SOAL DAN PEMBAHASAN UN FISIKA SMA

Cara Pintar Cepat Pintar Fisika - Salah satu cara menghadapi Ujian Nasional adalah dengan Persiapkan materi ujian jauh hari, perbanyak latihan soal dan usahakan dapat menjawab/mengerjakan soal-soal UN tahun-tahun yang lalu (soal UN tidak akan jauh dari tahun-tahun yang lalu), termasuk seperti soal-soal berikut ini:

01. UN-08-2A-2B Seorang siswa mengukur diameter sebuah lingkaran hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah: .Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Keliling lingkaran $\small K= \pi .D = 3,14 x 8,50 = 26,69$ cm
• Sesuai aturan angka penting pada perkalian : ‘Hasil perkalian hanya boleh mengandung angka penting sebanyak angka penting tersedikit dari angka penting–angka penting yang dikalikan’
• Maka hasil keliling lingkaran haruslah terdiri dari 3 angka penting saja (dari 8,50 – bukan dari 3,14), 
• Jadi jawabannya adalah membulatkan 26,69 sampai menjadi hanya 3 angka penting saja, yaitu 26,7 cm.

---

02. UN-08-3A-1B Vektor $\small F_{1} = 14$N dan $F_{2} = 10$ N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada gambar. Resultan $\small \left | R \right |=F_{1}+F_{2}$ dinyatakan dengan vektor satuan adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Komponen vektor dari $\small F_{1}$ adalah:

• Komponen di sumbu-x: $\small F_{1x} = F_{1} cos 60^{o} = 14 x 0,5 = 7$ N bernilai negatif karena searah sumbu x negatif)
• Komponen di sumbu-y: $\small F_{1y} = F_{1} sin 60^{o} = 14 x 0,5\sqrt 3 = 7\sqrt 3$ N (bernilai positif karena searah dengan sumbu y positif)
• Maka komponen vektor dari $\small F_{1}$ adalah : $\small F_{1} = - 7 i + 7\sqrt {3} j$ N
• Komponen vektor dari $\small F_{2}$ adalah : $\small F_{2} = 10 i + 0 j N$
• Resultan  $\small R= F_{1} + F_{2} \\R= (- 7 i + 7\sqrt {3} j) + (10 i + 0 j) \\R= 3 i + 7\sqrt {3} j N$

---

03. UN-08-5A-13B Informasi dari gerak sebuah mobil mulai dari bergerak sampai berhenti disajikan
dengan grafik (v-t) seperti gambar. Jarak tempuh mobil dari t = 2 sekon hingga t = 5 sekon adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Cara paling mudah untuk menentukan jarak tempuh pada kurva v-t adalah dengan menghitung luas di bawah kurva.
•  Grafik pada soal di atas dapat dibagi menjadi 2 trapesium seperti gambar di samping.
• Maka dengan rumus luas trapesium, kita memperoleh : Luas.
• Trapesium I; $\small S_{1} = (30 + 50).\frac {1}{2}.2 = 80$m, 
• Trapesium II; $\small S_{2} = (50 + 20).\frac {1}{2}.1 = 35$m,
• Maka jarak tempuh $\small S=S_{1}+S_{2}\\S=80m+35m = 115$m

---

04. UN-08-8A-5B Data fisis planet A, planet B dan planet Bumi terhadap matahari terlihat seperti pada tabel!

	Planet A	Bumi	Planet B
Massa (M)	0,5 M	M	2,0 M
Jari-jari (R)	0,5 R	R	1,5 R
Period (T)	............	1 tahun	.............

Perbandingan perioda planet A dan B adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Periode planet berhubungan dengan jaraknya terhadap matahari (Hk. Keppler 3),
  $$\small \frac{T_{A}^{2}}{T_{B}^{2}}=\frac{R_{A}^{3}}{R_{B}^{3}}$$ $$\small \frac{T_{A}^{2}}{T_{B}^{2}}=\frac{(0,5R)^{3}}{(1,5R)^{3}}=\frac {1}{27}$$ $$\small \frac{T_{A}}{T_{B}}=\sqrt \frac{1}{27}$$

---

05. UN-08-10A-7B Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya $\small 8 kg.m^{2}$. Bila diputar melalui titik pusat O(AO = OB), momen inersianya menjadi ..
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Jika batang diputar di ujung A, maka momen inersianya adalah: $$\small I_{A}=\frac {ML^{2}}{3}$$
• Jika batang diputar di tengah (O), maka momen inersianya adalah : $$\small I_{O}=\frac {ML^{2}}{12}$$
sehingga: $$\small \frac{I_{A}}{I_{O}}=\frac{4}{1}$$ maka $$\small \frac{8}{I_{O}}=\frac{4}{1}\\I_{O}=\frac{8}{4}=2kg.m^{2}$$

