Soal dan Pembahasan Fisika UN SMA 2017 No.11-20
Berikut ini adalah Soal dan Kunci Jawaban Fisika UN SMA 2017 No. 11-20.
Fisika UN SMA 2017 No. 11
Sebuah benda berbentuk balok dicelupkan dalam cairan A yang massa jenisnya 900 $kg/m^3$ ternyata 1/3 bagiannya muncul di atas permukaan. Jika jenis cairan diganti dengan cairan B dengan massa jenis 1.200 $kg/m^3$, berapa besar bagian balok tersebut yang muncul?
A. 1/4 bagian
B. 4/9 bagian
C. 1/2 bagian
D. 5/9 bagian
E. 3/4 bagian
Pembahasan:
$\begin{align} F_B &= F_A \\ \rho.g.V_B &= \rho.g.V_A \\ \rho.V_B & = \rho.V_A \\ 1200.V_B &= 900.(1-\frac{1}{3}) \\ V_B &= \frac{900}{1200}.\frac{2}{3} \\ V_B &= \frac{1}{2} \end{align}$
Volume yang tercelup $\frac{1}{2}$ dan volume yang muncul di atas permukaan adalah $1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$
Kunci: C
Fisika UN SMA 2017 No. 12
Perhatikan alat penyemprot nyamuk pada gambar di bawah ini!
Ketika batang pengisap M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada ujungnya. "Jika v mewakili besar kecepatan alir cairan obat nyamuk dan P mewakili besar tekanannya, maka pernyataan yang benar dari prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah"…
A. $P_1 < P_2$, maka $v_1 < v_2$
B. $P_1 > P_2$, maka $v_1 < v_2$
C. $P_1 < P_2$, maka $v_1 > v_2$
D. $P_1 > P_2$, maka $v_1 > v_2$
E. $P_1 = P_2$, maka $v_1 = v_2$
Pembahasan:
"Tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan"
Prinsip bernouli:
Ketika menekan batang penghisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa. Semburan udara yang bergerak lebih cepatan $(v_2)$ mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung $(P_2)$, sebaliknya pada pipa 1 laju udara lebih rendah dan tekanan lebih tinggi.
Kunci: B
Fisika UN SMA 2017 No. 13
Sebuah pesawat ruang angkasa P memiliki orbit pada jarak tertentu dari permukaan bumi (B) dengan kecepatan konstan yang membentuk lintasan elips seperti ilustrasi pada gambar.
Apabila pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur, maka bentuk lintasan yang mungkin terjadi ditunjukkan oleh gambar…
Fisika UN SMA 2017 No. 11
Sebuah benda berbentuk balok dicelupkan dalam cairan A yang massa jenisnya 900 $kg/m^3$ ternyata 1/3 bagiannya muncul di atas permukaan. Jika jenis cairan diganti dengan cairan B dengan massa jenis 1.200 $kg/m^3$, berapa besar bagian balok tersebut yang muncul?
B. 4/9 bagian
C. 1/2 bagian
D. 5/9 bagian
E. 3/4 bagian
Pembahasan:
$\begin{align} F_B &= F_A \\ \rho.g.V_B &= \rho.g.V_A \\ \rho.V_B & = \rho.V_A \\ 1200.V_B &= 900.(1-\frac{1}{3}) \\ V_B &= \frac{900}{1200}.\frac{2}{3} \\ V_B &= \frac{1}{2} \end{align}$
Volume yang tercelup $\frac{1}{2}$ dan volume yang muncul di atas permukaan adalah $1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$
Kunci: C
Fisika UN SMA 2017 No. 12
Perhatikan alat penyemprot nyamuk pada gambar di bawah ini!
