Saturday 31 December 2016

Pembahasan Fisika UN 2016 No. 11 - 15

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2016 nomor 11 sampai dengan nomor 15 tentang:
  • fluida statis, 
  • fluida dinamis (daya angkat sayap pesawat), 
  • fluida dinamis (tangki berlubang), 
  • momen inersia, serta 
  • usaha dan energi.

Soal No. 11 tentang Fluida Statis

Perhatikan gambar!

Sebuah benda terapung dalam zat cair 1 dan 2, hukum Archimedes

Sebuah benda ketika dimasukkan ke dalam zat cair 1 terapung dengan ½ bagian volumenya berada di bawah permukaan dan ketika dimasukkan ke dalam zat cair 2 terapung ¾ bagian volumenya berada di bawah permukaan, maka perbandingan massa jenis zat cair 1 dan 2 adalah ....

A.   3 : 4
B.   3 : 2
C.   2 : 3
D.   1 : 3
E.   1 : 2




Pembahasan

Ketika benda dimasukkan ke dalam cairan 1, ½ bagian volumenya tenggelam, maka: 

V1 = ½Vb
 
Sehingga massa jenis cairan 1 (ρ1) adalah:

ρ1.g.V1 = ρb.g.Vb
ρ1.½Vb = ρb.Vb
        ρ1 = 2ρb
 
Sedangkan ketika benda dimasukkan ke dalam cairan 2, ¾ bagian volumenya tenggelam, maka: 

V2 = ¾Vb
 
Sehingga massa jenis cairan 2 (ρ2) adalah:

ρ2.g.V2 = ρb.g.Vb
ρ2.¾Vb = ρb.Vb
        ρ2 = 4/3ρb

Dengan demikian, perbandingan ρ1 terhadap ρ2 adalah:

ρ1 : ρ2 = 2ρb : 4/3ρb
           = 2 : 4/3
              (masing-masing dikalikan 3)
           = 6 : 4
           = 3 : 2

Jadi, perbandingan massa jenis zat cair 1 dan 2 adalah 3 : 2 (B).

Soal No. 12 tentang Fluida Dinamis (Daya Angkat Sayap)

Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimum, seperti gambar.

Rancangan sayap pesawat terbang, hukum atau asas Bernoulli

Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara maka sesuai dengan asas Bernoulli, rancangan tersebut dibuat agar ....

A.   vA > vB sehingga PA > PB
B.   vA > vB sehingga PA < PB
C.   vA < vB sehingga PA < PB
D.   vA < vB sehingga PA > PB
E.   vA > vB sehingga PA = PB



Pembahasan

Soal ini sering keluar di UN dan tidak diubah sedikit pun, baik gambar maupun kalimat.

Sayap pesawat terbang akan mempunyai daya angkat maksimal apabila tekanan udara di bawah sayap lebih besar daripada tekanan udara di atasnya. 

PA < PB

Sesuai dengan hukum Bernoulli, tekanan udara berbanding terbalik dengan kecepatan aliran udara. Sehingga: 

vA > vB

Jadi, agar sayap pesawat terbang mempunyai daya angkat maksimal maka harus memenuhi opsi (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Mekanika Fluida.

Soal No. 13 tentang Fluida Dinamis (Tangki Berlubang)

Air dalam bak setinggi 0,2 m terletak 5 m di atas permukaan tanah.

Bak air setinggi 0,2 m terletak 5 m di atas permukaan tanah

Di dasar bak terdapat lubang kran kecil sehingga air memancar keluar dan jatuh di permukaan tanah pada jarak R. Jika g = 10 m.s−2, nilai R adalah ....

A.   2 meter
B.   5 meter
C.   7 meter
D.   10 meter
E.   15 meter




Pembahasan

Misalkan h adalah ketinggian dari permukaan air ke lubang kran dan H adalah ketinggian dari lubang kran ke permukaan tanah. 

h = 0,2 m 
H = 5 m

Jarak jatuhnya air diukur dari kaki bak (R) dirumuskan sebagai:

Rumus jarak jatuhnya air diukur dari kaki bak air

Jadi, jarak mendatar jatuhnya air adalah 2 meter (A).

