Pembahasan No. 1-10 Soal UN Fisika SMA 2014

Pembahasan Soal UN Fisika SMA. Postingan kali ini adalah Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Ujian Nasional 2014 Nomor 1-10. Silahkan adik-adik pelajari dan jadikan sebagai bahan latihan dalam menghadapi ujian Un mendatang. Semoga bermanfaat dan selamat berlatih :).

Soal No. 1
Bondan mengukur massa sebuah batu dengan menggunakan neraca Ohauss tiga lengan dengan skala terkecil 0,1 gram, skala hasil pengukurannya terlihat seperti gambar di bawah ini.


Massa batu tersebut adalah….
A. 482,0 gram
B. 480,5 gram
C. 382,0 gram
D. 283,6 gram
E. 280,5 gram

Pembahasan
Pembacaan neraca ohaus tiga lengan, cukup jelas. Jawaban D. 283,6 gram.
Dapat dilihat di sini Cara membaca alat ukur massa neraca ohaus tiga lengan.

Soal No. 2
Sepeda bergerak sejauh 2 km ke arah sumbu X positif, kemudian 5 km ke arah sumbu Y positif dan seterusnya bergerak sejauh 5 km membentuk sudut 53° dengan sumbu Y positif. Besar resultan perjalanan sepeda tersebut adalah….(Sin 37° = 0,6 Cos 37° = 0,8)
A. 14 km
B. 10 km
C. 8 km
D. 6 km
E. 2 km
Pembahasan
Lintasan yang ditempuh pengendara sepeda dari soal cerita di atas sebagai berikut:


Uraikan terlebih dahulu 5 km yang terakhir menjadi 5 sin 37°  dan 5 cos 37° seperti gambar di atas.
Perpindahan pada sumbu X:
2 km + 5 cos 37°
= 2 km + 5 (0,8) km

= 2 km + 4 km = 6 km

Perpindahan pada sumbu Y
5 km + 5 sin 37° km
= 5 km + 5(0,6) km
= 5 km + 3 km = 8 km

Resultan:
√(6² + 8²)
= √ 100 = 10 km

Soal No. 3
Seseorang yang sedang melakukan perjalanan, mula-mula diam kemudian dipercepat 2 m.s^–2 selama 2 sekon, kemudian dipercepat lagi 0,5 m.s^–2 selama 2 sekon sampai akhirnya ia bergerak konstan selama 2 sekon. Grafik kecepatan terhadap t dari perjalanan orang tersebut yang benar adalah…..


Pembahasan
Dipercepat garis lurus miring ke atas, saat bergerak konstan berarti kecepatannya tetap (garisnya lurus mendatar). Jawaban: D

Soal No. 4
Sebuah gerinda melakukan 240 putaran tiap menit (rpm) pada gerinda tersebut terletak sebuah partikel yang berjarak 50 cm dari poros gerinda. Besar frekuensi dan percepatan sentripetal partikel tersebut adalah….
A. 2 Hz dan 4π ms^–2
B. 2 Hz dan 16π² m.s^–2
C. 4 Hz dan 32π² m.s^–2
D. 4 Hz dan 80π² m.s^–2
E. 8 Hz dan 16π² m.s^–2
Pembahasan
Gerak melingkar, data soal:
ω = 240 putaran per menit = 240 x 2π rad / 60 sekon = 8π rad/sekon
r = 50 cm = 0,5 m
Frekuensi dan percepatan sentripetal:



diperoleh

Jawaban: C. 4 Hz dan 32π² m.s^–2

Soal No. 5
Rudi dengan massa 52 kg berada di dalam lift yang bergerak ke bawah dengan percepatan 4 m.s^–2. Jika percepatan gravitasi 10 m.s^–2, gaya desak kaki Rudi pada lantai lift adalah….
A. 624 N
B. 510 N
C. 312 N
D. 210 N
E. 204 N

Pembahasan
Ilustrasi:

Data soal:
m = 52 kg
a = 4 m.s^–2
g = 10 m.s^–2
N =....