A. $P_1 < P_2$, maka $v_1 < v_2$
B. $P_1 > P_2$, maka $v_1 < v_2$
C. $P_1 < P_2$, maka $v_1 > v_2$
D. $P_1 > P_2$, maka $v_1 > v_2$
E. $P_1 = P_2$, maka $v_1 = v_2$
Pembahasan:
"Tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan"
Prinsip bernouli:
Ketika menekan batang penghisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa. Semburan udara yang bergerak lebih cepatan $(v_2)$ mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung $(P_2)$, sebaliknya pada pipa 1 laju udara lebih rendah dan tekanan lebih tinggi.
Kunci: B
Fisika UN SMA 2017 No. 13
Sebuah pesawat ruang angkasa P memiliki orbit pada jarak tertentu dari permukaan bumi (B) dengan kecepatan konstan yang membentuk lintasan elips seperti ilustrasi pada gambar.
Pembahasan:
Keyword: Perhatikan panjang lintasan.
Lintasan A, C, dan E menunjukkan pesawat kehilangan tenaga secara cepat. Lintasan D menunjukkan tenaga pesawat dijaga agar konstan. Lintasan B menunjukkan pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur.
Kunci: B
Fisika UN SMA 2017 No. 14
"Seorang penari berdiri di atas lantai es yang licin dan berputar di tempatnya seperti pada gambar."
Mula-mula penari tersebut berputar dengan menyilangkan kedua tagannya di dada (Gambar A). Kemudian penari tersebut kembali berputar sambil merentangkan kedua tangannya (Gambar B). Pernyataan yang benar pada Tabel di bawah ini yang berkaitan dengan kedua keadaan penari tersebut adalah…
Pembahasan:
Momen inersia:
$I = mR^2 \Rightarrow I ~ R^2$
Jika jari-jari $R_A < R_B$ maka $I_A < I_B$, berlaku hukum kekekalan momentum sudut, sehingga $L_A = L_B$.
Kunci: E
Fisika UN SMA 2017 No. 15
Perhatikan data posisi benda-benda berikut ini!
Benda A, B, dan C dihubungkan dengan batang ringan yang dianggap tak bermassa pada bidang x-y. Besar momen inersia sistem jika diputar pada poros sejajar sumbu y melalui benda A adalah…
A. 11√2 $kg.m^2$
B. 13 $kg.m^2$
C. 12,5 $kg.m^2$
D. 7,2 $kg.m^2$
E. 2,5 $kg.m^2$
Pembahasan:
Poros sejajar sumbu Y maka jari-jari / jarak yang digunakan adalah x. Momen inersia benda A adalah 0 karena letaknya di poros.
$I_{total} = I_A + I_B + I_C$
$I_{total} = 0 + mr_{xAB}^2 + mr_{xAC}^2$
$I_{total} = 0 + 0,2(4)^2 + 0,25(4)^2 = 7,2 kg.m^2$
Kunci: D
Fisika UN SMA 2017 No. 16
Perhatikan gambar berikut!
Dua buah benda menuruni lintasan dari titik A. Massa benda pertama m1 = 5 kg dan benda kedua m2 = 15 kg. Jika percepatan gravitasi g = 10 $m/s^2$, maka perbandingan energi kinetik benda 1 dan 2 di titik B adalah…
A. 1 : 2
B. 1 : 3
C. 1 : 9
D. 2 : 1
E. 3 : 1
Pembahasan:
Kecepatan benda 1 dan benda 2 sama karena kecepatan tidak dipengaruhi oleh massa benda.
$\frac{Ek_1}{Ek_2} = \frac{\frac{1}{2}m_1v^2}{\frac{1}{2}m_2v^2} = \frac{5}{15} = \frac{1}{3}$.
Kunci: B
Fisika UN SMA 2017 No. 17
Perhatikan gambar!
Sebuah peluru dari senapan A ditembakkan ke balok dan bersarang di dalam balok, mengakibatkan balok naik setinggi $h_1$ = 40 cm (gambar 1). Balok identik lainnya, ditembak peluru dari senapan B dengan massa sama, ternyata mendorong balok naik setinggi $h_2$ = 30 cm (gambar 2). Perbandingan kecepatan peluru dari senapan A dan B sesaat sebelum menumbuk balok adalah…
A. 2 : √3
B. √2 : √3
C. √3 : √2
D. √3 : 2
E. √3 : 3
Pembahasan:
Hukum kekekalan momentum:
$m_bv_b+m_pv_p = (m_b + m_p)v'$
$v' = \sqrt{2gh}$
karena balok awalnya diam ($v_b = 0$), maka $v_p = \frac{(m_b + m_p)}{m_p} \sqrt{2gh}$
karena massa balok A = massa balok B, dan massa peluru juga sama maka massa tidak diperhitungkan.
$\frac{v_{pA}}{v_{pB}} = \frac{\sqrt{2gh_1}}{\sqrt{2gh_2}} = \frac{h_1}{h_2} = \frac{\sqrt{40}}{\sqrt{30}} = \frac{\sqrt4}{\sqrt3} = \frac{2}{\sqrt3}$
Kunci: A
Fisika UN SMA 2017 No. 18
Sebuah proyektil ditembakkan dengan sudut elevasi a terhadap bidang horisontal (cos a = 3/5) dan kecepatan awal 100 m/s. Massa peluru 40 gram dan g = 10 $m/s^2$. Energi potensial peluru setelah bergerak selama 5 sekon adalah…
A. 100 joule
B. 110 joule
C. 120 joule
D. 130 joule
E. 140 joule
Pembahasan:
Perhatikan gambar dan soal nilai $\cos \alpha$ berbeda pada gambar dan pada soal. Untuk itu kita ikuti saja soal yaitu $\cos \alpha = \frac{3}{5}$.
$\cos \alpha = \frac{3}{5} = \frac{sisi \ samping}{sisi \ miring}$
$sisi \ depan = \sqrt{5^2-3^2} = 4$, maka: $\sin \alpha = \frac{4}{5}$
$h = v_o.\sin \alpha.t - \frac{1}{2}gt^2$
$h = 100.\frac{4}{5}.5 - \frac{1}{2}.10.5^2$
$h = 400 - 125 = 275$
$Ep = mgh = 0,04.10.275 = 110 joule$
Kunci: A
Fisika UN SMA 2017 No. 19
Perhatikan 3 peristiwa tumbukan pada gambar berikut!
Ketiga tumbukan ersifat lenting sempurna, maka dapat disimpulkan bahwa…
A. Benda Q memiliki kecepatan terbesar, pada gambar A
B. Benda S memiliki kecepatan terbesar, pada gambar B
C. Benda R memiliki kecepatan terbesar, pada gambar C
D. kecepatan sulit diprediksi karena massa pada ketiga peristiwa tidak sama
E. kecepatan benda yang ditumbuk pada ketiga peristiwa sama
Pembahasan:
Ketika tumbukan bersifat lenting sempurna, kecepatan terbesar setelah tumbukan terjadi pada benda yang bermassa lebih kecil (Q) ditumbuk benda yang bermassa lebih besar (P) seperti pada gambar A.
Kunci: A
Fisika UN SMA 2017 No. 20
Balok bermassa 10 kg meluncur sepanjang bidang miring A-B dan berhenti di titik C. Koefisien gesek antara balok dengan permukaan bidang B-C = 0,3. Panjang BC adalah…
A. 10 m
B. 35 m
C. 37 m
D. 40 m
E. 50 m
Pembahasan:
$Ek_A = 0$,
$Ep_A = mgh_A = 10.10.3 = 300 joule$
karena berlaku hukum kekekalan momentum, $Ek_B = Ep_A = 300 joule$ dan $Ep_B = 0$
$\Delta Ek = W$
$\Delta Ek = f_{gesekan}.s$
$\Delta Ek = \mu.N.s$
$\Delta Ek = \mu.m.g.s$
$300 = 0,3.10.10.s$
$s = \frac{300}{30}$
s = 10 meter.
Kunci: A
Baca juga:
