Soal dan Pembahasan UN Fisika 2015

Soal dan Pembahasan UN Fisika 2015 - Pada kesempatan kali ini admin akan membagikan soal UN Fisika tahun 2015. Ini merupakan soal UN yang paling baru dan digunakan pada Ujian Nasional tahun lalu. Jangan lupa digunakan sebaiknya-baiknya yaa

SOAL NO. 1 TENTANG BESARAN DAN PENGUKURAN

Hasil pengukuran diameter suatu tabung dengan mikrometer sekrup adalah 2,85 mm. Gambar yang sesuai dengan hasil pengukuran tersebut adalah ....

PEMBAHASAN

Mikrometer sekrup adalah alat ukur panjang dengan tingkat ketelitian sampai 0,01 mm. Skala utama bersatuan mm dan skala selubung melingkar bersatuan 0,01 mm.

Hasil pengukuran 2,85 mm berarti:

2,85 mm = 2,5 mm + 0,35 mm

                = 2,5 mm + 35 × 0,01 mm

                = 2,5 pada skala utama + 35 pada skala melingkar

Perhatikan ilustrasi berikut ini! 

Jadi, gambar yang sesuai dengan hasil pengukuran tersebut adalah gambar pada opsi (E).

SOAL NO. 2 TENTANG JARAK DAN PERPINDAHAN

Pada acara "Festival City Marathon" bulan Oktober 2014 di Jakarta terdapat 4 kategori lari, yaitu kategori full marathon (42 km), kategori half marathon (21 km), kategori 10 kilometer, dan kategori 5 kilometer di mana lintasan masing-masing kategori sudah ditentukan. Lomba lari marathon ini start dari Gedung Gelora Bung Karno dan finish di Monas. Salah seorang peserta bernama Andri mengikuti lomba lari full marathon dan ia hanya mampu menempuh lintasan titik A, B, dan C seperti pada gambar.

Jika 1 kotak mewakili 1 km maka perpindahan total yang dilalui Andri adalah ....

A.   26 km

B.   20 km

C.   12 km

D.   10 km

E.   8 km

PEMBAHASAN

Perpindahan adalah perubahan kedudukan dari titik awal ke titik akhir. Perpindahan merupakan besaran skalar sehingga tidak memperhatikan lintasan, yang diperhatikan hanya kedudukan titik awal dan titik akhir.

Andri mengawali marathon dari titik O dan berakhir di titik C sehingga perpindahannya adalah

Jadi, perpindahan total yang dilalui Andri adalah 10 km (D).

Simak juga, Pembahasan Soal UN: Vektor Resultan (Perpindahan). 

SOAL NO. 3 TENTANG HUKUM II NEWTON

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika sistem benda bergerak, gaya gesekan antara balok dan lantai masing-masing sebesar 2 N dan percepatan benda 2 m/s², besar tegangan tali pada kedua balok tersebut adalah ....

A.   6 N

B.   10 N

C.   16 N

D.   32 N

E.   64 N

PEMBAHASAN

Karena sistem benda bergerak maka soal tersebut harus diselesaikan dengan menggunakan hukum II Newton.

Tinjau benda pertama (depan)

ΣF = m₁a

F cos 60° − T − f = m₁a

28 . ½ − T − 2 = 3 . 2

12 − T = 6

T = 6

Benda kedua (belakang) tidak perlu lagi ditinjau, hasilnya pasti sama. Mumpung ada waktu, coba kita tinjau sama-sama, hitung-hitung nambah pengetahuan.

Tinjau benda kedua (belakang)

ΣF = m₂a

T − f = m₂a

T − 2 = 2 . 2

T = 4 + 2 = 6

Ternyata lebih sederhana meninjau benda kedua.

Jadi, besar tegangan tali pada kedua balok tersebut adalah 6 N (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya dan Hukum Newton. 

SOAL NO. 4 TENTANG TITIK BERAT

Perhatikan gambar di bawah ini!

Koordinat titik berat bangun luasan tersebut terhadap titik O adalah ....

