SOAL DAN PENYELESAIAN NASKAH UN FISIKA 2017 NOMOR 01 - 20~Soal Penyelesaian Fisika dan Matematika

Cara Cepat Pintar Fisika - Berikut ini adalah Soal Fisika UN SMA 2017. Berhubung jumlah soal sebanyak 40 soal, maka kami bagi menjadi dua posting masing-masing sebanyak 20 soal, dan ini soal jawab Fisika UN SMA 2017 bagian pertama yang terdiri dari nomor 1 sampai 20. Untuk mempercepat loading blog ini, sengaja option (pilihan) beberapa soal kami hilangkan. Semoga bermanfaat.

01. UN Fisika SMA 2017: Hasil pengukuran dua buah pelat besi menggunakan jangka sorong, digambarkan sebagai berikut:

SOAL JAWAB NASKAH UN FISIKA 2017 NOMOR 01 - 20

Selisih tebal kedua pelat tersebut adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Pengukuran jangka sorong = Skala Utama + Nonius
Jangka sorong (1) = 2,4+0,01cm = 2,41 cm.
Jangka sorong (2) = 2,3+0,04cm = 2,34 cm.
Selisih 2,41-2,34 = 0,07=0,7mm.

02. UN Fisika SMA 2017 Sebuah benda mula-mula di titik A(0,0) kemudian bergerak selama 2 sekon ke titik B(4,2). Selanjutnya bergerak lagi selama 3 sekon ke titik C(8,6). Kecepatan rata-rata gerak benda adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Perpindahan dari titik A ke titik C adalah:

$\displaystyle {\small \Delta \vec{r} =\sqrt{(x_c-x_a)^{2}+(y_c-y_a)^{2}}}$

$\displaystyle {\small \Delta \vec{r} =\sqrt{(8-0)^{2}+(6-0)^{2}} = 10\: m}$

$\displaystyle {\small v=\frac{\Delta \vec{r}}{t}=\frac{10}{2 + 3} = 2m.s^{-1}}$

03. UN Fisika SMA 2017 Sebuah mobil, awalnya bergerak lurus dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Setelah 20 sekon kemudian, mobil dipercepat dengan percepatan

$\displaystyle \small 3m.s^{-2}$ selama 10 sekon dan diperlambat dengan perlambatan

$\displaystyle \small 5m.s^{-2}$ hingga mobil berhenti. Bentuk grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) perjalanan mobil tersebut adalah…

Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Gerak Lurus Beraturan (GLB)

$\displaystyle \small v_{o}=\frac{72km}{jam}= \frac{72.000m}{3.600s} = 20m/s$ selama 20 sekon.
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat:

$\displaystyle \small a = +3m.s^{-2}\: selama \: t = 10$ sekon (grafik naik)

$\displaystyle \small V_t = V_o + a.t$

$\displaystyle \small V_t = 20 + 3.10$

$\displaystyle \small V_t = 50 m/s$
GLBB diperlambat

$\displaystyle \small a = -5 m.s^{-2}$ hingga berhenti (grafik turun)

$\displaystyle \small v_0 = 50\: m/s$ dan

$\displaystyle \small v_t = 0$ (berhenti)

$\displaystyle \small v_t = v_o + a.t$

$\displaystyle \small 0 = 50 - 5t$

$\displaystyle \small 5t = 50$

$\displaystyle \small t = 10$ sekon

$\displaystyle \small t$ akhir = 20 + 10 + 10 = 40
grafik yang memenuhi adalah grafik B.

04. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan tabel data kecepatan dari tiga benda yang bergerak lurus berikut!

Berdasarkan data kecepatan pada tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa benda yang dapat mengalami percepatan terbesar dalam selang waktu tertentu adalah…
A. benda A untuk t = 2 s sd t = 4 s
B. benda B untuk t = 2 s sd t = 4 s
C. benda B untuk t = 4 s sd t = 6 s
D. benda C untuk t = 2 s sd t = 4 s
E. benda C untuk t = 4 s sd t = 6 s
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Percepatan:

$\displaystyle \small a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$ , percepatan besar saat selisih kecepatan besar pada selang waktu yang kecil, sehingga percepatan terbesar terjadi pada benda A pada t=2s hingga t=4s.

$\displaystyle \small a = \frac{14-3}{4-2}=5,5m.s^{-2}$

05. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan gambar!

Jari-jari roda A = 30 cm, B = 40 cm, C = 25 cm, dan D = 50 cm. Roda B berputar dengan kecepatan anguler 50 rad/s, kecepatan anguler roda D adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Roda AB sepusat maka:

$\displaystyle \small \omega_A = \omega_B = 50 rad/s$
Roda AC dihubungkan dengan tali/rantai maka:

$\displaystyle \small v_A = v_B$
Roda CD bersinggungan, maka:

$\displaystyle \small v_C = v_D$
sehingga

$\displaystyle \small v_A = v_C=V_D$

$\displaystyle \small \omega_A.R_A = \omega_D.R_D$

$\displaystyle \small 50.30 = \omega_D.50$

$\displaystyle \small \omega_D = 30 rad/s$

06. UN Fisika SMA 2017 Seorang pembalap mobil sedang elintasi tikungan miring dengan kemiringan θ dan jari-jari 12 m. Kecepatan maksimum mobil 6 m/s, maka nilai tan θ adalah…

$\displaystyle \small \frac{2}{3}$
B.

$\displaystyle \small \frac{5}{10}$
C.

$\displaystyle \small \frac{3}{10}$
D.

$\displaystyle \small \frac{2}{11}$
E.

$\displaystyle \small \frac{1}{12}$
Jawaban Fisika Pak Dimpun:

$\displaystyle \small \\\\\tan \theta =\frac{V_{maks}^{2}}{gr}\\ \tan \theta =\frac{6^{2}}{10.12}\\ tan \theta =\frac{3}{10}$

07. UN Fisika SMA 2017 Sebuah bola dilempar dengan sudut elevasi 30o menempuh lintasan parabola seperti terlihat pada gambar.

Percepatan gravitasi 10 m/s2, maka perbandingan kecepatan di titik A, B, dan C adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:

$\small {V_{ox} = V_o.\cos \theta}$

$\small {V_{ox} = 60.\cos 30^o = 30\sqrt3}$ m/s
(kecepatan sepanjang sumbu x konstan), maka:

$\small {V_{Ax} = V_{Bx} = V_{Cx} = V_{ox} = 30\sqrt3}m/s$

$\small {V_{oy} = V_o.\sin \theta = 60.\sin 30^o = 30}m/s$

$\small {V_{Ay} = V_{oy} - g.t_A \\V_{Ay}= 30 - 10.1 = 20\:m/s}$

$\small {V_{By} = V_{oy} - g.t_B \\V_{By}= 30 - 10.2 = 10\:m/s}$

$\small {V_{Cy} = V_{oy} - g.t_C \\V_{Cy}= 30 - 10.3 = 0m/s}\\$

$\small {V = \sqrt{V_x^{2} + V_y^{2}}}$

$\small {V_{A} = \sqrt{V_{Ax}^{2} + V_{Ay}^{2}}}$

$\small {V_{A} = \sqrt{(30\sqrt3)^{2} + 20^{2}} = \sqrt{3100}\\}$

$\small {V_{B} = \sqrt{V_{Bx}^{2} + V_{By}^{2}}}$

$\small {V_{B} = \sqrt{(30\sqrt3)^{2} + 10^{2}} = \sqrt{2800}}$

$\small {V_{C} = \sqrt{V_{Cx}^{2} + V_{Cy}^{2}}}$

$\small {V_{Cx} = \sqrt{(30\sqrt3)^{2} + 0^{2}} = \sqrt{2700}}\\$

$\small {V_A : V_B : V_C= \sqrt{3100} : \sqrt{2800} : \sqrt{2700}\\ V_A : V_B : V_C= \sqrt{31} : \sqrt{28} : \sqrt{27}}$

08. UN Fisika SMA 2017 Sebuah partikel bergerak ke atas memenuhi persamaan

$\displaystyle \small y = 8t-t^{2}$ dengan y dan t masing-masing dalam satuan meter dan sekon. Kecepatan benda saat t = 2 sekon adalah …

$m.s^{-1}$
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Persamaan kecepatan adalah turunan pertama dari persamaan posisi (y)

$\displaystyle \small y = 8t-t^{2}$

$\displaystyle \small v = \frac{dy}{dt} = 8 - 2t$

$\displaystyle \small t = 2 s \\ v = 8 - 2.2 = 4 m/s$

09. UN Fisika SMA 2017 Sebuah balok bermassa 1 kg meluncur pada bidang miring kasar dari keadaan diam seperti gambar.

Setelah menempuh jarak 3,75 m, kecepatan balok adalah 7,5 m/s. Jika nilai g = 10

$\displaystyle \small m.s^{-2}$ , koefisien gesekan kinetis 3/16 dan tan θ = 3/4, maka besar gaya tahan F agar balok berhenti tepat di kaki bidang miring adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:

$\displaystyle \small v_t^{2} = v_o^{2} + 2as$

$\displaystyle \small 0^{2} = 7,5^{2} + 2a(3,75)$

$\displaystyle \small -7,5a = 7,5^{2}$

$\displaystyle \small a = -7,5$
Teorema phytagoras:

$\displaystyle \small \tan \theta = \frac{3}{4} \Rightarrow \theta =37^{o}\\$

$\displaystyle \small N= m.g.\cos \theta=m.g.\cos 37$

$\displaystyle \small N= 1.10.\frac{4}{5} = 8$

$\displaystyle \small \mu = \frac{3}{16}\\$ Hukum II Newton:

$\displaystyle \small \Sigma{F} = m.a$

$\displaystyle \small m.g.\sin \theta - F - f.g = m.a$

$\displaystyle \small m.g.\sin 37 - F - \mu.N = m.a$

$\displaystyle \small 1.10.\frac{3}{5} - F - \frac{3}{16}.8 = -7,5$

$\displaystyle \small 6 - F - 1,5 = -7,5$

$\displaystyle \small F = 12 N$

10. UN Fisika SMA 2017 Balok A dan B dengan massa masing-masing adalah 8 kg dan 5 kg dihubungkan dengan tali melalui katrol seperti gambar.

Koefisien gesekan statis dan kinetis antara lantai dengan balok adalah 0,5 dan 0,3. Balok C yang massanya 4 kg kemudian diletakkan di atas balok A, maka…
A. tagangan tali sistem menjadi lebih kecil dari semula
B. tegangan tali sistem menjadi dua kali semula
C. sistem balok menjadi diam
D. sistem balok bergerak dengan percepatan setengah kali semula
E. sistem balok bergerak dengan percepatan dua kali semula
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Saat awal

$\displaystyle \small f_{s}=\mu_{s}\times m_{A}g\\\displaystyle \small f_{s}=0,5\times 8.10\\\displaystyle \small f_{s}=40N$

$\displaystyle \small a=\frac{m_{B}.g-f_{s}}{m_{A}+m_{B}}\\\displaystyle \small a=\frac{5.10-40}{8+5}=\frac{10}{13}\frac{m}{s^{2}}\\$ Saat C dinaikkan di atas A:

$\displaystyle \small f_{s}=\mu_{s}\times (m_{A}+m_{C})g\\\displaystyle \small f_{s}=0,5\times (8+4).10\\\displaystyle \small f_{s}=60N$

$\displaystyle \small f_{s}>m_{B}.g\\\displaystyle \small f_{s}>50N\Rightarrow \textrm{benda diam}$ Jawab: C

11. UN Fisika SMA 2017 Sebuah benda berbentuk balok dicelupkan dalam cairan A yang massa jenisnya 900

$\displaystyle \small kg/m^{3}$ ternyata 1/3 bagiannya muncul di atas permukaan.

Jika jenis cairan diganti dengan cairan B dengan massa jenis 1.200

$\displaystyle \small kg/m^{3}$ , berapa besar bagian balok tersebut yang muncul?
A. 1/4 bagian
B. 4/9 bagian
C. 1/2 bagian
D. 5/9 bagian
E. 3/4 bagian
Jawaban Fisika Pak Dimpun:

$\displaystyle \small v^{"}=\left (1-\frac{\rho _{B}}{\rho _{C}} \right )V\\\displaystyle \small \frac{1}{3}V=\left (1-\frac{\rho _{B}}{900} \right )V\\\displaystyle \small \rho _{B}=600\: gr.cm^{-3}$

$\displaystyle \small v^{"}=\left (1-\frac{\rho _{B}}{\rho _{C}} \right )V\\\displaystyle \small v^{"}=\left (1-\frac{600}{1200} \right )V\\\displaystyle \small v^{"}=\frac{1}{2}V\\$ cara lain:

$\displaystyle \small F_{B}= F_{A} \\ \displaystyle \small \rho_{B}.g.V_B = \rho_{A}.g.V_A \\\displaystyle \small \rho_{B}.V_B = \rho_{A}.V_A \\ \displaystyle \small 1200.V_B = 900.(1-\frac{1}{3}) \\\displaystyle \small V_B = \frac{900}{1200}.\frac{2}{3} \\\displaystyle \small V_B = \frac{1}{2}$ Volume yang tercelup

$\displaystyle \small \frac{1}{2}$ dan volume yang muncul di atas permukaan adalah

$\displaystyle \small 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$

12. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan alat penyemprot nyamuk pada gambar di bawah ini!

Ketika batang pengisap M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada ujungnya. "Jika v mewakili besar kecepatan alir cairan obat nyamuk dan P mewakili besar tekanannya, maka pernyataan yang benar dari prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah"…
A.

$\displaystyle \small P_{1} < P_2$ , maka

$\displaystyle \small v_{1} < v_2$
B.

$\displaystyle \small P_{1} > P_2$ , maka

$\displaystyle \small v_{1} < v_2$
C.

$\displaystyle \small P_{1} < P_2$ , maka

$\displaystyle \small v_{1} > v_2$
D.

$\displaystyle \small P_{1} > P_2$ , maka

$\displaystyle \small v_{1} > v_2$
E.

$\displaystyle \small P_{1} = P_2$ , maka

$\displaystyle \small v_{1} = v_2$
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
"Tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan"
Prinsip Bernoulli: Ketika menekan batang penghisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa. Semburan udara yang bergerak lebih cepatan v₂ mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung P₂, sebaliknya pada pipa 1 laju udara lebih rendah dan tekanan lebih tinggi.

13. UN Fisika SMA 2017 Sebuah pesawat ruang angkasa P memiliki orbit pada jarak tertentu dari permukaan bumi (B) dengan kecepatan konstan yang membentuk lintasan elips seperti ilustrasi pada gambar.

Apabila pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur, maka bentuk lintasan yang mungkin terjadi ditunjukkan oleh gambar…

Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Lintasan A, C, dan E menunjukkan pesawat kehilangan tenaga secara cepat. Lintasan D menunjukkan tenaga pesawat dijaga agar konstan. Lintasan B menunjukkan pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur, terlihat dari panjang lintasan yang besar.

14. UN Fisika SMA 2017 "Seorang penari berdiri di atas lantai es yang licin dan berputar di tempatnya seperti pada gambar."

Mula-mula penari tersebut berputar dengan menyilangkan kedua tagannya di dada (Gambar A). Kemudian penari tersebut kembali berputar sambil merentangkan kedua tangannya (Gambar B). Pernyataan yang benar pada Tabel di bawah ini yang berkaitan dengan kedua keadaan penari tersebut adalah…

Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Hukum kekekalam Momentum sudut
L_A = L_B
momen inersia: I = mR²
Jari-jari putar penari (R_A) lebih kecil dari jari-jari putar penari (R_B).
R_A < R_B
Karena momen inersia berbanding lurus dengan kwadrat jari-jari putar maka:I_A < I_B
kunci (C)

15. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan data posisi benda-benda berikut ini!

Benda A, B, dan C dihubungkan dengan batang ringan yang dianggap tak bermassa pada bidang x-y. Besar momen inersia sistem jika diputar pada poros sejajar sumbu y melalui benda A adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Poros sejajar sumbu Y maka jari-jari / jarak yang digunakan adalah x. Momen inersia benda A adalah 0 karena letaknya di poros.

$\displaystyle \small I_{total} = I_A + I_B + I_C$

$\displaystyle \small I_{total} = 0 + mr_{xAB}^{2} + mr_{xAC}^{2}$

$\displaystyle \small I_{total} = 0 + 0,2(4)^{2} + 0,25(4)^{2} = 7,2 kg.m^{2}$

16. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan gambar berikut!

Dua buah benda menuruni lintasan dari titik A. Massa benda pertama m1 = 5 kg dan benda kedua m2 = 15 kg. Jika percepatan gravitasi g = 10

$\displaystyle \small m/s^{2}$ , maka perbandingan energi kinetik benda 1 dan 2 di titik B adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Kecepatan benda 1 dan benda 2 sama karena kecepatan tidak dipengaruhi oleh massa benda.

