A. San Lohat, S.Pd.

(1)

Pembahasan soal SBMPTN fisika tahun 2010 Kecepatan rata-rata

Jika kecepatan rata-rata sebuah benda sama dengan nol, maka... A. benda bergerak dengan kecepatan tetap

B. jarak yang ditempuhnya sama dengan nol C. benda bergerak bolak balik

D. perpindahan benda itu sama dengan nol E. kelajuan rata-rata benda sama dengan nol Pembahasan

Rumus kecepatan rata-rata = perpindahan total / selang waktu total

Jika kecepatan rata-rata sebuah benda sama dengan nol, maka perpindahan benda itu sama dengan nol. Jawaban yang benar adalah D.

Gerak lurus beraturan dan Gerak lurus berubah beraturan

Seorang sopir sedang mengendarai sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tetap 25 m/s. Ketika sopir melihat seorang anak yang tiba-tiba menyeberang jalan, diperlukan waktu 0,10 s bagi sopir untuk bereaksi dan mengerem. Akibatnya mobil melambat dengan percepatan tetap 5,0 m/s2 _{dan berhenti.} Jarak total yang ditempuh mobil tersebut sejak sopir melihat anak menyeberang hingga mobil berhenti adalah... A. 37,00 m B. 11,00 m C. 38,25 m D. 48,00 m E. 65,25 m Pembahasan Diketahui:

Gerak pertama = gerak lurus beraturan Kecepatan (v) = 25 m/s

Selang waktu (t) = 0,10 sekon

Gerak kedua = gerak lurus berubah beraturan diperlambat Kecepatan awal (vo) = 25 m/s

Perlambatan (a) = -5 m/s2

Kecepatan akhir (vt) = 0 m/s (mobil berhenti) Ditanya: Jarak (s)

Jawab:

Gerak pertama = gerak lurus beraturan s = v t = (25)(0,10) = 2,5 meter

Gerak kedua = gerak lurus berubah beraturan diperlambat vt2 = vo2 + 2 a s 02_{= 25}2 _{+ 2 (-5)(s)} 0 = 625 – 10 s 625 = 10 s s = 625 / 10 s = 62,5 meter

Jarak total = 2,5 meter + 62,5 meter = 65 meter Suhu gas dan kelajuan rms

(2)

Suhu gas nitrogen pada saat kelajuan rms-nya (root mean square) sama dengan vt adalah 300 K. Jika kelajuan rms gas nitrogen diperbesar menjadi dua kali dari vt, maka suhu gas nitrogen tersebut berubah menjadi... A. 425 K B. 600 K C. 1146 K D. 1200 K E. 2292 K Pembahasan

Rumus kelajuan akar kuadrat rata-rata: ¯ v2=3 kT m Kelajuan vt, suhu 300 K. ¯ v2=3 k (300) m = k (900 ) m ¯v=

√

k 900 m ¯v=30

√

k m

Jika kelajuan menjadi 2v:

¯v=2 (30)

√

k m

¯v=60

√

k m

Suhu gas berubah menjadi: ¯ v2 =3 kT m 602 k m= 3 kT m 3600 k m= 3 kT m 3600=3T T =3600 3 T =1200 Kelvin

Jawaban yang benar adalah D. Efisiensi mesin Carnot

Sebuah mesin Carnot menyerap panas dari tandon panas bertemperatur 127o_{C dan membuang sebagian} panasnya ke tandon dingin bertemperatur 27o_{C. Efisiensi terbesar yang dapat dicapai oleh mesin Carnot} tersebut adalah... A. 20,5% B. 25% C. 70,25% D. 90,7% E. 100% Pembahasan Diketahui: Suhu rendah (TL) = 27oC + 273 = 300 K Suhu tinggi (TH) = 127oC + 273 = 400 K Ditanya: Efisiensi terbesar

(3)

e=1 −TL TH =1−300 400=1− 3 4 e=4 4− 3 4= 1 4 e=1 4 x 100 %=25 %

Jawaban yang benar adalah B. Neraca pegas di dalam elevator

Sebuah benda digantung pada sebuah neraca pegas di dalam elevator. Pembacaan skala pada neraca pegas adalah T newton ketika elevator diam. Bila elevator dipercepat ke bawah sebesar 5 m/s2_{, berapa} pembacaan skala neraca pegas sekarang? (g = 10 m/s2₎

A. T

√

2 B. T C. T

√

2 D. T/2 E. 2T Pembahasan

Ketika lift diam, percepatan nol (a = 0)

∑

F=ma T − w=0 T =w T =m g=10 m m= T 10

Jika elevator dipercepat ke bawah w – T = m a m g – T = m a T = m g – m a T = m (g – a) T = m (10 – 5) T = m (5) T = ₁₀T (5) T = T 2

Jawaban yang benar adalah D.

Panjang dawai, massa dawai, frekuensi dan tegangan dawai

Dawai gitar yang memiliki panjang 1 m dan massa 10 g menghasilkan bunyi nada atas kesatu pada frekuensi 400 Hz. Berapakah besar tegangan pada dawai gitar tersebut?

