Mencari latihan soal fisika kelas 11 semester 1 yang komprehensif? Anda berada di tempat yang tepat! Halaman ini menyajikan kumpulan soal pilihan ganda, isian singkat, uraian, dan menjodohkan yang dirancang khusus untuk membantu siswa memahami materi fisika semester pertama. Fisika di kelas 11 mencakup topik-topik fundamental seperti gerak melingkar, dinamika gerak (hukum Newton, gaya gesek, gaya sentripetal), konsep usaha dan energi, serta impuls dan momentum. Materi-materi ini adalah dasar penting untuk memahami fenomena alam di sekitar kita dan juga sebagai bekal untuk jenjang pendidikan yang lebih tinggi. Dengan berlatih secara rutin menggunakan soal-soal ini, Anda akan lebih siap menghadapi ulangan harian, ujian tengah semester, hingga ujian akhir semester. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan singkat untuk pilihan ganda, memastikan Anda dapat belajar secara efektif. Tingkatkan pemahaman konsep dan keterampilan memecahkan masalah Anda sekarang juga!
Contoh Soal soal fisika kelas 11 semester 1
A. Pilihan Ganda
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 2 meter. Jika benda tersebut melakukan 10 putaran dalam 5 detik, kecepatan sudut benda adalah…
- A. 2π rad/s
- B. 3π rad/s
- C. 4π rad/s
- D. 5π rad/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Jumlah putaran = 10, waktu = 5 s. Frekuensi (f) = jumlah putaran / waktu = 10/5 = 2 Hz. Kecepatan sudut (ω) = 2πf = 2π × 2 = 4π rad/s.
2. Sebuah kipas angin berputar dengan kecepatan 120 rpm (rotasi per menit). Periode putaran kipas angin tersebut adalah…
- A. 0,25 s
- B. 0,5 s
- C. 1 s
- D. 2 s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Kecepatan sudut = 120 rpm = 120/60 rps = 2 rps = 2 Hz. Periode (T) = 1/f = 1/2 = 0,5 sekon.
3. Jika sebuah roda A dengan jari-jari 20 cm dihubungkan sepusat dengan roda B dengan jari-jari 10 cm, dan roda A berputar dengan kecepatan sudut 5 rad/s, maka kecepatan sudut roda B adalah…
- A. 5 rad/s
- B. 10 rad/s
- C. 2,5 rad/s
- D. 20 rad/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Jika dua roda dihubungkan sepusat, maka kecepatan sudut keduanya sama. Jadi, ωB = ωA = 5 rad/s.
4. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak melingkar di tikungan jalan datar dengan jari-jari 50 m. Jika koefisien gesek statis antara ban dan jalan adalah 0,5, kecepatan maksimum mobil agar tidak selip adalah (g = 10 m/s²)…
- A. 10 m/s
- B. 12 m/s
- C. 5√10 m/s
- D. 20 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Gaya sentripetal (mv²/R) harus sama dengan gaya gesek statis maksimum (μs × N). Karena jalan datar, N = mg. Jadi, mv²/R = μsmg. v² = μsgR. v = √(μsgR) = √(0,5 × 10 × 50) = √250 = 5√10 m/s ≈ 15,81 m/s.
5. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N sehingga bergerak dengan percepatan 3 m/s². Gaya gesek yang bekerja pada benda tersebut adalah…
- A. 2 N
- B. 4 N
- C. 6 N
- D. 8 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Menurut Hukum Newton II, ΣF = ma. Gaya tarik – Gaya gesek = ma. 10 N – Fgesek = 2 kg × 3 m/s². 10 N – Fgesek = 6 N. Fgesek = 10 N – 6 N = 4 N.
6. Sebuah balok bermassa 5 kg diam di atas lantai. Jika koefisien gesek statis antara balok dan lantai 0,4 dan koefisien gesek kinetis 0,2 (g = 10 m/s²), gaya minimal yang diperlukan untuk menggerakkan balok adalah…
- A. 10 N
- B. 20 N
- C. 30 N
- D. 40 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Gaya minimal untuk menggerakkan balok adalah gaya gesek statis maksimum. Fgesek statis maks = μs × N = μs × mg = 0,4 × 5 kg × 10 m/s² = 20 N.
