soal fisika kelas 11

By Posted on

soal fisika kelas 11

Contoh Soal Fisika Kelas 11 Lengkap dengan Kunci Jawaban

Selamat datang di kumpulan contoh soal Fisika untuk kelas 11 SMA/MA. Artikel ini dirancang khusus untuk membantu siswa-siswi memahami berbagai konsep fisika yang diajarkan di jenjang kelas 11, mulai dari Mekanika, Fluida, Termodinamika, hingga Gelombang. Dengan beragam jenis soal, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, diharapkan Anda dapat menguji pemahaman dan melatih kemampuan dalam menyelesaikan persoalan fisika.

Setiap soal disertai dengan kunci jawaban dan pembahasan yang detail di bagian akhir artikel, sehingga Anda tidak hanya mengetahui jawaban yang benar, tetapi juga memahami alasan di baliknya. Gunakan artikel ini sebagai referensi utama untuk persiapan ulangan harian, Penilaian Tengah Semester (PTS), Penilaian Akhir Semester (PAS), atau bahkan Ujian Nasional. Mari kita mulai!

I. Soal Pilihan Ganda

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat (A, B, C, D, atau E)!

  1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan konstan 2 m/s². Berapakah kecepatan mobil setelah 5 detik?
    1. 15 m/s
    2. 20 m/s
    3. 25 m/s
    4. 30 m/s
    5. 35 m/s
  2. Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari 2 m. Jika kecepatan sudutnya 4 rad/s, berapakah kecepatan linear benda tersebut?
    1. 2 m/s
    2. 4 m/s
    3. 6 m/s
    4. 8 m/s
    5. 10 m/s
  3. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N. Jika tidak ada gaya gesek, berapakah percepatan benda tersebut?
    1. 2 m/s²
    2. 3 m/s²
    3. 4 m/s²
    4. 5 m/s²
    5. 6 m/s²
  4. Sebuah balok bermassa 5 kg diletakkan di atas lantai kasar. Jika koefisien gesek statis 0,4 dan koefisien gesek kinetis 0,2, berapakah gaya gesek statis maksimum yang dapat ditahan balok sebelum bergerak? (g = 10 m/s²)
    1. 10 N
    2. 20 N
    3. 30 N
    4. 40 N
    5. 50 N
  5. Sebuah roda dengan momen inersia 0,5 kg.m² diputar oleh torsi 10 N.m. Berapakah percepatan sudut roda tersebut?
    1. 5 rad/s²
    2. 10 rad/s²
    3. 15 rad/s²
    4. 20 rad/s²
    5. 25 rad/s²
  6. Sebuah batang homogen panjang 2 m dan massa 2 kg diputar pada sumbu yang melalui pusat massanya. Momen inersia batang tersebut adalah (I = 1/12 ML²).
    1. 0,33 kg.m²
    2. 0,67 kg.m²
    3. 1,00 kg.m²
    4. 1,33 kg.m²
    5. 1,67 kg.m²
  7. Seorang anak menarik gerobak dengan gaya 50 N sejauh 10 m. Jika arah gaya membentuk sudut 37° terhadap horizontal (cos 37° = 0,8), berapakah usaha yang dilakukan anak tersebut?
    1. 300 J
    2. 400 J
    3. 500 J
    4. 600 J
    5. 700 J
  8. Sebuah benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Berapakah energi kinetik benda saat berada pada ketinggian 5 m dari tanah? (g = 10 m/s²)
    1. 50 J
    2. 100 J
    3. 150 J
    4. 200 J
    5. 250 J
  9. Sebuah pompa air mampu mengalirkan air 10 kg dalam waktu 2 detik ke ketinggian 5 m. Berapakah daya pompa air tersebut? (g = 10 m/s²)
    1. 100 W
    2. 150 W
    3. 200 W
    4. 250 W
    5. 300 W
  10. Sebuah bola bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Bola tersebut dipukul sehingga kecepatan menjadi 15 m/s dalam arah berlawanan. Berapakah impuls yang diberikan pada bola?
