pembahasan selanjutnya adalah
![Pembahasan Fisika UN 2017 No. 6 - 10 Pembahasan Fisika UN 2017 No. 6 - 10, tikungan miring](https://4.bp.blogspot.com/-3e3eOKP7r2E/WeeNfi8sMdI/AAAAAAAAKRE/WEVOrjQBUYsUn6yuKvS_x_2nZcq3ZJp9wCLcBGAs/s1600/tikungan-miring.jpg)
Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 6 sampai dengan nomor 10 tentang:
- gerak melingkar pada tikungan miring,
- gerak parabola,
- gerak lurus [kecepatan],
- gaya dan hukum Newton pada bidang miring, serta
- gaya dan hukum Newton.
Soal No. 6 tentang Gerak Melingkar pada Tikungan Miring
![](https://2.bp.blogspot.com/-6jBylNHDyfQ/WeeOGriLrFI/AAAAAAAAKRI/hkrjzH03nSs5DWi57f3njMBVlmdwjFDKwCLcBGAs/s1600/lintasan-miring.jpg)
Mobil tersebut bergerak dengan kecepatan tetap 40 m.s−1 dan α adalah sudut kemiringan jalan terhadap horizontal. Agar mobil tidak slip, besar cosα adalah … (g = 10 m.s−2).
A. 1/2
B. 3/5
C. 4/5
D. 1/2 √3
E. 5/6
Pembahasan
Agar tidak slip, mobil yang bergerak melingkar pada jalan yang miring harus mempunyai kecepatan sebesar:
![Rumus kecepatan gerak benda yang melintasi tingan miring Rumus kecepatan gerak benda yang melintasi tingan miring, v=√(gR tan α)](https://3.bp.blogspot.com/-togTUoIUrRY/WegMp0hIoMI/AAAAAAAAKRY/EPraFtLcCUcbjYtuQmUiNvZHPzulfNLNwCLcBGAs/s1600/rumus-v-tikungan-miring.jpg)
dengan R adalah jari-jari tikungan jalan dan α adalah sudut kemiringan jalan.
Dari rumus di atas diperoleh:
![Sudut kemiringan tikungan jalan Sudut kemiringan tikungan jalan, tanα=v^2/gR](https://4.bp.blogspot.com/-aza_2lfDHzU/WegNmSdLLhI/AAAAAAAAKRg/nHGi4mnYZVA7gyuuIazuHFnZiNN61MRBgCLcBGAs/s1600/sudut-tikungan.jpg)
Untuk mendapatkan nila cos α, kita buat segitiga trigonometri sebagai berikut:
![Cara menentuka cos α dan tan α dengan segitiga trigonometr Cara menentuka cos α dan tan α dengan segitiga trigonometr, tan α = 3/4, cos α = 3/5](https://1.bp.blogspot.com/-buPvuOkbHFY/WegOtJf09FI/AAAAAAAAKRo/Z7ZKU0ME690GuPafe07U4aPfqQ56HnTzQCLcBGAs/s1600/tan-a-34.jpg)
Jadi, besar cos α agar mobil tidak slip adalah 3/5 (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Melingkar.
Soal No. 7 tentang Gerak Parabola
![Lintasan parabola untuk bola yang dilempar dengan sudut elevasi 30° Lintasan parabola untuk bola yang dilempar dengan sudut elevasi 30°, soal Fisika UN 2017](https://2.bp.blogspot.com/-oe8oJOplPA4/WegQbZ_QIGI/AAAAAAAAKRw/Au5nq7DGLeIoj2_rniVJsS8Mgv552_xzACLcBGAs/s1600/lintasan-parabola2.jpg)
Percepatan gravitasi 10 m.s−2, maka perbandingan kecepatan di titik A, B, dan C adalah ….
A. √25 ∶√28 ∶√31
B. √25 ∶√40 ∶√45
C. √27 ∶√28 ∶√31
D. √28 ∶√27 ∶√31
E. √31 ∶√28 ∶√27
Pembahasan
Sebenarnya soal di atas mudah ditebak. Hal ini karena kecepatan gerak parabola semakin ke atas semakin menurun. Nah, perhatikan saja setiap opsi jawaban, mana perbandingan kecepatan yang semakin menurun. Opsi E, bukan?
