Fisika sering banget dianggap sebagai mata pelajaran serius dan memerlukan kemampuan nalar dan berhitung yang sulit. Tapi, elo pernah denger nggak sih beberapa fakta unik tentang fisika? Nah, gue mau kasih tau beberapa fakta unik tentang fisika supaya elo bisa sedikit rileks nih sebelum kita lanjut ngebahas tentang PAT.

Elo tau nggak, arti kata fisika itu apa? Nah, fisika merupakan kata dari bahasa Yunani yang secara harfiah berarti pengetahuan tentang alam. Nah, sekarang kita lanjut ngebahas seputar ujian PAT, yuk!

PAT sebentar lagi di depan mata, nih. Sudah seberapa besar persiapan elo di mata pelajaran fisika? Nah, buat elo yang baru mau belajar ulang materi-materi fisika dari kelas 10 semester 1, gue punya rangkuman topik bahasan yang bakal keluar di PAT nanti. Berikut topik-topiknya:

Besaran dan satuan
Gerak lurus
Gerak melingkar beraturan
Gerak parabola
Hukum newton gravitasi
Usaha dan energi
Impuls dan momentum linear
Vektor

Topik PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 (Sumber: Arsip Zenius)

Nah, supaya elo bisa lebih ngerti tentang topik-topik yang udah gue sebutin di atas, gue punya beberapa contoh soal plus pembahasannya yang bisa elo pake buat latihan nih. Yuk di simak contoh soalnya!

Daftar Isi

Topik 1: Besaran dan Satuan

Besaran merupakan sesuatu yang bisa diukur dan juga dinyatakan dalam angka. Besaran ini dibagi menjadi dua, yaitu:

Besaran pokok atau besaran yang berdiri sendiri, sepeti massa, panjang, waktu, intensitas cahaya, suhu, kuat arus listrik, dan jumlah zat.
Besaran turunan atau besaran yang berasal dari besaran lainnya, seperti kecepatan, percepatan, gaya, tekanan, dan lainnya.

Ada juga besaran berdasarkan arahnya, yaitu:

Skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai (tidak perlu menunjukkan arah), seperti massa, waktu, dan lainnya.
Vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah, seperti gaya, perpindahan, dan lainnya.

Dalam besaran ada proses untuk membandingkan suatu besaran dengan satu standar atau satuan, ini dinamakan juga dengan konsep pengukuran. Hasil pengukuran sendiri ditulis dengan rumus seperti ini:

(x₀ ± Δx)

x₀ : hasil pengukuran

Δx : ketidakpastian pengukuran

Ketidakpastian pengukuran hanya punya satu angka penting serta jumlah desimal dari xo dan x harus sama banyak.

Penulisan hasil pengukuran juga bisa ditulis dalam bentuk seperti di bawah ini:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 81$ .

Topik Besaran dan Satuan (Sumber: Arsip Zenius)

Udah inget dong sama topik di atas? Nah, sekarang, kita lihat contoh soal yang ada di bawah ini yuk!

Pada sebuah pengukuran terdapat panjang suatu benda yang memperoleh hasil sebanyak (5,2 ± 0,7) cm. Nilai berikut yang tidak mungkin merupakan panjang benda tersebut adalah….

A. 6,0
B. 5,0
C. 5,8
D. 5,2
E. 4,5

Jawaban dan Pembahasan

Diketahui:
Panjang benda adalah (5,2 ± 0,7) cm

Dinyatakan:
Nilai panjang yang tidak mungkin

Cara penyelesaian:
Penulisan hasil pengukuran memenuhi

(x₀ ± Δx)

Dimana:

x₀: hasil pengukuran
Δx : ketidakpastian pengukuran

Berdasarkan keterangan di atas, hasil pengukuran antara x₀ – Δx sampai x₀ + Δx.

Nilai hasil pengukuran panjang benda (5,2 ± 0,7) cm berkisar antara

5,2 – 0,7 = 4,5 cm

Sampai

5,2 + 0,7 = 5,9 cm

Maka nilai panjang yang tidak mungkin adalah 6,0 sm atau jawabannya adalah A.