    1. -1 N.s
    2. -3 N.s
    3. -5 N.s
    4. -7 N.s
    5. -9 N.s
  11. Dua benda bermassa sama, m₁ = m₂ = 2 kg, bergerak saling mendekat dengan kecepatan v₁ = 5 m/s dan v₂ = -3 m/s. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, berapakah kecepatan benda pertama setelah tumbukan?
    1. -5 m/s
    2. -3 m/s
    3. 2 m/s
    4. 3 m/s
    5. 5 m/s
  12. Sebuah bejana berisi air (ρ = 1000 kg/m³). Jika kedalaman air 50 cm, berapakah tekanan hidrostatis pada dasar bejana? (g = 10 m/s²)
    1. 500 Pa
    2. 1000 Pa
    3. 2500 Pa
    4. 5000 Pa
    5. 10000 Pa
  13. Sebuah benda memiliki volume 0,01 m³ dan massa 8 kg. Jika benda tersebut dicelupkan seluruhnya ke dalam air (ρ air = 1000 kg/m³), berapakah gaya apung yang dialami benda? (g = 10 m/s²)
    1. 80 N
    2. 100 N
    3. 120 N
    4. 140 N
    5. 160 N
  14. Air mengalir melalui pipa dengan luas penampang A₁ = 20 cm² dan A₂ = 10 cm². Jika kecepatan aliran di A₁ adalah 2 m/s, berapakah kecepatan aliran di A₂?
    1. 1 m/s
    2. 2 m/s
    3. 3 m/s
    4. 4 m/s
    5. 5 m/s
  15. Sebuah pipa horizontal memiliki diameter yang berbeda. Di titik 1, kecepatan air 4 m/s dan tekanannya 2,8 x 10⁵ Pa. Di titik 2, diameter pipa setengahnya dari titik 1. Berapakah tekanan di titik 2? (ρ air = 1000 kg/m³)
    1. 1,2 x 10⁵ Pa
    2. 1,4 x 10⁵ Pa
    3. 1,6 x 10⁵ Pa
    4. 1,8 x 10⁵ Pa
    5. 2,0 x 10⁵ Pa
  16. Sebanyak 500 gram air bersuhu 20 °C dipanaskan hingga 80 °C. Jika kalor jenis air 4200 J/kg.°C, berapakah kalor yang dibutuhkan?
    1. 63000 J
    2. 84000 J
    3. 105000 J
    4. 126000 J
    5. 147000 J
  17. Untuk mengubah 2 kg es pada 0 °C menjadi air pada 0 °C, dibutuhkan kalor sebesar… (kalor lebur es = 3,36 x 10⁵ J/kg)
    1. 3,36 x 10⁵ J
    2. 5,04 x 10⁵ J
    3. 6,72 x 10⁵ J
    4. 8,40 x 10⁵ J
    5. 1,08 x 10⁶ J
  18. Sebuah gelombang transversal merambat dengan cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensinya 50 Hz, berapakah panjang gelombang tersebut?
    1. 3,4 m
    2. 6,8 m
    3. 10,2 m
    4. 13,6 m
    5. 17,0 m
  19. Sebuah sumber bunyi menghasilkan taraf intensitas 60 dB pada jarak 10 m. Jika jarak diperbesar menjadi 100 m, berapakah taraf intensitasnya?
    1. 20 dB
    2. 30 dB
    3. 40 dB
    4. 50 dB
    5. 60 dB
  20. Benda diletakkan 10 cm di depan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 15 cm. Sifat bayangan yang terbentuk adalah…
    1. Nyata, terbalik, diperbesar
    2. Nyata, terbalik, diperkecil
    3. Maya, tegak, diperbesar
    4. Maya, tegak, diperkecil
    5. Nyata, tegak, diperbesar

II. Soal Isian Singkat

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang tepat!

  1. Hasil kali massa benda dengan kecepatannya disebut ….
  2. Satuan SI untuk torsi adalah ….
  3. Tekanan hidrostatis berbanding lurus dengan massa jenis fluida, percepatan gravitasi, dan ….
  4. Cepat rambat gelombang pada tali dipengaruhi oleh tegangan tali dan ….
  5. Gaya ke atas yang dialami benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut, adalah pernyataan dari Hukum ….

III. Soal Uraian

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jelas dan lengkap!

