Pembahasan IPA SMP UN 2016 No. 11 - 15

Pembahasan soal-soal Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) SMP Ujian Nasional (UN) tahun 2016 nomor 11 sampai dengan nomor 15 tentang:

• hukum Newton, 
• hukum kekekalan energi, 
• usaha dan energi, 
• pesawat sederhana, serta 
• tekanan hidrostatis.

Soal No. 11 tentang Hukum Newton

Tiga gaya segaris bekerja pada sebuah balok seperti pada gambar. Hukum I Newton terjadi pada balok ….

Pembahasan

Hukum I Newton menyatakan bahwa resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

 ΣF = 0

Secara sederhana (untuk soal di atas) pernyataan di atas juga berarti:

gaya ke kanan – gaya ke kiri = 0

Mari kita periksa setiap opsi jawaban (perhatikan arah panah):

(2 + 8) – 6  = 4 [hukum II Newton]
8 – ( 4 + 4) = 0 [hukum I Newton]
(4 + 4) – 2  = 6 [hukum II Newton]
4 + 4 + 4    = 12 [hukum II Newton]

Jadi, Hukum I Newton terjadi pada balok opsi (B).

Soal No. 12 tentang Hukum Kekekalan Energi

Perhatikan gambar!

Energi kinetik di titik B = 100 J. bila massa benda 2,5 kg maka energi kinetik benda saat menyentuh tanah di titik C adalah ….A.   350 J
B.   250 J
C.   150 J
D.   100 J

Pembahasan

Perhatikan energi kinetik dan energi potensial di titik B.

E_kB = 100 J
E_pB = mgh_B
       = 2,3×10×6
       = 150 J

Sedangkan di titik C ketinggian benda sama dengan nol (h_C = 0) sehingga energi potensialnya juga nol.

E_pC = 0

Sementara itu, hukum kekekalan energi menyatakan bahwa jumlah energi kinetik dan energi potensial di setiap titik adalah sama.

E_kB + E_pB = E_kC + E_pC
 100 + 150 = E_kC + 0
           E_kC = 250

Jadi, energi kinetik benda saat menyentuh tanah di titik C adalah 250 J (B).

Soal No. 13 tentang Usaha dan Energi

Kegiatan berikut yang nilai usahanya nol adalah ….A.   menarik meja dari ruang kelas ke halaman
B.   mendorong mobil yang mogok hingga berpindah
C.   menaikkan peti dari lantai ke atas meja
D.   mendorong tembok dengan sekuat tenaga

Pembahasan

Usaha merupakan perkalian antara gaya dan jarak.

W = F × s

Artinya, usaha akan terjadi apabila ada gaya (F) bekerja pada benda (benda didorong/ditarik) sehingga benda mengalami perpindahan tempat (ada jarak s).

Mari kita ulas setiap opsi jawaban!

• Menarik meja dari ruang kelas ke halaman [ada gaya tarik, meja berpindah dari ruang kelas ke halaman → terjadi usaha]
• Mendorong mobil yang mogok hingga berpindah [ada gaya dorong, mobil berpindah → terjadi usaha]
• Menaikkan peti dari lantai ke atas meja [ada gaya angkat, peti berpindah tempat → terjadi gaya]
• Mendorong tembok dengan sekuat tenaga [meskipun ada gaya dorong, tetapi tembok tidak berpindah → tidak terjadi usaha, usaha yang sia-sia, atau usahanya nol]

Jadi, kegiatan yang nilai usahanya nol adalah mendorong tembok (D).

Soal No. 14 tentang Pesawat Sederhana

Perhatikan gambar pengungkit di bawah ini!

Beban kemudian digeser 10 cm mendekati titik tumpu. Agar tuas berada pada posisi seimbang maka kuasanya ….

A.   ditambah 54 N
B.   dikurang 64 N
C.   ditambah 75 N
D.   dikurang 96 N

Pembahasan

Tuas dalam posisi seimbang apabila perkalian antara beban (w) dan lengan beban (l_b) sama dengan perkalian antara kuasa (F) dan lengan kuasa (l_k).

w × l_b = F × l_k

Pada keadaan awal (sebelum beban digeser), diketahui:

w = 480 N
F = 160 N
l_b = 25 cm

Kita gunakan rumus di atas untuk menentukan lengan kuasa (l_k).

    w × l_b = F × l_k
480 × 25 = 160 × l_k
            l_k = 75

Kemudian beban digeser 10 cm mendekati titik tumpu. Sehingga:

l_b = (25 – 10) cm
    = 15 cm.

Akibat pergeseran ini, nilai kuasa (F) berubah.

    w × l_b = F × l_k
480 × 15 = F × 75
            F = 96

Ternyata nilai kuasa berubah dari 160 N menjadi 96 N sehingga mengalami pengurangan sebesar:

160 – 96 = 64

Jadi, agar tuas berada pada posisi seimbang maka kuasanya dikurang 64 N (B).

Soal No. 15 tentang Tekanan Hidrostatis

Seekor ikan berada pada bak air seperti pada gambar.

Jika massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 N/kg, tekanan hidrostatis yang diterima ikan adalah ….A.   6.000 N/m²
B.   8.000 N/m²
C.   10.000 N/m²
D.   14.000 N/m²

Pembahasan

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami benda yang berada dalam medium zat cair. Tekanan hidrostatis dirumuskan:

P = ρgh

dengan h adalah kedalaman benda yang diukur dari permukaan zat cair.

h = (140 − 60) cm
   = 80 cm
   = 0.8 m

Dengan demikian, tekanan hidrostatis pada ikan tersebut adalah:

P = ρgh
   = 1.000 × 10 × 0,8
   = 8.000

Jadi, tekanan hidrostatis yang diterima ikan adalah 8.000 N/m2 (B).

Bagikan Artikel ini