DINAS PENDIDIKAN PROVINSI JAWA TENGAH MKKS SMA KOTA SEMARANG PENILAIAN AKHIR TAHUN KURIKULUM 2013 Mata Pelajaran : Fisika Kelas / Program : X / Ilmu Pengetahuan Alam Waktu : 120 menit Hari / Tanggal : Kamis / 24 Mei 2018 SOAL PILIHAN GANDA 1. Menurut Hukum Gravitasi Newton, besar gaya tarik menarik antara duah benda yang bermassa m dan M terpisah pada jarak r adalah... A. Berbanding lurus dengan kedua massa benda dan berbanding terbalik dengan jarak B. Berbanding lurus dengan kedua massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak C. Berbanding lurus dengan kedua massa benda dan berbanding terbalik dengan pangkat tiga dari jarak D. Berbanding terbalik dengan kedua massa benda dan berbanding lurus dengan jarak E. Berbanding terbalik dengan kedua massa benda dan berbanding lurus dengan kuadrat jarak 2. Dua buah benda A dan B terpisah pada jarak 45 cm mempunyai gaya gravitasi F N. Jika benda B digeser mendekati A sejauh 15 cm, maka gaya gravitasi A dan B menjadi... A. 9 16 F D. F 16 9 B. 4 F E. 9 F 9 4 C. F 3. Perhatikan data berikut ini! No Planet Massa Planet Jari-Jari Planet 1 A 2 M R 2 B M 0,25 R 3 C 3 M 2R Jika terdapat mobil yang massanya m diletakan pada permukaan planet A, B dan C maka urutan berat mobil dari yang terbesar ke yang terkecil adalah... A. B, C, A D. A, C, B B. A, B, C E. A, B, C C. B, A, C 4. Suatu tempat diatas permukaan bumi memiliki percepatan gravitasi g/16, dengan g adalah percepatan gravitasi di permukaan bumi. Jika bumi dianggap bulat sempurna dengan jarijari r, ketinggian tempat tersebut diukur dari permukaan bumi adalah... A. r D. 4 r B. 2 r E. 5 r C. 3 r
5. Dua bintang massanya 4 M dan 9 M terpisah sejauh 5d. Sebuah objek akan diletakan diantara kedua bintang sehingga resultan gaya gravitasi pada obyek tersebut sama dengan nol. Letak obyek tersebut adalah... A. 2 d dari bintang 4 M dan 3 d dari bintang 9 M B. 3 d dari bintang 4 M dan 2 d dari bintang 9 M C. 2 d dari bintang 4 M dan 7 d dari bintang 9 M D. 3 d dari bintang 4 M dan 8 d dari bintang 9 M E. 2,5 d dari bintang 4 M dan 2,5 d dari bintang 9 M 6. Sebuah benda di bumi dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal v0 hingga mencapai ketinggian maksimumnya HB. Ketika benda tersebut dilempar ke atas dengan kecepatan awal sama tetapi di planet lain yang jari-jarinya 3 kali jari-jari bumi dan massanya 2 kali massa bumi, ternyata tinggi maksimum yang dicapai HP. Perbandingan antara HB dan HP adalah... A. 2 : 3 D. 4 : 3 B. 3 : 2 E. 3 : 2 C. 3 : 4 7. Planet X mempunyai jarak 4 kali jarak bumi terhadap matahari. Jika waktu yang dibutuhkan oleh bumi untuk berevolusi terhadap matahari adalah T, maka waktu untuk planet X adalah... A. ¼ T D. 4 T B. ½ T E. 8 T C. T 8. Tabel berikut adalah data tiga satelit yang mengorbit pada planet Bumi bermassa (M), rerata jari-jari planet bumi (r), Jaraknya terhadap satelit terhadap planet Bumi (h), Benda M r h Bumi 6 x10 24 kg 6371 km - Satelit A 1000 kg - 2000 km Satelit B 2000 kg - 4000 km Satelit C 3000 kg - 40000 km Dari data tersebut urutan kecepatan orbit satelit dari yang kecil ke besar adalah.. A. Satelit A,satelit B,satelit C B. Satelit A,satelit C,satelit B C. Satelit B,satelit C,satelit A D. Satelit C,satelit A,satelit B E. Satelit C,satelit B,satelit A