Topik 2: Gerak Lurus

Gerak merupakan perubahan yang terjadi karena kedudukan benda ke posisi yang berbeda. Suatu benda akan dinyatakan bergerak jika mengalami perpindahan dari suatu jarak tertentu.

Gerak di dalam fisika dibagi menjadi tiga, yaitu gerak lurus, gerak melingkar, dan juga gerak melengkung atau biasa juga disebut gerak parabola.

Di bagian ini gue bakal sedikit mengingatkan elo tentang topik gerak lurus, apa sih gerak lurus itu? Gerak lurus merupakan gerak sebuah benda pada lintasan lurus. Gerak sendiri erat banget kaitannya sama, jarak dan perpindahan, apa yah maksudnya?

Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh tanpa mempertimbangkan arah. Sedangkan, perpindahan adalah panjang lintasan yang mempertimbangan arah atau kedudukan awal dan akhir suatu benda,

Gerak lurus dibagi menjadi dua, yaitu:

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan merupakan gerak lurus yang memiliki kecepatan tetap tanpa adanya percepatan. Gerak lurus beraturan ini biasa ditulis sebagai berikut:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 82$ .

v: kecepatan atau kelajuan benda (m/s)
s: perpindahan / jarak yang ditempuh benda (m)
t: waktu (s)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus benda dengan perubahan kecepatan (makin cepat / makin lambat) atau percepatan tertentu.

x = x₀ + v₀t + ½ at²

Nah, sekarang kita coba lihat soal dan [pembahasan di bawah yuk!

Seekor tikus yang mulanya diam, kemudian berlari sejauh 5 m selama 1 detik dengan percepatan konstan. Kecepatan tikus setelah 1 detik adalah … m/s.

A. 7
B. 5
C. 13
D. 15
E. 10

Jawaban dan Pembahasan

Diketahui:
x=5 m
xo,vo=0 m
t=1 s

Cara mencari percepatan GLBB adalah dengan rumus, berikut:

x = x₀ + v₀t + ½ at²

5 = ½ a

a = 10 m/s²

Jika percepatannya adalah 10 m/s², maka v setelah 1s adalah

v₁ = v₀ + at

v₁ = 0 + 10 x 1

V₁ = 10 m/s

Maka, jawabannya adalah E.

Topik 3: Gerak Melingkar Beraturan

Gerak melingkar adalah gerak pada suatu bidang datar dan mengelilingi satu titik tertentu. Gerak melingkar ini punya ciri khas lho, apa aja?

Jarak benda ke suatu titik acuan, yang merupakan titik pusat lingkaran akan selalu tetap.
Arah kecepatan linear selalu menyinggung lintasan.
Gerak melingkar kecepatannya akan selalu tegak lurus dengan jari-jari lingkaran.

Nah, karena gerak melingkar beraturan ini memiliki kecepatan yang tetap dan tidak berubah-ubah, maka percepatan tangensialnya adalah bernilai 0 (nol). Tapi, gerak melingkar beraturan ini memiliki arah dari kecepatan yang berubah setiap saat.

Gimana cara menghitung kecepatan sudut dari gerak melingkar beraturan ini? Elo bisa pake rumus frekuensi sudut (kecepatan sudut), seperti berikut:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 83$ .

ɷ = frekuensi sudut / kecepatan sudut (rad/s)
f: frekuensi (Hz)
T: periode (s)

Nah, gerak melingkar beraturan ini tetep punya percepatan, yaitu percepatan lurus yang memiliki kecepatan tangensial (sejajar dengan vektor kecepatan), atau biasa disebut dengan percepatan sentripetal. Rumus yang bisa elo pake untuk mengetahui percepatan ini adalah, sebagai berikut:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 84$ .

a_s: percepatan sentripetal (m/s²)
v: kecepatan tangensial (m/s)
r: jari-jari lintasan (m)
ɷ: frekuensi sudut / kecepatan sudut (rad/s)
T: periode (s)

Topik Gerak Melingkar Beraturan (Sumber: Arsip Zenius)

Supaya lebih inget lagi sama topik ini, lihat soal dan pembahasan di bawah ini yuk!

Sebuah dinamo memiliki penampang berdiameter sebesar 25 cm berputar dengan frekuensi 240 rpm. Kelajuan linier di titik sisi penampang dinamo adalah …. m/s.