Baiklah, karena ini pembahasan, akan Kak Ajaz bahas sampai tuntas.
Diketahui:
v = 60 m/s
α = 30°
t1 = 1 s
t2 = 2 s
t3 = 3 s
Kecepatan gerak parabola terdiri dari kecepatan arah horizontal (vx) dan kecepatan dalam arah vertikal (vy). Kecepatan arah horizontal merupakan gerak lurus beraturan (GLB) sehingga nilai selalu tetap.
vx = v cos α
= 60 cos 30°
= 60 ∙ 1/2 √3
= 30√3
Sedangkan kecepatan arah vertikal merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) sehingga nilai selalu berubah setiap waktu.
vy(t) = v sin α − gt
= 60 sin 30° − 10t
= 30 − 10t
vy(1) = 30 − 10 = 20
vy(2) = 30 − 20 = 10
vy(3) = 30 − 30 = 0
Kecepatan gerak parabola secara keseluruhan merupakan resultan dari kecepatan arah horizontal dan vertikal.
![Kecepatan gerak parabola di titik A, B, C, dan D Kecepatan gerak parabola di titik A, B, C, dan D, v=√(v_x^2 + v_y^2 (t))](https://4.bp.blogspot.com/-b5kKznp5lj0/WegTaj_wVuI/AAAAAAAAKR8/Qsclpv-5P-QFJEpBzUT3jL9wD0ymKFj8ACLcBGAs/s1600/kec-gerak-parabola.jpg)
Dengan demikian, perbandingan kecepatannya adalah:
vA ∶ vB ∶ vC = √3100 ∶ √2800 ∶ √2700
= √31 ∶ √28 ∶ √27
Jadi, perbandingan kecepatan di titik A, B, dan C adalah opsi (E).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Parabola.
Soal No. 8 tentang Gerak Lurus [kecepatan]
A. 6 m.s−1
B. 10 m.s−1
C. 14 m.s−1
D. 16 m.s−1
E. 17 m.s−1
Pembahasan
Kecepatan merupakan turunan pertama fungsi posisi y terhadap waktu t.
y = 10t − 2t2
v(t) = dy/dt
= 10 − 4t
v(1) = 10 − 4 ∙ 1
= 6
Jadi, kecepatan partikel pada saat t = 1 sekon adalah 6 m.s−1 (A).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus.
Soal No. 9 tentang Gaya dan Hukum Newton pada Bidang Miring
![Sebuah benda yang bermassa 6 kg berada pada bidang miring kasar dengan koefisien gesekan 0,3 Sebuah benda yang bermassa 6 kg berada pada bidang miring kasar dengan koefisien gesekan 0,3, Soal Fisika Un 2017](https://3.bp.blogspot.com/-HmYVln28QgU/WegYCBf0OzI/AAAAAAAAKSI/yU3GvaOloc8yQfuqgrlHV-g4Z6M-VPGYgCLcBGAs/s1600/bidang-miring2.jpg)
Benda meluncur ke bawah dengan kecepatan awal 5 m.s−1 hingga berhenti setelah 2 s karena ditahan oleh gaya F (g = 10 m.s−2 dan tan α = 3/4). Besar gaya F adalah ….
A. 6,6 N
B. 15,0 N
C. 36,6 N
D. 48,0 N
E. 60,0 N
Pembahasan
Diketahui:
m = 6 kg
μ = 0,3
v = 5 m/s
t = 2 s
![Cara menentukan sin α dan cos α dari tan α melalui segitiga trigonometri Cara menentukan sin α dan cos α dari tan α melalui segitiga trigonometri](https://3.bp.blogspot.com/-l-9WEkGwnl4/WegY8xx2H1I/AAAAAAAAKSQ/XrUxTxyYkpcr6ikEGAmjCTANX6YoCkkxQCLcBGAs/s1600/tan-alfa.jpg)
Benda meluncur ke bawah sambil ditahan gaya F sehingga benda mengalami perlambatan sampai akhirnya berhenti (v = 0).
