Pembahasan Fisika UN 2017 No. 1 - 5

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 1 sampai dengan nomor 5 tentang:

• pengukuran, 
• vektor resultan, 
• gerak lurus [GLB dan GLBB], 
• gerak lurus [percepatan], serta 
• gerak melingkar.

Soal No. 1 tentang Pengukuran

Tebal dua buah plat besi yang diukur bergantian menggunakan mikrometer sekrup, hasilnya masing-masing ditunjukkan pada gambar di bawah.

Selisih tebal kedua plat besi adalah ….A.   1,08 mm
B.   1,58 mm
C.   2,08 mm
D.   2,58 mm
E.   2,68 mm

Pembahasan

Mikrometer sekrup mempunyai skala utama dan skala selubung (lingkar). Skala utama bersatuan mm sedangkan skala selubung bersatuan 10⁻² mm. Perhatikan gambar berikut!

Pada gambar sebelah kiri, skala utama menunjukkan angka 2,5 dan skala selubung menunjukkan angka 34. Hasil pengukurannya adalah:

2,5 mm + 34 × 10⁻² mm = (2,5 + 0,34) mm
                                        = 2,84 mm

Sedangkan pada gambar sebelah kanan, skala utama menunjukkan angka 4 dan skala selubung menunjukkan angka 42. Hasil pengukurannya adalah:

4 mm + 42 × 10⁻² mm = (4 + 0,42) mm
                                     = 4,42 mm

Dengan demikian, selisih pengukurannya adalah:

(4,42 − 2,84) mm = 1,58 mm

Jadi, Selisih tebal kedua plat besi tersebut adalah 1,58 mm (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Pengukuran.

Soal No. 2 tentang Vektor Resultan

Sebuah benda mula-mula di titik A(0, 0) kemudian bergerak selama 2 sekon ke titik B(2, 0), selanjutnya bergerak lagi selama 3 sekon menuju titik C(4, 3). Kecepatan rata-rata gerak benda tersebut adalah ….

A.   0,5 m.s⁻¹
B.   1,0 m.s⁻¹
C.   √13 m.s⁻¹
D.   5,0 m.s⁻¹
E.   3√5 m.s⁻¹

Pembahasan

Perhatikan grafik perjalanan benda tersebut.

Perpindahan benda tersebut adalah AC. AC dapat dicari dengan rumus Pythagoras sebagai berikut:

AC = √(4² + 3²)
       = 5

Sedangkan waktu tempuh dari A ke C adalah:

∆t = (2 + 3) sekon
    = 5 sekon.

Kecepatan rata-rata gerak sebuah benda adalah perbandingan antara jarak perpindahan benda tersebut terhadap waktu tempuhnya.

Jadi, kecepatan rata-rata gerak benda tersebut adalah 1,0 m.s⁻¹ (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Vektor Resultan.

Soal No. 3 tentang Gerak Lurus [GLB dan GLBB]

Sebuah mobil mula-mula bergerak lurus dengan kecepatan konstan 72 km.jam⁻¹ selama 20 sekon kemudian dipercepat dengan percepatan 3 ms⁻² selama 10 sekon dan diperlambat dengan perlambatan 5 m.s⁻² hingga mobil berhenti. Bentuk grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) perjalanan mobil tersebut adalah ….

Pembahasan

Perjalanan mobil tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

• Pada detik 0 – 20, mobil bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam.

v₀ = 72 km/jam
    = 72 ×10/36 m/s
    = 20 m/s
Grafik lurus mendatar. [semua opsi jawaban benar]

• Pada detik 20 – 30, mobil dipercepat dengan percepatan 3 m/s².

v₁ = v₀ + at
    = 20 + 3 ∙ 10
    = 50
Grafik naik hingga kecepatan 50 m/s. [opsi C, D, dan E salah]

• Mobil diperlambat 5 m/s² hingga berhenti (v₂ = 0).

v₂ = v₁ − at
 0 = 50 − 5t
5t = 50
  t = 10
Grafik turun dari detik ke-30 hingga detik ke-40 (10 sekon). [opsi B benar]

Jadi, bentuk grafik v-t perjalanan mobil tersebut yang tepat adalah opsi (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus.

Soal No. 4 tentang Gerak Lurus [percepatan]

Perhatikan tabel data kecepatan dari tiga benda berikut!

Benda	Kecepatan benda saat t (m.s−1)
	t1 = 2 s	t2 = 4 s	t3 = 6 s
A	2	6	10
B	5	10	15
C	10	8	6

Berdasarkan tabel dapat disimpulkan benda dengan percepatan terbesar adalah ….

A.   benda A untuk t₁ − t₂
B.   benda A untuk t₂ − t₃
C.   benda B untuk t₁ − t₂
D.   benda C untuk t₁ − t₂
E.   benda C untuk t₂ − t₃

Pembahasan

Percepatan sebuah benda dirumuskan sebagai:

Mari kita periksa setiap opsi jawaban di atas!

Jadi, benda dengan percepatan terbesar adalah opsi (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus.

Soal No. 5 tentang Gerak Melingkar

Perhatikan gambar!

Jari-jari roda A = 30 cm, roda B = 40 cm, roda C = 25 cm, dan roda D = 50 cm. Roda B berputar dengan kecepatan anguler 50 rad.s⁻¹, kecepatan anguler roda D adalah ….A.   80 rad.s⁻¹
B.   60 rad.s⁻¹
C.   50 rad.s⁻¹
D.   40 rad.s⁻¹
E.   30 rad.s⁻¹

Pembahasan

Prinsip mengerjakan soal di atas adalah sebagai berikut:

• Roda yang dihubungkan satu poros, mempunyai kecepatan anguler (ω) yang sama.
• Roda yang dihubungkan tali atau bersentuhan, mempunyai kecepatan linear (v) yang sama.

Diketahui kecepatan anguler roda B = 50 rad/s.

Roda A dan roda B terhubung satu poros, sehingga:

ω_A = ω_B
      = 50 rad/s

Roda A dan roda C terhubung dengan tali, sehingga:

       v_A = v_C
ω_A R_A = ω_C R_C
50 ∙ 30 = ω_C ∙ 25
      ω_C = 60

Roda C dan roda D bersentuhan, sehingga:

      v_C = v_D
ω_C R_C = ω_D R_D
60 ∙ 25 = ω_D ∙ 50
      ω_D = 30

Jadi, kecepatan anguler roda D adalah 30 rad/s (E).

Bagikan Artikel ini