Pembahasan Fisika Un 2018 No. 11 - 15

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2018 nomor 11 hingga dengan nomor 15 tentang:

• titik berat, 
• massa jenis, 
• fluida statis, 
• usaha dan energi [konversi energi], serta 
• usaha dan energi [usaha perpindahan].

Soal No. 11 wacana Titik Berat

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini:

1. Mengulang mekanisme memilih garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda dan menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat kertas karton.
2. Mengikatkan ujung-ujung benang pada jarum dan beban dan menancapkan jarum pada kertas karton.
3. Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton.
4. Menandai titik-titik sepanjang benang pada kertas karton.
5. Menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum.

Untuk memilih letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, di antara urutan langkah yang benar ialah ….

A.   (1), (2), (3), (4), (5)
B.   (2), (5), (4), (3), (1)
C.   (3), (1), (5), (4), (2)
D.   (4), (3), (2), (1), (5)
E.   (5), (3), (1), (4), (2)

Pembahasan

Langkah-langkah utama memilih letak titik berat kertas karton yang tidak beraturan.

• Membuat 2 – 3 lubang pada tepi kertas karton.
• Mengikatkan jarum pada salah ujung benang dan mengikatkan beban pada ujung benang yang lain. [pernyataan 2]
• Menggantungkan kertas karton dengan cara memasukkan jarum pada lubang kertas, misal lubang A. [pernyataan 5]
• Menandai titik pada tepi bawah kertas karton yang dilalui benang, misal titik A’. [pernyataan 4]
• Menarik garis dari titik A ke A’. [pernyataan 3]
• Mengulang langkah d dan e untuk titik B dan C [pernyataan 1]
• Pertemuan garis AA’, BB’ dan CC’ ialah titik berat kertas karton tersebut.

Jadi, urutan langkah yang benar ialah pernyataan 2, 5, 4, 3, 1 (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Titik Berat

Soal No. 12 wacana Massa Jenis

Perhatikan grafik kekerabatan massa jenis (ρ) dan volume (V) aneka macam gas berikut!

Pasangan gas yang mempunyai massa sama ialah ….

A.   (1) dan (2)
B.   (1) dan (3)
C.   (2) dan (3)
D.   (2) dan (4)
E.   (3) dan (5)

Pembahasan

Massa jenis merupakan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya.

ρ = m/V

Berdasarkan rumus di atas maka massa benda masing grafik di atas adalah:

Gas	ρ	V	m = ρV
(1)	0,8	2	1,6
(2)	0,8	4	3,2
(3)	0,4	4	1,6
(4)	0,4	5	2,0
(5)	0,8	5	4,0

Jadi, pasangan gas yang mempunyai massa sama ialah gas no. 1 dan 3 (B).

Soal No. 13 wacana Fluida Statis

Sebuah kapal penyelamatan sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4.500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran panjang 2 meter, lebar 1,5 meter, dan tinggi 1 meter. Massa jenis air bahari dikala itu 1.025 kg.m⁻³ dan percepatan gravitasi 10 m.s⁻² maka besar gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat benda dari dasar bahari ke permukaan ialah ….

A.   14.250 N
B.   19.250 N
C.   30.750 N
D.   45.000 N
E.   50.000 N

Pembahasan

Benda yang berada dalam zat cair akan menerima gaya Archimedes atau gaya ke atas (F_A) sehingga lebih ringan.

Berdasarkan gambar di atas maka:

F + F_A = w
         F = w − F_A
            = mg − ρgV
            = 4500 ∙ 10 − 1025 ∙ 10 ∙ (2 ∙ 1,5 ∙ 1)
            = 45000 − 30750
            = 14250

Jadi, besar gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat peti kemas tersebut ialah 14.250 N (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Mekanika Fluida

Soal No. 14 wacana Usaha dan Energi [konversi energi]

Suatu pembangkit listrik tenaga air memakai turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang jatuh dari ketinggian 90 m. Pembangkit listrik tersebut menghasilkan daya 9 M watt. Jika efisiensi pembangkit 50% maka debit air pada pembangkit tersebut ialah ….

A.   5 m³.s⁻¹
B.   10 m³.s⁻¹
C.   20 m³.s⁻¹
D.   100 m³.s⁻¹
E.   1.000 m³.s⁻¹

Pembahasan

Pada pembangkit listrik tenaga air terjadi perubahan energi potensial air menjadi energi listrik. Pada soal di atas, 50% energi potensial air dikonversi menjadi energi listrik.

50% E_p = W
0,5 mgh = Pt

Massa air sanggup digantikan dengan perkalian massa jenis dan volume air, m = ρV sehingga:

V/t inilah yang disebut debit air yang sering dinotasikan sebagai Q.

Jadi, debit air pada pembangkit tersebut ialah 20 m³.s⁻¹ (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Mekanika Fluida

Soal No. 15 wacana Usaha dan Energi [usaha perpindahan]

Balok massanya m berada pada bidang datar licin. Balok dalam keadaan membisu di posisi (1) dan ditarik oleh gaya F hingga di posisi (2) dalam selang waktu t menyerupai gambar.

Dengan memvariasikan massa dan gaya diperoleh data:

No	m (kg)	F (N)	t (s)
(1)	12	3	4
(2)	16	4	3
(3)	20	5	2
(4)	24	6	1

Dari tabel di atas, perjuangan yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil ialah ….

A.   (1), (4), (3), (2)
B.   (1), (3), (2), (4)
C.   (1), (3), (4), (2)
D.   (2), (3), (1), (4)
E.   (1), (2), (3), (4)

Pembahasan

Usaha yang dilakukan oleh benda tersebut ialah perjuangan alasannya perpindahan.

W = F ∙ s

Benda tersebut berpindah alasannya mengalami gerak lurus berubah beraturan sehingga:

s = v₀ t + 1/2 at²       [v₀ = 0]
s = 1/2 at²

Dengan demikian,

W = F 1/2 at²

a ialah percepatan gerak benda yang merupakan perbandingan antara gaya F dan massa m. Pada tabel di atas nilai F/m selalu sama sehingga:

W Ft²

Oleh alasannya itu, untuk membandingkan mana yang lebih besar/kecil, cukup dengan menghitung nilai dari Ft².

No	F	t	Ft2
(1)	3	4	48
(2)	4	3	36
(3)	5	2	20
(4)	6	1	6

Jadi, perjuangan yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang terkecil ialah 1, 2, 3, 4 (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Mekanika Fluida

Pembahasan Fisika UN 2018 No. 6 - 10
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 16 - 20

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

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

Berbagi :