Pembahasan Soal Latihan FISIKA IPA SNMPTN 2012 (Menjawab pertanyaan Pooja)
Menjawab pertanyaan Pooja Rakasiwi.
Soal latihan SNMPTN Fisika IPA 2012.
1. Benda A dan benda B berada pada ketinggian yang sama dari tanah. Mula-mula A jatuh bebas
dan 3 detik kemudian B jatuh bebas pula. Pada saat , sekon sejak benda B jatuh, perbandingan
jarak tempuh kedua benda 1 : 4. Harga , (dalam s) adalah ….
Penyelesaian:
Pada saat 3 detik benda A sudah menempuh jarak:
1
1
23 = 56 , + 8, 9 = 0 + ∙ 10 ∙ 9 = 45 m
2
2
Sementara benda B masih diam dan mulai bergerak.
Jika pada saat , sekon perbandingan jarak yang ditempuh benda B dan benda A adalah 1 : 4.
Artinya 2> ∶ 23 = 1 ∶ 4.
Dimana:
1
1
45 + 56B , + 8, 9 = 4 C56D , + 8, 9 E (ingat 56B adalah kecepatan A setelah 3 detik)
2
2
⇔
45 + 30, + 5, 9 = 4(0 + 5, 9 )
⇔
45 + 30, + 5, 9 = 20, 9
⇔
15, 9 − 30, − 45 = 0
⇔
, 9 − 2, − 3 = 0
(, − 3)(, + 1) = 0
⇔
⇔ , − 3 = 0 atau , + 1 = 0
⇔
, =3s
, = −1 s
Jadi nilai , tidak mungkin negatif. Berarti jawaban yang tepat , = 3 sekon.
23 = 42> ⇒
2. Seorang pemadam kebakaran yang beratnya 650 N meluncur turun sepanjang tiang vertikal
dengan percepatan rata-rata sebesar 3 m/s2. Gaya vertikal rata-rata yang dilakukan orang
tersebut pada tiang adalah ….
Penyelesaian:
TRIK SUPERKILAT:
Untuk benda jatuh ke bawah maka:
O = P(8 − Q) = 65(10 − 3) = 65 × 7 = 455 N
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 1
3. Sebuah peti bermassa 50 kg, mula-mula diam di atas lantai horizontal yang kasar (UV = 0,1,
UW = 0,5). Kemudian peti itu didorong dengan gaya F = 100 N yang arahnya seperti gambar.
X
Jika sin X = 0,6 dan cos X = 0,8, maka gaya gesek yang dialaminya adalah ….
Penyelesaian:
Kita harus mencari dulu berapa besar gaya gesek statis maksimum.
ZW[\]^ = UW _ = 0,5 ∙ 500 = 250 N.
Lalu kita mencari berapa besar gaya dorong yang searah dengan perpindahan.
`a = ` cos X = 100 ∙ 0,8 = 80 N
Ternyata besarnya gaya dorong lebih kecil daripada gaya gesek statis maksimum, artinya
benda tidak akan bergerak.
Sehingga besarnya gaya gesek adalah sebesar gaya yang diberikan.
Jadi ZbcWcV = `a = 80 N
4. Sebuah balok bermassa 2 kg mula-mula diam dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang
berbentuk seperempat lingkaran dengan jari-jari R. Kemudian balok meluncur pada bidang
datar dan berhenti di titik B yang berjarak 3 m dari titik awal bidang datar A. Jika bidang
lengkung tersebut licin sedangkan gaya gesek antara balok dan bidang datar sebesar 8 N, maka
R adalah ….
Penyelesaian:
Besar kecepatan balok saat di titik A adalah 53 = d28e
Benda berhenti di titik B, 5> = 0
Benda mengalami gaya gesek 8 N, artinya benda mengalami perlambatan sebesar:
Q=
Z 8
= = 4 ms f9
P 2
Benda bergerak diperlambat dari A ke B sejauh 3 m.
0 = 28e − 2 ∙ 4 ∙ 3
5>9 = 539 − 2Q2 ⇒
⇔ 0 = 20e − 24
⇔ 20e = 24
⇔ e = 1,2 m
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 2
5. Jarak antara matahari dan bumi adalah 1,5 × 10g km, sedangkan jarak antara matahari dan
neptunus adalah 4,5 × 10h km. Periode neptunus mengelilingi matahari adalah 165 tahun dan
massa neptunus adalah 18 kali massa bumi. Jika gaya gravitasi pada bumi oleh matahari adalah
F dan kelajuan bumi mengelilingi matahari adalah 5, maka gaya gravitasi pada neptunus oleh
matahari, serta kelajuan neptunus adalah ….
