Soal UAS Kelas XI Tahun 2015

Berikut ini adalah soal UAS Fisika kelas XI IPA tahun pelajaran 2015/2016:

1) Data perubahan kecepatan sebuah benda yang bergerak lurus disajikan sebagai berikut:

A. Hitunglah besar usaha tiap benda!

B. Benda mana yang melakukan usaha paling besar?

2) A 2 kg rock is dropped from a height of 20 m. (g = 10 m/s²). What is the velocity when the rock is 15 m from the ground?

3) Based on the table below:

A. What is the kinetic energy (Ek) of the roller coaster when the roller coaster has an Eg of 19 600 J?

B. How high is the roller coaster at this point?

C. What is the velocity of the roller coaster at that moment?

4) Sebuah bola karet massanya 75 gram dilemparkan horizontal hingga membentur dinding seperti gambar. Jika bola karet dipantulkan dengan laju yang sama, berapa besar impuls bola yang terjadi?

5) Sebuah pegas digantung vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 5 kg sehingga  panjangnya bertambah 0,1 m. Beban ditarik 0,05 m ke bawah kemudian dilepaskan. Hitunglah:

Kisi-kisi Soal UAS Kelas XI Tahun 2015

Ulangan Akhir Semester (UAS) Ganjil mata pelajaran Fisika untuk kelas XI IPA di tahun 2015 ini meliputi pokok bahasan Usaha - Energi, Momentum - Impuls, Tumbukan dan Gerak Harmonis Sederhana (GHS). Soal yang digunakan adalah soal uraian (esai) dengan jumlah item paling banyak 5. Soal ditulis dengan bahasa Indonesia dan bahasa Inggris.

Soal UAS mata pelajaran Fisika tahun 2015 ini merupakan irisan dari kemampuan:

1. memahami konsep usaha dan energi 
2. menentukan besar usaha dan 
3. menentukan besar energi: 
4. menganalisis hubungan antara usaha dan energi potensial: 
5. menganalisis hubungan antara usaha dan energi kinetik; 
6. menerapkan hukum kekekalan energi mekanik : 
7. menentukan besar momentum
8. menentukan besar perubahan momentum (impuls)
9. menentukan besar kecepatan pada peristiwa tumbukan
10. menentukan besar amplitudo pada gerak harmonis sederhana
11. menentukan besar periode pada pegas yang bergerak harmonis sederhana
12. menentukan besar periode pada ayunan yang bergerak harmonis sederhana
13. menentukan besar frekuensi pada pegas yang bergerak harmonis sederhana
14. menentukan besar frekuensi pada ayunan yang bergerak harmonis sederhana

Contoh soal Usaha Energi: soal 1, soal 2, soal 3, soal 4, soal 5, soal 6
Contoh soal Momentum Impuls: soal 1, soal 2, soal 3, soal 4, soal 5,
Contoh soal Gerak Harmonis Sederhana: soal 1, soal 2,

Soal Latihan UAS Kelas XI Semester Ganjil [C]

Soal Kekekalan Energi Mekanik:
Sebuah benda jatuh bebas dari posisi A seperti gambar.

Perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda ketika sampai di B adalah....
A. 3:2
B. 3:1
C. 2:1
D. 2:3
E. 1:3
[UN tahun 2010]

Soal Kekekalan Energi Mekanik
Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti gambar.

Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada di titik M adalah ....
A. Ep : Ek = 1 : 3
B. Ep : Ek = 1 : 2
C. Ep : Ek = 2 : 1
D. Ep : Ek = 2 : 3
E. Ep : Ek = 3 : 2
[UN tahun 2010]

Soal Momentum - Impuls
Sebuah peluru karet berbentuk bola massanya 60 gram ditembakkan horizontal menuju tembok seperti gambar.

