Pengukuran. Pembahasan Skala utama = 2 mm Skala putar = 47 x 0,01 mm = 0,47 mm. Tebal benda = 2 mm + 0,47 mm = 2,47 mm Jawaban yang benar adalah B.

Transkripsi

1 Soal UN Fisika SMA 01 Pengukuran 1. Soal UN 011/01 A81 No. Sebuah benda ketebalannya diukur dengan mikrometer sekrup seperti gambar. Hasil pengukuran ketebalan benda adalah... A.,97 mm B.,47 mm C.,03 mm D. 1,97 mm E. 1,47 mm Skala utama = mm Skala putar = 47 x 0,01 mm = 0,47 mm Tebal benda = mm + 0,47 mm =,47 mm Jawaban yang benar adalah B.. Soal UN 011/01 C61 No. Sebuah mikrometer digunakan untuk mengukur tebal suatu benda, skalanya ditunjukkan seperti gambar berikut. Hasil pengukurannya adalah... A.,13 mm B.,63 mm C.,70 mm D.,73 mm E.,83 mm Vektor Skala utama =,5 mm Skala putar = 13 x 0,01 mm = 0,13 mm Tebal benda =,5 mm + 0,13 mm =,63 mm Jawaban yang benar adalah B. 1. Soal UN 011/01 A81 No.1 Seorang anak berlari menempuh jarak 80 m ke utara, kemudian membelok ke timur 80 m dan ke selatan 0 meter. Besar perpindahan yang dilakukan anak tersebut adalah... A. 060 m B. 080 m C. 100 m D. 10 m E. 180 m Gunakan rumus Pythagoras : R= (80 0) +(80) R= R= R= R = 100 meter Arah timur laut Jawaban yang benar adalah C. Soal UN 011/01 C61 No.1 Budi berjalan sejauh 6 meter ke timur, kemudian 6 meter ke selatan dan meter ke timur. Perpindahan Budi dari posisi awal adalah... A. 0 m B. 14 m C. 1 m D. 10 m E. 8 m Gunakan rumus Pythagoras : R= (6+) +(6) 014 A. San Lohat, S. Pd. 1

2 Soal UN Fisika SMA 01 R= 8 +6 R= R= 100 R = 10 meter Arah tenggara Jawaban yang benar adalah D. Gerak Lurus 1. Soal UN 011/01 A81 No.6 Grafik di samping merupakan grafik sebuah benda yang bergerak lurus. Jarak yang ditempuh benda antara 0 sampai dengan 8 s adalah... A. 7 m B. 64 m C. 48 m D. 4 m E. 1 m Gunakan cara seperti penyelesaian soal sebelumnya, di mana jarak tempuh = luas bidang yang diarsir pada grafik. Amati grafik di atas! Bidang yang diarsir dibagi menjadi beberapa bagian agar luas bidang dapat dihitung menggunakan rumus yang telah diketahui. Luas bidang 1 = luas segitiga = ½ (4-0)(1-0) = ½ (4)(1) = ()(1) = 4 Luas bidang = luas persegi panjang = (8-4)(1-0) = (4)(1) = 48 Jarak tempuh selama selang waktu 8 sekon = = 7 meter Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 C61 No.6 Perhatikan grafik kecepatan v terhadap t untuk benda yang bergerak lurus berikut! Jarak yang ditempuh selama 1 sekon adalah... A. 8 m B. 10 m C. 1 m D. 4 m E. 36 m Soal ini mirip seperti soal sebelumnya. Jika pada soal sebelumnya ditanyakan jarak tempuh selama 10 sekon, pada soal ini ditanya jarak tempuh selama 1 sekon. Luas bidang 1 = luas segitiga = ½ (-0)(4-0) = ½ ()(4) = 4 Luas bidang = luas persegi panjang = (6-)(4-0) = (4)(4) = 16 Luas bidang 3 = luas segitiga = ½ (8-6)(4-0) = ½ ()(4) = 4 Luas bidang 4 = luas segitiga = ½ (10-8)(4-0) = ½ ()(4) = 4 Luas bidang 5 = luas persegi = (1-10)(4-0) = ()(4) = 8 Jarak tempuh selama selang waktu 10 sekon = = 36 meter Jawaban yang benar adalah D. 014 A. San Lohat, S. Pd.

3 Soal UN Fisika SMA 01 Gerak Melingkar Beraturan 1. Soal UN 011/01 A81 No.5 Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 6 meter. Jika dalam menit benda itu melakukan 16 kali putaran, maka kecepatan linear benda tersebut adalah... A. 0,8 p m.s 1 B. 1,0 p m.s 1 C. 1, p m.s 1 D. 1,4 p m.s 1 E. 1,6 p m.s 1 Jari-jari (r) = 6 meter Kecepatan sudut (ω) = 16 putaran / menit = 8 putaran / menit = 8 putaran / 60 sekon = 0,13 putaran/sekon. Ditanya : kecepatan linear (v)? Rumus hubungan antara kecepatan linear (v) dan kecepatan sudut (ω) : v = r ω = (6 meter)(0,13 putaran/sekon) = 0,8 putaran meter/sekon Jawaban yang benar adalah A. Jika dinyatakan dalam radian : 1 putaran = π radian = (3,14) = 6,8 radian Kecepatan sudut = 8 (6,8) radian / 60 sekon = 50,4 radian / 60 sekon = 0,84 radian/sekon v = r ω = (6 meter)(0,84 radian/sekon) = 5,04 radian/sekon. Soal UN 011/01 C61 No.5 Baling-baling kipas angin berjari-jari 0/π cm mampu berputar 4 kali dalam 1 sekon. Kecepatan linear ujung baling-baling adalah... A. 3, m.s -1 B. 1,6 m.s -1 C. 1,3 m.s -1 D. 1,0 m.s -1 E. 0,8 m.s -1 Hukum Newton Jari-jari (r) = 0/π m = 0 / 3,14 cm = 6,4 cm = 0,064 meter Kecepatan sudut (ω) = 4 putaran / 1 sekon = 4 putaran/sekon 1 putaran = ()(3,14) radian = 6,8 radian Kecepatan sudut (ω) = (4)(6,8) radian/sekon = 5,1 radian/sekon Ditanya : kecepatan linear (v) ujung baling-baling? v = r ω = (0,064 meter)(5,1 radian/sekon) = 1,6 meter/sekon Jawaban yang benar adalah B. 1. Soal UN 011/01 A81 No.3 Perhatikan gambar balok berikut ini. Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m.s maka gaya normal yang dialami balok adalah A. San Lohat, S. Pd. 3

4 Soal UN Fisika SMA 01 A. 7 N B. 30 N C. 33 N D. 43 N E. 45 N w = m g = (3 kg)(10 m/s ) = 30 Newton (arah ke bawah) F 1 = 5 N (arah ke bawah) F = 8 N (arah ke atas) Ditanya : Gaya normal (N)? Gaya normal dikerjakan oleh lantai pada balok dan arahnya tegak lurus permukaan lantai. Selain gaya normal, terdapat tiga gaya yang bekerja pada balok yakni F 1, F dan w. Besar gaya normal sama dengan resultan ketiga gaya ini, agar resultan gaya pada arah vertikal sama dengan nol, benda diam dan hukum I Newton terpenuhi. Gaya yang searah dijumlahkan dan yang berlawanan arah dikurangi. w + F1 F = = 35 8 = 7 N Resultan ketiga gaya ini adaalah 7 N. Besar gaya normal = 7 Newton. Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 C61 No.3 Agar gaya normal yang bekerja pada balok sebesar 0 N maka besar dan arah gaya luar yang bekerja pada balok adalah... A. 50 N ke bawah B. 30 N ke atas C. 30 N ke bawah D. 0 N ke atas E. 0 N ke bawah w = 50 N N = 0 N Ditanya : besar gaya luar (F) yang bekerja pada balok? Agar gaya normal (N) = 0 N maka harus ada gaya luar (F) = 30 N dan berlawanan arah dengan gaya berat (w) = 50 N. Besar gaya luar (F) = 30 N, arah gaya luar ke atas. Jawaban yang benar adalah B. 3. Soal UN 011/01 A81 No.4 Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m 1 = 6 kg dan m = 4 kg serta massa katrol diabaikan. Jika permukaan bidang licin dan g = 10 m.s, maka percepatan sistem adalah... A. 0,5 m.s B.,0 m.s C.,5 m.s D. 4,0 m.s E. 5,0 m.s 014 A. San Lohat, S. Pd. 4

