Persiapkan diri Anda menghadapi olimpiade fisika dengan koleksi latihan soal fisika olimpiade dasar yang komprehensif ini. Kami menyajikan berbagai jenis soal mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, dirancang khusus untuk menguji pemahaman Anda terhadap konsep-konsep fisika fundamental. Materi yang dicakup meliputi kinematika, dinamika, usaha dan energi, momentum, getaran, gelombang, fluida, termodinamika, serta dasar-dasar listrik. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan penjelasan mendalam untuk membantu Anda mengidentifikasi area yang perlu ditingkatkan. Latihan rutin dengan soal-soal ini akan mempertajam kemampuan analisis dan pemecahan masalah Anda, kunci sukses dalam kompetisi sains. Mulailah petualangan belajar fisika Anda sekarang dan raih prestasi terbaik!
Contoh Soal soal fisika olimpiade dasar
A. Pilihan Ganda
1. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan konstan 2 m/s². Berapakah kecepatan benda setelah bergerak selama 5 detik?
- 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: v = v₀ + at. Dengan v₀ = 10 m/s, a = 2 m/s², dan t = 5 s. Maka v = 10 + (2 × 5) = 10 + 10 = 20 m/s.
2. Sebuah balok bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N pada permukaan horizontal licin. Berapakah percepatan balok tersebut?
- A. 5 m/s²
- B. 10 m/s²
- C. 2 m/s²
- D. 8 m/s²
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Menggunakan Hukum II Newton: F = ma. Dengan F = 10 N dan m = 2 kg. Maka a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s².
3. Berapakah usaha yang dilakukan untuk mengangkat benda bermassa 5 kg setinggi 2 meter? (g = 10 m/s²)
- A. 50 Joule
- B. 100 Joule
- C. 20 Joule
- D. 10 Joule
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Usaha (W) = Gaya (F) × Jarak (s). Gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda adalah gaya berat (W = mg). Jadi, W = mgh = 5 kg × 10 m/s² × 2 m = 100 Joule.
4. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?
- A. 100 kJ
- B. 400 kJ
- C. 150 kJ
- D. 200 kJ
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Energi Kinetik (EK) = 1/2 mv². Dengan m = 1000 kg dan v = 20 m/s. Maka EK = 1/2 × 1000 kg × (20 m/s)² = 500 kg × 400 m²/s² = 200.000 Joule = 200 kJ.
5. Prinsip yang menyatakan bahwa ‘setiap aksi akan menimbulkan reaksi yang sama besar dan berlawanan arah’ adalah…
- A. Hukum I Newton
- B. Hukum II Newton
- C. Hukum III Newton
- D. Hukum Archimedes
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Ini adalah pernyataan dari Hukum III Newton tentang gerak.
6. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 45 meter. Berapakah waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tanah? (g = 10 m/s²)
- A. 2 s
- B. 3 s
- C. 4 s
- D. 5 s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Menggunakan rumus gerak jatuh bebas: h = 1/2 gt². Dengan h = 45 m dan g = 10 m/s². Maka 45 = 1/2 × 10 × t² → 45 = 5t² → t² = 9 → t = 3 s.
7. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 200 N/m. Jika pegas ditarik sehingga meregang sejauh 10 cm, berapakah gaya yang diperlukan?
- A. 20 N
- B. 2 N
- C. 2000 N
- D. 0.2 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Menggunakan Hukum Hooke: F = kx. Dengan k = 200 N/m dan x = 10 cm = 0.1 m. Maka F = 200 N/m × 0.1 m = 20 N.
8. Benda A bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Benda B bermassa 3 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s searah dengan benda A. Berapakah momentum total sistem tersebut?
- A. 2 kg m/s
- B. 10 kg m/s
- C. 14 kg m/s
- D. 24 kg m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Momentum (p) = mv. Momentum A = 2 kg × 4 m/s = 8 kg m/s. Momentum B = 3 kg × 2 m/s = 6 kg m/s. Karena searah, momentum total = 8 + 6 = 14 kg m/s.
9. Sebuah balok es bermassa 500 gram pada suhu 0 °C ingin dileburkan seluruhnya. Jika kalor lebur es adalah 336.000 J/kg, berapakah kalor yang dibutuhkan?
- A. 336 kJ
- B. 168 kJ
- C. 672 kJ
- D. 84 kJ
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Kalor lebur (Q) = mL. Dengan m = 500 gram = 0.5 kg dan L = 336.000 J/kg. Maka Q = 0.5 kg × 336.000 J/kg = 168.000 Joule = 168 kJ.