Jika bola dipantulkan dengan laju yang sama, maka bola menerima impuls sebesar ....
A. 12 N.s
B. 6 N.s
C. 5 N.s
D. 3 N.s
E. 2 N.s
[UN tahun 2010]

Soal Tumbukan
Sebutir peluru 20 gram bergerak dengan kecepatan 10 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 60 gram yang sedang diam di atas lantai. Jika peluru tertahan di dalam balok, maka kecepatan balok sekarang adalah
A. 1,0 m/s
B. 1,5 m/s
C. 2,0 m/s
D. 2,5 m/s
E. 3,0 m/s
[UN tahun 2010]

Soal Latihan UAS Kelas XI Semester Ganjil [B]

Soal Usaha Energi
Data perubahan kecepatan sebuah benda yang bergerak lurus disajikan sepeti berikut:

Usaha yang paling besar dilakukan oleh benda nomor...
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5

[UN tahun 2009]

Soal Kekekalan Energi Mekanik
Perhatikan gambar di bawah!

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah... m/s
A. 2
B. 5
C. 10
D. 15
E. 20
[UN Tahun 2009]

Soal Momentum - Tumbukan
Dua bola A dan B mula-mula bergerak seperti gambar

Kedua bola kemudian bertumbukan tidak lenting sama sekali. Kecepatan bola A dan B setelah bertumbukan adalah... m/s
A. 0,5
B. 1
C. 1,5
D. 2
E. 2,5
[UN tahun 2009]

Soal Latihan UAS Kelas XI Semester Ganjil [A]

Soal Usaha Energi
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 m/s. Bila g = 10 m/s2, maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah.
A. 2,5 J
B. 5,0 J
C. 25 J
D. 50 J
E. 500 J
[ UN Tahun 2013]



Soal Usaha Energi
Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti gambar di bawah (g = 10 m/s2)
Ketika sampai di titik B besar energi kinetik sama dengan 2 kali energi potensial, maka tinggi titik B dari tanah adalah...
A. 80 m
B. 70 m
C. 60 m
D. 40 m
E. 30 m

[UN Tahun 2013]


Soal Momentum
Bola tenis massanya 100 gram dijatuhkan ke lantai dari ketinggian 20 cm tanpa kecepatan awal. Setelah mengenai lantai bola memantul dengan kecepatan 1 m/s . (g = 10 m/s2). Perubahan momentum yang dialami bola tersebut adalah...
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
[UN Tahun 2013]


Soal Momentum Tumbukan
Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m/s dan 6 m/s seperti pada gambar. Keduanya kemudian bertumbukan lenting sempurna, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m/s dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah...
A. 2 m/s
B. 2,5 m/s
C. 4 m/s
D. 5 m/s
E. 6 m/s

[UN Tahun 2013]

Soal Ulangan Akhir Semester Kelas XI MIA

Berikut ini contoh soal untuk ulangan akhir semester (UAS) mata pelajaran Fisika kelas XI peminatan IPA (X MIA) untuk SMA:

1. Benda di permukaan bumi beratnya 100 N. Kemudian benda tersebut dibawa ke sebuah planet yang mempunyai massa 10 kali massa bumi, sedangkan jari-jari planet tersebut dua kali jari-jari bumi. Berapa berat benda di permukaan planet?

2. A 5.0 kg rock is dropped from a height of 92.0 m. 
a)What is the kinetic energy when the rock is 40.0 m from the ground?
b)What is the gravitational potential energy when the rock is 40.0 m from the ground?

3.Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana. Persamaan simpangannya dinyatakan sebagai y = 4 sin 0,2t. Simpangan y dalam cm dan waktu t dalam sekon. Tentukan:
a.Amplitudo
b.Periode
c.Frekuensi

4. This problem involve two identical pool balls. A pool ball of mass 0.165 kg, moving at 8.2 m/s, hits another pool ball, which is at rest. If the first ball continues to move at 3.0 m/s in the forward direction, find the velocity of the second ball.

Soal Latihan Energi pada Gerak Parabola

1) Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi  30°dengan kecepatan 40 m/s. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi potensial peluru pada titik tertinggi adalah... [UMPTN 1997 Rayon A]
    A. 2 Joule                                      D. 6 Joule
    B. 4 Joule                                      E. 8 Joule
    C. 5 Joule                                      (Kunci Jawaban: B. 4 Joule)

2) Sebuah benda ditembakkan miring ke atas dengan sudut elevasi 60° dan dengan energi kinetik 400 J. Jika g = 10 m/s², maka energi kinetik benda pada  saat mencapai titik tertinggi adalah . . . joule. [UMPTN 1993 Rayon B]
    A. 25                                           D. 150
    B. 50                                           E. 200
    C. 100                                          (Kunci Jawaban: C. 100)

3) Sebuah benda dilemparkan dari permukaan tanah, dan lintasannya berbentuk parabola seperti yang diperlihatkan gambar di bawah dengan data yaitu: energi kinetik  di A (EK A) = 600 Joule, energi potensial di B (EP ) = 400 Joule, perbedaan waktu dari A  ke B (△tA-B ) = 1,0 s, perbedaan waktu dari A ke D (△tA-D ) = 3,0 s, maka benarkah ...

