PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL - satrioabd.files.wordpress.com · Jika roda A berputar 50 kali dalam...

Fisika SMA/MA IPA/MIPA

PEMBAHASAN

UJIAN NASIONAL TAHUN PELAJARAN 2017 / 2018

Dilengkapi :

Teori Asik (Rumus-rumus utama) dan Solusi Asik (Cara cepat menjawab soal)

SMA/MA PROGRAM STUDI

IPA/MIPA

FISIKA Kamis, 12 April 2018 (10.30 – 12.30)

Oleh:

Asep Budi Setiawan http://fisikasekolahasik.blogspot.co.id

email: [email protected]

telegram: fisika9879 – IG: abuds79

DOKUMEN PRIBADI

BUKAN RAHASIA

http://fisikasekolahasik.blogspot.co.id/

mailto:[email protected]

2

A. Budi Setiawan http://fisikasekolahasik.blogspot.co.id

DOKUMEN PRIBADI

BUKAN RAHASIA Fisika SMA/MA IPA/MIPA

Nama : Fisika Sekolah Asik

Nomor Peserta : 9811179

1. Pada saat melakukan praktikum pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, seorang

siswa mengukur dimensi balok tinggi, panjang dan lebar dengan hasil pengukuran sebagai

berikut:

4 5

5 100

5 6

5 100

7 8

5 100

Volume balok tersebut sesuai kaidah angka penting adalah ….

A. 176 cm3

B. 176,0 cm3

C. 176,2 cm3

D. 176,28 cm3

E. 176,282960 cm3

Pembahasan:

Tinggi: Panjang: Lebar:

4 5

5 100

5 6

5 100

7 8

5 100

4,2 cm 0,09 cm 5,6 cm 0,06 cm 7,2 cm 0,06 cm

Tinggi:

ℎ = 4,2 + 0,09 = 4,29 𝑐𝑚

(3 Angka penting)

Panjang:

𝑝 = 5,6 + 0,06 = 5,66 𝑐𝑚

(3 Angka penting)

Lebar:

𝑙 = 7,2 + 0,06 = 7,26 𝑐𝑚

(3 Angka penting)

Volume:

𝑉 = 𝑝 𝑥 𝑙 𝑥 ℎ

𝑉 = 5,66 𝑥 7,26 𝑥 4,29 𝑉 = 176,28296 Berdasarkan aturan perkalian angka penting, maka hasil di atas ditulis:

𝑉 = 176 (3 Angka Penting)

Jawaban : ( A )

Teori Asik: Aturan perkalian angka penting:

• Angka penting X Angka penting Hasilnya ditulis sebanyak angka penting yang dikalikan yang paling sedikit.

• Angka penting X Bilangan eksak Hasilnya ditulis sebanyak angka penting yang dikalikan


3


DOKUMEN PRIBADI


2. Sebuah benda bergerak dari E menuju F dan berakhir di G. Gambar di bawah ini, yang

menunjukkan perpindahan sebesar 10 satuan adalah ….

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

A

B

C

D

E

Pembahasan:

Perpindahan adalah jarak posisi awal ke posisi akhir benda setelah bergerak. Dari soal

diketahui benda bergerak dari E ke F dan berakhir di G, maka grafik yang benar

berdasarkan route benda tersebut adalah grafik A.

∆𝑟 = √(∆𝑥)2 + (∆𝑦)2

∆𝑟 = √(9 − 1)2 + (7 − 1)2

∆𝑟 = √(8)2 + (6)2

∆𝑟 = 10 𝑚

Jawaban : ( A )

3. Sebuah mobil balap A sedang mengejar mobil balap B dengan kelajuan konstan 60 m.s-1.

Mobil balap A tertinggal dari mobil balap B sejauh 600 m di lintasan lurus. Ketika itu

mobil balap B melaju dengan kelajuan konstan 30 m.s-1. Maka waktu yang dibutuhkan

untuk menyusul mobil balap B adalah …. A. 36 sekon

B. 30 sekon

C. 24 sekon

D. 20 sekon

E. 12 sekon

x

y

E (1,1) F (9,1)

G (9,7)

Dr

DxDy


4


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

A BvA = 60 m/s vB = 30 m/s

600 m

AB

X

(600 + X)

P

Misalkan mobil A dapat menyusul mobil B di titik P setelah mobil A menempuh jarak

𝑆𝐴 = 600 + 𝑋 , dan mobil B sudah menempuh jarak 𝑆𝐵 = 𝑋 dalam selang waktu yang sama

𝑡𝐴 = 𝑡𝐵.

𝑡𝐴 = 𝑆𝐴

𝑣𝐴 dan 𝑡𝐵 =

𝑆𝐵

𝑣𝐵,

𝑆𝐴

𝑣𝐴 =

𝑆𝐵

𝑣𝐵 ⟹

600 + 𝑋

60=

𝑋

30

30 (600 + 𝑋) = 60 𝑋

600 + 𝑋 = 2 𝑋

𝑋 = 600

𝑡𝐴 = 𝑆𝐴

𝑣𝐴=

600 + 600

60

𝑡𝐴 = 20 𝑠

Solusi Asik:

∆𝑡 = ∆𝑠

∆𝑣=

600

60 − 30

∆𝑡 = 20 𝑠

Jawaban : ( D )

4. Dua buah roda A dan B dengan jumlah geriginya berturut-turut 20 dan 50 diletakkan

bersinggungan sehingga masing-masing roda gigi berpasangan.

Jika roda A berputar 50 kali dalam satu sekon, kecepatan anguler roda B adalah ….

A. 100 π rad.s-1

B. 100 rad.s-1

C. 50 π rad.s-1

D. 50 rad.s-1

E. 40 π rad.s-1

Pembahasan:

Pada dua roda yang bersinggungan berlaku persamaan:

𝜔𝐴 . 𝑅𝐴 = 𝜔𝐵 . 𝑅𝐵 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝜔𝐴 . 𝑁𝐴 = 𝜔𝐵 . 𝑁𝐵

𝑅 : jari-jari

𝑁 : jumlah gerigi roda


5


DOKUMEN PRIBADI


𝜔𝐵 = 𝑁𝐴

𝑁𝐵 𝜔𝐴 ⟹ 𝜔𝐴 = 2𝜋𝑓𝐴

𝜔𝐵 = 20

50 2𝜋 . 50

𝜔𝐵 = 40 𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Jawaban : ( E )

5. Sebuah pesawat yang sedang terbang mendatar dengan laju 300 m.s-1 pada ketinggian 80 meter

menjatuhkan bom (g = 10 m.s-2). Bom tersebut tepat mencapai sasaran pada jarak mendatar adalah

….

A. 800 meter

B. 1.000 meter

C. 1.200 meter

D. 1.400 meter

E. 1.600 meter

Pembahasan:

𝑥 = 𝑣𝑥 √2ℎ

𝑔 ⟹ 𝑥 = 300 √

2 . 80

10

𝑥 = 1.200 𝑚

Jawaban : ( C )

6. Ada 4 buah benda seperti gambar di bawah ini

Pisang Buku Bola Basket Mangga

4,0 kg 0,8 kg 3,5 kg 1,2 kg

Keranjang ditarik dengan gaya 30 N pada bidang datar yang kasar (µ = 0,4) . Agar keranjang

tersebut tepat akan bergerak, massa keranjang diabaikan. Maka benda yang harus dimasukkan ke

dalam keranjang adalah ….

