1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

BANK SOAL

FULL PEMBAHASAN

PEMBAHASAN

FISIKA

ALL

1

for

BAHASA INDONESIA

BAHASA INGGRIS

MATEMATIKA

2 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: A 1.

Sistem satuan ada dua, yaitu SI atau MKS (m, kg, s) dan CGS (cm, kg, s). Opsi B, C, dan E menggunakan sistem satuan SI atau MKS. Opsi D satuan suhu seharunya Kelvin. Pernyataan yang tepat adalah opsi A.

Jawaban: A 2. muatan listrik

Jawaban: C 3.

Tabel besaran dan satuan yang tepat sebagai berikut.

Jenis Besaran

Nama

Besaran Satuan

A. Skalar Jarak m

B. Skalar Massa kg

C. Vektor Perpindahan m

D. Vektor Kecepatan m/s

E. Vektor percepatan m/s2

Jawaban: A 4.

Skala utama = 6,5 mm Skala nonius = 0,45 mm Ketebalan kamus

= 6,5 mm + 0,45 mm = 6,95 mm

Ketebalan sebuah kamus =

6 95

Jadi, ketebalan sebuah kamus 3,475 mm.

Jawaban: C 5.

Skala utama: 0,5 cm Skala nonius: 0,05 cm Tebal 5 pelat: 0,55 cm Tebal 1 pelat:

Tebal pelat cm

cm=1,1 mm 5

Jawaban: C 6.

Skala utama: 4,3 cm Skal nonius: 0,02 cm Diameter tabung: 4,32 cm

L_tutup= d

Jawaban: B 7.

Karena komponen gaya pada sumbu Y sama dengan nol, maka resultan gaya total hanya pada komponen X sebesar 120 N.

Jawaban: C 8.

Jawaban: D 9.

Ditanyakan: Besar resultan Jawab:

Jadi, besar kuadrat resultannya 34 satuan.

Jawaban: C 10.

Jadi, nilai dari perkalian dot product

A B C adalah

  

• • 4 3.

Jawaban: A 11.

Ditanyakan: α Jawab:

Jadi vektor a dan b mengapit su

o

 

d dut₉₀o

Jawaban: B 12.

Vektor sama dengan nol jika ujung vektor terakhir bertemu dengan pangkal vektor pertama. Oleh karena itu, gambar vektor yang bernilai sama dengan nol adalah gambar (2).

Jawaban: A 13.

Jawaban: D 14.

4 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: E 1.

Ditanyakan: v₂ Jawab:

Waktu yang dibutuhkan batu pertama untuk mencapai tanah:

h gt

Jika batu pertama untuk mencapai tanah dibutuhkan waktu 2 sekon, maka waktu yang dibutuhkan benda kedua untuk mencapai tanah sebagai berikut.

t t

Kelajuan awal batu dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

h v t gt

Jadi, kelajuan awal batu kedua adalah 25 m/s.

Jawaban: C 2.

Ditanyakan: jarak total

Jawab:

Jarak yang dibutuhkan ketika mengalami percepatan 2 m/s2_:

Kecepatan kereta ketika mengalami percepatan 2 m/s2_:

Jarak yang dibutuhkan ketika mengalami perlambatan 4 m/s2 _{hingga kereta}

berhenti:

v v a s

s s

s

Jarak total yan

3

g ditempuh

= + = +

=

Jarak total yan

= −

= −

( )

= =

g

g ditempuh keret

Jadi, jarak total yang ditempuh kereta sejauh 150 meter.

Jawaban: B 3.

Ditanyakan: t_total Jawab:

Berdasarkan soal, benda pada awalnya mengalami gerak lurus berubah beraturan kemudian bergerak lurus beraturan. Percepatan yang dialami benda adalah:

v v at

Jarak yang ditempuh ketika bergerak lurus berubah beraturan sebagai berikut.

s v t at

s

s

1 1 1 1

2

1

2

1

1 2

0 2 1

2 2 2 4

= +

=

( )( )

+

( )( )

= meter

Akibatnya, jarak yang ditempuh benda ketika melakukan gerak lurus beraturan:

s s

s

2 1

2

10 10 4

6

= − = −

= meter

Waktu ketika benda mengalami gerak lurus beraturan:

t s

v

2 2

2

6 4 1 5

= = = , sekon

Waktu total pergerakan benda:

t= + = +t₁ t₂ 2 1 5, =3 5, sekon

Jadi, waktu total pergerakan benda sebesar 3,5 sekon.

Jawaban: A 4.

Diketahui:

h v

h x Ditanyaka

0 30

20

= =

°

m m/s =30

n:

α

:

Jawab:

Jika digambarkan secara detail akan menghasilkan gambar seperti berikut.

a _b

c 30m

h

Berdasarkan gambar, waktu yang

diperlukan untuk mengalami pergerakan sebagai berikut.

t v

g t

= =

( )

°

=

2 2 20 30

10 2

0sinα sin

sekon

Jika waktu total keseluruhan sebesar 3 sekon, maka waktu yang diperlukan dari titik B ke C adalah t_BC = (3 – 2)sekon = 1

sekon. Ketinggian dari titik B ke titik C dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

h v t gt

h

h

BC

BC

BC meter

= +

=

( )

°

( )

+

( )( )

=

sin

sin

α 1

2

20 30 1 1

2 10 1 15

2

2

Tinggi h yaitu:

h h h

h

= −

= − =

0

30 15 15

BC

meter

Jarak x dapat ditentukan dengan perhitungan berikut.

x v t

x

x

x

Perbandin

=

=

( )

°

( )

=

( )



 

( )

=

cos cos

α

20 30 3

20 1

2 3 3

30 3 cm g

gan antara h dan

Jadi perbandingannya h x

h x

x:

: :

: :

: ,

= =

15 30 3 1 2 3

1 22 3.

Jawaban: A 5.

Diketahui:

v h x

0

0

20 1 8 10

= = =

m/s meter meter ,

Ditanyakan: h Jawab:

Apabila ilustrasinya digambarkan sebagai berikut.

yo = 1,8 m vo = 20 m_/

s 60o

Komponen horizontal pada bola akan berlaku perhitungan berikut.

x v t

t x

v

x v

t

=

= =

=

°=

0x

0x 0

sekon cos

cos

α

10

6 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Komponen vertikal pada bola akan berlaku perhitungan:

v v

sin sin

,

α

Ketinggian bola ketika bola menyentuh dinding:

Jadi, ketinggian bola hingga bola menyentuh dinding adalah 14,22 meter.

Jawaban: B 6.

Ditanyakan: a jika t = 1 sekon Jawab:

Vektor posisi bola:

r x y

r t t t

Vektor percepatan adalah turu

nan kedua dari vektor posisi

v dr

Jika maka nilai

persamaan percep

=

( )

+

( )

Nilai percepatan ketika a

Jadi, ketika maka nilai percepatannya 20,59 m/s2_.

Jawaban: D 7.

Diketahui:

a=

(

6t−4 i + 6j

)

Ditanyakan: s jika t = 6 sekon Jawab:

Kecepatan partikel dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

v v a

Sementara itu, persamaan posisi dari partikel tersebut yaitu:

s s v

Jika t = 6 sekon maka persamaan posisi dari partikel sebagai berikut.

s

s s

Nilai posisi partikel

= +

= +

=

144 108

144 108

180

2 2

i j

meter :

Jadi, jarak yang ditempuh partikel sebesar 180 meter.

Jawaban: E 8.

Ditanyakan: v Jawab:

Gerak di sumbu Y akan berlaku persamaan berikut.

h=v t₀ +1gt2 2

y

Pada gerak di sumbu Y akan berlaku kecepatan awal bernilai nol. Akibatnya diperoleh nilai waktu sebagai berikut.

h v t gt

Kecepatan mobil su

= +

= +

( )

=

p paya melewati pari

x vt

Jawaban: A

sin sin

y

Jawaban: A 10.

Komponen-komponen kecepatan:

v v

Pada sumbu X berlaku persamaan:

x v t

...persamaan (1) ,

Pada sumbu Y berlaku persamaan:

h v t gt

ersamaan (2)

Subtitusikan persamaan (1) ke persamaan (2)

Jadi, kecepatan awal pelemparan adalah 5 m/s.

Jawaban: D 11.