    (1) △tA-C = 2 s 

    (2) EK B = 200 Joule                                      

    (3) EK D+ EP  D= 600 Joule 

    (4) △TC-D = 1 s 

 [UMPTN 2000 rayon A] 1000 Soal dan Solusi Fisika by Bob Foster

4) Sebuah peluru ditembakan dengan sudut elevasi β (cos β = 3/5) dan kecepatan awal 200 m/s  . Apabila massa peluru 40 gram g = 10 m/s²  , energi potensial peluru setelah bergerak 7 sekon adalah...  [Master Fisika hal.84]
A. 245 joule                                    D.   875 joule
B. 350 joule                                    E.   900 joule
C. 800 joule                                    (Kunci jawaban: B)

5) Sebuah benda ditembakkan miring ke atas dengan sudut elevasi 30° dan  dengan energi kinetik 800 J. Jika g = 10 m/s , berapakah energi kinetik dan  energi potensial benda pada saat mencapai titik tertinggi? [Seribu Pena Fisika  SMU Jilid 1 hal.118]
(Kunci jawaban: 600 J dan 200 J)

Tugas Fisika Kelas XI ~ Usaha Energi

1. Hitunglah energi potensial:
a) sebuah benda bermassa 4 kg pada ketinggian 250 cm
b) sebuah benda bermassa 400 gram pada ketinggian 50 meter
c) sebuah benda 5 kg diatas kotak yang berada di atas lemari, apabila tinggi kotak 20 cm dan tinggi lemari 3 meter.

2. Hitunglah energi kinetik atau perubahan energi kinetik dari benda bermassa 500 gram:
a) apabila benda bergerak dengan kecepatan 16 m/s
b) apabila benda bergerak dengan kecepatan 18 km/jam
c) apabila benda bergerak dari kecepatan 3 m/s hingga 7 m/s
d) apabila diberikan gaya 70 N sehingga benda berpindah sejauh 10 m

3. Sebuah batu bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Berapa energi kinetik dan energi potensial apabila batu telah jatuh sejauh 8 meter dari tinggi semula?

4. Perhatikan tabel energi di bawah

a) Berapa energi kinetik (Ek) roller coaster sesuai tabel tersebut apabila roller coaster memiliki energi  potensial Ep 28.400 Joule?
b) Berapa tinggi roller coaster pada titik itu (point a)?
c) Berapa kecepatan roller coaster pada waktu itu?

5. Sebuah dahan pohon dengan massa 22 kg jatuh ke tanah. Apabila posisi dahan 7,3 m di atas tanah dan percepatan gravitasi 9,8 m/s², tentukan:
a) energi potensial gravitasi dahan saat masih di pohon
b) energi kinetik dahan saat masih di pohon
c) total energi mekanik dahan mula-mula
d) total energi mekanik dahan ketika menyentuh tanah
e) kelajuan dahan saat menyentuh tanah

Energi dan Perubahan Energi

Menurut A Dictionary of Physics Oxford, Energi adalah A measure of a system's ability to do work. Like work itself, it is measured in joules. Energy is conveniently classified into two forms: potential energy is the energy stored in a body or system as a consequence of its position, shape, or state (this includes gravitational energy, electrical energy, nuclear energy, and chemical energy); kinetic energy is energy of motion and is usually defined as the work that will be done by the body possessing the energy when it is brought to rest.

Energi adalah ukuran kemampuan sistem untuk melakukan kerja. Sebagaimana kerja, energi diukur dalam satuan Joule. Lebih lanjut dijelaskan bahwa untuk mudahnya, Energi diklasifikasikan ke dalam dua bentuk yaitu Energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial adalah energi yang tersimpan atau terkandung dalam benda atau sistem karena posisi, bentuk atau kedudukannya. Contoh dari energi ini diantaranya: energi gravitasi, energi listrik, energi nuklir, dan energi kimia. Sedangkan energi kinetik adalah energi gerak dan biasanya didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan oleh benda yang berenergi apabila benda itu dihentikan.

Beberapa jenis energi menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia yaitu sebagai berikut:
Energi atom: energi yang diperoleh dengan peleburan nuklir; tenaga atom;
Energi bebas: sebagian dari energi potensial yang dilepaskan dan dipakai untuk pekerjaan yang berguna;
Energi bersih: sejumlah energi yang terkandung dalam cadangan tubuh atau dalam hasil produksi, misal lemak badan, protein tubuh, air susu, telur, wol. atau tenaga;
Energi geotermal: panas yang terdapat di dalam bumi yang digunakan sebagai pembangkit tenaga;
Energi inti: energi yang dilepaskan oleh pembelahan inti atau paduan
inti;
Energi kinetik: energi yang disebabkan oleh gerak suatu massa; tenaga gerak;
Energi kotor: energi yang terkandung dalam bahan makanan yang dapat dimanfaatkan oleh binatang;
Energi matahari: sumber utama energi atmosfer yang penyebarannya di seluruh muka bumi merupakan pengendalian yang besar terhadap cuaca dari iklim, selain berpengaruh terhadap tanaman dan binatang;
Energi mekanis: kekuatan yang mampu menggerakkan atau memindahkan bagian-bagian rangkaian peralatan:
Energi metabolisme: jumlah energi yang didapat dari bahan makanan dan digunakan untuk metabolisme:
Energi nuklir: tenaga yang dikaitkan dengan reaksi nuklir;
Energi potensial: energi yang ada pd suatu benda km letak benda itu dalam medan gaya;
Energi putar: tenaga yang ditimbulkan dengan pemutaran sesuatu;
Energi tekan: tenaga yang ditimbulkan dengan penekanan sesuatu

Selanjutnya menurut Tim Mills ada energi panas (energi termal) yaitu ukuran energi kinetik total dari partikel pembentuk material (benda). Beberapa jenis energi yang tersimpan di antaranya adalah: Energi kimia dapat dilepaskan apabila terjadi reaksi kimia, misalnya pembakaran bahan bakar dan reaksi kimia dalam baterai). Energi nuklir tersimpan dalam inti atom dan dapat dilepaskan dalam reaksi inti atom. Energi potensial pegas disimpan suatu pegas karena pegas direnggangkan atau ditekan. Energi potensial pegas akan dilepaskan apabila pegas kembali ke bentuk atau ukurannya semula. Energi potensial gravitasi disimpan benda benda yang dinaikkan ke atas dari permukaan bumi. Energi ini akan dilepaskan manakala benda-benda itu jatuh ke bumi.

Ada yang mengibaratkan energi seperti uang. Uang baru memberikan manfaat manakala berubah bentuk. Uang tidaklah bermanfaat ketika masih berwujud uang. Uang tidak bisa dimakan atau tidak bisa diminum misalnya. Uang akan bermanfaat bagi pemilik uang setelah berubah bentuk. Uang dibelanjakan bakso, bakso bisa dimakan. Uang dibelikan es kelapa, es kelapa bisa diminum. Begitu lah energi. Energi kimia pada lilin misalnya akan bermanfaat ketika lilin dinyalakan. Ketika lilin menyala, energi kimia berubah menjadi cahaya dan panas. Cahaya dan panas inilah yang bermanfaat bagi manusia. Contoh lain adalah energi listrik pada motor bermanfaat bagi manusia manakala sudah diubah menjadi energi kinetik (gerak). Karena pergerakan motor, manusia bisa bepergian ke mana saja yang diinginkan. Energi listrik itu juga bisa menimbulkan cahaya dan panas. Masih banyak lagi contoh perubahan energi yang bermanfaat bagi manusia? Dapatkan kamu menyebutkan contoh yang lain? Tuliskanlah di kolom komentar :)

Sumber:
A Dictionary of Physics Oxford
Kamus Besar Bahasa Indonesia (Aplikasi Windows)
Tim Mills-Physics at a Glance-Manson (2008)