A. Buku dan bola basket

B. Pisang, dan bola basket

C. Buku, dan manga

D. Pisang dan buku

E. Manga dan pisang

Pembahasan:

Benda ditarik oleh gaya F dan ditahan oleh gaya gesek f , ketika benda tepat akan bergerak, berlaku:

∑ 𝐹 = 0 ⟹ 𝐹 = 𝑓

Target

pengebomanX


6


DOKUMEN PRIBADI


𝐹 = 𝜇 𝑚 . 𝑔 ⟹ 𝑚 = 𝐹

𝜇 𝑔

𝑚 = 30

0,4 𝑥 10= 7,5 𝑘𝑔 ⟹ 𝑠𝑎𝑚𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑠𝑎𝑛𝑔 + 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑜𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑘𝑒𝑡

Jawaban : ( B )

7. Percepatan gravitasi di permukaan planet X adalah 12 kali percepatan gravitasi di permukaan

Bumi. Jika jari-jari planet X adalah 1

2 kali jari-jari bumi, maka massa planet X adalah ….

A. 2 kali massa bumi

B. 3 kali massa bumi

C. 4 kali massa bumi

D. 6 kali massa bumi

E. 8 kali massa bumi

Pembahasan:

Perbandingan medan gravitasi di dua permukaan planet:

𝑔𝑋

𝑔𝐵=

𝑚𝑋

𝑚𝐵 𝑥 (

𝑅𝐵

𝑅𝑋)

2

12 𝑔𝐵

𝑔𝐵=

𝑚𝑋

𝑚𝐵 𝑥 (

𝑅𝐵

12 𝑅𝐵

)

2

12 = 𝑚𝑋

𝑚𝐵 𝑥 (2)2

𝑚𝑋

𝑚𝐵 = 3 ⟹ 𝑚𝑋 = 3 𝑥 𝑚𝐵

Jawaban : ( B )

8. Lima gaya bekerja pada bujur sangkar dengan sisi 10 cm seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

4 N

10 N

9 N

10 N25 N

450

Resultan momen gaya dengan posisi di titik perpotongan diagonal bujursangkar adalah ….

A. 0,15 N.m

B. 0,25 N.m

C. 0,75 N.m

D. 1,15 N.m

E. 1,25 N.m


7


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan :

4 N

10 N

9 N

10 N25 N

0

R1

+t1

R2

+t2

R3

-t3

R4

R5

+t4 +t5

Teori Asik:

Momen gaya:

𝜏 = 𝐹 . 𝑅 ⟹ 𝐹 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑘 𝑙𝑢𝑟𝑢𝑠 𝑅

+𝜏 = 𝑏𝑒𝑟𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟 𝑏𝑒𝑟𝑙𝑎𝑤𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑗𝑎𝑟𝑢𝑚 𝑗𝑎𝑚

−𝜏 = 𝑏𝑒𝑟𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑎𝑟𝑎ℎ 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑗𝑎𝑟𝑢𝑚 𝑗𝑎𝑚

R1 = R2 = R3 = R5 = ½ sisi = 5 cm = 0,05 m

R4 = ½ (sisi) √2 = 0,05 √2 m

∑ 𝜏 = 𝜏1 + 𝜏2 − 𝜏3 + 𝜏5 + 𝜏4

∑ 𝜏 = 4 . 𝑅1 + 10 𝑅2 − 9 𝑅3 + 10 𝑅5 + 5√2 𝑅4

∑ 𝜏 = (4 + 10 − 9 + 10) 0,05 + 5√2 . 0,05 √2

∑ 𝜏 = 0,75 + 0,5 = 1,25 𝑁. 𝑚

Jawaban : ( E )

9. Sebuah silinder pejal (𝐼 = 1

2𝑀𝑅2) bermassa 8 kg menggelinding tanpa slip pada suatu bidang

datar dengan kecepatan 15 m.s-1. Energi kinetik total silinder adalah ….

A. 1.800 J

B. 1.350 J

C. 900 J

D. 450 J

E. 225 J


8


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

▪ Menggelinding adalah perpaduan gerak antara gerak translasi dan gerak rotasi.

▪ Energi Kinetik Translasi:

𝐸𝑘𝑇 =1

2 𝑚 𝑣2

▪ Energi Kinetik Rotasi

𝐸𝑘𝑅 =1

2 𝐼 𝜔2

𝐸𝑘 = 𝐸𝑘𝑇 + 𝐸𝑘𝑅

𝐸𝑘 =1

2 𝑚 𝑣2 +

1

2 𝐼 𝜔2

𝐸𝑘 =1

2 𝑚 𝑣2 +

1

2 (

1

2𝑚𝑅2) (

𝑣

𝑅)

2

𝐸𝑘 =1

2 𝑚 𝑣2 +

1

4 𝑚 𝑣2

𝐸𝑘 =3

4 𝑚 𝑣2 =

3

4 (8) (15)2

𝐸𝑘 = 1.350 𝐽

Solusi Asik:

Jika momen inersia benda 𝐼 =𝑎

𝑏 𝑚𝑅2, maka energi kinetik benda yang menggelinding:

𝐸𝑘 = (𝑎+𝑏

𝑏)

1

2 𝑚 𝑣2

𝐸𝑘 = (1+2

2)

1

2 𝑚 𝑣2 =

3

4 𝑚 𝑣2

𝐸𝑘 =3

4 (8) (15)2

𝐸𝑘 = 1.350 𝐽

Jawaban : ( B )

10. Perhatikan gambar berikut ini ! sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang

engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel.

2kg

0,8 m

0,6 m

0,2 m


9


DOKUMEN PRIBADI


Besar gaya tegangan tali, agar batang berada dalam keseimbangan adalah ….

A. 3,0 N

B. 15,0 N

C. 25,0 N

D. 26,7 N

E. 37,5 N

Pembahasan:

Teori Asik:

▪ Keseimbangan benda tegar terjadi jika:

∑ 𝜏 = 0 , dan/atau:

∑ 𝐹𝑥 = 0 , ∑ 𝐹𝑦 = 0

∑ 𝜏 = 0

𝑇 . (0,8) . sin 𝜃 − 𝑤 (0,6) − 𝑤𝑏(0,4) = 0

𝑇 . (0,8) .0,6

1,0 = 𝑀 . 𝑔 (0,6) + 𝑚𝑏 . 𝑔 (0,4)

𝑇 . (0,8)(0,6) = 2 . 10 (0,6) + 1,5 . 10 (0,4)

𝑇 . 0,48 = 12 + 6

𝑇 = 18

0,48 = 37,5 𝑁

Jawaban : ( E )

11. Perhatikan pernyataan – pernyataan berikut ini:

(1) Mengulang prosedur menentukan garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda, dan

menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat kertas karton.

