PEMBAHASAN SOAL

BIDANG STUDI : FISIKA

MADRASAH TSANAWIYAH

SELEKSI TINGKAT SEKOLAH

KOMPETENSI SAINS MADRASAH NASIONAL

2019

NASKAH SOAL

SELEKSI TIM KOMPETENSI SAINS MADRASAH TINGKAT SEKOLAH

MTSN 2 KOTA BANDUNG 2019

Petunjuk Umum

1. Sebelum mengerjakan soal, peserta berdoa terlebih dahulu

2. Tulis identitas Peserta (nama, asal sekolah, kabupaten/kota, propinsi) secara lengkap

pada Lembar Jawaban dan Naskah Soal.

3. Naskah soal ini terdiri dari 12 soal pilihan ganda dan 5 essay/uraian.

4. Waktu pengerjaan soal adalah 90 menit.

5. Peserta dilarang membawa dan menggunakan alat elektronik apapun selama ujian

berlangsung.

6. Peserta hanya diperkenankan menggunakan alat tulis dan kertas yang telah disediakan.

7. Selama ujian berlangsung, peserta hanya dapat meninggalkan ruangan dengan ijin

dari Pengawas Ruang.

8. Peserta harus mengecek jumlah soal dan lembar soal yang telah diterima terlebih

dahulu dan dapat meminta penggantian pada Pengawas Ruang bila soal yang diterima

rusak/tidak terbaca.

9. Peserta yang meninggalkan ruangan setelah membaca soal dan tidak kembali lagi

sampai tanda selesai dibunyikan, dinyatakan telah selesai mengikuti ujian.

10. Peserta berhenti mengerjakan soal setelah ada tanda berakhirnya waktu tes.

11. Naskah soal dikembalikan ke Panitia.

12. Selama seleksi berlangsung, peserta dilarang:

A. Menanyakan soal kepada siapapun;

B. Bekerjasama dengan peserta lain;

C. Memberi atau menerima jawaban soal;

D. Memperlihatkan jawaban sendiri kepada peserta lain atau melihat jawaban

peseta lain;

E. Membawa Lembar Jawaban ke luar ruang ujian

F. Menggantikan atau digantikan oleh orang lain.

Pengisian Lembar Jawaban

1. Peserta mengisi Lembar Jawaban dengan menggunakan ballpoint.

2. Peserta memberi jawaban benar dengan tanda silang (X) pada jawaban yang

dianggap benar.

3. Jika peserta akan memperbaiki jawaban, harap memberi tanda ( = ) pada jawaban

yang dianggap salah dan memberi tanda silang (X) kembali pada jawaban yang

dianggap benar.

4. Untuk soal pilihan ganda, peserta akan mendapat (4 poin) untuk setiap jawaban benar,

(-1) untuk jawaban salah, dan 0 poin untuk pertanyaan yang tidak dijawab. Untuk soal

essay nilai diberikan di masing-masing soal.

PILIHAN GANDA

1. Pada soal dijelaskan bahwa objek yang mengalami pergerakan berupa air sehingga

berlaku pada objek tersebut sifat-sifat fluida. Baik fluida statis ataupun fluida

dinamis. Pergerakan tersebut memiliki lintasan yang mirip dengan gerak vertikal

yang mana terjadi pada air tersebut gerak lurus berubah beraturan. Selanjutnya,

dalam kasus GLBB tersbut air mengalami percepatan yang dipengaruhi oleh

percepatan gravitasi bumi. Jika ditinjau dari koordinatnya, maka pada air tersebut

berlaku energi yaitu energi mekanik yang terdiri dari energi kinetik dan energi

potensial.

2. Pada soal nomor dua, pembahasan lebih mengenai kemampuan matematika yaitu

menentukan jumlah ubin yang harus dipasang pada kamar dengan luas penampang

A. Tentunya hal ini akan lebih mudah jika adik-adik paham bagaimana pembagian

dalam satuan luas.

Langkah pertama kita tentukan nilai dari luas bangunan keseluruhan yaitu

A = 10m x 8 m = 80 m2.

