Kumpulan Contoh Soal Bongkar Rahasia Fisika! 32 Soal Materi Fisika Paling Lengkap (Dijamin Auto Paham!)
Pilihan Ganda
1. 1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan 2 m/s². Jarak yang ditempuh mobil setelah 5 detik adalah…
A. 25 m
B. 50 m
C. 75 m
D. 100 m
2. 2. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N. Percepatan yang dialami benda adalah…
A. 2 m/s²
B. 5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 20 m/s²
3. 3. Benda bermassa 4 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m. Energi kinetik benda saat mencapai tanah adalah… (g = 10 m/s²)
A. 40 J
B. 400 J
C. 4000 J
D. 4 J
4. 4. Bola bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s menumbuk dinding dan memantul dengan kecepatan 8 m/s. Impuls yang terjadi pada bola adalah…
A. 0,4 Ns
B. 1,6 Ns
C. 3,6 Ns
D. 4,0 Ns
5. 5. Tekanan hidrostatis pada kedalaman 5 m di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m³, g = 10 m/s²) adalah…
A. 5000 Pa
B. 50.000 Pa
C. 500.000 Pa
D. 5.000.000 Pa
6. 6. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 2 kg air dari 20 °C menjadi 80 °C adalah… (kalor jenis air = 4200 J/kg°C)
A. 50.400 J
B. 504.000 J
C. 100.800 J
D. 1.008.000 J
7. 7. Cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Jika frekuensi suatu gelombang bunyi 170 Hz, panjang gelombangnya adalah…
A. 0,5 m
B. 1 m
C. 2 m
D. 4 m
8. 8. Benda diletakkan 10 cm di depan cermin cekung dengan fokus 5 cm. Sifat bayangan yang terbentuk adalah…
A. Nyata, terbalik, diperkecil
B. Nyata, terbalik, sama besar
C. Nyata, terbalik, diperbesar
D. Maya, tegak, diperbesar
9. 9. Dua muatan listrik +2 μC dan +4 μC terpisah sejauh 2 cm. Besar gaya tolak-menolak antara keduanya adalah… (k = 9 × 10⁹ Nm²/C²)
A. 90 N
B. 180 N
C. 360 N
D. 720 N
10. 10. Sebuah hambatan 10 Ω dialiri arus listrik 2 A. Tegangan pada hambatan tersebut adalah…
A. 5 V
B. 10 V
C. 20 V
D. 40 V
11. 11. Energi listrik yang digunakan oleh alat berdaya 100 W selama 5 jam adalah…
A. 500 Wh
B. 5000 Wh
C. 0,5 kWh
D. 5 kWh
12. 12. Kawat lurus panjang dialiri arus 2 A. Besar medan magnet pada titik 2 cm dari kawat adalah… (μ₀ = 4π × 10⁻⁷ Tm/A)
A. 1 × 10⁻⁵ T
B. 2 × 10⁻⁵ T
C. 3 × 10⁻⁵ T
D. 4 × 10⁻⁵ T
13. 13. Sebuah kumparan dengan 100 lilitan mengalami perubahan fluks magnet dari 0,01 Wb menjadi 0,05 Wb dalam waktu 0,1 detik. Besar GGL induksi yang timbul adalah…
A. 10 V
B. 20 V
C. 40 V
D. 50 V
14. 14. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 200 N/m. Jika pegas diregangkan sejauh 10 cm, energi potensial pegas adalah…
A. 0,1 J
B. 0,5 J
C. 1 J
D. 2 J
15. 15. Sebuah benda terapung di air dengan ¹/₃ bagian volumenya tercelup. Jika massa jenis air 1000 kg/m³, massa jenis benda adalah…
A. 333,33 kg/m³
B. 500 kg/m³
C. 666,67 kg/m³
D. 1000 kg/m³
16. 16. Proses termodinamika di mana volume gas dijaga konstan disebut…
A. Isotermal
B. Isokhorik
C. Isobarik
D. Adiabatik
17. 17. Intensitas radiasi benda hitam berbanding lurus dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Ini adalah bunyi hukum…
A. Planck
B. Wien
C. Stefan-Boltzmann
D. Rayleigh-Jeans
18. 18. Pernyataan yang benar mengenai waktu dalam teori relativitas khusus adalah…
A. Waktu bersifat absolut dan sama untuk semua pengamat.
B. Waktu melambat untuk objek yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.
C. Waktu mempercepat untuk objek yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.
D. Waktu tidak dipengaruhi oleh kecepatan relatif.
19. 19. Partikel penyusun inti atom adalah…
A. Elektron dan proton
B. Proton dan neutron
C. Elektron dan neutron
D. Elektron, proton, dan neutron
20. 20. Sebuah ambulans mendekati seorang pengamat dengan kecepatan tertentu. Frekuensi bunyi sirine yang didengar pengamat akan…
A. Sama dengan frekuensi asli sirine.
B. Lebih rendah dari frekuensi asli sirine.
C. Lebih tinggi dari frekuensi asli sirine.
D. Tidak dapat ditentukan.
Isian Singkat
1. 1. Satuan internasional untuk energi adalah ______.