Komponen-komponen kecepatan:

v v

Pada sumbu X akan berlaku:

x v t

8 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Subtitusikan persamaan (1) ke persamaan (2):

Jadi, tinggi posisi tembok 4 meter.

Jawaban: A 12.

Ditanyakan: v_o Jawab:

Komponen-komponen kecepatan pada gerak tersebut akan berlaku:

v v

Pada sumbu Y akan berlaku persamaan:

h v t gt gt

Pada sumbu X berlaku persamaan:

x v t x v t

Jadi, kecepatan awal batu adalah 17,90 m/s.

Jawaban: A 13.

Ditanyakan: x

Jawab:

Komponen-komponen kecepatan akan berlaku:

Pada sumbu Y akan berlaku:

h h v t gt

Waktu saat bola bergerak dapat ditentukan perhitungan:

t b b ac

sekon (memenuhi)

x

t

x v t x

Jarak jangkauan

2

Jadi, jarak jangkauan maksimum adalah 31,6 meter.

Jawaban: B 14.

Komponen-komponen kecepatan akan berlaku persamaan:

v v

Percepatan bola:

a g

Waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi pada daerah A:

v'_y =v_y+a t_y .... persamaan (5)

v v a t

cos cos

cos cos

= +

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh A:

t₁₂=2t.... persamaan (7)

Persamaan (6) disubtitusikan ke persamaan (7)

t t

Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi pada daerah B:

v'_y=v_y+a T_y .... persamaan (9)

Persamaan (2) dan persamaan (4) disubtitusikan ke persamaan (9)

v v a T

cos cos

cos cos

y y y

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh daerah B:

t₂₃=2T ... persamaan (11)

Persamaan (10) disubtitusikan ke persamaan (11)

t T

Waktu tempuh total:

t=t₁₂+t₂₃ ...persamaan (13)

Persamaan (8) dan persamaan (12) disubtitusikan ke persamaan (13)

t t t

Jarak yang ditempuh pada daerah A:

d₁₂ v t_x12 1at₁₂2 2

= +

... persamaan (15)

Persamaan (1), persamaan (3), dan persamaan (8) disubtitusikan ke persamaan (15)

d v v

sin sin

sin ... persamaan (16)

Jarak yang ditempuh dari daerah A dan daerah B:

d₁₃ v t_{x 13} 1a t_{x 13}2

2

= +

... persamaan (17)

Persamaan (1), persamaan (3), dan persamaan (12) disubtitusikan ke persamaan (17):

d v t a t

sin sin

sin

θ θ

θ

... persamaan (18)

Jarak yang ditempuh pada daerah B:

d d d

Persamaan (16) dan persamaan (18) disubtitusikan ke persamaan (19)

d d d

sin sin

sin

θ θ

θ

10 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Perbandingan persamaan (16) dan persamaan (20):

d d

v g v

g

d d

12

23 0

2

0 2

12

23

4

8

1 2

=  

  



 

= =

sin

sin

θ

θ

Jadi, perbandingan antara A dan B adalah 1:2.

Jawaban: C 15.

Waktu yang dibutuhkan bola ketika bola dijatuhkan hingga bola menyentuh bukit:

H v t gt

H t gt gt

t H

g

t H

g

= +

=

( )

+ =

=

=

0 2

2 2

2

1 2

0 1

2 1 2 2

2

.... persamaan (1))

Kecepatan bola saat memantul:

v v gH gH

v gH

v gH

2 0

2 2

2

2 0 2

2 2

= + = +

=

= ...persamaan (2)

Persamaan gerak bola dari titik O ke titik Aarah sumbu Y:

y v t a t

v t g t

gt vt

= +

= −

− =

y y

... persamaan 1 2

0 1

2

2 0

2

2

2

cosθ cosθ

((3)

Persamaan (2) disubtitusikan ke persamaan (3)

gt vt

gt gHt

t gt gH

2

2

2 0

2 2 0

2 2 0

− =

− =

−

(

)

=

... persamaan (4)

Berdasarkan persamaan (4) akan berlaku:

t

gt gH

gt gH

t gH

g

H g

=

− =

=

= =

0

2 2 0

2 2 2 2

2 2

... persamaan (5)

Persamaan gerak bola pada arah sumbu X:

x v t a t

x v t g t

x x

= +

= +

1 2

1 2

2

2

sinθ sinθ

... persamaan (6)

Persamaan (2) dan persamaan (5) disubtitusikan ke persamaan (6):

x v t g t

x gH H

g

g H

g

x

= +

= 

  + 

  

=

sin sin

sin

sin

θ θ

θ

θ

1 2

2 2 2

1

2 2

2

2

2

4

4 1

2 4

2

8

H g H

g

x H

sin sin

sin

θ θ

θ

+ 

   

  =

11 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

FISIKA

Jawaban: B 1.

Diketahui:

m m F

F F

Ditanyak T Jaw

Jadi, besar tegangan tali 1,5 N.

Jawaban: D 2.

Diketahui:

m v

v s

Ditanyaka F Jawaban

dikenakan pada benda sebesar 1,6 N.

Jawaban: C 3.

Diketahui:

m m

Ditanyaka T

1 Tinjau benda

T w m a

Tinjau benda

))

− =

(

)

(

)

Jadi, tegangan tali tersebut 3,75 N.

Jawaban: E 4.

Diketahui:

T

T T

Ditanyaka m Jawab

Massa bend

y

6

64kg=640g

Jadi, massa benda yang digantung 640 gram.

PEMBAHASAN

12 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: C 5.

Ditanyaka W Jawab

Usaha yang dilak s

ukan benda

W Fs N m J

: ,

= =

(

3 2

)(

40

)

=128

Jadi, usaha yang dilakukan benda 128 joule.

Jawaban: E 6.

Diketahui:

k k k k

m

k k k

Ditanyaka x Jawab

pegas mengalami pertambahan panjang sebesar 0,25 m atau 25 cm.

Jawaban: A 7.

Asumsikan benda berada p

ada jarak dari benda m

F Gm M

Tidak terpengaruh gaya tarik berarti F₁ = F₂.

Terapkan persamaan

diperoleh ni

2

llai x sebagai beriku

x R

Jadi, benda diletakkan pada jarak

3 2+2 3



 R (pilih nilai yang positif).

Jawaban: C 8.

Diketahui:

m

13 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

FISIKA

Jadi, besar gaya normal benda 256,4 N.

Jawaban: A 9.

Diketahui: mA = 10kg; µA= 0,4

Gaya gesek antara balok A dengan meja. f kg

T

Tegangan tali T pada sumbu

A

Tegangan tali T pada sumbu

o

Jadi, massa balok B sebesar 2,3 kg.

Jawaban: B 10.

Diketahui:

x x m

x

Ditanyaka k Jawab

Jawaban: B 11.

esarnya tegangan tali w sin - T = m a

Jawaban: D 12.

14 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

w

f

= =

= =

= = =

==

=

(

)(

)

=

=

− − =

(

)

−

(

)

∑

mg

F ma

F w o f ma

18 10 180

30

1 2

kg m/s N

200 N 180 N

2

sin

  −

=

(

)(

)

(

)

−

( )

− = =

f

f f

18 3

54 56

kg m/s

200 N 90 N N

N

2

Jadi, gaya gesek antara balok dengan kayu sebesar 56 N.

Jawaban: B 13.

F

F

y

o

y

o 1

2

8 30

8 1

2 4

10 37

10 0 6

=

(

)

(

)

=

(

)

  =

=

(

)

(

)

=

(

)

N

N N

N N

sin

sin ,

(( )

= =

+ + − =

(

)

(

)

+ −

=

∑

6 0

0

12 10 4

130

1 2

N

kg m/s N+6 N =0

newton

2

F

w F F N

N N

y y

Jadi, gaya normal yang bekerja sebesar 130 N.

Jawaban: D 14.

P adalah batas linearitas. R adalah titik patah. S adalah daerah elastis. T adalah daerah plastis.

Jawaban: B 15.

Gaya normal benda pada bidang miring N = w cosα฀adalah dengan α adalah sudut kemiringan bidang terhadap bidang horizontal. Sudut α฀bervariasi antara 0o _–

90o _{sehingga nilai cos}α _{selalu lebih kecil}

15 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

FISIKA

Jawaban: B 1.