  1. Sebuah balok bermassa 4 kg berada di atas bidang miring dengan sudut kemiringan 30°. Jika koefisien gesek kinetis antara balok dan bidang adalah 0,2, hitunglah percepatan balok saat meluncur ke bawah! (g = 10 m/s²)
  2. Sebuah bola bermassa 0,5 kg dijatuhkan dari ketinggian 10 m. Hitunglah kecepatan bola saat mencapai ketinggian 2 m dari tanah! (Gunakan hukum kekekalan energi mekanik dan g = 10 m/s²)
  3. Dua buah bola, A dan B, bermassa m_A = 1 kg dan m_B = 2 kg. Bola A bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s, sedangkan bola B diam. Setelah tumbukan tidak lenting sama sekali, berapakah kecepatan kedua bola setelah tumbukan?
  4. Air mengalir melalui pipa horizontal dengan diameter 20 cm pada kecepatan 2 m/s. Pipa menyempit menjadi diameter 10 cm. Jika tekanan di bagian lebar pipa adalah 10⁵ Pa, berapakah tekanan di bagian sempit pipa? (ρ air = 1000 kg/m³)
  5. Sebanyak 1 kg air bersuhu 100 °C dicampur dengan 2 kg air bersuhu 10 °C. Berapakah suhu akhir campuran tersebut? (Kalor jenis air = 1 kal/g.°C atau 4200 J/kg.°C)

IV. Soal Menjodohkan

Jodohkanlah pernyataan di kolom kiri dengan jawaban yang sesuai di kolom kanan!

  1. Pasangkanlah konsep fisika berikut dengan definisi yang tepat!

    Kolom Kiri:

    1. Gaya
    2. Usaha
    3. Daya
    4. Energi Kinetik

    Kolom Kanan:

    1. Kemampuan untuk melakukan usaha.
    2. Perpindahan energi akibat gaya yang bekerja pada benda.
    3. Laju perubahan usaha per satuan waktu.
    4. Interaksi yang dapat menyebabkan perubahan gerak benda.
  2. Pasangkanlah besaran fisika berikut dengan satuan SI yang benar!

    Kolom Kiri:

    1. Momentum
    2. Impuls
    3. Torsi
    4. Massa Jenis

    Kolom Kanan:

    1. kg.m²/s²
    2. kg.m/s
    3. kg/m³
    4. N.m
    5. N.s

Kunci Jawaban dan Pembahasan

I. Pilihan Ganda

  1. Jawaban: B. Penjelasan: Menggunakan rumus GLBB v = v₀ + at. v = 10 + (2)(5) = 10 + 10 = 20 m/s.
  2. Jawaban: D. Penjelasan: Kecepatan linear v = ωr. v = (4 rad/s)(2 m) = 8 m/s.
  3. Jawaban: D. Penjelasan: Menggunakan Hukum Newton II, F = ma. a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s².
  4. Jawaban: B. Penjelasan: Gaya gesek statis maksimum f_s_max = μ_s N = μ_s mg. f_s_max = (0,4)(5 kg)(10 m/s²) = 20 N.
  5. Jawaban: D. Penjelasan: Menggunakan rumus τ = Iα. α = τ/I = 10 N.m / 0,5 kg.m² = 20 rad/s².
  6. Jawaban: B. Penjelasan: Momen inersia batang homogen yang diputar di pusat massa I = 1/12 ML². I = 1/12 (2 kg)(2 m)² = 1/12 (2)(4) = 8/12 ≈ 0,67 kg.m².
  7. Jawaban: B. Penjelasan: Usaha W = F cos θ . s. W = (50 N)(cos 37°)(10 m) = (50)(0,8)(10) = 400 J.
  8. Jawaban: C. Penjelasan: Menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik. EM₁ = EM₂. mgh₁ + 1/2 mv₁² = mgh₂ + 1/2 mv₂². Karena jatuh bebas, v₁ = 0. (1)(10)(20) + 0 = (1)(10)(5) + 1/2 (1)v₂². 200 = 50 + 1/2 v₂². 150 = 1/2 v₂². v₂² = 300. EK₂ = 1/2 mv₂² = 1/2 (1)(300) = 150 J.
  9. Jawaban: D. Penjelasan: Daya P = W/t = (mgh)/t. P = (10 kg)(10 m/s²)(5 m) / 2 s = 500 J / 2 s = 250 W.
  10. Jawaban: C. Penjelasan: Impuls I = Δp = m(v₂ – v₁). v₁ = 10 m/s, v₂ = -15 m/s (arah berlawanan). I = (0,2 kg)(-15 m/s – 10 m/s) = (0,2)(-25) = -5 N.s.
  11. Jawaban: B. Penjelasan: Untuk tumbukan lenting sempurna dengan massa yang sama, kecepatan akan bertukar. Jadi, v₁’ = v₂ = -3 m/s.
  12. Jawaban: D. Penjelasan: Tekanan hidrostatis P_h = ρgh. P_h = (1000 kg/m³)(10 m/s²)(0,5 m) = 5000 Pa.
  13. Jawaban: B. Penjelasan: Gaya apung F_a = ρ_fluida V_benda g. F_a = (1000 kg/m³)(0,01 m³)(10 m/s²) = 100 N.
  14. Jawaban: D. Penjelasan: Menggunakan persamaan kontinuitas A₁v₁ = A₂v₂. (20 cm²)(2 m/s) = (10 cm²)v₂. v₂ = (20)(2) / 10 = 4 m/s.
  15. Jawaban: C. Penjelasan: Dari A₁v₁ = A₂v₂, jika diameter 2 adalah setengah diameter 1, maka A₂ = 1/4 A₁. Jadi v₂ = 4v₁ = 4(4 m/s) = 16 m/s. Menggunakan Hukum Bernoulli: P₁ + 1/2 ρv₁² = P₂ + 1/2 ρv₂². 2,8 x 10⁵ + 1/2 (1000)(4)² = P₂ + 1/2 (1000)(16)². 2,8 x 10⁵ + 8000 = P₂ + 128000. 288000 = P₂ + 128000. P₂ = 288000 – 128000 = 160000 Pa = 1,6 x 10⁵ Pa.
  16. Jawaban: D. Penjelasan: Kalor Q = mcΔT. Q = (0,5 kg)(4200 J/kg.°C)(80 °C – 20 °C) = (0,5)(4200)(60) = 126000 J.
  17. Jawaban: C. Penjelasan: Kalor lebur Q = mL. Q = (2 kg)(3,36 x 10⁵ J/kg) = 6,72 x 10⁵ J.
  18. Jawaban: B. Penjelasan: Hubungan cepat rambat, frekuensi, dan panjang gelombang: v = λf. λ = v/f = 340 m/s / 50 Hz = 6,8 m.
  19. Jawaban: C. Penjelasan: Taraf intensitas pada jarak berbeda: TI₂ = TI₁ + 10 log (r₁/r₂)² = TI₁ + 20 log (r₁/r₂). TI₂ = 60 + 20 log (10/100) = 60 + 20 log (1/10) = 60 + 20(-1) = 60 – 20 = 40 dB.
  20. Jawaban: A. Penjelasan: Jari-jari kelengkungan R = 15 cm, maka fokus f = R/2 = 7,5 cm. Benda diletakkan 10 cm (s = 10 cm). Karena f < s < R (7,5 < 10 < 15), benda berada di antara f dan R. Bayangan yang terbentuk akan nyata, terbalik, dan diperbesar. (1/f = 1/s + 1/s' => 1/7,5 = 1/10 + 1/s’ => 1/s’ = 1/7,5 – 1/10 = (4-3)/30 = 1/30 => s’ = 30 cm. Karena s’ positif, bayangan nyata. M = |s’/s| = |30/10| = 3, diperbesar.)

II. Isian Singkat

  1. Jawaban: momentum
  2. Jawaban: N.m (Newton meter)
  3. Jawaban: kedalaman (atau tinggi fluida)
  4. Jawaban: massa per satuan panjang tali (atau rapat massa linear tali)
  5. Jawaban: Archimedes

III. Uraian

  1. Jawaban:

    Diketahui:

    • m = 4 kg
    • θ = 30°
    • μ_k = 0,2
    • g = 10 m/s²

    Gaya-gaya yang bekerja:

    • Gaya berat (W) = mg = 4 x 10 = 40 N
    • Komponen gaya berat sejajar bidang miring (W_x) = W sin θ = 40 sin 30° = 40 x 0,5 = 20 N
    • Komponen gaya berat tegak lurus bidang miring (W_y) = W cos θ = 40 cos 30° = 40 x 0,866 ≈ 34,64 N
    • Gaya normal (N) = W_y ≈ 34,64 N
    • Gaya gesek kinetis (f_k) = μ_k N = 0,2 x 34,64 ≈ 6,93 N

    Menggunakan Hukum Newton II (ΣF = ma):

    W_x – f_k = ma

    20 N – 6,93 N = 4 kg x a

    13,07 = 4a

    a = 13,07 / 4 ≈ 3,27 m/s²

    Jadi, percepatan balok saat meluncur ke bawah adalah sekitar 3,27 m/s².

