Pembahasan Fisika UN 2015 No. 1

• besaran dan pengukuran,
• jarak dan perpindahan,
• hukum II Newton,
• titik berat, serta
• momen gaya.

Soal No. 1 tentang Besaran dan Pengukuran

Hasil pengukuran diameter suatu tabung dengan mikrometer sekrup adalah 2,85 mm. Gambar yang sesuai dengan hasil pengukuran tersebut adalah ….

Pembahasan

Mikrometer sekrup adalah alat ukur panjang dengan tingkat ketelitian sampai 0,01 mm. Skala utama bersatuan mm dan skala selubung melingkar bersatuan 0,01 mm.

Hasil pengukuran 2,85 mm berarti:

2,85 mm = 2,5 mm + 0,35 mm
                = 2,5 mm + 35 × 0,01 mm
                = 2,5 skala utama + 35 skala melingkar

Perhatikan ilustrasi berikut ini!

Jadi, gambar yang sesuai dengan hasil pengukuran tersebut adalah gambar pada opsi (E).

Soal No. 2 tentang Jarak dan Perpindahan

Pada acara “Festival City Marathon” bulan Oktober 2014 di Jakarta terdapat 4 kategori lari, yaitu kategori full marathon (42 km), kategori half marathon (21 km), kategori 10 kilometer, dan kategori 5 kilometer di mana lintasan masing-masing kategori sudah ditentukan. Lomba lari marathon ini start dari Gedung Gelora Bung Karno dan finish di Monas. Salah seorang peserta bernama Andri mengikuti lomba lari full marathon dan ia hanya mampu menempuh lintasan titik A, B, dan C seperti pada gambar.

Jika 1 kotak mewakili 1 km maka perpindahan total yang dilalui Andri adalah ….

A.   26 km
B.   20 km
C.   12 km
D.   10 km
E.   8 km

Pembahasan

Perpindahan adalah perubahan kedudukan dari titik awal ke titik akhir. Perpindahan merupakan besaran skalar sehingga tidak memperhatikan lintasan, yang diperhatikan hanya kedudukan titik awal dan titik akhir.

Andri mengawali marathon dari titik O dan berakhir di titik C sehingga perpindahannya adalah

Jadi, perpindahan total yang dilalui Andri adalah 10 km (D).

Simak juga, Pembahasan Soal UN: Vektor Resultan (Perpindahan).

Soal No. 3 tentang Hukum II Newton

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika sistem benda bergerak, gaya gesekan antara balok dan lantai masing-masing sebesar 2 N dan percepatan benda 2 m/s², besar tegangan tali pada kedua balok tersebut adalah ….

A.   6 N
B.   10 N
C.   16 N
D.   32 N
E.   64 N

Pembahasan

Karena sistem benda bergerak maka soal tersebut harus diselesaikan dengan menggunakan hukum II Newton.

Tinjau benda pertama (depan)

                      ΣF = m₁a
F cos 60° − T − f = m₁a
     28 . ½ − T − 2 = 3 × 2
                 12 − T = 6 
                         T = 6

Benda kedua (belakang) tidak perlu lagi ditinjau, hasilnya pasti sama.

Mumpung ada waktu, coba kita tinjau sama-sama, hitung-hitung nambah pengetahuan.

Tinjau benda kedua (belakang)

    ΣF = m₂a
 T − f = m₂a
T − 2 = 2 × 2 
       T = 4 + 2
          = 6

Ternyata lebih sederhana meninjau benda kedua.

Jadi, besar tegangan tali pada kedua balok tersebut adalah 6 N (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya dan Hukum Newton.

Soal No. 4 tentang Titik Berat

Perhatikan gambar di bawah ini!

Koordinat titik berat bangun luasan tersebut terhadap titik O adalah ….

A.   (6; 7⅕)
B.   (6; 7⅖)
C.   (6; 8⅕)
D.   (6; 8⅖)
E.   (6; 9⅕)

Pembahasan

Jika diperhatikan gambarnya, lubang segitiga tidak memengaruhi letak titik berat pada arah x, yaitu x = 6. Apalagi jika diperhatikan opsi jawaban. Semua opsi jawaban menyatakan bahwa x = 6.

Untuk menentukan letak titik berat arah y, kita bagi bangun tersebut menjadi dua. Bangun pertama adalah persegi panjang yang masih utuh. Sedangkan bangun kedua adalah lubang segitiga.

Mari kita tentukan titik berat arah y pada masing-masing bangun.

Bangun pertama (persegi panjang yang masih utuh) 

y₁ = 18/2
    = 9 

A₁ = p × l
     = 18 × 12
     = 216

Bangun kedua (lubang segitiga) 

y₂ = 6 + ⅓ t
    = 6 + ⅓ × 6
    = 8 

A₂ = ½ × a × t
     = ½ × 12 × 6
     = 36

Sekarang kita tentukan titik berat arah y pada keseluruhan bangun.

Jadi, titik berat bangun luasan tersebut terhadap titik O adalah (6; 9⅕) (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Titik Berat.

Soal No. 5 tentang Momen Gaya

Perhatikan gambar di bawah ini!

Katrol dari silinder pejal (I = ½ MR²) ditarik dengan gaya F. Jika katrol berputar dengan percepatan 4 m/s² maka besar F adalah ….

A.   2 N
B.   3 N
C.   4 N
D.   6 N
E.   8 N

Pembahasan

Sistem katrol yang bergerak merupakan penerapan dan hukum II Newton.

Στ = I α

dengan τ = FR, I = ½ MR², dan α = a/R, diperoleh: 

FR = ½ MR².(a/R) 
  F = ½ Ma
      = ½ × 2 × 4
      = 4

Jadi, besar gaya F pada sistem katrol tersebut adalah 4 N (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Momen Gaya.

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2015 selengkapnya.

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Terimakasih