 x 10-7 T Jawaban : A Pembahasan : B=



=



= 0,63 x 10-3 T



15. Topik : Transformator Soal : Sebuah transformator dengan jumlah lilitan primer dan sekunder berturut-turut 1000 dan 500. Apabila elektroda-elektroda pada kumparan primer dihubungkan dengan tegangan sebesar 220 V sehingga arus yang mengalir pada kumparan sekunder 0,1 A dan trafo dianggap ideal. Berapakah tegagan yang dihasilkan pada elektroda kumparan sekunder? a. 110 volt



b. 120 volt c. 130 volt d. 140 volt e. 150 volt Jawaban : A Pembahasan : Dari persamaan yang menguhungkan tegangan dan jumlah lilitan didapat Vs =



. Vp =



. 220 volt = 110 volt



16. Topik : Arus Bolak-Balik dan Rangkaian RLC Soal : Sebuah induktor dengan induktansi 2,0 H terbuat dari kawat tanpa hambatan dirangkai seri dengan resistor senilai 420 ohm. Apabila rangkaian seri itu dipasang pada sumber tegangan 240 volt, 50 Hz, maka impedansi dan kuat arus pada rangkaian adalah… a. 755,8 ohm dan 0,45 A b. 755,8 ohm dan 0,32 A c. 755,8 ohm dan 0,23 A d. 755,8 ohm dan 0,21 A e. 755,8 ohm dan 0,12 A Jawaban : B Pembahasan : Reaktansi induktof inductor tersebut adalah XL = 2 f = 2 x x 50 x 2 ohm = 200 ohm V=√



=√



=I√



Jadi, impedansi rangkaian tersebut dihitung Z=√ =√ = 755,8 ohm Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian itu adalah = A = 0,32 A 17. Topik : Teori Atom Soal : Berikut ini pernyataan yang benar mengenai teori atom Rutherford adalah….. a. Atom adalah bagian paling kecil dari materi b. Atm tersusun oleh beberapa elektron dalam sebuah bola lunak bermuatan positif c. Atom tersusun atas sebuah inti atom dan awan elektron-elektron yang menyelubunginya. d. Atom tidak dapat dipotong dan merupakan partikel-pertikel kecil penyusun materi e. Atom dapat mengalami radiasi bermuatan yang dapat memancar Jawaban : C Pembahasan : a. Atom adalah bagian paling kecil dari materi → Dalton b. Atm tersusun oleh beberapa elektron dalam senuah bol lunak bermuatan positif → Thomson c. Atom tersusun atas sebuah inti atom dan awan elektron-elektron yang menyelubunginya → Rutherford d. Atom tidak dapat dipotong dan merupakan partikel-pertikel kecil penyusun materi → Leukippod dan Demokritus (zaman Yunani Kuno) e. Atom dapat mengalami radiasi bermuatan yang dapat memancar → Henri Becqurel



18. Topik : Teori Atom Soal : Perhatikan pernyataan berikut ini! 1. Elektron memutari inti pada suatu orbit yang berbentuk lingkaran 2. Lintasan yang dimungkinkan bagi sebuah elektron memenuhi persamaan : L=



= nh



3. Tenaga elektron dalam memutari inti tidak berubah 4. Jika elektron diganggu, radiasi elektromagnetik akan dopancarkan dengan frekuensi v= Pernyataan yang benar tentang postulat-postulat Bohr tentang atom adalah…. a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1, 2, 3, dan 4 Jawaban : E Pembahasan : Cukup jelas 19. Topik : Fisika Inti Soal : Volume inti dari unsur 23994Pu adalah…. a. 1,7 x 10-42 m3 b. 2,1 x 10-40 m3 c. 4,5 x 10-32 m3 d. 6,5 x 10-30 m3 e. 5,4 x 10-21 m3 Jawaban : A Pembahasan : 3 Volume 23994Pu = V = (1,4 fermi)3 (239) = 1,7 x 10-42 m3 0 = 20. Topik : Fiska Inti Soal : Bahan yang secara alamiah atau buatan dapat memancarkan sinar radioaktif, hal ini karena ainti atom bahan ini dalam keadaan tidak stabil tetapi sifat kimianya tidak berubah adalah….. a. Radiasi termal b. Radioaktivitas c. Radioisotop d. Reaksi fusi e. Resonansi Jawaban : C Pembahasan : a. Radiasi termal, pemancaran gelombang elektromagnetik oleh suatu benda sematamata karena suhunya b. Radioaktivitas, pancaran radiasi secara spontan oleh nuklida-nuklida tertentu yang tidak stabil c. Radioisotop, bahan yang secara alamiah atau buatan dapat memancarkan sinar radioaktif, hal ini karena ainti atom bahan ini dalam keadaan tidak stabil tetapi sifat kimianya tidak berubah d. Reaksi fusi, reaksi yang menggabungkan dua buah inti menjadi inti baru e. Resonansi, ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain dan terjadi jika frekuensi kedua benda tersebut sama atau frekuensi yang satu merupakan kelipatan yang lain.