10. Jika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida dan mengalami gaya apung yang lebih kecil dari berat benda, maka benda tersebut akan…
- A. Tenggelam
- B. Melayang
- C. Terapung
- D. Mengambang sebagian
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Jika gaya apung lebih kecil dari berat benda, benda akan tenggelam. Jika sama, benda melayang. Jika lebih besar, benda terapung.
11. Sebuah kawat penghantar memiliki hambatan 10 Ω. Jika dialiri arus 2 A, berapakah tegangan pada kawat tersebut?
- A. 5 V
- B. 12 V
- C. 18 V
- D. 20 V
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm: V = IR. Dengan I = 2 A dan R = 10 Ω. Maka V = 2 A × 10 Ω = 20 Volt.
12. Jika frekuensi suatu gelombang adalah 5 Hz dan panjang gelombangnya 2 meter, berapakah cepat rambat gelombang tersebut?
- A. 0.4 m/s
- B. 10 m/s
- C. 2.5 m/s
- D. 7 m/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Cepat rambat gelombang (v) = λf. Dengan λ = 2 m dan f = 5 Hz. Maka v = 2 m × 5 Hz = 10 m/s.
13. Dua buah muatan listrik masing-masing +2 μC dan -3 μC terpisah sejauh 3 cm. Berapakah besar gaya Coulomb antara kedua muatan tersebut? (k = 9 × 10⁹ Nm²/C²)
- A. 6 N
- B. 18 N
- C. 60 N
- D. 180 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Gaya Coulomb (F) = k |q₁q₂| / r². q₁ = 2 × 10⁻⁶ C, q₂ = 3 × 10⁻⁶ C, r = 3 cm = 0.03 m. F = (9 × 10⁹ × 2 × 10⁻⁶ × 3 × 10⁻⁶) / (0.03)² = (54 × 10⁻³) / (9 × 10⁻⁴) = 60 N.
14. Sebuah benda bergetar harmonik sederhana dengan amplitudo 5 cm dan frekuensi 2 Hz. Berapakah periode getarannya?
- A. 0.5 s
- B. 2 s
- C. 10 s
- D. 0.2 s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Periode (T) = 1/f. Dengan f = 2 Hz. Maka T = 1/2 s = 0.5 s.
15. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah…
- A. Voltmeter
- B. Amperemeter
- C. Ohmmeter
- D. Termometer
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Voltmeter untuk tegangan, Ohmmeter untuk hambatan, dan Termometer untuk suhu.
16. Prinsip Bernoulli menjelaskan hubungan antara kecepatan fluida, tekanan, dan…
- A. Massa jenis fluida
- B. Koefisien viskositas
- C. Luas penampang
- D. Ketinggian fluida
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa peningkatan kecepatan fluida akan menyebabkan penurunan tekanan dan/atau penurunan energi potensial fluida (ketinggian).
17. Sebuah benda bermassa 2 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda adalah… (g = 10 m/s²)
- A. 7.5 m
- B. 11.25 m
- C. 15 m
- D. 22.5 m
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Pada ketinggian maksimum, kecepatan akhir benda adalah 0 m/s. Menggunakan rumus GLBB: v² = v₀² – 2gh. 0² = 15² – 2 × 10 × h → 0 = 225 – 20h → 20h = 225 → h = 225/20 = 11.25 m.
18. Jika dua resistor 6 Ω dan 3 Ω dirangkai secara paralel, berapakah hambatan totalnya?
- A. 2 Ω
- B. 9 Ω
- C. 18 Ω
- D. 1.5 Ω
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Untuk rangkaian paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂. 1/R_total = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2. Jadi, R_total = 2 Ω.
19. Perubahan energi yang terjadi pada PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) adalah dari…
- A. Energi kimia menjadi energi listrik
- B. Energi nuklir menjadi energi listrik
- C. Energi panas menjadi energi listrik
- D. Energi potensial menjadi energi listrik
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Air yang jatuh memiliki energi potensial, yang kemudian menggerakkan turbin (energi kinetik), dan turbin menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik.
20. Sebuah benda memiliki massa 1 kg. Jika percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s², berapakah berat benda tersebut?
- A. 1 N
- B. 9.8 N
- C. 10 N
- D. 0.1 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Berat (W) = massa (m) × percepatan gravitasi (g). W = 1 kg × 9.8 m/s² = 9.8 N.