  2. Jawaban:

    Diketahui:

    • m = 0,5 kg
    • h₁ = 10 m (ketinggian awal)
    • h₂ = 2 m (ketinggian akhir)
    • g = 10 m/s²
    • v₁ = 0 m/s (dijatuhkan bebas)

    Menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik:

    EM₁ = EM₂

    EK₁ + EP₁ = EK₂ + EP₂

    1/2 mv₁² + mgh₁ = 1/2 mv₂² + mgh₂

    1/2 (0,5)(0)² + (0,5)(10)(10) = 1/2 (0,5)v₂² + (0,5)(10)(2)

    0 + 50 = 0,25v₂² + 10

    50 – 10 = 0,25v₂²

    40 = 0,25v₂²

    v₂² = 40 / 0,25 = 160

    v₂ = √160 ≈ 12,65 m/s

    Jadi, kecepatan bola saat mencapai ketinggian 2 m dari tanah adalah sekitar 12,65 m/s.

  3. Jawaban:

    Diketahui:

    • m_A = 1 kg
    • m_B = 2 kg
    • v_A = 10 m/s
    • v_B = 0 m/s (diam)

    Untuk tumbukan tidak lenting sama sekali, kedua benda bergerak bersama setelah tumbukan dengan kecepatan yang sama (v’).

    Menggunakan Hukum Kekekalan Momentum:

    p_total_awal = p_total_akhir

    m_A v_A + m_B v_B = (m_A + m_B) v’

    (1 kg)(10 m/s) + (2 kg)(0 m/s) = (1 kg + 2 kg) v’

    10 + 0 = 3v’

    10 = 3v’

    v’ = 10/3 ≈ 3,33 m/s

    Jadi, kecepatan kedua bola setelah tumbukan adalah sekitar 3,33 m/s ke kanan.

  4. Jawaban:

    Diketahui:

    • D₁ = 20 cm => r₁ = 10 cm = 0,1 m
    • D₂ = 10 cm => r₂ = 5 cm = 0,05 m
    • v₁ = 2 m/s
    • P₁ = 10⁵ Pa
    • ρ_air = 1000 kg/m³

    Langkah 1: Hitung kecepatan di bagian sempit (v₂) menggunakan persamaan kontinuitas (A₁v₁ = A₂v₂).

    A = πr²

    πr₁² v₁ = πr₂² v₂

    (0,1)² (2) = (0,05)² v₂

    0,01 x 2 = 0,0025 v₂

    0,02 = 0,0025 v₂

    v₂ = 0,02 / 0,0025 = 8 m/s

    Langkah 2: Hitung tekanan di bagian sempit (P₂) menggunakan Hukum Bernoulli (karena pipa horizontal, h₁ = h₂).

    P₁ + 1/2 ρv₁² = P₂ + 1/2 ρv₂²

    10⁵ + 1/2 (1000)(2)² = P₂ + 1/2 (1000)(8)²

    100000 + 1/2 (1000)(4) = P₂ + 1/2 (1000)(64)

    100000 + 2000 = P₂ + 32000

    102000 = P₂ + 32000

    P₂ = 102000 – 32000 = 70000 Pa

    Jadi, tekanan di bagian sempit pipa adalah 70000 Pa atau 0,7 x 10⁵ Pa.

  5. Jawaban:

    Diketahui:

    • m₁ = 1 kg = 1000 g
    • T₁ = 100 °C
    • m₂ = 2 kg = 2000 g
    • T₂ = 10 °C
    • c_air = 1 kal/g.°C

    Menggunakan Asas Black (kalor lepas = kalor terima):

    Q_lepas = Q_terima

    m₁c(T₁ – T_campur) = m₂c(T_campur – T₂)

    Karena kalor jenis air sama, bisa dicoret:

    m₁(T₁ – T_campur) = m₂(T_campur – T₂)

    1000 (100 – T_campur) = 2000 (T_campur – 10)

    Bagi kedua ruas dengan 1000:

    1 (100 – T_campur) = 2 (T_campur – 10)

    100 – T_campur = 2T_campur – 20

    100 + 20 = 2T_campur + T_campur

    120 = 3T_campur

    T_campur = 120 / 3 = 40 °C

    Jadi, suhu akhir campuran adalah 40 °C.

IV. Menjodohkan

  1. Pasangan yang tepat:
    • a – 4
    • b – 2
    • c – 3
    • d – 1
  2. Pasangan yang tepat:
    • a – 2
    • b – 5
    • c – 4
    • d – 3

Related posts:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *