Soal dan Pembahasan UNBK Fisika 2018 (no 10 - no 15)
SOAL 10
Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel.
Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam kesetimbangan adalah . . . .
A. 3,0 N
B. 15,0 N
C. 25,0 N
D. 26,7 N
E. 37,5 N
Jawab: E
Gambar gaya-gaya yang bekerja pada batang ditunjukkan pada gambar di bawah ini!
Dengan menerapkan resultan momen gaya pada titik A sama dengan nol maka
∑τA = 0
T sin θ x 0,8 + (–15 N x 0,4 m) + (–20 N x 0,6 m) = 0
T x 0,6 x 0,8 = 6 + 1,2
T = 37,5 N
SOAL 11
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini:
(1) Mengulang prosedur menentukkan garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda, dan menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat karton.
(2) Mengikatkan ujung-ujung benar pada jarum dan beban dan menancapkan jaru pada kertas karton.
(3) Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton.
(4) Menandai titik-titik sepanjang benang pada kertas karton.
(5) Menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum.
Untuk menentukan letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, di antara urutan langkah yang benar adalah . . . .
A. (1), (2), (3), (4), (5)
B. (2), (5), (4), (3), (1)
C. (3), (1), (5), (4), (2)
D. (4), (3), (2), (1), (5)
E. (5), (3), (1), (4), (2)
Jawab: B
SOAL 12
Perhatikan grafik hubungan massa jenis (ρ) dan volume (V) berbagai gas berikut!
Pasangan gas yang memiliki massa sama adalah . . . .
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (5)
Jawab:
Hubungan massa, massa jenis dan volume diberikan oleh m = ρV, maka dari grafik di atas, jika hasil kali massa jenis dan volume untuk masing-masing grafik adalah
Grafik (1) ρV = 0,8 x 2 = 1,6
Grafik (2) ρV = 0,8 x 4 = 3,2
Grafik (3) ρV = 0,4 x 4 = 1,6
Grafik (4) ρV = 0,4 x 5 = 2,0
Grafik (5) ρV = 0,8 x 5 = 4,0
Jadi, gas yang memiliki massa yang sama ditunjukkan oleh grafik (1) dan (3).
SOAL 13
Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4.500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran 2 meter, lebar 1,5 meter dan tinggi 1 meter. Massa jenis air laut saat itu 1.025 kg.m-3 dan percepatan gravitasi 10 m.s-2, maka besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah . . . .
A. 14.250 N
B. 19.250 N
C. 30.750 N
D. 45.000 N
E. 50.000 N
Jawab: A
Diketahui massa kotak m = 4.500 kg, volume kotak V = p x l x t = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3,0 m3, massa jenis air laut 1.025 kg/m3.
Berat kotak di udara Wu = mg = 45000 N
Gaya ke atas yang dialami balok FA = ρfgVbf = 1.025 x 10 x 3 = 30.750 N
Gaya minimum yang dialami balok sama dengan berat balok dalam fluida, maka
Wu – Wf = FA
Wf = Wu – FA = 45.000 N – 30.750 N = 14.250 N
SOAL 14
Suatu pembangkit listrik tenaga air menggunakan turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang jatuh dari ketinggian 90 m memiliki nilai tersebut menghasilkan daya 9 Mwatt jika efisiensi pembangkit 50% maka debit air pada pembangkit tersebut adalah . . . .
A. 5 m3.s-1
B. 10 m3.s-1
C. 20 m3.s-1
D. 100 m3.s-1
E. 3.000 m3.s-1
Jawab:
Diketahui daya output P = 9 MW, ketinggian h = 90 m, efisiensi 50%.
Dalam kasus ini, energi potensial air dari bendungan dikonversi menjadi energi listrik. Secara matematis dituliskan sebagai
Ep = W, dikatakan bahwa efisiensinya adalah 50%. Artinya, hanya 50% dari energi potensial yang dapat dijadikan energi listrik,
50% Ep = W, bila dijabarkan menjadi
50%mgh = Pt, karena m = ρV, maka
50% ρVgh = Pt, yang ditanyakan adalah debit, di mana debit adalah V/t, maka rumusnya menjadi
V/t = P/(50%ρgh), atau
Q = P/(50% ρgh)
Massa jenis air adalah 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s², maka
Q = 9 x 10⁶ W/(50% x 1.000 kg/m³ x 10 m/s² x 90 m)
= 9.000.000 W/450.000 Pa
Q = 20 m³/s
Jadi, debit air pada pembangkit tersebut adalah 20 m³/s.
Balok massanya m berada pada bidang datar licin. Balok dalam keadaan diam di posisi (1) dan ditarik oleh gaya F sampai di posisi (2) dalam selang waktu t seperti gambar.
Dengan menvariasikan massa dan gaya diperoleh data:
Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah . . . .
A. (1), (4), (3), (2)
B. (1), (3), (2), (4)
C. (1), (4), (4), (2)
D. (2), (3), (1), (4)
E. (1), (2), (3), (4)
Jawab: E
Usaha yang dilakukan oleh benda tersebut adalah usaha karena perpindahan.
W = F ∙ ∆x
Benda tersebut berpindah karena mengalami gerak lurus berubah beraturan sehingga:
∆x = v0 t + 1/2 at2 dengan kecepatan awal v0 = 0
s = ½ at2
Dengan demikian,
W = F (½at2)
a adalah percepatan gerak benda yang merupakan perbandingan antara gaya F dan massa m. Pada tabel di atas nilai F/m selalu sama sehingga:
W ~ Ft2
Oleh karena itu, untuk membandingkan mana yang lebih besar/kecil, cukup dengan menghitung nilai dari Ft2.
Jadi, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah dengan urutan (1), (2), (3), (4)
Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel.
A. 3,0 N
B. 15,0 N
C. 25,0 N
D. 26,7 N
E. 37,5 N
Jawab: E
Gambar gaya-gaya yang bekerja pada batang ditunjukkan pada gambar di bawah ini!
∑τA = 0
T sin θ x 0,8 + (–15 N x 0,4 m) + (–20 N x 0,6 m) = 0
T x 0,6 x 0,8 = 6 + 1,2
T = 37,5 N
SOAL 11
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini:
(1) Mengulang prosedur menentukkan garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda, dan menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat karton.
(2) Mengikatkan ujung-ujung benar pada jarum dan beban dan menancapkan jaru pada kertas karton.
(3) Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton.
(4) Menandai titik-titik sepanjang benang pada kertas karton.
(5) Menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum.
Untuk menentukan letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, di antara urutan langkah yang benar adalah . . . .
A. (1), (2), (3), (4), (5)
B. (2), (5), (4), (3), (1)
C. (3), (1), (5), (4), (2)
D. (4), (3), (2), (1), (5)
E. (5), (3), (1), (4), (2)
Jawab: B
SOAL 12
Perhatikan grafik hubungan massa jenis (ρ) dan volume (V) berbagai gas berikut!
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (5)
Jawab:
Hubungan massa, massa jenis dan volume diberikan oleh m = ρV, maka dari grafik di atas, jika hasil kali massa jenis dan volume untuk masing-masing grafik adalah
Grafik (1) ρV = 0,8 x 2 = 1,6
Grafik (2) ρV = 0,8 x 4 = 3,2
Grafik (3) ρV = 0,4 x 4 = 1,6
Grafik (4) ρV = 0,4 x 5 = 2,0
Grafik (5) ρV = 0,8 x 5 = 4,0
Jadi, gas yang memiliki massa yang sama ditunjukkan oleh grafik (1) dan (3).
SOAL 13
Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4.500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran 2 meter, lebar 1,5 meter dan tinggi 1 meter. Massa jenis air laut saat itu 1.025 kg.m-3 dan percepatan gravitasi 10 m.s-2, maka besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah . . . .
A. 14.250 N
B. 19.250 N
C. 30.750 N
D. 45.000 N
E. 50.000 N
Jawab: A
Diketahui massa kotak m = 4.500 kg, volume kotak V = p x l x t = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3,0 m3, massa jenis air laut 1.025 kg/m3.
Berat kotak di udara Wu = mg = 45000 N
Gaya ke atas yang dialami balok FA = ρfgVbf = 1.025 x 10 x 3 = 30.750 N
Gaya minimum yang dialami balok sama dengan berat balok dalam fluida, maka
Wu – Wf = FA
Wf = Wu – FA = 45.000 N – 30.750 N = 14.250 N
SOAL 14
Suatu pembangkit listrik tenaga air menggunakan turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang jatuh dari ketinggian 90 m memiliki nilai tersebut menghasilkan daya 9 Mwatt jika efisiensi pembangkit 50% maka debit air pada pembangkit tersebut adalah . . . .
A. 5 m3.s-1
B. 10 m3.s-1
C. 20 m3.s-1
D. 100 m3.s-1
E. 3.000 m3.s-1
Jawab:
Diketahui daya output P = 9 MW, ketinggian h = 90 m, efisiensi 50%.
Dalam kasus ini, energi potensial air dari bendungan dikonversi menjadi energi listrik. Secara matematis dituliskan sebagai
Ep = W, dikatakan bahwa efisiensinya adalah 50%. Artinya, hanya 50% dari energi potensial yang dapat dijadikan energi listrik,
50% Ep = W, bila dijabarkan menjadi
50%mgh = Pt, karena m = ρV, maka
50% ρVgh = Pt, yang ditanyakan adalah debit, di mana debit adalah V/t, maka rumusnya menjadi
V/t = P/(50%ρgh), atau
Q = P/(50% ρgh)
Massa jenis air adalah 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s², maka
Q = 9 x 10⁶ W/(50% x 1.000 kg/m³ x 10 m/s² x 90 m)
= 9.000.000 W/450.000 Pa
Q = 20 m³/s
Jadi, debit air pada pembangkit tersebut adalah 20 m³/s.
Balok massanya m berada pada bidang datar licin. Balok dalam keadaan diam di posisi (1) dan ditarik oleh gaya F sampai di posisi (2) dalam selang waktu t seperti gambar.
| No | M (kg) | F(N) | t(s) |
| (1) | 12 | 3 | 4 |
| (2) | 16 | 4 | 3 |
| (3) | 20 | 5 | 2 |
| (4) | 24 | 6 | 1 |
Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah . . . .
A. (1), (4), (3), (2)
B. (1), (3), (2), (4)
C. (1), (4), (4), (2)
D. (2), (3), (1), (4)
E. (1), (2), (3), (4)
Jawab: E
Usaha yang dilakukan oleh benda tersebut adalah usaha karena perpindahan.
W = F ∙ ∆x
Benda tersebut berpindah karena mengalami gerak lurus berubah beraturan sehingga:
∆x = v0 t + 1/2 at2 dengan kecepatan awal v0 = 0
s = ½ at2
Dengan demikian,
W = F (½at2)
a adalah percepatan gerak benda yang merupakan perbandingan antara gaya F dan massa m. Pada tabel di atas nilai F/m selalu sama sehingga:
W ~ Ft2
Oleh karena itu, untuk membandingkan mana yang lebih besar/kecil, cukup dengan menghitung nilai dari Ft2.
| No | M (kg) | F(N) | t(s) | Ft2 |
| (1) | 12 | 3 | 4 | 48 |
| (2) | 16 | 4 | 3 | 36 |
| (3) | 20 | 5 | 2 | 20 |
| (4) | 24 | 6 | 1 | 6 |
Jadi, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil adalah dengan urutan (1), (2), (3), (4)
){kind=link}
Post a Comment for "Soal dan Pembahasan UNBK Fisika 2018 (no 10 - no 15)"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!