28 Soal dan Penyelesaian Latihan Ujian Akhir Semester PAT Fisika SMA kelas 12

Soal dan Penyelesaian Fisika - Latihan soal Ujian Akhir Semester PAT Fisika SMA kelas 12 ini untuk memberikan gambaran mengenai bentuk soal PAT Fisika pada peserta didik Kelas 12 SMA MA Kurikulum 2013 dengan tingkat kesulitan setara UN atau UNBK pada tahun lalu.

Soal dan Penyelesaian Ujian Akhir Semester Fisika Kelas 12

---

Soal 1: Sebuah balok diukur menggunakan jangka sorong memiliki panjang, lebar, dan tinggi seperti ditunjukkan pada gambar.

Volume balok tersebut sesuai dengan kaidah angka penting adalah...
A. 1,130 cm³
B. 1,13 cm³
C. 1,1 cm³
D. 1,2 cm³
E. 1,5 cm³
Penyelesaian Fisika: C
Pembacaan jangka sorong:

• Panjang = 1,82cm  (3 angka  penting)
• Lebar = 0,46cm  (2 angka  penting)
• Tinggi = 1,35cm  (3 angka  penting)

Angka penting paling sedikit adalah 2 angka penting, maka volume haruslah terdiri dari 2 angka penting.
$\begin{align*}p&=1,82\textrm{ cm}\\l&=0,46\textrm{ cm}\\t&=1,35\textrm{ cm}\, \, \, \times\\\hline V &= p\times l\times t\\&=1,13022\mathrm{ \, cm^3}\\& = 1,1\mathrm{ \, cm^3}\\&\textrm{ 2 angka penting}\end{align*}$ 

---

Soal 2: Soal UNBK Fisika SMA 2019
Seorang mengendarai motor dengan rute seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
 

Besar perpindahan yang ditempuh orang tersebut adalah...
A. 30 km
B. 40 km
C. 50 km
D. 60 km
E. 70 km 
Penyelesaian Fisika: C
Perhatikan gambar !

Perpindahan adalah jarak antara posisi awal dan posisi akhir. Dengan dalil Pithagoras, jarak antara posisi awal dan posisi akhir adalah:
$\begin{align*}r&=\sqrt{(20+10)^2+40^2}\\&=50\textrm{ km}\end{align*}$ 

---

Soal 3: Perhatikan gambar berikut !

Diketahui percepatan sistem adalah $a_{sistem}$, percepatan gravitasi adalah $g$, dan tegangan tali adalah $T$. Besar percepatan balok A adalah...
$\begin{align*}&A.\ a_A = \frac{m_B.g}{m_A}\\&B.\ a_A = \frac{m_B.g - T}{m_A}\\&C.\ a_A = \frac{m_A.m_B.g}{m_A + m_B}\\&D.\ a_A = \frac{m_B.g}{m_A + m_B}\\&E.\ a_A = \frac{T - m_B.g}{m_A}\end{align*}$ 
Penyelesaian Fisika: D
Percepatan benda A sama dengan percepatan benda B.
$\begin{align*}a&=\frac{\Sigma F}{m}\\&=\frac{W_B}{m_A+m_B}\\& = \frac{m_B.g}{m_A+m_B}\end{align*}$

---

Soal 4: Satelit Helios 1 dan Helios 2 mengorbit Bumi dengan perbandingan jari-jari orbitnya $4 : 9$ serta perbandingan massa Helios 1 dan Helios 2 adalah $4 : 9$. Jika lintasan orbit satelit tersebut melingkar, maka perbandingan periode satelit Helios 1 dan Helios 2 adalah...

A. 4 : 9
B. 4 : 27
C. 8 : 27
D. 27 : 4
E. 27 : 8 
Penyelesaian Fisika: C 
$\left(\frac{T_1}{T_2} \right)^2 = \left(\frac{R_1}{R_2} \right)^3$
$\begin{align*}\left(\frac{T_1}{T_2} \right)^2 = \left(\frac{4}{9} \right)^3\end{align*}$ 
$\begin{align*}\left(\frac{T_1}{T_2} \right)^2 = \left(\frac{4}{9} \right)^2\left(\frac{4}{9} \right)\end{align*}$ 
$\begin{align*}\left(\frac{T_1}{T_2} \right) = \left(\frac{4}{9} \right)\left(\frac{2}{3} \right)\end{align*}$ 
$\begin{align*}\frac{T_1}{T_2} =\frac{8}{27}\end{align*}$ 

---

Soal 5: Perhatikan gambar berikut !