Topik : Osilasi No soal : 21 Sebuah bola bermassa m dihubungkan dengan dua buah tali karet panjang L dan masing – masing mempunyai tegangan T seperti pada gambar. Bola kemudian disimpangkan ke atas dengan simpangan yang sangat kecil sebesar y. Diasumsikan tegangan tidak berubah. Tentukan, Frekuensi sudut ω osilasi sistem



A. ɷ = √ B. ɷ = √ C. ɷ =



√



D. ɷ =



√



E. ɷ = √ Kunci Jawaban : A Pembahasan : Gaya pada arah horizontal saling menghilangkan. 𝐹𝑝 = −2 sin Karena sudut simpangan sangat kecil, maka sin ≈ tan = Maka gaya pemulihnya yaitu 𝐹𝑝 = Persamaan gerak sistem yaitu ∑ 𝐹 = ; a= ( - ɷ2 y ) sehingga = m ( - ɷ2 y ) ɷ2 = ɷ=√ Topik : Dinamika partikel No soal : 22 Dua kereta masing – masing bermassa m1 dan m2 dihubungkan dengan tali tak bermassa yang terhubung dengan katrol licin tak bermassa. Kereta m1 berada pada permukaan horizontal, sedangkan m2 berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan α terhadap horizontal. Di dalam masing – masing kereta terdapat bandul yang massanya dapat diabaikan relatif terhadap massa kereta. Setelah dilepas posisi masing – masing bandul membentuk sudut terhadap garis vertikal serta diasumsikan bahwa bandul tersebut tidak berayun di dalam kereta. Seluruh permukaan bersifat licin. Percepatan gravitasi g ke bawah. Tentukan sudut kemiringan bandul pertama terhadap garis vertikal. Asumsikan jari – jari roda sangat kecil dan massanya dapat diabaikan.



A.



𝑡



*



+



B.



𝑡



*



C.



𝑡



*



D.



𝑡



*



+ + +



E. 𝑡 * + 𝑢 𝑤 :D pembahasan Persamaan gerak kereta 1 dan kereta 2 masing – masing adalah. T = m1 a …..(1) = 2 … 2𝑔 sin Percepatan kedua kereta adalah



….(3) Pada kereta 1



1 sin



1



=



1 cos



1



=



𝑔 𝑔



ta



1=



1=



subsitusikan nilai a dari persamaan 3 sehingga ;



tan-1 *



+



Topik : Tegangan Tali No soal : 23



Pada gambar di bawah, tiga kotak terhubung melalui tali berada di atas lantai horizontal licin dan ditarik dengan gaya T3 = 65 N. Jika m1 = 12 kg, m2 = 24 kg, dan m3 = 31 kg. Tentukan,Gaya tegang tali T1 dan T2



A. T1 =



N dan T2 =



N



B. T1 =



N dan T2 =



N



C. T1 =



N dan T2 =



N



D. T1 =



N dan T2 =



N



E. T1 =



N dan T2 =



N



Kunci Jawaban : A Pembahasan : Dengan Hukum Newton II untuk sistem akan didapat. ∑𝐹= 3



𝑡𝑜𝑡 𝑙



= (



1



+



65 = 67 =



m/s2



2+



3)



… (1)



Tinjau balok m1



. 65/67 T2 =



N



Tinjau balok m2 T2 – T1 = m2 .a T2 = m2 .a + T1 T2 = m2. a + m1 . a T2 = ( m1 + m2 ) . a T2 = ( 24 + 12 ) T2 =



N



Topik : gerak vertikal No soal : 24 Sebuah bola dilempar vertical ke atas dari puncak sebuah gedung yang memiliki ketinggian 105 m dengan laju awal 20 m/s jika percepatan graviyasi bumi 10 m/s2, waktu yang diperlukan benda dari titik tertingginya hingga mencapai dasar gedung adalah… A. B. C. D. E.



