Kisi Ulangan Kenaikan Kelas Tahun 2016/2017 Fisika Kelas XI

Berikut kisi-kisi UKK Mata Pelajaran Fisika Kelas XI

1. Menghitung momen gaya di suatu titik akibat banyak gaya
2. mengurutkan momen gaya dari yang terkecil ke yang terbesar atau sebaliknya
3. Menghitung momen inersia benda dengan sumbu putar yang berbeda
4. Menghitung koordinat titik berat benda bidang
5. Menghitung debit air pada pipa dengan luas penampang berbeda
6. Menghitung tekanan udara di suatu pipa dengan hukum Bernoulli
7. Menghitung kecepatan air yang keluar dari tangki yang bocor
8. Menyebutkan syarat agar sayap pesawat dapat terangkat
9. Menghitung suhu, volume atau tekanan dengan rumus Boyle-Gay Lussac
10. Menentukan pernyataan yang benar tentang tekanan dalam ruang tertutup
11. Menentukan pernyataan yang benar tentang energi kinetik gas ideal
12. Menentukan bunyi hukum Charles, Boyle, Gay Lussac atau Boyle Gay Lussac
13. Menyebutkan fungsi hutan untuk mengurangi pemanasan global
14. Menyebutkan peralatan rumah tangga penyebab pemanasan global
15. Menyebutkan contoh kegiatan reduce, reuse, recycle atau replace
16. Menyebutkan faktor utama penghasil emisi karbon
17. Menyebutkan karakteristik gelombang mekanik
18. Menghitung frekuensi, periode, panjang gelombang dan cepat rambat dari satu persamaan simpangan gelombang
19. Menghitung frekuensi, periode, panjang gelombang dan cepat rambat dari satu persamaan simpangan gelombang
20. Menentukan persamaan simpangan dari gambar gelombang

Kisi-kisi Ulangan Kenaikan Kelas XI IPA

Kisi-kisi Ulangan Kenaikan Kelas (UKK) mata pelajaran Fisika kelas XI IPA Semester Genap Tahun 2015/2016 ini diberikan dengan maksud agar siswa/i dapat mempersiapkan diri menghadapi UKK lebih terarah.

1. Siswa dapat menghitung impuls bola yang memantul setelah bergerak dengan kecepatan tertentu
2. Siswa dapat menghitung besar ketinggian pada pemantulan kedua dari bola yang jatuh bebas
3. Siswa dapat menghitung kecepatan dua benda setelah bertumbukan dan saling menempel
4. Siswa dapat menghitung percepatan benda pada sistem katrol jika massa katrol diketahui
5. Siswa dapat menghitung momen gaya suatu titik pada tongkat homogen
6. Siswa dapat menghitung momen inersia batang homogen yang diputar di suatu titik batang
7. Siswa dapat menentukan letak titik berat bidang homogen dari suatu titik tertentu
8. Siswa dapat menentukan berat benda pada keseimbangan batang
9. Siswa dapat menghitung momentum sudut partikel yang bergerak melingkar
10. Siswa dapat menghitung besar  debit di suatu penampang pipa yang berbeda luas penampangnya
11. Siswa dapat menghitung besar tekanan air sesuai azas bernoulli
12. Siswa dapat menghitung besar kecepatan air yang keluar dari lobang kebocoran tangki
13. Siswa dapat menentukan syarat  terangkatnya pesawat sesuai azas bernoulli
14. Siswa dapat menghitung tekanan gas ideal jika suhu dan volumenya berubah
15. Siswa dapat menghitung suhu gas ideal jika energi kinetiknya menjadi 2 kali lipat
16. Siswa dapat menentukan faktor yang mempengaruhi perubahan energi kinetik gas
17. Siswa dapat menentukan pernyataan yang benar berdasarkanpersamaan tekanan gas ideal
18. Siswa dapat menentukan pernyataan yang tepat menurut teori kinetik gas
19. Siswa dapat menentukan sifat gelombang mekanik
20. Siswa dapat menghitung frekuensi dan cepat rambat gelombang

Posisi Partikel dalam Koordinat Polar

Gambar di bawah adalah posisi titik P dengan koordinat polar (r,q)