Gambar di atas menunjukkan seorang ibu mendorong kereta belanja di atas bidang datar licin dengan gaya $F$ sehingga berjalan dalam selang waktu $t$. Tabel berikut ini berisi data-data tentang massa (M), gaya dorong (F), dan waktu (t):

Berdasarkan tabel di atas, maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terkecil adalah...
A. (1) - (2) - (3) - (4)
B. (1) - (3) - (4) - (2)
C. (2) - (4) - (3) - (1)
D. (3) - (1) - (2) - (4)
E. (4) - (2) - (1) - (3)
Penyelesaian Fisika: E
$\begin{align*}s&=v_ot+\frac{1}{2}at^2\Rightarrow v_o=0\\s&=\frac{1}{2}\frac{F}{m}t^2\times \frac{F}{F}\\Fs&=\frac{\left (Ft \right )^2}{2m}\Rightarrow W=Fs\\W&=\frac{\left (Ft \right )^2}{2m}\end{align*}$
Nomor 1:
$W = \frac{(25.4)^2}{2.40} = 125\ J$
Nomor 2:
$W = \frac{(30.2)^2}{2.30} = 60\ J$
Nomor 3:
$W = \frac{(20.10)^2}{2.25} = 800\ J$
Nomor 4:
$W = \frac{(10.5)^2}{2.50} = 25\ J$
Urutan usaha dari terkecil adalah: (4) - (2) - (1) - (3)

---

Soal 6: Sebuah bola pejal dengan massa $4\ kg$ terletak di ujung lemari kemudian didorong mendatar sehingga kecepatannya $2\ m.s^{-1}$ pada saat lepas dari tepi atas lemari seperti tampak pada gambar di bawah.

Percepatan gravitasi adalah $10\ m.s^{-2}$, maka energi mekanik partikel pada saat benda berada pada ketinggian $1\ m$ dari tanah sebesar...
A. 40 J
B. 48 J
C. 80 J
D. 88 J
E. 96 J
Penyelesaian Fisika: D
Energi mekanik sistem adalah tetap.
$\begin{align*}EM_B = EM_A &= \frac12mv_A^2 + mgh_A\\EM_B &= \frac12.4.2^2 + 4.10.2\\EM_B &= 8 + 80\\EM_B &= 88\ J\end{align*}$

---

Soal 7: Berikut adalah grafik hubungan kecepatan $(v)$ terhadap waktu $(t)$ dua mobil A dan B yang bergerak dari posisi dan lintasan yang sama.

Dari pernyataan-pernyataan berikut:

1. Mobil A dan B sama-sama berhenti pada detik ke-60.
2. Percepatan mobil A lebih besar dibanding percepatan mobil B.
3. Mobil A menempuh perjalanan lebih dekat dari pada mobil B.
4. Mobil A dan B bertemu setelah bergerak 40 sekon.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan grafik di atas ditunjukkan oleh nomor....
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (3) dan (4)
Penyelesaian Fisika: C
Mobil A:
$\begin{align*}v &= v_o + at\\60 &= 0 + a.40\\a &= 1,5\ m/s^2\\\\s &= v_ot + \frac12at^2\\S &= 0.40 + \frac12.1,5.40^2\\S &= 1200\ m\end{align*}$
Mobil B:
$\begin{align*}v &= v_o + at\\60 &= 36 + 40a\\a &= \frac{24}{40} = 0,6\ m/s^2\\\\s &= v_ot + \frac12at^2\\ &= 36.40 + \frac12.0,6.40^2\\ &= 1440 + 480 = 1920\ m\end{align*}$
Kesimpulan:

• Mobil A dan mobil B mengalami GLBB dipercepat, sehingga tidak berhenti. Pernyataan (1) salah.
• Percepatan mobil A lebih besar dari percepatan mobil B. Pernyataan (2) benar.
• Setelah 40s jarak tempuh mobil A lebih pendek dari jarak tempuh mobil B. Pernyataan (3) benar.
• Pada saat t = 40s mobil A menempuh jarak 1200m sedangkan mobil B menempuh jarak 1920m, dengan demikian mereka tidak bertemu.

---

Lanjut soal nomor - 8

Soal dan Penyelesaian Ujian Akhir Semester Fisika Kelas 12

---

Soal 8: Perhatikan gambar berikut !

Dua bola digerakkan mendatar dengan kecepatan konstan tanpa gesekan secara bersamaan. Kecepatan bola 1 $= 8\ m.s^{-1}$ dan kecepatan awal bola 2 $= 5\ m.s^{-1}$. Bola 2 dipercepat dengan percepatan tetap $20\ m.s^{-2}$, maka kedua bola akan sampai di titik C pada waktu yang sama. Dari pernyataan-pernyataan berikut:

1. Waktu yang diperlukan bola 2 sampai di titik C = 0,3 sekon.
2. Saat kedua bola bertemu kecepatan bola 2 < dari bola 1.
3. Tinggi meja = 45 cm diukur dari lantai.
4. Saat di titik C kecepatan bola 1 > dari bola 2.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan peristiwa di atas adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 3
E. 3 dan 4
Penyelesaian Fisika: B
bola 1, misalkan jarak BC = x:
$x = v.t = 8t...(1)$ 
bola 2,
$x = v_ot + \frac12at^2\\x = 5t + \frac12.20.t^2\\x = 5t + 10t^2...(2)$
Dari persamaan (1) dan (2);
$8t = 5t + 10t^2\\8t - 5t = 10t^2\\3t = 10t^2\\t = 0,3\ sekon$
Gerak bola 1 pada sumbu vertikal adalah gerak jatuh bebas.
$h = \frac12gt^2\\h = \frac12.10.(0,3)^2\\h = 0,45\ m$
Kecepatan bola 1 di titik C:
$\begin{align*} v_{1x} &= 8\textrm{ m/s}\\\\v_{1y} &= \sqrt{2gh}\\v_{1y} &= \sqrt{2.10.0,45}\\v_{1y} &= \sqrt{9} = 3\textrm{ m/s}\\\\v_R &= \sqrt{v_{1x}^2 + v_{1y}^2}\\v_R &= \sqrt{8^2 + 3^2}\\v_R &= \sqrt{73}\textrm{ m/s}\end{align*}$ 
Kecepatan bola 2 di titik C:
$v = v_o + at\\v = 5 + 20.0,3\\v = 5 + 6\\v = 11\ m/s$
Kesimpulan:

• Waktu yang diperlukan oleh bola 1 dan bola 2 untuk sampai dititik C adalah sama yaitu $0,3\ sekon$. Pernyataan (1) benar.
• Saat kedua bola bertemu di titik C, kecepatan bola 1 lebih kecil dari kecepatan bola 2. Pernyataan (2) salah.
• Tinggi meja $= 0,45\ m$. Pernyataan (3) benar.
• Saat kedua bola bertemu di titik C, kecepatan bola 1 lebih kecil dari kecepatan bola 2. Pernyataan (4) salah.

---

Soal 9: Perhatikan gambar koin uang logam yang diletakkan di atas piringan yang berputar dengan kecepatan sudut tetap $6\ rad.s^{-1}$ berikut.

Massa koin $= 0,1\ kg$, koefisien gesek statis $= 0,4$ dan percepatan gravitasi $= 10\ m.s^{-1}$. Jarak maksimum koin dari poros putar agar koin tersebut tetap berputar bersama piringan adalah...
A.  6 cm
B. 10 cm
C. 11 cm
D. 16 cm
E. 25 cm
Penyelesaian Fisika: C

Koin mengalami gaya sentripetal yang arahnya ke luar akibat putaran dari piringan. Agar koin tetap berputar, maka besar gaya sentripetal maksimum harus sama dengan besar gaya gesek statis maksimum. Misalkan jari-jari putar koin adalah $r$, maka:

$\begin{align*} f_{ges} &= F_s\\f_{ges} &= m\frac{v^2}{r}\\\mu_s.m.g &= m \omega^2r\\\mu_s.g &= \omega^2r\\0,4.10 &= 6^2.r\\r &= \frac{1}{9}\ m= \frac{100}{9}\ cm\\R &= 11,11\ cm= 11\ cm\end{align*}$ 

---

Soal 10: Perhatikan gambar dua bola bermassa $2m$ dan $m$ yang bertumbukan berikut ini !