5 Soal UN Fisika SMA 01 m 1 = 6 kg, m = 4 kg, g = 10 m/s w 1 = m 1 g = (6 kg)(10 m/s ) = 60 kg m/s atau 60 Newton w = m g = (4 kg)(10 m/s ) = 40 kg m/s atau 40 Newton Ditanya : percepatan sistem (a)? m 1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok. Terapkan hukum II Newton : F = m a w = (m 1 + m ) a 40 N = (6 kg + 4 kg) a 40 N = (10 kg) a a = 40 N / 10 kg a = 4 m/s Jawaban yang benar adalah D. 4. Soal UN 011/01 C61 No.4 Dua balok yang masing-masing bermassa kg, dihubungkan dengan tali dan katrol seperti pada gambar. Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 40 N, percepatan balok adalah... (g = 10 m/s ) A. 5 m/s : m A = m B = kg, g = 10 m/s, F = 40 N w A = m g = ()(10) = 0 N Ditanya : percepatan balok (a)? Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A. B. 7,5 m/s C. 10 m/s D. 1,5 m/s E. 15 m/s Terapkan hukum II Newton : F = m a F - w A = (m A + m B ) a 40-0 = ( + ) a 0 = (4) a a = 0 / 4 a = 5 m/s Jawaban yang benar adalah A. Dinamika Rotasi 1. Soal UN 011/01 B74 No.7 Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah... (sin 53 o = 0,8) A.,4 N m B.,6 N m C. 3,0 N m D. 3, N m E. 3,4 N m Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D. F 1 = 10 N dan l 1 = r 1 sin θ = (40 cm)(sin 53 o ) = (0,4 m)(0,8) = 0,3 meter F = 10 N dan l = r sin θ = (0 cm)(sin 45 o ) = (0, m)(0,5 ) = 0,1 meter F 3 = 0 N dan l 3 = r 1 sin θ = (10 cm)(sin 90 o ) = (0,1 m)(1) = 0,1 meter 014 A. San Lohat, S. Pd. 5

6 Soal UN Fisika SMA 01 Ditanya : Resultan momen gaya τ 1 =F 1 l 1 = (10 N)(0,3 m) = 3, Nm (positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam) τ =F l = (10 N )( 0,1 m ) = - Nm (negatif karena momen gaya ini menyebabkan balook berotasi searah putaran jarum jam) τ 3 =F 3 l 3 = (0 N)(0,1 m) = Nm (positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam) Resultan momen gaya : τ τ = 1 τ - τ + 3 τ τ = 3, Nm Nm + Nm = 3, Nm Jawaban yang benar adalah D.. Soal UN 011/01 B74 No.6 Dua buah bola yang dianggap sebagai partikel dihubungkan dengan seutas tali kawat seperti gambar. Bila massa bola P dan Q masing-masing 600 gram dan 400 gram, maka momen inersia sistem kedua bola terhadap poros AB adalah... A. 0,008 kg m Sumbu rotasi adalah AB. m p = 600 gram = 0,6 kg, m q = 400 gram = 0,4 kg r p = 0 cm = 0, m, r q = 50 cm = 0,5 m Ditanya : Momen inersia sistem? I = m p r p + m q r q I = (0,6 kg)(0, m) + (0,4 kg)(0,5 m) I = (0,6 kg)(0,04 m ) + (0,4 kg)(0,5 m ) I = 0,04 kg m + 0,1 kg m I = 0,14 kg m Jawaban yang benar adalah C. B. 0,076 kg m C. 0,14 kg m D. 0,170 kg m E. 0,760 kg m 3. Soal UN 011/01 C61 No.1 Perhatikan gambar bidang homogen! Letak titik berat sistem benda arah sumbu y dari titik Q adalah A. San Lohat, S. Pd. 6

7 Soal UN Fisika SMA 01 A. 1,00 cm B. 1,75 cm C.,00 cm D. 3,00 cm E. 3,5 cm Bagi benda menjadi dua bagian, bagian 1 = persegi panjang, bagian = segitiga. A 1 = (1,5)() = 5 A = ½ (1,5-,5)(3) = ½ (10)(3) = (5)(3) = 15 y 1 = ½ () = 1 y = 1/3 (3) + = 1 + = 3 Koordinat titik berat benda pada sumbu y : y= y A + y A 1 1 (1 ) (5 )+(3 ) (15 ) = A 1 + A 5+15 y= = 70 =1,75 cm 40 Titik Q = titik hitam yang terletak pada dasar benda bagian tengah. Jawaban yang benar adalah B. 4. Soal UN 011/01 A81 No.1 Letak titik berat dari bangun bidang seperti pada gambar di samping dari sumbu x adalah... A. 4,5 cm B. 4 cm C. 3,5 cm D. 3 cm E. cm Bagi benda menjadi dua bagian, bagian 1 = persegi panjang, bagian = segitiga. A 1 = (6-0)(3-0) = (6)(3) = 18 A = ½ (6-3)(6-3) = ½ (3)(3) = 4,5 y 1 = ½ (3) = 1,5 y = 1/3 (6-3) + 3 = 1/3 (3) + 3 = = 4 Koordinat titik berat benda pada sumbu y : y= y A + y A 1 1 (1,5 ) (18 )+( 4 ) ( 4,5) = A 1 + A 18+4,5 y= 7+18,5 = 45,5 = Jawaban yang benar adalah E. 014 A. San Lohat, S. Pd. 7

8 Soal UN Fisika SMA 01 Usaha dan Energi 1. Soal UN 011/01 C61 No.16 Sebuah mobil dengan massa 1 ton, bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 ms -1. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah... A Joule B..500 Joule C Joule D Joule E Joule Massa (m) = 1 ton = 1000 kg Kelajuan awal (v o ) = 0 (mobil bergerak dari keadaan diam) Kelajuan akhir (v t ) = 5 m/s Ditanya : Usaha (W) yang dilakukan oleh mesin mobil? Teorema usaha-energi kinetik : W total = ½ m (v t v o ) Usaha yang dilakukan oleh mesin mobil adalah : W total = ½ (1000)(5 0 ) = (500)(5 0) = (500) (5) = Joule Jawaban yang benar adalah D.. Soal UN 011/01 C61 No.14 Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti gambar berikut : Jika kecepatan awal pemain ski = nol dan percepatan gravitasi 10 ms -, maka kecepatan pemain pada ketinggian B adalah... A. ms -1 B. 5 ms -1 C. 10 ms -1 D. 0 ms -1 E. 5 ms -1 Kecepatan awal (v o ) = 0 Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s Perubahan ketinggian = 50 meter 10 meter = 40 meter Ditanya : kecepatan pemain pada ketinggian B? Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal = energi mekanik akhir. Ketika mulai bergerak dari titik A, kecepatan awal pemain ski = v o = 0 sehingga energi kinetik awal = EK o = ½ m v o = 0. Sebaliknya ketika berada di titik A, pemain ski mempunyai energi potensial gravitasi awal = EP o = m g h, di mana h = 50 meter. Jadi energi mekanik awal (EM o ) = energi potensial gravitasi awal (EP o ). Selama bergerak dari A ke B, ketinggian pemain ski berkurang sehingga energi potensial gravitasi berkurang. Energi potensial gravitasi tidak hilang tetapi berubah menjadi energi kinetik. Bertambahnya energi kinetik ditandai dengan meningkatnya kecepatan pemain ski. Jika pemain ski tiba di dasar bidang miring maka semua energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Pada dasar bidang miring, energi potensial gravitasi bernilai nol sedangkan energi kinetik bernilai maksimum. Jadi energi mekanik akhir (EM t ) = energi kinetik akhir (EK t ). Bagaimana dengan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik B? Pada titik B, sebagian energi potensial gravitasi berkurang dan berubah menjadi energi kinetik. Tepatnya, energi kinetik di titik B = pengurangan energi potensial gravitasi jika benda diandaikan jatuh bebas setinggi 40 meter. Mengapa tidak digunakan panjang lintasan bidang miring tetapi ketinggian 40 meter? Jika anda belum memahami 014 A. San Lohat, S. Pd. 8