2. 2. Bunyi hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik di setiap titik lintasan benda yang hanya dipengaruhi gaya konservatif adalah ______.
3. 3. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah ______.
4. 4. Peristiwa pembiasan cahaya ketika melewati dua medium yang berbeda indeks biasnya disebut ______.
5. 5. Gaya yang bekerja pada muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet disebut gaya ______.
Uraian
1. 1. Jelaskan perbedaan antara perpindahan dan jarak tempuh! Berikan contoh untuk memperjelas.
2. 2. Sebuah balok bermassa 5 kg diletakkan di atas lantai licin. Balok ditarik dengan gaya 20 N membentuk sudut 37° terhadap horizontal. Tentukan percepatan balok tersebut! (cos 37° = 0,8; sin 37° = 0,6)
3. 3. Jelaskan prinsip kerja termometer bimetal dan bagaimana ia dapat menunjukkan perubahan suhu!
4. 4. Apa yang dimaksud dengan resonansi pada gelombang bunyi? Berikan satu contoh aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
5. 5. Sebuah rangkaian listrik terdiri dari tiga resistor R₁ = 2 Ω, R₂ = 3 Ω, dan R₃ = 5 Ω yang dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan 20 V. Hitunglah:
a. Hambatan total rangkaian.
b. Kuat arus total yang mengalir.
c. Tegangan pada resistor R₂.
Mencocokkan
1. Cocokkan besaran fisika berikut dengan satuannya dalam SI!
A. Daya
B. Tekanan
C. Frekuensi
D. Massa
1. Pascal
2. Hertz
3. Kilogram
4. Watt
2. Cocokkan hukum fisika berikut dengan konsep utamanya!
A. Hukum Archimedes
B. Hukum Ohm
C. Hukum Snellius
D. Hukum Kekekalan Energi
1. Hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan
2. Perubahan arah cahaya saat melewati medium berbeda
3. Gaya apung pada benda yang tercelup dalam fluida
4. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. C
Pembahasan: Menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan: s = v₀t + ¹/₂at². Dengan v₀ = 10 m/s, a = 2 m/s², t = 5 s. Maka, s = (10)(5) + ¹/₂(2)(5)² = 50 + 25 = 75 m.
2. B
Pembahasan: Menurut Hukum II Newton, F = ma. Maka, a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s².
3. B
Pembahasan: Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik, energi kinetik saat mencapai tanah sama dengan energi potensial awal. Ek = Ep = mgh = (4 kg)(10 m/s²)(10 m) = 400 J.
4. C
Pembahasan: Impuls adalah perubahan momentum. I = Δp = m(v’ – v). Jika arah pantulan berlawanan, v’ bernilai negatif. I = 0,2 kg (-8 m/s – 10 m/s) = 0,2 kg (-18 m/s) = -3,6 Ns. Besar impuls adalah 3,6 Ns.
5. B
Pembahasan: Tekanan hidrostatis P = ρgh. P = (1000 kg/m³)(10 m/s²)(5 m) = 50.000 Pa.
6. B
Pembahasan: Kalor Q = mcΔT. Q = (2 kg)(4200 J/kg°C)(80 °C – 20 °C) = (2)(4200)(60) = 504.000 J.
7. C
Pembahasan: Hubungan cepat rambat, panjang gelombang, dan frekuensi: v = λf. Maka, λ = v/f = 340 m/s / 170 Hz = 2 m.
8. B
Pembahasan: Jika benda diletakkan pada jarak 2f (pusat kelengkungan cermin), yaitu 2 × 5 cm = 10 cm, maka bayangan akan terbentuk di 2f juga dengan sifat nyata, terbalik, dan sama besar.
9. B
Pembahasan: Menggunakan Hukum Coulomb: F = k|q₁q₂|/r². F = (9×10⁹)(2×10⁻⁶)(4×10⁻⁶) / (2×10⁻²)² = (72×10⁻³) / (4×10⁻⁴) = 180 N.
10. C
Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm: V = IR. V = (2 A)(10 Ω) = 20 V.
11. C
Pembahasan: Energi E = P × t. E = 100 W × 5 jam = 500 Wh. Karena 1 kWh = 1000 Wh, maka 500 Wh = 0,5 kWh.
12. B
Pembahasan: Besar medan magnet di sekitar kawat lurus panjang B = (μ₀I) / (2πa). B = (4π × 10⁻⁷)(2) / (2π × 0,02) = (8π × 10⁻⁷) / (0,04π) = 2 × 10⁻⁵ T.
13. C
Pembahasan: GGL induksi ε = -N (ΔΦ/Δt). ε = -100 (0,05 Wb – 0,01 Wb) / 0,1 s = -100 (0,04 Wb) / 0,1 s = -4 / 0,1 = -40 V. Besar GGL induksi adalah 40 V.
14. C
Pembahasan: Energi potensial pegas Ep = ¹/₂kx². Ubah 10 cm menjadi 0,1 m. Ep = ¹/₂(200 N/m)(0,1 m)² = ¹/₂(200)(0,01) = 1 J.
15. A
Pembahasan: Berdasarkan Hukum Archimedes untuk benda terapung: ρ_benda × V_benda = ρ_fluida × V_tercelup. ρ_benda = ρ_fluida × (V_tercelup / V_benda) = 1000 kg/m³ × (¹/₃) = 333,33 kg/m³.
16. B
Pembahasan: Proses isokhorik adalah proses termodinamika di mana volume sistem dijaga konstan.
17. C
Pembahasan: Hukum Stefan-Boltzmann menyatakan bahwa intensitas radiasi total yang dipancarkan oleh benda hitam ideal berbanding lurus dengan pangkat empat suhu mutlaknya.
18. B
Pembahasan: Menurut teori relativitas khusus Einstein, waktu akan melambat (dilatasi waktu) bagi pengamat yang bergerak relatif terhadap suatu kerangka acuan, terutama saat mendekati kecepatan cahaya.
19. B
Pembahasan: Inti atom tersusun dari proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan). Elektron bergerak mengelilingi inti.
20. C
Pembahasan: Menurut Efek Doppler, jika sumber bunyi mendekati pengamat, frekuensi bunyi yang didengar pengamat akan lebih tinggi dari frekuensi asli sumber.
Isian Singkat
1. Joule
2. Konstan/tetap
3. Amperemeter
4. Refraksi
5. Lorentz
Uraian
1. Jarak tempuh adalah total panjang lintasan yang dilalui benda tanpa memperhatikan arah, merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah perubahan posisi benda dari titik awal ke titik akhir, merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Contoh: Seseorang berjalan 5 meter ke timur, kemudian berbalik dan berjalan 3 meter ke barat. Jarak tempuhnya adalah 5 m + 3 m = 8 m. Perpindahannya adalah 5 m – 3 m = 2 m ke timur.
2. Gaya yang bekerja pada balok dalam arah horizontal adalah komponen gaya tarik: Fₓ = F cos θ = 20 N × cos 37° = 20 N × 0,8 = 16 N. Karena lantai licin, tidak ada gaya gesek. Menggunakan Hukum II Newton (F = ma), maka percepatan a = Fₓ / m = 16 N / 5 kg = 3,2 m/s².
3. Termometer bimetal bekerja berdasarkan prinsip pemuaian termal. Terdiri dari dua strip logam yang berbeda jenisnya (misalnya, besi dan tembaga) yang disatukan. Kedua logam ini memiliki koefisien muai panjang yang berbeda. Ketika suhu berubah, salah satu logam akan memuai atau menyusut lebih cepat daripada yang lain, menyebabkan strip bimetal melengkung. Lengkungan ini dikalibrasi dan dihubungkan ke jarum penunjuk pada skala untuk menunjukkan suhu.
4. Resonansi pada gelombang bunyi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena adanya benda lain yang bergetar dengan frekuensi alami yang sama atau kelipatan bulat dari frekuensi alami benda tersebut. Contoh aplikasi dalam kehidupan sehari-hari adalah: 1. Pecahnya gelas karena frekuensi suara penyanyi yang sama dengan frekuensi alami gelas. 2. Penggunaan garpu tala untuk menyetel alat musik. 3. Kolom udara pada alat musik tiup seperti seruling atau terompet yang beresonansi untuk menghasilkan nada.
5. a. Hambatan total (seri) R_total = R₁ + R₂ + R₃ = 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 10 Ω.
b. Kuat arus total I_total = V / R_total = 20 V / 10 Ω = 2 A.
c. Tegangan pada R₂ adalah V₂ = I_total × R₂ = 2 A × 3 Ω = 6 V.
Mencocokkan
1. A-4, B-1, C-2, D-3
2. A-3, B-1, C-2, D-4