Dari pernyataan-pernyataan berikut ini:

1. koefisien restitusi sama dengan nol.
2. Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama besar.
3. Kecepatan benda bermassa $2m$ sebelum dan sesudah tumbukan tetap.
4. Energi kinetik total kedua benda tetap.

Pernyataan yang benar jika jenis tumbukan kedua bola merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 3
E. 2 dan 4
Penyelesaian Fisika: A
Tumbukan tidak lenting sama sekali:

• Koefisien restitusi sama dengan nol.
• Momentum sebelum dan setelah tumbukan sama besar
• Kecepatan benda sebelum dan sesudah tumbukan tidak sama.
• Energi kinetik total kedua tidak sama.
• dua benda bertumbukan akan bersatu.

Pernyataan yang benar adalah pernyataan (1) dan (2).

---

Soal 11: Gambar di bawah menunjukkan gambar penampang lintang sayap pesawat terbang yang luasnya $40\ m^2$.

Gerak pesawat terbang menyebabkan kelajuan aliran udara di bagian atas sayap sebesar $250\ m.s^{-1}$ dan kelajuan udara di bagian bawah saayap sebesar $200\ m.s^{-1}$. Jika kerapatan udara adalah $1,2\ kg.m^{-3}$, maka besar gaya angkat pesawat adalah...
A. 10.800 N
B. 24.000 N
C. 98.500 N
D. 540.000 N
E. 608.000 N
Penyelesaian Fisika: D
$\begin{align*} F_2 - F_1 &= \frac12 \rho A(v_1^2 - v_2^2)\\F_a &= \frac12.1,2.40.(250^2 - 200^2)\\Fa &= 24(62500 - 40000)\\F_a &= 24.22500\\F_a &= 540.000\ N\end{align*}$

---

Soal 12: Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (gambar 1), piringan B diletakkan diatas piringan A (gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama.

Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm. Jika momen inersia piringan adalah $\frac12mR^2$, maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama-sama adalah...(dalam $\pi \ rad.s^{-1}$)
A. 0,67
B. 0,83
C. 1,92
D. 4,28
E. 5.71Penyelesaian Fisika: C 
$\begin{align*}\omega_A &=\frac{120}{60}.2\pi\ = 4\pi rad.s^{-1}\\\omega_B &=0 \textrm{ (semula diam)}\end{align*}$
Hukum kekekalan momentum sudut:
$\small \begin{align*}I_A \omega_A + I_B \omega_B &=(I_A + I_B) \omega'\\\frac12\left (m_AR_A^2 \omega_A + m_BR_B^2 \omega_B \right )=&\frac12\left(m_AR_A^2 + m_BR_B^2\right) \omega'\\0,1.(0,5)^2.4 \pi + 0,3.(0,3)^2.0=& \left(0,1.(0,5)^2 + 0,3.(0,3)^2\right)\omega'\\0,05\pi &= (0,0125 + 0,0135)\omega'\\0,05\pi &= 0.026\omega'\\\omega' = \frac{0,05}{0,026}\pi &=1,92\ \pi\ rad.s^{-1}\end{align*}$

---

Soal 13: Seorang naik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal licin dengan sudut kemiringan tertentu seperti tampak pada gambar.

Berat tangga 300 N dan berat orang 700 N. Bila orang tersebut dapat naik sejauh 3 m sesaat sebelum tangga itu tergelincir, maka koefisien gesekan antara lantai dan tangga adalah...
A. 0,14
B. 0,43
C. 0,49
D. 0,50
E. 0,85
Penyelesaian Fisika: B