9 Soal UN Fisika SMA 01 hal ini, sebaiknya anda pelajari lagi materi gaya konservatif dan kaitannya dengan energi potensial serta hukum kekekalan energi mekanik. Kecepatan pemain ski pada ketinggian B : Energi mekanik akhir = energi mekanik awal Energi kinetik di titik B = energi potensial gravitasi setinggi 40 meter EK = EP ½ m v t = m g h ½ v t = g h ½ v t = (10)(50-10) ½ v t = (10)(40) ½ v t = 400 v t = ()(400) = 800 v t = 800 = ()(400) = 0 m/s Jawaban yang benar adalah D. 3. Soal UN 011/01 A81 No.14 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 Massa benda = m Kecepatan awal (v o ) = 0 Ketinggian (h) = 0 meter Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s Ditanya : kecepatan akhir (v t )? Energi mekanik awal (EM 1 ) = energi potensial gravitasi di A (EP A ) = m g h = (m)(10)(0) = 00 m Energi mekanik akhir (EM ) = energi kinetik (EK) = ½ m v t Elastisitas B. 1 m.s -1 C. 0 m.s -1 D. 4 m.s -1 E. 30 m.s -1 Kecepatan benda pada titik terendah atau kecepatan akhir benda (v t )? Hukum kekekalan energi mekanik : EM 1 = EM 00 m = ½ m v t 00 = ½ v t 400 = v t v t = 0 m/s Jawaban yang benar adalah C. 1. Soal UN 011/01 C61 No.8 Perhatikan data hasil percobaan lima jenis karet ban A, B, C, D dan E yang ditarik dengan gaya F sehingga panjangnya bertambah. Karet ban yang konstanta pegasnya terkecil adalah A. San Lohat, S. Pd. 9

10 Soal UN Fisika SMA 01 Rumus hukum Hooke : k = F / Δx Keterangan : k = konstanta elastisitas, F = gaya, Δx = pertambahan panjang karet Konstanta elastisitas karet : k A = F / Δx = 1 / 0,05 = 0 N/m k B = F / Δx = / 0,05 = 80 N/m k C = F / Δx = 1 / 0,05 = 40 N/m k D = F / Δx = / 0,05 = 40 N/m k E = F / Δx = / 0,5 = 8 N/m Jawaban yang benar adalah E.. Soal UN 011/01 A81 No.06 Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan... Rumus hukum Hooke : k = F / Δx Konstanta pegas : k A = 7/0,035 = 00 Nm -1 k B = 8/0,05 = 30 Nm -1 k C = 6/0,00 = 300 Nm -1 k D = 9/0,045 = 00 Nm -1 k E = 10/0,033 = 303 Nm -1 Konstanta elastisitas terbesar adalah 30 Nm -1. Jawaban yang benar adalah B. 3. Soal UN 011/01 C61 No.9 Sebuah pegas diberi beban kg seperti gambar berikut. Jika pegas mengalami pertambahan panjang 5 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m.s -, maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah... A. 4,0 J B. 3,0 J C.,5 J D. 1,0 J E. 0,5 J Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s Massa beban (m) = kg Berat beban (w) = m g = ()(10) = 0 Newton Ditanya : Energi potensial karet? Terlebih dahulu hitung konstanta elastisitas pegas menggunakan rumus hukum Hooke : k = w / Δx = 0 / 0,05 = 400 N/m Energi potensial elastis pegas adalah : EP = ½ k Δx = ½ (400)(0,05) = (00)(0,005) EP = 0,5 Joule Jawaban yang benar adalah E. 014 A. San Lohat, S. Pd. 10

11 Soal UN Fisika SMA Soal UN 011/01 A81 No.9 Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diperlukan gaya sebesar 0 N. Energi potensial pegas ketika meregang sejauh 10 cm adalah... A. Joule B. 4 Joule C. 0 Joule D. 50 Joule E. 100 Joule Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter Gaya (F) = 0 Newton Momentum, Impuls dan Tumbukan Ditanya : EP pegas ketika pegas meregang sejauh 10 cm? Konstanta pegas : k = F / Δx = 0 / 0,05 = 400 N/m Energi potensial pegas ketika Δx = 10 cm = 0,1 meter : EP = ½ k Δx = ½ (400)(0,1) = (00)(0,01) EP = Joule Jawaban yang benar adalah A. 1. Soal UN 011/01 C61 No.13 Sebuah bola karet massanya 75 gram dilemparkan horisontal hingga membentur dinding seperti gambar. Jika bola karet dipantulkan dengan laju yang sama, maka besar impuls bola yang terjadi adalah... A. 0 B. 1,5 N.s C. 3,0 N.s D. 3,7 N.s E. 5,5 N.s Massa bola (m) = 75 gram = 0,075 kg Kecepatan awal (v o ) = -0 m/s Kecepatan akhir (v t ) = 0 m/s Arah gerakan bola (arah kecepatan) berlawanan karenanya kecepatan awal dan kecepatan akhir mempunyai tanda yang berbeda. Ditanya : impuls Impuls = perubahan momentum I = Δp I = m (v t v o ) = 0,075 (0 (-0)) = 0,075 (0 + 0) = 0,075 (40) I = 3 N.s N.s adalah singkatan dari Newton sekon. Jawaban yang benar adalah C.. Soal UN 011/01 A81 No.13 Bola bermassa 0 gram dilempar dengan kecepatan v 1 = 4 m/s ke kiri. Setelah membentur tembok memantul dengan kecepatan v = m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah... A. 0,4 N.s B. 0,1 N.s C. 0,08 N.s 014 A. San Lohat, S. Pd. 11

12 Soal UN Fisika SMA 01 D. 0,06 N.s E. 0,04 N.s Massa bola (m) = 0 gram = 0,0 kg Kecepatan awal (v 1 ) = - 4 m/s Kecepatan akhir (v ) = m/s Arah gerakan bola (arah kecepatan) berlawanan karenanya kecepatan awal dan kecepatan akhir mempunyai tanda yang berbeda. Ditanya : impuls Impuls = perubahan momentum I = Δp I = m (v v 1 ) = (0,0)( (-4)) = (0,0)( + 4) I = (0,0)(6) = 0,1 N.s Jawaban yang benar adalah B. Fluida Dinamis 1. Soal UN 011/01 C61 No.11 Suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar berikut. Jika luas penampang A 1 = 8 cm, A = cm dan laju zat cair v = m/s maka besar v 1 adalah... A. 0,5 m.s -1 B. 1,0 m.s -1 C. 1,5 m.s -1 D.,0 m.s -1 E.,5 m.s -1 Luas penampang 1 (A 1 ) = 8 cm Luas penampang (A ) = cm Laju zat cair pada penampang (v ) = m/s Ditanya : laju zat cair pada penampang 1 (v 1 ) Persamaan kontinuitas fluida : A 1 v 1 = A v 8 v 1 = ()() 8 v 1 = 4 v 1 = 4 / 8 = 0,5 m/s Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 A81 No.11 Perhatikan gambar! Jika diameter penampang besar dua diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada yang kecil adalah... A. 01 m.s 1 B. 04 m.s 1 C. 08 m.s 1 D. 16 m.s 1 kali pipa 014 A. San Lohat, S. Pd. 1

13 Soal UN Fisika SMA 01 E. 0 m.s 1 Diameter penampang besar (d 1 ) = Jari-jari penampang besar (r 1 ) = ½ d 1 = ½ () = 1 Luas penampang besar (A 1 ) = π r 1 = π (1) = π (1) = π Diameter penampang kecil (d ) = 1 Jari-jari penampang kecil (r ) = ½ d = ½ (1) = ½ Luas penampang kecil (A ) = π r = π (1/) = π (1/4) = ¼ π Kecepatan aliran fluida pada penampang besar (v 1 ) = 4 m/s Ditanya : kecepatan aliran fluida pada penampang kecil (v ) Persamaan kontinuitas fluida : A 1 v 1 = A v π 4 = ¼ π (v ) 4 = ¼ (v ) v = 8 m/s Jawaban yang benar adalah C. Suhu, Kalor dan Perpindahan Kalor 1. Soal UN 011/01 A81 No.10 Perhatikan pernyataan berikut! (1) Konduktivitas logam () Perbedaan suhu ujung-ujung logam (3) Panjang logam (4) Massa logam Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah... A. (1), () dan (3) B. (1) dan (4) C. () dan (4) D. (3) dan (4) E. (4) saja Berdasarkan rumus laju perpindahan kalor secara konduksi, faktor-faktor yang menentukan laju perpindahan kalor adalah konduktivitas logam (k), perbedaan suhu ujung-ujung logam (T) dan panjang logam (l). Massa logam tidak berpengaruh. Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 B74 No.17 Air sebanyak 60 gram bersuhu 90 o C (kalor jenis air = 1 kal.g -1. o C -1 ) dicampur 40 gram air sejenis bersuhu 5 o C. Jika tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses ini, maka suhu akhir campuran adalah... A. 15,4 o C B. 3,0 o C C. 46,0 o C D. 64,0 o C E. 77,0 o C Massa air 1 (m 1 ) = 60 gram Suhu air 1 (T 1 ) = 90 o C Massa air (m ) = 40 gram 014 A. San Lohat, S. Pd. 13

14 Soal UN Fisika SMA 01 Suhu air (T ) = 5 o C Kalor jenis air (c) = 1 kal.g -1. o C -1 Ditanya : suhu akhir campuran Kalor yang dilepas air bersuhu tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap air bersuhu rendah (Q serap) m 1 c (ΔT) = m c (ΔT) (60)(1)(90 - T) = (40)(1)(T 5) (60)(90 - T) = (40)(T 5) T = 40T = 40T + 60T 6400 = 100T T = 6400/100 T = 64 o C Jawaban yang benar adalah D. Termodinamika 1. Soal UN 011/01 C61 No.0 Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi kali volume awal (V o = volume awal, P o = tekanan awal) dan suhu gas naik menjadi 4 kali semula. Besar tekanan gas menjadi... A. P o B. P o C. 4 P o D. 6 P o E. 8 P o Volume awal gas (V 1 ) = V o Volume akhir gas (V ) = V o Suhu awal gas (T 1 ) = T Suhu akhir gas (T ) = 4T Tekanan awal gas (P 1 ) = P o Ditanya : Tekanan akhir gas (P ) P 1 V 1 T 1 = P V T P o V o T = P V o 4 T P o 1 = P P = P o Jawaban yang benar adalah B.. Soal UN 011/01 A81 No.0 Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi kali tekanan semula, maka volumenya menjadi... A. 4 kali semula B. kali semula C. ½ kali semula D. ¼ kali semula E. tetap Isotermik = suhu konstan Volume awal gas (V 1 ) = V Tekanan awal gas (P 1 ) = P Tekanan akhir gas (P ) = P 014 A. San Lohat, S. Pd. 14 P 1 V 1 = P V P V = (P) V V = () V V = V / V = ½ V Jawaban yang benar adalah C.

15 Soal UN Fisika SMA 01 Ditanya : Volume akhir gas (V ) 3. Soal UN 011/01 C61 No.19 Perhatikan gambar! Gas ideal melakukan proses perubahan tekanan (P) terhadap volume (V). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses tersebut adalah... A. 0 Joule B. 15 Joule C. 10 Joule D. 5 Joule E. 4 Joule Tekanan awal (P 1 ) = 4 Pa = 4 N/m Tekanan akhir (P ) = 6 Pa = 6 N/m Volume awal (V 1 ) = m 3 Volume akhir (V ) = 4 m 3 Ditanya : Usaha yang dilakukan oleh gas (W) Usaha yang dilakukan gas = luasan di bawah kurva a-b. W = luas segitiga + luas persegi panjang W = ½ (6-4)(4-) + 4(4-) W = ½ ()() + 4() W = + 8 W = 10 Joule Jawaban yang benar adalah E. 4. Soal UN 011/01 A81 No.19 bertanda panah). W = ½ (0-10)(6 x 10 5 x 10 5 ) W = ½ (10)(4 x 10 5 ) W = (5)(4 x 10 5 ) W = 0 x 10 5 = x 10 6 Joule Jawaban yang benar adalah D. Suatu gas ideal mengalami proses tertutup A B C A. Dalam suatu siklus gas tersebut melakukan usaha sebesar... A.,0 x 10 3 J B. 5,5 x 10 3 J C. 8,0 x 10 5 J D.,0 x 10 6 J E. 4,0 x 10 6 J Usaha (W) = luasan kurva (luasan segitiga di dalam garis Gelombang Mekanik 1. Soal UN 011/01 A81 No.3 Dari besaran-besaran berikut ini, (1) Gaya tegangan tali () Massa per satuan panjang tali (3) Luas penampang tali (4) Warna tali Besaran-besaran yang merupakan faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang pada tali adalah... A. (1) dan () B. (1) dan (4) 014 A. San Lohat, S. Pd. 15

16 Soal UN Fisika SMA 01 C. () dan (4) D. (3) dan (4) E. (1) saja Rumus cepat rambat gelombang pada tali : v= F μ Keterangan : v = cepat rambat gelombang pada tali F = gaya tegangan tali μ = rapat massa tali = massa / satuan panjang tali ( μ=m/ L ) Faktor yang mempengaruhi kecepatan rambat gelombang pada tali adalah : 1. Gaya tegangan tali (F). Massa per satuan panjang tali ( μ ) Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 A81 No.1 Gambar di bawah ini menyatakan perambatan gelombang tali. Jika periode gelombang sekon maka persamaan gelombangnya adalah... A. y = 0,5 sin π (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 π (0,5t - x/4) E. y = 0,5 sin π (t - x/6) Amplitudo (A) = 0,5 meter Periode (T) = sekon Frekuensi (f) = 1/T = ½ = 0,5 hertz Panjang gelombang = λ = 4 meter Ditanya : persamaan gelombang Tiga bentuk fungsi/persamaan gelombang : y = A sin (ωt - kx) > 1 ω = π / T dan k = π / λ y = A sin (π/t) t (π/λ) x y = A sin π (t/t x/λ) > T = 1/f dan λ = v / f y = A sin π (f t f(x/v)) y = A sin πf (t x/v) > 3 Persamaan gelombang sesuai dengan gambar di atas : y = A sin (πt 0,5πx) > 1 y = A sin π (t 0,5x) y = A sin π (0,5t x/4) > Jawaban yang benar adalah D. Alat Optik 1. Soal UN 011/01 C61 No.4 Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut : 014 A. San Lohat, S. Pd. 16