(2) Mengikatkan ujung-ujung benang pada jarum dan beban dan menancapkan jarum pada kertas

karton.

(3) Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton.

(4) Menandai titik-titik sepanjang benang pada kertas karton.

(5) Menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum.

Untuk menentukan letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, di antara urutan

langkah yang benar adalah ….

A. (1), (2), (3), (4), (5)

B. (2), (5), (4), (3), (1)

C. (3), (1), (5), (4), (2)

D. (4), (3), (2), (1), (5)

E. (5), (3), (1), (4), (2)

Pembahasan:

Urutan percobaan menentukan titik berat bidang homogen: (2), (5), (4), (3), (1)

Jawaban : ( B )

2kg

0,8 m

0,6 m

0,2 m0,6 m

1,0 m

T

q

w

pusat rotasi

wb

0,4 m


10


DOKUMEN PRIBADI


12. Perhatikan grafik hubungan massa jenis () dan volume (V) berbagai gas berikut ini !

2

0,8

(gas 1)

(kg/m3)

V (m3)

(1)

4

0,8

(gas 2)

(kg/m3)

V (m3)

(2)

4

0,4

(gas 3)

(kg/m3)

V (m3)

(3)

5

0,4

(gas 4)

(kg/m3)

V (m3)

(4)

5

0,8

(gas 5)

(kg/m3)

V (m3)

(5)

Pasangan gas yang memiliki massa sama adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (5)

Pembahasan:

Massa jenis:

𝜌 = 𝑚

𝑉 ⟹ 𝑚 = 𝜌 𝑉

Dua grafik yang menunjukkan gas yang memiliki massa yang sama adalah yang nilai hasil kali

volume (V) dan massa jenisnya () sama besar.

Grafik 1 : 2 x 0,8 = 1,6

Grafik 2 : 4 x 0,8 = 3,2

Grafik 3 : 4 x 0,4 = 1,6

Grafik 4 : 5 x 0,4 = 2,0

Grafik 5 : 5 x 0,8 = 4,0

Jadi yang nilai massanya sama adalah grafik 1 dan grafik 3

Jawaban : ( B )

13. Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4.500 kg

yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran panjang 2 meter, lebar 1,5 meter dan tinggi 1 meter.

Massa jenis air laut saat itu 1.025 kg.m-3 dan percepatan gravitasi 10 m.s-2 , maka besar gaya

minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah ….

A. 14.250 N

B. 19.250 N

C. 30.750 N

D. 45.000 N

E. 50.000 N


11


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

Gaya apung yang dialami benda yang tenggelam dalam air adalah:

𝐹𝐴 = 𝑤𝑑𝑖 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 − 𝑤𝑑𝑖 𝑎𝑖𝑟

𝐹𝐴 = 𝜌𝑎𝑖𝑟 . 𝑔 . 𝑉𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑙𝑢𝑝

Gaya minimal untuk mengangkat benda yang tenggelam di dalam air sama dengan gaya berat

benda tersebut ketika di dalam air.

𝐹𝑚𝑖𝑛 = 𝑤 𝑑𝑖 𝑎𝑖𝑟

𝑤𝑑𝑖 𝑎𝑖𝑟 = 𝑤 𝑑𝑖 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 − 𝐹𝐴

𝐹𝑚𝑖𝑛 = 𝑚 . 𝑔 − 𝜌𝑎 . 𝑔 . 𝑉𝑏

𝐹𝑚𝑖𝑛 = 4.500 𝑥 10 − 1.025 𝑥 10 . (2 𝑥 1,5 𝑥 1)

𝐹𝑚𝑖𝑛 = 45.000 − 30.750

𝐹𝑚𝑖𝑛 = 14.250 𝑁

Jawaban : ( A )

14. Suatu pembangkit listrik tenaga air menggunakan turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang

jatuh dari ketinggian 90 m. pembangkit listrik tersebut menghasilkan daya 9 Mwatt. Jika efisiensi

pembangkit 50%, maka debit air pada pembangkit tersebut adalah ….

A. 5 m3.s–1

B. 10 m3.s–1

C. 20 m3.s–1

D. 100 m3.s–1

E. 1.000 m3.s–1

Pembahasan:

Teori Asik:

Daya listrik yang dihasilkan oleh air terjuh dari ketinggian h adalah:

𝑃 = 𝜂 𝑄 𝜌 𝑔 ℎ

𝑄 = 𝑉𝑜𝑙

𝑡 = 𝑣 . 𝐴 ; 𝐷𝑒𝑏𝑖𝑡 𝐴𝑖𝑟 (𝑚3/𝑠)

Debit Air:

𝑄 = 𝑃

𝜂 𝜌 𝑔 ℎ=

9 𝑥 106

0,5 . 1000 . 10 . 90

𝑄 = 10

0,5 = 20 𝑚3/𝑠

Jawaban : ( C )

15. Balok massanya m berada pada bidang datar licin. Balok dalam keadaan diam di posisi (1) dan

ditarik oleh gaya F sampai posisi (2) dalam selang waktu t seperti gambar:


12


DOKUMEN PRIBADI


F F

(1) (2)

Dengan memvariasikan massa dan gaya diperoleh data:

No M (kg) F (N) t (s)

(1) 12 3 4

(2) 16 4 3

(3) 20 5 2

(4) 24 6 1

Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang kecil adalah ….

A. (1), (4), (3), (2)

B. (1), (3), (2), (4)

C. (1), (3), (4), (2)

D. (2), (3), (1), (4)

E. (1), (2), (3), (4)

Pembahasan:

Teori Asik:

Usaha dirumuskan:

𝑊 = 𝐹 . Δ𝑠

𝑊 = 𝐸𝑘2 − 𝐸𝑘1

𝑊 = 𝐸𝑝2 − 𝐸𝑝1

𝑊 = 𝐹 . Δ𝑠 = 𝐹 (1

2 𝑎 𝑡2) ⟹ 𝑎 =

𝐹

𝑚

𝑊 = 𝐹 (1

2 𝐹

𝑚 𝑡2) ⟹ 𝑊 =

1

2 (𝐹 . 𝑡)2

𝑚

(1) 𝑊 = 1

2 (3 . 4)2

12 = 6

(2) 𝑊 = 1

2 (4 . 3)2

16 = 4,5

(3) 𝑊 = 1

2 (5 . 2)2

20 = 2,5

(4) 𝑊 = 1

2 (6 . 1)2

24 = 0,75

Urutan usaha dari yang besar ke yang kecil adalah : (1), (2), (3), (4)

Jawaban : ( E )

16. Sebuah balok dilepas tanpa kecepatan awal di puncak bidanmg miring licin (di A). Balok meluncur

hingga dasar bidang miring (di E)

A

B

C

D

E


13


DOKUMEN PRIBADI


Jika AB = BC = CD = DE, maka perbandingan kecepatan balok di C, D, dan E adalah ….

A. 1 : √2 : √3

B. 1 : √3 : √2

C. √2 : √3 : 2

D. 2 : √2 : √3

E. 2 : √3 : √2

Pembahasan:

Kecepatan benda yang bergerak dari atas bidang miring licin tanpa kecepatan awal, dirumuskan:

𝑣 = √2 𝑔 ℎ ⟹ 𝑣 ~ √ℎ

ℎ = 𝑠 . sin 𝜃 ⟹ ℎ ~ 𝑠 ⟹ 𝑣 ~ √𝑠

𝑣𝐶 ∶ 𝑣𝐷 ∶ 𝑣𝐸 = √𝐴𝐶 ∶ √𝐴𝐷 ∶ √𝐴𝐸

𝑣𝐶 ∶ 𝑣𝐷 ∶ 𝑣𝐸 = √2 ∶ √3 ∶ √4

𝑣𝐶 ∶ 𝑣𝐷 ∶ 𝑣𝐸 = √2 ∶ √3 ∶ 2

Jawaban : ( C )

17. Anak panah dikaitkan pada tali busur, kemudian ditarik ke belakang dengan gaya 20 N sehingga

tali busur meregang pada jarak 20 cm. gesekan udara diabaikan, massa anak panah 250 gram, maka

kecepatan anak panah saat melesat dari busur adalah ….

A. 10 m.s–1

B. 5√3 m.s–1

C. 5 m.s–1

D. 4√2 m.s–1

E. 4 m.s–1

Pembahasan:

Pada saat tali busur meregang: anak panah memiliki energi potensial pegas yang besarnya:

𝐸𝑝 =1

2 𝑘 (∆𝑙)2 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝑘 =

𝐹

∆𝑙 ⟹ 𝐸𝑝 =

1

2 𝐹 ∆𝑙

Pada saat anak panah dilepaskan dan melesat dengan kecepatan v , anak panah memiliki energi

kinetik yang besarnya:

𝐸𝑘 =1

2 𝑚 𝑣2

Pada kasus ini berlaku hukum kekekalan energi mekanik, yaitu:

𝐸𝑝 = 𝐸𝑘 ⟹ 1

2 𝐹 ∆𝑙 =

1

2 𝑚 𝑣2

𝑣 = √𝐹 . ∆𝑙

𝑚 = √

20 . 0,2

0,25

𝑣 = √16 = 4 𝑚/𝑠

Jawaban : ( E )

18. Seseorang yang bermassa 50 kg berdiri di atas perahu yang bermassa 200 kg. perahu bergerak

dengan kecepatan 7,5 m.s–1. Saat tiba di tempat tujuan, penumpang melompat dengan kecepatan

10 m.s–1 searah gerak perahu. Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang melompat adalah ….


14


DOKUMEN PRIBADI


A. 0 m.s–1

B. 5,0 m.s–1

C. 6,9 m.s–1

D. 10,0 m.s–1

E. 11,9 m.s–1

Pembahasan:

Pada kasus di soal berlaku hukum kekekalan momentum:

(𝑚0 + 𝑚𝑝) 𝑣 = 𝑚0 . 𝑣0′ + 𝑚𝑝 . 𝑣𝑝

′

(50 + 200) 7,5 = 50 . 10 + 200 . 𝑣𝑝′

1875 = 500 + 200 . 𝑣𝑝′

1375 = 200 . 𝑣𝑝′

𝑣𝑝′ =

1375

200 = 6,875 ≈ 6,9 𝑚/𝑠

Jawaban : ( C )

19. Sebuah bola bilyar A bermassa 100 gram bergerak menuju bola bilyar B bermassa sama yang

mula-mula dalam keadaan diam seperti gambar.

A300

v = 5 ms-1

(Gambar sebelum tumbukan)

A

B

B

300 vA’

vB’ = 3 m.s-1

(Gambar sesudah tumbukan)

Besar kecepatan bola A sesudah tumbukkan adalah ….

A. 5,0 m.s–1

B. √19 m.s–1

C. 4,0 m.s–1

D. √11 m.s–1

E. 3,0 m.s–1

Pembahasan:

Perhatikan gambar berikut:

A300

v = 5 ms-1

(Gambar sebelum tumbukan)

A

B

B

300

vA’

vB’ = 3 m.s-1

(Gambar sesudah tumbukan)

vy = v sin 300

vx = v cos 300

vAx’

vAy’


15


DOKUMEN PRIBADI


Sumbu x:

𝑚𝐴 . 𝑣𝐴𝑥 + 𝑚𝐵 . 𝑣𝐵𝑥 = 𝑚𝐴 . 𝑣𝐴𝑥′ + 𝑚𝐵 . 𝑣𝐵𝑥

′

100 . 5 cos 30 + 0 = 100 . 𝑣𝐴𝑥′ + 0

𝑣𝐴𝑥′ = 5 .

1

2 √3 =

5

2√3

Sumbu y:

𝑚𝐴 . 𝑣𝐴𝑦 + 𝑚𝐵 . 𝑣𝐵𝑦 = 𝑚𝐴 . 𝑣𝐴𝑦′ + 𝑚𝐵 . 𝑣𝐵𝑦

′

100 . 5 sin 30 + 0 = 100 . 𝑣𝐴𝑦′ + 100 . 3

250 = 100 . 𝑣𝐴𝑦′ + 300

−50 = 100 . 𝑣𝐴𝑦′

𝑣𝐴𝑦′ = −

1

2

𝑣𝐴 = √𝑣𝐴𝑥′ 2

+ 𝑣𝐴𝑦′ 2

= √(5

2√3)

2

+ (−1

2)

2

𝑣𝐴 = √(75

4) + (

1

4) = √

76

4

𝑣𝐴 = √19 m/s

Jawaban : ( B )

20. Berikut data kalor jenis dari 4 zat padat:

No. Zat Padat Kalor Jenis (J.Kg–1 0C–1)

1 Alumunium 900

2 Tungsten 134

3 Tembaga 386

4 Perak 236

Keempat zat padat dengan massa yang sama diberi kalor juga dengan jumlah yang sama. Urutan

zat yang mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke rendah adalah ….

A. alumunium – tembaga – perak – tungsten

B. tungsten – alumunium – tembaga – perak

C. tungsten – perak – tembaga – alumunium

D. perak – alumunium – tungsten – tembaga

E. perak – tembaga – tungsten – alumunium

Pembahasan:

Teori Asik:

▪ kalor untuk menaikan suhu:

𝑄 = 𝑚 . 𝑐 . ∆𝑇

▪ kalor untuk merubah wujud:

𝑄 = 𝑚 𝐿


16


DOKUMEN PRIBADI


∆𝑇 = 𝑄

𝑚 𝑐 ⟹ ∆𝑇 ~

1

𝑐

Kenaikan suhu akan besar ketika kalor jenisnya kecil, dan sebaliknya. Maka urutan zat yang

mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke rendah adalah Tungsten – perak – tembaga –

alumunium.

