Pembahasan soal UN fisika 2019 bagian pertama

Postingan ini berisi tentang pembahasan soal Ujian Nasional atau UN Fisika tahun 2019 bagian pertama (soal nomor 1 – 15). Pembahasan soal UN fisika bertujuan sebagai salah satu bahan belajar siswa dalam menghadapi Ujian Nasioal tahun depan dan seterusnya.

Soal 1 – Sebuah balok diukur menggunakan jangka sorong memiliki panjang, lebar dan tinggi seperti ditunjukkan gambar dibawah ini.

Volume balok tersebut sesuai dengan kaidah angka penting adalah…
A. 1,130 cm3
B. 1,13 cm3
C. 1,1 cm3
D. 1,2 cm3
E. 1,5 cm3

Pembahasan

V = P x L x T
V = 1,82 cm x 0,46 cm x 1,35 cm = 1,13022 cm3 = 1,1 cm3

Aturan hasil perkalian angka penting adalah mempunyai banyak angka penting yang paling sedikit diantara angka-angka yang dikali. Berdasarkan hasil pengukuran diatas, angka penting yang paling sedikit adalah 2 (0,46 cm mempunyai 2 angka penting) sehingga hasil perkalian mempunyai 2 angka penting.

Jawaban C.

Soal 2 – Seorang mengendarai motor dengan rute seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

Besar perpindahan yang ditempuh orang tersebut adalah…
A. 30 km
B. 40 km
C. 50 km
D. 60 km
E. 70 km

Pembahasan

Perpindahan = √ (40 km)2 + (20 km + 10 km)2 = √ (40 km)2 + (30 km)2 = √ 2500 km2 = 50 km. Jawaban soal ini C.

Soal 3 – Perhatikan gambar berikut.

Diketahui percepatan sistem adalah asistem, percepatan gravitasi g dan tegangan tali T. Besar percepatan balok A adalah…

A. aA =

mB g

B. aA =

mB g – T

C. aA =

mA mB g

mA + mB

D. aA =

mB g

mA + mB

E. aA =

T – mB g

Pembahasan

aA =

mA + mB

aA =

mB g

mA + mB

Jawaban soal ini D.

Soal 4 – Satelit Helios 1 dan Helios 2 mengorbit bumi dengan perbandingan jari-jari orbitnya 4 : 9 serta perbandingan massa Helios 1 dan Helios 2 adalah 4 : 9. Jika lintasan orbit satelit melingkar, maka perbandingan periode satelit Helios 1 dan Helios 2 adalah…
A. 4 : 9
B. 4 : 27
C. 8 : 27
D. 27 : 4
E. 27 : 8

Pembahasan

(

)2 = (

)3
(

)2 = (

)3
(

)2 =

4 x 4 x 4

9 x 9 x 9

= √

4 x 4 x 4

9 x 9 x 9

2 x 2 x 2

3 x 3 x 3

Soal ini jawabannya C.

Soal 5 – Perhatikan gambar berikut.

Gambar diatas menunjukkan seorang ibu mendorong kereta belanja diatas bidang datar licin dengan gaya F sehingga berjalan dalam selang waktu t. Tabel berikut ini berisi data-data tentang massa (M), gaya dorong (F), dan waktu (t):

No	M (kg)	F (N)	t (s)
1	40	25	4
2	30	30	2
3	25	20	10
4	50	10	5

Berdasarkan tabel diatas, maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terkecil adalah…
A. (1) – (2) – (3) – (4)
B. (1) – (3) – (4) – (2)
C. (2) – (4) – (3) – (1)
D. (3) – (1) – (2) – (4)
E. (4) – (2) – (1) – (3)

Pembahasan

W = F . s = F .

. a . t2 = F .

. t2
W =

. t2
W1 =

(25 N)2

2 . 40 kg

. (4 s)2 = 125 J
W2 =

(30 N)2

2 . 30 kg

. (2 s)2 = 60 J
W3 =

(20 N)2

2 . 25 kg

. (10 s)2 = 800 J
W4 =

(10 N)2

2 . 50 kg

. (5 s)2 = 25 J

Jadi urutan usaha terkecil (4) – (2) – (1) – (3). Soal ini jawabannya E.

Soal 6 – Sebuah bola pejal dengan massa 4 kg terletak diujung lemari kemudian didorong mendatar sehingga kecepatannya 2 m/s pada saat dilepas dari tepi atas lemari seperti tampak pada gambar dibawah.