17 Soal UN Fisika SMA 01 Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah... A. 0 cm B. 4 cm C. 5 cm D. 7 cm E. 9 cm Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang berukuran sangat kecil atau benda yang tidak dapat dilihat langsung dengan jelas oleh mata. Mikroskop yang paling sederhana terdiri dari dua lensa konvergen alias lensa cembung. Lensa yang berjarak dekat dengan benda atau obyek disebut lensa obyektif. Lensa yang berjarak dekat dengan mata disebut lensa okuler atau lensa mata. Lensa obyektif berfungsi untuk menghasilkan bayangan nyata. Bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa obyektif dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Selanjutnya lensa okuler memperbesar bayangan tersebut sehingga dapat dilihat dengan jelas oleh mata. Panjang fokus lensa obyektif (f ob ) = 1,8 cm (fokus positif karena lensanya konvergen/cembung) Panjang fokus lensa okuler (f ok ) = 6 cm (fokus positif karena lensanya konvergen/cembung) Jarak benda dari lensa obyektif (s ob ) = cm (jarak benda positif karena benda dilalui cahaya) Ditanya : Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop (panjang tabung = d) Jarak bayangan dari lensa obyektif (s ob ) : 1/s ob + 1/s ob = 1/f ob 1/s ob = 1/f ob - 1/s ob 1/s ob = 1/1,8-1/ = 10/18-9/18 = 1/18 s ob = 18 cm Bayangan yang dibentuk lensa obyektif tepat berada di titik fokus pertama lensa okuler, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di atas. Jarak lensa obyektif dan lensa okuler (panjang tabung = d) : l = s ob + f ok = 18 cm + 6 cm = 4 cm Jawaban yang benar adalah B.. Soal UN 011/01 A81 No.4 Perhatikan diagram pembentukan bayangan pada mikroskop berikut. Jarak benda terhadap lensa obyektif 1,1 cm, jarak fokus obyektif 1 cm dan jarak fokus okuler 5 cm maka perbesaran bayangan mikroskop tersebut adalah... A. 5 kali B. 30 kali C. 40 kali 014 A. San Lohat, S. Pd. 17

18 Soal UN Fisika SMA 01 D. 50 kali E. 55 kali Jarak benda dari lensa obyektif (s ob ) = 1,1 cm (jarak benda positif karena benda dilalui cahaya) Panjang fokus lensa obyektif (f ob ) = 1 cm (fokus positif karena lensanya konvergen/cembung) Panjang fokus lensa okuler (f ok ) = 5 cm (fokus positif karena lensanya konvergen/cembung) Ditanya : Perbesaran bayangan mikroskop (M) Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran linear lensa obyektif (m ob ) dan perbesaran sudut lensa okuler (M ok ). Perbesaran lensa obyektif Rumus perbesaran linear lensa obyektif (m ob ) : m ob = h ob /h ob = s ob /s ob = (l f ok )/s ob Keterangan : h ob = tinggi bayangan yang dibentuk lensa obyektif h ob = tinggi benda s ob = jarak bayangan dari lensa obyektif s ob = jarak benda dari lensa obyektif f ok = fokus lensa okuler l = panjang tabung = jarak antara kedua lensa = jarak bayangan yang dibentuk lensa obyektif (s ob ) + panjang fokus lensa okuler (f ok ) Jarak bayangan dari lensa obyektif (s ob ) : Terlebih dahulu hitung jarak bayangan dari lensa obyektif. 1/s ob + 1/s ob = 1/f ob 1/s ob = 1/f ob - 1/s ob 1/s ob = 1/1-1/1,1 = 11/11-10/11 = 1/11 s ob = 11 cm Bayangan yang dibentuk lensa obyektif tepat berada di titik fokus pertama lensa okuler, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di atas. Perbesaran lensa obyektif (m ob ) : m ob = s ob /s ob = 11 cm / 1,1 cm = 10 Perbesaran lensa okuler Jika mata berakomodasi minimum atau mata rileks, di mana bayangan yang dibentuk lensa okuler berada pada jarak tak berhingga sebagaimana ditunjukkan pada gambar di dekat lensa okuler di atas (dua garis lurus paralel sejajar) maka rumus perbesaran sudut lensa okuler (M ok ) adalah : M ok = N / f ok Keterangan : N = titik dekat mata normal (5 cm) f ok = panjang fokus lensa okuler = 5 cm Perbesaran sudut lensa okuler (M ok ) : M ok = N / f ok = 5 cm / 5 cm = 5 Perbesaran total mikroskop M = m ob x M ok = 10 x 5 = 50 Jawaban yang benar adalah D. 014 A. San Lohat, S. Pd. 18

19 Soal UN Fisika SMA 01 Gelombang Cahaya 1. Soal UN 011/01 C61 No.7 Perhatikan gambar di bawah! Celah tunggal S selebar 0, 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 garis terang pusat adalah... A. 3,0 mm B. 3,6 mm C. 4,8 mm D. 5,8 mm E. 6,0 mm λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m d = 0, mm = 0, x 10-3 m = x 10-4 m l = 60 cm = 0,6 m n = Ditanya : y? Lebar celah sangat kecil dibandingkan jarak antara celah dan layar sehingga sudut sangat kecil (lebar celah pada gambar di atas diperbesar). Sudut sangat kecil sehingga nilai sin teta mendekati tangen teta. sin θ tan θ = y / l = y / 0,6 Rumus difraksi celah tunggal (minimum) : d sin θ = n λ ( x 10-4 )(y/0,6) = ()(5 x 10-7 ) ( x 10-4 ) y = (0,6)(10 x 10-7 ) ( x 10-4 ) y = 6 x 10-7 y = (6 x 10-7 ) / ( x 10-4 ) y = 3 x 10-3 y = 0,003 meter y = 3 milimeter Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 A81 No.7 Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5000 Å (1 Å = m) melewati celah tunggal menghasilkan pola difraksi orde terang pertama seperti pada gambar. Lebar celahnya sebesar... A. 0,001 mm B. 0,004 mm C. 0,01 mm D. 0,017 mm E. 0,019 m λ = 5000 Å = 5000 x m = 5 x 10-7 m sin 30 o = 0,5 n = 1 Ditanya : lebar celah (d)? d sin θ = n λ d (0,5) = (1)(5 x 10-7 ) d = (5 x 10-7 ) / (0,5) d = 10 x 10-7 m d = 1 x 10-6 m d = 1 x 10-3 mm d = 0,001 mm Jawaban yang benar adalah A. Gelombang Bunyi 1. Soal UN 011/01 A81 No A. San Lohat, S. Pd. 19

20 Soal UN Fisika SMA 01 Tabel taraf intensitas setiap satu sumber bunyi. Sumber bunyi Taraf Intensitas bunyi (TI) Suara kicau burung 80 db Sirine mobil ambulan 100 db Guntur (halilintar) 160 db Sebuah mesin mobil menghasilkan taraf intensitas bunyi TI = 70 db (I o = 10 1 Watt m ). Agar suara mesin menghasilkan taraf intensitas yang setara dengan suara sirine ambulans maka diperlukan jumlah mesin mobil sebanyak... A mesin B mesin C mesin D mesin E mesin TI mobil = 70 db TI ambulans = 100 db I o = 10-1 Watt/m Ditanya : Jumlah mesin mobil agar TI mobil setara TI ambulans? TI ambulans = TI mobil + 10 log x 100 = log x = 10 log x 30 = 10 log x 30 / 10 = log x 3 = log x Antilog 3 = x 10 3 = x 1000 = x Jawaban yang benar adalah D.. Soal UN 011/01 A86 No.7 Sebuah sumber bunyi mempunyai taraf intensitas 60 db (I o = 10 1 watt m ). Ketika 100 buah sumber bunyi yang sama berbunyi serentak, taraf intensitas bunyi yang dihasilkan adalah. A. 6 db B. 80 db C. 8 db D. 100 db E. 160 db TI = 60 db I o = 10-1 W/m x = 100 Ditanya : TI 100 sumber bunyi? TI 100 sumber bunyi = TI 1 mesin + 10 log x TI = log 100 TI = log 10 TI = 60 + ()(10)(log 10) TI = TI = 80 db Jawaban yang benar adalah B. 3. Soal UN 011/01 A81 No. Seorang pemain sepak bola berlari dengan kecepatan v p menuju wasit yang diam sambil membunyikan peluit yang frekuensi f s. Jika kecepatan udara di tempat tersebut v, maka besar frekuensi yang didengar pemain tersebut dirumuskan... A. B. f p = v+v p v f p = v v p v f s f s C. f p = v+v s f v s 014 A. San Lohat, S. Pd. 0