A. 3,14
B. 6,28
C. 9,42
D. 12,56
E. 14,00

Jawaban dan Pembahasan

Frekuensi putaran (kecepatan sudut) adalah banyaknya putaran yang terjadi pada waktu tertentu.

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 85$ .

Karena d = 25 cm, r = 12,5 cm, sehingga:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 86$ .

Jawabannya adalah A.

Topik 4: Gerak Parabola

Gerak parabola adalah gerak 2 dimensi. Gerak sumbu -x dan gerak sumbu -y. Gerak sumbu x merupakan gerak GLB, sementara gerak sumbu y adalah gerak GLBB.

Sumbu x yang merupakan komponen GLB pada gerak parabola ini memiliki komponen awal, yaitu simbol dari kecepatan awal.

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 87$ .

v_0: kecepatan awal (m/s)
v_0x: kecepatan awal di sumbu x (m/s)
θ: sudut elevasi

Sumbu y yang mengarah ke arah vertikal ini merupakan komponen gerak GLBB.

v_0y = v₀ si θ
v₀: kecepatan awal (m/s)
v_0y: kecepatan awal sumbu y (m/s)
θ: sudut elevasi

Kita lihat contoh soal dan pembahasan untuk topik ini yuk!

Jika benda dilepaskan dari pesawat, lalu bergerak 100 m/s ke arah timur tanpa adanya kecepatan awal yang mengarah vertikal. Berapakah kecepatan awal benda tersebut?

A. 100 m/s ke barat
B. 0 m/s ke timur
C. 100 m/s ke timur
D. 0 m.s ke barat
E. 100 m/s ke utara

Jawaban dan Pembahasan

Pada kasus ini, walaupun benda hanya dilepaskan dari pesawat, namun karena pesawat bergerak ke kanan dengan kecepatan 100 m/s, maka kecepatan awal benda sama dengan kecepatan pesawat yaitu sebesar 100 m/s dengan arah timur. Jawaban yang tepat adalah C.

Baca Juga: Gerak Parabola – Pengayaan

Topik 5: Hukum Newton Gravitasi

Hukum gravitasi adalah salah satu rumus yang paling terkenal di pelajaran fisika.

Gravitasi merupakan gaya tarik bumi pada benda yang ada di atas permukaannya ke arah pusat bumi. Pada teori ini menyebutkan bahwa, setiap benda yang ada di ruang angkasa bisa tarik menarik dan menjelaskan juga alasan kenapa bumi bisa mengelilingi matahari.

Rumus hukum gravitasi newton adalah sebagai berikut:

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 88$ .

F: gaya tarik yang terjadi antara dua benda
G: konstanta gravitasi bumi yang bernilai G= 6,72 x 10 – 11N.m²mkg^-2)
M₁ dan M₂: massa dari masing-masing benda
R: jarak dari kedua benda

Topik Hukum Newton (Sumber: Arsip Zenius)

Simak soal dan pembahasan di bawah ini yuk!

Dalam kasus handphone yang tergeletak di atas meja, mengapa bumi cenderung tidak bergerak walaupun mendapat gaya reaksi dari handphone?

A. Karena gaya reaksi handphone sangat kecil dibandingkan massa bumi
B. Karena gaya diterima oleh meja
C. Karena adanya gaya tolak dengan bulan
D. Karena pergerakan bumi ditahan oleh matahari

Jawaban dan Pembahasan

Karena massa bumi sangat besar, gaya reaksi yang diterima menurut Hukum Newton II akan menghasilkan percepatan yang sangat kecil. hubungan antara gaya reaksi ini dan percepatan bumi dapat dinyatakan dalam persamaan:

ΣF_reaksi = m_bumi . a_bumi

Maka, jawaban yang benar adalah A.

Topik 6: Usaha dan Energi

Usaha adalah kerja yang dilakukan agar benda mengalami perpindahan. Karena itu, gaya (F) dan perpindahan (s), usaha (w) dilambangkan sebagai:

Gaya yang searah pergerakan benda

W = F.s

Gaya yang berbeda sudut sebesar dari arah pergerakan benda

W = Fs.cosθ

Setiap usaha, tentu memerlukan energi. Energi merupakan kapasitas untuk melakukan suatu usaha. Energi yang ada di alam ini bersifat kekal dan hanya berubah wujud saja.

E_total1 = E_total2

E_total1: energi total sebelum terjadi perpindahan energi (J)

E_total2: energi total setelah terjadi perpindahan energi (J)

Sekarang, lihat contoh soal di bawah ini yuk!

Berapakah besar usaha yang dibutuhkan pada benda bermassa 2 kg jika ingin meningkatkan kecepatan dari 5 m/s hingga 7 m/s?

A. 10
B. 24
C. 7
D. 5
E. 3

Jawaban dan Pembahasan

Hubungan energi kinetik dengan suatu usaha dapat ditulis dengan

1 = ΔE_{k akhir} – E_{k awal}

Sehingga,

$Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 89$ .

Maka, jawaban yang benar adalah B.

Topik 7: Impuls dan Momentum Linear

Momentum adalah sebuah benda yang bergerak selain memiliki energi kinetik juga memiliki momentum. Bedanya, energi kinetik merupakan sebuah besaran skalar, sedangkan momentum merupakan besaran vektor.

Kalau elo ingin menganalisis sebuah benda yang bergerak dengan memperhatikan arahnya, maka akan lebih mudah kalau mendekatinya dengan pendekatan momentum. Persamaan dari momentum adalah:

p = mv

p: momentum gerak benda
m: massa benda
v: kecepatan benda

Sementara, impuls adalah bagaimana momentum suatu benda ketika diberikan gaya. Ketika sebuah benda diberikan sebuah gaya, akan terjadi perubahan kecepatan. Karena itu, dari perubahan kecepatan, akan ada perubahan momentum. Hubungan gaya dengan impuls adalah:

Δp = IFt

I: impuls
F: gaya
T: waktu

Udah inget dong sama topik ini? Yuk, langsung saja kita coa bahas contoh soal dan pembahasannya!

Besarnya gaya rata – rata yang diberikan oleh bat jika sebuah bola baseball seberat 200 gram bersentuhan langsung dengan bat selama 8 ms sehingga berubah kecepatannya sebesar 4 m/s adalah …. N

A. 50
B. 100
C. 10
D. 15
E. 25

Jawaban dan Pembahasan

Untuk mengerjakan soal ini yang harus elo ingat adalah:

I = mΔv = ⎺F.Δt

Maka besarnya gaya kontak pada bat tersebut adalah

⎺F = $Contoh Soal PAT Fisika SMA Kelas 10 Semester 2 90$ .

Jawaban yang paling tepat adalah B.

Topik 8: Vektor

Vektor merupakan besaran yang memiliki nilai dan arah, seperti perpindahan, gaya dan sebagainya. syarat dua buah vektor sama harus memenuhi, sebagai berikut:

Besar masing-masing vektor sama
Arah kedua vektor sama

Selain itu, vektor juga memiliki komponen-komponen, apa aja?

Sumbu x, vektor satuannya adalah i.
Sumbu y, vektor satuannya adalah ĵ.
Sumbu z, vektor satuannya adalah ǩ

Liat contoh soal dan pembahasan di bawah ini yuk!

Suatu vektor X memiliki besar 8 satuan, maka vektor −X harus ….

A. memiliki besar -8 satuan dan arah sama dengan vektor X
B. memiliki besar 8 satuan dan arah sama dengan vektor X
C. memiliki besar 8 satuan dan arahnya berlawanan dengan vektor X
D. memiliki besar 8 satuan dan arahnya tegak lurus dengan vektor X
E. memiliki besar -8 satuan dan arahnya tegak lurus dengan vektor X

Jawaban dan Pembahasan

Pada kasus ini, jika besaran vektor ditulis -X artinya arahnya berlawanan dengan vektor X. namun besarnya sama. Besarnya sama-sama X. Jadi, jawabannya adalah C.

Baca Juga: Pengenalan Konsep Vektor

*****

Itu dia materi, soal, sampai pembahasan PAT Fisika yang udah gue rangkum khusus buat elo. Supaya semakin yakin buat mengikuti ujian ini, mending coba kerjain lagi prediksi soal PAT Fisika yang tersedia lengkap di Zenius. Langsung aja klik banner di bawah ini!