soal dan pembahasan fisika SMA kelas X, XI dan XII

PENGUKURAN DAN BESARAN

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Jika G merupakan suatu konstanta dari persamaan gaya tarik menarik antara dua benda yang bermassa m₁ dan m₂, serta terpisah jarak sejauh r ( ), maka tentukan dimensi G ....

A.   

B.    

C.    

D.   

E.    

Pembahasan :

Jawaban A.

                                                   , Maka dimensinya adalah

                               

                               

                                    

                                      =

BESARAN VEKTOR

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Diketahui dua buah vektor, masing-masing besarnya 8 N dan 6 N.Tentukan nilai resultan kedua vektor tersebut, jika titik pangkalnya berimpit dan membentuk sudut  60 ^O

A.   

B.    

C.    

R

D.   

8N

124

E.    

600

150

6N

 

Pembahasan :

Jawaban A.

Diketahui :         F₁= 8 N               

F₂= 6 N

Ditanyakan :      R = ...?

, jadi nilai resultannya adalah

KINEMATIKA GERAK LURUS

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Andi mengendarai sepeda motor ke arah utara dipercepat dari keadaan diam sampai kecepatan 72 km/jam lamA waktu 5 s. Besar percepatan Andi adalah ....... m/s

A.    2

B.     4

C.     6

D.    8

E.     10

Pembahasan :

Jawaban B.

Diketahui :                                  a.     v₁:         0  m/s

b.  v₂:           72 km/jam = 20 m/s

c.    t₁:          0  s

d.    t₂:          5  s

Ditanyakan :a                              = …?

a

m/s

HUKUM NEWTON

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Sebuah balok es yang memiliki massa 25 kg didorong Rafli, dengan sudut  30°. Jika balok es  bergerakdengan percepatan konstan  m/s² , maka tentukan besar gaya dorongan Rafli adalah....N

A.    5

B.     10

C.     12,5

D.    15

E.     22,5

Pembahasan :

Jawaban C.

GERAK MELINGKAR

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Bambang mengendarai sepeda motor melewati sebuah tikunganlingkaran yang berjari jari 20 m saat akan pergi ke sekolah. Jika kecepatan motor Bambang 10 m/s, maka tentukan percepatan Bambang yang Menuju ke pusat lintasan!

A.    5

B.     10

C.     15

D.    20

E.     25

Pembahasan :

Jawaban A.

Diketahui :                                   a.    r = 20 m

b.    v = 10 m/s

Ditanyakan :                                a_s = …?

Jawab :

a_s = = 5 m/s

ALAT-ALAT OPTIK

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Reni yang menderita rabun dekat mempunyai titik dekat 50 cm.Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Reni?

A.    2 dioptri

B.     3 dioptri

C.     4 dioptri

D.    5 dioptri

E.     6 dioptri

Pembahasan :

Jawaban A.

Diketahui :  s= 25 cm                  s'= -50 cm (tanda negatif menunjukkan bayangan

    bersifat maya, di depan lensa)

Ditanyakan: P= ... ?

50 cm = 0,5 m

dioptri

KALOR SEBAGAI ENERGI

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Berapa besar kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatangbesi yang massanya 10 kg dari 20° C menjadi 100° C, jika kalor jenisbesi 450 J/kg?

A.    120 J

B.     180 kJ.

C.     360 kJ.

D.    2800 j

E.     240 kJ.

Pembahasan :

Jawaban C.

Diketahui :         a.    m   = 10 kg

b.     = 100 – 20 = 80° C

c.    c     = 450 J/kg

Ditanyakan :      Q = ...?

Jawab          :

Q    = m× c ×

= 10 × 450 × 80

= 360 kJ

Jadi, kalor yang dibutuhkan sebatang besi tersebut sebesar 360 kJ.

LISTRIK DINAMIS

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Diketahui kuat arus sebesar 0,5 ampere mengalir pada suatu penghantar yang memiliki beda potensial 6 volt. Tentukan hambatan listrik penghantar tersebut!

A.    12

B.     18

C.     20

D.    22

E.     26

Pembahasan :

Jawaban A.

Diketahui :                                   V    = 6 V

I      = 0,5 A

Ditanyakan:                                 R    = ... ?

Jawab:

                     

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

(sumber : Buku BSE Kelas_10_fisika_Setya_Nurachmandani)

Sebuah gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 × 10⁸ m/s. Jika panjang gelombangnya 30 m, maka tentukan frekuensi gelombang tersebut?

A.    10⁹

B.     12

C.     24

D.    36

E.     1

Pembahasan :

Jawaban E.

Diketahui : c = 3 × 10⁸ m/s

l = 30 m/s

Ditanyakan :f = ... ?