Jawaban : ( C )

21. Air mendidih (100 0C) sebanyak 250 ml dituangkan ke dalam panci berisi 400 ml air bersuhu 35 0C. Setelah terjadi keseimbangan termal, maka suhu campuran adalah …. (kalor jenis air 1,0 kal.

g –1. 0C–1)

A. 55 0C

B. 60 0C

C. 65 0C

D. 75 0C

E. 80 0C

Pembahasan:

Teori Asik:

Asas Black:

𝑄𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄𝑠𝑒𝑟𝑎𝑝

𝑚𝑎1 . 𝑐 . (∆𝑇1) = 𝑚𝑎2 . 𝑐 . (∆𝑇2)

250 . 𝑐 . (100 − 𝑇𝑐) = 400 . 𝑐 . (𝑇𝑐 − 35)

5 (100 − 𝑇𝑐) = 8 (𝑇𝑐 − 35)

500 − 5 𝑇𝑐 = 8 𝑇𝑐 − 280

780 = 13 𝑇𝑐

𝑇𝑐 = 780

13= 60 0𝐶

Jawaban : ( B )

22. Besarnya kalor yang mengalir per detik melalui suatu bahan logam :

(1) Berbanding terbalik dengan perbedaan suhu antara kedua ujungnya,

(2) Berbanding terbalik dengan luas penampang benda

(3) Bergantung pada jenis bahan logam

(4) Berbanding terbalik dengan panjang logam

Pernyataan yang benar untuk meningkatkan laju perpindahan kalor secara konduksi adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)


17


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

Perpindahan kalor:

▪ Konduksi:

𝑄

𝑡= 𝑘

𝐴 ∆𝑇

𝑙

▪ Konveksi

𝑄

𝑡= ℎ 𝐴 ∆𝑇

▪ Radiasi

𝑄

𝑡= 𝑒 𝜏 𝐴 𝑇4

Dari teori di atas, besar kelajuan kalor secara konduksi besarnya dipengaruhi oleh jenis bahan (3)

dan berbanding terbalik dengan panjang logam (4)

Jawaban : ( E )

23. Logam P, Q dan R berukuran sama. Konduktivitas logam P, Q dan R berturut-turut adalah 4k, 2k,

dan k. ketiganya terhubung dengan suhu pada ujung-ujung terbuka seperti pada gambar berikut

ini:

P Q R200C 160

0C

Tx Ty

Suhu pada sambungan logam P dengan Q (TX) adalah ….

A. 80 0C

B. 70 0C

C. 60 0C

D. 50 0C

E. 40 0C

Pembahasan:

Kalor mengalir dari R ke Q dan ke P dengan kelajuan sama, maka dari rumus kelajuan kalor secara

konduksi diperoleh:

(𝑄

𝑡)

𝑅= (

𝑄

𝑡)

𝑄= (

𝑄

𝑡)

𝑃

𝑘 (160 − 𝑇𝑦) = 2𝑘 (𝑇𝑦 − 𝑇𝑥) = 4𝑘 (𝑇𝑥 − 20)

(160 − 𝑇𝑦) = 2(𝑇𝑦 − 𝑇𝑥)

3𝑇𝑦 − 2𝑇𝑥 = 160 …………………………… (1)

2(𝑇𝑦 − 𝑇𝑥) = 4(𝑇𝑥 − 20)

2𝑇𝑦 − 6𝑇𝑥 = −80 …………………………... (2)


18


DOKUMEN PRIBADI


3𝑇𝑦 − 2𝑇𝑥 = 160 x 2 ⟹ 6𝑇𝑦 − 4𝑇𝑥 = 320

2𝑇𝑦 − 6𝑇𝑥 = −80 x 3 ⟹ 6𝑇𝑦 − 18𝑇𝑥 = −240 –

14𝑇𝑥 = 560

𝑇𝑥 = 560

14 = 40 0𝐶

Jawaban : ( E )

24. Perhatikan pernyataan berikut !

(1) Jumlah partikel gas ditambah

(2) Jumlah mol dikurangi

(3) Suhu ditingkatkan

(4) Volume ditambah

Faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam suatu ruangan tertutup ditunjukkan oleh nomor

….

A. (1), (2), (3), dan (4)

B. (1), (2), dan (3)

C. (1) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan:

Teori Asik:

Tekanan Gas Ideal:

𝑝 = 1

3 𝑁 𝑚 𝑣2

𝑉

𝑝 = 𝜌 𝑅 𝑇

𝑀𝑟 =

𝜌 𝑛 𝑅 𝑇

𝑚 =

𝜌 𝑁 𝑘 𝑇

𝑚

Supaya tekanan gas meningkat, salah satunya ialah jumlah partikel gas ditambah (1), dan suhu

ditingkatkan (3)

Jawaban : ( C )

25. Gas argon berada dalam ruangan tertutup saat suhunya berubah menjadi dua kali semula, maka

kecepatan gerak partikel gas argon berubah menjadi ….

A. 1

2 kali semula

B. 1

√2 kali semula

C. √2 kali semula

D. 2 kali semula

E. 4 kali semula


19


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

Kelajuan efektif gas:

𝑣𝑟𝑚𝑠 = √3𝑘𝑇

𝑚 ; 𝑣𝑟𝑚𝑠 = √

3𝑅𝑇

𝑀𝑟 ; 𝑣𝑟𝑚𝑠 = √

3𝑃

𝜌

Dari rumus di atas:

𝑣𝑟𝑚𝑠 ~ √𝑇

𝑣2

𝑣1= √

𝑇2

𝑇1 ⟹

𝑣2

𝑣1= √

2𝑇

𝑇

𝑣2 = √2 𝑣1

Jawaban : ( C )

26. Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut: P

Q

R

S

Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm, maka titik yang memiliki beda fase 3

4

adalah ….

A. P dengan Q

B. P dengan R

C. P dengan S

D. Q dengan S

E. R dengan S

Pembahasan:

Teori Asik:

Fase gelombang:

𝜑 = (𝑡

𝑇 ±

𝑥

𝜆)

Sudut fase gelombang:

𝜃 = 2𝜋 𝜑 (rad)

Beda fase gelombang:

Δ𝜑 = − Δ𝑥

𝜆

Beda sudut fase gelombang:

Δ𝜃 = 2𝜋 Δ𝜑 (rad)

Δ𝜑 = − Δ𝑥

𝜆 ⟹

3

4=

∆𝑥

𝜆

Δ𝑥 = 3

4 𝜆

Yang jaraknya ¾ gelombang adalah P dengan Q , dan Q dengan R.

Jawaban : ( A )


20


DOKUMEN PRIBADI


27. Disediakan dua pipa organa yang satu terbuka dan yang lainnya tertutup masing-masing dengan

panjang yang sama. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m.s–1 , maka perbandingan frekuensi

nada atas kedua pipa organa terbuka dengan frekuensi nada atas kedua pipa organa tertutup adalah

….