Diketahui:

m m F

F F

Ditanyak T Jaw

Jadi, besar tegangan tali 1,5 N.

Jawaban: D 2.

Diketahui:

m v

v s

Ditanyaka F Jawaban

dikenakan pada benda sebesar 1,6 N.

Jawaban: C 3.

Diketahui:

m m

Ditanyaka T

1 Tinjau benda

T w m a

Tinjau benda

))

− =

(

)

(

)

Jadi, tegangan tali tersebut 3,75 N.

Jawaban: E 4.

Diketahui:

T

T T

Ditanyaka m Jawab

Massa bend

y

6

64kg=640g

Jadi, massa benda yang digantung 640 gram.

PEMBAHASAN

16 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: C 5.

Ditanyaka W Jawab

Usaha yang dilak s

ukan benda

W Fs N m J

: ,

= =

(

3 2

)(

40

)

=128

Jadi, usaha yang dilakukan benda 128 joule.

Jawaban: E 6.

Diketahui:

k k k k

m

k k k

Ditanyaka x Jawab

Jadi, susunan pegas mengalami pertambahan panjang sebesar 0,25 m atau 25 cm.

Jawaban: A 7.

Asumsikan benda berada p

ada jarak dari benda m

F Gm M

Tidak terpengaruh gaya tarik berarti F₁ = F₂.

Terapkan persamaan

diperoleh ni

2

llai x sebagai beriku

x R

Jadi, benda diletakkan pada jarak

3 2+2 3



 R (pilih nilai yang positif).

Jawaban: C 8.

Diketahui:

17 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

FISIKA

Ditayakan: N Jawab:

Jadi, besar gaya normal benda 256,4 N.

Jawaban: A 9.

Diketahui: mA = 10kg; µA= 0,4

Gaya gesek antara balok A dengan meja. f kg

T

Tegangan tali T pada sumbu

A

Tegangan tali T pada sumbu

o

Jadi, massa balok B sebesar 2,3 kg.

Jawaban: B 10.

Diketahui:

x x m

x

Ditanyaka k Jawab

Jawaban: B 11.

esarnya tegangan tali w sin - T = m a

Jawaban: D 12.

18 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

w

f

= =

= =

= = =

==

=

(

)(

)

=

=

− − =

(

)

−

(

)

∑

mg

F ma

F w o f ma

18 10 180

30

1 2

kg m/s N

200 N 180 N

2

sin

  −

=

(

)(

)

(

)

−

( )

− = =

f

f f

18 3

54 56

kg m/s

200 N 90 N N

N

2

Jadi, gaya gesek antara balok dengan kayu sebesar 56 N.

Jawaban: B 13.

F

F

y

o

y

o 1

2

8 30

8 1

2 4

10 37

10 0 6

=

(

)

(

)

=

(

)

  =

=

(

)

(

)

=

(

)

N

N N

N N

sin

sin ,

(( )

= =

+ + − =

(

)

(

)

+ −

=

∑

6 0

0

12 10 4

130

1 2

N

kg m/s N+6 N =0

newton

2

F

w F F N

N N

y y

Jadi, gaya normal yang bekerja sebesar 130 N.

Jawaban: D 14.

P adalah batas linearitas. R adalah titik patah. S adalah daerah elastis. T adalah daerah plastis.

Jawaban: B 15.

Gaya normal benda pada bidang miring N = w cosα฀adalah dengan α adalah sudut kemiringan bidang terhadap bidang horizontal. Sudut α฀bervariasi antara 0o _–

90o _{sehingga nilai cos}α _{selalu lebih kecil}

Jawaban: C 1.

Diketahui:

A B

A

B

m m v 5 m/s v 0 m/s

= =

=

Ditanyakan: pernyataan yang benar. Jawab:

Pernyataan (1)

Tumbukan lenting sempurna akan berlaku

persamaan berikut:

( )

( )

A A B B A A B B

B B B A B B

A B

m v m v m v ' m v ' m 5 m 0 m v ' m v ' v ' v ' 5 ... (1)

+ = +

+ = +

+ =

Pada tumbukan lenting sempurna koefisien

tumbukannya, yaitu:

A B

A B

A B

A B

v ' v ' e

-v v v ' v ' 1

-5 0

v ' v ' -5 ... (2)

− =

− − =

−

− =

Berdasarkan persamaan (1) dan persamaan (2) akan diperoleh nilai v ' dan v ' :A B

A B

A B

v ' v ' 5 v ' v ' -5

+ =

− =

Jika persamaan di atas dikurangi maka diperoleh nilai:

A

B

v ' 0 m/s v ' 5 m/s

=

=

Oleh karena itu, pilihan (1) salah. Pernyataan (2)

Jika tumbukan lenting sempurna, maka B

tetap diam dan A bergerak dengan kecepatan berlawanan arah (-5 m/s). Berdasarkan hasil perhitungan pernyataan pertama maka pernyataan kedua salah.

Pernyataan (3)

Jika tumbukan tidak lenting sama sekali maka

v

A = vB = 2,5 m/s.

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali akan

berlaku persamaan:

m v m v m m v

m m m m v

m mv

v

A A+ B B=

(

A+ B

)

( )

+

( )

=

(

+

)

= =

' ' '

' ,

5 0

5 2

2 5 m/s

Berdasarkan perhitungan tersebut maka

pernyataan ketiga benar

Jawaban: D 2.

Ketika kedua benda saling menempel, maka

akan terjadi momentum dengan tumbukan

tidak lenting sama sekali. Benda yang yang terikat pada pegas pada mulanya tidak

memiliki kecepatan. Adapun kecepatan setelah tumbukan sebagai berikut.

m v m v m m v

mv m m m v

mv mv

v v

1 1 2 2 1 2

0 2

2

+ =

(

+

)

+

( )

=

(

+

)

=

=

' ' '

'

Ketika menekan pegas terjadi konsep hukum

kekekalan energi mekanik yang dituliskan dalam persamaan berikut.

EM EM

Ep Ek Ep Ek

mv ky

m v ky

1 2

1 1 2 2

2 2

2 2

0 1

2

1

2 0

1

2 2

1 2

=

+ = +

+ = +

   =

'

Dari persamaan di atas, jika dihubungkan dengan konsep energi mekanik pada pegas, maka amplitudo yang dihasilkan:

Em Ep Ek

kA ky mv

kA m v m v

A

= +

= +

= _ _ + _ _

1 2

1 2

1 2 1

2 1

2 2

1

2 2

2 2 2

2

2 2

'

==v

(

m/ 2k

)

PEMBAHASAN

20 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: D 3.

Ditanyakan:

pernyataan yang benar Jawaban:

Pembuktian pernyataan (1)

Jika t maka

v t t v adalah

Jadi, pernyataan (1) benar

Pembuktian pernyataan (2)

Jika t maka

a t adalah

Percepatannya 36 m/s2 _{sehingga pernyataan}

(2) benar.

Pembuktian pernyataan (3) momentum benda

170 kg m/s

p mv

p

=

=

( )( )

2 5 68, =170

Nilai momentumnya 170 kg m/s sehingga pernyataan (3) benar.

Pembuktian pernyataan (4) energi kinetik

benda 5780 Joule.

Ek mv

Nilai energi kinetiknya 5780 Joule sehingga

pernyataan (4) benar.

Jawaban: A 4. Ditanyakan: V_p

Jawab:

Ketika balok dan peluru bersatu, kecepatan peluru

dan balok sewaktu bergerak bersama sebagai berikut. Jika kecepatan setelah tumbukan 2 m/s, kecepatan peluru sebelum tumbukan dapat ditentukan dengan persamaan:

m v m v m m v

Jadi, kecepatan peluru sebelum menumbuk balok adalah 302 m/s.

Jawaban: D 5.

Diketahui:

F t t m

dp F dt

dp Fdt Ditanyakan v Jawab

Saat t maka

3 2

2

= = =

=

=

∫

∫∫

= =

=

=

( )

=

Saat t maka

nilai

p t

p

momentumnya 2

3

3 2 12

2

2

sekon :

Jika momentumnya sebesar 12 kg m/s, nilai

kelajuan partikel:

p mv

v p

m

=

= =12=

5 2 4,

Jadi, kecepatan partikel tersebut adalah 2,4

m/s.

Jawaban: D 6.