KINEMATIKA GERAK

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Kecepatan suatu bendaberubah tiap saat memnuhi grafik V- t seperti pada gambar di bawah ini jika mula mula benda berada pada posisi 30 m arah sumbu x dan gerak benda pada arah sumbu x positif, maka tentukan posisi benda pada t =  8 s!

A.    125 m

B.     225 m

C.     270 m

D.    350 m

E.     450 m

Pembahasan :

Jawaban C.

r (t) = x (t)

x₀ = 30 m

Pada t =  8 s posisinya memenuhi :

x =  x₀ + luas (daerah terarsir)

  =  30 + (20 +  40) .

  =  270 m

GRAVITASI

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Seorang astronot di bumi memiliki berat 800 N. Kemudian astronot itu naik pesawat meninggalkan bumi hingga mengorbit pada ketinggian R (R = jari-jari bumi = 6.380 km). G=6,67.10^-11 Nm² kg^-2 . Berapakah berat astronot tersebut pada orbit tersebut?

A.    100 N

B.     150 N

C.     200 N

D.    300 N

E.     500 N

Penyelesaian

Jawabannya C.

R₁ = R = 6.380 km = 6,38.106m

F₁ = 800 N     

R₂ = R + R = 2 x 6,38.106 = 1,276x107 m

F₂ = ?

Berat astronot merupakan gaya gravitasi bumi. Sehingga sebanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua

 N

ELASTISITAS

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Sebuah pegas memiliki panjang 20 cm. Saat ditarik dengan gaya 12,5 N panjang pegasnya Menjadi 22 cm. Berapakah panjang pegasjika ditarik gaya sebesar 37,5 N?

A.    24 cm

B.     26 cm

C.     28 cm

D.    30 cm

E.     45 cm

Penyelesaian :

Jawaban B.

x₀  =   20 cm

F₁  =   12,5 N → x₁ = 22 cm

Δx₁  =   22 − 20 = 2 cm

F₂  =   37,5 N → Δx₂ = ?

x₂  =   ?

Dari keadaan pertama dapat dihitung konstanta

pegas sebagai berikut.

        F₁  =   k Δx₁

    12,5   =   k . 2.10-2

 

          k  =                  = 625 N/m

Berarti panjang pegas saat diberi gaya F₂ dapat

diperoleh:

        F₂  =   k Δx₂

    37,5   =   625 . Δx₂

Δx₂  = 

= 0,06 m = 6 cm

Jadi panjangnya menjadi:

   x₂  = x₀ + Δx₂

=  20 + 6  =  26 cm

USAHA DAN ENERGI

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Tiga benda m_A = 2 kg , m_B = 4 kg dan m_C = 3 kg terletak di tangga seperti Gambardi bawah ini.Tiap tangga ketinggiannya 30cm. Jika energi potensial massa B bernilai nol maka tentukan energi potensial m_A dan m_C!

A.    -6 j dan 18 j

B.     -6 j dan 28 j

C.     12 j dan 36 j

D.    18 j dan 38 j

E.     20 j dan 45 j

Penyelesaian:

Jawaban A.

m_A = 2 kg , m_B = 4 kg dan m_C = 3 kg

h_AB = -30cm = -0,3 m (di bawah B)

h_CB = + 60 cm = 0,6 m

Energi potensial dihitung berdasarkan titik acuannya. Di atas titik acuan bernilai positif dan di bawah titik acuan bernilain egatif. Berarti energi potensial massa tersebut memenuhi:

E_A   =  m_A g h_AB

=  2.10 (-0,3) = -6 joule

E_C   =  m_C g h_CB

=  3.10.(0,6) = 18 joule

MOMENTUM DAN IMPULS

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Sebutir peluru bermassa 30 gr ditembakan dari senapan yang massanya 1,5 kg. Jika peluru saat lepas memiliki kecepatan 100   m/s maka tentukan kecepatan senapan sesaat setelah peluru lepas?

A.    2 m/s

B.     4 m/s

C.     5 m/s

D.    7 m/s

E.     9 m/s

Penyelesaian:

Jawaban A.

m_p = 30 gr = 3 . 10-2_kg

m_s = 1,5 kg

v_p = 100 m/s

Pada saat peluru dan senapan tidak dipengaruhi impuls dari luar sehingga berlaku hukum kekekalan momentum.

     pawal  =   pakhir

         0   =   m_pv_p− m_Pv_P

    m_sv_s  =   m_pv_p

1,5.v_s  =   3.10-2 . 100

v_s  =   2 m/s

ROTASI BENDA TEGAR

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Sebuah papan panjangnya 2 m diberi penopang tiap-tiap ujungnya seperti pada gambar dibawah ini. Massa papan 10 kg. Pada jarak 50 cm dari penopang B diletakkan beban 80 N. Jika sistem dalam keadaan seimbang maka tentukan gaya tekan normal yang bekerja di titik A dan B!