21 Soal UN Fisika SMA 01 f D. p = v f v+v s s E. f p = v f v v s s v s = 0 (wasit diam) v p = v p (positif karena mendekati sumber bunyi) f = f s v = v Ditanya : rumus frekuensi yang didengar pemain sepak bola? f ' =f ( v±v p v± v s ) f p =f s( v+v p v ) Jawaban yang benar adalah A. Listrik Statis 1. Soal UN 011/01 A81 No.3 Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar... (k = 9 x 10 9 Nm C, 1 μc = 10 6 C) A. 09 x 10 1 N ke muatan C B. 09 x 10 1 N ke muatan A C. 18 x 10 1 N ke muatan C D. 18 x 10 1 N ke muatan A E. 36 x 10 1 N ke muatan C q A = 10 µc = 10 x 10-6 C = 10-5 Coulomb q B = 10 µc = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb q C = 0 µc = 0 x 10-6 = x 10-5 Coulomb r AB = 0,1 meter = 10-1 meter r BC = 0,1 meter = 10-1 meter k = 9 x 10 9 Nm C Ditanya : Gaya Coulomb yang dialami muatan B Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (F AB ) serta gaya Coulomb antara muatan B dan C (F BC ). Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B merupakan resultan dari F AB dan F BC. Gaya Coulomb antara muatan A dan B : F AB =k q A q B r AB 10 1 F AB =(9 x10 9 ) (10 5 ) (10 5 ) F AB = ( 9 x 109 ) (10 10 ) A. San Lohat, S. Pd. 1

22 Soal UN Fisika SMA ( ) F AB =(9 x10 9 ) (10 10 ) F AB =90 N Muatan A bertanda positif dan muatan B bertanda positif sehingga F AB menuju muatan C. Gaya Coulomb antara muatan B dan C : F BC =k q B q C r BC 10 1 F BC =(9 x10 9 ) (10 5 ) ( x10 5 ) F BC = (9 x 109 ) ( x ) ( ) F BC =(9 x 10 9 )(x ) F BC =180 N Muatan B bertanda positif dan muatan C bertanda positif sehingga F BC menuju muatan A. Gaya Coulomb yang dialami muatan B : F B = F BC F - AB = = 90 N. Besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B (F B ) adalah 90 Newton. Arah F B sama dengan arah F BC yakni menuju muatan A. Jawaban yang benar adalah B.. Soal UN 011/01 C61 No.3 Besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah... (k = 9 x 10 9 Nm C, 1 μc = 10 6 C) A.,5 k Q r - ke kiri B.,5 k Q r - ke kanan C. k Q r - ke kiri D. k Q r - ke kanan E. 1 k Q r - ke kiri Muatan A (q A ) = +Q Muatan B (q B ) = -Q Muatan C (q C ) = -Q Jarak antara muatan A dan B (r AB ) = r Jarak antara muatan B dan C (r BC ) = r k = 9 x 10 9 Nm C Ditanya : besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B Gaya Coulomb antara muatan A dan muatan B : F AB =k q A q B r AB =k (Q ) (Q ) r =k Q r =k Q r 014 A. San Lohat, S. Pd.

23 Soal UN Fisika SMA 01 Muatan A positif dan muatan B negatif sehingga arah F AB menuju muatan A Gaya Coulomb antara muatan B dan muatan C : F BC =k q q B C (Q ) (Q) =k =k Q Q Q =k r BC ( r) =0,5 k 4 r r r Muatan B negatif dan muatan C negatif sehingga arah F BC menuju muatan A Resultan gaya yang bekerja pada muatan B : F = F AB + F BC = k Q /r + 0,5 k Q /r =,5 k Q /r =,5 k Q r - Arah gaya Coulomb menuju muatan A atau ke kiri. Jawaban yang benar adalah A. 3. Soal UN 011/01 A81 No.31 Perhatikan gambar dua muatan titik berikut! Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol? (k = 9 x 10 9 Nm C, 1 μc = 10 6 C) A. tepat di tengah Q 1 dan Q B. 6 cm di kanan Q C. 6 cm di kiri Q 1 D. cm di kanan Q E. cm di kiri Q 1 Untuk menghitung kuat medan listrik di titik P, diandaikan pada titik P terdapat sebuah muatan uji positif. Q 1 positif dan Q negatif, karenanya titik P harus berada di sebelah kanan Q atau sebelah kiri Q 1. Jika titik P berada di sebelah kiri Q 1 ; medan listrik yang ditimbulkan titik Q 1 pada titik P arahnya ke kiri (menjauhi Q 1 ) dan medan listrik yang ditimbulkan Q pada titik P arahnya ke kanan (menuju Q 1 ). Karena arah medan listrik berlawanan maka keduanya saling menghilangkan sehingga kuat medan listrik pada titik P bernilai nol. Q 1 = +9 μc = +9 x 10 6 C Q = -4 μc = -4 x 10 6 C k = 9 x 10 9 Nm C Jarak antara muatan 1 dan muatan = 3 cm Jarak antara Q 1 dan titik P (r 1P ) = a Jarak antara Q dan titik P (r P ) = 3 + a Ditanya : Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol? Titik P berada di sebelah kiri Q 1. Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q 1 pada titik P : E 1 =k Q 1 r 1P =(9 x109 ) 9 x 10 6 a = 81 x10 3 Muatan uji positif dan Q 1 positif sehingga arah medan listrik ke kiri. Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q pada titik P : E =k Q r =(9 x 109 ) 4 x x 103 = P (3+a) 9+6 a+a Muatan uji positif dan Q negatif sehingga arah medan listrik ke kanan. Resultan medan listrik pada titik A : E 1 dan E berlawanan arah. E 1 E = 0 E 1 = E 81x x 103 = a 9+6a+a a 014 A. San Lohat, S. Pd. 3

24 Soal UN Fisika SMA 01,5 a = 1 9+6a+a (,5)( 9 + 6a + a ) = a 0,5 + 13,5a +,5 a = a a -,5 a 13,5a - 0,5 = 0-1,5 a 13,5a - 0,5 = 0 Gunakan rumus ABC untuk menentukan nilai a. a = -1,5, b = -13,5, c = -0,5 a= b± b 4ac a a= ( 13,5)± ( 13,5) 4 ( 1,5)( 0,5) ( 1,5) 13,5 ± a= 18,5 101,5,5 a= 13,5 ± 81 = 13,5 ± 9,5,5 a 1 = 13,5+9,5 =,5,5 = 9meter a = 13,5 9,5 = 4,5,5 = 1,8meter Tidak mungkin a negatif. Jarak antara Q dan titik P (r P ) = 3 + a = 3 1,8 = 1, cm. Titik P berada pada jarak 1, cm di sebelah kanan Q. 4. Soal UN 011/01 A81 No.8 Gambar berikut menunjukkan dua kapasitor keping sejajar I dan II. A. 1 : 6 B. 1 : 1 C. : 3 D. 3 : E. 6 : 1 Perbandingan kapasitas kapasitor keping sejajar I dan II adalah... Kapasitor keping sejajar I : A C 1 =ε 0 d =ε A 0 d Kapasitor keping sejajar II : A C =ε 0 d =ε 3 A 0 d Perbandingan kapasitor keping sejajar I dan II : C 1 :C 1 ε 0 A d :ε 3 A 0 d 1 : 3 1 () 1 :() 3 1 1:6 Jawaban yang benar adalah A. 5. Soal UN 011/01 C61 No A. San Lohat, S. Pd. 4