$\displaystyle \small \frac{Ek_1}{Ek_2} = \frac{\frac{1}{2}m_1v^{2}}{\frac{1}{2}m_2v^{2}} = \frac{5}{15} = \frac{1}{3}$ .

17. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan gambar!

Sebuah peluru dari senapan A ditembakkan ke balok dan bersarang di dalam balok, mengakibatkan balok naik setinggi

$\displaystyle \small h_1$ = 40 cm (gambar 1). Balok identik lainnya, ditembak peluru dari senapan B dengan massa sama, ternyata mendorong balok naik setinggi

$\displaystyle \small h_2$ = 30 cm (gambar 2). Perbandingan kecepatan peluru dari senapan A dan B sesaat sebelum menumbuk balok adalah…

Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Hukum kekekalan momentum:

$\displaystyle \small m_bv_b+m_pv_p = (m_b + m_p)v'$

$\displaystyle \small v' = \sqrt{2gh}$
karena balok awalnya diam

$\displaystyle \small {(v_b = 0)$, maka $\displaystyle \small v_p = \frac{(m_b + m_p)}{m_p} \sqrt{2gh}}$
karena massa balok dan massa peluru tidak berubah maka:

$\displaystyle \small {\frac{v_{pA}}{v_{pB}} = \frac{\sqrt{h_1}}{\sqrt{h_2}}\\ \frac{h_1}{h_2} =\frac{\sqrt{40}}{\sqrt{30}} = \frac{\sqrt4}{\sqrt3} = \frac{2}{\sqrt3}}$

18. UN Fisika SMA 2017 Sebuah proyektil ditembakkan dengan sudut elevasi a terhadap bidang horisontal (

$\displaystyle \small \cos \alpha =\frac{3}{5}$ ) dan kecepatan awal 100 m/s.

Massa peluru 40 gram dan g = 10

$\displaystyle \small m/s^{2}$ . Energi potensial peluru setelah bergerak selama 5 sekon adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
ada yang janggal disoal ini. Pada teks tertulis

$\displaystyle \small \cos \alpha =\frac{3}{5}$ sedangkan di gambar tertulis

$\displaystyle \small \cos \alpha =\frac{4}{5}$ . kita ikuti saja yang di soal.

$\displaystyle \small \cos \alpha = \frac{3}{5}\\\displaystyle \small \alpha =53^{o}\\\displaystyle \small \sin 53^{o}=\frac{4}{5}$

$\displaystyle \small h = v_o.\sin \alpha.t - \frac{1}{2}gt^{2}$

$\displaystyle \small h = 100.\frac{4}{5}.5 - \frac{1}{2}.10.5^{2}$

$\displaystyle \small h = 400 - 125 = 275$

$\displaystyle \small Ep = mgh = 0,04.10.275 = 110 joule$

19. UN Fisika SMA 2017 Perhatikan 3 peristiwa tumbukan pada gambar berikut!

Gambar A: benda P massa 8m menumbuk Q bermassa m yang mula-mula diam, dengan kecepatan v Gambar B: benda R massa m dengan kecepatan v menumbuk S bermassa 8m yang mula-mula diam, Gambar C: benda K bermassa 8m bergerak dengan kecepatan v menumbuk benda R bermassa sama yang mula-mula diam. Ketiga tumbukan ersifat lenting sempurna, maka dapat disimpulkan bahwa…
A. Benda Q memiliki kecepatan terbesar, pada gambar A
B. Benda S memiliki kecepatan terbesar, pada gambar B
C. Benda R memiliki kecepatan terbesar, pada gambar C
D. kecepatan sulit diprediksi karena massa pada ketiga peristiwa tidak sama
E. kecepatan benda yang ditumbuk pada ketiga peristiwa sama
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Ketika tumbukan bersifat lenting sempurna, kecepatan terbesar setelah tumbukan terjadi pada benda yang bermassa lebih kecil (Q) ditumbuk benda yang bermassa lebih besar (P) seperti pada gambar A.

20. UN Fisika SMA 2017 Balok bermassa 10 kg meluncur sepanjang bidang miring A-B dan berhenti di titik C.