Percepatan gravitasi g adalah 10 m s-2, maka energi mekanik partikel pada saat benda berada pada ketinggian 1 m dari tanah sebesar …
A. 40 J
B. 48 J
C. 80 J
D. 88 J
E. 96 J

Pembahasan

mgh1 + 1/2 m v12 = mgh2 + 1/2 m v22
gh1 + 1/2 v12 = gh2 + 1/2 v22
10 . 2 + 0 = 10 . 1 + 1/2 v22
20 = 10 + 1/2 1/2 v22
1/2 v22 = 20 – 10 = 10
v22 = 2 . 10 = 20
EM2 = mgh2 + 1/2 m v22 = 4 . 10 . 1 + 1/2 . 4 . 20 = 40 + 40 = 80 J

Jawaban soal ini C.

Soal 7 – Berikut adalah grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) dua mobil A dan B yang bergerak dari posisi dan lintasan yang sama.

Dari pernyataan-pernyataan berikut:

Mobil A dan B sama-sama berhenti pada detik ke-60
Percepatan mobil A leibh besar dibanding percepatan mobil B.
Mobil A menempuh perjalanan lebih dekat daripada mobil B
Mobil A dan B bertemu setelah bergerak 40 s.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan grafik diatas ditunjukkan oleh nomor…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4

Pembahasan

Mobil A dan B tidak berhenti karena mengalami percepatan. Besar percepatannya sebagai berikut:
aA =

60 – 0

= 1,5 m/s2
aB =

60 – 36

= 0,6 m/s2
Jarak yang ditempuh mobil A dan B sebagai berikut:
SA = vo t + 1/2 . a . t2 = 0 + 1/2 . 1,5 . (40)2 = 1200 m
SB = 36 . 40 + 1/2 . 0,6 . (40)2 = 1920 m
Mobil A dan B akan bertemu ketika menempuh jarak yang sama dan waktu yang sama sehingga:
SA = SB
1/2 . aA . t2 = vo t + 1/2 . aB . t2
1/2 . 1,5 . t2 = 36 . t + 1/2 . 0,6 . t2
0,75t2 – 0,3 t2 – 36 t = 0
0,45t2 – 36t = 0\
t (0,45t – 36) = 0
t1 = 0 atau t2 =

0,45

= 80 s

Jadi pernyataan yang benar adalah 2 dan 3. Soal ini jawabannya C.

Soal 8 – Perhatikan gambar berikut.

Dua bola digerakkan mendatar dengan kecepatan konstan tanpa gesekan secara bersamaan. Kecepatan bola 1 = 8 m/s dan kecepatan bola 2 = 5 m/s. Bola 2 dipercepat dengan percepatan tetap 20 m/s2, maka kedua bola akan sampai dititik C pada waktu yang sama. Dari pernyataan-pernyataan berikut:

Waktu yang diperlukan bola 2 sampai dititik C = 0,3 sekon.
Saat kedua bola bertemu kecepatan bola 2 lebih kecil dari bola 1.
Tinggi meja = 45 cm diukur dari lantai.
Saat dititik C kecepatan bola 1 lebih besar dari bola 2.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan peristiwa diatas adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 3
E. 3 dan 4

Pembahasan

Waktu dan jarak yang ditempuh bola 1 dan 2 dititik C adalah sama sehingga:
S1 = S2
v1 t = vo2 t + 1/2 . a2 . t2
v1 = vo2 + 1/2 . a2 . t
8 = 5 + 1/2 . 20 . t
10 t = 8 – 5 = 3
t =

= 0,3 s
Kecepatan bola 1 dan 2 dititik C sebagai berikut:
v1 = g . t = 10 . 0,3 = 10 m/s
v2 = vo + a . t = 5 + 20 . 0,3 = 11 m/s.
Tinggin meja (h) = 1/2 . g . t2 = 1/2 . 10 . (0,3)2 = 0,45 m = 45 cm.

Jadi pernyataan yang benar adalah 1 dan 3. Jawaban soal ini C.

Soal 9 – Perhatikan gambar koin uang logam yang diletakkan diatas piringan yang berputar dengan kecepatan sudut tetap 6 rad/s berikut.

Massa koin = 0,1 kg, koefisien gesek statis = 0,40 dan percepatan gravitasi 10 m/s2. Jarak maksimum koin dari poros putar agar koin tersebut tetap berputar bersama piringan adalah…
A. 6 cm
B. 10 cm
C. 11 cm
D. 16 cm
E. 25 cm

Pembahasan

Agar koin tetap berputar bersama piringan syaratnya agar gaya sentripetal = gaya gesek:

m v2

= 0,4 . m . g

ω2 . R = 0,4 . 10
62 . R = 4
R =

= 0,11 m = 11 cm

Jawaban soal ini C.

Soal 10 – Perhatikan gambar 2 bola bermassa 2m dan m yang bertumbukan berikut.

Dari pernyataan-pernyataan berikut ini:

Koefisien restitusi sama dengan nol
Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama besar
Kecepatan benda bermassa 2m sebelum dan sesudah tumbukan tetap
Energi kinetik total kedua benda tetap.

Pernyataan yang benar jika jenis tumbukan kedua bola merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 3
E. 2 dan 4

Pembahasan

Pada tumbukan tidak lenting berlaku:

Koefisien resititusi (e) = 0
Berlaku hukum kekekalam momentum

Jadi pernyataan yang benar adalah 1 dan 2. Soal ini jawabannya A.

Soal 11 – Gambar dibawah menunjukkan gambar penampang lintang sayap pesawat terbang yang luasnya 40 m2.

Gerak pesawat terbang menyebabkan kelajuan aliran udara dibagian atas sayap sebesar 250 m/s dan kelajuan udara dibagian bawah sayap sebesar 200 m/s. Jika kerapatan udara adalah 1,2 kg m-3 maka besar gaya angkat pesawat adalah …
A. 10.800 N
B. 24.000 N
C. 98.500 N
D. 540.000 N
E. 608.000 N

Pembahasan

F2 – F1 =

ρ A (v22 – v12)
F2 – F1 =

. 1,2 . 40 (2502 – 2002) = 540.000 N

Soal ini jawabannya D.

Soal 12 – Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (gambar 1), piringan B diletakkan diatas piringan A (gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama.

Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm. Jika momen inersia piringan adalah 1/2 mR2 maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama-sama adalah…
A. 0,67π rad/s
B. 0,83π rad/s
C. 1,92π rad/s
D. 4,28 π rad/s
E. 5,71 π rad/s

Pembahasan

f =

120

= 2 Hz
momentum sudut 1 = momentum sudut 2
ω1 . I1 = ω2 . I2
2πf . 1/2 mARA2 = ω2 . 1/2 (mARA2 + mBRA2)
2π 2 . 0,1 (0,5)2 = ω2 . (0,1 . (0,5)2 + 0,3 . (0,3)2)
0,1 π = ω2 (0,052)
ω2 =

0,1 π

0,052

= 1,92 π rad/s

Soal ini jawabannya C.

Soal 13 – Seseorang naik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal licin dengan sudut kemiringan tertentu seperti tampak pada gambar.

Berat tangga 300 N dan berat orang 700 N. Bila orang tersebut dapat naik sejauh 3 m sesaat sebelum tangga itu tergelincir, maka koefisien gesekan antara lantai dan tangga adalah…
A. 0,14
B. 0,43
C. 0,49
D. 0,50
E. 0,85

Pembahasan

Gaya yang bekerja pada gambar diatas sebagai berikut:

Berdasarkan gambar diatas maka kita dapat:

N1 = wo + wt = 700 N + 300 N = 1000 N.
fg = N2
Kita pilih pusat rotasi di N1 dan fg sehingga diperoleh:
∑τ = N2 . 4 m – wo . Lo – wt . Lt = 0
4N2 = 700 . 1,8 + 300 . 1,5 = 1260 + 450 = 1710
N2 =

1710

= 427,5 N
fg = 427,5 N
μ N1 = 427,5 N
μ =

427,5

= =

427,5

1000 N

= 0,4275 = 0,43

Jawaban soal ini B.

Soal 14 – Perhatikan gambar bidang homogen dibawah ini.

Koordinat titik berat benda terhadap titik O adalah…
A. (4 ; 3,3)
B. (3,6 ; 3)
C. (3,3 ; 4)
D. (3,3 ; 3,6)
E. (3 ; 3,6)

Pembahasan

A1 = 4 x 4 = 16
A2 = 1/2 . 8 . 3 = 12
x =

A1 x1 + A2 x2

A1 + A2

x =

16 . 2 + 12 . 5

16 + 2

= 3,3
y = 4 (karena titik berat y pada persegi dan segitiga sama yaitu 4)

Jawaban soal ini C.

Soal 15 – perhatikan 4 susunan rangkaian pegas identik berikut!.

Konstanta tiap pegas adalah k N/m, maka urutan konstanta pengganti susunan pegas dari yang besar ke kecil adalah…
A. (4) (3) (2) (1)
B. (3) (2) (1) (4)
C. (2) (1) (4) (3)
D. (2) (3) (4) (1)
E. (1) (4) (3) (2)

Pembahasan

kgambar 1 = k + 1/2 k + k = 2,5 k
kgambar 2 =

1,5 k

1 + 1,5

= 0,6 k
kgambar 3 =

3 k

1 + 3

= 0,75 k
kgambar 4 =

1 + 1

= k

soal ini jawabannya E.