Soal TKA Fisika SMA SMK MA Soal Fisika: Gerak, Keseimbangan, Tekanan, Pembiasan Cahaya, Termodinamika, dan Listrik
Soal-soal berikut menguji pemahaman Anda tentang berbagai konsep fisika seperti gerak, keseimbangan, prinsip tekanan fluida, pembiasan cahaya, efisiensi mesin Carnot, serta gaya listrik dalam aplikasi teknologi fotokopi.
1. Grafik yang Tepat untuk Gerak Benda
Sebuah benda diamati kecepatannya selama 4 sekon. Jika gerak benda tersebut disajikan ke dalam grafik berbagai besaran terhadap waktu, grafik manakah yang tepat?
Pilih jawaban benar lebih dari satu.
- Grafik kecepatan terhadap waktu
- Grafik posisi terhadap waktu
- Grafik percepatan terhadap waktu
- Grafik energi kinetik terhadap waktu
2. Fungsi Tongkat Panjang pada Pemain Sirkus
Seorang pemain sirkus berjalan di atas tali sambil memegang tongkat panjang yang ujung-ujungnya terkulai ke bawah. Tongkat tersebut membantu menjaga keseimbangan karena …
- memperbesar gaya berat sehingga pergerakan ke samping menjadi lebih lambat
- menyebabkan pusat massa sistem berada di bawah titik tumpu yang membuat sistem seimbang
- memperbesar gaya gesek antara kaki dan tali sehingga orang dapat bertahan lebih lama
- menarik tubuh ke bawah sehingga tubuh pemain tidak mudah terangkat
- menambah gaya dorong ke depan agar pemain dapat berjalan lebih mudah dan cepat
3. Cara Kerja Botol Semprotan Parfum
Udara ditiup cepat ke atas lubang tabung sempit yang tersambung ke cairan parfum. Mana penjelasan yang benar? (Jawaban benar lebih dari satu)
- Udara yang mengalir cepat di atas permukaan parfum menyebabkan tekanan di tempat itu bertambah besar.
- Tekanan di permukaan cairan parfum menjadi lebih tinggi daripada tekanan di atasnya.
- Cairan parfum terdorong naik karena tekanan udara luar lebih besar.
- Volume cairan dalam botol mempengaruhi aliran parfum.
- Alat ini memanfaatkan hukum Pascal dalam penyemprotannya.
4. Strategi Pemanah pada Lomba Menombak Ikan
Sinar cahaya dari ikan membentuk sudut 60° terhadap garis normal air (indeks bias air 4/3, udara 1). Pemanah membidik lebih rendah dari posisi ikan yang terlihat.
Tentukan Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Strategi pemanah membidik lebih rendah dari posisi ikan yang terlihat merupakan strategi yang tepat berdasarkan prinsip pembiasan cahaya. | ||
| Penambahan kecepatan saat melempar tombak dapat meminimalisir kesalahan bidikan akibat pembiasan cahaya. | ||
| Semakin besar sudut pengamatan pemanah terhadap garis normal, semakin besar perbedaan antara posisi ikan yang terlihat dan posisi sebenarnya. |
5. Mesin Carnot dengan Efisiensi Lebih Tinggi
Mesin Carnot awal beroperasi antara suhu tinggi 800 K dan suhu rendah 480 K. Mesin pengganti dengan efisiensi lebih tinggi adalah:
Pilih jawaban benar lebih dari satu.
- Suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 480 K
- Suhu tinggi 800 K dan suhu rendah 400 K
- Suhu tinggi 900 K dan suhu rendah 500 K
- Suhu tinggi 900 K dan suhu rendah 600 K
- Suhu tinggi 1.000 K dan suhu rendah 600 K
6. Analisis Mesin Fotokopi dan Gaya Listrik Partikel Toner
Spesifikasi mesin fotokopi:
- Jarak pelat transfer dan drum = 2 mm
- Beda potensial = 200 V
- Gaya listrik minimum untuk memindahkan toner = 0,01 N
Tentukan Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Jika jarak antar pelat dikurangi menjadi 1,5 mm dengan beda potensial tetap, gaya listrik akan meningkat sehingga memenuhi syarat fungsional. | ||
| Untuk mempertahankan jarak 2 mm, beda potensial minimal yang diperlukan agar berfungsi optimal adalah 100 V. | ||
| Jika muatan partikel toner ditingkatkan menjadi 2 × 10⁻⁷ C, mesin fotokopi berfungsi dengan baik tanpa mengubah parameter lain. |
Soal dan Pembahasan Fisika Terpilih
1. Grafik yang Tepat untuk Gerak Benda
Jika gerak benda disajikan dalam grafik berbagai besaran terhadap waktu, manakah grafik yang tepat?
| Grafik | Jawaban |
|---|---|
| Grafik kecepatan terhadap waktu | Benar |
| Grafik posisi terhadap waktu | Benar |
| Grafik percepatan terhadap waktu | Benar |
| Grafik energi kinetik terhadap waktu | Benar |
2. Fungsi Tongkat Panjang pada Pemain Sirkus
Mengapa tongkat panjang membantu pemain sirkus menjaga keseimbangan?
| Pernyataan | Jawaban |
|---|---|
| Menyebabkan pusat massa sistem berada di bawah titik tumpu sehingga sistem seimbang | Benar |
| Memperbesar gaya berat sehingga pergerakan ke samping menjadi lebih lambat | Salah |
| Memperbesar gaya gesek antara kaki dan tali | Salah |
| Menarik tubuh ke bawah sehingga tubuh tidak mudah terangkat | Salah |
| Menambah gaya dorong ke depan | Salah |
3. Cara Kerja Botol Semprotan Parfum
Mana sajakah penjelasan yang benar mengenai cara kerja botol semprotan parfum?
| Pernyataan | Jawaban |
|---|---|
| Cairan parfum terdorong naik karena tekanan udara luar | Benar |
| Volume cairan dalam botol mempengaruhi aliran parfum | Benar |
| Udara yang mengalir cepat di atas parfum menyebabkan tekanan bertambah besar | Salah |
| Tekanan di permukaan cairan menjadi lebih tinggi daripada tekanan di atasnya | Salah |
| Alat ini memanfaatkan hukum Pascal | Salah |
4. Strategi Pemanah dalam Menombak Ikan
Evaluasi pernyataan tentang strategi membidik ikan berdasarkan pembiasan cahaya.
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Membidik lebih rendah merupakan strategi yang tepat | ✔ | |
| Penambahan kecepatan melempar tombak meminimalisir kesalahan akibat pembiasan | ✔ | |
| Semakin besar sudut pengamatan, perbedaan posisi ikan nyata dan terlihat makin besar | ✔ |
5. Mesin Carnot dengan Efisiensi Lebih Tinggi
Manakah mesin Carnot yang memiliki efisiensi lebih tinggi dari mesin awal (Thot=800 K, Tcold=480 K)?
| Suhu Mesin (Thot / Tcold) | Jawaban |
|---|---|
| 600 K dan 480 K | Salah |
| 800 K dan 400 K | Benar |
| 900 K dan 500 K | Benar |
| 900 K dan 600 K | Salah |
| 1000 K dan 600 K | Benar |
6. Analisis Mesin Fotokopi dan Gaya Listrik Toner
Evaluasi pernyataan berikut terkait gaya listrik dan parameter mesin fotokopi.
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Jika jarak pelat dikurangi menjadi 1,5 mm, gaya listrik meningkat | ✔ | |
| Beda potensial minimal 100 V agar mesin optimal pada jarak 2 mm | ✔ | |
| Muatan toner ditingkatkan jadi 2×10⁻⁷ C, mesin berfungsi tanpa perubahan lain | ✔ |