A.    70 N dan 110 N.

B.     80 N dan 120 N

C.     90 N dan 130 N

D.    100 N dan 140 N

E.     120 N dan 240 N.

Penyelesaian:

Jawaban A.

Untuk menentukan nilai N_A dan N_B.  Karena keduanya Belum diketahui, gunakan syarat Στ = 0 terlebih dahulu.

Acuan titik A

Momen gaya yang bekerja dari titik A dapat digambarkan seperti pada Gambar dibawh ini, dan berlaku syarat berikut :

Στ_A  =   0

(AB). N_B− (AO). w_AB− (AC) . w   =   0

            2 . N_B− 1. 100 − 1,5 . 80   =   0

                                           2 N_B  =   220

N_B  =   110 N

ΣF  =  0

N_A + N_B− w_AB− w     =  0

N_A + 110 − 100 − 80   =   0

N_A  =   70 N

FLUIDA

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Bejana berhubungan digunakan untuk mengangkat sebuah beban. Beban 1000 kg diletakkan di atas penampang besar 2000 cm². Berapakah gaya yang harus diberikan pada bejana kecil 10 cm² agar beban terangkat?

A.    25 N

B.     50 N

C.     75 N

D.    100 N

E.     125 N

Penyelesaian:

Jawaban B.

F₂ = m_A = 1000 . 10 = 10⁴ N

A₂ = 2000 cm²

A₁ = 10 cm²

F₁ = ?

Sesuai hukum Pascal dapat ditentukan nilai F₁ sebagaiberikut.

N

TERMODINAMIKA

( Sumber : Buku BSE Kelas_11_fisika_2_sri_handayani)

Dalam tabung yang tertutup, volumenya dapat berubah-ubah dengan tutup yang dapat  bergerak

mula-mula memiliki volume 1,2 lt. Pada saat itu tekanannya diukur 1 atm dan suhunya 27⁰. Jika tutup tabung ditekan sehingga tekanan gas menjadi 1,2 atm ternyata volume gas menjadi 1,1 lt. Berapakah suhugas tersebut?

A.    57

B.     67

C.     77

D.    80

E.     100

Penyelesaian:

Jawaban A.

V₁ = 1,2 lt

P₁ = 1 atm

T₁ = 27^O + 273 = 300 K

V₂ = 1,1 lt

P₂ = 1,2 atm

T  = ?

Jawab :

K

GEJALA GELOMBANG

( Sumber : Powerpoint Drs. Bambang Setyobudi )

Cepatrambatgelombang transversal padadawai yang tegangsebesar 10 m/s saatbesartegangannya 200 N. Jikadawaidiperpanjangdua kali dantegangannyadijadikan600 N maka tentukan cepat rambat gelombang padadawaitersebut!

A.    10 m/s

B.     10  m/s

C.     20 m/s

D.    25 m/s

E.     25,7 m/s

Pembahasan :

Jawaban B.

v₁ = 10 m/s ,  F₁ = 200 N

v₂ = …..? Untuk F₂ = 600 N

 

BUNYI

( Sumber : Powerpoint Drs. Bambang Setyobudi )

Pipa organa tertutup memiliki panjang 18 cm.Pada saat ditiup terjadi nada atas pertama. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 330 m/s maka tentukanpanjanggelombangdanfrekuensi nada tersebut!

A.    0,24 m dan 1375 Hz

B.     0,25 m dan 1400 Hz

C.     0,26 m dan 1600 Hz

D.    0,27 m dan 1850 Hz

E.     0,30 m dan 2000 Hz

Jawaban : A

panjang gelombang :

Frekuensi Gelombang:

CAHAYA

( Sumber : Powerpoint Drs. Bambang Setyobudi )

Seberkascahayamonokromatikdenganpanjanggelombang 6600 Å dilewatkanpadasebuahlubang yang memiliki diameter 0,4 mm. Bilajaraklubangkelayar pengamatan 50 cm, maka tentukan sudut resolusi lubang tersebut !

A.    0,002 radian

B.     0,02 radian

C.     0,2 radian

D.    2 radian

E.     20 radian

Penyelesaian:

Jawbannya : A.

D = 0,4 mm = 4 . 10^-4 m

λ = 6600 Å = 6,6 . 10^-7 m

l  = 50 cm = 0,5 m

 

LISTRIK STATIS

( Sumber : Powerpoint Drs. Bambang Setyobudi )

Duamuatantitik QA = -4 μC dan QB = +8 μC berjarak16 cm. Tentukan potensial listrik di suatu titik yang berada di tengah-tengah kedua muatan itu!

A.    450.000

B.     45.000

C.     4500.

D.    450.

E.     45.

Pembahasan :

Jawaban A.

Q_A = -4 μC

Q_B = +8 μC

R_A = R_B = 8 cm = 8.10^-2 m

 

INDUKSI MAGNET

( Sumber : Powerpoint Drs. Bambang Setyobudi )

Sebuahkawatluruspanjang yang dialiriaruslistiksebesar 10 A dariarahtimurkebarat, tentukanbesardanarahinduksimagnetik di titik P tepat di bawahkawattersebutpadajarak 10 cm!

A.   

B.    

C.    

D.   

E.    

Pembahasan:

Jawaban A.

Penyelesaian :

Diketahui : I = 10 A

a = 10 cm = 0,1 m

µ₀ = 4 p×10^-7 WbA^-1m^-1

Ditanyakan : B_P = ...?

IMBAS ELEKTROMAGNETIK

(Sumber : Buku BSE kelas_3_sma_fisika_sri_handayani)

Sebuah solenoida memiliki 1000 lilitan berada dalammedan magnetik sehingga solenoida dipengaruhi fluksmagnetik sebesar 4.10³ Wb. Jika fluks magnetiknyaberubah menjadi 3.10³ Wb dalam 2 sekon, maka tentukanbesar ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung solenoidatersebut?

A.    1 V

B.     2 V

C.     4 V

D.    6 V

E.     0,5 V

Penyelesaian:

Jawabannya : E.

N = 1000

Δφ= 3.10³−4.10³ = −10^-3 Wb

Δt = 2 s

Ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung solenoidamemenuhi hukum Faraday dan dapat dihitung sebagaiberikut.

Volt

RADIASI BENDA HITAM

(Sumber : Buku BSE kelas_3_sma_fisika_sri_handayani)

Sebuah benda hitam meradiasikan gelombang elektromagnetikdengan panjang gelombang 8700 Å padasaat intensitas radiasinya maksimum. Berapakah suhupermukaan benda yang memancarkan gelombangtersebut?

A.    3000 K

B.     2000 K

C.     1000 K

D.    500 K

E.     250 K

Penyelesaian:

Jawabannya A.

λm = 8700 Å = 8,7.10^-7m

c = 2,9.10^-3 mK

Suhu benda dapat ditentukan sebagai berikut.

λm T = c

T =  =  = 3000 K atau 2727⁰C

FISIKA ATOM

(Sumber : Buku BSE kelas_3_sma_fisika_sri_handayani)

Tentukan energi total elektron ion Li²⁺(Z = 3) padakeadaan bilangan kuantum utama n = 2 !

A.    30,6 eV

B.     20,5 eV

C.     10 eV

D.    -20,5 eV

E.     -30,6 eV

Penyelesaian :

Jawabannya E.

Energi total elektron ion Li 2+ pada tingkatan energin = 2 memenuhi:

= -30,6Ev

RELATIVITAS

(Sumber : Buku BSE kelas_3_sma_fisika_sri_handayani)

Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak dengankecepatan 0,6c meninggalkan bumi. Dari pesawattersebut ditembakkan peluru dengan kecepatan 0,5c(c = kecepatan cahaya diruang hampa). Tentukan kecepatanpeluru menurut pengamat di bumi jika arahpeluru searah pesawat !

A.    0,85c

B.     0,95c

C.     1c

D.    2c

E.     3c

Penyelesaian

Jawabannya A.

v = 0,6 c

vx’ = 0,5 c

=0,85c

FISIKA INTI

(Sumber : Buku BSE kelas_3_sma_fisika_sri_handayani)

Sebuah partikel a ditembakkan pada inti 7N¹⁴. Jikasetelah penembakan sebuah proton dapat dibebaskanmaka inti apakah yang akan terbentuk!

A.    8O¹⁷

B.     9O¹⁵

C.     7O¹⁵

D.    6O¹⁴

E.     5O¹³

Penyelesaian

Jawaban A.

Partikel alfa : 2α⁴

proton : 1p¹

Reaksi yang terjadi dapat dituliskan :

2α⁴ + 7N¹⁴→ ZX^A + 1p¹

Nomor atom kekal : 2 + 7 = Z + 1

Z = 8

Nomor massa kekal : 4 + 14 = A + 1

A = 17

Berarti : 8X¹⁷adalah Oksigen 8O¹⁷