9. Sebuah pesawat ruang angkasa (P) mengorbit bumi (B) pada jarak tertentu dari permukaan bumi dengan kecepatan konstan membentuk lintasan elips seperti terlihat pada gambar. Apabila pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur, maka bentuk lintasan yang mungkin terjadi ditunjukkan oleh gambar... A D E B C 10. Sebuah balok bermassa m ditarik oleh gaya F seperti pada gambar sehingga balok berpindah sejauh s. Untuk 5 data pada tabel di bawah, data manakah yang menghasilkan usaha paling besar? massa Gaya ( o ) t (s) (kg) (N) A 1 5 60 10 B 2 5 37 10 C 1 6 53 5 D 2 4 37 10 E 2 5 53 12
11. Balok bermassa m meluncur dari keadaan diam dari puncak bidang miring sepanjang bidang miring licin seperti gambar di bawah ini. Perbandingan kecepatan balok saat melintasi tepat titik Q dan S adalah. A. 1 : 2 D. 2 : 1 B. 1 : 2 E. 5 4 C. 4 5 12. Sebuah peluru massa 10 gram ditembakan dengan sudut α ( tan α = 4/3) dengan energi kinetik awal 200 J. Energi kinetik bola di titik tertinggi adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 200 J D. 72 J B. 160 J E. 0 J C. 120 J 13. Sebuah bola dilepaskan dari titik A dengan ketinggian 90 meter. Saat mencapai titik B, besar energi potensialnya 2 kali energi kinetiknya, maka kecepatan bola saat berada di titik B adalah... ( g = 10 m/s 2 ) A. 10 2 m/s D. 10 6 m/s B. 10 3 m/s E. 10 7 m/s C. 10 5 m/s 14. Sebuah benda massa 2 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 4 m/s dipercepat 1,5 m/s 2, usaha yang diubah menjadi nenergi kinetik dalam 4 s adalah... A. 32 J D. 128 J B. 48 J E. 192 J C. 64 J 15. Tiap detik 12 m 3 air ihasilkan air terjun setinggi 80 m Bila dianggap setengah tenaga kinetic yang diperoleh air ketika jatuh diubah menjadi tenaga listrik oleh generator, maka besar daya keluaran listrik yang diubah oleh generator tersebut adalah... (g = 10 m/s 2 ; massa jenis air 1 gram/cm 3 ) A. 1,2 MW D. 8,4 MW B. 2,4 MW E. 9,6 MW C. 4,8 MW
16. Sebuah batu massa 200 gram dilepaskan dari ketinggian 2 meter diatas tanah berpasir. Jika batu masuk ke dalam tanah sejauh 1 cm, maka besar gaya tahan rata-rata yang diberikan pasir adalah... ( g = 10 m/s 2 ) A. 100 N D. 800 N B. 200 N E. 4000 N C. 400 N 17. Sebuah benda massa 400 gram dilempar ke bawah dengan kecepatan 2 m/s dari sebuah tempat yang tingginya 30 m. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya berat saat benda turun 20 meter dari posisi awalnya adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 40 J D. 160 J B. 80 J E. 200 J C. 120 J 18. Sebuah elevator massa 1,1 ton digerakkan oleh motor yang memiliki daya 20 hp. Berapakah banyak orang yang dapat diangkat (dengan laju konstan) setinggi 20 m dalam waktu 20 s? (Anggap massa rata-rata orang adalah 60 kg ; g = 10 m/s 2 ; 1 hp = 750 W) A. 9 orang D. 6 orang B. 8 orang E. 5 orang C. 7 orang 19. Dua buah benda massanya masing-masing 8 kg dan 6 kg bergerak dengan kelajuan yang sama 36 km/jam dengan arah tegak lurus ke utara dan ke timur. Resultan momentum dari kedua benda tersebut adalah... A. 140 kgm/s D. 80 kgm/s B. 120 kgm/s E. 60 kgm/s C. 100 kgm/s 20. Sebuah bola massa 200 gram dilempar dengan kecepatan 6 m/s dan memantul secara tegak lurus setelah mengenai dinding. Jika waktu kontak antara bola dengan dinding 200 ms, maka besar gaya impuls adalah... A. 10 N D. 100 N B. 20 N E. 200 N C. 80 N 21. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m.s 1. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m.s 1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah... A. 8 kg.m.s 1 B. 6 kg.m.s 1 C. 5 kg.m.s 1 D. 4 kg.m.s 1 E. 2 kg.m.s 1