v = v + at
0 = 5 + a ∙ 2
2a = −5
a = −2,5 (perlambatan)
Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah sebagai berikut:
![Gaya-gaya yang bekerja pada benda yang bergerak pada bidang miring yang ditahan gaya luar F Gaya-gaya yang bekerja pada benda yang bergerak pada bidang miring yang ditahan gaya luar F](https://4.bp.blogspot.com/-O3pIxBIm3_M/WegaLoqCivI/AAAAAAAAKSc/RsTP_HEmewQkGSZR830C2-nZR7Ahxs0jwCLcBGAs/s1600/gaya-bid-miring.jpg)
f adalah gaya gesek yang dirumuskan:
f = μN
= μ mg cos α
= 0,3 ∙ 6 ∙ 10 ∙ 4/5
= 14,4
Karena sistem bergerak (meskipun akhirnya berhenti) maka berlaku hukum II Newton.
∑F = ma
mg sin α − F − f = ma
F = mg sin α − f − ma
= 6 ∙ 10 ∙ 3/5 − 14,4 − 6 ∙ (−2,5)
= 36 − 14,4 + 15
= 36,6
Jadi, besar gaya F adalah 36,6 N (E).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya dan Hukum Newton.
Soal No. 10 tentang Gaya dan Hukum Newton
![Benda A, B, dan C masing-masing memiliki massa 3 kg, 3 kg, dan 1 kg Benda A, B, dan C masing-masing memiliki massa 3 kg, 3 kg, dan 1 kg, soal Fisika UN 2017](https://1.bp.blogspot.com/-TkAH3FZjyho/WegoebcZnXI/AAAAAAAAKSs/gLkWo7YnQoA5pQKQt0hfDhb8ADUghIZdgCLcBGAs/s1600/gerak-meja.jpg)
Benda A, B, dan C masing-masing memiliki massa 3 kg, 3 kg, dan 1 kg. Koefisien gesekan balok A dan meja = 0,3. Sebelum benda C diletakkan di atas benda A, benda A dan B memiliki percepatan a. Setelah benda C diletakkan di atas benda A maka yang terjadi pada sistem adalah ….
A. tegangan tali sistem menjadi lebih kecil dari semula
B. tegangan tali sistem akan tetap
C. tegangan tali sistem menjadi lebih besar dari semula
D. sistem balok menjadi berhenti
E. gerak sistem balok B menjadi lebih cepat
Pembahasan
Secara logika, setelah benda C diletakkan di atas benda A, maka:
- kecepatan gerak melambat [opsi D dan E salah]
- tali menjadi lebih tegang [opsi C benar]
Mari kita ulas agar tidak penasaran!
Sebelum benda C diletakkan di atas benda A, sistem bergerak dengan percepatan a, sehingga berlaku hukum II Newton.
∑F = ma
wB − fs1 = (mA + mB) a1
mBg − μ mAg = (mA + mA) a1
3 ∙ 10 − 0,3 ∙ 3 ∙ 10 = (3 + 3) a1
30 − 9 = 6a1
a1 = 21/6
= 3,5
Setelah benda C diletakkan di atas benda A, hukum II Newton yang berlaku adalah:
∑F = ma
wB − fs2 = (mA + mB + mC) a2
mBg − μ (mA + mC)g = (mA + mB + mC) a2
3 ∙ 10 − 0,3(3 + 1)10 = (3 + 3 + 1) a2
30 − 12 = 7a2
a2 = 18/7
= 2,57
Tampak bahwa percepatan gerak sistem turun setelah benda C diletakkan di atas benda A.
Nah, sekarang kita tentukan tegangan talinya. Pandang gaya-gaya yang bekerja pada benda B.
Sebelum benda C diletakkan di atas benda A.
∑F = ma
wB − T = mBa1
30 − T = 3 ∙ 3,5
T = 30 − 10,5
= 19,5
Setelah benda C diletakkan di atas benda A.
∑F = ma
wB − T = mBa2
30 − T = 3 ∙ 2,57
T = 30 − 7,71
= 22,29
Tampak bahwa tegangan tali menjadi lebih besar setelah benda C diletakkan di atas benda A.
Jadi, setelah benda C diletakkan di atas benda A, tegangan sistem menjadi lebih besar dari semula (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya dan Hukum Newton.
Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2017 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat