Uji Pemahaman Fisikamu: Kumpulan Soal Fisika Pilihan untuk Belajar Mandiri

A. Pilihan Ganda

1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Jika mobil bergerak selama 15 menit, berapa jarak yang ditempuh mobil tersebut?
   • A. 18 km
   • B. 30 km
   • C. 45 km
   • D. 108 km
   Jawaban: A. 18 km
   Penjelasan: Kecepatan konstan v = 72 km/jam. Waktu t = 15 menit = 15/60 jam = 1/4 jam. Jarak s = v × t = 72 km/jam × 1/4 jam = 18 km.
2. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N. Berapa percepatan yang dialami benda tersebut?
   • A. 2 m/s²
   • B. 5 m/s²
   • C. 10 m/s²
   • D. 20 m/s²
   Jawaban: B. 5 m/s²
   Penjelasan: Menggunakan Hukum II Newton, F = m × a. Jadi, a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s².
3. Energi yang dimiliki benda karena gerakannya disebut…
   • A. Energi Potensial
   • B. Energi Kinetik
   • C. Energi Mekanik
   • D. Energi Kalor
   Jawaban: B. Energi Kinetik
   Penjelasan: Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya.
4. Besaran vektor adalah besaran yang memiliki…
   • A. Hanya nilai
   • B. Hanya arah
   • C. Nilai dan arah
   • D. Tidak memiliki nilai maupun arah
   Jawaban: C. Nilai dan arah
   Penjelasan: Besaran vektor adalah besaran fisika yang memiliki besar (nilai) dan arah, seperti gaya, kecepatan, percepatan.
5. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa…
   • A. Energi dapat diciptakan dan dimusnahkan
   • B. Energi hanya dapat dimusnahkan
   • C. Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah bentuk
   • D. Energi selalu berkurang seiring waktu
   Jawaban: C. Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah bentuk
   Penjelasan: Hukum kekekalan energi menegaskan bahwa jumlah energi total dalam sistem terisolasi adalah konstan.
6. Satuan daya dalam Sistem Internasional (SI) adalah…
   • A. Joule
   • B. Newton
   • C. Watt
   • D. Pascal
   Jawaban: C. Watt
   Penjelasan: Joule adalah satuan energi, Newton satuan gaya, Watt satuan daya, dan Pascal satuan tekanan.
7. Sebuah benda dijatuhkan bebas dari ketinggian 20 m. Jika g = 10 m/s², berapa kecepatan benda saat menyentuh tanah?
   • A. 10 m/s
   • B. 20 m/s
   • C. 30 m/s
   • D. 40 m/s
   Jawaban: B. 20 m/s
   Penjelasan: Menggunakan rumus gerak jatuh bebas v² = 2gh. v = akar(2 × 10 m/s² × 20 m) = akar(400) = 20 m/s.
8. Bunyi merupakan gelombang…
   • A. Transversal
   • B. Elektromagnetik
   • C. Longitudinal
   • D. Stasioner
   Jawaban: C. Longitudinal
   Penjelasan: Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik yang merambat secara longitudinal, di mana arah getaran sejajar dengan arah rambat gelombang.
9. Jika dua buah muatan listrik positif masing-masing sebesar q₁ dan q₂ didekatkan, maka gaya yang terjadi adalah…
   • A. Tarik-menarik
   • B. Tolak-menolak
   • C. Tidak ada gaya
   • D. Gaya magnet
   Jawaban: B. Tolak-menolak
   Penjelasan: Muatan listrik yang sejenis (positif dengan positif atau negatif dengan negatif) akan saling tolak-menolak.
10. Konsep fisika yang menjelaskan mengapa kapal laut dapat mengapung di air adalah…
    • A. Hukum Newton
    • B. Hukum Archimedes
    • C. Hukum Pascal
    • D. Hukum Bernoulli
    Jawaban: B. Hukum Archimedes
    Penjelasan: Hukum Archimedes menjelaskan bahwa gaya apung yang bekerja pada benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
11. Resistor dengan nilai 4 Ω, 6 Ω, dan 10 Ω dirangkai secara seri. Berapakah resistansi total rangkaian tersebut?
    • A. 2.4 Ω
    • B. 10 Ω
    • C. 20 Ω
    • D. 24 Ω
    Jawaban: C. 20 Ω
    Penjelasan: Untuk rangkaian seri, resistansi total R_total = R₁ + R₂ + R₃ = 4 Ω + 6 Ω + 10 Ω = 20 Ω.
12. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah…
    • A. Voltmeter
    • B. Amperemeter
    • C. Ohmmeter
    • D. Termometer
    Jawaban: B. Amperemeter
    Penjelasan: Amperemeter mengukur kuat arus listrik. Voltmeter mengukur tegangan, Ohmmeter mengukur resistansi, dan Termometer mengukur suhu.
13. Peristiwa perubahan wujud zat dari cair menjadi gas disebut…
    • A. Mencair
    • B. Membeku
    • C. Menguap
    • D. Menyublim
    Jawaban: C. Menguap
    Penjelasan: Mencair (padat ke cair), Membeku (cair ke padat), Menguap (cair ke gas), Menyublim (padat ke gas).
14. Jika sebuah benda memiliki suhu 27°C, berapakah suhunya dalam skala Kelvin?
    • A. 0 K
    • B. 27 K
    • C. 300 K
    • D. 273 K
    Jawaban: C. 300 K
    Penjelasan: T(K) = T(°C) + 273.15. Jadi, 27°C + 273 = 300 K.
15. Apa yang terjadi pada periode ayunan sederhana jika panjang talinya diperpendek?
    • A. Periode membesar
    • B. Periode mengecil
    • C. Periode tetap
    • D. Periode menjadi nol
    Jawaban: B. Periode mengecil
    Penjelasan: Periode ayunan sederhana T berbanding lurus dengan akar kuadrat panjang tali (T ∝ akar(L)). Jika L diperpendek, T akan mengecil.
16. Sebuah benda bermassa 0.5 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Berapakah momentum benda tersebut?
    • A. 0.5 kg m/s
    • B. 2 kg m/s
    • C. 4 kg m/s
    • D. 8 kg m/s
    Jawaban: B. 2 kg m/s
    Penjelasan: Momentum p = massa × kecepatan = 0.5 kg × 4 m/s = 2 kg m/s.
17. Pernyataan yang benar tentang hukum I Newton adalah…
    • A. Gaya adalah hasil kali massa dan percepatan
    • B. Aksi sama dengan reaksi
    • C. Benda cenderung mempertahankan keadaan geraknya
    • D. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
    Jawaban: C. Benda cenderung mempertahankan keadaan geraknya
    Penjelasan: Hukum I Newton (inersia) menyatakan bahwa benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika resultan gaya yang bekerja padanya nol.
18. Warna apakah yang memiliki panjang gelombang terpendek dalam spektrum cahaya tampak?
    • A. Merah
    • B. Kuning
    • C. Hijau
    • D. Ungu
    Jawaban: D. Ungu
    Penjelasan: Dalam spektrum cahaya tampak, urutan panjang gelombang dari terpanjang ke terpendek adalah Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Nila, Ungu.
19. Sebuah kawat dialiri arus listrik dan diletakkan dalam medan magnet. Kawat tersebut akan mengalami gaya…
    • A. Gravitasi
    • B. Sentripetal
    • C. Lorentz
    • D. Elektrostatik
    Jawaban: C. Lorentz
    Penjelasan: Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami oleh penghantar berarus listrik yang berada dalam medan magnet.
20. Dalam reaksi fisi nuklir, inti atom berat membelah menjadi inti-inti yang lebih ringan dan melepaskan energi. Energi ini dapat dimanfaatkan untuk…
    • A. Pembangkit listrik tenaga surya
    • B. Pembangkit listrik tenaga angin
    • C. Pembangkit listrik tenaga nuklir
    • D. Pembangkit listrik tenaga air
    Jawaban: C. Pembangkit listrik tenaga nuklir
    Penjelasan: Reaksi fisi nuklir adalah dasar kerja dari reaktor nuklir yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir.