Diketahui: m m x k

1

2

1 2 0 1 15 000

= = = =

kg kg

meter N/m

∆ ,

.

Ditanyakan: pernyataan yang tepat Jawab:

Pembuktian pernyataan (1) “Jumlah energi kinetik 75 joule”

Ek Ep

Ek k x

Ek

=

=

=

(

)( )

=

1 2 1

2 15 000 0 1 75

2

2

∆

. ,

Jadi, penyataan pilihan pertama benar.

Pembuktian pernyataan (2) “jumlah momentum liniernya sama dengan nol”

Jika dua buah benda tersebut pada mulanya

tidak mengalami pergerakan maka dapat dipastikan kecepatannya nol. Akibatnya,

momentumnya pun juga bernilai nol. Berdasarkan konsep hukum kekekalan

momentum dapat dipastikan jumlah

momentum setelah adanya tumbukan pun bernilai nol. Hal itu menyebabkan pernyataan kedua adalah pernyataan benar.

Pembuktian pernyataan (3) Perbandingan

lajunya

v₁ : v₂ = 2 : 1

p p

p p p p

m v v

v v

v

awal= akhir

+ = +

= +

=

( )

( )

− +

( )

1 2 1 2

1 1 2 2

1 2

0

0 1 2

2

' '

' m '

' '

2

2 1

1

2

2 1

' '

' '

=

=

v v

v

Berdasarkan perhitungan tersebut, pernyataan

ketiga benar.

Pembuktian pernyataan keempat “Jumlah

momentum linier berbeda dengan jumlah momentum linier sebelum benang

diputuskan”

Pernyataan keempat adalah pernyataan yang keliru sebab berdasarkan hukum kekekalan momentum, nilai momentum sebelum dan sesudah tumbukan nilainya sama.

Jawaban: E 7.

Pernyataan (1) besar kecepatan setelah tumbukan 0,5 m/s.

Pernyataan tersebut dapat dibuktikan dengan

hukum kekekalan momentum. Adapun persamaannya sebagai berikut.

m v m v m m v

v v

v v

1 1 2 2 1 2

5 2 3 2 5 3

10 6 8

8 4

0

+ =

(

+

)

( )( )

+

( )

( )

− = +

(

)

− =

= =

' ' '

'

' ,,5

Jadi, kecepatan kedua benda setelah tumbukan bernilai 0,5 sekon sehingga pernyataan (1) tepat.

Pernyataan (2) Energi kinetik A sebelum

tumbukan 10 J

Ek m v

Ek

A A A

A

=

=

( )( )

=

1 2 1

2 5 2 10

2

2

Berdasarkan perhitungan tersebut, pernyataan (2) benar.

Pernyataan (3) energi kinetik B sebelum

tumbukan 6 J

Pernyataan tersebut dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

Ek m v

Ek

B B B

B

=

=

( )( )

=

1 2 1

2 3 2 6

2

2

22 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Berdasarkan perhitungan tersebut, energi

kinetik yang dihasilkan benda B sebelum

tumbukan adalah 6 joule.

Pernyataan (4) energi kinetik (A + B) setelah

tumbukan 1 J

Pernyataan tersebut dapat ditentukan dengan perhitungan berikut:

Ek m m v

Pernyataan (4) benar sehingga semua pernyataan benar.

Jawaban:C 8.

Kecepatan bandul ketika sebelum menumbuk

benda bermassa m v₁= 2gH

Setelah mengalami tumbukan dan mengalami

tumbukan tidak lenting sama sekali maka

kecepatannya setelah tumbukan dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:

Ketika mencapai ketinggian h dengan

kecepatan v’ dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

v gh

Jawaban: B 9.

Gerak bandul dari A ke B terjadi perubahan

energi potensial menjadi energi kinetik.

Ep Ek

Berdasarkan hukum kekekalan momentum akan berlaku:

m v m v m m v

erak bandul dari B ke C Ek Ep

m v m gh

gh

total total

Jawaban: E 10.

Berdasarkan hukum kekekalan momentum akan berlaku:

m v m v m v m v

Berdasarkan konsep koefisien tumbukan:

e Persamaan dan pers

' '

a amaan dieliminasi

Jika dielimin

=

Jikav₁ dielimin

( )

+ =

+ =

a asi maka

Nilai

v v

v v v gh

v yaitu

v v v

Tinggi maksimum setelah benda pertama bertumbukan:

Jawaban: E 11.

Tumbukan yang terjadi jika diilustrasikan seperti

gambar berikut.

B A

L

θ

v

Berdasarkan hukum kekekalan momentum diperoleh persamaan:

m v m v m v m v

Berdasarkan adanya koefisien restitusi akan

diperoleh persamaan: e ... persamaan (2)

Persamaan (1) dan persamaan (2) saling dihubungkan:

Berdasarkan persamaan di atas, v

B’ dieliminasi

sehingga memperoleh hasil:

3 1 5

Tinggi maksimum benda A setelah tumbukan:

A

Sudut yang te

A A

Jawaban: B 12.

Kecepatan benda 2 m saat di titik terendah:

v gh

Berdasarkan hukum kekekalan momentum akan berlaku:

m v m v m v m v

Berdasarkan konsep koefisien restitusi akan

24 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

-v v

v v e

v v

v

v v

v e

v

A B

A B

A B

A B

A

' '

' '

,

' '

'

− −  

 = − − 

 =

+ ₌

+

0 0 5

v

v_B'=ev _{... persamaan (2)} Persamaan (1) dan persamaan (2) dihubungkan kemudian mengeliminasi v

A’

2 3 2 1

2 3 2

2

2 2 2

v v v

v v v

v v ev

v v ev

A B

A B

A B

A B

' '

' '

' '

' '

+ = ×

+ =

+ = ×

+ =

-Hasil eliminasinya yaitu:

5 2 1

2 1

5

v v e

v v e

B

B

'

'

=

(

+

)

=

(

+

)

Jawaban: E 13.

Berdasarkan hukum kekekalan momentum akan berlaku persamaan:

m v m v m m v

m v m

m m v

m v

p p b b p b

b p b

b b

b p

+ =

(

+

)

(

)

+

( )

=

+

(

)

=

' ,

, '

,

0 25 0

0 25

0 25 11 25

5

, '

'

m v

v v

b

p=

R

vl v

Mg

Jika balok dan peluru bergerak melingkar akan berlaku hubungan antara gaya sentripetal dan berat, yaitu:

F w

M v

R Mg v gR

=

( )

" _{= →}

_{( )}

₌ "

2

2

Kecepatan minimum peluru:

Ep Ek Ep Ek

M v Mg R M v

v MgR MgR

v

A+ A = B+ B

+

( )

=

( )

+

( )

( )

= + =

0 1

2 2

1 2 4

2 2

2

' "

' ' 55

5 5 5 5

gR

v gR maka v

v v

v gR

Jika _p

p

p

' :

'

= = =

Jawaban: E 14.

Berdasarkan hukum kekekalan energi, kecepatan bola pertama akan menghasilkan:

v₁= 2gh _{(arah ke bawah)}

Terjadi tumbukan dengan lantai dengan

tumbukan elastik sempurna, maka kecepatan

bola pertama setelah menumbuk lantai yaitu: v₁=- 2gh _{(arah ke atas)}

Pada saat bersamaan bola kedua juga memiliki kecepatan:

v₂ = 2gh _{(arah ke bawah)} m

m

h h v

2

v

1

Akibatnya, kedua bola bertumbukan. Jika disederhanakan dengan persamaan:

v gh v

v gh

v v

Serta

1 0

2

2 0

2

2

= =

= =

-Akan berlaku hukum kekekalan momentum sebagai berikut.

m v m v m v m v

m v m v m v m v

1 1 2 2 1 1 2 2

1 0 2 0 1 1 2 2

+ = +

− = +

' '

' '

Jika terjadi tumbukan elastik sempurna, akan

dihasilkan:

-v v

v v

v v

v v

v v

v

1 2

1 2

1 2

0 0

1 2

0

1

1

2 1

' '

' '

' '

− −  

 = −

−

(

)

 

 =

+ ₌

+ =

= +

0

− −  

 = −

−

(

)

 

 =

+ ₌

--... persamaan (2)

v v v

v v v

1 2 0

2 0 1

2 2

' '

' '

+ =

= +

Substitusikan persamaan (2) ke persamaan (1),

sehingga hasilnya:

m v m v m v m v

m v m v

m v m v v

m v m v

1 0 2 0 1 1 2 2

1 0 2 0

1 1 2 0 1

1 0 2 0

2

− = +

− =

+

(

+

)

− =

' '

' '

m

m v m v m v

m v m v m v m v

m m v m m

1 1 2 0 2 1

1 0 2 0 1 1 2 1

1 2 0 1 2

2 3 3

' '

' '

+ +

− = +

−

(

)

=

(

+

)

vv

v m m v

m m

m m

m m

m m

1

1

1 2 0

1 2

1 2

2 1

1

2

3

0 3

3 3 1

'

'=

(

−

)

+

(

)

= −

= =

Jawaban: A 15.