Lift bergerak ke bawah:
Σ F = ma
w − N = ma
mg − N = ma
N = mg − ma

N = m (g − a)

Sehingga:
N = m (g − a)
N = 52(10 − 4)
N = 52(6) = 312 Newton
Jawaban: C. 312 N

Soal No. 6
Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan.


Jika momen inersia katrol = I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan….
A. F = α ⋅ β ⋅ R
B. F = α ⋅ β² ⋅ R
C. F = α ⋅ (β ⋅ R)^{– 1}
D. F = α ⋅ β ⋅ (R)^{– 1}
E. F = R ⋅(α ⋅ β )^{– 1}

Pembahasan
Gerak rotasi
Σ τ = I α
dimana
τ adalah momen gaya
I = momen inersia
α = percepatan sudut

Σ τ = I α
F ċ R = β ⋅ α
F = (β ⋅ α) : R
F = β ⋅ α R⁻¹ = α ⋅ β ⋅ R⁻¹
Jawaban:  D.

Soal No. 7
Koordinat titik berat bangun di bawah ini adalah…..


A. (3; 3)
B. (3; 4)
C. (4; 3)
D. (4; 4)
E. (4; 6)

Pembahasan
Dari bentuknya yang simetris baik sumbu x maupun sumbu y, maka titik beratnya dengan mudah ditemukan:
sumbu x : 4
sumbu y : 3
(4, 3)
Jawaban: C

Soal No. 8
Sebatang kayu yang massanya diabaikan, dikerjakan gaya pada titik A, B, dan C seperti gambar.



Bila titik B dipakai sebagai poros, maka momen gaya sistem adalah…..(sin 37° = 0,6)
A. 1,28 Nm
B. 1,60 Nm
C. 2,88 Nm
D. 4,48 Nm
E. 5,44 Nm

Pembahasan
Torsi / torque (momen gaya) dengan poros di titik B, massa batang diabaikan (w batang tidak dihitung):

Jawaban: E. 5,44 Nm


Soal No. 9
Sebuah benda berbentuk pipa (I = mR²) dengan jari-jari r = 2 m dan massa 1/8 kg. Benda itu bergerak menggelinding tanpa tergelincir mendaki bidang miring yang kasar. Jika pada awalnya kecepatan sudut benda 5 rad.s⁻¹ dan pada akhirnya benda berhenti, maka usaha oleh gaya gravitasi pada benda tersebut adalah….
A. 12,50 J
B. 18,75 J
C. 25,00 J
D. 31,25 J
E. 50,00 J

Pembahasan
Data:
ω = 5 rad/s, R = 2 m
→ v = ω R = 5(2) = 10 m/s
Cara pertama, dari usaha = selisih energi kinetik, diikutkan juga energi kinetik rotasinya. Benda akhirnya berhenti (Ek = 0), sehingga cukup dihitung Ek awalnya saja.



Cara kedua, dari usaha = selisih energi potensial. Posisi benda awalnya di h = 0, hingga bisa dari posisi akhirnya saja (h₂), dimana tinggi yang dicaoai benda:


Hubungan ini khusus untuk I = mR² saja, untuk I dengan nilai lain menentukan ketinggian h. Sehingga:

Jawaban: A. 12,50 J

Soal No. 10
Di bawah ini adalah grafik hubungan gaya (ΔF ) dengan pertambahan panjang dari suatu benda elastis.

Dari grafik dapat disimpulkan daerah elastis berada di bawah garis….
A. O – P
B. O – Q
C. P – Q
D. P – R
E. Q – R

Pembahasan
Dari hubungan F dan Δx (elastisitas):
F = kΔx
k = F/Δx
Garis yang terbentuk akan lurus, tidak melengkung.
Jawaban: A. O - P