Berlaku: 

x = r cos q

y = r sin q

dan

Pada saat partikel bergerak sepanjang lingkaran dari sumbu x positif (q= 0) ke titik P, lintasan yang ditempuhnya adalah busur sepanjang s atau posisi sudutnya adalah q (dalam radian) yang memenuhi

Untuk 1 putaran penuh, lintasan s sama dengan keliling lingkaran (s = 2pr) sehingga berdasarkan dihasilkan:

Sehingga

Oleh karena itu, didefinisikan bahwa satu radian adalah besar sudut di hadapan busur yang panjangnya sama dengan radius lingkaran.

Contoh soal:

Sebuah partikel terletak pada bidang xy dengan koordinat (3,4) cm. Nyatakanlah posisi partikel tersebut dalam bentuk koordinat polar!

Jawaban:
r = 5 cm dan q = 53o

Sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 2A untuk kelas XI Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 1997

Pengertian Gaya (Force) - Lambang F

Gaya dapat diartikan sebagai sesuatu yang cenderung mengubah momentum suatu benda masif. Gaya didefinisikan berbanding lurus dengan laju pertambahan momentum. Untuk sebuah benda dengan massa m yang bergerak dengan kecepatan v, momentumnya yaitu mv. Pada suatu sistem satuan koheren, gaya F = ma, dengan a merupakan percepatan (lihat Hukum Gerak Newton). Satuan SI untuk gaya adalah Newton. 

Gaya-gaya yang ada selalu merupakan pasangan aksi reaksi antara benda-benda, yang sama besar dan berlawanan arah, meskipun kadang-kadang lebih mudah menganggap suatu benda berada dalam suatu medan gaya.

Sumber: Kamus Lengkap Fisika Oxford. Alan Isaacs, BSc, PhD. DIC. Penerbit Erlangga, Tahun 1997

Tendangan Salto (bicycle kick) Pele!

Tendangan salto (bicycle kick) adalah sebuah tendangan akrobatik yang mungkin paling ditunggu dalam ajang seperti piala dunia. Tendangan ini pertama kali dilakukan oleh pemain sepakbola Chile, kelahiran Spanyol bernama Ramon Unzaga pada tahun 1914. Lalu disempurnakan oleh pemain Brasil bernama Leonidas da Silva (tahun 1930-an). Namun Pele, pemain legendaris Brasil adalah yang membuatnya populer di era 60-70 an. 

Secara fisika, tendangan ini memenuhi hukum kekekalan momentum sudut. Ketika melakukan tendangan salto ini, seorang penendang rata-rata memerlukan waktu 0.8 detik (0.3 detik untuk menggerakkan tubuhnya dan sekitar 0.5 detik di udara), dimana kecepatan sudut saat kaki menendang bola dapat mencapai 300 rpm dan kecepatan bola setelah ditendang dapat mencapai 9 m/s. tidak mudah untuk dapat melakukan tendangan ini. Tentu, untuk dapat melakukan tendangan ini, seorang pemain harus melatih diri dan juga memiliki naluri yang sangat tepat terhadap waktu!

sumber

Bola Piala Dunia Curi Jurus Ninja

Menurut seorang peneliti Jepang, bola yang digunakan dalam Piala Dunia 2014 meniru kemampuan para ninja dan optimal bagi pemain sepak bola dari Asia.

Karakteristrik bola resmi turnamen Piala Dunia 2010 'Jabulani' tidak disukai para pemain. Alasannya, bola ini tidak stabil, sulit ditangkap kiper, memiliki lintasan terbang yang liar dan sulit ditebak. Akibatnya perusahaan Jerman Adidas berupaya memproduksi bola yang bisa lebih diandalkan untuk turnamen tahun ini.

Hasilnya adalah 'Brazuca', kata slank bagi warga asli Brasil. Menurut Takeshi Asai, profesor ilmu olahraga di Universitas Tsukaba di Jepang, bola ini akan melambung secara lebih stabil. Bola baru ini hanya memiliki enam panel.

Dua panel lebih sedikit dari Jabulani. Bentuk desainnya seperti shuriken, senjata ninja yang mirip dengan bintang. Asai menambahkan, jahitan pada panel adalah rahasia kestabilan bola tersebut.

"Walau jumlah panel berkurang, panjang total jahitan lebih panjang. Sehingga menambah kecepatan bola yang menghasilkan resistansi udara rendah," kata Asai. Ia bekerja sama dengan John Eric Goff, ahli fisika dari Lynchburg College di AS, untuk mempelajari aerodinamika Brazuca saat diperkenalkan Desember tahun lalu.

Kesimpulan dua pakar ini, karena panjang jahitan Brazuca 68 persen lebih panjang dari Jabulani, resistansi akan bertambah dan bola akan melambung pada kecepatan lebih normal yang biasa dilihat pada turnamen seperti Piala Dunia. Jahitannya juga lebih dalam, yang menambah faktor penahan. .

Asai menemukan bahwa resistansi udara Brazuca, yakni 437 gram atau satu gram lebih ringan dari Jabulani, akan berkurang jika bola 'terbang' dengan kecepatan 20 meter per detik. Ini kecepatan rata-rata umpan cepat dalam pertandingan sepak bola profesional.

"Jika Brazuca melambung dengan kecepatan ini, resistansi udara akan berkurang secara mendadak untuk membantu bola terbang dengan cepat," ujar Asai. "Karena bola bisa terbang cepat dengan tendangan yang tidak keras, saya rasa bola ini optimal bagi para pemain Asia yang tendangannya tidak sekeras pemain barat."

Pemain seperti Cristiano Ronaldo akan kesulitan dengan bola ini saat melakukan tendangan bebas. Tendangan yang dilakukan Ronaldo cenderung lurus. Bolanya baru berotasi setelah ditendang, sehingga akan menyulitkan kiper untuk menebak arah bola. "Karena Brazuca punya gaya angkat yang rendah, efek rotasi akan lebih sulit dicapai," jelas Asai.

SUMBER : DW

Latihan Soal Titik Berat

Empat buah partikel diletakkan pada sistem koordinat kartesian sebagai berikut.  Massa 2 Kg di (0,0) , massa 3 Kg di (0,2) , massa 4 Kg di (2,2) , dan massa 5 Kg di (4,0) , dengan semua jarak diukur dalam meter. Tentukanlah letak titik berat sistem partikel itu!

(Fisika 2000 jilid 3A hal. 213, Erlangga, 2003)

Penyelesaian:

m1 = 2kg, x1 = 0, y1 = 0 m2 = 3kg, x2 = 0, y2 = 2 m3 = 4kg, x3 = 2, y2 = 2 m4 = 5kg, x4 = 4, y1 = 0

Latihan Soal Kekekalan Momentum Sudut

Seorang penari sepatu es memiliki momen inersia 4,0 Kg m² ketika kedua lengannya terentang dan 1,2 Kg m² ketika kedua lengannya merapat ke tubuhnya. Penari mulai berputar pada kelajuan sudut 1,8 putaran/s ketika kedua lengannya terentang. Berapa kelajuan sudut ketika kedua lengannya merapat ke tubuhnya?

     (Fisika 2000 jilid 3A hal. 77, Erlangga, 2003)

Penyelesaian:

I1 = 4 kg m2   dan w1 = 1,8 putaran/s I2 = 1,2 Kg m2

L1 = L2 I1 . w1 = I2 . w2 w2 = ( I1 . w1 )/ I2 = ( 4 . 1,8) / 1,2 = 6 putaran/sekon

Latihan Soal Energi Kinetik Rotasi Translasi

Sebuah bola kayu pejal dengan berat 72 N dan memiliki jari-jari 0,15 m, bergerak pada kecepatan linear 30 m/s sambil berputar. Tentukan total energi kinetiknya (g = 10 m/s²)

(Fisika 2000 jilid 3A hal. 72, Erlangga, 2003)

Penyelesaian:

W = 72 N à m = W/g = 72/10 = 7,2 Kg r =0,15 m   dan v = 30 m/s bola pejal I = 2/5 mr2 w = v/r

