1. UN 2016 -Dari hasil pengukuran diamater sebuah bola dengan menggunakan jangka sorong. Panjang diameter bola adalah 6.76 cm. Tunjukanlah gambar pengukuran yang benar untuk hasil pengukuran tersebut.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Dalam pengukuran jangka sorong, angka 6,76 cm akan ditunjukkan oleh dua skala yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama akan menunjukkan angka 6.7 cm dan nonius menujukkan 6/100 cm. Gambarnya diperlihatkan seperti di bawah ini.
2. Hasil pengukuran suatu tabung dengan mikrometer sekrup adalah 3.85 mm. Tunjukkan gambar hasil pengukuran mikrometer yang sesuai dengan proses pengukuran.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Dalam pengukuran mikrometer sekrup, angka 3.85 mm akan ditunjukkan oleh dua skala yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama akan menunjukkan angka 3.5 mm dan nonius menujukkan 35/100 mm. Gambarnya diperlihatkan seperti di bawah ini.
3. UN 2016 - Seorang anak berjalan ke Barat sejauh 5m, kemudian berbelok ke arah selatan sejauh 3m dan setelah itu anak tersebut melanjutkan perjalanan ke timur sejauh 9m. Tentukanlah perpindahan yang dilakukan oleh anak tersebut!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
PERPINDAHAN: Perpindahan merupakan aplikasi dari konsep vektor dan gerak. Dalam vektor, selain memperhatikan besar vektor juga memperhatikan arahnya. Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi akhir terhadap posisi awal.
Dalam memudahkan pembahasan marilah kita gambarkan vektor perpindahan yang dilakukan oleh anak tersebut selama gerakannya. Perpindahan ditunjukkan oleh garis warna merah yang merupakan sisi miring dari dua sisi yang panjangnya 3m dan 4m. Jadi perpindahannya adalah adalah 5m dihitung sesuai sisi miring phytagoras.
4. UN 2015 - Pada acara pestival marathon bulan oktober 2014 di jakarta, terdapat emapat kategori lari yaitu full marathon (42 km) dan half marathon (21 km), kategori 10 km, dan kategori 5 km dimana lintasan masing-masing sudah ditentukan. Lomba dimulai dari gedung Bung Karno dan berakhir di Monas. Andri mengikuti lomba full marathon dan hanya mampu menyelesaikan dengan melalui lintasan A,B, dan C seperti pada gambar di bawah ini. Tentukanlah perpindahan yang dilakukan Andi!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Perpindahan adalah garis lurus yang ditarik dari posisi awal ke akhir dari perjalanan yang dilalui. Tarik garis dari pangkal A menuju ujung C seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Garis merah menunjukkan perpindahan dan garis biru adalah komponen perpindahan disumbu-x dan sumbu-y. Sehingga dengan phytagoras, panjang perpindahan dapat dihitung yaitu 10 kotak atau 10 km.
5. Sebuah benda diukur dengan jangka sorong, dari hasil pengukuran diperoleh data 6.66 cm. Manakah dari gambar di bawah ini yang menunjukkan pengukuran panjang benda yang benar?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: A
Perhatikanlah gambar pada option A:\begin{align*}\text{skala utama}&=6,6\\\text{skala nonius}&=0,06+\\\hline \text{Pengukuran}&=6,66cm\\\end{align*}Perhatikanlah gambar pada option B:\begin{align*}\text{skala utama}&=6,8\\\text{skala nonius}&=0,06+\\\hline \text{Pengukuran}&=6,86cm\\\end{align*}Perhatikanlah gambar pada option C:\begin{align*}\text{skala utama}&=6,9\\\text{skala nonius}&=0,09+\\\hline \text{Pengukuran}&=6,99cm\\\end{align*}Perhatikanlah gambar pada option D:\begin{align*}\text{skala utama}&=6,7\\\text{skala nonius}&=0,03+\\\hline \text{Pengukuran}&=6,73cm\\\end{align*}Perhatikanlah gambar pada option E:\begin{align*}\text{skala utama}&=6,9\\\text{skala nonius}&=0,05+\\\hline \text{Pengukuran}&=6,95cm\\\end{align*}
6. Perhatikanlah grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak berikut ini.
Jarak yang ditempuh benda tersebut adalah
A. 500 m
B. 450 m
C. 300 m
D. 150 m
E. 100 m
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: C
Dalam grafik v-t jarak yang ditempuh oleh benda adalah luas yang dibatasi oleh kurva v dengan t. Berdasarkan gambar ada tiga luasan yaitu luas segitiga, luas trapesium, dan luas segitiga kembali. Dengan menggunakan persamaan luas untuk masing-masing bangun, dapat dihitung sebagai berikut:
$\small \\S_{1}=\frac{1}{2}at\\\\S_{1}=\frac{1}{2}10.10=50\\\\\\S_{2}=\frac{1}{2}at\\\\S_{2}=\frac{1}{2}10.10=50\\\\\\S_{3}=\frac{1}{2}(a+b)t\\\\S_{3}=\frac{1}{2}(15+25)10\\\\S_{3}=200\\\\\\S=S_{1}+S_{2}+S_{3}\\\\S=50+50+200=300m$
7. Bola A dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 8 m/s. Setelah 0.8 detik kemudian dari titik yang sama bola B dilemparkan juga vertikal ke atas dengan kecepatan 16 m/s. Tinggi yang dicapai bola B saat bertemu dengan bola A adalah....( g = 10 m/s/s)
A. 0.2 m
B. 3.0 m
C. 3.2 m
D. 3.8 m
E. 4.0 m
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Bola B akan bertemu atau bertabrakan dengan bola A ketika perpindahan yang dilakukan oleh kedua bola sama. Misalkan waktu bola A bertemu bola B adalah t maka waktu yang dialami bola B lebih singkat 0,8 detik jadi (t-0,8). Nilai waktu t adalah
$\small S_{A}=S_{B} \\\\v_{oA}t-\frac{1}{2}gt^{2}=v_{oB}(t-0,8)-\frac{1}{2}g(t-0,8)^{2}\\\\8t-5t^{2}=16t-12,8-5(t^{2}-1.6t+0.64) \\\\t=1 s$ Perpindahan yang dicapai oleh kedua benda ketika keduanya bertemu adalah
$S_{A}=v_{oA}t-\frac{1}{2}gt^{2} \\\\S_{A}=8-5=3m$
8. Tiga buah roda dihubungkan seperti pada gambar di bawah ini!
Jika roda A diputar dengan kelajuan linier 4 m/s, maka perbandingan kecepatan sudut antara roda B dan roda C adalah
A. 1 : 3
B. 3 : 2
C. 3 : 4
D. 4 : 1
E. 4 : 3
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: A
Sebelum mencari perbandingan kecepatan sudut B dengan C, baiknya kita tinjau hubungan B dengan A yang bersinggungan. Saat bersinggungan kedua benda mempunya v yang sama.
$\small \\v_{A}=v_{B} \\\\\omega _{A}R_{A}=\omega _{B}R_{B}\\\\\omega _{A}=\omega _{C}\, dan\, v_{A}=v_{B} \\\\\omega _{C}R_{A}=\omega _{B}R_{B} \\\\\frac{\omega _{B}}{\omega _{C}}=\frac{R_{A}}{R_{B}}\\\\\frac{\omega _{B}}{\omega _{C}}=\frac{20}{60}=\frac{1}{3}$
9. Perhatikanlah gambar di bawah ini!
Dalam sebuah permainan golf, bola yang massanya 0.2 kg ( g = 10 m/s/s) akan dimasukkan ke dalam lubang C seperti tampak pada gambar. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0.01 detik dan lintasan B-C ditempuh bola selama 1 detik. Gaya yang diperlukan pemain golf untuk memukul bola supaya tepat masuk ke lubang C adalah
A. 20 N
B. 80 N
C. 120 N
D. 180 N
E. 200 N
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E
Sebelum menghitung gaya pemukul, kita hitung terlebih dahulu kecepatan awal bola ketika dipukul. Perhatikan jarak horizontal 5m dan gunakan GLB untuk menghitung kecepatan awal komponen x.