A. 2 : 1

B. 3 : 2

C. 4 : 5

D. 5 : 6

E. 6 : 5

Pembahasan:

Teori Asik:

Pipa Organa Terbuka (POB):

▪ Frekuensi nada dasar:

𝑓0 = 𝑣

2𝑙

▪ Frekuensi nada atas ke- n

𝑓𝑛 = (𝑛 + 1)𝑣

2𝑙

𝑛 = 1, 2, 3, 4, …

▪ Perbandingan frekuensi:

𝑓0 ∶ 𝑓1 ∶ 𝑓2 ∶ … = 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ …

▪ Jumlah perut dan simpul

∑ 𝑝 = 𝑛 + 2

∑ 𝑠 = 𝑛 + 1

Pipa Organa Terbuka (POT):

▪ Frekuensi nada dasar:

𝑓0 = 𝑣

4𝑙

▪ Frekuensi nada atas ke- n

𝑓𝑛 = (2𝑛 + 1)𝑣

4𝑙

𝑛 = 1, 2, 3, 4, …

▪ Perbandingan frekuensi:

𝑓0 ∶ 𝑓1 ∶ 𝑓2 ∶ … = 1 ∶ 3 ∶ 5 ∶ …

▪ Jumlah perut dan simpul

∑ 𝑝 = 𝑛 + 1

∑ 𝑠 = 𝑛 + 1

Nada Atas ke 2 pipa organa terbuka: Nada Atas ke 2 pipa organa tertutup:

𝑓2 = 3𝑣

2𝑙 =

6𝑣

4𝑙 𝑓2 =

5𝑣

4𝑙

𝑓2 𝑃𝑂𝐵

𝑓2 𝑃𝑂𝑇 =

6

5

Solusi Asik:

Perbandingan frekuensi nada POB dengan frekuensi nada POT

𝑓𝑛 𝑃𝑂𝐵

𝑓𝑛 𝑃𝑂𝑇 =

2(𝑛 + 1)

(2𝑛 + 1)

𝑓2 𝑃𝑂𝐵

𝑓2 𝑃𝑂𝑇 =

2(2 + 1)

(2 . 2 + 1)=

6

5

Jawaban : ( E )


21


DOKUMEN PRIBADI


28. Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 12,56 W memancarkan gelombang ke medium

sekelilingnya dengan homogen. Intensitas ambang bunyi 10–12 W.m–2 . Besar taraf intensitas

radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber adalah ….

A. 1 dB

B. 10 dB

C. 12 dB

D. 100 dB

E. 120 dB

Pembahasan:

Teori Asik:

▪ Intensitas Bunyi

𝐼 = 𝑃

4𝜋𝑟2 ⟹

𝐼1

𝐼2= (

𝑟2

𝑟1)

2

▪ Taraf Intensitas

𝑇𝐼 = 10 log (𝐼

𝐼0) ⟹ 𝐼0 = 10−12 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2

▪ Taraf Intensitas sejumlah n x sumber bunyi

𝑇𝐼𝑛 = 𝑇𝐼1 + 10 log 𝑛

▪ Taraf intensitas setelah jarak dari sumber bunyi berubah dari r1 ke r2

𝑇𝐼𝑟2 = 𝑇𝐼𝑟1 − 20 log (𝑟2

𝑟1)

𝐼 = 𝑃

4𝜋𝑟2=

12,56

4 (3,14) 102 = 10−2

𝑇𝐼 = 10 log (𝐼

𝐼0) = 10 log (

10−2

10−12)

𝑇𝐼 = 10 log 1010 = 100 𝑑𝐵

Solusi Asik:

Jika intensitas bunyi diketahui: 𝐼 = 10−𝑥 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2, maka 𝑇𝐼 = (12 − 𝑥) . 10 𝑑𝐵

𝑥 = 1 , 2 , … , 12

𝐼 = 10−2 , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑇𝐼 = (12 − 2). 10 = 100 𝑑𝐵

Jawaban : ( D )

29. Perhatikan pernyataan – pernyataan berikut ini :

(1) Mengganti kisi dengan kisi yang jumlah garis per milimeternya lebih besar.

(2) Cahaya yang dijatuhkan dari biru ke kuning.

(3) Mengganti cahaya yang dijatuhkan dari merah ke hijau.

(4) Mendekatkan layar dari kisi.

Yang termasuk upaya memperbesar lebar pita terang pada percobaan kisi difraksi adalah ….


22


DOKUMEN PRIBADI


A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (2) dan (4)

Pembahasan:

Lebar pita terang pada kisi dirumuskan:

∆𝑦 = 𝜆 𝐿

𝑑 ⟹ 𝑑 =

1

𝑁

∆𝑦 = 𝑁 𝜆 𝐿

Untuk memperlebar celah, maka jumlah celah kisi diperbanyak (1), panjang gelombang diperbesar

(2), dan menjauhkan kisi dari layar.

Catatan:

merah – jingga – kuning – hijau – biru – nila – ungu

(paling besar) (paling pendek)

𝜆𝑘𝑢𝑛𝑖𝑛𝑔 > 𝜆𝑏𝑖𝑟𝑢

Jawaban : ( A )

30. Perhatikan pernyataan berikut:

(1) Pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum

(2) Bayangan akhir maya terbalik diperbesar

(3) Benda berada pada fokus objektif

(4) Bayangan objektif jatuh di fokus okuler

Pernyataan yang berkaitan dengan proses pembentukan bayangan secara optimal pada mikroskop

adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan:

Teori Asik:

Mikroskof:

▪ 𝑓𝑜𝑏 < 𝑓𝑜𝑘

▪ Benda diletakkan di Ruang 2 objektif ( antara fob dengan 2fob )

▪ Saat mata berakomodasi maksimum: bayangan dari lensa objektif jatuh di Ruang 1 lensa

okuler.

▪ Saat mata tidak berakomodasi: bayangan dari lensa objektif jatuh di titik fokus okuler.

▪ Sifat bayangan dari lensa obektif : Nyata – Terbalik – Diperbesar

▪ Lensa Okuler berperan sebagai Lup.

▪ Bayangan akhir mikroskop : Maya – Diperbesar – Terbalik dari benda objektif.

▪ Perbesaran total mikroskop:

𝑀 = [𝑠′𝑜𝑏

𝑠𝑜𝑏] 𝑥 [

𝑆𝑛

𝑓𝑜𝑘+ 1] ; untuk mata berakomodasi maksimum.

𝑀 = [𝑠′𝑜𝑏

𝑠𝑜𝑏] 𝑥 [

𝑆𝑛

𝑓𝑜𝑘] ; untuk mata tidak berakomodasi


23


DOKUMEN PRIBADI


Pembentukan bayangan pada mikroskop secara optimal terjadi ketika mata berakomodasi

maksimum. Pernyataan yang benar adalah pernyataan (1) dan (2)

Jawaban : ( A )

31. Perhatikan tabel data eksperimen periode beberapa pegas berikut !

Pegas 10 T T T2

P 4 0,4 0,16

Q 6 0,6 0,36

R 2 0,2 0,04

S 3 0,3 0,09

T 8 0,8 0,64

Jika massa beban pada eksperimen tersebut 200 gram, konstanta pegas terbesar diperoleh pada

pegas ….

