Soal Ujian Nasional Fisika Tahun 2014 dan Pembahasan

Jumat, Januari 30, 2015

1. UN-2014-1A-3B

Untuk mengetahui tebal sebuah balok kayu digunakan jangka sorong seperti gambar.

Tebal balok kayu itu adalah ...

A. 0,31 cm

B. 0,40 cm

C. 0,50 cm

D. 0,55 cm

E. 0,60 cm

JAWABAN : TIDAK ADA

Pembahasan :

ð Jika melihat gambar jangka sorong, maka kita akan bingung karena skala nonius pada gambar tersebut tidak sesuai dengan skala nonius yang seharusnya (Seharusnya panjang skala nonius = 9 mm, tetapi pada gambar hanya sekitar 7 - 8 mm saja)

ð Tetapi jika melihat aturan pembacaan, maka jawaban soal ini adalah 0,86 cm, karena

1) Skala 0 nonius ada di 0,8 cm lebih

2) Skala nonius yang berimpit tepat dengan skala cm adalah skala nonius ke 6

Jadi pembacaan skala menunjukkan 0,8 + 0,06 = 0,86 cm (Tidak ada jawaban)

2. UN-2014-2A-2B

Seorang siswa mengukur diameter sebuah lingkaran hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah ... (π = 3,14).

A. 267 cm

B. 26,7 cm

C. 2,67 cm

D. 0.267 cm

E. 0,0267 cm

JAWABAN : B

Pembahasan :

ð Keliling lingkaran = π.D = 3,14 x 8,50 = 26,69 cm

ð Sesuai aturan angka penting pada perkalian : ‘Hasil perkalian hanya boleh mengandung angka penting sebanyak angka penting tersedikit dari angka penting –angka penting yang dikalikan’

ð Maka hasil keliling lingkaran haruslah terdiri dari 3 angka penting saja (dari 8,50 – bukan dari 3,14), jadi jawabannya adalah membulatkan 26,69 samapai menjadi hanya 3 angka penting saja, yaitu 26,7 cm.

ð Note : Sebenarnya memberi garis pada angka 0 di diameter lingkaran 8,50 cm adalah tidak perlu dan tidak ada dalam aturan angka penting karena tidak ada angka nol di sebelah kanan angka yang diberi garis bawah itu.

3. UN-2014-3A-1B

Vektor ₁ = 14 N dan ₂ = 10 N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada gambar

Resultan [ ] = ₁ + ₂ dinyatakan dengan vektor satuan adalah ...

A. 7i + 10 j

B. 7i + 10 j

C. 3i + 7 j

D. 3i + 10 j

E. 3i + 7 j

JAWABAN : C

Pembahasan :

ð Komponen vektor dari F₁ adalah :

Komponen di sumbu-x : F_1x = F₁ cos 60 = 14 x = 7 N (bernilai negatif karena searah sumbu x negatif)

Komponen di sumbu-y : F_1y = F₁ sin 60 = 14 x = 7 N (bernilai positif karena searah dengan sumbu y positif)

Maka komponen vektor dari F₁ adalah : F₁ = - 7 i + 7 j N

ð Komponen vektor dari F₂ adalah : F₂ = 10 i + 0 j N (karena F₂ berada di sumbu –x sehingga hanya mempunyai komponen x)

ð Resultan [R] = F₁ + F₂ = (- 7 i + 7 j) + (10 i + 0 j) = 3 i + 7 j N

ð Note : Sebenarnya memberi kurung siku pada [ ] adalah tidak pada tempatnya dan tidak ada aturannya

4. UN-2014-4A-6B

Tetesan oli yang bocor jatuh dari mobil yang bergerak lurus dilukiskan seperti pada gambar!

Yang menunjukkan mobil bergerak dengan percepatan tetap adalah ...

A. 1 dan 3

B. 2 dan 3

C. 2 dan 4

D. 1, 2 dan 3

E. 2, 3 dan 4

(1)

(2)

(3)

(4)

JAWABAN : B

Pembahasan :

ð Gambar (1) adalah gerakan GLB (Gerak Lurus Beraturan) karena jarak tetesan oli tetap (tidak ada percepatan)

ð Gambar (2) adalah gerakan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) yang dipercepat karena jarak tetesan oli semakin lama semakin jauh

ð Gambar (3) adalah gerakan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) yang diperlambat (percepatan negatif) karena jarak tetesan oli semakin lama semakin dekat

ð Gambar (4) adalah gerakan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) yang dipercepat kemudian diperlambat (percepatan berubah dari positif ke negatif) karena jarak tetesan oli semakin lama semakin jauh kemudian berubah menjadi semakin lama semakin dekat.

