40 Soal dan Pembahasan UN Fisika 2019 SMA

Soal UN Fisika 2019 No. 6

Sebuah bola pejal dengan massa 4 kg terletak di ujung lemari kemudian didorong mendatar sehingga kecepatannya 2 m/s pada saat lepas dari tepi atas lemari seperti tampak pada gambar di bawah ini.

Percepatan gravitasi g adalah 10 m/s², 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

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

m = 4kg

v = 2 m/s

g = 10 m/s²

h_A = 2 m

h_B = 2 m – 1 m = 1 m

Ditanyakan: EM_B = ….?

Jawaban:

EM_B = EK_B + EP_B

EM_B = ½ . m . v² + m . g . h

EM_B = ½ . 4 . 2² + 4 . 10 . 1

EM_B = 8 + 40

EM_B = 48 J

Soal UN Fisika 2019 No. 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:

1. Mobil A dan B sama-sama berhenti pada detik ke-60.
2. Percepatan mobil A lebih besar dibanding percepatan mobil B.
3. Mobil A menempuh perjalanan lebih dekat daripada mobil B.
4. Mobil A dan B bertemu setelah bergerak 40 sekon.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan grafik di atas ditunjukkan oleh nomor ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dam (3)

D. (2) dam (4)

E. (3) dan (4)

Jawaban: C

Pembahasan:

1. Dari grafik dapat kita lihat bahwa mobil A dan mobil B mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB), namun tidak menunjukkan keduanya berhenti pada detik ke-60. Melainkan masih mengalami peningkatan kecepatan. (Pernyataan 1 Salah)
2. Semakin besar nilai sudut kemiringan maka semakin besar percepatan suatu benda. Pada grafik di atas, sudut A lebih besar daripada sudut B sehingga percepatan mobil A lebih besar daripada percepatan mobil B. (Pernyataan 2 Benar)
3. Jarak yang ditempuh dapat kita lihat dari luas wilayah di dalam grafik. Semakin besar luas wilayahnya maka jarak yang ditempuh semakin jauh, dan sebaliknya jika luas wilayahnya sempit maka jarak yang ditempuh semakin dekat. Dapat kita lihat, garis A terletak dibawah garis B, itu artinya mobil A menempuh jarak yang lebih dekat daripada mobil B. (Pernyataan 3 Benar)
4. Setelah bergerak 40 sekon kedua mobil memiliki kecepatan yang sama yaitu 60 m/s namun jarak yang mereka tempuh berbeda sehingga tidak mungkin keduanya bertemu. (Pernyataan 4 Salah)

Soal UN Fisika 2019 No. 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 di titik C pada waktu yang sama.

Dari pernyataan-pernyataan berikut:

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

Pernyataan yang benar berkaitan dengan peristiwa di atas adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (3) dan (4)

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

v₁ = 8 m/s

v₂ = 5 m/s

a = 20 m/s²

Jawaban:

Untuk menjawab pernyataan 1, kita harus menentukan jarak yang ditempuh oleh bola 1 dan 2. Karena bola 1 mengalami GLB maka,

s₁ = v₁ x t

s₁ = 8 x t

s₁ = 8t

Sedangkan bola 2 mengalami GLBB maka,

s₂ = v₀ . t + ½ . a . t²

s₂ = 5.t + ½ . 20 . t²

s₂ = 5t + 10t²

Jarak mendatar yang ditempuh oleh bola 1 dan bola 2 adalah sama maka,

s₁ = s₂

8t = 5t + 10t²

8t – 5t = 10t²

3t = 10t²

3 = 10t

t = 3/10 = 0,3 s (Pernyataan 1 Benar)

Pada saat bola 1 dan bola 2 bertemu di titik C. GLB yang terjadi pada bola 1 merupakan gerak peluru, sehingga bola 1 mengalami kecepatan horisontal dan kecepatan vertikal. Itu artinya,

v₁ = √(v_x² + v_y²)

dimana

v_x = 8 m/s

v_y = g.t

v_y = 10 . 0,3 = 3 m/s

v₁ = √(v_x² + v_y²)

v₁ = √(8² + 3²)

v₁ = √64 + 9

v₁ = √73 = 8,54 m/s

sedangkan kecepatan bola 2 yaitu:

v = v₀ + at

v = 5 + 20 . 0,3

v = 5 + 6 = 11 m/s

Jadi, kecepatan bola 2 lebih besar daripada kecepatan bola 1. (Pernyataan 2 dan 4 Salah)

Selanjutnya, kita cari kebenaran pada pernyataan 3.

h = ½ . g . t²

h = ½ . 10 . 0,3²

h = ½ . 10 . 0,09

h = ½ . 0,9

h = 0,45 m = 45 cm (Pernyataan 3 Benar)

Soal UN Fisika 2019 No. 9

Perhatikan gambar koin uang logam yang diletakkan di atas 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

Jawaban: C

Pembahasan:

Diketahui:

μ = 0,4

m = 0,1 kg

g = 10 m/s²

ω = 6 rad/s

Ditanyakan: R = ….?

Jawaban:

μ . m . g = m . ω² . R

μ . g = ω² . R

0,4 . 10 = 6² . R

4 = 36R

R = 4/36

R = 0,11 m = 11 cm

Soal UN Fisika 2019 No. 10

Perhatikan gambar dua bola bermassa 2m dan m yang bertumbukan berikut ini!

Dari pernyataan-pernyataan berikut ini:

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

Pernyataan yang benar jika jenis tumbukan kedua benda 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)

Jawaban: A