B. Isian Singkat
1. Satuan internasional (SI) untuk energi adalah…
Jawaban: Joule
2. Perpindahan panas tanpa melalui zat perantara disebut…
Jawaban: Radiasi
3. Jika sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut konstan, maka percepatan sentripetalnya berbanding lurus dengan kuadrat…
Jawaban: Kecepatan linear
4. Berapakah daya yang dihasilkan oleh sebuah lampu yang memiliki hambatan 100 Ω dan dialiri arus 0.5 A?
Jawaban: 25 Watt
5. Besaran fisika yang memiliki dimensi [M][L]²[T]⁻² adalah…
Jawaban: Energi atau Usaha
C. Menjodohkan
1. Jodohkanlah besaran fisika berikut dengan satuannya yang tepat!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Gaya | Newton |
| Tekanan | Pascal |
| Daya | Watt |
| Frekuensi | Hertz |
| Muatan Listrik | Coulomb |
2. Jodohkanlah hukum/prinsip fisika berikut dengan pernyataannya yang paling sesuai!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Hukum Ohm | Tegangan berbanding lurus dengan kuat arus dan hambatan. |
| Hukum Archimedes | Gaya apung sama dengan berat fluida yang dipindahkan. |
| Hukum Kekekalan Energi | Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah bentuk. |
| Hukum Newton I | Benda akan mempertahankan keadaan diam atau gerak lurus beraturan jika resultan gaya nol. |
| Prinsip Pascal | Tekanan yang diberikan pada fluida tertutup diteruskan ke segala arah sama besar. |
D. Uraian
1. Sebuah bola bermassa 0.2 kg dilempar horizontal dari ketinggian 20 m dengan kecepatan awal 10 m/s. Hitunglah: a) Waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai tanah. b) Jarak horizontal yang ditempuh bola. (g = 10 m/s²)
a) Untuk waktu (t) mencapai tanah, gunakan gerak vertikal: h = 1/2 gt². 20 = 1/2 × 10 × t² → 20 = 5t² → t² = 4 → t = 2 s.
b) Untuk jarak horizontal (x), gunakan gerak horizontal: x = v₀ₓt. x = 10 m/s × 2 s = 20 m.
2. Jelaskan perbedaan antara kecepatan dan kelajuan dalam fisika, serta berikan contohnya!
Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan laju perubahan posisi suatu benda beserta arahnya. Contoh: ‘Mobil bergerak dengan kecepatan 60 km/jam ke arah timur’. Kelajuan adalah besaran skalar yang menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak, tanpa memperhatikan arah. Contoh: ‘Mobil bergerak dengan kelajuan 60 km/jam’. Jadi, kecepatan mempertimbangkan arah, sedangkan kelajuan tidak.
3. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam. Kemudian benda tersebut didorong dengan gaya konstan 20 N selama 3 detik. Hitunglah: a) Percepatan benda. b) Kecepatan benda setelah 3 detik. c) Jarak yang ditempuh benda setelah 3 detik.
a) Percepatan (a) = F/m = 20 N / 4 kg = 5 m/s².
b) Kecepatan (v) = v₀ + at. Karena mula-mula diam, v₀ = 0. Jadi, v = 0 + (5 m/s² × 3 s) = 15 m/s.
c) Jarak (s) = v₀t + 1/2 at². s = (0 × 3) + 1/2 × 5 m/s² × (3 s)² = 0 + 1/2 × 5 × 9 = 22.5 m.
4. Sebuah bejana berisi air (ρ = 1000 kg/m³). Sebuah kubus kayu dengan sisi 10 cm dan massa 0.8 kg dimasukkan ke dalam air. Tentukan apakah kubus tersebut akan tenggelam, melayang, atau terapung! Jelaskan jawaban Anda.
Volume kubus = (0.1 m)³ = 0.001 m³. Massa jenis kubus (ρ_kubus) = massa / volume = 0.8 kg / 0.001 m³ = 800 kg/m³. Karena massa jenis kubus (800 kg/m³) lebih kecil dari massa jenis air (1000 kg/m³), maka kubus tersebut akan terapung.
5. Jelaskan prinsip kerja termometer bimetal dan bagaimana ia dapat mengukur suhu!
Termometer bimetal bekerja berdasarkan prinsip pemuaian zat padat yang berbeda. Bimetal terdiri dari dua jenis logam yang digabungkan (misalnya, besi dan tembaga) yang memiliki koefisien muai panjang yang berbeda. Ketika suhu berubah, kedua logam akan memuai atau menyusut dengan laju yang berbeda. Perbedaan pemuaian ini menyebabkan keping bimetal membengkok ke arah logam dengan koefisien muai yang lebih kecil. Pembengkokan ini kemudian dihubungkan ke jarum penunjuk yang akan bergerak pada skala untuk menunjukkan nilai suhu.