EK = ½ mv2 + ½ Iw2 EK = ½ . 7,2 . (30)2 + ½ (2/5) 7,2 (0,15)2 { (30/0,15)2} EK = 3.240 J + 43.200 J = 46.440 Joule

Latihan Soal Momen Inersia

Sebuah roda dengan massa 6 Kg dan jari-jari 40 cm berputar 300 putaran/menit. Tentukan :

a. momen inersia roda

b. energi kinetik rotasi roda

(Ringkasan Fisika Program A1 dan A2 hal. 79, Ganeca Exact Bandung)
Penyelesaian:

m = 6 Kg   ;  r = 40 cm = 0,4 m w = 300 putaran/menit = 300 put/60 det = 5 put/s w = 5. 2p rad/s = 10p rad/s

a.   I = mr2 = 6 Kg . (0,4 m)2        I = 0,96 Kg m2

b.   Ek = ½ I w2        Ek = ½ 0,96 Kg m2 . (10p rad/s) = 48 p2 joule

Latihan Soal Momen Gaya

Sebuah pintu dengan lebar 80 cm didorong dengan gaya 20 N. Hitung besarnya momen gaya yang bekerja pada pintu apabila gaya membentuk sudut :

a. 30o
b. 60o
c. 90o

(Sumber: Fisika Dasar 2 hal. 171, Tiga Serangkai, 2007)

Penyelesaian:

Diketahui :                                                                                                                                                                  r = 80 cm = 0,8 m                        F = 20 N                        t = r . F sin q

a.   q = 30o        t = 0,8 m 20 N sin 30o        t = 16 Nm. ½  = 8 Nm

b.   q = 60o        t = 0,8 m 20 N sin 60o        t = 16 Nm .½ √3 = 8√3 Nm

b.   q = 90o        t = 0,8 m 20 N sin 90o        t = 16 Nm . 1 = 16 Nm

Soal Latihan Dinamika Rotasi

1.      Perubahan gerak rotasi terjadi karena adanya “gaya pemutar” yang dikenal dengan nama… …

a.      momen gaya       

b.      momen inersia     

c.      kopel

d.      gaya berat

e.      momentum sudut

2.   Sebuah pintu  dengan lebar 80 cm didorong dengan gaya 20 N. Besarnya momen gaya yang bekerja pada pintu apabila gaya membentuk sudut 30 ^oC adalah.... Nm

a.       6                          

b.      6√3                     

c.       8

d.       8√3

e.       80

3.      Untuk  gerak rotasi, ukuran inersia suatu benda selain ditentukan oleh massa benda juga dipengaruhi oleh pola distribusi massa terhadap sumbu rotasi, yang disebut…

     a. momen gaya

     b. momen inersia

     c. massa jenis benda

     d. percepatan sudut rotasi

     e. teorema sumbu putar

4.      Kesesuaian gaya dalam gerak lurus dengan gerak rotasi adalah....

a.   massa                        

b.   momen inersia          

c.   momentum sudut

d. momen gaya

e.  usaha

5.    Sebuah silinder berongga dengan massa 6 Kg dan jari-jari 40 cm berputar 300 putaran/menit. Momen inersia roda itu adalah.... Kg m².

a.   96                             

b.   24                             

c.   9,6

d.  2,4

e.  0,96

6.   Seorang penari balet berputar dengan tangan terentang pada kecepatan sudut (w) sebesar 1,5 putaran per sekon dengan momen inersia (I) sebesar 6 Kg m². Kemudian kedua tangannya dilipat menyilang di dadanya. Pasangan yang mungkin dari w dan I pada kondisi akhir tersebut adalah  …

	w (putaran per sekon)	I (kg m2)
A	1	9,0
B	2	4,2
C	3	4,0
D	4	3,5
E	5	3,0

7.      Sebuah silinder pejal menggelinding murni di atas lantai dasar yang kasar dengan kecepatan tetap 4 m/s. Bila diketahui massa silinder 0,1 Kg, maka energi kinetiknya…

     a. 1 Joule

     b. 1,2 Joule

     c. 2 Joule

     d. 2,2 Joule

     e. 3,0 Joule

Kunci Jawaban