$\\x=v_{ox}t\\ v_{ox}=\frac{5}{1}=5ms^{-1}\\\\v_{ox}=v_{o}cos60^{o}\\\\ v_{o}=v_{ox}/0,5=\frac{5}{0,5}=10ms^{-1}$
Gaya yang diberikan oleh pemukul dapat dihitung dari persamaan impuls momentum.
$F.\Delta t=mv_{o}\\\\F=(0.2)(10)/(0.01)=200N$
10. Dua buah balok dihubungkan dengan katrol licin dan massa katrol dapat diabaikan seperti pada gambar.
Massa A adalah mA dan massa B adalah mB dan balok B turun dengan percepatan a. Jika percepatan gravitasi g, maka besar tegangan tali yang terjadi pada balok B adalah
A. T = mA .a
B. T = mA .(a - g)
C. T = mA .(g - a)
D. T = mB .(a - g)
E. T = mB .(g - a)
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E
Gaya yang bekerja pada benda B adalah gaya berat B yang arahnya ke bawah dan gaya tegangan tali (T) yang arahnya ke atas. Persamaan gerak B menurut hukum II Newton adalah
$\Sigma F_{B}=m_{B}a\\\\\ W_{B}-T=m_{B}a\\\\T=m_{B}(g-a)$
11. Mobil melaju pada sebuah tikungan jalan raya yang datar (jari-jari tikungan 40m). Koefisien gesekan statik antara ban dengan jalan 0.4 (percepatan gravitasi 10 m/s/s). Agar mobil tidak keluar jalur, kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah
A. √10 ms-1
B. 2√10 ms-1
C. 4√10 ms-1
D. 5√10 ms-1
E. 6√10 ms-1
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\\Sigma F=m(a_{S})\\\\ f=m\left (\frac{v^{2}}{R} \right )\\\\ \mu _{s}mg=\left (\frac{v^{2}}{R} \right )\\\\ v=\sqrt{\mu _{s}gR}\\\\ v=\sqrt{(0.4)10(40)}\\\\v=4\sqrt{10}ms^{-1}$
12. Batang AB yang panjangnya 1.2 m massanya diabaikan dipengaruhi oleh tiga buah gaya FA = 10 N, FB = FC = 20 N seperti pada gambar di bawah ini.
Jika jarak AB = 2AC dan AC = 2AP. Besar momen gaya terhadap titik P adalah:
A. 12 Nm
B. 15 Nm
C. 18 Nm
D. 21 Nm
E. 24 Nm
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E
Torsi batang terhadap titik P ditimbulkan oleh tiga gaya yaitu A, B, dan C. Gaya A dan B menghasilkan putaran searah jarum jam sedangkan gaya C menghasilkan putaran berlawanan putaran jarum jam (AP =PC = 0.6m dan PB = 1.2m).
$\small \\\Sigma \tau_{P}=\tau_{A}+\tau_{B}+\tau_{C}\\\Sigma\tau_{P}=0,6x10+1,2x20-0,6x20\sin 30^{o}\\\Sigma \tau_{P}=24Nm$
13. Perhatikanlah gambar di bawah ini!
Letak koordinat titik berat bidang berbentuk huruf H adalah
A. (3 : 4)
B. (3.5 : 2.5)
C. (3.5 : 4.0)
D. (4 : 3)
E. (4 : 4)
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: D
Karena bentuk bagun H adalah simentris kiri akan sehingga bisa dilipat tepat menutupi kedua sisi. Koordinat titik berat akan tepat berada ditengah bangun yaitu (4: 3). Nilai 4 diperoleh dari setengah panjang, dan nilai 3 diperoleh dari setengah tinggi.
