Persiapan UN FISIKA SMA 2019 – 2020 #1 (bagian 1)

Dear all

Kembai lagi bersama Senopati Education Center 😉 Saat ini kita akan mulai memasuki persiapan Ujian Nasional (UN) loch. Kita mulai dari UN Fisika untuk Kakak-kakak yang SMA ya. Jangan kemana-mana, karena soal dan pembahasan ini akan terus berlanjut loch. Kalian juga boleh menanyakan apa yang tidak dimengerti pada kolom komentar 😉

1. Topik: Besaran dan Pengukuran

Seseorang melakukan pengukuran tebal buku tulis dengan jangka sorong. Hasil pengukurannya adalah 4,36 mm. Dengan memperhitungkan kesalahan mutlak, pembacaan dari hasil pengukuran tersebut dapat dituliskan menjadi . . . .

• (4,36 ± 0,01) mm
• (4,36 ± 0,05) mm
• (4,36 ± 0,1 ) mm
• (4,36 ± 0,5 ) mm
• (4,36 ± 1 ) mm

Jawaban: B

Petunjuk = Ingat dan pahami cara mengukur dengan Jangka sorong dan ketelitiannya.

Pembahasan :

• Hasil Pengukuran tunggal, X0 = 4,36 mm
• Ketelitian jangka sorong ( skala terkecil) = 0,1 mm

Hasil pengukuran  tunggal dengan memperhitungkan kesalahan mutlaknya, dinyatakan sebagai berikut :

X =  X0 ± ∆X

=  4,36 mm ± ½ x (skala terkecil jangka sorong)

=   4,36 mm ± ½ x (0,1 mm)

=   4,36 mm ± 0,05 mm

1. Topik: Gerak Melingkar

Sebuah roda yang berjari-jari 42 cm berputar dengan perpindahan sudut 240⁰ . Jarak yang telah ditempuh oleh sebuah partikel yang terletak pada tepi roda adalah . . .

• 4 Π rad 1 Π rad
• 176 cm
• 2 Π rad
• 242 m

Jawaban = B

Petunjuk = Ingat

1⁰ = Π / 180 rad

• Jari-jari roda, r = 42 cm
• Perpindahan sudut, Ɵ = 240⁰

Maka Perpindahan sudut dalam satuan radian adalah =

Ɵ = 240⁰ x (ᵡ/180⁰) rad

       (disederhanakan)

    = 4/3 Π radian.

Jarak linier yang telah ditempuh titik yang terletak di tepi roda adalah =

S = Ɵ . r

   = 4/3 Π (42 cm)

   = 4/3 .  ( 22/7 ) .  (42 cm)

   = 176 cm

2. Topik: Fluida Dinamis

Udara mengalir melalui sayap pesawat dengan kecepatan dibagian bawah pesawat 60 m/s dan di bagian atas sayap 55 m/s. Jika massa pesawat 500 Kg dan luas penampang sayap 7 m², gaya resultan yang bekerja pada pesawat adalah . . . (ᵨ = 1,29 Kg/m³ , g = 9,8 m/s²)

• 120,87 N
• 3084,4 N
• -2.303,87 N
• – 38.303,17 N
• – 4.063,4 N

Jawaban = C

Petunjuk = Ingat, gaya angkat pesawat dapat dirumuskan dari aplikasi persamaan

Bernoulli, yaitu :

F1 – F2 = ½ ᵨ (V(2)² – V (1)² ) A

Dimana :

F1-F2 = gaya angkat pesawat (N)

ᵨ = massa jenis udara (Kg/m³)

V (1) = kecepatan udara di bawah sayap (m/s²)

V (2) = kecepatan udara di atas sayap (m/s²)

A = Luas penampang sayap (m²)

Dari soal diketahui bahwa :

• V (2) = 60 m/s
• V (1) = 55 m/s
• Massa pesawat , m = 500 Kg
• A = 7 m²

Maka gaya angkat pesawat adalah :

F1 – F2 = ½ ᵨ (V(2)² – V (1)² )

             = ½ x (1,29 Kg/m³) x ((60 m/s² – (55 m/s)² ) x 7 m²

            = (0,645 Kg/m³ ) x ( 3600 m²/s² ) x (7m²)

            = 2.596,13 N

Berat pesawat adalah

W = m. g = (500 Kg) x (9,8 m/s²

    = 4900 N

Resultan gaya yang bekerja pada pesawat adalah :

Σ = (F1-F2) – W

   =  2.596,13 N – 4.900 N

= – 2.303, 87 N ( Tanda negatif menunjukkan bahwa pesawat menuju ke bawah).

3. Topik: Usaha dan Energi

Sebuah pesawat terbang mempunyai massa 10⁵  Kg. Mesinnya mampu menghasilkan gaya 2 x 10⁵ N. Pesawat tersebut bergerak dari keadaan diam dan untuk lepas landas diperlukan laju 10² m/s. Panjang lintasan minimum yang diperlukan agar pesawat tersebut lepas landas adalah . . .

• 1500 m
• 2500 m
• 3500 m
• 4500 m
• 5500 m

Jawaban = B

Petunjuk = Ingat bahwa panjang lintasan yang dibutuhkan pesawat dapat di cari dengan persamaan berikut ini :

W = ∆ EK

W = EK (2) – EK (1)

F.s = ½ . m (V(2)² – V (1)² )

Dimana dari soal diketahui :

• m = massa pesawat 10⁵ Kg
• Gaya yang dihasilkan mesin pesawat , F = 2 x 10⁵ N
• Kecepatan awal pesawat , V(1) = 0 m/s
• Kecepatan pesawat saat lepas landas, V(2) = 10² m/s

Karena satuan sudah sama (SI), maka untuk mencari Panjang Lintasan (s) langsung kita masukkan ke persamaan :

F.s = ½ . m (V(2)² – V (1)² )

(2 x 10⁵ N) x s  =  ½ x (10⁵ Kg) x ((10 ² m/s)² – 0 ²))

(2 x 10⁵ N) x s  = ½ x (10⁵ Kg) x (10⁴ m²/s² )

(2 x 10⁵ N) x s  = ½ x (10⁹ J)    ——-  1 J = 1 Kg m²/s²   ——– 1 N = Kg m / s²

(2 x 10⁵ N) x s  = 5 x 10⁸ J

 

—  s = 5 x 10⁸ J : 2 x 10⁵ N

—  s = 2,5 x 10³ m  ———-  J / N =  Kg m^{2 1}/s²  : Kg m / s²  = m

—  s = 2500 m

5. Topik: Gelombang

Sebuah benda bergetar harmonic sederhana dengan simpangan terbesar 6 cm dan frekuensi 25 Hz. Bessar simpangan pada saat 1/3 detik adalah . . . .

• 5,50 cm
• 4,75 cm
• 3,25 cm
• 3,00 cm
• 2,45 cm

Jawaban = B

Petunjuk = Ingat persamaan  y = A sin ω t

Dimana dari soal diketahui bahwa =

• Amplitudo, A = 6 cm
• Frekuensi getaran , f = 25 Hz

Besar simpangan pada saat 1/3 detik adalah :

y = A sin ω t

                 = A sin 2 Π f t

                = (6 cm) sin (2 Π x 25 x 1/3 )

                  = (6 cm ) sin 52,4⁰

                = (6 cm ) ( 0, 792)

                  = 4,75 cm

 

6. Topik: Kalor

Sebuah sumber arus yang member daya 37,8 watt digunakan 2/3 dayanya untuk memanaskan 2.400 gram air selama 2 menit. Jika suhu air mula-mula 25 ⁰C. Kalor jenis air 42 J/gram ⁰C, suhu akhir air adalah .  .

 

• 25,084 ⁰C
• 25,168 ⁰C
• 25, 300 ⁰C
• 30,04 ⁰C
• 32, 56 ⁰C

Jawaban = C

Petunjuk = Ingat korelasi rumus antara Daya (P), Energi Kalor (W) dengan waktu (t) yang secara matematis telah kita pelajari sebagai berikut :

P = W/t  – – – – – W = P. t

Q = m . c . ∆T

W= Q (Azaz Black)

Dimana didalam soal, kita samakan terlebih dahulu satuannya agar seragam dan sesuai dengan yang diminta oleh soal, yaitu :

• P (Daya) = 37,8 W
• m = 2400 gram = 2400 / 1000 = 2,4 Kg
• t (waktu) = 2 menit = 2x 60 = 120 s
• T1 (suhu air mula-mula) = 25 ⁰C
• c (kalor jenis) = 4,2 J/gram ⁰C = 4200 J/Kg ⁰C

Ditanya = T2 (suhu akhir air) 

• Langkah 1 = Kalor yang diberikan (2/3 dayanya untuk memanaskan 2,4 Kg air)

      W = 2/3 P.t  = 2/3 (37,8) ( 120) = 3024 J

• Langkah 2 = Kalor yang diterima

Q = m . c . ∆T

    = 2,4 (4200) (T2-25)

    = 10080 T2 – 252000

• Langkah 3 = Kalor yang diberikan sama dengan kalor yang di serap ( W = Q)

3024 = 10080 T2 – 252000

 

T2 = 3024 + 252000

              10080

     = 25,3 ⁰C

7. Topik: Teori Kinetik Gas

            Suatu sistem mengalami proses adiabatik, pada sistem dilakukan usaha 100 J. Jika   perubahan energi dalam sistem ∆U dan kalor yang diserap sistem adalah Q, maka . . . .