Panjang batang AC, misalkan L:
$\begin{align*}AC&=\sqrt{AB^2+BC^2}\\L&=\sqrt{3^2+4^2}=5m\end{align*}$
Panjang x:
$\begin{align*} \cos \alpha&=\frac{3}{5}=\frac{x}{3}\\x&=\frac{3\times3}{5}\\&=1,8m \end{align*}$ 
Jumlah momen gaya di titik A = 0.
$\begin{align*}\Sigma \tau _A &= 0\\N_C . 4 &= w_t.1,5+w_o.(x) \\N_C . 4 &= w_t.1,5 - w_o.1,8\\4N_C &= 300.1,5 - 700.1,8\\4N_C &= 450 + 1260\\4N_C &= 1710\\N_C &= 427,5\ N\end{align*}$ 
Jumlah gaya pada arah vertikal = 0.
$\begin{align*}\Sigma F_y &= 0\\N_A &= w_o + w_t\\N_A &= 300 + 700\\N_A &= 1000N\end{align*}$
Jumlah gaya pada arah horizontal = 0.
$\begin{align*}\Sigma F_x &= 0\\N_C &= f\\N_C &= \mu_s.N_A\\427,5 &= \mu_s.1000\\\mu_s &= \frac{427,5}{1000}\\\mu_s &= 0,4275\\\mu_s &= 0,43\end{align*}$

---

Soal 14: Perhatikan gambar benda bidang homogen di bawah ini.

Koordinat titik berat benda terhadap titik O adalah...
A. (4 ; 3,3)
B. (3,6 ; 3)
C. (3,3 ; 4)
D. (3,3 ; 3,6)
E. (3 ; 3,6)
Penyelesaian Fisika: C

Bidang pertama, persegi panjang. 
 A₁ = 4.4 = 16 cm².
$\begin{align*}x_1&=\frac12.4=2\\ y_1&=4\\z_1&=(x_1,y_1)\\&=(2,4)\end{align*}$
Bidang kedua, segitiga.
A₂ = (0,5).8.3 = 12cm² 
$\begin{align*}x_2&=4+\frac{1}{3}.(7-4)\\&=5\\ y_2&=4\\z_2&=(x_2,y_2)\\&=(5,4)\end{align*}$
Koordinat titik berat: 
$\begin{align*}x_o &= \frac{x_1.A_1 + x_{2}.A_{2}}{A_1 + A_{2}}\\x_o &= \frac{2.16 + 5.12}{16 + 12}\\x_o &= \frac{92}{28}\\x_o &= 3,3\\\\y_o &= \frac{y_1.A_1 + y_{2}.A_{2}}{A_1 + A_{2}}\\y_o &= \frac{4.16 + 4.12}{16 + 12}\\y_o &= \frac{112}{28}\\y_o &= 4\end{align*}$
Koordinat titik berat benda: (3,3 ; 4).

---

Lanjut soal nomor 15

Soal dan Penyelesaian Ujian Akhir Semester Fisika Kelas 12

---

Soal 15: Perhatikan pernyataan berikut !

1. Memerlukan medium dalam perambatan.
2. Dapat mengalami pembiasan.
3. Merupakan gelombang longitudinal.
4. Dapat mengalami difraksi.
5. Dapat mengalami polarisasi.

Pernyataan yang benar tentang sifat gelombang cahaya adalah...
A. (1), (2), dan (3)
B. (1), (2), dan (4)
C. (1), (3), dan (5)
D. (2), (3), dan (4)
E. (2), (4), dan (5)
Penyelesaian Fisika: E

• Gelombang cahaya tidak memerlukan medium untuk merambat karena merupakan gelombang elektromagnetik. 
• Gelombang cahaya adalah gelombang transversal sehingga dapat mengalami pembiasan, difraksi, dan polarisasi. 
• Pernyataan yang benar adalah (2), (4), (5).

---

Soal 16: Seorang anak menjatuhkan sebuah kayu di permukaan air sehingga pada permukaan air terbentuk gelombang. Jika menganggap persamaan simpangan gelombang yang dihasilkan $y = 6\ sin\ (0,2 \pi t + 0,5 \pi x)$ dimana y dan x dalam cm dan t dalam sekon, dapat disimpulkan:

1. Amplitudo gelombang 6 cm
2. Frekwensi gelombang 0,4Hz
3. Panjang gelombang 4 cm
4. Cepat rambat gelombang 1,6cm/s

Kesimpulan yang benar adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4 
Penyelesaian Fisika: B
$\begin{align*} y &= {\color{Red} 6 }\ sin\ ({\color{Red} 0,2 \pi }t + {\color{Red} 0,5 \pi} x)\\y &= {\color{Red} A }\ sin\ ({\color{Red} 2 \pi f}t + \frac{{\color{Red} 2 \pi }x}{{\color{Red} \lambda }})\end{align*}$
diperoleh:
$\begin{align*}A&=6\textrm{ cm}\\\\2\pi f &= 0,2 \pi \\f&=0,1\textrm{ Hz}\\\\\frac{2\pi}{\lambda }&=0,5 \pi\\\lambda&=2\textrm{ cm}\\\\v&=f\lambda\\&=(0,1)2=0,1\textrm{ cm/s} \end{align*}$
Pernyataan yang benar adalah (1) dan (3)

---

Soal 17: Perhatikan gambar gelombang berikut ini !