7. Jika dua benda A dan B saling berinteraksi, maka gaya yang diberikan A kepada B akan sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan B kepada A. Pernyataan ini sesuai dengan…
- A. Hukum I Newton
- B. Hukum II Newton
- C. Hukum III Newton
- D. Hukum Kekekalan Energi
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Pernyataan tersebut adalah bunyi dari Hukum III Newton tentang aksi-reaksi.
8. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter. Energi kinetik benda saat menyentuh tanah adalah (g = 10 m/s²)…
- A. 100 Joule
- B. 150 Joule
- C. 180 Joule
- D. 200 Joule
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik, Energi Potensial awal = Energi Kinetik akhir (jika EP akhir = 0). EP = mgh = 2 kg × 10 m/s² × 10 m = 200 Joule. Jadi, EK akhir = 200 Joule.
9. Usaha yang dilakukan oleh gaya berat pada benda yang bergerak horizontal adalah…
- A. Nol
- B. Positif
- C. Negatif
- D. Tergantung massa benda
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Gaya berat arahnya vertikal ke bawah, sedangkan perpindahan horizontal. Sudut antara gaya dan perpindahan adalah 90°. Usaha (W) = F × s × cos θ. Jika θ = 90°, cos 90° = 0, maka W = 0.
10. Sebuah mobil bermassa 800 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Energi kinetik mobil tersebut adalah…
- A. 80 kJ
- B. 120 kJ
- C. 150 kJ
- D. 160 kJ
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Energi Kinetik (EK) = 1/2 mv² = 1/2 × 800 kg × (20 m/s)² = 400 × 400 = 160.000 Joule = 160 kJ.
11. Sebuah mesin melakukan usaha sebesar 1200 Joule dalam waktu 2 menit. Daya mesin tersebut adalah…
- A. 5 Watt
- B. 10 Watt
- C. 20 Watt
- D. 30 Watt
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Waktu = 2 menit = 120 detik. Daya (P) = Usaha (W) / Waktu (t) = 1200 J / 120 s = 10 Watt.
12. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Energi potensial maksimum yang dicapai bola adalah (g = 10 m/s²)…
- A. 15 J
- B. 20 J
- C. 22,5 J
- D. 25 J
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Pada titik tertinggi, energi kinetik menjadi nol dan seluruhnya berubah menjadi energi potensial. EK awal = 1/2 mv² = 1/2 × 0,2 kg × (15 m/s)² = 0,1 × 225 = 22,5 Joule. Jadi, EP maks = 22,5 Joule.
13. Momentum sebuah benda bermassa 5 kg yang bergerak dengan kecepatan 8 m/s adalah…
- A. 20 kg m/s
- B. 30 kg m/s
- C. 35 kg m/s
- D. 40 kg m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Momentum (p) = massa (m) × kecepatan (v) = 5 kg × 8 m/s = 40 kg m/s.
14. Sebuah gaya 20 N bekerja pada benda selama 0,5 detik. Impuls yang diberikan gaya tersebut adalah…
- A. 5 Ns
- B. 10 Ns
- C. 15 Ns
- D. 20 Ns
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Impuls (I) = Gaya (F) × Waktu (Δt) = 20 N × 0,5 s = 10 Ns.
15. Sebuah bola bermassa 0,1 kg menumbuk dinding dengan kecepatan 10 m/s dan memantul kembali dengan kecepatan 8 m/s. Impuls yang dialami bola adalah…
- A. 0,2 Ns
- B. 0,8 Ns
- C. 1,0 Ns
- D. 1,8 Ns
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Impuls (I) = Δp = m(v’ – v). Jika arah awal positif, maka v = 10 m/s dan v’ = -8 m/s. I = 0,1 kg × (-8 m/s – 10 m/s) = 0,1 × (-18) = -1,8 Ns. Besar impuls adalah 1,8 Ns.