• ∆U = -100 J
• ∆U = 10 J
• ∆U = 100 J
• Q = 0 J
• ∆U + Q = -100 J

Jawaban = C

Petunjuk = Ingat Proses Adiabatik adalah proses keadaan sistem tanpa adanya pertukaran kalor dengan lingkungannya atau tidak ada kalor yang dilepas maupun diterima oleh gas, sehingga Q = 0

            Dari soal kita juga mengetahui bahwa :

• Usaha yang dilakukan pada sistem, W = -100 J
• Q = 0 (Adiabatik)

Hukum I termodinamika menyatakan =

∆U + W = Q

∆U = -W

∆U = – (-100 J)

∆U = 100 J

 

8. Topik: Bunyi

Taraf intensitas bunyi seribu peluit identik yang dibunyikan bersama-sama adalah 60 dB. Jika 10 peluit identik dibunyikan bersama-sama taraf intensitasnya menjadi….

• 40 dB
• 50 dB
• 60 dB
• 70 dB
• 90 dB

Jawaban =  A

Pembahasan

Diketahui :

TI 1000 peluit = 60 dB

Ditanya : Taraf intensitas 10 peluit

Jawab :

Taraf intensitas 1 peluit :

TI 1000 peluit = TI satu peluit + 10 log x

60 = TI + 10 log 1000

60 = TI + 10 log 103

60 = TI + (3)(10)(log 10)

60 = TI + (3)(10)(1)

60 = TI + 30

TI = 60 – 30

TI = 30 dB

Taraf intensitas satu peluit adalah 30 dB.

 

Taraf intensitas 10 peluit :

TI 10 peluit = TI satu peluit + 10 log x

TI 10 peluit = 30 + 10 log 10

TI 10 peluit = 30 + 10 log 101

TI 10 peluit = 30 + (1)(10)(log 10)

TI 10 peluit = 30 + (1)(10)(1)

TI 10 peluit = 30 + 10

TI 10 peluit = 40 dB

Taraf intensitas 10 peluit adalah 40 dB.

9. Topik: Listrik Dinamis

Perhatikan rangkaian listrik di bawah ini!

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω, besar kuat arus listrik yang melalui rangkaian tersebut adalah ….

• 0,5 A
• 1,5 A
• 1,8 A
• 4,5 A
• 5,4 A

Petunjuk = Ingat Hukum II Kirchhoff yang berlaku untuk rangkaian di atas adalah

ΣE=I . Rt

Dimana pada rangkaian listrik di atas, hambatan totalnya merupakan jumlah seluruh hambatan, baik hambatan luar (R) maupun hambatan dalam (r). Maka :

ΣE                    =          I . Rt

18 + (−9)          =          I × (2 + 3 + 0,5 + 0,5)

9          =          6I

I           =          9/6      = 1,5 A

10. Topik: Fisika Inti

Massa atom adalah 15,995 sma, massa hydrogen adalah 1,0078 sma, dan neutron 1,0087, defek massanya adalah . . .

1. 0, 137 sma
2. 0, 240 sma
3. 0,543 sma
4. 0,759 sma
5. 0,766 sma

Jawaban = A

Petunjuk =

• Massa atom 8O¹⁶, mi = 15,995 sma
• Massa atom hydroge
• n, mH = 1,0078 sma
• Massa neutron, mn = 1,0087 sma
• Nomor massa 8O¹⁶ , A = 16
• Nomor atom 8O¹⁶ , Z = 8

Neutron 6O¹⁶  adalah :

n = A – Z = 16-8 = 8

Massa total nukleon adalah

 M nukleon = massa total proton + massa total neutron

              = 8 mp + 8 mn

                       = 8 (mp + mn )

              = 8 ( 1.0078 sma + 1,0087 sma)

              = 16, 132 sma

Defek massanya adalah

m = Z. mp + (A-Z) mn – mi

    = 8 . 1,0078 sma + (16-8) 1,0087 sma – 15,995 sma

    = 0, 137 sma

Nah, kalau mau lebih lengkap lagi, langsung aja ke Kolom Belajar gratisnya ya, klik aja gambar di bawah ini 😉