B. Isian Singkat

1. Jelaskan perbedaan antara kelajuan dan kecepatan!
   Jawaban: Kelajuan adalah besaran skalar yang menyatakan seberapa cepat suatu benda bergerak (hanya memiliki nilai). Kecepatan adalah besaran vektor yang menyatakan seberapa cepat suatu benda bergerak beserta arah geraknya (memiliki nilai dan arah).
2. Apa yang dimaksud dengan Hukum Archimedes?
   Jawaban: Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
3. Sebutkan tiga bentuk perubahan energi dalam kehidupan sehari-hari!
   Jawaban: Contoh: energi listrik menjadi energi cahaya (lampu), energi kimia menjadi energi gerak (makanan yang kita konsumsi), energi potensial menjadi energi kinetik (buah jatuh dari pohon). (Berbagai jawaban valid).
4. Mengapa petir lebih sering menyambar benda-benda runcing atau tinggi?
   Jawaban: Benda runcing atau tinggi memiliki kerapatan muatan listrik yang lebih tinggi di ujungnya, sehingga medan listrik di sekitarnya menjadi sangat kuat. Hal ini memudahkan terjadinya proses ionisasi udara dan membuat petir lebih cenderung memilih jalur tersebut sebagai jalur pelepasan muatan listrik.
5. Apa fungsi transformator dalam rangkaian listrik?
   Jawaban: Transformator (trafo) berfungsi untuk menaikkan (step-up) atau menurunkan (step-down) tegangan AC tanpa mengubah frekuensi.

