Pembahasan Fisika UN 2016 No. 1 - 5

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2016 nomor 1 sampai dengan nomor 5 tentang:

• besaran dan pengukuran, 
• vektor resultan, 
• gerak lurus, 
• gerak lurus (gerak vertikal ke atas), serta 
• gerak melingkar.

Soal No. 1 tentang Besaran dan Pengukuran

Dari hasil pengukuran diameter sebuah bola dengan menggunakan jangka sorong, panjang diameter bola 6,26 cm. Gambar di bawah ini yang benar dari hasil pengukuran tersebut adalah ....

Pembahasan

Jangka sorong terdiri dari dua skala, yaitu skala utama yang berada di atas dan skala nonius yang berada di bawah. Kunci utama membaca hasil pengukuran jangka sorong adalah dengan memperhatikan posisi nol skala nonius.

Mari kita perhatikan angka 0 skala nonius, mana yang paling mungkin menghasilkan 6,26 cm.

• Opsi A: angka 0 skala nonius berada di antara 6,0 dan 6,1 skala utama sehingga tidak mungkin hasilnya 6,26.
• Opsi B: angka 0 skala nonius berada di antara 6,1 dan 6,2 skala utama sehingga tidak mungkin hasilnya 6,26.
• Opsi C: angka 0 skala nonius berada di antara 6,2 dan 6,3 skala utama sehingga sangat mungkin hasilnya 6,26.
• Opsi D: angka 0 skala nonius berada di antara 6,5 dan 6,6 skala utama sehingga tidak mungkin hasilnya 6,26.
• Opsi E: angka 0 skala nonius berada di antara 6,3 dan 6,4 skala utama sehingga tidak mungkin hasilnya 6,26.

Jadi, gambar pengukuran yang paling mungkin menghasilkan pengukuran 6,26 cm adalah gambar opsi (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Pengukuran.

Soal No. 2 tentang Vektor Resultan 

Rute perjalanan sebuah robot track line adalah sebagai berikut:

• 9 m menuju ke timur.
• 15 m membentuk sudut 53° dari timur ke utara.
• 9 meter menuju barat.

Perpindahan robot track line adalah ....

A.   5 m
B.   8 m
C.   12 m
D.   15 m
E.   29 m  

Pembahasan

Rute perjalanan robot track line tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

Rute perjalanan robot tersebut ternyata membentuk bangun jajargenjang. Salah satu sifat jajargenjang adalah sisi yang sejajar mempunyai panjang yang sama.

Sedangkan perpindahan robot tersebut diukur dari titik awal dan titik akhir (garis merah). Garis merah tersebut merupakan sisi jajargenjang yang sejajar dengan sisi yang panjangnya 15 m.

Jadi, perpindahan robot track line tersebut adalah 15 m (D).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Vektor Resultan.

Soal No. 3 tentang Gerak Lurus

Perhatikan grafik berikut!

Jarak total yang ditempuh benda adalah ....

A.   10 m
B.   20 m
C.   25 m
D.   40 m
E.   80 m

Pembahasan

Untuk grafik v-t, jarak merupakan luas daerah yang dibatasi oleh grafik dengan sumbu t. Grafik di atas membentuk dua daerah trapesium.

Pada detik ke-0 sampai detik ke-6, terbentuk trapesium dengan sisi sejajar 4 dan 6 serta tinggi 5. Luas daerahnya adalah:

L₁ = ½ × jumlah sisi sejajar × tinggi
     = ½ × (4 + 6) × 5
     = 25

Pa da detik ke-6 sampai detik ke-10, terbentuk trapesium dengan sisi sejajar 4 dan 2 serta tinggi 5. Luas daerahnya adalah:

L₂ = ½ × jumlah sisi sejajar × tinggi
     = ½ × (4 + 2) × 5
     = 15

Dengan demikian, jarak totalnya adalah

s = L₁ + L₂ 
  = 25 + 15
  = 40

Jadi, jarak total yang ditempuh benda adalah 40 m (D).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus.

Soal No. 4 tentang Gerak Lurus (Gerak Vertikal ke Atas)

Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 10 m.s⁻¹, 1 detik kemudian bola kedua dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 25 m.s⁻¹. Tinggi yang dicapai bola kedua saat bertemu dengan bola pertama adalah ... (g = 10 m.s⁻²).

A.   3,0 m
B.   4,8 m
C.   5,2 m
D.   5,8 m
E.   6,0 m

Pembahasan

Kita periksa dulu, berapa waktu yang diperlukan oleh bola pertama untuk mencapai tinggi maksimum (tinggi maksimum tercapai ketika v = 0).

   v = v_o − gt
   0 = 10 − 10t
10t = 10
    t = 1

Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda pertama adalah 

h = v_o.t − ½gt²
   = 10×1 − ½×10×1²
   = 10 − 5 m
   = 5 m

Ternyata bola pertama mencapai tinggi maksimum 5 m pada saat t = 1 s. Padahal saat itu bola kedua dilemparkan ke atas.

Artinya, ketika bola kedua dilempar ke atas, bola pertama jatuh ke bawah. Jadi, kedua bola akan bertemu di bawah ketinggian 5 m. [opsi C, D, dan E sudah pasti salah]

Sekarang kita ilustrasikan bola pertama mengalami gerak jatuh bebas dan bola kedua mengalami gerak vertikal ke atas.

Anggap kedua bola bertemu di garis g. h₁ adalah jarak yang ditempuh bola pertama karena gerak jatuh bebas. Sedangkan h₂ adalah ketinggian yang dicapai bola kedua oleh gerak vertikal ke atas. 

h₁ = ½gt² 
h₂ = v_o.t − ½gt²

Berdasarkan gambar di atas diperoleh: 

h = h₁ + h₁
5 = ½gt² + v_o.t − ½gt²
5 = v_o.t
5 = 25 × t
 t = 0,2

Dengan demikian, kedua bola akan bertemu pada saat bola kedua menempuh waktu 0,2 detik. Tinggi yang dicapai bola kedua pada saat itu adalah 

h₂ = v_o.t − ½gt²
    = 25×0,2 − ½×10×0,2²
    = 5 − 0,2
    = 4,8

Jadi, tinggi yang dicapai bola kedua saat bertemu bola pertama adalah 4,8 m (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus.

Soal No. 5 tentang Gerak Melingkar

Tiga buah roda dihubungkan seperti gambar di bawah.

Roda A dan roda B seporos, sedangkan roda B dan roda C dihubungkan dengan sabuk. Jika R_A = 2 cm, R_B = 4 cm, dan R_C = 20 cm maka perbandingan kecepatan sudut roda B dan roda C adalah ....

A.   1 : 5
B.   2 : 1
C.   2 : 5
D.   5 : 1
E.   5 : 2

Pembahasan

Roda B dan roda C dihubungkan dengan sabuk sehingga mempunyai kecepatan linear yang sama. 

v_B = v_C

Sedangkan hubungan antara kecepatan linear dan kecepatan sudut adalah 

v = ωR

Sehingga diperoleh:

        v_B = v_C
ω_B . R_B = ω_C . R_C
 ω_B × 4 = ω_C × 20
ω_B : ω_C = 20 : 4
             = 5 :  1

Jadi, perbandingan kecepatan sudut roda B dan roda C adalah 5 : 1 (D).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Melingkar.

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.