Pembahasan UN Fisika SMA tahun 2019 no. 6-10

6.  Sebuah bola pejal dengan massa 4 kg terletak di ujung lemari kemudian di dorong mendatar sehingga kecepatannya 2 m/s pada saat lepas dari tepi atas lemari seperti tampak pada gambar di bawah.

Percepatan gravitasi g adalag 10 m/s2, maka energi mekanik partikel pada saat benda berada pada ketinggian 1 m dari tanah sebesar ...

A. 40 J
B. 48 J
C. 80 J
D. 88 J
E. 96 J



Pembahasan :

Energi mekanik akan selalu sama nilainya baik di posisi A ataupun di posisi B, karena besaran-besaran di posisi A sudah kita ketahui kita cari saja nilai energi mekanik pada posisi A

Jadi energi mekanik di posisi B adalah 88 J. Jawaban (D)

7. Berikut adalah grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) dua mobil A dan B yang bergerak dari posisi dan lintasan sama.

Dari pernyataan-pernyataan berikut:
(1) Mobil A dan B sama-sama berhenti pada detik ke 60.
(2) Percepatan mobil A lebih besar dibanding percepatan mobil B.
(3) Mobil A menempuh perjalanan lebih dekat daripada mobil B.
(4) Mobil A dan B bertemu setelah bergerak 40 sekon

Pernyataan yang benar berkaitan dengan grafik di atas ditunjukkan oleh nomor ...
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)

Pembasahan :
Kita bahas satu persatu pernyataannya,
(1) Dilihat dari grafikdua mobil diatas, grafik menunjukkan gerak lurus berubah beraturan dipercepat, pada detik ke 40 saja, kecepatan kedua mobil sudah 60 m/s, jadi pada detik ke 60 , mobil tidak berhenti. (Pernyataan 1 salah)

(2) Kita cari masing-masing percepatan mobil A dan mobil B

mobil A memiliki percepatan yang lebih besar daripada mobil B. (Pernyataan 2 benar)

(3) Kita cari jarak yang ditempuh masing-masing mobil pada detik ke 40

Jarak yang ditempuh mobil A lebih kecil daripada mobil B pada detik ke 40. (Pernyataan 3 benar)

(4) Pada detik ke 40, jarak antara mobil A dan mobil B berbeda, jadi mereka tidak bertemu (Pernyataan 4 salah)

Pernyataan (2) dan (3) benar. Jawaban (C)

8. Perhatikan gambar berikut!

Dua bola digerakkan mendatar dengan kecepatan konstan tanpa gesekan secara bersamaan. Kecepatan bola 1 = 8 m/s dan kecepatan bola 2 = 5 m/s. Bola 2 dipercepat dengan percepatan tetap 20 m/s2, maka kedua bola akan sampai di titik C pada waktu yang sama.

Dari pernyataan-pernyataan berikut:
(1) Waktu yang diperlukan bola 2 sampai di titik C = 0,3 sekon.
(2) Saat kedua bola bertemu kecepatan bola 2 lebih kecil daripada bola 1
(3) Tinggi meja = 45 cm diukur dari lantai.
(4) Saat di titik C kecepatan bola 1 lebih besar daripada bola 2

Pernyataan yang benar berkaitan dengan peristiwa diatas adalah ...
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (1) dan (4)
D. (2) dan (3)
E. (3) dan (4)

Pembahasan :

Kita gunakan persamaan gerak lurus berubah beraturan untuk membuktikan setiap pernyataan.
(1) Kita cari waktu bola ke 2
Karena bola 1 dan bola 2 akan bertemu di waktu yang sama dan jarak mendatar yang sama, bisa kita tuliskan

Untuk bola 1 adalah gerak parabola pada sumbu x maka berlaku GLB dan bola 2 adalah GLBB mendatar. Kita masukkan masing masing persamaanya dan kita bisa cari nilai t nya.

Jadi waktu kedua bola adalah 0,3 sekon (Pernyataan 1 benar)

(2) Kita cari kecepatan masing masing bola saat di titik C

Pada saat kedua bola bertemu di titik C, kecepatan bola 2 lebih besar daripada bola 1. (Pernyataan 2 salah)

(3) Kita cari ketinggian meja dengan menggunakan persamaan gerak parabola pada bola 1.

Tinggi meja adalah 45 cm. (pernyataan 3 benar)

(4) Sama dengan pembuktian pernyataan 2. Pada saat kedua bola bertemu di titik C, kecepatan bola 2 lebih besar daripada bola 1. (Pernyataan 4 salah).

Pernyaatan yang benar adalah (1) dan (3). Jawaban (B)

9. Perhatikan gambar koin uang logam yang diletakkan diatas piringan yang berputar dengan kecepatan sudut tetap 6 rad/s berikut!

massa koin = 0,1 kg, koefisien gesek statis = 0,40 dan percepatan gravitasi 10 m/s2. Jarak maksimum koin dari poros putar agar koin tersebut tetap berputar bersama piringan adalah ...
A. 6 cm
B. 10 cm
C. 11 cm
D. 16 cm
E. 25 cm

Pembahasan :

Untuk jarak maksimum agar koin tidak terlempar, berarti terjadi kesetimbangan gaya pada sistem diatas, karena piringannya kasar, sehingga gaya gesek antara koin dan piringan akan menahan koin tetap dipiringan dalam jarak tertentu dari pusat piringan. Kemudian karena piringan berputar, koin akan mengalami gaya sentripetal bersama piringan dan akan saling berlawanan dengan gaya gesek yang bisa kita tuliskan,

Kemudian kita masukkan persamaan dari masing-masing ruas untuk mendapatkan jarak maksimumnya,

Jadi jarak maksimum koin adalah 11 cm. Jawaban (C)

10. Perhatikan gambar dua bola bermassa 2m dan m yang bertumbukan berikut ini!

Dari pernyataan-pernyataan berikut ini;
(1) koefisien restitusi sama dengan nol
(2) Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama besar.
(3) Kecepatan benda bermassa 2m sebelum dan sesudah tumbukan tetap
(4) Energi kinetik total kedua benda tetap.

Pernyataan yang benar jika jenis tumbukan kedua bola merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali adalah ...
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (1) dan (4)
D. (2) dan (3)
E. (2) dan (4)

Pembahasan :

Kita bahas masing masing pernyataan diatas,
(1) Pada tumbukan tidak lenting sama sekali koefisien restitusinya adalah nol . (Pernyataan 1 benar)

(2) Pada tumbukan apapun akan sama karena akan terjadi hukum kekekalan momentum. Sebelum dan sesudah tumbukan akan menghasilkan perubahan momentum yang sama. (Pernyataan 2 benar)

(3) Kita gunakan rumus hukum kekekalan momentum,

Kecepatan benda 2m setelah tumbukan lebih kecil daripada sebelum tumbukan. (pernyataan 3 salah)

(4) Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, energi kinetik total akan lebih kecil daripada sebelum tumbukan, karena kecepatan benda akan berbeda dan ada energi kinetik yang hilang karena bertabrakan. (Pernyataan 4 salah)

Pernyataan yang benar adalah (1) dan (2). Jawaban (A)