ð Maka yang mengalami percepatan tetap adalah no. 2 dan no. 3

5. UN-2014-5A-13B

Informasi dari gerak sebuah mobil mulai dari bergerak sampai berhenti disajikan dengan grafik (v-t) seperti gambar

Jarak tempuh mobil dari t = 2 sekon hingga t = 5 sekon adalah ...

A. 225 m

B. 150 m

C. 115 m

D. 110 m

E. 90 m

JAWABAN : C

Pembahasan :

ð Cara paling mudah untuk menentukan jarak tempuh pada kurva v-t adalah dengan menghitung luas dibawah kurva.

ð Pada t = 2 – 5 s, grafik pada soal di atas dapat dibagi menjadi 2 trapesium seperti gambar di bawah ini :

ð Maka dengan rumus luas trapesium, kita memperoleh :

Luas Trapesium I = (30 + 50).½.2 = 80 m

Luas Trapesium II = (50 + 20).½.1 = 35 m +

JARAK TEMPUH = 115 m

6. UN-2014-6A-14B

Sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan percepatan sentripetal (a_s). Agar percepatan sentripetal menjadi dua kali dari semula maka ...

A. v dijadikan 4 kali dan R dijadikan 2 kali semula

B. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 4 kali semula

C. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 2 kali semula

D. v tetap dan R dijadikan 2 kali semula

E. v dijadikan 2 kali semula dan R tetap

JAWABAN : C

Pembahasan :

ð Rumus percepatan sentripetal pada gerak melingkar adalah :

, maka

a) V₂ = 4v dan R₂ = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh a_SP2 = 8 a_SP

b) V₂ = 2v dan R₂ = 4R, maka dengan rumus di atas diperoleh a_SP2 = a_SP

c) V₂ = 2v dan R₂ = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh a_SP2 = 2 a_SP

d) V₂ = v dan R₂ = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh a_SP2 = ½ a_SP

e) V₂ = 2v dan R₂ = R, maka dengan rumus di atas diperoleh a_SP2 = 4 a_SP

7. UN-2014-7A-4B

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika massa balok 4 kg, dan antara balok dengan lantai tidak ada gesekan,

maka balok tersebut dalam keadaan ...

A. Diam (tidak bergerak)

B. Bergerak lurus berubah beraturan ke arah kanan

C. Bergerak lurus berubah beraturan ke arah kiri

D. Bergerak lurus beraturan ke arah kanan

E. Bergerak lurus beraturan ke arah kiri

JAWABAN : B

Pembahasan :

ð Gambarkan semua gaya-gaya yang ada dengan lengkap

ð Jika benda bergerak, gerakannya ada pada sumbu-x

(benda tidak bergerak pada sumbu-y)

ð Karena itu :

N à Nilainya > 0

ð Maka kesimpulannya adalah benda sedang bergerak dipercepat (GLBB) ke kanan

ð Note : Titik tangkap gaya (digambarkan dengan titik tebal) sebenarnya tidak perlu digambar karena benda yang dimaksud adalah benda titik. Titik tangkap yang digambar beserta garis penghubungnya mengisyaratkan persoalan benda tegar.

8. UN-2014-8A-5B

Data fisis planet A, planet B dan planet Bumi terhadap matahari terlihat seperti pada tabel!

	Planet A	Bumi	Planet B
Massa (M)	0,5 M	M	2,0 M
Jari-jari (R)	0,5 R	R	1,5 R
Period (T)	............	1 tahun	.............

Perbandingan period planet A dan B adalah ...

A. B. C. D. E.

JAWABAN : Tidak ada (A ???)

Pembahasan :

ð Soal ini tidak bisa dikerjakan karena periode planet berhubungan dengan jaraknya terhadap matahari (Hk. Keppler 3), sedangkan jarak planet A dan planet B tidak diketahui.

ð Mungkin saja yang dimaksud jari-jari (R) sebenarnya dalah jarak planet ke matahari. Jika demikian halnya, maka menurut Hukum Keppler 3 :

è è

ð Note : Dapatkah jari-jari (R) disamakan dengan jarak (r)? Atau salah ketik soal?

9. UN-2014-9A-6B

Benda bidang homogen pada gambar di bawah ini, mempunyai ukuran AB = BC = cm. Koordinat titik beratnya terhadap titik E adalah ...

A. (1 ; 1,7) cm

B. (1 ; 3,6) cm

C. (2 ; 3,8) cm

D. (2 ; 6,2) cm

E. (3 ; 3,4) cm

JAWABAN : C

Pembahasan :

ð Karena bidang homogen dan simetri, maka titik beratnya berada pada sumbu simetrinya, yaitu X₀ = 2 cm

ð Dengan melihat bangun tersebut terdiri dari 2 bangun (yaitu persegi panjang dan segitiga), maka :

ð Dengan rumus titik berat, maka :

= 3,8 cm

ð Jadi Koordinat titik berat benda berada di (2 ; 3,8) cm

10. UN-2014-10A-7B

Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya 8 kg.m².

Bila diputar melalui titik pusat O(AO = OB), momen inersianya menjadi ...

A. 2 kg m²

B. 4 kg m²

C. 8 kg m²

D. 12 kg m²

E. 16 kg m²

JAWABAN : A

Pembahasan :

ð Jika batang diputar di ujung, maka momen inersianya adalah : à à

ð Jika batang diputar di tengah, maka momen inersianya adalah : à kg m²

ð Note : Sebenarnya tanpa diketahui massa batang, soal ini bisa dikerjakan

11. UN-2014-11A-10B

2 m

θ = 30⁰

Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F = 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms^-2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah ...

A. 15 J

B. 30 J

C. 35 J

D. 45 J

E. 50 J

JAWABAN : A

Pembahasan :

ð Gambarkan semua gaya yang bekerja pada benda :

ð Karena benda hanya bergerak sepanjang bidang miring, maka gaya yang dihitung hanyalah yang sepanjang bidang miring saja, maka usaha total : W_TOT = ΣF . s = (15 – 7,5) . 2 = 15 joule

12. UN-2014-12A-8B

F (N)

X (m)

0,08

Grafik (F – x) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah ...

A. 20 joule

B. 16 joule

C. 3,2 joule

D. 1,6 joule

E. 1,2 joule

JAWABAN : D

Pembahasan :

ð Rumus EP pegas adalah : EP = ½ k Δx², karena F = k Δx, maka : EP = ½ F Δx

ð Masukkan nilai yang diketahui dari grafik : EP = ½.40. 0,08 = 1,6 joule

ð Note : tidak perlu mencari nilai konstanta pegas dalam mengerjakan soal ini !

13. UN-2014-13A-11B

Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60⁰ dan kecepatan 40 m.s^-1 seperti gambar. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah ...

A. 0 joule

B. 4 joule

C. 8 joule

D. 12 joule

E. 24 joule

JAWABAN : B

Pembahasan :

ð Pada titik maksimum di gerak parabola, komponen kecepatan pada sumbu y adalah 0 (syarat h_max), maka kecepatan benda hanyalah kecepatan pada sumbu x saja.

ð Komponen kecepatan pada sumbu x selalu tetap sepanjang gerak parabola, yaitu : v_x = v₀ cos α = 40.cos 60⁰ = 20 m/s

ð Maka Energi kinetik peluru di titik tertinggi adalah : EK = ½ mv² = ½.0,02.20² = 4 joule

14. UN-2014-14A-9B

Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m.s^-1. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m.s^-1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah ...

A. 8 kg.m.s^-1

B. 6 kg.m.s^-1

C. 5 kg.m.s^-1

D. 4 kg.m.s^-1

E. 2 kg.m.s^-1

JAWABAN : D

Pembahasan :

ð Perubahan momentum adalah : Δp = p₂ – p₁ = m.v₂-m.v₁ = m (v₂-v₁) = 0,5.(– 6 – 2) = – 4 kg.m.s^-1 (arah bola kasti mula-mula diambil positif sehingga arah bola pantulan menjadi negatif).

ð Note : Pada option jawaban tidak ada jawaban – 4 kg.m.s^-1, tetapi 4 kg.m.s^-1, hal ini sama saja, karena acuan arah dalam soal tidak diberitahu. Dengan tidak adanya jawaban – 4 kg.m.s^-1 artinya di dalam soal, arah bola mula-mula diambil negatif. Tetapi kalau ada option – 4 kg.m.s^-1 dan 4 kg.m.s^-1, maka soal ini akan membingungkan.

ð Note : waktu sentuh bola t = 0,01 sekon merupakan option pengecoh, karena tidak dibutuhkan dalam menjawab soal ini.

15. UN-2014-15A-18B

A. 20⁰C

B. 42⁰C

C. 62⁰C

D. 80⁰C

E. 100⁰C

Potongan alumunium bermassa 200 gram dengan suhu 20⁰C dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80⁰C. Jika diketahui kalor jenis alumunium 0,22 kal/g⁰C dan kalor jenis air 1 kal/g⁰C, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati ...

JAWABAN : C

Pembahasan :

ð Gambarkan diagram suhu dari soal di atas :

ð Dengan asas Black : Q_L = Q_T

(m.c.Δt)_air = (m.c.Δt) _alumunium

100.1.(80-t_a) = 200.0,22.(t_a-20)

8000 – 100ta = 44 ta – 880

ð Note : kalimat “dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gr” artinya yang bermassa 100 gr adalah bejana dan bukan air, tetapi karena dalam soal bejana tidak diperhitungkan berarti 100 gr adalah massa air. Kalimat soal ini kurang baik.

ð Note : harus dihitung secara manual oleh peserta, jadi dalam latihan soal-soal UN jangan membiasakan diri untuk mengandalkan kalkulator!

16. UN-2014-16A-19B

Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k.

Keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujung-ujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar.

Suhu (t) pada sambungan logam A dan B adalah ...

A. 80⁰C

B. 100⁰C

C. 120⁰C

D. 150⁰C

E. 160⁰C

JAWABAN : D

Pembahasan :

ð Prinsipnya adalah laju aliran kalor secara konduksi (kenapa bukan secara konveksi atau radiasi hayo ...?) pada kedua batang harus sama, artinya :

; A dan d untuk kedua batang sama, sehingga :

2k.(210 – t) = k (t – 30)

17. UN-2014-17A-20B

Perhatikan peristiwa kebocoran tangki air pada lubang P dari ketinggian tertentu pada gambar berikut! (g = 10 m. s^-2).

Air yang keluar dari lubang P akan jatuh ke tanah setelah waktu t = ...

JAWABAN : A ??? (gambar soal tidak benar dan membingungkan)

Pembahasan :

ð Soal ini membingungkan dan keterangan pada gambar soal tidak benar, karena ada ketinggian yang ‘hilang’, yaitu antara dasar tangki dan titik P.

ð Jika ketinggian bocoran dari tanah tidak kita hiraukan, maka soal ini dapat dikerjakan

ð Menurut persamaan Torricelli untuk tangki bocor, kecepatan air keluar dari bocoran adalah : ; dimana h adalah kedalaman bocoran dari permukaan, sehingga : m/s.

ð Jarak mendatar air jatuh adalah 2 m, maka t = s/v = 2/ =

ð Jika ini jawabannya, maka ketinggian bocoran dari tanah adalah : h = ½gt², yaitu h = ½.10.( ² = 1 m (lalu apa maksudnya ditulis 4 m???

ð Jika ketinggian bocoran adalah 4 m (jarak mendatar x = 2 m dan ketinggian yang hilang tidak kita hiraukan ), maka waktu air jatuh adalah t = = = . Jawabannya tidak ada. Apakah jawabannya A ???

18. UN-2014-18A-15B

Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27⁰C pada tekanan 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J m^-1K^-1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 10²³ partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah ...

A. 0,83 x 10²³ partikel

B. 0,72 x 10²³ partikel

C. 0,42 x 10²³ partikel

D. 0,22 x 10²³ partikel

E. 0,12 x 10²³ partikel

JAWABAN : B

Pembahasan :

ð Dengan rumus gas ideal :

; Suhu harus dalam satuan Kelvin

; N_A adalah bilangan Avogadro = 6,02 x 10²³ partikel

= 0,72.10²³ partikel

ð Note : Pembagian 6,02/8,314 harus dilakukan secara manual karena UN tidak memakai kalkulator

19. UN-2014-19A-16B

Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan sebagai ; (P = tekanan (Pa); N = jumlah molekul (partikel) gas; dan E_K adalah energi kinetik rata-rata molekul (J)].

Berdasarkan persamaan ini, pernyataan yang benar adalah ...

A. Tekanan gas terhadap dinding bergantung pada energi kinetik rata-rata molekul

B. Energi kinetik gas bergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding

C. Suhu gas dalam tabung akan berubah jika tekanan gas berubah

D. Jika jumlah molekul gas berkurang maka volume energi kinetik molekul akan berkurang

E. Jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang

JAWABAN : E (Pilihan D membingungkan)

Pembahasan :

ð Pilihan A setengah benar,karena tekanan gas bergantung juga dengan N dan V

ð Pilihan B keliru, seharusnya EK bergantung dari suhu gas, bukan bergantung tekanan molekul terhadap dinding

ð Pilihan C belum tentu, karena suhu gas bisa saja dibuat tetap (proses isoterm) dengan mengubah tekanan, asal saja V gas juga berubah

ð Pilihan D membingungkan, karena frase “volume energi kinetik” tidak dimengerti. Mungkin maksudnya “volume gas dan energi kinetik”. Jika ini yang dimaksud, maka pernyataan tersebut salah, karena jika tekanan dijaga tetap dan maka EK maupun N bisa saja bertambah atau berkurang atau tetap

ð Pilihah E baru pernyataan yang benar sesuai rumus di atas.

20. UN-2014-20A-17B

Grafik P –V dari sebuah mesin Carnot terlihat seperti gambar berikut!

A. 105,5 J

B. 252,6 J

C. 336,6 J

D. 466,7 J

E. 636,7 J

Jika mesin menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukan adalah ...

JAWABAN : D

Pembahasan :

ð Melalui rumus efisiensi mesin Carnot :

dimana : Q₁ = Q₂ + W, Q₁ adalah kalor yang diperlukan, Q₂ adalah kalor yang dibuang

ð Note : Perhitungan di atas harus bisa dihitung secara manual

Tag : Soal-Soal Fisika

Translate