Selanjutnya, luas satu ubin yaitu

40 cm x 40 cm = 0,4 m x o,4 m = 0,16 m2

Untuk jumlah ubin yang diperlukan adalah

𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑛𝑔𝑢𝑛𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛

𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑢𝑏𝑖𝑛=

80

0,16= 500 𝑏𝑢𝑎ℎ

3. Untuk menjawab soal nomor 3, kita review kembali materi mengenai besaran dan

satuan. Besaran pokok terdiri dari tujuh komponen yaitu:

Besaran Satuan (SI)

Lambang Dimensi Alat Ukur mks cgs

Massa kg gr m M Neraca

Panjang m cm l L Mistar

Suhu K K T Ɵ Termometer

Kuat

arus A A i I Ampermeter

Waktu s S t T Stopwatch

Jumlah zat mol mol n N -

Intensitas cahaya cd cd I J Luxmeter

Berdasarkan pernyataan pada soal, maka jawaban yang tepat adalah peserta didik I

dan L

4. Pada soal nomor 4 dapat diselesaikan dengan langkah sebagai berikut:

diketahui

𝑣0 = 72 𝑘𝑚𝑗𝑎𝑚⁄ = 20 𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘⁄

𝑠 = 30 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

𝑣𝑡 = 0 𝑘𝑚𝑗𝑎𝑚⁄ = 0 𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘⁄

Ditanya: perlambatan/a = ......?

Jawab:

𝑣𝑡2 = 𝑣0

2 + 2𝑎𝑠

02 = 202 + 2𝑎(30)

−400 = 60𝑎

𝑎 =−400

60= −6,67 𝑚

𝑠2⁄

Tanda “-“ menunjukan bahwa pergerakan mobil mengalami perlambatan.

5.

Berdasarkan gambar, pergerakan dari posisi A-B sepeda akan mengalami

penambahan kecepatan yang berarti memiliki jenis pergerakan GLBB dipercepat.

Selanjutnya dari B-C dengan mengabaikan faktor gesekan maka bentuk pergerakan

yang dihasilkan adalah GLB. Dan yang terakhir adalah pergerakan dari C-D sepeda

akan mengalami pengurangan kecepatan yang mana merupakan gejala dari GLBB

diperlambat.

6. Gejala yang ditunjukan merupakan gejala yang diakibatkan dari proses revolusi

bumi mengelili matahari. Dampak yang dihasilkan adalah gerak semu matahari

dari timur ke barat.

7. Penjelasan dari masing-masing gejala adalah sebagai berikut

(A) Interferensi : merupakan perpaduan gelombang dalam suatu medium. Salah satu

contoh dari proses interferensi adalam pembentukan pola warna-warni di

lapisan minyak

(B) Polarisasi : merupakan gejala yang mana pengaturan arah getaran gelombang

cahaya.

(C) Dispersi : merupakan proses penguraian cahaya polikromatik menjadi gejala

monokromatik

(D) Difraksi : pembentukan pola gelap terang yang diakibatkan cahaya melewati

celah sempit.

8. Prinsip kerja dari kapal selam menggunakan konsep fluida statis yang diutarakan

oleh Archimedes. Dalam kedudukannya kapal selam dapat diklasifikasikan menjadi

tiga posisi yaitu tenggelam, melayang dan mengapung. Tenggela terjadi ketika

massa jenis kapal selam lebih besar dibandingkan massa jenis air, melayang terjadi

ketika massa jenis kapal selam hampir sama dengan massa jenis air di luar dan

mengapung kondisi dimana massa jenis kapal selam lebih kecil dibandingkan

massa jenis air di sekitar.

9. Perhatikan analogi berikut!

Gambar diatas merupakan penggambaran jalannya sinar pada teropong. Teropong

memiliki dua buah lensa cembung yang mana lensa objektid menghasilkan

bayangan berupa nyata, terbalik dan diperkecil. Bayangan yang terbentuk

kemudian akan menjadi benda bagi lensa okuler yang menghasilkan bayangan

berupa maya, terbalik dan diperkecil terhadap objek yang diamati.