A. P

B. Q

C. R

D. S

E. T

Pembahasan:

Periode getaran pada pegas dirumuskan:

𝑇 = 2𝜋 √𝑚

𝑘 ⟹ 𝑇2 = 2𝜋

𝑚

𝑘 ⟹ 𝑘 ~

1

𝑇2

Jadi nilai k terbesar dimiliki oleh pegas yang nilai T2 terkecil, yaitu pegas R

Jawaban : ( C )

32. Dua muatan listrik muatannya 0,2 µC diletakkan titik B dan C sebuah segitiga sama kaki. Jika k =

9.109 N.m2.C–2 , maka resultan kuat medan listrik di titik A adalah ….

A. 2 x 104 N.C–1

B. 2√2 x 104 N.C–1

C. 2√3 x 104 N.C–1

D. 3√2 x 104 N.C–1

E. 3√3 x 104 N.C–1

Pembahasan :

Kuat medan oleh muatan uji:

𝐸 = 𝑘 𝑞

𝑟2 (𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟𝑛 𝑣𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟)

𝐸𝐵 = 9 𝑥 109 0,2 𝑥 10−6

(0,3)2 𝐸𝐶 = 9 𝑥 109 0,2 𝑥 10−6

(0,3)2

𝐸𝐵 = 2 𝑥 104 𝑁/𝐶 𝐸𝐶 = 2 𝑥 104 𝑁/𝐶

𝐸𝐴 = √𝐸𝐵2 + 𝐸𝐶

2

+ +

30 cm 30 cm

450 45

0

A

B C


24


DOKUMEN PRIBADI


𝐸𝐴 = √(2 𝑥 104)2 + (2 𝑥 104)2

𝐸𝐴 = 2 √2 𝑥 104 𝑁/𝐶

Solusi asik:

Jika ada dua kuat medan listrik sama besar membentuk sudut 600 satu sama lain, maka nilai

resultannya:

𝐸𝑅 = 𝐸 √3 = 𝑘 𝑞

𝑟2 √3

Jika ada dua kuat medan listrik sama besar membentuk sudut 900 (tegak lurus) satu sama lain,

maka nilai resultannya:

𝐸𝑅 = 𝐸 √2 = 𝑘 𝑞

𝑟2 √2

Jika ada dua kuat medan listrik sama besar membentuk sudut 1200 satu sama lain, maka nilai

resultannya:

𝐸𝑅 = 𝐸 = 𝑘 𝑞

𝑟2

Penyelesaian:

Titik A sudutnya 900, serta ada muatan B dan muatan C yang sama besar dan jaraknya terhadap

A sama besar, maka kuat medan di titik A:

𝐸𝑅 = 𝑘 𝑞

𝑟2 √2 = 9 𝑥 109

0,2 𝑥 10−6

(0,3)2 √2 = 2 √2 𝑥 104 𝑁/𝐶

Jawaban : ( B )

33. Perhatikan rangkaian listrik berikut !

5W 6W

4V6W

12V

A

B

JIka hambatan 5 Ohm pada rangkaian diganti dengan hambatan 7 Ohm, maka perbandingan arus

total yang mengalir pada rangkaian sebelum dengan setelah penggantian adalah ….

A. 4 : 5

B. 5 : 4

C. 10 : 11

D. 11 : 5

E. 11 : 10


25


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

▪ Rangkaian Seri:

Kuat Arus (I)

𝐼𝑆 = 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3 = …

Beda Potensial (V)

𝑉𝑆 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + …

V1 V2 V1 V2

𝑉𝑆 = 𝑉1 + 𝑉2 𝑉𝑆 = 𝑉1 − 𝑉2

Hambatan (R)

𝑅𝑆 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + …

▪ Rangkaian Paralel

Kuat Arus (I)

𝐼𝑝 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 + …

Beda Potensial (V)

𝑉𝑝 = 𝑉1 = 𝑉2 = 𝑉3 = …

Hambatan (R)

1

𝑅𝑝=

1

𝑅1+

1

𝑅2+

1

𝑅3+ …

Jika hanya ada 2 resistor diparalel:

𝑅𝑝 = 𝑅1 𝑥 𝑅2

𝑅1 + 𝑅2

5W 6W

4V6W

12V

A

B

Rp 5W Rp = 3W

4V

12V

A

B

𝑅𝑝 = 𝑅1 𝑥 𝑅2

𝑅1 + 𝑅2 =

6 𝑥 6

6 + 6 = 3 𝑂ℎ𝑚

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1 = 5 + 3 = 8 𝑂ℎ𝑚

Ketika R = 5 Ohm diganti dengan R = 7 Ohm, maka:

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 2 = 7 + 3 = 10 𝑂ℎ𝑚

Dari persamaan hukum Ohm: 𝐼 = 𝑉

𝑅 ⟹ 𝐼 ~

1

𝑅

𝐼1

𝐼2=

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 2

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1 =

10

8 =

5

4

Jawaban : ( B )

34. Sebuah muatan posistif bergerak di bawah sebuah kawat berarus listrik yang arah arusnya searah

sumbu x (+) seperti gambar. Muatan bergerak searah dengan arah arus listrik. Arah gaya Lorentz

yang dialami oleh muatan tersebut searah sumbu ….

A. y (+)

B. y (–)

C. x (+)

D. x (–)

E. z (+)

y (+)

x (+)

z (+)

vq

I


26


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

Kaidah tangan kanan Oerstead Arah gaya Lorentz

q (+) v

I

q (-) v

I

Muatan bergerak di bawah sumbu x (+), maka berdasarkan aturan di atas:

y (+)

x (+)

z (+)

I , vq

I

B

F

Jawaban : ( A )

35. Sebuah kumparan terdiri atas 50 lilitan berada dalam fluks magnetic yang berubah terhadap waktu,

yang dinyatakan dengan Φ = 5𝑡2 + 10𝑡 + 1 , dimana Φ dalam weber dan t dalam detik. Besar

ggl induksi yang terjadi pada ujung – ujung kumparan saat t = 2 detik adalah ….

A. 1.500 volt

B. 1.000 volt

C. 950 volt

D. 900 volt

E. 700 volt

Pembahasan:

𝜀𝑖𝑛𝑑 = −𝑁𝑑Φ

𝑑𝑡

𝜀𝑖𝑛𝑑 = −𝑁 . 𝑑

𝑑𝑡 (5𝑡2 + 10𝑡 + 1)

𝜀𝑖𝑛𝑑 (𝑡) = 𝑁(10𝑡 + 10)

Pada saat t = 2s

𝜀𝑖𝑛𝑑 (2) = 50 . (10(2) + 10)

𝜀𝑖𝑛𝑑 (2) = 1.500 𝑣𝑜𝑙𝑡

Jawaban : ( A )


27


DOKUMEN PRIBADI


36. Perhatikan pernyataan berikut !

(1) Adanya arus Eddy

(2) Kebocoran fluks magnet

(3) Perbedaan tegangan pada kumparan

(4) Perbedaan jumlah lilitan kumparan

Pernyataan yang benar terkait efisiensi trafo yang tidak kurang 100% adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Teori Asik:

▪ Transformator bekerja berdasarkan dua prinsip:

1) Arus listrik dapat menghasilkan medan magnet

2) Medan magnet yang berubah dalam kumparan kawat menginduksi tegangan pada ujung

– ujung kumparan (induksi elektromagnetik). Mengubah arus dalam kumparan primer

perubahan fluks magnetik yang dikembangkan. Perubahan fluks magnet menginduksi

tegangan pada kumparan sekunder.

