Halo, Sobat Zenius! Buat elo yang lagi duduk di kelas 11 sudah siap belum nih buat menghadapi ujian tengah semester buat mata pelajaran Fisika? Sebagai persiapan elo, gue mau ngasih beberapa contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1 dan pembahasan lewat artikel ini!
Memang nggak bisa dimungkiri, Fisika kerap kali menjadi mata pelajaran yang sulit. Untuk bisa menjawab soal demi soal, Sobat Zenius perlu menghafal setiap rumus di dalamnya.
Bahkan, nggak cuman rumus aja. Ada beberapa hukum juga yang wajib elo pelajari supaya semakin matang dalam mengerjakan soal.
Nah, sebelum mengarah ke contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1, gue mau ngasih elo beberapa daftar materi Fisika yang dipelajari di semester 1. Yuk, disimak bersama-sama!
Daftar Mater Fisika Kelas 11 Semester 1
Kesetimbangan Benda Tegar
Dinamika Rotasi
- Momen Inersia
- Hukum Newton pada Dinamika Rotasi
- Usaha dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Gerak Rotasi
- Momentum Sudut dan Hukum Kekekalan Momentum Sudut pada Gerak Rotasi
- Momen Inersia dengan Integral (Pengayaan)
Elastisitas Zat Padat
Fluida Statis
Fluida Dinamis
Suhu dan Kalor
Nah, itu dia beberapa materi yang harus Sobat Zenius pelajari di semester 1. Elo juga bisa akses semua materi tersebut lewat website Zenius.net.
Setelah buka website, elo tinggal klik menu belajar, kemudian pilih kelas 11 dan mata pelajaran Fisika.
Nantinya, elo akan ditampilkan seperti gambar di bawah ini dan tinggal klik mana materi yang ingin elo pelajari. Di sana ada juga contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1 yang bisa elo pelajari lewat video pembelajaran.
Contoh Soal PTS Fisika Kelas 11 Semester 1 dan Pembahasan
Contoh Soal 1
Topik: Momen Gaya/Torsi
Dua benda dengan massa yang sama dipasang pada ujung-ujung dari sebuah batang seperti pada gambar berikut.
Jika batang dalam kondisi setimbang dan poros dapat berputar, maka batang … jika benda di sisi kanan didekatkan ke arah poros.
A. akan berputar searah jarum jam
B. akan berputar berlawanan arah jarum jam
C. tidak berputar
D. akan bergeser ke kiri
E. akan bergeser ke kanan
Pembahasan:
Dari contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1 di atas yang ditanyakan yaitu keadaan batang jika benda di sisi kanan didekatkan ke arah poros.
Nah, jadi coba kita dekatkan benda yang di sisi kanan ke arah poros, maka akan terjadi seperti ini:
Untuk menjawab pertanyaan di atas, maka kita bisa menggunakan momen gaya/torsi karena di situ dibahas poros yang berputar.
Sobat Zenius masih ingat nggak rumus momen gaya/torsi? Yap, rumusnya seperti ini:
Jadi, rumus Torsi/tau adalah gaya yang tegak lurus pada porosnya dikalikan dengan jaraknya.
Dikarenakan momen gaya merupakan gaya rotasi, maka rotasinya ada dua, yaitu searah jarum dan dan berlawanan arah jarum jam.
Nah, di sini kita menggunakan simbol untuk kedua rotasi di atas. Untuk arah jarum jam pakai simbol – dan berlawanan +. Sobat Zenius bisa menggunakan tanda yang berbeda, asalkan dipakai secara konsisten sampai soalnya selesai dikerjakan.
Balik lagi ke soal, di atas disebutkan bahwa ada dua benda identik. Apa maksudnya? Dua benda identik itu yaitu dua benda yang memiliki massa yang sama.
Jadi, antara dua benda di sisi kiri dan kanan mempunyai massa (w) yang sama, ya.
Di soal juga disebutkan kalau batang dalam kondisi setimbang sehingga jumlah torsinya berarti 0. Dengan demikian, maka 1 = 2.
Dengan demikian, jika kita substitusikan ke rumus torsi di atas maka jadi w .1 = w.1.
Pertanyaannya adalah, bagaimana jadinya jika batang yang di sisi kanan digeser ke arah poros?
Jika demikian, berarti batang yang di sisi kanan (r2) itu lebih kecil dibandingkan dengan r1. Maka, kesimpulannya yaitu 1>2.
Jadi, torsi di sisi kiri lebih besar daripada sisi kanan, ya! Oleh karena itu, torsi di sisi kiri akan berputar berlawanan arah jarum jam ke poros, seperti gambar di bawah ini:
Dengan demikian, maka jawaban B benar, yaitu akan berputar berlawanan arah jarum jam.
Baca Juga: Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar
Contoh Soal 2
Topik: Rangkaian Pegas
Tiga buah pegas dengan konstanta pegas k = 600 N.m-1 disusun seri dan paralel seperti pada gambar berikut.
Jika ujung bawah susunan pegas diberi beban sebesar m = 2 kg, maka pertambahan panjang pegas adalah …
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 10 cm
D. 0,5 cm
E. 1 cm
Pembahasan:
Apa hukum yang biasanya digunakan untuk mengerjakan pertambahan panjang pegas? Sobat Zenius masih ingat, nggak?
Yap, untuk menjawab soal PTS Fisika Kelas 11 semester 1 di atas kita bisa menggunakan hukum Hooke.
Gimana, nih, rumus hukum Hooke?
Dalam soal, kita diminta untuk mencari pertambahan panjang pegas. Jadi, kita diminta untuk mencari delta x.
Bagaimana cara mencarinya? Kita bisa pakai rumus di bawah ini:
Nah, F itu gaya yang bekerja pada pegas. Kira-kira apa, ya? Nah, dikarenakan pada gambar dipasangi beban, maka gaya yang bekerja adalah gaya pada beban itu atau disebut dengan gaya berat. Gaya berat adalah w = mg.
Sebelum memasukkan substitusinya, kita harus mencari tahu terlebih dahulu k-nya. Bagaimana caranya?
Elo bisa lihat susunan pegas pada gambar di atas. Pada susunan pegas yang di atas terlihat kalau itu paralel karena bercabang. Nah, kita cari terlebih dahulu hasilnya, setelah itu baru kita serikan pada pegas yang di bawah.
Baik, mari kita fokus ke bagian paralel dulu dengan menggunakan rumus di bawah ini:
Kp = K + K
= 600 + 600
= 1200 N/m
Nah, setelah itu kita serikan pada pegas yang tersusun di bawahnya. Kalau mencari seri kita pakai rumus di bawah ini
Yang 1200 diambil dari hasil paralel, sedangkan 600 dari jumlah k-nya, ya.
Jadi jumlah serinya adalah:
= 400 N/m
Sekarang kita sudah tahu F dan k-nya berapa jadi tinggal dimasukkan ke rumus awal hukum Hooke.
=F = m.g
K diambil dari 400 N/m
=Nah, karena yang diminta dari soal di atas merupakan cm, maka kita ubah terlebih dahulu satuannya
=Jawabannya yaitu 5 cm. Jadi yang benar adalah jawaban B.
Baca Juga: Hukum Hooke – Bunyi, Rumus, dan Contoh Soalnya
Contoh Soal 3
Topik: Rangkaian Pegas
Seekor kuda bermassa 100 kg memakai sepatu yang ditempeli pegas identik pada keempat kakinya. Tekanan akibat berat badan kuda tersebut terdistribusi merata pada keempat kakinya. Ketika kuda berdiri dengan 4 kaki, pegas menjadi 2 cm lebih pendek. Perubahan panjang pegas jika kuda tersebut berdiri dengan dua kaki adalah … cm
A. 2
B. 2,5
C. 3
D. 4
E. 5
Pembahasan:
Untuk menjawab contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1 di atas, kita menggunakan hukum yang berlaku pada pegas, yaitu hukum Hooke. Bagaimana rumus hukum Hooke?
Nah, dikarenakan kita diminta untuk menemukan perubahan panjang pegas atau x, maka kita pakai rumus di bawah ini:
Berhubung gaya pada soal di atas sama, maka tidak ada perubahan gaya/berat apabila kuda berdiri dengan empat atau dua kaki. Pasalnya, gaya itu datang dari kuda itu sendiri lewat massanya yaitu 100 kg.
Jadi, F-nya akan bernilai sama, ya. Sehingga, perubahan panjang pegas hanya berpengaruh pada k-nya saja.
Nah, karena pada soal di atas k-nya mengalami perubahan struktur, maka kita bandingkan satu dengan yang lainnya. Kita sebut kondisi k1 itu saat kuda berdiri dengan empat kaki dan k2 saat kuda berdiri dengan dua kaki.
Dengan begitu, kita gunakan rumus di bawah ini untuk perbandingannya:
Coret apa saja yang bisa dicoret, lalu dikalikan silang sehingga hasilnya menjadi seperti ini:
Nah, itu dia perubahan panjang dalam keadaan kedua atau saat kuda berdiri dengan dua kaki. Dikarenakan satuannya cm, maka di atas menjadi 4 cm sehingga jawabannya yang benar yaitu jawaban D = 4 cm
Pelajari Juga: Rangkaian Pegas Seri dan Paralel
Contoh Soal 4
Topik: Elastisitas
Nilai konstanta elastisitas yang sama dari percobaan elastisitas karet ban pada tabel berikut adalah ….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (4)
C. (1) dan (5)
D. (2) dan (3)
E. (4) dan (5)
Pembahasan:
Dari soal PTS Fisika kelas 11 di atas, kita bisa menggunakan hukum Hooke untuk mencari konstanta atau nilai k lewat data gaya dan pertambahan panjang yang sudah tertera pada tabel.
Lalu, bagaimana cara mencari k? Kita bisa gunakan rumus di bawah ini:
Dengan begitu, maka kita tinggal menghitung bagi pada data tabel di atas satu per satu.
1 = 2 N/cm
2 = 3,2 N/cm
3 = 3 N/cm
4 = 2 N/cm
5 = 3,03 N/cm
Mana yang hasilnya sama? Yap, nomor 1 dan 4. Maka jawaban B benar.
Baca Juga: Rumus Elastisitas Gaya Pegas
Contoh Soal 5
Topik: Elastisitas Zat Padat
Sepotong kawat logam homogen dengan panjang 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2 ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N bertambah panjang 1 mm. Modulus elastik bahan kawat logam tersebut adalah …
A. 7 x 108 N/m3
B. 7 x 109 N/m3
C. 7 x 1010 N/m3
D. 7 x 1011 N/m3
E. 7 x 1012 N/m3
Pembahasan:
Untuk menjawab contoh soal PTS Fisika kelas 11 semester 1 di atas, kita perlu menggunakan rumus modulus elastik. Sobat Zenius masih inget, nggak?
Setelah itu, tinggal kita masukkan angka-angkanya, deh. Ingat, semua satuan harus diubah menjadi meter (m), ya.
= 102 x 7 x 10-1 x 109
= 7 x 1010 N/m3
Jadi, jawaban yang tepat adalah C.
Baca Juga: Perbedaan Tegangan dan Regangan dalam Elastisitas
Contoh Soal 6
Topik: Fluida Statis
Suatu benda berbentuk balok dimasukkan ke dalam air bermassa jenis 1000 kg/m3 sehingga ⅖ bagian dari benda berada di atas permukaan air. Tentukanlah massa jenis dari benda tersebut!
A. 60 kg/m3
B. 100 kg/m3
C. 600 kg/m3
D. 700 kg/m3
E. 900 kg/m3
Pembahasan:
Pada benda apung ada dua gaya, kalau kita gambarkan seperti ini:
Fa = gaya angkat
Mg = gaya berat
Dikarenakan benda tersebut dalam gaya setimbang, maka F = 0
F = 0
mg – Fa = 0
mg = Fa
mg = Pa.g.VBT
a merupakan air dari fluida
BT merupakan benda tercelup. Kalau dilihat di gambar atas, ⅖ bagian benda berada di atas permukaan air. Maka, yang benda tercelupnya kita hitung menjadi ⅗
Jadi, kita pakai rumus di bawah ini:
Dikarenakan kita diminta untuk mencari massa jenisnya, maka:
merupakan massa jenis benda
PB = 1000 . 0,6 = 600 kg/m3
0,6 itu dari ⅗ ya, Sobat Zenius. Jadi, jawaban yang tepat adalah C.
Baca Juga: Fluida Statis
Nah, itu dia beberapa contoh soal UTS Fisika kelas 11 semester 1 dan pembahasan. Semoga dengan adanya contoh soal di atas Sobat Zenius bisa lebih paham, ya!
Kalau elo mau lanjut belajar contoh-contoh soal di atas, Zenius masih punya banyak sekali,nih!
Elo bisa belajar lewat video pembelajaran sehingga lebih mudah memahaminya. Klik banner di bawah ini buat akses, ya!
Kemudian, buat Sobat Zenius yang mau latihan try out ujian sekolah, elo juga bisa, kok, ambil belajar paket Aktiva Zenius.
Lewat paket tersebut, elo nggak cuman bisa ikut try out ujian sekolah, elo juga bakal mendapatkan akses ribuan video premium hingga akses live class per minggu.
Jadi, tunggu apa lagi? Yuk, segera berlangganan sekarang!
Leave a Comment