Persiapkan diri Anda menghadapi ujian fisika dengan kumpulan soal fisika lengkap ini! Kami menyajikan beragam jenis soal mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga soal menjodohkan, semuanya dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan mendetail. Latihan soal fisika ini dirancang untuk menguji pemahaman Anda pada berbagai konsep dasar fisika, mulai dari mekanika, termodinamika, gelombang, listrik, hingga fisika modern. Dengan berlatih secara rutin menggunakan “soal fisika dan kunci jawaban” ini, Anda akan semakin mahir dalam menganalisis masalah, menerapkan rumus, dan memahami prinsip-prinsip fisika yang kompleks. Tingkatkan nilai akademis Anda dan kuasai fisika dengan bank soal komprehensif ini yang cocok untuk siswa SMA dan persiapan UTBK.
Contoh Soal soal fisika dan kunci jawaban
A. Pilihan Ganda
1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s. Jika mobil tersebut mengalami percepatan konstan 2 m/s² selama 5 detik, berapakah kecepatan akhir mobil?
- A. 15 m/s
- B. 18 m/s
- C. 20 m/s
- D. 22 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Menggunakan rumus GLBB: vₜ = v₀ + a × t. vₜ = 10 m/s + (2 m/s² × 5 s) = 10 m/s + 10 m/s = 20 m/s.
2. Jika sebuah benda bermassa 2 kg didorong dengan gaya 10 N, berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?
- A. 2 m/s²
- B. 5 m/s²
- C. 10 m/s²
- D. 20 m/s²
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Menggunakan Hukum II Newton: F = m × a. Maka, a = F / m = 10 N / 2 kg = 5 m/s².
3. Seorang pekerja menarik kotak dengan gaya 50 N sejauh 10 meter. Jika gaya membentuk sudut 60° terhadap arah perpindahan, berapakah usaha yang dilakukan pekerja tersebut?
- A. 500 Joule
- B. 250 Joule
- C. 100 Joule
- D. 50 Joule
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Usaha (W) = F × s × cos θ. W = 50 N × 10 m × cos 60° = 500 N.m × 1/2 = 250 Joule.
4. Sebuah motor memiliki daya 2000 Watt. Berapa energi yang digunakan motor tersebut jika beroperasi selama 10 detik?
- A. 200 Joule
- B. 2.000 Joule
- C. 20.000 Joule
- D. 200.000 Joule
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Daya (P) = Energi (W) / Waktu (t). Maka, W = P × t = 2000 Watt × 10 s = 20.000 Joule.
5. Benda bermassa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Berapakah momentum benda tersebut?
- A. 2 kg.m/s
- B. 4 kg.m/s
- C. 8 kg.m/s
- D. 16 kg.m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Momentum (p) = massa (m) × kecepatan (v). p = 0,5 kg × 4 m/s = 2 kg.m/s.
6. Sebuah roda berputar dengan kecepatan sudut 20 rad/s dan jari-jari 0,5 meter. Berapakah kecepatan linear titik di tepi roda?
- A. 5 m/s
- B. 10 m/s
- C. 20 m/s
- D. 40 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Kecepatan linear (v) = kecepatan sudut (ω) × jari-jari (r). v = 20 rad/s × 0,5 m = 10 m/s.
7. Tekanan hidrostatis pada kedalaman 5 meter di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m³) adalah… (g = 10 m/s²)
- A. 500 Pa
- B. 5.000 Pa
- C. 50.000 Pa
- D. 500.000 Pa
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Tekanan hidrostatis (Pₕ) = ρ × g × h. Pₕ = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 5 m = 50.000 Pa.
8. Prinsip kerja alat penyemprot parfum didasarkan pada hukum fisika yaitu…
- A. Asas Bernoulli
- B. Hukum Archimedes
- C. Hukum Pascal
- D. Hukum Stoke
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Alat penyemprot parfum bekerja berdasarkan prinsip Bernoulli, di mana aliran udara cepat menyebabkan penurunan tekanan, sehingga cairan terhisap ke atas.
9. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 2 kg air dari 20°C menjadi 80°C? (Kalor jenis air = 4200 J/kg°C)
- A. 84.000 Joule
- B. 252.000 Joule
- C. 420.000 Joule
- D. 504.000 Joule
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Kalor (Q) = massa (m) × kalor jenis (c) × perubahan suhu (ΔT). Q = 2 kg × 4200 J/kg°C × (80°C – 20°C) = 2 × 4200 × 60 = 504.000 Joule.
10. Dalam suatu proses termodinamika, sistem menyerap kalor 1500 J dan melakukan usaha 500 J. Berapakah perubahan energi dalam sistem tersebut?
- A. 500 J
- B. 1000 J
- C. 1500 J
- D. 2000 J
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Menggunakan Hukum I Termodinamika: ΔU = Q – W. ΔU = 1500 J – 500 J = 1000 J. (Q positif karena menyerap kalor, W positif karena melakukan usaha).
11. Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang 2 meter dan frekuensi 10 Hz. Berapakah cepat rambat gelombang tersebut?
- A. 5 m/s
- B. 10 m/s
- C. 20 m/s
- D. 40 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Cepat rambat gelombang (v) = panjang gelombang (λ) × frekuensi (f). v = 2 m × 10 Hz = 20 m/s.
12. Jika dua muatan listrik masing-masing +2 μC dan -3 μC terpisah sejauh 0,3 meter, berapakah besar gaya Coulomb yang terjadi? (k = 9 × 10⁹ Nm²/C²)
- A. 0,3 N
- B. 0,6 N
- C. 1,2 N
- D. 1,8 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Gaya Coulomb (F) = k × |q₁ × q₂| / r². F = (9 × 10⁹ × |2 × 10⁻⁶ × -3 × 10⁻⁶|) / (0,3)² = (9 × 10⁹ × 6 × 10⁻¹²) / 0,09 = (54 × 10⁻³) / 0,09 = 600 × 10⁻³ = 0,6 N.
13. Tiga hambatan masing-masing 2 Ω, 3 Ω, dan 5 Ω dihubungkan secara seri. Berapakah hambatan total rangkaian tersebut?
- A. 0,96 Ω
- B. 1,67 Ω
- C. 5 Ω
- D. 10 Ω
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Hambatan total seri (R_total) = R₁ + R₂ + R₃. R_total = 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 10 Ω.
14. Sebuah lampu pijar bertuliskan 60 W / 220 V. Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu jika dipasang pada tegangan nominalnya?
- A. 0,27 A
- B. 0,33 A
- C. 1,83 A
- D. 3,67 A
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Daya (P) = Tegangan (V) × Arus (I). Maka, I = P / V = 60 W / 220 V ≈ 0,27 A.
15. Arah gaya Lorentz pada kawat berarus yang berada dalam medan magnet dapat ditentukan menggunakan kaidah…
- A. Tangan kiri
- B. Tangan kanan
- C. Kaidah sekrup putar kanan
- D. Hukum Ampere
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Arah gaya Lorentz ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan (jempol menunjukkan arah arus, jari telunjuk arah medan magnet, dan jari tengah arah gaya Lorentz).
16. Fenomena perubahan energi gerak menjadi energi listrik pada generator disebut…
- A. Efek fotolistrik
- B. Efek Doppler
- C. Induksi elektromagnetik
- D. Resonansi
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Generator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu perubahan fluks magnetik yang menghasilkan GGL induksi (arus listrik).
17. Cermin cekung akan menghasilkan bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar jika benda diletakkan di antara…
- A. Titik fokus dan cermin
- B. Titik fokus dan pusat kelengkungan
- C. Pusat kelengkungan dan tak hingga
- D. Titik pusat kelengkungan
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Untuk cermin cekung, bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar terbentuk jika benda berada di antara titik fokus (F) dan titik pusat kelengkungan (R atau 2F).
18. Jika sebuah objek bergerak mendekati kecepatan cahaya, maka menurut teori relativitas khusus, panjang objek tersebut akan terlihat…
- A. Memendek
- B. Memanjang
- C. Tetap sama
- D. Berubah secara acak
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Salah satu konsekuensi teori relativitas khusus adalah kontraksi panjang, di mana panjang suatu objek akan terlihat memendek bagi pengamat yang bergerak relatif terhadap objek tersebut.
19. Elektron berpindah dari kulit dengan energi tinggi ke kulit dengan energi rendah akan…
- A. Menyerap foton
- B. Melepaskan foton
- C. Tetap di tempat
- D. Berubah menjadi neutron
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Ketika elektron berpindah dari tingkat energi tinggi ke rendah, ia akan melepaskan energi dalam bentuk foton (cahaya) atau radiasi elektromagnetik lainnya.
20. Berapakah jumlah garis terang yang dihasilkan pada percobaan celah ganda Young jika panjang gelombang cahaya 600 nm, jarak antarcelah 0,2 mm, dan layar diletakkan 1 meter dari celah? (Anggap sudut sangat kecil)
- A. 111
- B. 221
- C. 333
- D. 667
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Untuk garis terang ke-n, d sin θ = nλ. Untuk sudut kecil, sin θ ≈ y/L. Jadi, d y/L = nλ. y = nλL/d. Untuk mencari jumlah garis terang, kita perlu mengetahui nilai maksimum n. Karena y tidak bisa lebih dari setengah lebar layar (jika tidak disebutkan, kita asumsikan layar cukup lebar untuk menangkap semua pola yang mungkin). Namun, jika pertanyaan ini mengacu pada jumlah orde yang dapat diamati, kita bisa membatasi sin θ ≤ 1. Jadi, nλ ≤ d. n ≤ d/λ = (0,2 × 10⁻³ m) / (600 × 10⁻⁹ m) = (2 × 10⁻⁴) / (6 × 10⁻⁷) = (1/3) × 10³ = 333,33. Jadi, orde maksimum adalah 333. Karena ada orde positif dan negatif, dan orde 0 di tengah, total garis terang adalah 2n_max + 1 = 2(333) + 1 = 667. Jika pertanyaannya ‘berapa banyak garis terang yang bisa terbentuk’, ini adalah interpretasi yang tepat. Jika hanya ‘berapa orde terang’, maka 333.
