Kumpulan Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2008−2011 Berdasarkan Topik Materi.

Gravitasi

(1) UN Fisika 2008 P4 No. 8
Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika berat benda dibumi adalah 500 N maka berat benda di Planet A adalah…
A. 10 N
B. 25 N
C. 75 N
D. 100 N
E. 250 N

(2) UN Fisika 2009 P04 No. 6
Tabel data fisis benda A dan benda B terhadap permukaan bumi yang memiliki jari-jari R.

Perbandingan kuat medan gravitasi benda A dengan benda B adalah…
A. 2 : 1
B. 4 : 1
C. 1 : 4
D. 9 : 4
E. 4 : 9

(3) UN Fisika 2009 P45 No. 6
Jika kedudukan benda A adalah 1/2 R di atas permukaan bumi, sedangkan kedudukan benda B adalah 2 R di atas permukaan bumi (R = jari-jari bumi), maka perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B adalah….
A. 1 : 8
B. 1 : 4
C. 2 : 3
D. 4 : 1
E. 8 : 1

(4) UN Fisika 2010 P04 No. 5
Perbandingan kuat medan gravitasi bumi untuk dua buah benda, yang satu dipermukaan bumi dan satu lagi di ketinggian yang berjarak 1/2 R dari permukaan bumi (R = jari-jari bumi) adalah…..
A. 1 : 2
B. 2 : 3
C. 3 : 2
D. 4 : 9
E. 9 : 4

(5) UN Fisika 2010 P37 No. 10
Titik A, B dan C terletak dalam medan gravitasi bumi seperti pada gambar!

Diketahui M = massa bumi, R = jari-jari bumi. Kuat medan gravitasi di titik A sama dengan  g (N.kg−1 ) Perbandingan kuat medan gravitasi di titik A dan titik C adalah….
A.  3 : 8
B.  4 : 1
C.  8 : 1
D.  8 : 3
E.  9 : 1

(6) UN Fisika 2011 P12 No. 7
Perbandingan massa planet A dan B adalah 2 : 3 sedangkan perbandingan jari-jari planet A dan B adalah 1 : 2. Jika berat benda di planet A adalah w, maka berat benda tersebut di planet B adalah….
A. 3/8 w
B. 3/4 w
C. 1/2 w
D. 4/3 w
E. 8/3 w

UN Fisika SMA 2012 A86 No. 6-10

Soal No. 6

Berapakah besar gaya normal yang dialami oleh balok bermassa 3 kg (g = 10 m/s2) pada gambar di samping ini?

A. 44 N
B. 42 N
C. 30 N
D. 16 N
E. 14 N
Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah sebagai gambar berikut ini

Gaya berat benda(w), gaya luar F = 14 N dan gaya normal (N).

Σ Fy = 0, atau gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah.

N = W + F
N = mg + F
N = (3)(10) + 14 = 44 N

Jawaban A.

Soal No. 7
Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar.

Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan….
A. F = α . β . R
B. F = α . β2 . R
C. F = α . (β .R)−1
D. F = α . β . (R)−1
E. F = R . (α . β)−1

Pembahasan
Gerak rotasi
Σ τ = I α
dimana
τ adalah momen gaya
I = momen inersia
α = percepatan sudut

Σ τ = I α
F ⋅ R = β⋅α
F = (β⋅α) : R
F = β⋅α⋅ R−1 = α ⋅β⋅ R−1

Jawaban yang tepat adalah D.

Soal No. 8
Perhatikan gambar!