---

06. UN-08-11A-10B Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F = 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi $\small g=10 ms^{-2}$ dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
 Karena benda hanya bergerak sepanjang bidang miring, maka gaya yang dihitung hanyalah yang sepanjang bidang miring saja.
Usaha total: $$\small W_{tot}= (F-mg \sin 30^{o}).S \\W_{tot}= (15 – 1,5.10.0,5). 2 \\W_{tot}= 15\;J$$

---

07. UN-08-13A-11B Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi $\small 60^{o}$ terhadap tanah dengan kecepatan $\small 40 m.s_{-1}$. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Energi kinetik peluru di titik tertinggi adalah: $$\small E_{K} = \frac {1}{2} m.v_{o}^{2} \cos ^{2}\theta \\E_{K} = \frac {1}{2} 20.10^{-3}.40^{2} \cos ^{2}60^{o}\\E_{K} =4J$$

---

08. UN-08-14A-9B Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan $\small 2 m.s^{-1}$. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi $\small 6 m.s^{-1}$. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Perubahan momentum adalah: $$\small \Delta P = P_{2} – P_{1} \\\Delta P = m.v_{2}-m.v_{1}\\\Delta P = m (v_{2}-v_{1})\\\Delta P = 0,5.(– 6 – 2) \\\Delta P= – 4 kg.m.s^{-1}$$ (tanda negatip adalah arah perubahan momentum bola kasti).

---

09. UN-08-15A-18B Potongan alumunium bermassa 200 gram dengan suhu $\small 20^{o}C$ dimasukkan ke dalam bejana berisi air bermassa 100 gram dan suhu $\small 80^{o}C$. Jika diketahui kalor jenis alumunium $\small 0,22 kal/g^{o}C$ dan kalor jenis air $\small 1 kal/g^{o}C$, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Dengan asas Black diperoleh: $$\small t_{c}=\frac{m_{1}c_{1}t_{1}+m_{2}c_{2}t_{2}}{m_{1}c_{1}+m_{2}c_{2}}\\t_{c}=\frac {{200.0,22.20}+{100.1.80}}{{200.0,22}+{100.1}}\\t_{c}=\frac {{880+8000}}{{44+100}}=61,7^{o}C$$

---

10. UN-08-16A-19B Dua batang terdiri dari logam A mempunyai koefisien konduksi 2k dan logam B mempunyai koefisien konduksi k memiliki ukuran yang sama. Keduanya dihubungkan menjadi satu. Pada ujung bebas batang A dikenakan suhu $\small 210^{o}C$ dan ujung bebas logam B dikenakan suhu $\small 30^{o}C$. Suhu (t) pada sambungan logam A dan B adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Prinsipnya adalah laju aliran kalor secara konduksi pada kedua batang harus sama.
• Karena ukuran batang sama, maka: $$\small k_{A}.(t_{A} – t) = k_{B} (t – t_{B})$$ $$\small 2k.(210 – t) = k(t – 30)\\ t=\frac {420+30}{3}=150^{o}C$$

---

11. UN-08-17A-20B Perhatikan peristiwa kebocoran tangki air pada lubang P dari ketinggian tertentu
pada gambar berikut!. Air yang keluar dari lubang P akan jatuh ke tanah setelah waktu:
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Waktu jatuh: $$\small t=\frac {S}{v}\\t=\frac {S}{\sqrt {2gh}}\\t=\frac {2}{\sqrt {2.10.1}}\\t=\frac {1}{5}\sqrt {5}\;det$$

---

12. UN-08-18A-15B Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu $\small 27^{o}C$ pada tekanan 1 atm ($\small 1 atm = 10^{5} Pa$) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum $\small R = 8,314 J m^{-1}K^{-1}$ dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas $\small 6,02 x 10^{23}$ partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Dengan rumus gas ideal: $\small P.V=\frac {N}{N_{A}}RT\\\small 10^{5}.3.10^{-3}=\frac {N}{6,02 x 10^{23}}.8,314(27+273)\\ \small 300=\frac {N}{6,02 x 10^{23}}.8,314(300)\\\small N=\frac {6,02 x 10^{23}}{8,314}=7,2.10^{22}$

---

13. UN-08-21A-26B Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop dibawah ini Jika berkas yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar, berarti jarak antara lensa objektif dan okuler adalah ...

Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Karena berkas yang keluar dari lensa okuler adalah berkas sejajar, maka bayangan terbentuk di tempat tak berhingga (titik jauh mata normal), artinya pengamat mengamati dengan mata yang tidak berakomodasi.
• Panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi adalah: d=s’ob + fok.
• Maka perlu mencari jarak bayangan oleh lensa obyektif, yaitu: $\small s_{ob^{'}}=\frac{s_{ob}.f_{ob}}{s_{ob}-f_{ob}}\\s_{ob^{'}}=\frac{2,2.2}{2,2-2}=22 cm.$
• Maka panjang mikroskop adalah : d = s’ob + fok = 22 + 8 = 30 cm

---

14. UN-08-22A-24B Perhatikan gelombang elektromagnetik berikut ini! (1) Infra merah, (2) televisi, (3) ultraviolet, (4) sinar gamma. Urutan yang benar, berdasarkan frekuensi dari yang paling besar sampai yang paling kecil adalah ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi terkecil sampai frekuensi terbesar (atau dari panjang gelombang terkecil sampai panjang gelombang terbesar) adalah: Sinar gamma – Sinar X – Sinar Ultraviolet – Cahaya Tampak – Sinar Infra Merah – Gelombang Mikro – Gelombang TV – Gelombang Radio
•  Maka jawaban yang paling tepat adalah: televisi-Infra merah-ultraviolet-sinar gamma.

---

15. UN-08-25A-22B Jarak seorang pengamat A ke sumber gempa dua kali jarak pengamat B ke sumber gempa. Apabila intensitas gempa di pengamat B $\small 8,2 x 10^{4} W.m^{-2}$, berarti intensitas gempa di A sebesar ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Besarnya intensitas selalu berbanding terbalik secara kuadrat dengan jaraknya terhadap sumber
$$\small \frac {I_{A}}{I_{B}}=\frac {R_{B}^{2}}{R_{A}^{2}}\\ \frac {I_{A}}{8,2.10^{4}}= \left ( \frac {R_{B}}{2R_{B}}\right )^{2}\\ I_{A}=2,05.10^{4}Wm^{2}$$

---

16. UN-08-29A-33B Untuk mengetahui nilai hambatan (RAB) kawat AB, digunakan rangkaian dengan penunjukan voltmeter dan amperemeter seperti pada gambar. Nilai hambatan kawat (RAB) adalah ... Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Penunjukan Voltmeter = tegangan jepit rangkaian = tegangan pada ujung kawat AB, yaitu: V= 4/5 x 10 = 8 V.
• Penunjukan Amperemeter = arus yang mengalir pada hambatan kawat AB: i = 2/5 x 10 = 4 A
• Maka : $$\small R=\frac {V_{AB}}{i_{AB}}\\R=\frac {8}{4}=2\Omega$$

---

17. UN-08-37A-36B Suatu benda hitam pada suhu $\small 27^{o}$C memancarkan energi $\small R J.s^{-1}$. Jika dipanaskan sampai $\small 327^{o}$C energi radiasinya menjadi ...

Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:

• Besarnya energi radiasi benda hitam per satuan waktu dirumuskan oleh persamaan: $$\small E=e\sigma T^{4}A$$ dengan $\small \sigma$ = konstanta Stefan-Boltzman, e = emisitivitas benda hitam, A = luas penampang benda hitam dan T suhu benda hitam dalam Kelvin. 
• Untuk benda hitam yang sama, maka berlaku: e=1. $$\small \frac {E_{1}}{E_{2}}=\frac {T_{1}^{4}}{T_{2}^{4}}\\ \frac {R}{E_{2}}=\frac {300^{4}}{600^{4}}=\frac{1}{16}\\ E_{2}=16R$$

---

18. UN-08-40A-38B Massa unsur radioaktif P mula-mula X gram dengan waktu paruh 2 hari. Setelah 8 hari unsur yang tersisa Y gram. Perbandingan antara X : Y = ...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
$$\small \frac {X}{Y}=\left [ \frac {1}{2} \right ]^{\frac{8}{2}}=\frac{1}{16}$$

---

19. UN-08-38A-37B Pernyataan berikut ini yang tidak menggambarkan teori kuantum Planck adalah:
A.Semua foton merupakan gelombang elektromagnet
B.Efek Compton menerapkan teori kuantum Planck
C.Kecepatan foton sama dengan kecepatan cahaya
D.Cahaya terdiri atas kuantum-kuantum
E.Energi dalam satu foton adalah $\small E=h \frac {\lambda}{c}$ (h = tetapan Planck, c = kecepatan cahaya)
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E. Seharusnya Energi dalam satu foton adalah $\small E=h \frac {c}{\lambda}$ (h = tetapan Planck, c = kecepatan cahaya).