Dari gambar tersebut, titik-titik yang mempunyai fase 1,5 adalah...
A. P dan V
B. P dan U
C. Q dan U
D. Q dan T
E. R dan S
Penyelesaian Fisika: A

• Dua titik memiliki fase 1,5 jika kedua titik memiliki jarak sejauh 1,5 panjang gelombang atau $1,5\lambda$.
• Pada soal, titik tersebut adalah titik OU, PV dan QW. 

---

Soal 18: Ali berdiri menghadap sebuah petasan sejauh 10m. Bobi berada di belakang Ali sejauh 90m. Tiba-tiba petasan meledak. Bunyi sebuah  didengar oleh Ali dengan intensitas sebesar $8,1.10^2\ W.m^{-2}$ dan amplitudo bunyi $2 m$. Berapakah besar intensitas (I) dan amplitudo (A) bunyi petasan yang didengar oleh Bobi ?
A. I = 8,1 W.m^-2 dan A = 20 cm
B. I = 8,1 W.m^-2 dan A = 45 cm
C. I = 10 W.m^-2 dan A = 22 cm
D. I = 10 W.m^-2 dan A = 90 cm
E. I = 81 W.m^-2 dan A = 180 cm
Penyelesaian Fisika: A
$\begin{align*}\frac{I_A}{I_B} &= \left(\frac{R_B}{R_A}\right)^2\\\frac{8,1.10^{2}}{I_B} &= \left(\frac{0,1 + 0,9}{0,1} \right)^2\\\frac{8,1.10^{2}}{I_B} &= \left(\frac{1}{0,01} \right)\\I_B&=8,1.10^{2}.0,01 = 8,1\ W.m^{-2}\\\\\frac{A_A}{A_B} &= \frac{R_B}{R_A}\\\frac{2}{A_B} &= \frac{0,1 + 0,9}{0,1}\\A_B &= 0,2\ m= 20\ cm \end{align*}$

---

Soal 19: Mobil polisi bergerak dengan kecepatan $72\ km.jam^{-1}$ sambil membunyikan sirine berfrekwensi 1.400 Hz. Di belakang mobil polisi terdapat pengendara sepeda motor yang bergerak dengan kecepatan $54\ km.jam^{-1}$ searah mobil polisi. Cepat rambat bunyi di udara saat itu $330\ m.s^{-1}$, maka besar frekwensi sirine mobil polisi yang di dengar pengendara sepeda motor adalah....
A. 1.240 Hz
B. 1.380 Hz
C. 1.420 Hz
D. 1.450 Hz
E. 1.558 Hz
Penyelesaian Fisika: B
$\begin{align*}v_s &= 72\ km.jam^{-1} = 20\ m.s^{-1}\\v_p &= 54\ km.jam^{-1} = 15\ m.s^{-1}\\v &= 330\ m.s^{-1}\\f_s &= 1.400\ Hz\\f_p &= \frac{v + v_p}{v + v_s}.f_s\\f_p &= \frac{330 + 15}{330 + 20}.1400\\f_p &= \frac{345}{350}.1400\\f_p &= 345.4\\f_p &= 1.380\ Hz \end{align*}$

---

Soal 20: Berikut ini pernyataan tentang bahaya radiasi gelombang elektromagnetik:

1. menyebabkan kanker kulit
2. menyebabkan katarak mata
3. memudarkan warna
4. menyebabkan kemandulan
5. menyebabkan kerusakan sel jaringan hidup manusia

Pernyataan yang benar tentang bahaya sinar ultraviolet bagi kehidupan adalah...
A. 1, 2, dan 3
B. 1, 2, dan 4
C. 1, 3, dan 4
D. 2, 3, dan 4
E. 2, 3, dan 5
Penyelesaian Fisika: A
Bahaya sinar ultraviolet adalah:

1. menyebabkan kanker kulit
2. menyebabkan katarak mata
3. mengurangi sistem kekebalan tubuh
4. memudarkan warna

---

Soal 21: Massa sebuah inti atom $_{6}^{12}\textrm{C} = 12,000\ sma$, massa atom proton $= 1,0078\ sma$ dan massa neutron $= 1,0087\ sma$, besarnya defek massa pada pembentukan inti $_{6}^{12}\textrm{C}$ adalah...

A. 0,099 sma
B. 1,078 sma
C. 6,047 sma
D. 6,052 sma
E. 12,099 sma
Penyelesaian Fisika: A
$\small \begin{align*}\Delta m &= Z.m_p + (A - Z).m_n - m_{i}\textrm{C}\\\Delta m &= 6.1,0078 + (12 - 6).1,0087 - 12,000\\&= 6.1,0078 + 6.1,0087 - 12,000\\&= 6,0468 + 6,0522 - 12,000\\&= 0,099\ sma\end{align*}$

---

Lanjut ke soal no - 22

Soal dan Penyelesaian Ujian Akhir Semester Fisika Kelas 12

---

Soal 22: Perhatikan grafik gaya listrik F terhadap jarak r antar dua muatan $Q_1$ dan $ Q_2$ berikut ini !

Konstanta Coulomb $k = 9\ \times\ 10^9\ N.m^2.C^{-2}$, dan besar muatan $Q_2 = 2Q_1$, maka besar muatan $Q_1\ dan\ Q_2$ adalah...
A. Q₁ = 2 C dan Q₂ = 4 C
B. Q₁ = 1 C dan Q₂ = 2 C
C. Q₁ = 0,5 C dan Q₂ = 1 C
D. Q₁ = 0,25 C dan Q₂ = 0,5 C
E. Q₁ = 0,125C dan Q₂ = 0,25C
Penyelesaian Fisika: B
$\begin{align*}F &= k\frac{Q_1Q_2}{r^2}\\4,5.10^9 &= 9.10^9.\frac{Q_1.2Q_1}{2^2}\\4,5 &= 9.\frac{2Q_1^2}{4}\\4,5.4 &= 9.2.Q_1^2\\Q_1^2 &= 1\\Q_1 &= 1\ C\\Q_2 &= 2Q_1 = 2.1 = 2\ C\end{align*}$

---

Soal 23: Empat kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing kapasitor 9$ \mu F$ dan dirangkai membentuk rangkaian listrik dengan ujung-ujungnya dihubungkan dengan tegangan 10V. Muatan total yang dapat disimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut 120$ \mu C$. Susunan kapasitor dalam rangkaian tersebut yang mungkin adalah...

1. 4 kapasitor dirangkai secara seri.
2. 4 kapasitor dirangkai secara paralel.
3. 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1 kapasitor lain.
4. 3 kapasitor dirangkai paralel, kemudian dirangkai seri dengan 1 kapasitor lain.
5. 2 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 2 kapasitor lain yang dirangkai seri

Penyelesaian Fisika: C

• Kapasitas total kapasitor:
  $\begin{align*}C &= \frac{Q}{V}\\C &= \frac{120\mu }{10} = 12\mu F\end{align*}$
• Empat kapasitor 9$ \mu F$  dirangkai menjadi  $C_{total} = 12\mu F$, Kemungkinan terbaik adalah tiga diseri lalu diparalel gengan kapasitor ke empat.
  
• 3 kapasitor dirangkai seri:
  $\frac{1}{C_{t}} = \frac{n}{C}\\\frac{1}{C_{123}} = \frac{3}{9\mu}\\C_{123} = 3\mu C$ 
• dirangkai paralel dengan 1 kapasitor ke empat:
  $C_{total} = C_{123} + C_4\\C_{total} = 3\mu + 9\mu = 12\mu F$

---

Soal 24: Dua buah partikel bermuatan diletakkan pada sudut segitiga siku-siku seperti tampak pada gambar berikut ini.