22. Sebuah peluru bermassa 20 gram ditembakkan mendatar dari dua senapan yang berbeda pada ayunan balistik dengan massa balok 1,98 kg. Peluru bersarang di dalam balok dan berayun mencapai ketinggian maksimum h meter seperti gambar, senapan pertama kecepatan peluru 200 m.s -1 dan senapan ke dua dengan kecepatan 100 m.s -1. (g = 10 m/s 2 ). Maka perbandingan ketinggian yang dicapai menggunakan senapan pertama dan kedua adalah... A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 1 : 1 θ D. 4 : 1 E. 2 : 1 h peluru Balok kayu 23. Alasan petinju untuk menggunakan sarung tinju saat bertanding adalah. A. Memperkuat gaya pukul dengan mempercepat waktu sentuh saat pukulan didaratkan ke muka lawan B. Memperkuat gaya pukul dengan memperlama waktu sentuh saat pukulan didaratkan ke muka lawan C. Memperlemah gaya pukul dengan mengurangi waktu sentuh saat pukulan didaratkan ke muka lawan D. Memperlemah gaya pukul dengan memperlama waktu sentuh saat pukulan didaratkan ke muka lawan E. Mempertahankan gaya pukul dengan mengurangi waktu sentuh saat pukulan didaratkan ke muka lawan 24. Seorang anak massa 60 kg menaikki perahu paralon yang massanya 40 kg pada sebuah danau dan bergerak dengan kelajuan 1 m/s. Jika tiba-tiba anak tersebut meloncat ke depan dengan kecepatan 5 m/s, maka kecepatan perahu setelah anak meloncat adalah... A. 2 m/s ke depan D. 5 m/s ke belakang B. 2 m/s ke belakang E. 6 m/s ke belakang C. 5 m/s ke depan 25. Sebuah bola dilepaskan dari ketinggian 128 cm dari permukaan sebuahlantai. Jika koefisien restitusi antara lantai dengan bola 0,5 maka ketinggian pantulan ketiga bola adalah... (g = 10 /s 2 ) A. 64 cm D. 8 cm B. 32 cm E. 2 cm C. 16 cm
26. Perhatikan 3 peristiwa tumbukan pada gambar berikut! Gambar A : benda P massa 8 m menumbuk benda Q massa m yang mula-mula diam, dengan kecepatan v Gambar B : benda R massa m bergerak dengan kecepatan v menumbuk benda S bermassa 8 m yang mula-mula diam Gambar C : benda K bermassa 8 m bergerak dengan kecepatan v menumbuk benda R bermassa sama yang mula-mula diam. Ketiga tumbukan bersifat lenting sempurna, maka dapat disimpulkan bahwa... A. kecepatan terbesar dimiliki benda Q pada gambar A B. kecepatan terbesar dimiliki benda S pada gambar B C. kecepatan terbesar dimiliki benda R pada gambar C D. kecepatan sulit diprediksi karena massa pada ketiga peristiwa tidak sama E. kecepatan benda yang ditumbuk pada ketiga peristiwa sama 27. Perhatikan gambar bola I yang diluncurkan dan menumbuk bola II yang sedang diam pada lantai licin Bola m1 dan m2 mula mula diam. Jika setelah m1 meluncur terjadi tumbukkan lenting sempurna antara m1dan m2, percepatan gravitasi 10 m.s -2 maka besar kecepatan bola m2 setelah tumbukkan adalah A. 2 1 3 m/s D. 3 1 3 m/s B. 2 1 2 m/s E. 3 1 2 m/s C. 2 2 3 m/s 28. Saat sebuah pegas dibebani massa 4 kg dan ditarik periode getaran harmonis pegas adalah 4 detik. Jika kemudian sebuah beban massa 12 kg ditambahkan pada pegas tersebut dan ditarik sehingga terjadi getaran harmonis sederhana, maka periode getarannya menjadi... A. 2 detik D. 6 detik B. 3 detik E. 8 detik C. 4 detik
