Pembahasan UN Fisika SMA tahun 2017 no. 11-15

11.  Sebuah benda berbentuk balok dicelupkan dalam cairan A yang massa jenisnya 900 kg/m3 ternyata 1/3 bagiannya muncul diatas permukaan. Berapa bagian dari balok tersebut yang muncul jika cairan diganti dengan cairan B yang massa jenisnya 1200 kg/m3?

A. 1/4 bagian

B. 4/9 bagian

C. 1/2 bagian

D. 5/9 bagian

E. 3/4 bagian

Pembahasan : 

Terlebih dahulu kita cari massa jenis benda dengan persamaan gaya angkat ke atas benda oleh zat cair, 1/3 bagian yang muncul berarti 2/3 bagian yang tercelup di fluida,

massa jenis benda adalah 600 kg/m3. Kemudian kita pindahkan ke cairan B dengan menggunakan persaamaan yang sama, tetapi kita cari berapa bagian yang tercelupnya,

Yang tercelup 1/2 bagain, jadi yang muncul juga 1/2 bagian. Jawaban (C)

12. Perhatikan gambar alat penyemprot nyamuk pada gambar di bawah ini! Ketika batang penghisap M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada ujungnya. P menyatakan tekanan dan v menyatakan kecepatan alir cairan obat nyamuk, maka pernyataan yang benar dan prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah ...

A. P1 <   P2 , maka v1 <   v2 

B. P1 >   P2 , maka v1 <   v2 

C. P1 <   P2 , maka v1 >   v2 

D. P1 >   P2 , maka v1 >   v2 

E. P1 =  P2 , maka v1 =   v2 

Pembahasan :

Kita gunakan hukum bernoulli untuk menyelesaikan soal ini, 

Ketika kita menekan batang pengisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa melalui tabung sempit pada ujungnya. Semburan udara yang bergerak dengan cepat mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung tandon yang berisi cairan racun. Hal ini menyebabkan tekanan atmosfer pada permukaan cairan turun dan memaksa cairan naik ke atas tabung. Semburan udara berkelajuan tinggi meniup cairan, sehingga cairan dikeluarkan sebagai semburan kabut halus. Jadi Pada P2 tekanan menjadi kecil daripada tekanan di P1, dan nilai v2 lebih besar dari v1. Jawaban (B).

13. Sebuah pesawat ruang angkasa (P) mengorbit bumi (B) pada jarak tertentu dari permukaan bumi dengan kecepatan konstan memmbentuk lintasan elips seperti pada gambar.

Apabila pesawat kehilangan tenaga secara berangsur-angsur, maka bentuk lintasan yang mungkin terjadi ditunjukkan oleh gambar ...

Pembahasan :

Jika pesawat kehilangan tenaga, pesawat hanya akan dipengaruhi oleh gaya sentripetal, gaya yang menarik benda ke pusat lingkaran, gaya sentripetal disini merupakan gaya gravitasi yang dialami oleh pesawat tersebut, dan orbitnya lama-lama akan makin kecil dan akhirnya pesawat akan jatuh. Jawaban (B).

14. Seorang penari berdiri di atas lantai es licin dan berputar di tempatnya seperti pada gambar.

Mula-mula penari tersebut berputar dengan menyilangkan kedua tangan di dadanya (gambar A), kemudian penari tersebut kembali berputar sambil merentangkan kedua tangannya (gambar B). Pernyataan pada tabel di bawah ini yang benar berkaitan dengan kedua keadaaan penari di atas adalah...

Pembahasan :

Pada kasus penari ice skating diatas berlaku hukum kekekalan momentum. Momentum saat penari menyilangkan tangan dan saat merentangkan tangan sama, jadi LA = LB.

Pada saat tangan di silangkan, kecepatan sudut putar akan semakin besar daripada saat di rentangkan, kita ketahu bahwa momen inersia dan kecepatan sudut itu berbanding terbalik, jadi saat tangan di silangkan momen inersianya akan lebih kecil daripada saat tangan penari direntangkan, jadi IA < IB. Jawaban (E).

15. Perhatikan tabel data posisi benda-benda berikut!

Benda A,B, dan C dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa padang bidang x-y, Besar momen inersia sistem jika diputar pada poros sejajar sumbu y melalui benda A adalah ...

Pembahasan : 

Sistem akan berputar, dan karena Benda A menjadi poros dan diputar sejajar sumbu y, maka benda tidak ikut berputar, hanya benda B dan C yang berputar, jarak yang dipakai diukur dari poros yaitu benda A.

Jadi momen inersia sistem adalah 7,2 kg.m2. Jawaban (D)