16. Dua benda bermassa sama, 2 kg, bergerak saling mendekat dengan kecepatan masing-masing 5 m/s. Setelah tumbukan tidak lenting sama sekali, kecepatan kedua benda menjadi…
- A. 0 m/s
- B. 2,5 m/s
- C. 5 m/s
- D. 10 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Hukum Kekekalan Momentum: m1v1 + m2v2 = (m1+m2)v’. Jika v1 = 5 m/s dan v2 = -5 m/s (saling mendekat). (2)(5) + (2)(-5) = (2+2)v’. 10 – 10 = 4v’. 0 = 4v’. Maka v’ = 0 m/s.
17. Sebuah peluru bermassa 10 gram ditembakkan ke dalam balok kayu bermassa 990 gram yang diam di atas meja. Jika peluru bersarang di dalam balok dan bergerak bersama dengan kecepatan 1 m/s, kecepatan peluru saat ditembakkan adalah…
- A. 50 m/s
- B. 100 m/s
- C. 150 m/s
- D. 200 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Hukum Kekekalan Momentum (tumbukan tidak lenting): mpvp + mbvb = (mp+mb)v’. mp = 0,01 kg, mb = 0,99 kg, vb = 0, v’ = 1 m/s. 0,01vp + 0 = (0,01+0,99) × 1. 0,01vp = 1 × 1. vp = 1 / 0,01 = 100 m/s.
18. Sebuah benda bermassa 0,5 kg digantung pada pegas. Jika pegas bertambah panjang 2 cm saat benda digantung, konstanta pegas adalah (g = 10 m/s²)…
- A. 50 N/m
- B. 100 N/m
- C. 200 N/m
- D. 250 N/m
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Gaya yang bekerja pada pegas adalah gaya berat (F = mg). F = kx. mg = kx. k = mg/x = (0,5 kg × 10 m/s²) / 0,02 m = 5 N / 0,02 m = 250 N/m.
19. Periode gerak harmonik sederhana pada ayunan bandul sederhana bergantung pada…
- A. Massa bandul
- B. Panjang tali dan percepatan gravitasi
- C. Amplitudo ayunan
- D. Massa bandul dan amplitudo ayunan
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Periode bandul sederhana (T) = 2π√(L/g), di mana L adalah panjang tali dan g adalah percepatan gravitasi. Jadi, periode bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi.
20. Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan. Besaran yang nilainya tetap adalah…
- A. Kecepatan linear
- B. Kelajuan linear
- C. Percepatan sentripetal
- D. Gaya sentripetal
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Pada gerak melingkar beraturan, kelajuan linear (besar kecepatan linear) dan kecepatan sudut bernilai tetap, sedangkan arah kecepatan linear terus berubah. Percepatan sentripetal juga memiliki besar yang tetap, tetapi arahnya selalu menuju pusat.
B. Isian Singkat
1. Sebuah roda berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika jari-jari roda 0,5 meter, kecepatan linear sebuah titik di tepi roda adalah…
Jawaban: 5 m/s
2. Sebuah balok bermassa 4 kg diletakkan di atas bidang datar. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², besar gaya normal yang bekerja pada balok adalah…
Jawaban: 40 N
3. Jika sebuah benda ditarik dengan gaya 50 N sejauh 2 meter, dan arah gaya membentuk sudut 60° terhadap perpindahan, usaha yang dilakukan gaya tersebut adalah…
Jawaban: 50 Joule
4. Satuan dari impuls dalam Sistem Internasional (SI) adalah…
Jawaban: Ns (Newton sekon) atau kg m/s
5. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 100 N/m. Jika pegas ditarik sehingga meregang sejauh 10 cm, energi potensial pegas yang tersimpan adalah…
Jawaban: 0,5 Joule
C. Menjodohkan
1. Pasangkanlah konsep fisika di kolom kiri dengan definisi atau rumus yang tepat di kolom kanan!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Usaha | Energi yang ditransfer ketika gaya menyebabkan perpindahan |
| Daya | Laju transfer energi atau laju usaha dilakukan |
| Momentum | Hasil kali massa dan kecepatan |
| Impuls | Hasil kali gaya dan selang waktu |
| Gaya Sentripetal | Gaya yang selalu menuju pusat lintasan melingkar |
2. Pasangkanlah satuan di kolom kiri dengan besaran fisika yang sesuai di kolom kanan!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Joule | Energi atau Usaha |
| Watt | Daya |
| Newton | Gaya |
| Kilogram meter per sekon | Momentum atau Impuls |
| Hertz | Frekuensi |
D. Uraian
1. Jelaskan perbedaan antara gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan, serta berikan contoh masing-masing!
Gerak melingkar beraturan (GMB) adalah gerak benda dengan lintasan melingkar dan kelajuan linear yang konstan (kecepatan sudut konstan). Pada GMB, percepatan tangensial nol, hanya ada percepatan sentripetal. Contoh: putaran jarum jam, gerak satelit di orbit geostasioner. Gerak melingkar berubah beraturan (GMBB) adalah gerak benda dengan lintasan melingkar dan kelajuan linear yang berubah secara beraturan (kecepatan sudut berubah secara beraturan). Pada GMBB, ada percepatan tangensial dan percepatan sentripetal. Contoh: roda yang mulai berputar dari diam atau roda yang sedang mengerem.
2. Sebuah balok bermassa 3 kg diletakkan di atas bidang miring licin dengan kemiringan 30°. Hitunglah percepatan balok saat meluncur ke bawah! (g = 10 m/s²)
Gaya yang menyebabkan balok meluncur adalah komponen gaya berat sejajar bidang miring, yaitu F = mg sin θ. F = 3 kg × 10 m/s² × sin 30° = 30 N × 0,5 = 15 N. Menurut Hukum Newton II, F = ma. Jadi, 15 N = 3 kg × a. a = 15 N / 3 kg = 5 m/s².
3. Sebuah benda bermassa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Dengan menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik, tentukan ketinggian maksimum yang dicapai benda! (Abaikan gesekan udara, g = 10 m/s²)
Pada titik awal (tanah), energi potensial (EP1) = 0, energi kinetik (EK1) = 1/2 mv² = 1/2 × 1 kg × (20 m/s)² = 1/2 × 400 = 200 Joule. Energi mekanik awal (EM1) = EK1 + EP1 = 200 J + 0 J = 200 J. Pada ketinggian maksimum (h_max), kecepatan (v2) = 0, sehingga energi kinetik (EK2) = 0. Energi potensial (EP2) = mgh_max = 1 kg × 10 m/s² × h_max = 10h_max. Menurut Hukum Kekekalan Energi Mekanik, EM1 = EM2. 200 J = 0 J + 10h_max. 10h_max = 200. h_max = 20 meter.
4. Sebuah bola biliar A bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan 3 m/s menumbuk bola biliar B bermassa 0,3 kg yang diam. Setelah tumbukan lenting sempurna, bola A bergerak mundur dengan kecepatan 0,6 m/s. Tentukan kecepatan bola B setelah tumbukan!
Hukum Kekekalan Momentum: mAvA + mBvB = mAvA’ + mBvB’. 0,2 kg × 3 m/s + 0,3 kg × 0 m/s = 0,2 kg × (-0,6 m/s) + 0,3 kg × vB’. 0,6 + 0 = -0,12 + 0,3vB’. 0,6 + 0,12 = 0,3vB’. 0,72 = 0,3vB’. vB’ = 0,72 / 0,3 = 2,4 m/s.
5. Jelaskan konsep impuls dan momentum, serta bagaimana kedua besaran tersebut saling berhubungan!
Momentum adalah ukuran kesukaran untuk menghentikan suatu benda yang bergerak, didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatannya (p = mv). Impuls adalah ukuran seberapa besar gaya bekerja pada suatu benda dalam selang waktu tertentu, didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu gaya bekerja (I = F × Δt). Keduanya saling berhubungan melalui teorema impuls-momentum, yang menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda tersebut (I = Δp = mΔv). Artinya, pemberian impuls akan mengubah momentum suatu benda.