pembahasan selanjutnya adalah
![Fluida dinamik, gaya angkat pesawat Fluida dinamik, gaya angkat pesawat, pembahasan soal fisika UN 2019 no. 11-15](https://1.bp.blogspot.com/-YTaAjT78LNc/XWTYRVpgKlI/AAAAAAAAOos/CzQmWn87alEBeHzR51OKqI1VekeWPlmUgCLcBGAs/s1600/fluida-dinamik.jpg)
Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2019 nomor 11 sampai dengan nomor 15 tentang:
- fluida dinamik,
- gerak rotasi,
- kesetimbangan benda tegar,
- titik berat, dan
- elastisitas bahan.
Soal No. 11 tentang Fluida Dinamik
![Penampang lintang sayap pesawat terbang Penampang lintang sayap pesawat terbang, gaya angkat pesawat UN 2019 no. 11](https://1.bp.blogspot.com/-7tu6qILbx3Y/XWSasr1RDXI/AAAAAAAAOmc/5QzTrKGnKl0MIY2RDxrQ42bL-KVFyfnWgCLcBGAs/s1600/penampang-sayap-1119.jpg)
Gerak pesawat terbang menyebabkan kelajuan aliran udara di bagian atas sayap sebesar 250 m/s dan kelajuan udara di bagian bawah sayap sebesar 200 m/s. Jika kerapatan udara adalah 1,2 kg/m3 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
Pembahasan
Gaya angkat pesawat merupakan selisih antara gaya pesawat di bagian atas sayap dengan bagian bawahnya.
F1 − F2 = A(p1 − p2)
atau
F1 − F2 = ½ ρA(v22 − v12)
Kita gunakan rumus yang berhubungan dengan kecepatan, yaitu rumus yang kedua.
F1 − F2 = ½ ρA(v22 − v12)
= ½ ∙ 1,2 ∙ 40 (2302 2502 − 2002)
= 24 (62500 − 40000)
= 2,4 ∙ 22500
= 540000
Jadi, besar gaya angkat pesawat adalah 540.000 N (D).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Mekanika Fluida.
Soal No. 12 tentang Gerak Rotasi
![Piringan A berotasi 120 rpm, piringan B diletakkan di atas piringan A Piringan A berotasi 120 rpm, piringan B diletakkan di atas piringan A, gerak rotasi UN 2019 Fisika no. 12](https://1.bp.blogspot.com/-IzV9_7Oor6g/XWSfgN-yfuI/AAAAAAAAOmo/m3SkfBslFnAcZ2WqSMnnx_dBBm3oAE1MQCLcBGAs/s1600/rotasi-piringan.jpg)
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 ½mR2 maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama-sama adalah ….
A. 0,67π rad/s
B. 0,83π rad/s
C. 1,92π rad/s
D. 4,28π rad/s
F. 5,71π rad/s
Pembahasan
Kita tentukan dulu momen inersia masing-masing piringan.
IA = ½mARA2
= ½ ∙ 0,1 ∙ 0,52
= 0,0125
IB = ½mBRB2
= ½ ∙ 0,3 ∙ 0,32
= 0,0135
Sedangkan kecepatan sudut piringan A adalah
ωA = 120 rpm
= 120 putaran/menit
= 120 (2π rad)/(60 sekon)
= 4π rad/s
Pada peristiwa di atas berlaku hukum kekekalan momentum sudut.
L1 = L2
L1 adalah momentum sudut piringan A, sedangkan L2 adalah momentum sudut piringan A dan B yang berputar bersama-sama. Sehingga:
IA ωA = (IA + IB)ωB
0,0125 × 4π = (0,0125 + 0,0135)ω
0,05π = 0,026ω
ω = 0,05π/0,026
= 1,92π
Jadi, kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama-sama adalah 1,92π rad/s (C).
Soal No. 13 tentang Kesetimbangan Benda Tegar
![Seseorang naik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal licin Seseorang naik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal licin, kesetimbangan bend ategar UN 2019 Fisika no. 13](https://1.bp.blogspot.com/-_FiDkEGXsK4/XWSjSiMKJYI/AAAAAAAAOm0/Yc2Ko0ZWdsctliTgDXhE4C6eosOM99c0gCLcBGAs/s1600/koefisien-tangga-1319.jpg)
Berat tangga 300 N dan berat orang 700 N. Bila orang tersebut dapat naik sejauh 3 m sesaat sebelum tergelincir maka koefisien gesekan antara lantai dan tangga adalah ….