10. Gejala pada angin darat dan angin laut merupakan bagian dari proses

termodinamika. Secara sederhana tiga komponen dasar termodinamika disajikan

oleh persamaan

𝑃𝑉

𝑇= 𝐶

Laut yang merupakan komponen fluida memiliki sifat lebih lama menerima dan

mengalirkan panas jika dibandingkan dengan daratan yang memiliki sifat solid. Hal

ini megakibatkan pada saat malam pagi temperatur laut masih lebih besar

dibandingkan temperatur daratan. Berdasarkan persamaan diatas dengan

mengasumsikan volume daratan dan lautan tidak berubah maka pada saat

temperatur lebih tinggi maka akan menghasilkan tekanan yang lebih tinggi. Hal ini

menyebabkan 𝑃𝑙𝑎𝑢𝑡 > 𝑃𝑑𝑎𝑟𝑎𝑡 dan berdasakan sifat dari udara yang mana bergerak

dari tekanan lebih tinggi ke tekanan lebih rendah. Hal ini yang menyebabkan

terjadinya angin laut di pagi hari.

URAIAN

1. Perhatikan gambar berikut!

Menggunakan hukum pemantulan Snellius, maka diperoleh besar sudut a

sebesar 20o. Selanjutnya antara sudut a, b dan 145o membentuk bangunan

segitiga yang memiliki jumlsh sudut total 180o . dengan demikian sudut b

memiliki nilai sebesar 180o-145o-20o=15o, berdasarkan pertanyaan, yang

ditanya adalah besar sudut pantul kedua terhadap garis normal. Perlu diingat

bahwa garis normal merupakan garis yang tegak lurus tehadap bidang (90o).

Sehingga sudut antara garis pantul bidang kedua dengan garis normal adalah

90o-15o=75o.

2. Pertanyaan ini dapat diselesaikan menggunakan logika matematika sederhana.

Misalkan suhu fahreinheit yang ditanya sebagai “X”. Karena nilai F=C maka F

= C = X. Maka kita dapat menggunakan persamaan:

𝑋 − 32

212 − 32=

𝑋 − 0

100 − 0

𝑋 − 32

180=

𝑋

100

𝑋 − 32

9=

𝑋

5

5𝑋 − 160 = 9𝑋

−4𝑋 = 160

𝑿 = −𝟒𝟎

3. Perhatikan sistem katrol berikut!

𝑇𝑖𝑛𝑗𝑎𝑢 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑚1

∑ 𝐹𝑥 = 0

∑ 𝐹𝑦 = 𝑚𝑔 = 10.10 = 100𝑁

𝐹1 = √(∑ 𝐹𝑥)2

+ (∑ 𝐹𝑦)2

= √(0)2 + (100)2 = √10000 = 100𝑁

a

b

𝑇𝑖𝑛𝑗𝑎𝑢 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑚2

∑ 𝐹𝑥 = 𝑥

∑ 𝐹𝑦 = 𝑚. 𝑔 = 5.10 = 50𝑁

Untuk membuat keadaan setimbang, maka nilai F pada m1 harus sama dengan m2

maka:

𝐹2 = √(∑ 𝐹𝑥)2

+ (∑ 𝐹𝑦)2

= √(𝑋)2 + (50)2 = 100𝑁

𝐹2 = (𝑋)2 + (50)2 = 10.000𝑁

(𝑋)2 = 10.000 − (50)2

𝑋 = √10000 − 2500 = √7500 = √2500 × 3 = 𝟓𝟎√𝟑𝑵

4. 𝑀𝑑 =25

𝑓+ 1 . . . . . . . .𝑃 =

100

𝑓. . . . 𝑓 =

100

𝑝=

100

10= 𝟏𝟎𝒄𝒎

𝑀𝑑 =𝑆′

𝑆=

25

10+ 1

25

𝑆=

35

10= 3,5. . . . . . . . . 𝑆 =

25

3,5=

50

7= 𝟕

𝟏

𝟕𝒄𝒎

5. Perhatikan gambar rangkaian berikut!

𝑃1 = 𝑃2 = 𝑃3 . . . . . 𝑃 = 𝐼. 𝑉 = 𝑖2𝑅, → 𝑅 =𝑃

𝑖2

𝑅1: 𝑅2: 𝑅3=𝑃1

𝑖2 :𝑃2

𝑖2 :𝑃3

𝑖2

berdasarkan gambar, dapat didefenisikan bahwa 𝐼3 = 𝐼1 + 𝐼2 = 2𝐼 maka

lampu 1 dan lampu 2 merupakan lampu identik dengan habatan yang sama. 1

𝐼2 :1

𝐼2 :1

22 = 𝟏: 𝟏:𝟏

𝟒

6. Fase bulan sabit ditunjukan oleh nomor 6 dan 8.

7. misalkan tinggi awal adalah 1 m, maka tinggi pantulan adalah 60% ×

1meter = 60 cm.

Dengan menggunakan persamaan energi potensial 𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ maka besar energi

setelah pantulan adalah 𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. (0,6)

Jika dibandingkan dengan kondisi awal

𝐸𝑝2

𝐸𝑝1=

0,6 𝑚𝑔

1 𝑚𝑔= 0,6

𝐸𝑝2 − 𝐸𝑝1 = 1 − 0,6 = 0,4 → 40%

8. 𝐸𝑘 =1

2𝑚𝑣2

di titik A = 𝑣

di titik B =𝑣

2

di titik C = 2𝑣

Perlu diingat bahwa dalam sistem ini tidak terjadi perubahan massa objek

sehingga:

𝐸𝑘𝑎 =1

2𝑚𝑣2 = 𝑬𝒌

𝐸𝑘𝑏 =1

2𝑚𝑣2 =

1

2𝑚 (

1

2𝑣)

2

=1

4.1

2𝑚𝑣2 =

𝟏

𝟒𝑬𝒌

𝐸𝑘𝑐 =1

2𝑚𝑣2 =

1

2𝑚(2𝑣)2 = 4.

1

2𝑚𝑣2 = 𝟒𝑬𝒌

9. Perhatikan gambar berikut!

10. Diketahui ∶

𝑚𝑎 = 500 𝑔𝑟 = 0,5 𝑘𝑔 → 𝐶𝑏 = 900𝐽

𝑘𝑔°𝐶⁄

𝑇𝑎 = 200°𝐶

𝑚𝑏 = 1 𝑘𝑔 → 𝐶𝑏 = 4200𝐽

𝑘𝑔°𝐶⁄

𝑇𝑏 = 25°𝐶

Ditanya: Suhu kesetimbangan = .....?

Jawab: 𝑄𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎

𝑚. 𝐶𝑎. (𝑇𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟) = 𝑚. 𝐶𝑏 . (𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − 𝑇𝑎𝑤𝑎𝑙)

0,5 × 900 × (200 − 𝑥) = 1 × 4200 × (𝑥 − 25)

90000 − 450𝑥 = 4200𝑥 − 105000

105000 + 90000 = 4200𝑥 + 450𝑥

195000 = 4650𝑥

𝑥 =195000

4650= 𝟒𝟏, 𝟗𝟑℃

11. Batang A bergetar dengan frekuensi 5Hz sedangkan batang B bergetar dengan

perioda 0,1 detik. Jika kedua batang mulai bergetar pada saat bersamaan, maka

tentukan banyak getaran batang B pada saat batang A bergetar 10 kali!