A. 176,89 N B. 350,72 N C. 879,56 N D. 902,26 N E. 1600,00 N Pembahasan Diketahui: Panjang (l) = 1 meter Massa (m) = 10 gram = 10/1000 = 1/100 = 0,01 kg Frekuensi nada atas ke satu (f1) = 400 Hz

(4)

Ditanya: Besar tegangan pada dawai gitar (T) Jawab:

Rapat massa dawai (μ) = m_l =0,01 1 =0,01 f1= 1 l

√

T μ 400=1 1

√

T 0,01 400=

√

T 0,01 4002 = T 0,01 160.000= T 0,01 T =(160.000) (0,01) T =1600 Newton

Jawaban yang benar adalah E.

Bayangan benda oleh cermin sferis cembung

Deskripsi bayangan sebuah benda yang terletak 20 cm dari sebuah cermin sferis cembung berjari-jari 60 cm adalah...

A. maya, tegak, 60 cm di depan cermin, diperbesar 3 kali B. maya, tegak, 60 cm di belakang cermin, diperbesar 3 kali C. maya, tegak, 60 cm di belakang cermin, diperkecil 1/3 kali D. maya, tegak, 12 cm di belakang cermin, diperbesar 3/5 kali E. maya, tegak, 12 cm di depan cermin, diperkecil 3 kali Pembahasan

Diketahui:

Jarak benda (s) = 20 cm Jari-jari cermin (r) = 60 cm

Panjang fokus cermin (f) = -30 cm

Fokus cermin cembung negatif karena titik fokus cermin cembung tidak dilalui cahaya atau bersifat maya.

Ditanya: Deskripsi bayangan Jawab: Jarak bayangan: 1/f = 1/s + 1/s’ 1/s’ = 1/f – 1/s 1/s’ = -1/30 – 1/20 = -2/60 – 3/60 = -5/60 s’ = -60/5 = -12 cm

Jarak bayangan bertanda negatif artinya bayangan bersifat maya atau berkas cahaya tidak melewati bayangan. Bayangan berada di belakang cermin.

Perbesaran bayangan:

M = -s’/s = -(-12)/20 = 12/20 = 6/10 = 3/5 kali

Perbesaran bayangan positif artinya bayangan tegak. Bayangan terbalik jika perbesaran bayangan negatif.

Jawaban yang benar adalah D. Gaya listrik pada dua muatan titik

(5)

Dua buah muatan titik masing-masing sebesar 10 μC dan 4 μC terpisah sejauh 10 cm. Kedua muatan tersebut berada di dalam medium yang memiliki permitivitas relatif sebesar 3. Berapakah besar gaya yang bekerja pada kedua muatan tersebut?

A. 10 N B. 12 N C. 36 N D. 72 N E. 100 N Pembahasan Diketahui: Muatan 1 (q1) = 10 μC = 10 x 10-6 C Muatan 2 (q2) = 4 μC = 4 x 10-6 C

Jarak antara kedua muatan (r) = 10 cm = 0,1 meter Permitivitas relatif = 3

Ditanya: besar gaya yang bekerja pada kedua muatan Jawab:

Rumus hukum Coulomb: F₁₂=kq1q2 r12 2 Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10 9 3 = 3 x 10 9

10 x 10−6 V4=90 x 10 3

Potensial listrik di titik tengah persegi:

V = -180x103 _{+ 90 x10}3 _{- 90 x10}3 _{+ 90 x10}3 V = -180x103 _{+ 90 x10}3

V = -90x103 _Volt

Resultan gaya pada benda diam

Pada benda diam, resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol Sebab

Pada benda diam tidak ada satu pun gaya yang bekerja padanya Pembahasan

Pada benda diam, resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Pernyataan ini bernar. Resultan gaya nol bukan berarti tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Terdapat gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut, tetapi jumlah semua gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Sebagai contoh, gambar di samping menunjukkan sebuah benda yang sedang diam di permukaan bidang datar. Pada benda tersebut bekerja gaya berat dan gaya berat. Besar gaya berat sama dengan gaya normal tetapi arahnya berlawanan sehingga jumlah kedua gaya tersebut bernilai nol.

Gaya konservatif

Gaya Coulomb dan gaya gravitasi merupakan gaya konservatif Sebab

Gaya Coulomb dan gaya gravitasi besarnya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak Pembahasan

Gaya listrik dan gaya gravitasi merupakan gaya konsevatif bukan karena besarnya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Keduanya termasuk gaya konservatif karena usaha yang dilakukan untuk membawa suatu beban di bawah pengaruh kedua gaya ini tidak bergantung pada jalan atau lintasan yang dilalui tetapi hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir beban.

(7)

(1) hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir (2) sama dengan perubahan energi potensial benda

(3) tidak bergantung pada bentuk lintasan gerak (4) tidak bergantung pada perubahan energi potensial Pembahasan

Suatu gaya merupakan gaya konservatif jika kerja yang dilakukannya terhadap benda (1) hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir

(3) tidak bergantung pada bentuk lintasan gerak