Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan Ujian Nasional Fisika SMA Tahun Pelajaran 2008-2009 Kode Soal P04 No. 11- 20.

11. Tiga buah pegas identik disusun seperti pada gambar di bawah!



Jika beban 300 gram digantung pada pegas k₁, pegas akan bertambah panjang 4 cm. Besarnya konstanta susunan pegas adalah…
A. 225 N/m
B. 75 N/m
C. 50 N/m
D. 25 N/m
E. 5 N/m

Pembahasan
Cari dulu nilai konstanta untuk satu buah pegas ambil data dari pegas 1 samakan gaya pegas dengan beratnya, baru dicari nilai konstanta susunan pegas. Satuan bawa ke meter, kilogram dan sekon jika belum sesuai.



Konstanta total susunan pegas :



12. Perhatikan gambar di samping!



Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² maka kecepatan benda saat berada 15 m di atas tanah adalah....
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 15 m/s
E. 20 m/s

Pembahasan
Soal di atas bisa diselesaikan dengan dua cara, dengan gerak lurus berubah beraturan / jatuh bebas atau dengan Hukum kekekalan energi mekanik.

Cara pertama:



Cara kedua:



13. Dua bola A dan B mula-mula bergerak seperti gambar.



Kedua bola kemudian bertumbukan tidak lenting sama sekali. Kecepatan bola A dan B setelah tumbukan adalah....
A. ¹/₂ m/s
B. 1 m/s
C. 1 ¹/₂ m/s
D. 2 m/s
E. 2 ¹/₂ m/s

Pembahasan
Tumbukan tidak lenting sama sekali artinya kecepatan bola A dan bola B setelah bertumbukan sama namakan saja v'. Jadi V_A' = V_B' = v'
Dengan hukum kekekalan momentum :



14. Dua batang logam P dan Q disambungkan pada salah satu ujungnya dan pada ujung-ujung yang lain diberi suhu yang berbeda. Bila panjang dan luas penampang kedua logam adalah sama tetapi konduktivitas logam P dua kali konduktivitas logam Q, maka suhu tepat pada sambungan di B adalah....



A. 20 °C
B. 30 °C
C. 40 °C
D. 50 °C
E. 60 °C

Pembahasan
Kalor yang melalui batang P tiap satuan waktu akan sama dengan kalor yang melalui batang Q dari rumus perpindahan kalor secara konduksi Q/t = (KAΔT)/L . Coret A dan L karena luas dan panjangnya sama, didapat :



15. Gambar menunjukkan penampang sayap pesawat saat pesawat tinggal landas. Ketika pesawat terbang akan mendarat, pilot harus mengatur posisi sayap agar....



A. F1 = F2
B. V1 > V2
C. V1 < V2
D. V1 = V2
E. F1 > F2

Pembahasan
Dengan asumsi bahwa hanya dua gaya tersebut yang terlibat agar pesawat turun ke bawah (mendarat) maka F2 > F1, P2 > P1, V2 < V1, V1 > V2

16. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami....
A. Penurunan laju partikel
B. Penurunan suhu
C. Kenaikan suhu
D. Penambahan partikel gas
E. Penurunan partikel gas

Pembahasan
Gas yang ditekan (dimampatkan) akan mengalami kenaikan suhu.

17. Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik menjadi empat kali suhu semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi....
A. ¹/₄ kali semula
B. ¹/₂ kali semula
C. Sama dengan semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula

Pembahasan
Energi kinetik rata-rata molekul gas hanya dipengaruhi suhu mutlak gas. Sehingga jika dibuat perbandingan kedua kondisi :



18. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K maka usaha yang dihasilkan adalah....
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J

Pembahasan
Dari efisiensi mesin Carnot (Untuk memudahkan perhitungan, % dihilangkan saja):



Dari rumus lain efisiensi :



19. Sebuah objek diletakkan pada jarak 1,5 cm dari lensa objektif mikroskop. Mikroskop memiliki jarak fokus lensa objektif dan okuler masing-masing 10 mm dan 6 cm. Jika mikroskop digunakan oleh pengamat yang memiliki titik dekat 30 cm secara akomodasi maksimum maka perbesaran bayangan yang dihasilkan adalah....
A. 10 kali
B. 12 kali
C. 18 kali
D. 20 kali
E. 25 kali

Pembahasan
Cari terlebih dahulu jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa obyektif (S_ob'). Untuk memudahkan perhitungan ubah semua satuan ke centimeter semua



Perbesaran mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum :



20. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai daerah frekuensi (10¹⁶ – 10²⁰) Hz dan digunakan untuk teknologi kedokteran adalah....
A. gelombang radio
B. sinar γ
C. sinar x
D. sinar ultraviolet
E. inframerah

Pembahasan
Sinar x (sinar Rontgen) digunakan dalam kedokteran untuk mengambil gambar bagian dalam tubuh manusia, tulang, paru-paru dsb. Rentang frekuensi sinar x pada kisaran (10¹⁶ – 10²⁰) Hz.