𝐷𝑖𝑘𝑒𝑡𝑎ℎ𝑢𝑖;

𝑓𝑎 = 5𝐻𝑧 → 𝑇 =1

𝑓=

1

5= 0,2

U U S S

𝑇𝑏 = 0,1𝑠

Pada saat batang A bergetar sebanyak 10 kali, maka

𝑇𝑎 = 10 × 0,2 = 2𝑠

Dalam waktu yang sama, batang B bergetar sebanyak

𝑇 =𝑡

𝑛⋯ 𝑛 =

𝑡

𝑇=

2

0,1= 𝟐𝟎 𝒈𝒆𝒕𝒂𝒓𝒂𝒏

12. Perhatikan gambar berikut!

Jika semua lampu memiliki daya dan tegangan yang sama, maka tentukan lampu

yang menyala paling terang adalah P Lampu yang menyala sama terang adalah Q

dan R atau T dan U serta lampu yang menyala paling redup adalah T/U

13. Fenomena perubedaan warna bintang memiliki hubungan dengan panjang

gelombang elektromagnetik. Keterkaitan yang untuk menyatakan temperatur

bintang berwarna biru adalah lebih panas dibandingkan dengan bintang

berwarna kuning.

Penjelasan: Panjang gelombang warna biru memiliki nilai yang lebih kecil

dibandingkan dengan panjang gelombang warna kuning. Sehingga dengan

hubungan antara panjang gelombang dengan temperatur yaitu

𝑇 =1

𝜆

Maka diperoleh Tbiru > Tkuning

14. erhatikan gambar berikut!

𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =∑ 𝑥

𝑛=

1 + 3 + 2 + 1 + 2

5=

9

5= 𝟏, 𝟖𝟏 × 𝟏𝟎𝟓 𝒍𝒎

𝒎𝟐⁄

15.

16. Temperatur air memiliki perbandingan terbalik dengan kedalaman, artinya,

semakin dalam posisi air maka temperatur akan semakin dingin. Secara

konseptual, hal ini akan mengakibatkan posisi air yang pada bagian bawah akan

mengalami pemekuan terlebih dahulu. Akan tetapi pada kenyataannya, air

mengalami pembekuan pada bagian atas terlebih dahulu. Kasus ini dijelaskan

dengan menggunakan pendekatan fluida statis lainnya yaitu gejala densitas.

Densitas air dalam keadaan cair lebih besar dibandingkan dengan densitas air

dalam keadaan pada (es). Sehingga ketika air sudah mulai berubah bentuk

menjadi bentuk menjadi es, maka es akan berada pada bagian atas permukaan.

17. Sebuah balok memiliki massa jenis sebesar ρ, kemudian dipanaskan sehingga

volume akhir menjadi 1,5 volume awal. Jika massa jenis akhir setelah

dipanaskan adalah 4/3 gr.cm-3, berapakah massa jenis awal dari balok tersbeut?

V

m

pada kasus soal nomor 17, massa merupakan besaran yang bersifat konstan

sehingga

3

122

22

11

11

3

4

5,1 cmgr

V

m

V

m

V

m

V

m

V

m

333321

1

11

1

2

1

26

12

3

4

2

3

3

45,1

1

5,1

1

5,15,1

5,1

cmgr

cmgr

cmgr

cmgr

m

V

V

m

Vm

Vm

18.

tQ

t

Q

m

P

mW

tPQA

PI

5000

551000

.

22

menitsQ

t

JQQQ

JcmQ

JQ

Q

TcmQ

uappemanasantotal

uap

pemanasan

pemanasan

pemanasan

7,74635000

2315000

5000

000.315.2

102.1.

)1(315000

75.4200.1

..

6

19.

a. 6 lampu = 6 x 30 watt = 180 watt/jam

180 watt/jam x 15jam/hari = 2700 watt/hari

2700 watt/hari x 30 hari/bulan = 81000 watt/bulan

b. 1 buah TV 100 watt = 1 x 100 watt = 100 watt/jam

100 watt/jam x 6 jam/hari = 600 watt/hari

600 watt/hari x 30 hari/bulan = 18000 watt/bulan

Konsumsi daya total 81000 watt/bulan + 18000 watt/bulan = 99000 watt/bln

= 99 kWh/bulan.

Biaya = konsumsi x harga satuan = 99 kWh/bulan * Rp 1200,- /kWh

Biaya = Rp 119.800,-/bulan

20.