A.   (6; 7⅕)

B.   (6; 7⅖)

C.   (6; 8⅕)

D.   (6; 8⅖)

E.   (6; 9⅕)

PEMBAHASAN

Jika diperhatikan gambarnya, lubang segitiga tidak memengaruhi letak titik berat pada arahx, yaitu x₀ = 6. Apalagi jika diperhatikan opsi jawaban. Semua opsi jawaban menyatakan bahwa x₀ = 6.

Untuk menentukan letak titik berat arah y, kita bagi bangun tersebut menjadi dua. Bangun pertama adalah persegi panjang yang masih utuh. Sedangkan bangun kedua adalah lubang segitiga.

Mari kita tentukan titik berat arah y pada masing-masing bangun.

Bangun pertama (persegi panjang yang masih utuh)

y₁ = 18/2 = 9

A₁ = p × l = 18 × 12 = 216

Bangun kedua (lubang segitiga)

y₂ = 6 + 1/3 t  = 6 + 1/3 × 6 = 8

A₂ = ½ × a × t  = ½ × 12 × 6 = 36

Sekarang kita tentukan titik berat arah y pada keseluruhan bangun.

     

Jadi, titik berat bangun luasan tersebut terhadap titik O adalah (6; 9⅕) (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Titik Berat. 

SOAL NO. 5 TENTANG MOMEN GAYA

Perhatikan gambar di bawah ini!

Katrol dari silinder pejal (I = ½ MR²) ditarik dengan gaya F. Jika katrol berputar dengan percepatan 4 m/s² maka besar F adalah ....

A.   2 N

B.   3 N

C.   4 N

D.   6 N

E.   8 N

PEMBAHASAN

Sistem katrol yang bergerak merupakan penerapan dan hukum II Newton.

Στ = I α

dengan τ = FR, I = ½ MR², dan α = a/R, diperoleh:

FR = ½ MR².(a/R)

  F = ½ Ma

      = ½ . 2 . 4

      = 4

Jadi, besar gaya F pada sistem katrol tersebut adalah 4 N (C).

SOAL NO. 6 TENTANG GERAK LURUS

Tiga benda bergerak lurus berubah beraturan dan ketiganya mempunyai percepatan yang sama. Data gerak benda-benda tersebut ditunjukkan pada tabel berikut.

Benda	Kecepatan Awal (m/s)	Kecepatan Akhir (m/s)	Jarak (m)
A	10	P	200
B	5	25	150
C	5	35	Q

Nilai P dan Q adalah ....

A.   P = 20 m/s dan Q = 100 m

B.   P = 30 m/s dan Q = 200 m

C.   P = 30 m/s dan Q = 300 m

D.   P = 40 m/s dan Q = 200 m

E.   P = 50 m/s dan Q = 300 m

PEMBAHASAN

Rumus gerak lurus berubah beraturan (GLBB) yang sesuai dengan data pada soal adalah

v_t² = v_o² + 2as

Coba perhatikan. Data benda B adalah data yang paling lengkap. Kita gunakan data benda B untuk mendapatkan nilai percepatan (a) dari ketiga benda tersebut. 

v_t² = v_o² + 2as

25² = 5² + 2.a.150

625 = 25 + 300a 

300a = 600

a = 2

Kita gunakan nila percepatan a = 2 untuk mendapat nilai P dan Q. Pertama, kita manfaatkan data pada benda A untuk mendapatkan nilai P.

v_t² = v_o² + 2as

P² = 10² + 2 . 2 . 200

P² = 900 

P = 30

Kita gunakan data benda C untuk mendapatkan nilai Q.

v_t² = v_o² + 2as

35² = 5² + 2 . 2 . Q

1225 = 25 + 4Q 

4Q = 1200

Q = 300

Jadi, nilai P = 30 m/s dan Q = 300 m (C).

SOAL NO. 7 TENTANG GERAK PELURU

Peluru ditembakkan dengan sudut elevasi dan kecepatan awal seperti pada gambar di bawah ini.

Jarak horizontal pada ketinggian yang sama ketika peluru ditembakkan (R) adalah .... (sin 60° = 0,87 dan g = 10 m/s²)

A.   180 m

B.   360 m

C.   870 m

D.   900 m

E.   940 m

PEMBAHASAN

Jarak horizontal R merupakan jarak mendatar maksimum diukur dari awal penembakan.

dengan sin 2α = sin 120° = sin (180 − 60)° = sin 60° = 0,87, diperoleh

Jadi, jarak horizontal R = 870 m (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Parabola. 

SOAL NO. 8 TENTANG GERAK PADA BIDANG MIRING

Perhatikan gambar berikut ini!

Balok meluncur menuruni bidang miring yang kasar. Jika gaya gesekan antara balok dengan lantai 3,0 N, g = 10 m/s², dan balok mencapai dasar bidang miring dengan kecepatan √50 m/s, maka besar nilai h adalah ....

A.   2,0 m

B.   3,0 m

C.   4,2 m

D.   5,5 m

E.   6,3 m

PEMBAHASAN

Jika tidak disebutkan dalam soal, berarti kecepatan awal saat benda berada di puncak bidang miring adalah nol (v_o = 0). Sedangkan kecepatan akhirnya adalah saat benda mencapai dasar bidang miring (v_t = √50 m/s). Kecepatan ini tercapai setelah benda menempuh jarak s = 10 m. Percepatan benda tersebut adalah

v_t² = v_o² + 2as

50 = 0 + 2.a.10

20a = 50

a = 2,5

Vektor gerak benda tersebut dapat diilustrasikan dengan gambar berikut ini.

f        = gaya gesek

         = 3 N

w      = gaya berat benda

         = mg = 1 kg. 10 m/s = 10 N

sin θ = h/s  

         = h/10 

w_x    = w sin θ

         = 10. h/10 = h 

w_y    = w cos θ

Karena benda bergerak maka yang berlaku adalah hukum II Newton.

ΣF = ma

w_x − f = ma 

h − 3 = 1 . 2,5

h = 2,5 + 3 = 5,5

Jadi, nilai h pada bidang miring tersebut adalah 5,5 m (D).

SOAL NO. 9 TENTANG GERAK HARMONIS SEDERHANA

Tiga pegas identik disusun seperti pada gambar.

Bila konstanta pegas (k) masing-masing adalah 50 N/m dan massa M = 0,5 kg maka pertambahan panjang susunan pegas adalah ....

A.   5 cm

B.   10 cm

C.   15 cm

D.   20 cm

E.   25 cm

PEMBAHASAN

Terlebih dahulu kita tentukan konstanta pegas totalnya.

Pegas (1) dan pegas (2) tersusun paralel.

k_p = k₁ + k₂

     = 50 + 50 = 100

Konstanta pegas total (k) adalah susunan seri antara k_p dan k₃.

k = 100/3

Pertambahan panjang suatu pegas sebanding dengan gaya yang bekerja pada pegas itu.

F = k.Δx

mg = k.Δx

0,5 . 10 = (100/3) . Δx

Δx = 5 . (3/100)

      = 0,15 m

      = 15 cm

Jadi, pertambahan panjang susunan pegas tersebut adalah 15 cm (C).

SOAL NO. 10 TENTANG USAHA DAN ENERGI

Pada musim dingin di negara Swedia diadakan perlombaan ski es di daerah pegunungan. Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti pada gambar.

Jika kecepatan awal pemain ski sama dengan nol dan percepatan gravitasi sama dengan 10 m/s² maka kecepatan pemain pada saat ketinggian B adalah ....

A.   √2 m/s

B.    5√2 m/s

C.   10√2 m/s

D.   20√2 m/s

E.   25√2 m/s

PEMBAHASAN

Energi kinetik di titik B merupakan perubahan energi potensial dari titik A ke B.

E_k =  ΔE_p

½ mv_B² = mgΔh

v_B² = 2gΔh,             Δh = 50 m − 10 m = 40 m

       = 2 . 10 . 40

       = 2 . 400

v_B   = 20√2

Jadi, kecepatan pemain pada ketinggian B adalah 20√2 m/s (D).

SOAL NO 10 - 40 bisa di download disini : link download