B. Isian Singkat
1. Satuan SI untuk daya adalah…
Jawaban: Watt
2. Bunyi Hukum Kekekalan Energi Mekanik menyatakan bahwa energi mekanik suatu sistem adalah konstan jika tidak ada gaya non-konservatif yang bekerja. Energi mekanik adalah penjumlahan dari energi kinetik dan energi…
Jawaban: Potensial
3. Gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar dan selalu mengarah ke pusat lingkaran disebut gaya…
Jawaban: Sentripetal
4. Proses perpindahan kalor yang terjadi melalui perantara zat tanpa disertai perpindahan partikel zat perantara tersebut disebut…
Jawaban: Konduksi
5. Fenomena ketika suatu benda bergetar dengan frekuensi alami yang sama dengan frekuensi gaya eksternal, sehingga amplitudonya meningkat tajam, disebut…
Jawaban: Resonansi
C. Menjodohkan
1. Jodohkan konsep fisika berikut dengan definisi atau rumus yang tepat!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Hukum Newton I | Hukum Kelembaman |
| Hukum Ohm | V = I × R |
| Hukum Archimedes | Gaya Apung |
| Energi Kinetik | Energi karena gerak |
2. Jodohkan satuan SI berikut dengan besaran fisika yang sesuai!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Joule | Energi |
| Watt | Daya |
| Pascal | Tekanan |
| Hertz | Frekuensi |
D. Uraian
1. Jelaskan perbedaan antara kecepatan dan kelajuan, berikan contohnya.
Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak dan ke arah mana ia bergerak (memiliki besar dan arah). Contoh: Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 60 km/jam ke arah utara. Kelajuan adalah besaran skalar yang hanya menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak (hanya memiliki besar, tidak memiliki arah). Contoh: Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 60 km/jam.
2. Bagaimana Hukum Archimedes menjelaskan mengapa kapal laut bisa terapung?
Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya apung ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Kapal laut yang sangat berat dapat terapung karena bentuknya yang berongga menyebabkan kapal memindahkan volume air yang sangat besar. Volume air yang dipindahkan ini memiliki berat yang sama atau lebih besar dari berat total kapal. Selama gaya apung yang bekerja ke atas sama atau lebih besar dari berat kapal yang bekerja ke bawah, kapal akan terapung.
3. Jelaskan konsep energi kinetik dan energi potensial, serta bagaimana keduanya saling berhubungan dalam Hukum Kekekalan Energi Mekanik.
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena gerakannya, dirumuskan sebagai EK = 1/2 mv². Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya atau konfigurasinya, contohnya energi potensial gravitasi (EP = mgh) atau energi potensial pegas (EP = 1/2 kx²). Hukum Kekekalan Energi Mekanik menyatakan bahwa jika hanya gaya konservatif (seperti gravitasi atau gaya pegas) yang bekerja pada suatu sistem, maka total energi mekanik (EM = EK + EP) sistem tersebut akan selalu konstan. Ini berarti energi kinetik dapat berubah menjadi energi potensial, dan sebaliknya, tetapi jumlah total keduanya tetap sama.
4. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan listrik pada suatu kawat penghantar.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan listrik (R) pada suatu kawat penghantar adalah:1. Panjang kawat (L): Hambatan berbanding lurus dengan panjang kawat. Semakin panjang kawat, semakin besar hambatannya.2. Luas penampang kawat (A): Hambatan berbanding terbalik dengan luas penampang kawat. Semakin besar luas penampang, semakin kecil hambatannya.3. Jenis bahan kawat (ρ, hambatan jenis): Setiap bahan memiliki hambatan jenis yang berbeda. Bahan konduktor baik memiliki hambatan jenis kecil, sedangkan isolator memiliki hambatan jenis besar.4. Suhu (T): Untuk sebagian besar konduktor logam, hambatan akan meningkat seiring kenaikan suhu karena getaran atom yang lebih intensif menghambat aliran elektron.
5. Terangkan prinsip kerja generator listrik sederhana berdasarkan fenomena induksi elektromagnetik.
Generator listrik sederhana bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu fenomena di mana gaya gerak listrik (GGL) atau arus listrik diinduksikan dalam suatu penghantar ketika ada perubahan fluks magnetik yang melaluinya. Pada generator, kumparan penghantar diputar di dalam medan magnet (atau magnet diputar di sekitar kumparan). Saat kumparan berputar, jumlah garis medan magnet yang menembus kumparan (fluks magnetik) terus berubah. Perubahan fluks magnetik ini menginduksi GGL pada kumparan, yang kemudian menghasilkan arus listrik. Arah arus induksi akan berganti setiap setengah putaran, menghasilkan arus bolak-balik (AC) yang dapat disalurkan untuk berbagai keperluan.