▪ Arus Eddy merupakan arus listrik yang diinduksikan ke dalam konduktor dengan mengubah

medan magnet konduktor tersebut. Arus Eddy dapat menimbulkan panas pada bidang

konduktor di dekat sumber medan magnet.

▪ Fluks bocor (leakage fluks) adalah fluks primer yang tidak mencapai lilitan sisi sekunder

▪ Fluks bersama (mutual fluks) adalah fluks yang dapat terbagi dalam dua komponen primer

dan sekunder

▪ Pada transformator ideal berlaku persamaan: 𝑉𝑝

𝑉𝑠=

𝑁𝑝

𝑁𝑠=

𝐼𝑠

𝐼𝑝

▪ Efisiensi transformator:

𝜂 = (𝑉𝑠 . 𝐼𝑠

𝑉𝑝 . 𝐼𝑝) 𝑥 100%

Pernyataan yang benar terkait efisiensi trafo yang tidak kurang 100% adalah pernyataan (3) dan

(4)

Jawaban : ( E )

37. Dua lampu masing – masing bertuliskan 10 W ; 10 V dan 20 W ; 10 V dipasang parallel pada

tegangan searah 10 volt.

(1) Tegangan pada lampu 1 = Tegangan lampu 2

(2) Lampu 1 menyala lebih terang dibanding lampu 2

(3) Hambatan lampu 1 lebih besar dari hambatan lampu 2

(4) Kuat arus yang mengalir di lampu 1 lebih besar dari lampu 2

Pernyataan yang benar terkait dengan kedua lampu adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (2) dan (4)


28


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

▪ Kedua lampu di rangkai parallel, berarti tegangan pada kedua lampu sama.

▪ Daya lampu dirumuskan: 𝑃 = 𝑉 . 𝐼 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑃 = 𝑉2

𝑅 . dari persamaan tersebut dapat

disimpulkan:

VL1 = VL2

PL1 < PL2 (dilihat dari data soal ; PL1 = 10 W dan PL2 = 20 W)

IL1 < IL2 (𝑃 ~ 𝐼 )

RL1 > RL2 (𝑃 ~ 1

𝑅)

Lampu 1 lebih Redup dari Lampu 2

Jawaban : ( B )

38. Grafik berikut ini hubungan antara GGL () terhadap waktu (t) yang dipasang pada tegangan AC.

1

-1

02 4 6

(volt)

t(s)

Jika kumparan itu diputar dengan kecepatan sudut empat kali dan jumlah lilitannya dijadikan ½

kali semula, maka grafiknya adalah ….

1

-1

01 2 3

(volt)

t(s)

4

-4

02 4 6

(volt)

t(s)

½

-½

02 4 6

(volt)

t(s)

¼

-¼

00,5 1 1,5

(volt)

t(s)

2

-2

00,5 1 1,5

(volt)

t(s)

A

B

C

D

E


29


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

Besar GGL induksi pada Generator AC dirumuskan:

𝜀𝑖𝑛𝑑 = 𝑁 𝐵 𝐴 𝜔 sin 𝜔𝑡

𝜀𝑖𝑛𝑑 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 = 𝑁 𝐵 𝐴 𝜔

Dengan:

𝜔 = 2𝜋𝑓 = 2𝜋

𝑇

Perhatikan gambar:

1

-1

02 4 6

(volt)

t(s)

Periode (T)

maksimum

Kedaan kedua:

𝜔2 = 4𝜔

𝑁2 =1

2𝑁

karena 𝜔 ~ 1

𝑇 maka: 𝑇2 =

1

4 𝑇

karena 𝜀 ~ 𝑁𝜔 maka: 𝜀2 =1

2 4 𝜀 = 2𝜀

maka grafik keadaan kedua, yang tepat:

2

-2

00,5 1 1,5

(volt)

t(s)

T2 = ¼ (4) = 1s

2 = 2 (1) = 2 volt

Jawaban : ( C )

39. Perbedaan antar massa inti dengan massa partikel penyusunnya berkaitan dengan ….

A. Inti atom tersusun dari proton dan electron

B. Massa inti selalu lebih besar daripada massa electron

C. Selisih antara massa nukleon dengan massa inti digunakan untuk mengikat elektron – elektron

dalam atom

D. Selisih massa nukleon dengan massa inti digunakan sebagai energi ikat elektron

E. Sebagian massa inti berubah menjadi energi untuk mengikat proton dan proton lain di dalam

inti atom


30


DOKUMEN PRIBADI


Pembahasan:

Teori Asik:

▪ Selisih antara massa inti dengan massa partikel penyusun inti atom disebut Defek Massa,

yang dirumuskan:

∆𝑚 = (𝑍 . 𝑚𝑝 + (𝐴 − 𝑍) . 𝑚𝑛 − 𝑚 𝑋𝑍𝐴 )

▪ Energi Ikat Inti dirumuskan:

𝐸 = ∆𝑚 𝑐2 (𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒) 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐸 = ∆𝑚 931 (𝑀𝑒𝑉)

Dari persamaan di atas selisih antara massa inti dengan massa partikel penyusun inti atom berubah

menjadi Energi Ikat Inti.

Jawaban : ( E )

40. Suatu unsur Radioaktif (X231) semula bermassa m0 dan memiliki konstanta peluruhan 0,03465

hari–1 setelah 60 hari massanya tinggal 25 gram. Jika NA bilangan Avogadro, maka waktu paruh

dan aktifitas radioaktif mula – mula unsur radoaktif tersebut adalah ….

A. 5 hari dan 3,0 NA partikel . hari –1

B. 10 hari dan 0,3 NA partikel . hari –1

C. 10 hari dan 3,0 NA partikel . hari –1

D. 20 hari dan 0,03 NA partikel . hari –1

E. 20 hari dan 0,3 NA partikel . hari –1

Teori Asik:

Rumus-rumus pada peluruhan unsur radioaktif:

𝑁 = 𝑁0 (1

2)

𝑛

(𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ)

𝐴 = 𝑑𝑁

𝑑𝑡 = 𝜆 𝑁 (𝑎𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑢𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓)

𝐴 = 𝐴0 (1

2)

𝑛

𝑛 = 𝑡

𝑇1/2

𝑇1/2 = 0,693

𝜆 (𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑎𝑟𝑢ℎ)

𝜆 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛

Waktu paruh:

𝑇1/2 = 0,693

𝜆 =

0,693

0,03465= 20 ℎ𝑎𝑟𝑖

Aktifitas radioaktif:

𝐴 = 𝜆 𝑁𝐴 = 0,03465 𝑥 𝑁𝐴 ≈ 0,03𝑁𝐴

Jawaban : ( D )


PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL - satrioabd.files.wordpress.com · Jika roda A berputar 50 kali dalam...

Documents

Transcript of PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL - satrioabd.files.wordpress.com · Jika roda A berputar 50 kali dalam...