25 Soal UN Fisika SMA 01 Perhatikan gambar dua pasang kapasitor keping sejajar berikut! Jika A 1 = ½ A dan d = 3 d 1 maka perbandingan kapasitas kapasitor keping sejajar antara gambar () dan gambar (1) adalah... A. /5 B. /3 C. 3/4 D. 3/ E. 4/3 Kapasitor keping sejajar 1 : A 1 = 1 d 1 = 1 Kapasitor keping sejajar : A = d = 3 Ditanya : Perbandingan kapasitas kapasitor keping sejajar dan 1 Kapasitor keping sejajar I : A C 1 =ε =ε d Kapasitor keping sejajar II : A C =ε 0 =ε d 0 3 Perbandingan kapasitor keping sejajar II dan I : C 1 :C ε 0 3 :ε : 1 1 (3) 3 :(3) 1 1 Listrik Dinamis :3 Jawaban yang benar adalah B. 1. Soal UN 011/01 C61 No.34 Perhatikan gambar susunan hambatan di bawah ini! Besar kuat arus melalui R 1 adalah... A.,0 A B.,5 A C. 4,0 A D. 4,5 A E. 5,0 A Resistor 1 (R 1 ) = 4 Ω Resistor (R ) = 4 Ω Resistor 3 (R 3 ) = 8 Ω Tegangan listrik (V) = 40 Volt Ditanya : Kuat arus melalui R A. San Lohat, S. Pd. 5

26 Soal UN Fisika SMA 01 Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah arus listrik pada rangkaian di atas sama dengan arah putaran jarum jam. Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai Terlebih dahulu hitung resistor pengganti (R). Setelah itu hitung kuat arus menggunakan rumus hukum Ohm : V = I R atau I = V / R Keterangan rumus : V = tegangan, I = kuat arus, R = resistor pengganti Resistor pengganti : Hitung resistor pengganti pada rangkaian di atas. Resistor R 1 dan resistor R tersusun paralel. Resistor pengganti adalah : 1/R 1 = 1/R 1 + 1/R = 1/4 + 1/4 = /4 R 1 = 4/ = Ω Resistor R 1 dan resistor R 3 tersusun seri. Resistor pengganti adalah : R = R 1 + R 3 = + 8 = 10 Ω Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai : I = V / R = 40 / 10 = 4 Ampere Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai adalah 4 Ampere. Tegangan listrik V ab dan V bc Hukum I Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah arus listrik yang masuk pada suatu cabang sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari cabang tersebut. Berdasarkan hukum I Kirchhoff disimpulkan bahwa jika arus listrik yang keluar dari baterai adalah 4 Ampere maka arus listrik yang melewati a-b sama dengan 4 Ampere, demikian juga arus listrik yang melewati b-c adalah 4 Ampere. Tegangan listrik V ab : V ab = I ab R ab = (4)() = 8 Volt Tegangan listrik V bc : V bc = I bc R bc = (4)(8) = 3 Volt Rangkaian di atas tersusun secara seri sehingga tegangan listrik total adalah V = V ab + V bc = 8 Volt + 3 Volt = 40 Volt. Kuat arus listrik yang melalui R 1 = 4 Ω I 1 = V ab / R 1 = 8 Volt / 4 Ohm = Ampere I = V ab / R = 8 Volt / 4 Ohm = Ampere Arus listrik yang mengalir keluar dari baterai adalah 4 Ampere. Ketika tiba di titik a, arus listrik terbagi menjadi dua, arus listrik Ampere mengalir melalui resistor R 1 dan arus listrik Ampere mengalir melalui resistor R. Ampere + Ampere = 4 Ampere. Hal ini sesuai dengan pernyataan hukum I Kirchhoff. Jawaban yang benar adalah A.. Soal UN 011/01 A81 No.34 Perhatikan rangkaian listrik berikut. Besar kuat arus yang mengalir pada hambatan 4 Ω adalah A. San Lohat, S. Pd. 6

27 Soal UN Fisika SMA 01 A. 1,0 A B. 1, A C. 1,6 A D.,4 A E. 3, A Resistor 1 (R 1 ) = 6 Ω Resistor (R ) = 4 Ω Resistor 3 (R 3 ) = 1,6 Ω Tegangan listrik (V) = 16 Volt Ditanya : Kuat arus yang mengalir pada hambatan 4 Ω Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah arus listrik pada rangkaian di atas sama dengan arah putaran jarum jam. Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai Resistor pengganti : Resistor R 1 dan resistor R tersusun paralel. Resistor pengganti adalah : 1/R 1 = 1/R 1 + 1/R = 1/6 + 1/4 = /1 + 3/1 = 5/1 R 1 = 1/5 =,4 Ω Resistor R 1 dan resistor R 3 tersusun seri. Resistor pengganti adalah : R = R 1 + R 3 =,4 + 1,6 = 4 Ω Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai : I = V / R = 16 / 4 = 4 Ampere Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai adalah 4 Ampere. Tegangan listrik V ab dan V bc Berdasarkan hukum I Kirchhoff disimpulkan bahwa jika arus listrik yang keluar dari baterai adalah 4 Ampere maka arus listrik yang melewati a-b sama dengan 4 Ampere, demikian juga arus listrik yang melewati b-c adalah 4 Ampere. Tegangan listrik V ab : V ab = I ab R ab = (4)(,4) = 9,6 Volt Tegangan listrik V bc : V bc = I bc R bc = (4)(1,6) = 6,4 Volt Rangkaian di atas tersusun secara seri sehingga tegangan listrik total adalah V = V ab + V bc = 9,6 Volt + 6,4 Volt = 16 Volt. Kuat arus listrik yang melalui R = 4 Ω I 1 = V ab / R 1 = 9,6 Volt / 6 Ohm = 1,6 Ampere I = V ab / R = 9,6 Volt / 4 Ohm =,4 Ampere Arus listrik yang mengalir keluar dari baterai adalah 4 Ampere. Ketika tiba di titik a, arus listrik terbagi menjadi dua, arus listrik 1,6 Ampere mengalir melalui resistor R 1 dan arus listrik,4 Ampere mengalir melalui resistor R. 1,6 Ampere +,4 Ampere = 4 Ampere. Hal ini sesuai dengan pernyataan hukum I Kirchhoff. Jawaban yang benar adalah D. Gaya Magnet 014 A. San Lohat, S. Pd. 7

28 Soal UN Fisika SMA Soal UN 011/01 A81 No.33 Perhatikan gambar berikut! Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah... A. Ke arah B B. Ke kiri C. Ke kanan D. Tegak lurus masuk bidang kertas E. Tegak lurus keluar bidang kertas Arah arus listrik = A ke B (ke bawah) Arah medan magnet = kutub utara ke kutub selatan magnet (ke kanan) Ditanya : Arah gaya magnet Aturan tangan kanan Rentangkan tangan kanan, tegakkan ibu jari dan rapatkan keempat jari yang lain. Atur agar keempat jari menunjukan arah medan magnet (B) dan ibu jari menunjukan arah gerak muatan (v). Jika muatan listrik positif, telapak tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Jika muatan negatif, punggung tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Arah arus listrik konvensional seperti pada soal di atas sama dengan arah muatan listrik positif. Jika diterapkan aturan tangan kanan maka arah gaya magnet adalah tegak lurus keluar bidang kertas atau menuju mata pembaca. Jawaban yang benar adalah E.. Soal UN 011/01 C61 No.33 Kawat lurus berarus I diletakkan di antara dua kutub magnet seperti gambar. Arah gaya magnet pada kawat adalah searah dengan... A. Sumbu z positif B. Sumbu z negatif C. Sumbu y positif D. Sumbu y negatif E. Sumbu x positif Arah arus listrik = ke kiri Arah medan magnet = utara ke selatan (ke atas) Ditanya : Arah gaya magnet Jika diterapkan aturan tangan kanan maka arah gaya magnet adalah tegak lurus masuk bidang kertas atau menjauhi mata pembaca atau searah sumbu z negatif. Jawaban yang benar adalah B. Listrik Arus Bolak Balik 1. Soal UN 011/01 B74 No A. San Lohat, S. Pd. 8

29 Soal UN Fisika SMA 01 Rangkaian R-L-C disusun seperti gambar di samping. Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika X L > X C adalah... A C E B D Keterangan : X L = reaktansi induktif atau impedansi induktor X C = reaktansi kapasitif atau impedansi kapasitor Pada induktor, tegangan listrik (v) mendahului arus listrik (i) sejauh ¼ putaran atau 90 o. Pada kapasitor, arus listrik (i) mendahului tegangan listrik (v) sejauh ¼ putaran atau 90 o. Apabila X L > X C maka rangkaian bersifat induktif, karenanya grafik gelombang sinus yang dihasilkan tampak seperti pada jawaban C di mana tegangan (v) mendahului arus (i) sejauh ¼ putaran atau 90 o. Jawaban yang benar adalah C. Efek Fotolistrik 1. Soal UN 011/01 A81 No.38 Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah... A. Peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang B. Elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensi cahayanya diperbesar C. Intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam D. Efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah E. Efek fotolistrik akan terjadi, asalkan intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar A. Peristiwa efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai partikel, bukan sebagai gelombang. Energi cahaya tidak didistribusikan secara kontinu sebagaimana gelombang bergerak tetapi berupa paket-paket kecil yang disebut foton alias kuanta cahaya (bayangkan saja seperti air hujan). B. Jika frekuensi cahaya diperbesar maka elektron yang keluar dari permukaan logam bertambah. Ketika frekuensi cahaya diperbesar maka energi cahaya bertambah. Semakin besar energi yang diserap maka semakin banyak elektron yang keluar dari permukaan logam. C. Intensitas cahaya berkaitan kelajuan pemancaran energi atau cepat lambatnya energi cahaya mengenai permukaan logam. Intensitas cahaya diperbesar tidak berarti energi cahaya diperbesar. Energi foton (E = hf) bergantung pada frekuensi (f) atau panjang gelombang dan konstanta Planck (h). D. Efek fotolistrik terjadi pada frekuensi atau panjang gelombang sinar ultraviolet alias sinar ultraungu. Frekuensi ultraviolet merupakan frekuensi ambang di mana energi foton mampu melepaskan elektron dari 014 A. San Lohat, S. Pd. 9

30 Soal UN Fisika SMA 01 permukaan logam. Frekuensi inframerah tidak bisa karena terlalu kecil, sebaliknya frekuensi sinar x dan sinar gamma bisa karena frekuensinya lebih besar dari ultraviolet. E. Intensitas cahaya tidak mempengaruhi peristiwa efek fotolistrik. Jawaban yang benar adalah C.. Soal UN 011/01 C61 No.38 Perhatikan pernyataan berikut : (1) peristiwa efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya terdiri dari paket-paket energi () peristiwa efek fotolistrik dapat membuktikan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang (3) energi elektron yang keluar dari permukaan logam bergantung pada frekuensi (4) peristiwa efek fotolistrik terjadi pada sekitar daerah inframerah Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah... A. (1) dan () B. (1) dan (3) C. (1) dan (4) D. () dan (3) E. () dan (4) Pelajari penjelasan pada soal sebelumnya. Jawaban yang benar adalah B. Relativitas Khusus 1. Soal UN 011/01 C61 No.37 Sebuah jembatan panjangnya 00 meter. Jika diamati oleh seorang pengamat di dalam pesawat yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c (c = kecepatan cahaya) sejajar dengan jembatan, maka panjang jembatan yang teramati adalah... A. 33 m B. 00 m C. 180 m D. 160 m E. 10 m L o = 00 meter v = 0,6 c Ditanya : Panjang jembatan yang diamati pengamat yang bergerak (L) Rumus kontraksi panjang : L= L o γ γ= 1 1 v /c 1 L=L o : 1 v /c 014 A. San Lohat, S. Pd. 30

31 Soal UN Fisika SMA 01 L=L o 1 v /c L=L o 1 (v/c) Keterangan : L = Panjang benda pada kerangka acuannya L o = Panjang benda pada kerangka acuan yang lain Panjang jembatan yang teramati (L) : L=00 1 (0,6c/c) L=00 1 (0,6) L=00 1 0,36 L=00 0,64 L=00(0,8) L=160 m Jawaban yang benar adalah D.. Soal UN 011/01 A81 No.37 Sebuah roket yang panjangnya L o bergerak dengan kecepatan ½ 3 c (c = kecepatan cahaya). Apabila dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket akan menjadi... A. 0.5 L o B. 0.5 L o C. 0.8 L o D. 1.0 L o E. 1.5 L o L o = L o v = 0,5 3 c Ditanya : Panjang roket ketika dilihat pengamat yang diam L=L o 1 (v /c) L=L o 1 (0,5 3 c/c) L=L o 1 (0,5 3) L=L o 1 (0,5)(3) L=L o 1 0,75 L=L o 0,5 L=0,5 L o Jawaban yang benar adalah B. 014 A. San Lohat, S. Pd. 31

32 Soal UN Fisika SMA 01 Fisika Inti 1. Soal UN 011/01 C61 No.40 Massa inti 4 Be 9 = 9,011 sma, massa proton = 1,0078 sma dan massa neutron 1,0086 sma. Bila 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV maka energi ikat atom 4 Be 9 adalah... A. 51,39 MeV B. 57,8 MeV C. 6,10 MeV D. 90,1 MeV E. 90,74 MeV Massa suatu atom tidak sama dengan gabungan massa proton, massa neutron dan massa elektron penyusun atom tersebut. Apabila proton, neutron dan elektron direaksikan hingga membentuk suatu atom maka atom yang dihasilkan mempunyai massa lebih kecil daripada jumlah semua massa proton, elektron dan netron penyusun atom tersebut. Hal ini disebabkan karena sebagian massa hilang. Massa yang hilang setara dengan energi yang dilepaskan selama proses pembentukan atom. Sebaliknya, diperlukan energi yang setara dengan energi yang dilepaskan pada proses pembentukan atom untuk menguraikan atom tersebut hingga proton, neutron dan elektron penyusun atom tersebut terpisah satu sama lain. Jumlah energi ini sama dengan energi ikat atom. Jumlah proton = 4 Jumlah neutron = 9 4 = 5 Massa inti 4 Be 9 = 9,011 sma Massa proton = 1,0078 sma Massa neutron = 1,0086 sma 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV Ditanya : Energi ikat atom 4 Be 9 Massa proton dan neutron : Massa semua proton = 4 x 1,0078 sma = 4,031 sma Massa semua neutron = 5 x 1,0086 sma = 5,043 sma Massa proton dan netron = 4,031 sma + 5,043 sma = 9,074 sma Massa hilang : Massa proton dan neutron massa inti = 9,074 sma - 9,011 sma = 0,061 sma Energi yang dilepaskan = energi ikat atom : 0,061 sma x 931 MeV = 57,8 MeV Jawaban yang benar adalah B. Keterangan : sma = satuan massa atom, smev = mega elektronvolt (satuan energi). Soal UN 011/01 A81 No.40 Sebuah inti atom uranium 9 U 38 = 38,0508 sma. Massa proton (m p ) = 1,0078 sma. Massa neutron (m n ) = sma. (1 sma = 931 MeV) maka besar energi ikat atom uranium 9 U 38 adalah... A. 971,76 MeV B. 830,50 MeV C. 399,73 MeV D. 19,4 MeV E. 1789,75 MeV 014 A. San Lohat, S. Pd. 3

33 Soal UN Fisika SMA 01 Jumlah proton = 9 Jumlah neutron = 38 9 = 146 Massa inti = 38,0508 sma Massa proton = 1,0078 sma Massa neutron = sma Ditanya : Energi ikat atom 4 Be 9 Massa proton dan neutron : Massa semua proton = 9 x 1,0078 sma = 9,7176 sma Massa semua neutron = 146 x 1,0086 sma = 147,556 sma Massa proton dan netron = 9,7176 sma + 147,556 sma = 39,973 sma Massa hilang : Massa proton dan neutron massa inti = 39,973 sma - 38,0508 sma = 1,94 sma Energi yang dilepaskan = energi ikat atom : 1,94 sma x 931 MeV = 1789,75 MeV Jawaban yang benar adalah E. 014 A. San Lohat, S. Pd. 33