Letak titik berat bidang homogen terhadap titik O adalah….
A. (0, 8 5/8)
B. (0, 7 5/8)
C. (0, 5 6/11)
D. (0, 4 6/11)
E. (0, 3 5/8)

Pembahasan
Data soal:
Bangun 1 persegipanjang
A1 = (4)(10) = 40
y1 = 5

Bangun 2 segitiga
A2 = 1/2 (8)(6) = 24
y2 = 10 + 1/3(6) = 12

Titik berat gabungan:

Soal No. 9
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 m s−1 . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s−1. Usaha total yang dikerjakan pada benda adalah….
A. 4 J
B. 9 J
C. 15 J
D. 21 J
E. 25 J

Pembahasan
Salah satu rumus usaha adalah
Usaha = selisih energi kinetik
W = Δ Ek

Data dari soal
m = 2 kg
v1 = 2 m s−1
v2 = 5 m s−1

Sehingga

Soal No. 10
Sebuah tali karet di beri beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m s−2). Energi potensial karet tersebut adalah….
A. 7,5 . 10−2 joule
B. 6,0 . 10−2 joule
C. 4,5 . 10−2 joule
D. 3,0 . 10−2 joule
E. 1,5 . 10−2 joule

Pembahasan
Energi potensial pegas
Ep = 1/2 mgΔx = 1/2 (0,3)(10)(0,04) = 6,0 . 10−2 joule

Kumpulan Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2008−2011 Berdasarkan Topik Materi.

Energi Mekanik

(1) UN Fisika 2008 P4 No. 11
Sebuah benda A dan B bermassa sama. Benda A jatuh dari ketinggian h meter dan benda B dari 2 h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m.s−1, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar….
A. 2 mv2
B. mv2
C. 3/4 mv2
D. 1/2 mv2
E. 1/4 mv2

(2) UN Fisika 200 P4 No. 13
Perhatikan gambar berikut! [g = 10 m.s−2]

Kecepatan bola ketika tiba ditanah adalah….
A. 5√6 m.s−1
B. 3√6 m.s−1
C. 2√6 m.s−1
D. 2√5 m.s−1
E. 2√3 m.s−1

(3) UN Fisika 2009 P04 No. 12
Perhatikan gambar di samping!

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m.s−2 , maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah….
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 15 m/s
E. 20 m/s

(4) UN Fisika 2009 P45 No. 11
Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar.

Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah …
A. 6 m.s−1
B. 8 m.s−1
C. 10 m.s−1
D. 12 m.s−1
E. 16 m.s−1

(5) UN Fisika 2010 P04 No. 11
Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada dititik M adalah….

A. Ep : Ek = 1 : 3
B. Ep : Ek = 1 : 2
C. Ep : Ek = 2 : 1
D. Ep : Ek = 2 : 3
E. Ep : Ek = 3 : 2

(6) UN Fisika 2010 P37 No. 4
Sebuah benda jatuh bebas dari posisi A seperti gambar.

Perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda ketika sampai di B adalah…..
A.3 : 2
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 2 : 3
E. 1 : 3

(7) UN Fisika 2011 P12 No. 14
Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m.s−1 dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m.s−2, maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah….
A. 6,8 joule
B. 4,8 joule
C. 3,8 joule
D. 3 joule
E. 2 joule

Elastisitas – Pegas

(1) UN Fisika 2008 P4 No. 12
Grafik (F-x) menunjukkkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas.

Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik diatas adalah….
A. 20 joule
B. 16 joule
C. 3,2 joule
D. 1,6 joule
E. 1,2 joule

(2) UN Fisika 2009 P04 No. 11
Tiga buah pegas identik disusun seperti pada gambar di samping ini!

Jika beban 300 gram digantung pada pegas k1, pegas akan bertambah panjang 4 cm. Besarnya konstanta susunan pegas (g = 10 m.s−2 adalah…
A. 225 N.m−1
B. 75 N.m−1
C. 50 N.m−1
D. 25 N.m−1
E. 5 N.m−1

(3) UN Fisika 2009 P45 No. 10
Tiga buah pegas dirangkai seperti gambar berikut ini.

Jika konstanta pegas k1 = k2 =3 Nm−1 dan k3 = 6 Nm−1, maka konstanta susunan pegas besarnya …
A. 1 Nm−1
B. 3 Nm−1
C. 7,5 Nm−1
D. 12 Nm−1
E. 15 Nm−1

(4) UN Fisika 2010 P04 No. 9
Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:

F = gaya beban pegas, Δx = pertambahan panjang pegas. Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar….
A. 800 N.m−1
B. 80 N.m−1
C. 8 N.m−1
D. 0,8 N.m−1
E. 0,08 N.m−1

(5) UN Fisika 2010 P04 No. 10
Tiga pegas identik dengan konstanta 1000 N.m−1 disusun seperti gambar. (ΔL = pertambahan panjang pegas). Anggap susunan pegas hanya dipengaruhi oleh beban.

Jika susunan pegas diberi beban sehingga bertambah panjang 6 cm, maka pertambahan panjang masing-masing pegas adalah….

(6) UN Fisika 2010 P37 No. 5
Tiga buah pegas A, B, dan C yang identik dirangkai seperti gambar disamping!

Jika ujung bebas pegas C digantungkan beban 1,2 N maka sistem mengalami pertambahan panjang 0,6 cm, konstanta masing -masing pegas adalah….
A. 200 Nm−1
B. 240 Nm−1
C. 300 Nm−1
D. 360 Nm−1
E. 400 Nm−1

(7) UN Fisika 2010 P37 No. 6
Karet yang panjangnya L digantungkan beban sedemikian rupa sehingga diperoleh data seperti pada tabel:

        Beban(W)     2 N     3 N     4 N
    Pertambahan Panjang (ΔL)   0,50 cm   0,75 cm   1,0 cm

Berdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan besar konstanta pegas adalah….
A. 250 Nm−1
B. 360 Nm−1
C. 400 Nm−1
D. 450 Nm−1
E. 480 Nm−1

(8) UN Fisika 2011 Paket 12 No. 15
Empat buah pegas identik masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 1600 N.m−1, disusun seri-paralel (lihat gambar).

Beban W yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm. Berat beban W adalah…
A. 60 N
B. 120 N
C. 300 N
D. 450 N
E. 600 N

(9) UN Fisika SMA 2012 A86 No. 10
Sebuah tali karet di beri beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m s−2). Energi potensial karet tersebut adalah….
A. 7,5 . 10−2 joule
B. 6,0 . 10−2 joule
C. 4,5 . 10−2 joule
D. 3,0 . 10−2 joule
E. 1,5 . 10−2 joule

Usaha dan Energi

(1) UN Fisika 2009 P04 No. 10
Data perubahan kecepatan sebuah benda yang bergerak lurus disajikan seperti berikut:

Usaha yang paling besar dilakukan oleh benda nomor ….
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5

(2) UN Fisika 2009 P45 No. 13
Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam di atas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m.s−2. Besarnya usaha yang terjadi adalah….
A. 20 joule
B. 30 joule
C. 60 joule
D. 180 joule
E. 360 joule

(3) UN Fisika 2010 P04 No. 8
Perhatikan gambar perpindahan balok, sebagai berikut.

Anggap g = 10 m.s-2
Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai μ= 0,5, maka nilai perpindahan benda (S) adalah….
A. 5,00 m
B. 4,25 m
C. 3,00 m
D. 2,50 m
E. 2,00 m

(4) UN Fisika 2010 P37 No. 7
Bola bermassa 0,25 kg ditekan pada pegas dengan gaya F seperti gambar.

Ketika gaya F dihilangkan, bola dilontarkan ke atas setinggi h meter. Jika energi untuk melontarkan bola besarnya 1,0 joule, maka tinggi h adalah….
A. 50 cm
B. 40 cm
C. 35 cm
D. 25 cm
E. 15 cm

(5) UN Fisika 2011 P12 No. 10
Odi mengendarai mobil bermassa 4.000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m.s−1. Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 m.s−1. Usaha oleh gaya pengereman adalah….
A. 200 kJ
B. 300 kJ
C. 400 kJ
D. 700 kJ
E. 800 kJ

(6)  UN Fisika 2012 A86 No. 9
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 m s−1 . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s−1. Usaha total yang dikerjakan pada benda adalah….
A. 4 J
B. 9 J
C. 15 J
D. 21 J
E. 25 J