Kecepatan minimum balok supaya dapat bergerak melingkar penuh maka tegangan

tali ketika di titik tertinggi sama dengan nol

sehingga gaya yang memengaruhi hanyalah gaya berat dan gaya sentripetal saja. Adapun hubungannya, yaitu:

v v

2 L mg

v 1 2

F w

m v

L mg

v gL

s =

( )

₌

( )

=

"

"

2

2

Keterangan:

v’’ = kecepatan minimum di titik tertinggi

Hukum kekekalan energi pada balok berlaku: 1

2 1

2 2

4 4

2

2

2 2

2

M v

M v Mg L

v v gL

v gL gL

v

b

b

b

b

'

"

' " ' '

(

)

=

( )

+

( )

(

)

=

( )

+

(

)

= +

= 55gL

Nilai kecepatan peluru ditentukan dengan hukum kekekalan momentum.

m v m v m v m v

mv m v Mv

mv M gL

v M

m gL

p p b b p p b b

b

+ = +

+ =   + =

=

' '

'

0 1

2 1

2 5

2 5

26 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: E 1.

Letak titik berat dapat ditentukan dengan

membagi bentuk bidang kemudian

menentukan posisi titik berat dan luas dari

masing-masing bidang. Jika bidang pertama adalah persegi panjang dan bidang kedua

adalah segitiga.

Penentuan luas masing-masing bidang: Bidang I (persegi panjang)

A pl

A A

1

1

1

2

6 3

18

=

=

(

)(

)

=

cm cm

cm

Bidang II (segitiga)

A at

A

A

2

2

2

2

2

6 3 6 3

2 4 5

=

=

(

(

−

)

)

(

(

−

)

)

=

cm cm

cm

,

Perbandingan luas bidang I dan luas bidang II:

A A

A A

1 2

1 2

18 4 5 4 1

: : ,

: :

=

=

Penentuan titik berat masing-masing bidang:

Bidang I (persegi panjang) y

1 = 1,5 cm

Bidang II (segitiga)

y₂ 3 1

3 6 3 4

= +_ × −

(

)

_=

Penentuan letak titik berat:

y y A y A

A A

y

y y

= +

+

=

( )( )

+

( )( )

+

= → =

1 1 2 2

1 2

1 5 4 4 1

4 1 10

5 2

,

Jadi, letak titik beraynya yaitu 2 cm.

Jawaban: E 2.

Berdasarkan pembagian tersebut, terdapat tiga

bentuk persegi panjang. Pengukuran persegi panjang tersebut, yaitu:

Bidang I

x

y

A

1

1

1

2

1

2 1

2 8 2 5

2 6 12

=

= +_

(

−

)

_=

=

( )( )

=

cm

cm

cm Bidang II

x y A

2

2

2

2

3 1

2 6 12

= =

=

( )( )

=

cm cm

cm Bidang III

x

y

A

3

3

3

4 1

2 6 4 5

2 1

2 8 2 5

2 6 12

= +_

(

−

)

_=

= +_

(

−

)

_=

=

( )( )

=

cm

cm

cm2

Perbandingan luas masing-masing bidang:

A A A

A A A

x x

Letak titik berat sumbu x

1 2 3

1 2 3

12 12 12 1 1 1

: : : :

: : : :

= =

= 11 1 2 2 3 3

1 2 3

1 1 3 1 5 1

1 1 1 9

3 3

A x A x A

A A A

x

x

+ +

+ +

=

( )( )

+

( )( )

+

( )( )

+ +

= = cm

LLetak titik berat sumbu y

y y A y A y A

A A A

y

= + +

+ +

=

( )( )

+

1 1 2 2 3 3

1 2 3

5 1 11 1 5 1

1 1 1 11

3 3

2 3

( )( )

+

( )( )

+ +

= =

y cm

Jadi, letak titik berat bidang homogen

tersebut, yaitu 3 32 3

, .

  

Jawaban: C 3.

Berdasarkan gambar terdapat dua buah

bidang tiga dimensi, yaitu kerucut dan tabung.

Berdasarkan pembagian tersebut akan diperoleh:

PEMBAHASAN

Bidang I yaitu tabung

luas alas tinggi

π π

a

ang II yaitu kerucut x

as alas tinggi

(

)(

)

Perbandingan luas bid

2 pertama dan bidang kedua

A A r r

LLetak titik berat sumbu x

x x A x A

Letak titik berat sumbu y:

4

Jadi, titik berat bendanya adalah (0 ; 25,5).

Jawaban: B 4.

Hubungan antara momen gaya dan percepatan sudut dituliskan dalam persamaan:

τ α=I

Berdasarkan persamaan di atas akan berlaku persamaan:

α τ=

I

Dalam soal dijelaskan bahwa percepatan sudut sama. Oleh karena itu, akan berlaku hubungan sebagai berikut.

α α

τ τ

awal akhir

awal

awal akhir

akhir

katrol ga

I I

Jadi, pilihan yang tepat adalah pilihan B.

Jawaban: B 5.

AB 30 meter

AC meter

daan N_B Jawab:

Untuk menentukan nilai maka nilai momen

gaya yang terletak di titik B bernilai nol. Perhatikan gambar berikut!

A B

N_a

wc

C

Jika dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

ΣτB

Untuk menentukan nilai N_B maka nilai momen

gaya yang terletak di titik A bernilai nol. Perhatikan gambar berikut!

C

A B

w_C

N_B

28 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Diketahui: v

Perhatikan gambar berikut!

h₂

h1

v₂= 5m/s

v1= 10m/s

α

Berdasarkan gambar tersebut, akan diperoleh persamaan:

Em Em

Ep Ek Ep Ek

Ek Ek

awal akhir

awal awal akhir akhir

rotasi t

=

+ = +

+ +

0 _{1 rranslasi}

rotasi translasi

mgh Ek Ek

Jika maka nilai

Nilai s yaitu

tan ,

Jadi, jarak yang ditempuh silinder pejal yaitu 12,5 meter.

Jawaban: C 7.

Perhatikan gambar berikut!

B N_B

N_A

f A Lantai

Dinding w

Syarat sebuah benda mengalami

kesetimbangan, yaitu:

Σ

Berdasarkan persamaan tersebut akan diperoleh hitungan sebagai berikut:

Pada sumbu X akan berlaku:

ΣF

Pada sumbu Y akan berlaku:

ΣF

Berdasarkan konsep kesetimbangan rotasi dan

poros terletak di A akan berlaku:

Στ

Jadi, jawaban paling tepat adalah pilihan C.

Jawaban: C 8.

Penjabaran arah-arah gaya yang terjadi, yaitu:

Tsinθ

Berdasarkan gambar tersebut akan diperoleh nilai sebagai berikut.

Syarat kesetimbangan akan berlaku:

Σ

Pada sumbu X akan berlaku:

ΣF

T T

T T

Pada sumbu Y akan

X

Momen gaya F

Persamaan 2 dan persamaan 3 dimasukkan ke dalam persamaan 1.

T w T T

Jadi nilai

B =

Jawaban: B 9.

Perhatikan gambar berikut!

h

Berdasarkan gambar tersebut ditunjukkan

bahwa h = 2R dan H = R + R cos θ. Apabila ketika bola berada di ketinggian dianggap sebagai titik A dan pada ketinggian dianggap titik B kemudian dihubungkan dengan hukum

Kekalan Energi akan berlaku persamaan: E_PA = E _PB + E_KB

Dalam soal disebutkan bahwa jika R >> r dan

licin akibatnya benda m tidak berotasi

mgh mgH mv

Dalam peristiwa ini juga berlaku prinsip gaya

sentripetal

F w

... persamaan (2)

Jika persamaan (1) dan persamaan (2) dihubungkan akan berlaku:

2 1

maka nil

v gR dan

v gR

a ai yaitu

v gR

30 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: B 10.