C. Uraian

1. Jelaskan secara rinci prinsip kerja mesin kalor (contoh: mesin uap atau mesin pendingin) berdasarkan Hukum Termodinamika I dan II!
   Pembahasan:
   Hukum Termodinamika I (kekekalan energi) menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Pada mesin kalor, kalor yang masuk sebagian diubah menjadi usaha dan sebagian lagi dibuang ke lingkungan. Hukum Termodinamika II (entropi) menyatakan bahwa tidak mungkin membuat mesin kalor yang efisiensinya 100% (tidak ada kalor yang dibuang). Mesin kalor bekerja dengan mengambil kalor dari sumber panas (reservoir panas), mengubah sebagian menjadi usaha mekanik, dan membuang sisa kalor ke reservoir dingin. Efisiensi mesin kalor diukur dari perbandingan usaha yang dihasilkan terhadap kalor yang diserap.
2. Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Abaikan gesekan udara dan gunakan g = 10 m/s². Hitung: a. Waktu yang diperlukan bola untuk mencapai titik tertinggi. b. Ketinggian maksimum yang dicapai bola. c. Kecepatan bola saat kembali ke titik awal pelemparan.
   Pembahasan:
   a. Di titik tertinggi, v = 0. Menggunakan rumus v = v₀ – gt, maka 0 = 20 – 10t. Jadi, t = 20/10 = 2 detik.b. Menggunakan rumus h = v₀t – 1/2 gt² = (20)(2) – 1/2 (10)(2²) = 40 – 1/2 (10)(4) = 40 – 20 = 20 meter. Atau v² = v₀² – 2gh, maka 0 = 20² – 2(10)h, 0 = 400 – 20h, 20h = 400, h = 20 meter.c. Kecepatan bola saat kembali ke titik awal pelemparan adalah sama besar dengan kecepatan awal namun berlawanan arah, yaitu -20 m/s atau 20 m/s ke bawah.
3. Bandingkan dan jelaskan perbedaan antara cermin cekung dan cermin cembung, termasuk sifat bayangan yang dihasilkan untuk objek yang diletakkan di berbagai posisi! Berikan contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
   Pembahasan:
   Cermin Cekung: Permukaan pemantulnya melengkung ke dalam. Bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen). Sifat bayangan bervariasi tergantung posisi objek: jika objek di luar F, bayangan nyata, terbalik, diperkecil; jika objek di antara F dan R, bayangan nyata, terbalik, diperbesar; jika objek di antara F dan cermin, bayangan maya, tegak, diperbesar. Contoh: cermin rias, reflektor lampu senter.Cermin Cembung: Permukaan pemantulnya melengkung ke luar. Bersifat menyebarkan cahaya (divergen). Selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil, di manapun posisi objeknya. Contoh: spion kendaraan, cermin pengawas di toko.
4. Sebuah balok bermassa 5 kg diam di atas lantai kasar. Koefisien gesek statis antara balok dan lantai adalah 0.4. Jika balok ditarik dengan gaya horizontal 15 N, apakah balok akan bergerak? Jelaskan alasannya dan hitung gaya gesek yang bekerja pada balok. (Gunakan g = 10 m/s²)
   Pembahasan:
   Berat balok (W) = m × g = 5 kg × 10 m/s² = 50 N.Gaya normal (N) = W = 50 N (karena balok diam di lantai datar).Gaya gesek statis maksimum (f_s,max) = μ_s × N = 0.4 × 50 N = 20 N.Gaya tarik horizontal (F_tarik) = 15 N.Karena F_tarik (15 N) < f_s,max (20 N), balok tidak akan bergerak.Gaya gesek yang bekerja pada balok saat balok diam adalah gaya gesek statis, dan besarnya sama dengan gaya tarik yang diberikan, yaitu 15 N. (Gaya gesek statis menyesuaikan diri hingga mencapai nilai maksimum).
5. Jelaskan fenomena efek Doppler. Berikan contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari atau teknologi.
   Pembahasan:
   Efek Doppler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang suatu gelombang yang diterima oleh pengamat karena adanya gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamat. Jika sumber mendekati pengamat, frekuensi yang diterima akan lebih tinggi (nada lebih tinggi untuk bunyi, warna lebih biru untuk cahaya). Jika sumber menjauhi pengamat, frekuensi yang diterima akan lebih rendah (nada lebih rendah untuk bunyi, warna lebih merah untuk cahaya).Contoh Penerapan:1. Sirene ambulans: Nada sirene terdengar lebih tinggi saat ambulans mendekat dan lebih rendah saat menjauh.2. Radar kecepatan polisi: Mengukur kecepatan kendaraan dengan memancarkan gelombang radio dan menganalisis perubahan frekuensi gelombang yang dipantulkan.3. Astronomi: Mengukur kecepatan bintang atau galaksi (merah-geser atau biru-geser) untuk mengetahui apakah mereka mendekat atau menjauh dari bumi.4. Ultrasonografi (USG): Digunakan dalam medis untuk pencitraan organ tubuh atau memantau aliran darah.

D. Menjodohkan