Perdalam soal no. 11 - 13 di Pembahasan Fisika UN: Mekanika Fluida.

Soal No. 14 tentang Momen Inersia

Perhatikan gambar empat partikel yang dihubungkan dengan batang penghubung berikut!

Gambar empat partikel yang dihubungkan dengan batang penghubung

Massa m1 = m2 = 4 kg dan m3 = m4 = 2 kg, panjang a = 1 meter dan b = 2 meter, serta massa batang penghubung diabaikan. Momen inersia sistem partikel terhadap sumbu y adalah ....

A.   24 kg.m2
B.   32 kg.m2
C.   34 kg.m2
D.   56 kg.m2
E.   60 kg.m2




Pembahasan

Misalkan jarak antara partikel terhadap sumbu y adalah R, maka: 

R1 = 2a
     = 2 × 1 meter
     = 2 meter  

R2 = a
     = 1 meter 

R3 = b
     = 2 meter 

R4 = 2b
     = 2 × 2 meter
     = 4 meter

Momen inersia sistem partikel tersebut adalah:

I = ∑mR2
  = m1R12 + m2R22 + m3R32 + m4R42
  = 4×22 + 4×12 + 2×22 + 2×42
  = 16 + 4 + 8 + 32
  = 24 60

Jadi, momen inersia sistem partikel terhadap sumbu y adalah  24 60 kg.m2 (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Momen Inersia.

Soal No. 15 tentang Usaha dan Energi

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah bola sedang meluncur menuruni lintasan licin, hukum kekekalan energi

Sebuah bola sedang meluncur menuruni lintasan licin. Bila laju benda di titik A sama dengan 6 m.s−1 dan g = 10 m.s−2, laju benda di titik B adalah ....

A.   √52 m.s−1
B.    √65 m.s−1
C.   √92 m.s−1
D.   √95 m.s−1
E.   √128 m.s−1




Pembahasan

Perubahan energi potensial dari titik A ke titik B sama dengan perubahan energi kinetik dari titik B terhadap titik A.

                   ∆Ek = ∆Ep
½m(vB2vA2) = mg(hAhB)
 ½ × (vB2 − 62) = 10 × (5,6 − 1)
                          = 46
           vB2 − 36 = 92
                    vB2 = 128
                      vB = √128

Jadi, laju benda di titik B adalah √128 m.s−1 (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Usaha dan Energi.

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2016 selengkapnya.
No. 01 - 05



No. 21 - 25
No. 06 - 10



No. 26 - 30
No. 11 - 15



No. 31 - 35
No. 16 - 20



No. 36 - 40

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.

4 comments:

  1. No 14 kok gak dikuadratin r nya kak ? jadinya jawabannya e. 60 kgm^2 bukan 24 kgm^2 , ataukah saya yang salah ? mohon pencerahannya kak

    ReplyDelete
    Replies
    1. Ya betul, r-nya dikuadratkan, jawabannya 60.
      Terima kasih DIk Andini Takima atas koreksinya.

      Delete
  2. No 15 kok 1/2(vb²-6²) jadi vb²-36??bukannya jadi vb-18 ya?

    ReplyDelete
    Replies
    1. Maksudnya begini:

      ½ × (vb² − 6²) = 46
      kedua ruas dikalikan 2
      2 × ½ × (vb² − 6²) = 2 × 46
      vb² − 6² = 92
      kemudian 6² dijadikan 36
      vb² − 36 = 92

      Delete

Maaf, komentar yang tidak berhubungan dengan konten, banyak mengandung singkatan kata, atau mengandung link aktif, tidak kami tayangkan.

Komentar Anda akan kami moderasi sebelum kami tayangkan. Centang 'Notify me' agar Anda mendapat pemberitahuan lewat email bahwa komentar Anda sudah ditayangkan