Perhatikan gambar berikut!

w a

B P

T

α =a

R

Gaya-gaya yang bekerja pada keping yoyo adalah

gaya berat w di titik poros P dan gaya tegang tali T di titik pinggir B. Yoyo berotasi terhadap poros

P sehingga berlaku persamaan:

ΣτP Iα

TR mR a

R

T ma

=

= 

   =

1 2 1 2

2

... persamaan (1)

Yoyo bergerak lurus vertikal ke bawah dengan

percepatan sehingga diperoleh persamaan:

ΣF ma

mg T ma

mg T ma

= − =

= + .... persamaan (2)

Persamaan (1) disubtitusikan ke persamaan (2)

sehingga diperoleh persamaan:

mg T ma

mg ma ma

mg ma

g a a g

Akibatnya nilai T adala

= +

= +

=

= → =

1 2 3 2 3 2

2 3

, , hh

Momen gaya yang bekerja pada yo

T ma

T m g mg

:

=

= _ _=

1 2 1 2

2 3

1 3

y yo TR

mgR

P

P

P

:

Nm

Σ Σ

Σ τ τ

τ = =

=

( )( )(

)

=

1 3 1

3 0 2 10 0 03, , 0 02,

Jadi, momen gaya yang bekerja pada yoyo adalah 0,02 Nm.

Jawaban: B 11.

Untuk memahami proses pengerjaan,

sebelumnya perhatikan gambar berikut.

L poros

w

θ θ P

Berdasarkan gambar tersebut, gaya yang menyebabkan batang berputar adalah gaya

berat batang di titik P dengan lengan momen

OP₁. Adapun nilai OP₁ adalah:

OP OP

OP L

1

1

2

= =

sin

sin

θ θ

Hal tersebut menyebabkan nilai percepatan sudut sebagai berikut.

Στ α

α

θ α

α θ

=

= _ _



 =  

=

I

mgOP mL

g L L

g L

1

2

2

1 3

2

1 3 3

2 sin

sin

Jadi, jawaban yang paling tepat adalah pilihan B.

Jawaban: E 12.

Gaya-gaya yang terjadi pada katrol dapat dilihat melalui gambar berikut.

T₁

T a Mg 2 Mg

α

Gaya-gaya yang bekerja pada katrol adalah gaya berat dan gaya tegang tali T. Beban M

bergerak vertikal ke bawah dengan percepatan

a sehingga berlaku:

ΣF Ma

Mg T Ma

y =

− = ... persamaan (1) Momen inersia pada katrol akan berlaku:

I mR

I M R

I MR

=

=

( )

=

1 2 1 2 2

2

2

2

31 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA

FISIKA

Gaya-gaya yang bekerja pada katrol 2M adalah berat katrol (2Mg), tegangan batang (T₁), dan tegangan tali (T). Berat 2Mg dan T₁ melalui

poros O sehingga tidak memberikan torsi. Jika I = MR2 _{akibatnya akan menghasilkan nilai T}

yaitu

Jika persamaan (3) disubstitusikan ke persamaan

(1) akan menghasilkan nilai a yaitu:

Mg T Ma

Oleh karena itu, nilai percepatan sudutnya:

α = =a =

Jadi, jawaban yang paling tepat adalah pilihan E.

Jawaban: A 13. Ditanyakan I Jawab

Jika roda semula diam kemudian roda melakukan pergerakan maka roda melakukan gerak melingkar berubah beraturan. Akibatnya percepatan sudutnya menghasilkan nilai:

∆θ ω α

Jika percepatan sudut yang dihasilkan sebesar

π฀rad/s dan persamaan (2) disubtitusikan ke

persamaan (1) akan menghasilkan nilai:

I FR I FR

Jadi, besar momen inersia yang dihasilkan sebesar 4

πkgm

2_.

Jawaban: D 14.

Ditanyakan: pernyataan yang sesuai Jawab:

Pernyataan 1

Kecepatan bola ketika mencapai dasar bidang:

v gh

k dengan k

untuk bola pejal yaitu

dan menghasilkan ni

= kecepatan sebagai berikut

v gh

Jadi pernyataan benar

Energi

, .

Pernyataan 2

kinetik di dasar bidang miring

Ek I

Jadi pernyataan



Pernyataan 3

32 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

= +

= +

=

( )( )

+ =

= =

( )

=

= _ _ ω

  

=

=

( )( )

→ =

( )

Percepatan ketika bola menggelindinn

Jadi

a g

k

a

a

g:

m/s

= +

=

( )

°

+

=

( )( )

=

sin

sin

, ,

,

θ

1

10 37

2

5 1

10 0 6 7 5

4 3 2

p

pernyataan benar

Energi kinetik total Ek_to

3

( )

.

Pernyataan 4

ttal rotasi translasi

total

total

Ek Ek

Ek mv

Ek

= +

= +

= +

( )

40 1 2 40 1

2 2 1

2

0 0

40 100 140

2

( )

= +

=

Ek Ek

total

total joule

Jadi, pernyataan (4) salah.

Jawaban: B 15.

Diketahui: d

R I T t

= = =

= =

0 5 0 25

40 3

2

, ,

meter meter 10 kg m

N sekon Ditanyakan::∆s

Jawab:

Sketsanya digambarkan melalui gambar

berikut!

R

T = 40 N

Berdasarkan hukum II Newton untuk gerak rotasi berlaku:

Στ α α α

α = = =

=

( )(

)

=

I TR I TR

I

Sudut yang ditempuh 40 0 25

10 1

2

,

: rad/s

∆∆

∆ ∆

θ ω α

θ θ

= +

= +

( )( )

=

0 2

2

1 2

0 1

2 1 3 4 5

t t

Panjang tali yang , rad

∆ ∆ ∆

=

=

(

)( )

= θ Στ α

α

α

α = =

=

=

( )(

)

=

∆∆

∆ ∆

θ ω α

θ θ

= +

= +

( )( )

=

Panjang tali yang tak

meter tergulung

s R

s s

:

, ,

,

∆ ∆ ∆

=

=

(

)( )

= θ

0 25 4 5 1 125

Jawaban: D 1.

Diketahui: m

u = 200 gram

m_f = 185 gram

ρA = 20 gram/cm 3 ρB = 10 gram/cm

3

Ditanyakan: m

A

Jawab:

Volume benda tercelup ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

F w w

gV m m g

V m m

V m m

V

A u f

u f

u f

u f

= −

=

(

−

)

=

(

−

)

=

(

−

)

=

(

−

)

=

ρ ρ

ρ

200 185

1 15 cm

3 3

Volume logam A, yaitu: m

c = mA + mB 200 = ρA VA + ρB VB

200 = 20V

A + 10VB

20 = 2V

A + VB

20 = 2V

A + (15 – VA)

V

A = 5 cm 3

Massa logam A, yaitu: m

A = ρAVA

m

A = (20)(5) = 100 gram

Jadi, massa logam A adalah 100 gram.

Jawaban: C 2.

Diketahui: D = 10 M

ρgas = 75% ρudara = 1,3 kg/m

3

g = 10 m/s2

Ditanyakan: m

b

Jawab:

Balon dalam keadaan setimbang sehingga ΣFy

= 0 dengan komponennya (m

u + mgas)g dan FA.

∑ =

−

(

+

)

=

=

(

+

)

= +

=

F

F m m g

F m m g

gV gV m g

m g

y

A b gas

A b gas

udara gas b

b u

0

0

ρ ρ

ρddara gas

b udara gas

b udara udara

gV gV

m V

m

−

=

(

−

)

=_ − _

ρ

ρ ρ

ρ 3ρ π

4 4 3 rr

m r

m r

3

b udara 3

b

3

=

=

=

( )(

)( )

=

1 4

4 3 1 3 1

3 1 3 3 14 5 170

2

ρ π

ρudaraπ

, ,

Jadi, massa totalnya yaitu 170 kg.

Jawaban: A 3.

Diketahui: A = 75 cm2

h = 8 m g = 10 m/s2 fs = 20 N

Ditanyakan: F Jawab:

Gaya yang terjadi pada sumur F

y = fs + FH

F

y = 20 + ρgV

F

y = 20 + (1.000)(10)Ah

F

y = 20 + (1.000)(10)

(75 × 10-4₎₍₈₎

F

y = 20 + 600 = 620 N

Perhatikan pada titik tengah pompa! Dengan

menggunakan konsep momen gaya di titik

tengah nol sehingga diperoleh: F

y (0,2) = F(1)

(620)(0,2) = F F = 124 N

Jadi, gaya yang diperlukan untuk memompa sebesar 124 N.

PEMBAHASAN

34 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: E 4.

Diketahui: k = 200 N/m

ρ = 800 kg/m3

g = 10 m/s2

Ditanyakan: h Jawab:

Tentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan: Gaya dari pegas

= Gaya dari zat cair F_p = F_f

k∆x = ρghA k∆x = ρghπr2

200 800 10 35

100 22

7 1 10

1 10

∆x=

( )( )



  

   

∆x = 0,44 m = 44 cm

Tinggi h yaitu:

h = 50 cm – 44 cm = 6 cm

Jadi, ketinggian h sebesar 6 cm.

Jawaban: E 5.

Diketahui:

A₁ = 100 cm2 _{= 0,01 m}2

A₂ = 250 cm2 _{= 0,025 m}2

m = 200 kg

ρ = 780 Kg/m3

h = 2 m Ditanyakan: F₂ Jawab:

Tekanan pada penampang besar = tekanan pada penampang kecil

F

Apenampangbesar F

Apenampangkecil gh tekananoli

kg

= +

(

)

(

)

ρ

200 100 0 025

780 10 2

2 000

2

2

3 2

m/s m F 0,01m

kg/m m/s m

kgm/s

2 2

(

)

= +

(

)(

)( )

,

. 22

2

2 2

2

0 025

0 01 15 600

,

, .

m

m kg/ms

= +

= +

F

(

)

−

(

)

=

==

= +

(

)

(

)

ρ

(

)

= +

(

)(

)( )

2

2 2

80 000

0 01 15 60

.

, .

kg/ms

m

= +

= F + 00

80 000

15 600

64 400

2

2

2

2

kg/ms

kg/ms

kg/ms F

0,01 m

kg/ms

2 2

.

.

.

(

)

−

(

)

=

== F

0,01 m

2 2

F

2 = 644 kgm/s 2

F

2 = 644 N

Jadi, nilai F minimum sebesar 644 N.

Jawaban: D 6.

Diketahui: g =10 m/s2

massa jenis benda = 2000 kg/m3

Massa jenis air = 1000 Kg/m3

Berat benda di udara = 5000 kgm/s2

Berat benda dalam air = 4000 Kgm/s2

Ditanyakan: m dan V Jawab:

Besarnya gaya apung, yaitu: Gaya apung (F apung) = Berat benda di udara –

berat benda di dalam air F apung = 5000 kgm/s2 _{– 4000 kgm/s}2

F apung = 1000 kgm/s2

Besarnya volume air yang dipindahkan: F apung

= berat air yang dipindahkan F apung = (massa air)(g)

F apung = (volume air yang dipindahkan) (massa jenis air)(g)

volume air yang dipindahkan

= F apung

massa jenis air g

(

)( )

volume air yang dipindahkan

= kgm/s

kg/m m/s

2

3 2

1000

1000 10

(

)(

)

volume air yang dipindahkan = 1000 m3

10000

volume air yang dipindahkan = 0,1 m3

Besarnya massa benda:

ρ ρ =

=

=

(

)(

)

=

(

)(

)

m V

m V

m kg/m m

m kg/m m

3

2000 0 1

2000 0 1

3

3 3

, ,

Jadi, massa benda sebesar 200 kg.

Jawaban: D 7.

Diketahui:

Massa jenis helium = 0,1786 Kg/m3

Massa jenis udara = 1,293 Kg/m3

Massa beban = 500 kg Ditanyakan: V

Jawab: Gaya apung

= Berat udara yang dipindahkan = Berat beban + Berat helium Gaya apung

= Berat beban + berat helium

Gaya apung = (massa beban)(g) + (massa helium)(g)

Gaya apung = (massa beban + massa helium)g

(persamaan 1)

Gaya apung = Berat udara yang dipindahkan Gaya apung = (massa udara yang dipindahkan) (g) (persamaan 2)

Persamaan 1 dan 2

(massa beban + massa helium)(g) = (massa udara yang dipindahkan)(g)

massa beban + massa helium = massa udara yang dipindahkan

500 kg + ( ρ helium)(V helium) = (ρ udara)( V

udara)

500 kg = ( ρ udara)(V udara) – ( ρ helium)( V helium)

Volume udara yang dipindahkan (V udara) = Volume helium yang mengisi balon (V helium)

500kg = (ρ udara – ρ helium)(V)

V kg

udara helium

V kg

kg/m 6 kg/m

V kg

=

− =

−

=

500

500 1 293 0 178 500 1

3

3

ρ ρ

, ,

,,1144_kg/m3

Jadi, volume helium sebesar 448,7 m3_.

Jawaban: A 8.

Diketahui:

Massa batu (m) = 40 Kg Volume batu (V) = 0,02 m3

Massa jenis air = 1000 Kg/m3

g = 10 m/s2

Ditanyakan: F minimum untuk mengangkat batu

Jawab: F apung = w_F F apung = m_Fg

F apung = ρFgV

F apung = (1000 Kg/m3₎

(10 m/s2_{)(0,02 m}3₎

F apung = 200 Kgm/s2

F apung = 200 N Berat batu(w) = mg

Berat batu = (40 kg)(10 m/s2₎

Berat batu = 400 kgm/s2

Berat batu = 400 N

Gaya minimum yang diperlukan untuk mengangkat batu, yaitu:

Berat batu – Gaya apung = 400 N – 200 N = 200 Newton

Jadi, gaya minimum yang diperlukan untuk mengangkat batu adalah 200 N.

Jawaban: B 9.

Diketahui: h = 200 m

ρ = 1,03 x 103 _kg/m3

= 1030 kg/m3

P

a = 1 atm = 1 x 105 N/m 2

= 1 x 105 (Kgm/s2_)/m2 _{= 1 x 105 Kg/ms}2

g = 10 m/s2

Ditanyakan: P Jawab:

P = Pa + ρgh

P = 1 x 105 Kg/ms2 ₊

(1030 kg/m3_{)(10 m/s}2_)(200m)

P = 1 x 105 Kg/ms2

+ 2060000 kg/ms2

P = 1 x 105 Kg/ms2

+ 20,6 x 105 kg/ms2

P = 21,6 x 105 _kg/ms2

P = 21,6 x 105 _N/m2

P = 21,6 x 105 _Pa

36 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: C 10.

gram/cm gram/cm gram//cm3

Ditanyakan: m

m

emas

perak

Jawab:

Dalam soal telah dijelaskan bahwa volume

totalnya tidak mengalami perubahan saat

peleburan, sehingga akan berlaku persamaan berikut.

V_campuran=V_emas+V_perak Jika berlaku persamaan

m = ρV maka perbandingan massa yang dihasilkan:

V V V

m m m

campuran emas perak

campuran

emas perak emas perak

emas

Jadi, perbandingan massa emas dan massa perak dalam campuran adalah 7,2.

Jawaban: E 11.

Tekanan pada pipa A dan pipa B sama besar. Oleh karena itu, akan berlaku persamaan:

p p Nilai adalah

A B

Jadi, sudut kemiringan kedua pipa adalah 60o_.

Jawaban: C 12.

Tekanan di A disebabkan berat minyak dan berat piston, sedangkan tekanan di B berasal berat minyak di B. Jika dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

p p

Jadi, tinggi minyak dalam pipa kecil adalah 2,3

m.

Jawaban: D 13.

alu ium

=

gram/cm gram/cm

gram//cm n:

3

Ditanyaka Jawab

Berat L dalam air

m m

Berat A dalam alkohol

ρ

Ketika terjadi keset

=  − akan berlaku

w w

Jadi, perbandingan massa timah dan massa

aluminium adalah 0,76.

Jawaban: E 14.

gram/cm gram/cm dm

Volume benda dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

V r V V

w F

mg V

Volume benda tercelup

A

Bagian kayu yang tenggelam sebanyak V_x maka minyak yang naik juga memiliki volume V_x. Oleh karena itu, tinggi minyak yang naik adalah V_x dibagi luas penampang silinder. Adapun hitungannya sebagai berikut.

h V

yak silinder

=

Jadi, tinggi kenaikan minyak pada kubus

adalah 0,625 cm.

Jawaban: B 15.

gram/cm cm

gram/cm n

nyakan V Jawab

bola minyak ai

= +

=

(

−

)

ρ + ρ rr

bola bola bola minyak air

bola bola minyak

g

air minyak

bola bola minyak

air minyak

−

Jadi, volume benda yang terendam dalam air sebesar

38 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: C 1.

Kelajuan fluida ketika berada di luas

penampang besar.

A v A v

Perbedaan ketinggian dapat ditentukan

dengan persamaan Bernoulli sebagai berikut.

p gh v

Berdasarkan persamaan tersebut, akan

diperoleh nilai beda ketinggian, yaitu:

∆ = − −

(

−

)

Jadi, perbedaan ketinggian dua pipa adalah

3,6 meter.

Jawaban: C 2.

Cepat rambat aliran fluida pada penampang

kecil:

Hubungan antara kecepatan dan diameter

pada fluida sebagai berikut!

v

Jadi, diameter penampang kecil sebesar 4 cm.

PEMBAHASAN

Jawaban: A

Hubungan antara luas penampang dan

kecepatan aliran fluida dapat ditentukan dengan

persamaan debit.

Q Av

Q

v A

=

=

Berdasarkan persamaan tersebut hubungan antara luas penampang dan kecepatan berbanding terbalik. Akibatnya, akan diperoleh kecepatan aliran pada penampang B maupun penampang C.

Kecepatan aliran penampang B: v

Kecepatan aliran penampang C

B

Jadi, kecepatan aliran air pada penampang B dan C berturut-turut adalah 24 m/s dan 8 m/s.

Jawaban: C 4.

Kecepatan aliran air ketika memasuki pipa

berdiameter kecil:

A v A v

Tekanan yang dihasilkan pada pipa

berpenampang kecil dapat ditentukan dengan persamaan:

Berdasarkan persamaan di atas, akan diperoleh tekanan pada pipa berpenampang kecil.

Jadi, tekanan pada pipa berpenampang kecil sebesar 44 kPa.

Jawaban: B 5.

gram/cm kg/m gram/cm kg/mm

Pada pipa pitot akan berlaku persamaan:

v gh

40 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: A 6. Ditanyakan: p

2

Jawab:

Kelajuan ketika fluida berada di penampang

kecil. Tekanan air pada penampang B dapat ditentukan dengan persamaan:

p gh v

Berdasarkan persamaan di atas, akan diperoleh tekanan pada pipa berpenampang kecil.

Jadi, tekanan pada pipa berpenampang kecil sebesar 1.295.500 N/m2_.

Jawaban: B 7.

Diketahui: h Q

Air terjun yang dimanfaatkan untuk

pembangkit listrik pada mulanya memiliki energi potensial listrik. Energi potensial tersebut berguna untuk menggerakkan

turbin sehingga berubah menjadi energi

kinetik. Energi kinetik tersebut akhirnya akan

diubah menjadi energi listrik. Oleh sebab itu, dalam soal energi yang masuk berupa energi potensial dan hasilnya menjadi energi

listrik. Efisiensi alat dapat ditentukan denga

persamaan:

Energi yang dikeluarkan dalam bentuk energi listrik dan energi yang dimasukkan dalam bentuk energi potensial sehingga

persamaannya menjadi seperti berrikut.

η

Berdasarkan persamaan tersebut, efisiensi

yang dihasilkan:

η

Jadi, efisiensi yang dihasilkan sebesar 25%.

Jawaban: B 8.

Debit akibat pengisian air pada bak:

Q V

Efisiensi dihasilkan melalui persamaan:

Berdasarkan persamaan di atas, akan diperoleh

nilai efisiensi:

η ρ

100 100

50

Jadi, efisiensi pompa air sebesar 50%.

Jawaban: E 9.

Selisih tekanan yang dihasilkan:

p p v v

Gaya yang dihasilkan oleh tiap sayap:

F p p A Gaya yang dihasilkan oleh dua sayap:

F F

Jadi, gaya total yang dihasilkan oleh dua sayap sebesar 69.600 N.

Jawaban: A 10.

Kecepatan aliran air yang keluar melalui lubang:

Debit yang dihasilkan:

Q Av Volume yang dikeluarkan:

V Qt

Jadi, volume air yang keluar sebesar 0,1 liter.

Jawaban: D 11.

Kelajuan air yang keluar dari selang:

v gh

Debit air yang keluar

=

Banyaknya air yang keluar selama 1 menit. V Qt

Jadi, banyaknya air yang keluar selama 1 menit sebesar 33,6 liter.

Jawaban: D 12.

liter/menit m /sekon3

,

42 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawab:

Massa air yang keluar melalui lubang setiap

satuan waktu dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

m

Besarnya massa air setiap satuan waktu

adalah: Kecepatan aliran air:

v Q Gaya untuk memegang selang dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

Jadi, besar gaya untuk memegang selang sebesar 125,6 N.

Jawaban: A 13.

Kecepatan aliran air:

v Q

Kedalaman air diukur dari permukaan air:

v gh

Tinggi lubang dihitung dari dasar tabung:

x h h Nilai H yaitu:

H h h

Jadi, nilai A sebesar 2,11 meter.

Jawaban: E 14.

Kecepatan aliran pada luas penampang besar:

A v A v

Tekanan pada luas penampang besar dapat ditentukan dengan persamaan:

p v p v

Berdasarkan persamaan di atas akan diperoleh nilai:

Jawaban: A 15.

Diketahui: Q A A

g

= = =

= ×

=

3 000 40 10 13 6 10 10

1

2

2

2

3 3

.

,

cm /sekon cm

cm

kg/m m/

3

ρ

ss2

Ditanyakan: h Jawab:

Kelajuan air pada penampang besar.

v Q

A

v

v

1 1

1

3

3

1

3 10 4 10 0 75

=

= × × =

− −

, _m/s

Kelajuan air pada penampang kecil.

v Q

A v

2 2

3

3

2

3 10 1 10 3

= →= ×

× =

− −

m/s

Beda ketinggian raksa dalam kedua kaki

manometer dihitung dengan persamaan:

v v gh

v v gh

h v v

g

2 2

1 2

2 2

1 2

2 2

1 2

2

2

2

− =

(

−

)

−

(

)

=

(

−

)

=

(

−

)

−

(

)

ρ ρ ρ

ρ ρ ρ

ρ ρ ρ

'

'

'

h h

h

=

(

)

−

   −

(

)( )

=

1 000 9 9

16 2 13 600 1 000 10 0 033

.

. .

, meter

44 1 FOR ALL BANK SOAL FULL PEMBAHASAN SMA FISIKA

Jawaban: C 1.

Gelombang elektromagnetik mampu

merambat di ruang hampa. Gelombang

elektromagnetik termasuk gelombang

transversal sehingga dapat mengalami

polarisasi. Selain mampu berinterferensi, gelombang elektromagnetik dapat mengalami

pembiasan pada medium heterogen (medium yang berbeda indeks bias).

Jawaban: B 2.

Ditanyakan: f

Jawab: F k x m g k x

k m g x

Frekuensi geta

= pegas massa

f k

Jadi, frekuensi getaran sistem pegas massa

2,25 Hz.

Jawaban: C 3.

Diketahui: y=0 2, sinπ

(

100t−5x

)

Ditanyakan: v

Jawab:

Persaman kecepatan diturunkan dari persamaan simpangan.

v=Aωcos

(

ωt kx−

)

Berdasarkan persamaan simpangan diketahui data sebagai berikut.

A

Persamaan kecepatan gelombang tersebut sebagai berikut.

v t x

Jadi, persamaan kecepatan dari gelombang tersebut adalah v=20πcosπ

(

100t−5x

)

m/s.

Jawaban: E 4.

Diketahui: L

Jadi, perbandingan frekuensi nada atas

pertama dawai adalah 3 : 2.

Jawaban: E 5.

Diketahui:

 



buka tutup

buka tutup

Ditanyakan

buka tutup