29. Sebuah bandul saat di permukaan bumi mempunyai periode T. Jika bandul digetarkan di planet X dimana percepatan gravitasi di permukaan planet X 1 percepatan gravitasi di 4 permukaan bumi, maka periode ayunan bandul tersebut adalah... (g = percepatan gravitasi dipermukaan bumi = 10 m/s 2 ) A. ¼ T D. 2 T B. ½ T E. 4 T C. T 30. Persamaan simpangan benda yang melakukan gerak harminik sederhana adalah y = 0,2 sin(20πt), dengan y dalam meter dan t dalam s. Amplitudo, frekwensi dan periodenya adalah... A. 10 cm ; 20 Hz dan 0,05 s D. 20 cm ; 10 Hz dan 0,05 s B. 10 cm ; 10 Hz dan 0,10 s E. 20 cm ; 10 Hz dan 0,10 s C. 20 cm ; 10 Hz dan 0,20 s 31. Sebuah benda melakukan getaran harmonis sederhana dimana simpangan maksimumnya adalah 10 cm, jika dalam 10 detik terjadi 20 getaran dan saat t sama dengan nol simpangannya juga nol, maka persamaan simpangan getaran harmonik benda tersebut yang tepat adalah...( y dalam m dan t dalam s) A. y = 0,2 sin 4πt D. y = 0,1 sin 8πt B. y = 0,1 sin 4πt E. y = 0,2 sin 2πt C. y = 0,2 sin 8πt 32. Sebuah benda massa 10 gram melakukan getaran harmonis sederhana (GHS) dengan frekwensi sudut 20 rad/s. Jika amplitudo GHS adalah 10 cm, maka kecepatan getar saat benda menyimpang 8 cm adalah... A. 0,6 m/s D. 1,8 m/s B. 1,2 m/s E. 2,4 m/s C. 1,6 m/s 33. Sebuah gerak harmonis sederhana memiliki amplitudo 12 cm. Berapakah simpangannya saat kecepatannya ½ 3 dari kecepatan maksimumnya? A. 6 cm D. 12 cm B. 6 3 cm E. 12 3 cm C. 8 cm 34. Sebuah benda melakukan gerak harmonis sederhana dengan amplitudo A, besar simpangan saat energi potensialnya sama dengan energi kinetiknya adalah... (nyatakan dalam A) A. A D. A 3 2 B. A 3 E.. A 2 C. A 2 2
35. Perhatikan gambar berikut! Balok dihubungkan dengan pegas dan ditarik sejauh 4 cm lalu dilepaskan sehingga sistem bergetar harmonik. Dalam waktu 10 sekon terjadi 5 getaran maka grafik hubungan simpangan dengan waktu getar yang benar adalah... A D B E C
URAIAN 36. Sebuah benda saat dipermukaan bumi beratnya 360 N, berapakah berat benda tersebut jika di bawa ke permukaan sebuah planet yang massanya 2 kali massa bumi, jari-jarinya 3 kali jari-jari bumi? 37. Sebuah benda yang massanya 2 kg jatuh bebas vertikal dari ketinggian 1 m ke sebuah tongkat yang berdiri vertical di atas tanah. Panjang tongkat tersebut 50 cm. Berapa kali benda harus menimpa tongkat agar tongkat dapat masuk seluruhnya ke dalam tanah bila gaya hambat tanah adalah 240 N? (Anggap jarakk benda dengan pnuncak tongkat selalu tetap) 38. Dua buah balok bergerak saling mendekati di atas bidang datar seperti gambar. Jika setelah tumbukan tidak ada energi yang hilang, tentukanlah kecepatan benda setelah tumbukan A 8 m/s 2 m/s B m = 6 kg m = 4 kg 39. Sebuah peluru massa 10 gram ditembakan dari sebuah senapan yang massanya 4 kg dengan kecepatan 50 m/s dan mengenai sebuah balok massa 490 gram yang tergantung pada tali panjang. Jika peluru bersarang didalamnya dan naik setinggi h, maka tentukan nilai h 40. Persmaan simpangan benda yang melaukan gerak harmoni sederhana dinyatakan dengan persamaan y = 0,4 sin 2π t dengan y dalam m dan t dalam s. Tentukanlah : 6 a. Amplitudo, periode dan frekwensi b. Simpangan getaran harmonis saat t = 2 s