A. 0,14
B. 0,43
C. 0,49
D. 0,50
E. 0,85
Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada peristiwa tersebut adalah sebagai berikut:
![Gaya-gaya yang bekerja pada tangga yang bersandar dinding licin Gaya-gaya yang bekerja pada tangga yang bersandar dinding licin, kesetimbangan benda tegar UN 2019 Fisika no. 13](https://1.bp.blogspot.com/-6Qtir7qGeIY/XWSzJfm3e1I/AAAAAAAAOnA/T7q1f6b9Z5E891HUEUIzKzkr-8LtWuNqgCLcBGAs/s1600/gaya-tangga-1319.jpg)
Resultan gaya-gaya yang bekerja harus sama dengan nol.
ΣFx = 0 (gaya kiri = gaya kanan)
f = NB
ΣFy = 0 (gaya atas = gaya bawah)
NA = wT + wO
= (300 + 700) N
= 1000 N
Kita tentukan saja titik A sebagai poros rotasi sehingga gaya yang bekerja tinggal tiga, yaitu NB, wO, dan wT.
Jarak tegak lurus NB ke poros A sama dengan OB.
RB = OB = 4 m
Sedangkan jarak tegak lurus wO dan wT terhadap poros A adalah:
RO = 3 cos θ
= 3 × 3/5 m
= 1,8 m
RT = 2,5 cos θ
= 2,5 × 3/5 m
= 1,5 m
Nah, sekarang kita tentukan resultan momen gayanya.
ΣτA = 0 (putar kanan = putar kiri)
NBRB = wORO + wTRT
f ∙ 4 = 700 ∙ 1,8 + 300 ∙ 1,5
4f = 1260 + 450
4f = 1710
f = 427,5
Ini adalah gaya gesek antara lantai dan tangga (yang dinaiki orang) sehingga:
f = μ(wO + wT)
427,5 = μ(700 + 300)
1000μ = 427,5
μ = 0,43
Jadi, koefisien gesekan antara lantai dan tangga adalah 0,43 (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kesetimbangan Benda Tegar.
Soal No. 14 tentang Titik Berat
![Titik berat benda bidang yang terbentuk dari persegi dan segitiga Titik berat benda bidang yang terbentuk dari persegi dan segitiga, Fisika UN 2019 no. 14](https://1.bp.blogspot.com/-qMTT4kZQmP4/XWS3ESMwezI/AAAAAAAAOnM/3xxnw5RKnZY3bHu-vY9DHR6pb4GAsKuyACLcBGAs/s1600/titik-berat-1419.jpg)
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)
Pembahasan
Sebenarnya soal di atas bisa langsung ditebak. Sumbu simetri benda tersebut terletak pada y = 4 sehingga ordinat titik beratnya pasti y = 4.
![Menentukan titik berat melalui sumbu simetri Menentukan titik berat melalui sumbu simetri](https://1.bp.blogspot.com/-nN1eVvNIrfU/XWS4FIKX07I/AAAAAAAAOnU/16DNaaklfXAiEI7K-84QVW1H6CrBi0NUwCLcBGAs/s1600/sb-simetri-bidang.jpg)
Pada opsi jawaban, hanya opsi C yang memuat y = 4. Sehingga bisa dipastikan jawabannya adalah C.
Ok, pura-pura tidak tahu. Kita bahas sampai tuntas.
Pertama kita bagi benda tersebut menjadi dua bangun, yaitu persegi dan segitiga.
![Menentukan titik berat masing-masing bangun dengan menggamabr sketsa Menentukan titik berat masing-masing bangun dengan menggambar sketsa](https://1.bp.blogspot.com/-kFZItrVheJU/XWS7uLch_DI/AAAAAAAAOn0/GF6DmOkB_9cOKQORRXTCGeDOSCaKpHPRQCLcBGAs/s1600/sketsa-titik-berat.jpg)
Bangun I (persegi)
x1 = 2
y1 = 4
A1 = 4×4 = 16
Bangun II (segitiga)
Titik berat segitiga terletak pada 1/3 tinggi.
x2 = 4 + ⅓ ∙ 3 = 5
y2 = 4
A2 = ½ at
= ½ ∙ 8 ∙ 3 = 12
Absis titik beratnya adalah:
![Menghitung absis titik berat menggunakan rumus Menghitung absis titik berat menggunakan rumus, fisika UN 2019](https://1.bp.blogspot.com/-JbYrdjO2wUo/XWS6R1nCMvI/AAAAAAAAOng/D0_BhStELUcVjs3VD2HfXu5vxRoXpNOegCLcBGAs/s1600/absis-titik-berat.jpg)
Sedangkan ordinat titik berat adalah:
![Cara menentukan ordinat titik berat dengan rumus](https://1.bp.blogspot.com/-t2sweRcSeOc/XWS7B54OXpI/AAAAAAAAOno/Twk5AiAmUvElk4s94j0-p17Ucuy9jTN_QCLcBGAs/s1600/ordinat-titik-berat.jpg)
Jadi, koordinat titik berat benda terhadap titik O adalah (3,3; 4) (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Titik Berat.
Soal No. 15 tentang Elastisitas Bahan
![Susunan pegas seri dan paralel Susunan pegas seri dan paralel, konstanta pegas pengganti, fisika UN 2019 no, 15](https://1.bp.blogspot.com/-wY4JrtlAL5w/XWS8mjX0pWI/AAAAAAAAOn8/4sSH_pkAJ2AgxbzvdnTES5UpxkT-IsRFQCLcBGAs/s1600/susunan-pegas-1519.jpg)
Konstanta tiap pegas adalah k N/m, maka urutan konstanta pegas pengganti susunan pegas dari nilai yang besar ke kecil adalah ….
A. (4), (3), (2), dan (1)
B. (3), (2), (1), dan (4)
C. (2), (1), (4), dan (3)
D. (2), (3), (4), dan (1)
E. (1), (4), (3), dan (2)
Pembahasan
Penghitungan susunan pegas merupakan kebalikan dari susunan resistor.
Untuk n konstanta pegas identik, berlaku:
kp = nk
ks = k/n
Mari kita hitung konstanta pegas penggantinya satu per satu!
Gambar (1)
![Empat buah pegas yang susun seri dan paralel Empat buah pegas yang susun seri dan paralel](https://1.bp.blogspot.com/-19h1do6mQvM/XWS-ghsX-BI/AAAAAAAAOoI/6CnyITOlrvsgvhgUJvQjfLtbNzPJ553UQCLcBGAs/s1600/susunan-1.jpg)
Gambar (2)
![Cara menghitung konstanta pegas yang disusun seri dan paralel Cara menghitung konstanta pegas yang disusun seri dan paralel](https://1.bp.blogspot.com/-uBTSYnoAsyA/XWS_oge2h_I/AAAAAAAAOoQ/qelC2gkXGuYdbn5xwG6KOrvOlQooS5C1wCLcBGAs/s1600/susunan-2.jpg)
Gambar (3)
![Konstanta pegas pengganti dari susunan pegas seri dan paralel Konstanta pegas pengganti dari susunan pegas seri dan paralel](https://1.bp.blogspot.com/-TsP4-5evC6A/XWTAozMjF6I/AAAAAAAAOoY/gq9K0nCxLZ8aJrIfkO69rDL9Q6zVcANEQCLcBGAs/s1600/susunan-3.jpg)
Gambar (4)
![Empat pegas, disusun paralel dua-dua kemudian diseri Empat pegas, disusun paralel dua-dua kemudian diseri](https://1.bp.blogspot.com/-D5rx9_T7n8g/XWTBSAWwETI/AAAAAAAAOog/agivG0NLyqE3IBkEq1gq2H0LBIHQ72bKACLcBGAs/s1600/susunan-4.jpg)
Jadi, urutan konstanta pegas pengganti susunan pegas dari nilai yang besar ke kecil adalah 1-4-3-2 (E).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Elastisitas Bahan.
Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2019 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat