Pembahasan Soal Latihan UN (UNBK) Fisika 2020

Download Soal Try Out UNBK Fisika SMA 2020

Soal 1

Pada saat melakukan praktikum pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, seorang siswa mengukur dimensi balok tinggi, panjang dan lebar dengan hasil pengukuran sebagai berikut:

 Jika massa balok tersebut 300 gr, maka massa jenis balok tersebut berdasarkan aturan angka penting adalah. . . .

A. 2,5 gr/cm³
B. 3,0 gr/cm³
C. 2,00 gr/cm³
D. 2,50 gr/cm³
E. 3,00 gr/cm³

Jawab: D
Hasil pengukuran yang ditunjukan oleh jangka sorong di atas masing-masing adalah
Tinggi = 8,1 cm + 7 x 0,01 cm = 8,17 cm
Panjang = 8,0 cm + 4 x 0,01 cm = 8,04 cm
Lebar = 1,8 cm + 3 x 0,01 cm = 1,83 cm

Volume balok = plt = 120,206 cm³ ≈ 120 cm³ (3AP)
Maka massa jenis balok adalah
ρ = m/V = 300gr/120cm³ = 2,50 g/cm³ (3AP)

Soal 2

Seorang siswa berlari di sebuah lapangan seperti pada gambar berikut ini.

 Jika satu kotak berukuran 10 m x 10 m perpindahan yang dilakukan siswa itu adalah….

A. 60 m
B. 80 m
C. 100 m
D. 120 m
E. 130 m

Jawab: C
Dari gambar kita ketahui bahwa
Vektor A: A_x = 4 kotak x 10 m/kotak = 40 m; A_y = 0
Vektor B: B_x = 0; B_y = 5 kotak x (–10 m/kotak) = –50 m
Vektor C: C_x = 2 kotak x 10m/kotak = 20 m; C_y = 3 kotak x (–10 m/kotak) = –30 m
Jumlah vektor pada sumbu x: R_x = A_x + B_x + C_x = 60 m
Jumlah vektor pada sumbu y: R_x = A_x + B_x + C_x = –80 m

Maka perpindahan siswa tersebut adalah
R = [R_x² + R_y²]^1/2 = 100 m

Soal 3
Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari sebuah partikel yang sedang bergerak seperti pada gambar berikut:

Jarak total yang ditempuh pertikel tersebut adalah….
A. 170 m
B. 200 m
C. 240 m
D. 280 m
E. 320 m

Jawab: D
Jarak total yang ditempuh suatu benda dapat dinyatakan dengan luas di bawah grafik kecepatan terhadap waktu.
Maka untuk grafik pada soal ini, jarak partikel adalah
s = ½ (4 s + 10 s)(10 m/s) = 280 m

Soal 4

Sebuah bola berada di tepi sungai selebar 4 m seperti ditunjukkan gambar. Perbedaan tinggi antara kedua sisi sungai tersebut adalah 15 cm. Kemudian bola dipukul mendatar. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², besar kelajuan minimum yang diberikan pada bola tersebut agar tidak jatuh ke dalam sungai adalah . . . .m/s
A. 60/√3
B. 40/√2
C. 50/√3
D. 30/√2
E. 40/√3

Jawab:
Kita gunakan permukaan sungai sebagai titik acuan, maka y₀ = 15 cm = 0, y = 0,15 m, x = 4 m, v_0y = 0.
Waktu yang dibutuhkan bola sampai di tepi sungai adalah
y = y₀ + v_0yt – ½ gt²
0 = 0,15 m + 0 – 5t²
t = 0,1√3 s
Maka kecepatan minimum bola adalah
v = x/t = 4 m/0,1√3s = 40/√3 m.s^-1

Soal 5
Seorang siswa melakukan percobaan memutar sebuah benda yang diikat dengan seutas tali seperti pada gambar.

Bila panjang tali dijaga tetap tetapi kecepatan putar dijadikan dua kali semula, maka tegangan tali yang semula T akan menjadi ….
A. T/2
B. T/4
C. 3T/4
D. 4T
E. 2T

Jawab: E
Setiap benda yang bergerak dalam lingkaran (atau sepanjang jalan melingkar) mengalami gaya sentripetal. Artinya, ada beberapa gaya fisik yang mendorong atau menarik benda ke arah tengah lingkaran. Ini adalah persyaratan gaya sentripetal. Kata sentripetal hanyalah kata sifat yang digunakan untuk menggambarkan arah gaya. Kita tidak memperkenalkan tipe gaya baru tetapi lebih menggambarkan arah gaya total yang bekerja pada objek yang bergerak dalam lingkaran. Apa pun objeknya, jika bergerak dalam lingkaran, ada beberapa gaya yang bekerja padanya untuk menyimpang dari jalur garis lurusnya, dipercepat ke dalam dan bergerak sepanjang jalur melingkar. Gaya sentripetal bergantung pada kecepatan tangensial, massa beban dan jari-jari lingkaran yang dinyatakan sebagai
F­_s = mv²/r
Dari definisi gaya sentripetal di atas, jelas bahwa jika suatu benda diputar horizontal seperti soal, maka gaya sentripetal yang bekerja pada benda tersebut adalah gaya tegangan tali T yang besarnya adalah
T = mv²/r
Jelaslah T bergantung pada kecepatan tangensial dan jari-jari lingkaran.
Jika kecepatan putar dijadikan dua kali semula dan panjang tali dijaga tetap (r = tetap), maka tegangan tali menjadi
T/T’ = v²/(2v)²
T’ = 4T

Soal 6
Di atas lantai terdapat tiga balok P dengan massa 20 kg, Q dengan massa 50 kg dan R dengan massa 30 kg yang saling bersinggungan diberi gaya F seperti gambar.

Bila gaya yang diberikan pada balok P sebesar 400 N dan anggap permukaan licin, maka perbandingan antara gaya kontak balok P dan Q dengan gaya kontak antara balok Q dan R adalah. . . .

A. 3 : 7
B. 3 : 8
C. 5 : 7
D. 7 : 3
E. 8 : 3

Jawab:
Gaya-gaya yang bekerja pada balok ditunjukkan di bawah ini.

Percepatan sistem (tiga balok) masing-masing adalah
a = ∑F/m = (F – N_PQ + N_QP + N_RQ – N_QR)/(m_P + m_Q + m_R)

Karena N_PQ dan N_QP, N_QR dan N_RQ adalah pasangan aksi reaksi maka N_PQ = N_QP, N_QR = N_RQ, sehingga

a = F/(m_P + m_Q + m_R) = 400 N/10kg = 4 m/s²

Besar gaya kontak antara P dan Q diberikan oleh
∑F_P = m_Pa

F – N_PQ = m_Pa
400 N – N_PQ = 20kg(4 m.s^-2)
N_PQ = 320 N

Besar gaya kontak antara P dan Q diberikan oleh
∑F_R = m_Ra

N_RQ = m_Ra
N_RQ = 30kg(4 m.s^-2)
N_RQ = 120 N

Jadi, N_PQ/N_RQ = 8/3

Soal 7
Matahari sebagai pusat tata surya, dua planet A dan B mengelilingi matahari pada orbitnya masing-masing.

Jari-jari orbit planet A adalah 3 kali jari-jari orbit bumi dan Jari-jari orbit planet A adalah 9 kali jari-jari orbit bumi dan B. Maka perbadingan periode planet A dengan periode planet B adalah. . . .

A. 1 : 3

B. 3 : 1

C. 1 : 3

D. 3 : 1

E. 1 : 9
Jawab: C
Kita gunakan hukum III Kepler: Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari, yang dinyatakan sebagai

(T₁/T₂)² = (r₁/r₂)³

Dengan T = periode suatu planet menelilingi Matahari dan r = jarak rata-rata planet ke Matahari.

Maka untuk soal ini, kita peroleh perbandingan periode dua planet A dan planet B adalah

(T_A/T_B)² = (3/9)³

T_A/T_B = 1/3√3