Besar kuat medan listrik total pada titik P adalah...
A.$\frac{kQ}{r^2}$
B.$\frac{kQ}{2r^2}$
C.$\frac{kQ}{5r^2}$
D.$\frac{2kQ}{r^2}$
E.$\frac{5kQ}{r^2}$
Penyelesaian Fisika: E


$\small \begin{align*}E_1&=k\frac{Q_1}{R_1^2} = \frac{k.4Q}{r^2}\\E_2&=k\frac{Q_2}{R_2^2}= \frac{k.3Q}{r^2}\\E_R &=\sqrt{E_1^2 + E_2^2}\\E_R &=\sqrt{ \left(\frac{k.4Q}{r^2}\right)^2 + \left(\frac{k.3Q}{r^2}\right)^2}\\&= \sqrt{\left(\frac{16k^2Q^2}{r^4}\right) + \left(\frac{9k^2Q^2}{r^4}\right)}\\&= \left(\frac{25k^2Q^2}{r^4}\right)\\ &= \frac{5kQ}{r^2}\end{align*}$ 

---

Soal 25: Perhatikan penunjuk jarum amperemeter pada gambar berikut !

Kuat arus yang terukur adalah...
A. 60 A
B. 6 A
C. 5 A
D. 3 A
E. 0,3 A
Penyelesaian Fisika: D
$\small \begin{align*}I&= \frac{\textrm{skala yang ditunjuk}}{\textrm{skala maksimum}}\ \times \textrm{batas ukur}\\I &= \frac{60}{100}.5 = 3\ A\end{align*}$

---

Soal 26: Perhatikan pernyataan berikut ini !

1. Mengukur kedalaman laut.
2. Membunuh sel kanker.
3. Mensterilkan alat kesehatan.
4. Menentukan kecepatan aliran sungai.

Manakah yang memanfaatkan radioisotop Co-60?
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4
Penyelesaian Fisika: C
Manfaat radioisotop Co-60 adalah membunuh sel kanker dan mensiterilkan alat kesehatan dengan sinar gamma yang dihasilkan oleh Co-60.

---

Soal 27: Massa suatu benda yang sedang bergerak menurut pengamat yang diam di bumi bertambah $25\%$ dari massa diamnya. Bila c = kelajuan cahaya dalam ruang hampa, maka kecepatan gerak benda tersebut adalah...
A. 0,3 c
B. 0,4 c
C. 0,6 c
D. 0,8 c
E. 1,25 c
Penyelesaian Fisika: C
$\begin{align*}\frac{m_o}{\sqrt{\left(1 - \frac{v^2}{c^2}\right)}} &=m \\\frac{m_o}{\sqrt{\left(1 - \frac{v^2}{c^2}\right)}} &= \frac54m_o\\\frac{1}{\sqrt{\left(1 - \frac{v^2}{c^2}\right)}} &= \frac54\\\frac{1}{\left(1 - \frac{v^2}{c^2}\right)} &= \left(\frac54\right)^2\\\left(\frac45\right)^2 &= \left(1 - \frac{v^2}{c^2}\right)\\\frac{v^2}{c^2} &= 1 - \frac{16}{25}\\\frac{v^2}{c^2} &= \frac{9}{25}\\\frac{v}{c} &= \frac35\\v &= \frac35c\\v &= 0,6c\end{align*}$

---

Soal 28: Berikut ini grafik hubungan antara daya tiap satuan luas (P/A) terhadap panjang gelombang $\lambda$ yang dipancarkan oleh suatu benda hitam pada suhu (T) yang berbeda-beda.

Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa...

1. panjang gelombang maksimum $\lambda_{maks}$ yang dipancarkan cenderung naik saat suhunya naik.
2. panjang gelombang maksimum $\lambda_{maks}$ yang dipancarkan cenderung turun saat suhunya naik.
3. panjang gelombang maksimum $\lambda_{maks}$ yang dipancarkan cenderung tetap saat suhunya naik.
4. panjang gelombang maksimum $\lambda_{maks}$ yang dipancarkan cenderung turun saat suhunya turun.
5. panjang gelombang maksimum $\lambda_{maks}$ sebanding dengan suhu benda.

Penyelesaian Fisika: B
Hukum pergeseran Wien:
Wien menjelaskan bahwa panjang gelombang pada intensitas maksimum akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek (ke frekuensi yang lebih tinggi) apabila suhunya semakin meningkat
$\lambda_{maks}.T = k$

Semoga bermanfaat.

---

Kembali ke soal no - 1

Halaman:
1 2 3 4