Penyelesaian:
Jika i adalah massa matahari, ij adalah massa bumi, ej adalah jarak rata-rata matahari ke
bumi sebesar 1 SA (satuan astronomi) dan G adalah konstanta gravitasi, maka besar gaya
gravitasi di bumi adalah:
`=k
iil
ej9
Jika im adalah massa neptunus, diketahui di soal bahwa im = 18ij . Dan em adalah jarak ratarata matahari ke neptunus sebesar em = 4,5 × 10h = 30 × 1,5 × 10g = 30 ej , maka besar gaya
gravitasi di neptunus adalah:
`m = k
iim
i(18ij )
iij 18
1
=
k
=k 9 ×
=
`
9
9
(30ej )
900 50
em
ej
Lalu besar kelajuan bumi mengelilingi matahari adalah:
5=
nopqpqr8 2wej
=
sotquvo
Oj
Sementara itu, besar kelajuan neptunus mengelilingi matahari adalah:
5=
30
2
nopqpqr8 2wem 2w(30ej ) 2wej 30
=
=
=
×
=
5=
5
165Oj
sotquvo
165 165
11
Om
Oj
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 3
6.
C
A
B
Ditentukan:
P3 = 4 kg, P> = 5 kg, 8 = 10P/2 9 . Koefisien gesekan statis antara benda A dengan C adalah
0,3 dan antara benda A dengan meja 0,2 (lihat gambar). Sistem tidak bergerak.
Pernyataan di bawah ini yang benar adalah:
(1) Gaya gesek antara A dan C adalah nol.
(2) Tegangan tali 50 N.
(3) Massa minimum benda C adalah 21 kg.
(4) Gaya gesek antara A dan meja adalah 50 N.
Penyelesaian:
Mari kita gambar garis-garis gayanya.
C
Z3y
Z3,~c•€
A
Zy3
O
O
•+
O
‚+
O
B
}j
Perhatikan garis-garis gaya di atas. Zy3 adalah gaya gesek benda C oleh benda A, Z3y adalah
gaya gesek benda A oleh benda C. Ternyata Zy3 dan Z3y adalah gaya aksi reaksi.
Perhatikan juga karena sistem tidak bergerak artinya tiap benda tidak bergerak, sehingga
berlaku ∑` = 0. Benda C tidak bergerak terhadap tanah, sehingga karena benda C hanya ada
satu gaya yang bekerja yakni Zy3 , maka ∑`a = 0 ⇒ Zy3 = 0. Jadi pilihan jawaban (1) benar.
Karena (1) benar maka (3) pasti benar!
Jadi sekarang periksa jawaban (2).
Lihat benda B, benda B diam, maka ∑`| = 0 ⇒ O = }> = 50 N. Maka jelas (2) juga benar!
Sekarang periksa jawaban (4).
Lihat benda A, benda A diam, maka ∑`a = 0 ⇒ Z3,~c•€ = O − Z3y = 50 − 0 = 50 N. Jadi
jawaban (4) juga benar.
Sehingga semua jawaban (1), (2), (3), dan (4) adalah benar….
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 4
Soal latihan SNMPTN Fisika IPA 2012.
1. Benda A dan benda B berada pada ketinggian yang sama dari tanah. Mula-mula A jatuh bebas
dan 3 detik kemudian B jatuh bebas pula. Pada saat , sekon sejak benda B jatuh, perbandingan
jarak tempuh kedua benda 1 : 4. Harga , (dalam s) adalah ….
Penyelesaian:
Pada saat 3 detik benda A sudah menempuh jarak:
1
1
23 = 56 , + 8, 9 = 0 + ∙ 10 ∙ 9 = 45 m
2
2
Sementara benda B masih diam dan mulai bergerak.
Jika pada saat , sekon perbandingan jarak yang ditempuh benda B dan benda A adalah 1 : 4.
Artinya 2> ∶ 23 = 1 ∶ 4.
Dimana:
1
1
45 + 56B , + 8, 9 = 4 C56D , + 8, 9 E (ingat 56B adalah kecepatan A setelah 3 detik)
2
2
⇔
45 + 30, + 5, 9 = 4(0 + 5, 9 )
⇔
45 + 30, + 5, 9 = 20, 9
⇔
15, 9 − 30, − 45 = 0
⇔
, 9 − 2, − 3 = 0
(, − 3)(, + 1) = 0
⇔
⇔ , − 3 = 0 atau , + 1 = 0
⇔
, =3s
, = −1 s
Jadi nilai , tidak mungkin negatif. Berarti jawaban yang tepat , = 3 sekon.
23 = 42> ⇒
2. Seorang pemadam kebakaran yang beratnya 650 N meluncur turun sepanjang tiang vertikal
dengan percepatan rata-rata sebesar 3 m/s2. Gaya vertikal rata-rata yang dilakukan orang
tersebut pada tiang adalah ….
Penyelesaian:
TRIK SUPERKILAT:
Untuk benda jatuh ke bawah maka:
O = P(8 − Q) = 65(10 − 3) = 65 × 7 = 455 N
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 1
3. Sebuah peti bermassa 50 kg, mula-mula diam di atas lantai horizontal yang kasar (UV = 0,1,
UW = 0,5). Kemudian peti itu didorong dengan gaya F = 100 N yang arahnya seperti gambar.
X
Jika sin X = 0,6 dan cos X = 0,8, maka gaya gesek yang dialaminya adalah ….
Penyelesaian:
Kita harus mencari dulu berapa besar gaya gesek statis maksimum.
ZW[\]^ = UW _ = 0,5 ∙ 500 = 250 N.