3s 5s 8s 10 s 15 s Kunci jawaban : C Pembahasan : 𝑣 𝑣 𝑔 𝑦 𝑦 0 = 400 – 2 ( 10 ) ( y -0 ) 20y = 400 Y= Y = 20 m Y = ytotal + voy t – ½ gt2 Y = 125 + 20t -5t2 0 = 25 + 4t – t2 t2 – 4t - 25 = 0 ( t – 2)2 – 29 = 0 ( t – 2)2 – 29 = 0 t–2=√ t=2+√ t = 2 + 5,38 t = 7,38 ≈ 8s



Topik : kesetimbangan benda tegar No soal : 25 Perhatikan gambar di bawah ini !



Sebuah bola dengan berat w dan jari-jari R berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan  terhadap bidang datar. Tentukan besarnya gaya minimal yang dibutuhkan supaya bola dapat menaiki tangga setinggi h ! A. 𝐹 B. 𝐹 C. 𝐹



[



]



[



]



[



]



[



D. 𝐹



]



[



E. 𝐹



]



Kunci jawaban : D Pembahasan :



Syarat keseimbangan benda tegar: ∑𝜏=0 𝐹(



) + 𝑊 sin



𝐹( 𝐹 𝐹



(



)



) = 𝑊 R cos cos 𝑤 𝑤[



𝑊 cos ( cos ) = 0 ) sin



𝑊(



𝑤 ]



Topik : usaha dan energi No Soal : 26 Sebuah beban bermassa m yang diikatkan pada ujung kanan sebuah pegas dengan konstanta pegas k diletakkan pada lantai datar dengan ujung pegas sebelah kiri terikat pada dinding. Beban ditarik ke kanan sampai ke titik A yang berjarak a dari titik setimbang dan kemudian dilepaskan hingga berosilasi. Setelah dilepas, beban bergerak ke kiri melewati titik setimbang dan berhenti sesaat di titik B, pada jarak b di sebelah kiri titik setimbang. Andaikan lantai kasar dan sampai di titik setimbang energi mekanik berkurang sebesar ɛ , usaha gaya gesek dari titik A sampai titik B adalah …. A. ɛ B. ɛ C. -ɛ D. ɛ E. -ɛ



Kunci Jawaban : E Pembahasan: W = F. s W = E2 – E1 ( Perubahan Energi ) Dari A ke O benda mengalami perubahan energi mekanik sebesar ( - ɛ )



WAO = fg . α WaO = - ɛ Besar usaha dari A ke B WAB = fgesek ( a + b ) = 𝑤



𝑊



Topik : Medan Magnetik No Soal : 27 Sebuah partikel bermassa m dan bermuatan +q dipercepat dari keadaan diam menuju beda potensial V, kemudian memasuki medan magnet seragam B yang arahnya tegak lurus kecepatan partikel. Jari – jari lintasan partikel adalah …. A. √ B. √ C. √ D. √ E. √ Kunci Jawaban : D Pembahasan : ∑𝐹 𝑞𝑣 𝑞 𝑟



𝑣 𝑟 𝑣 𝑟 𝑣 𝑟 𝑣 𝑞 𝑣 𝑞



𝑟



𝑣 𝑣



𝑞𝑣 𝑞𝑣 𝑞



𝑟 𝑟



𝑞𝑣



√



𝑣 𝑞



Topik : Osilasi No Soal : 28 Suatu ayunan sederhana mempunyai perioda ½ detik jika berada pada lift yang diam. Perbandingan periode ayunan jika lift dipercepat ke atas dan ke bawah masing- masing 5 m/s2 adalah... A. B. C. D. E.



√ √



√ √



Kunci Jawaban : C Pembahasan : √ 𝑔



Jika lift bergerak ke atas : gef = g + a = 10 + 5 = 15 m/s2 Jika lift bergerak ke bawah : gef = g – a = 10 – 5 = 5 m/s2 √



√



√



√



√



Topik : Hukum Newton Grativikasi No Soal : 29



Dua bintang bermassa M dan 2M terpisah pada jarak D diukur dari pusat massa bintang masing – masing) seperti ditunjukkan pada gambar. Sebuah asteroid kecil bermassa m berada tepat ditengah antara dua bintang. Besar gaya gravitasi yang bekerja pada asteroid itu adalah... A. B. C. D. E.



Kunci jawaban : B Pembahasan : 𝐹 =



=



( )



𝐹



=



= ( )



𝐹



= Fkanan - Fkiri



𝐹



=



, kea rah kanan



Topik : momen gaya No soal : 30



Sebuah batang bermassa m dan panjang 2L terletak pada dinding vertikla yang ditahan oleh dua paku A dan B yang terpisah pada jarak 2/3 L, jika kemiringan batang 30o terhadap horizontal, batang tetap dalam keadaan diam. Berapakah gaya kontak dititik A dan B ? A.



√



𝑔



√



𝑔



B.



√



𝑔



√



𝑔



C.



√



𝑔



√



𝑔



D.



√



𝑔



√



𝑔



E.



√



𝑔



√



𝑔



Kunci Jawaban : A Pembahasan : Poros di B :



=



NA =



√



mg



Poros di A : mg cos 30o L = NB NB =



√



mg



Topik : momentum No soal : 31 Sebuah benda A bermassa mA bergerak sepanjang sumbu x positif dengan laju konstan vo. Benda tersebut menumbuk benda B yang diam. Selama tumbukkan, besar gaya interaksi yang dialami oleh benda A ditunjukkan dalam gambar. Besar gaya rata-rata yang bekerja pada benda B adalah …. F (N) Fo 𝑡 A. B. C. D. E.



t(s)



1,50 F0 1,25 F0 1,00 F0 0,75 F0 0,50 F0



Kunci jawaban : E Pembahasan :



Hukum kekekalan momentum: 𝐴𝑣𝐴 +



𝑣 =



𝐴𝑣𝐴 𝐴( 𝐴



𝐴𝑣′𝐴



𝑣𝐴) =



𝐴𝑣′𝐴 +



=



𝑣′



𝑣′ 𝑣



( 𝑣 )



=



Pada grafik F terhadap t besar impuls sama dengan luas di bawah grafik, sehingga: 𝑙𝑢 𝑠 𝑠 𝑔 𝑡 𝑔 = 𝐹 𝐹 𝑡 𝐹



𝐹



𝑡



𝑡



𝐹



Topik : FLUIDA DINAMIS No soal : 32 Sebuah balok plastik homogen dimasukkan ke sebuah bejana yang penuh berisi cairan. Jika massa jenis balok 0,96 gram.cm–3 dan massa jenis cairan 1,2 gram.cm–3 , maka rasio volume balok terhadap volume cairan yang tumpah adalah …. A. 3 : 5 B. 4 : 5 C. 5 : 4 D. 3 : 2 E. 2 : 1 Kunci jawaban : C Pembahasan :



Benda mengalami keseimbangan vertikal : ∑ 𝐹𝑦 = 0 𝐹𝐴



𝑊=0



⟹



𝜌 . 𝑔.



=



𝜌 .𝑔.



=𝜌 .



𝜌 .



𝐹𝐴 = 𝑊



.𝑔



⟹



=𝜌



.𝑔



=𝜌 . 𝜌 𝜌



Topik : kesetimbangan No soal : 33



Sebuah pendulum sederhana bermassa m di tahan agar tetap diam dengan tali horizontal sehingga membentuk sudut θ seperti terlihat pada gambar . tiba –tiba tali horizontal di gunting hingga putus, berapakah tengangan tali maksimum yang dapat terjadi ? A. T = mg ( 2 – 3 cos θ ) B. T = 3mg ( 2 – cos θ ) C. T = 2 mg ( 3 – cos θ } D. T = mg ( 3 – 2 cos θ ) E. T = mg (3 cos θ ) Kunci jawaban : D Pembahasan : Hukum kekekalan energi mekanik mgl (1 – cos θ) = 𝑣 𝑣 𝑔𝑙 𝑔 𝑦 𝑠 𝑡𝑟 𝑝 𝑡 𝑙



……



……(2)



𝑔 𝑠𝑢 𝑠 𝑡𝑢𝑠 𝑝 𝑟𝑠



𝑠



𝑔



𝑙



𝑔



𝑔 𝑔



𝑔



𝑔𝑔



𝑔𝑙



𝑔 𝑜𝑠



Topik : Fluida dinamis No soal : 34 Sebuah balok kubus dari kayu yang rusuknya 10 cm dan kerapatannya 0,5 gr/cc terapung di dalam sebuah bejana berisi air. Sejumlah minyak dengan kerapatan 0,8 gr/cc dituangkan ke dalam bejana yang sama, sehingga permukaan atas lapisan minyak berada 4 cm di bawah permukaan atas balok. Jika tekanan atmosfer 1,013 x 105 N/m2, maka besarnya tekanan yang dirasakan permukaan bawah balok adalah....kilopascal.



A. 10145 KPa B. 1014,5 KPa C. 101,45 KPa D. 10,145 KPa E. 1,0145 KPa Kunci jawaban : C Pembahasan : 𝐹



𝐹



𝑤



𝜌 𝑣



𝜌 𝑣



𝜌 𝐴



𝜌 𝑣



𝜌 𝐴



𝐴



𝜌 𝐴



𝑥



𝐴 𝑥



𝐴



2x = 10 x = 5 cm maka tebal minyak 5 cm dan tebal air 1 cm sehingga : P = Po + Pm + Pa P = Po + ρm g hm + ρa ga ha P = ( 1,013 x 105) + 800 (10) (



) + 1000 (10)



P = (1,013 x 105) + 150 P = 101,45 KPa Topik : Dinamika Rotasi No Soal : 35 Silinder Pejal Bola Pejal



H



x



sebuah silinder pejal mempunyai massa dan jari-jari yang sama dengan sebuah bola pejal ( momen inersia silinder pejal = dan momen Inersia bola pejal = ). Silinder pejal menggelinding tanpa slip pada bidang miring H = 1 m, seperti gambar, tentukan ketinggian (posisi mula-mula H’ untuk bola pejal supaya jarak mendatar X yang ditempuh kedua bola sama jauhnya. A. B. C. D. E.



933,3m 93,33 m 9,333m 0,9333m 0,0933m



Kunci jawaban : D Pembahasan : Pada silinder pejal 𝑔



𝑔𝑦



𝑣



𝑔



𝑣



𝑣



𝑔



𝑣



𝑣



𝑔……(1)



𝑝



𝑜𝑙 𝑝 𝑔



𝑣 𝑙



𝑣



𝑔



𝑣



𝑔



𝑣



𝑣 𝑣



𝑔



𝑣



Topik : Gerak Lurus No soal : 36 Dua mobil A dan B bergerak melalui jalan yang sama dan berangkat dari titik awal yang sama secara bersamaan. Kurva kecepatan v kedua mobil sebagai fungsi waktu t diberikan pada gambar di bawah. Jika setelah menempuh jarak 60 m mobil A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan ketika awal perjalanan, kapan dan di manakah mobil B berhasil menyusul mobil A?



A. B. C. D. E.



122,33 m 62,33 m 60 m 48 m 32 m Kunci jawaban :A Pembahasan :



Waktu yang diperlukan mobil A menempuh 60 m adalah: x = 2t + 1/4t2 60 = 2t + 1/4t2 t2 + 8t - 240 = 0 (t + 20)(t - 12) = 0 Ambil t = 12 sekon. Jarak tempuh A dan B masing-masing saat t = 12 s adalah xoA = 60 m xoB = 4t = 4(12) = 48 m Kecepatan mobil A dan B masing-masing t = 12 s adalah: VtA = vo + at = 2 + (0,5)12 = 8 m/s → menjadi Vo untuk gerak sejak diperlambat VB = 4 m/s konstan



Waktu yang diperlukan mobil B menyusul mobil A sejak diperlambat adalah xA = xB xoA + VoA t - 1/2 a t2 = xoB + VB t 60 + 8t - 1/2 (0,5)t2 = 48 + 4t 12 + 4t - 1/4t2 = 0 t2 - 16t - 48 = 0 Dengan rumus ABC diperoleh t = (8 + 4√7) sekon Dalam waktu (8 + 4√7) sekon tersebut jarak tempuh B adalah 4(8 + 4√7) = 32 + 16√7 meter. Sehingga dari awal gerak waktu yang diperlukan adalah 12 + (8 + 4√7) = 20 + 4√7 sekon pada jarak 48 + (32 + 16√7) = 80 + 16√7 m ≈ 122,33 m.



Topik : gerak vertikal No Soal : 37 Sebuah bola bermassa M = 0,2 Kg diam diatas sebuah tiang vertical dengan tinggi h = 5 m. sebuah peluru dengan massa m = 0,01 Kg ditembakkan dengan kecepatan vo = 500 m/s secara horizontal mengenai pusat bola seperti gambar di bawah. Bola mencapai tanah pada jarak mendatar s = 20 m. pada jarak berapakah peluru mencapai tanah di hitung dari posisi tiang ?



A. B. C. D. E.



100 m 200 m 300 m 400 m 500 m Kunci jawaban : A Pembahasan : 𝑣 𝑣 𝑣 𝑠



𝑣 𝑡



𝑔𝑡 𝑡



√



𝑠



𝑣 𝑡 𝑠 𝑡



𝑣



√



𝑔



𝑣



𝑠



𝑜



𝑠



𝑜



𝑠 𝑣



𝑣 𝑣



𝑣 Vm = 100 m/s 𝑣 𝑡 𝑔𝑡 𝑡



√



𝑔



√



𝑣 𝑡



Topik : Hukum Newton No soal : 38 Seorang anak bernama Andi ingin menggapai sebuah apel di pohon tanpa memanjat pohon. Ia duduk di kursi yang terhubung dengan sebuah tali yang melewati katrol tanpa gesekan ia menarikujung tali yang longgar sedemikian rupa sehingga skala pada neraca pegas adalah 250 N. Berat Andi sebenarnya 320 N dan berat kursi 160 N, kaki andi tidak menyentuh tanah. Hitunglah gaya kontak antara Andi dan kursi. A. 480 N B. 320 N C. 120 N D. 83 N E. 32 N Kunci jawaban : D Pembahasan : ∑𝐹 = 48 Kg 𝑠 ∑𝐹



= 32Kg



Topik : momentum



No soal : 39 Sebuah mobil bermassa 2m dengan kecepatan v mendekati mobil yang lain yang bermassa 3m dan sedang dalam keadaan diam. Pada saat tumbukan terjadi, pegas terkompresi (lihat gambar di bawah ). Jika semua gesekan diabaikan, Kecepatan akhir mobil 3m setelah tumbukan dan mobil 2m lepas dari pegas ( energinya dianggap kekal ) adalah…



A.



𝑣 = v



B.



𝑣 =



C.



𝑣 = v



D.



𝑣 =



v



E.



𝑣 =



v



v



Kunci jawaban : B Pembahasan : 2 𝑣 = (2 + 3 )𝑣′ 𝑣 = 2/5 v 𝑣 𝑣 𝑣 .....(1) 2 ’ ½ 2mv = ½ 2mv1 + ½ 3m v1’ .....(2) Dimana 𝑣 dan 𝑣 adalah kecepatan mobil 2m dan 3m dengan menggabungkan persamaan (1) dan (2) diperoleh 𝑣 =



v



Topik : Impuls No soal : 40 Grafik berikut menyatakan hubungan gaya yang bekerja pada sebuah balok bermassa 7,5 kg terhadap waktu. Balok bergerak dengan kelajuan awal 11 m.s-1 dan dikenai gaya mulamula 4 N. Jika diketahui kelajuan akhir 19 m.s-1 , nilai F maksimum adalah …. F (N)



0



A. B. C. D. E.



2



4



10



t(s)



8,0 N 6,0 N 5,2 N 5,0 N 4,8 N



Kunci jawaban : A Pembahasan : I = F x 𝑡 atau I = m ( v2-v1) I = luas travesium A + luas trafesium B



I=



𝐹



I = 4 + Fmaks + 6 Fmaks I = 4 + 7 Fmaks m ( v2 –v1) = = 4 + 7 Fmaks 7,5 ( 19 -11) = = 4 + 7 Fmaks Fmaks = 8 N