Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan Ujian Nasional Fisika SMA 2009 Kode Soal P45 No. 11-20 Tahun Pelajaran 2008/2009

Soal No. 11
Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar.

Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah ...
A. 6 m.s−1
B. 8 m.s−1
C. 10 m.s−1
D. 12 m.s−1
E. 16 m.s−1


Pembahasan
Kecepatan benda saat sampai dasar adalah :
v =√(2gh) = √(2)(10)(5) = √100 = 10 m/s
Catatan : Rumus diatas berlaku jika kecepatan awal balok adalah NOL, jika tidak NOL gunakan GLBB atau hukum kekekalan energi mekanik.

Soal No. 12
Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada gambar!



Jika v'2 adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m.s−1, maka besar kecepatan v'1 (1) setelah tumbukan adalah ...
A. 7 m.s−1
B. 9 m.s−1
C. 13 m.s−1
D. 15 m.s−1
E. 17 m.s−1

Pembahasan
Ambil perjanjian tanda dulu, misal :
arah kanan (+)
arah kiri (−)
Hukum kekekalan momentum
m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2
Semua massa sama sehingga bisa dicoret (kl bingung isi aja dengan angka 1 kg untuk massanya)
(1)(8) + (1)(− 10) = (1)(v'1) + (1)(5)
v'1 = −7 m/s.
Tanda minus berarti besar kecepatannya 7 m/s dengan arah ke kiri sesuai perjanjian tanda diatas.

Soal No. 13
Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam di atas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m.s−2. Besar usaha yang terjadi adalah ...
A. 20 joule
B. 30 joule
C. 60 joule
D. 180 joule
E. 360 joule

Pembahasan
Cari kecepatan saat 3 sekon terlebih dahulu:
vt = vo + at = 0 + (2)(3) = 6 m/s
Salah satu rumus usaha adalah : W = Δ Ek
W = Ek2 − Ek1 = Ek2 − 0 = 1/2mv2
W = 1/2 (10)(6)2 = 180 joule

Soal No. 14
Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V dalam ruang tertutup. Jika tekanan gas dalam ruang tersebut diturunkan menjadi 1/4 kali semula pada volume tetap, maka perbandingan energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah ...
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 5 : 1

Pembahasan
Data :
P1 = P
P2 = 1/4 P
V1 = V
V2 = V

P1/T1 = P2/T2
P/T1 = 1/4 P/T2
T1/T2 = 4/1
Ek1/Ek2 = T1/T2 = 4/1

Soal No. 15
Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di samping!



Jika kalor yang diserap (Q1) =10.000 joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah ...
A. 1.500 J
B. 4.000 J
C. 5.000 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J

Pembahasan
Efisiensi Mesin Carnot:
η =(1− Tr/Tt) → tak usah dikali 100 % biar mudah
η =(1− 400/800) = 1/2
Rumus lain efisiensi :
η = W/Q1
1/2 = W/10.000
W = 5.000 joule

Soal No. 16
Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas penampang yang sama disambung menjadi satu seperti pada gambar di bawah ini. Koefisien konduksi termal batang penghantar kedua = 2 kali koefisien konduksi termal batang pertama



Jika batang pertama dipanaskan sehingga T1 =100oC dan T2 = 25oC, maka suhu pada sambungan (T) adalah ...
A. 30oC
B. 35oC
C. 40oC
D. 45oC
E. 50oC

Pembahasan


Soal No. 17
Pernyataan di bawah ini berkaitan dengan gaya angkat pada pesawat terbang adalah ...
A. Tekanan udara diatas sayap lebih besar dari pada tekanan udara dibawah sayap
B. Tekanan udara dibawah sayap tidak berpengaruh terhadap gaya angkat pesawat
C. Kecepatan aliran udara diatas sayap lebih besar dari pada kecepatan aliran udara dibawah sayap
D. Kecepatan aliran udara diatas sayap lebih kecil dari pada kecepatan aliran udara dibawah sayap
E. Kecepatan aliran udara tidak mempengaruhi gaya angkat pesawat

Pembahasan
Gaya angkat pesawat:
- Gaya di bawah sayap lebih besar dari gaya di atas sayap (tentu, kl tidak namanya bukan gaya angkat)
- Gaya besar berarti tekanan juga besar
- Diingat-ingat kalau tekanan besar maka kecepatan kecil atau sebaliknya tekanan besar maka kecepatannya kecil

Soal No. 18
Gas ideal berada dalam ruangan tertutup dengan volume V, tekanan P dan suhu T. Apabila volumenya mengalami perubahan menjadi ½ kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam sistem tersebut menjadi ...
A. 8 P1
B. 2 P1
C. 1/2 P1
D. 1/4 P1
E. 1/8 P1

Pembahasan
Data:
P1 = P → 1
V1 = V → 1
T1 = T → 1
V2 = 1/2 V1 → 1/2
T2 = 4 T1 → 4
P2 = ....... P1

P1 V1/T1 = P2 V2/T2
(1)(1)/(1) = P2 (1/2)/(4)
P2 = (4)(2) = 8

Soal No. 19
Gelombang elektromagnetik dengan periode 10−15 sekon (cepat rambat dalam ruang hampa 3,0×108 m.s−1 ) merupakan ...
A. Gelombang radio dan televisi
B. Gelombang mikro
C. Sinar inframerah
D. Cahaya tampak
E. Sinar ultraviolet

Pembahasan
Inframerah : ( 1011 Hz - 1014 Hz)
Ultraviolet : (1015 Hz - 1016 Hz)
Sinar X / Rontgent : ( 1016 Hz - 1020 Hz)
Sinar gamma : (1020 Hz - 1025 Hz)
T adalah periode (sekon), f adalah frekuensi (Hz)
T = 1/f
Jadi,..

Soal No. 20
Sebuah gelombang yang merambat pada tali memenuhi persamaan: Y = 0,03 sin π (2t − 0,1x) , dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon, maka:
(1) panjang gelombangnya 20 m
(2) frekuensi gelombangnya 1 Hz
(3) cepat rambat gelombangnya 20 ms–1
(4) amplitudo gelombangnya 3 m
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3) saja
C. (2) dan (4) saja
D. (4) saja
E. (1), (2), (3), dan (4)

Pembahasan
Y = 0,03 sin π (2t − 0,1x)
Y = 0,03 sin (2πt − 0,1πx)
Y = A sin (ωt − kx)
A = 0,03 meter
ω = 2π
2πf = 2π → f = 1 Hz
k = 0,1π
2π / λ = 0,1π → λ = 20 meter
v = λf = (20)(1) = 20 m/s