Lalu kita mencari berapa besar gaya dorong yang searah dengan perpindahan.
`a = ` cos X = 100 ∙ 0,8 = 80 N
Ternyata besarnya gaya dorong lebih kecil daripada gaya gesek statis maksimum, artinya
benda tidak akan bergerak.
Sehingga besarnya gaya gesek adalah sebesar gaya yang diberikan.
Jadi ZbcWcV = `a = 80 N
4. Sebuah balok bermassa 2 kg mula-mula diam dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang
berbentuk seperempat lingkaran dengan jari-jari R. Kemudian balok meluncur pada bidang
datar dan berhenti di titik B yang berjarak 3 m dari titik awal bidang datar A. Jika bidang
lengkung tersebut licin sedangkan gaya gesek antara balok dan bidang datar sebesar 8 N, maka
R adalah ….
Penyelesaian:
Besar kecepatan balok saat di titik A adalah 53 = d28e
Benda berhenti di titik B, 5> = 0
Benda mengalami gaya gesek 8 N, artinya benda mengalami perlambatan sebesar:
Q=
Z 8
= = 4 ms f9
P 2
Benda bergerak diperlambat dari A ke B sejauh 3 m.
0 = 28e − 2 ∙ 4 ∙ 3
5>9 = 539 − 2Q2 ⇒
⇔ 0 = 20e − 24
⇔ 20e = 24
⇔ e = 1,2 m
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 2
5. Jarak antara matahari dan bumi adalah 1,5 × 10g km, sedangkan jarak antara matahari dan
neptunus adalah 4,5 × 10h km. Periode neptunus mengelilingi matahari adalah 165 tahun dan
massa neptunus adalah 18 kali massa bumi. Jika gaya gravitasi pada bumi oleh matahari adalah
F dan kelajuan bumi mengelilingi matahari adalah 5, maka gaya gravitasi pada neptunus oleh
matahari, serta kelajuan neptunus adalah ….
Penyelesaian:
Jika i adalah massa matahari, ij adalah massa bumi, ej adalah jarak rata-rata matahari ke
bumi sebesar 1 SA (satuan astronomi) dan G adalah konstanta gravitasi, maka besar gaya
gravitasi di bumi adalah:
`=k
iil
ej9
Jika im adalah massa neptunus, diketahui di soal bahwa im = 18ij . Dan em adalah jarak ratarata matahari ke neptunus sebesar em = 4,5 × 10h = 30 × 1,5 × 10g = 30 ej , maka besar gaya
gravitasi di neptunus adalah:
`m = k
iim
i(18ij )
iij 18
1
=
k
=k 9 ×
=
`
9
9
(30ej )
900 50
em
ej
Lalu besar kelajuan bumi mengelilingi matahari adalah:
5=
nopqpqr8 2wej
=
sotquvo
Oj
Sementara itu, besar kelajuan neptunus mengelilingi matahari adalah:
5=
30
2
nopqpqr8 2wem 2w(30ej ) 2wej 30
=
=
=
×
=
5=
5
165Oj
sotquvo
165 165
11
Om
Oj
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 3
6.
C
A
B
Ditentukan:
P3 = 4 kg, P> = 5 kg, 8 = 10P/2 9 . Koefisien gesekan statis antara benda A dengan C adalah
0,3 dan antara benda A dengan meja 0,2 (lihat gambar). Sistem tidak bergerak.
Pernyataan di bawah ini yang benar adalah:
(1) Gaya gesek antara A dan C adalah nol.
(2) Tegangan tali 50 N.
(3) Massa minimum benda C adalah 21 kg.
(4) Gaya gesek antara A dan meja adalah 50 N.
Penyelesaian:
Mari kita gambar garis-garis gayanya.
C
Z3y
Z3,~c•€
A
Zy3
O
O
•+
O
‚+
O
B
}j
Perhatikan garis-garis gaya di atas. Zy3 adalah gaya gesek benda C oleh benda A, Z3y adalah
gaya gesek benda A oleh benda C. Ternyata Zy3 dan Z3y adalah gaya aksi reaksi.
Perhatikan juga karena sistem tidak bergerak artinya tiap benda tidak bergerak, sehingga
berlaku ∑` = 0. Benda C tidak bergerak terhadap tanah, sehingga karena benda C hanya ada
satu gaya yang bekerja yakni Zy3 , maka ∑`a = 0 ⇒ Zy3 = 0. Jadi pilihan jawaban (1) benar.
Karena (1) benar maka (3) pasti benar!
Jadi sekarang periksa jawaban (2).
Lihat benda B, benda B diam, maka ∑`| = 0 ⇒ O = }> = 50 N. Maka jelas (2) juga benar!
Sekarang periksa jawaban (4).
Lihat benda A, benda A diam, maka ∑`a = 0 ⇒ Z3,~c•€ = O − Z3y = 50 − 0 = 50 N. Jadi
jawaban (4) juga benar.
Sehingga semua jawaban (1), (2), (3), dan (4) adalah benar….
Pembahasan Soal Latihan SNMPTN 2012 FISIKA IPA by http://pak-anang.blogspot.com
Halaman 4