PEMBAHASAN SOAL
BIDANG STUDI : FISIKA
MADRASAH TSANAWIYAH
SELEKSI TINGKAT SEKOLAH
KOMPETENSI SAINS MADRASAH NASIONAL
2019
NASKAH SOAL
SELEKSI TIM KOMPETENSI SAINS MADRASAH TINGKAT SEKOLAH
MTSN 2 KOTA BANDUNG 2019
Petunjuk Umum
1. Sebelum mengerjakan soal, peserta berdoa terlebih dahulu
2. Tulis identitas Peserta (nama, asal sekolah, kabupaten/kota, propinsi) secara lengkap
pada Lembar Jawaban dan Naskah Soal.
3. Naskah soal ini terdiri dari 12 soal pilihan ganda dan 5 essay/uraian.
4. Waktu pengerjaan soal adalah 90 menit.
5. Peserta dilarang membawa dan menggunakan alat elektronik apapun selama ujian
berlangsung.
6. Peserta hanya diperkenankan menggunakan alat tulis dan kertas yang telah disediakan.
7. Selama ujian berlangsung, peserta hanya dapat meninggalkan ruangan dengan ijin
dari Pengawas Ruang.
8. Peserta harus mengecek jumlah soal dan lembar soal yang telah diterima terlebih
dahulu dan dapat meminta penggantian pada Pengawas Ruang bila soal yang diterima
rusak/tidak terbaca.
9. Peserta yang meninggalkan ruangan setelah membaca soal dan tidak kembali lagi
sampai tanda selesai dibunyikan, dinyatakan telah selesai mengikuti ujian.
10. Peserta berhenti mengerjakan soal setelah ada tanda berakhirnya waktu tes.
11. Naskah soal dikembalikan ke Panitia.
12. Selama seleksi berlangsung, peserta dilarang:
A. Menanyakan soal kepada siapapun;
B. Bekerjasama dengan peserta lain;
C. Memberi atau menerima jawaban soal;
D. Memperlihatkan jawaban sendiri kepada peserta lain atau melihat jawaban
peseta lain;
E. Membawa Lembar Jawaban ke luar ruang ujian
F. Menggantikan atau digantikan oleh orang lain.
Pengisian Lembar Jawaban
1. Peserta mengisi Lembar Jawaban dengan menggunakan ballpoint.
2. Peserta memberi jawaban benar dengan tanda silang (X) pada jawaban yang
dianggap benar.
3. Jika peserta akan memperbaiki jawaban, harap memberi tanda ( = ) pada jawaban
yang dianggap salah dan memberi tanda silang (X) kembali pada jawaban yang
dianggap benar.
4. Untuk soal pilihan ganda, peserta akan mendapat (4 poin) untuk setiap jawaban benar,
(-1) untuk jawaban salah, dan 0 poin untuk pertanyaan yang tidak dijawab. Untuk soal
essay nilai diberikan di masing-masing soal.
PILIHAN GANDA
1. Pada soal dijelaskan bahwa objek yang mengalami pergerakan berupa air sehingga
berlaku pada objek tersebut sifat-sifat fluida. Baik fluida statis ataupun fluida
dinamis. Pergerakan tersebut memiliki lintasan yang mirip dengan gerak vertikal
yang mana terjadi pada air tersebut gerak lurus berubah beraturan. Selanjutnya,
dalam kasus GLBB tersbut air mengalami percepatan yang dipengaruhi oleh
percepatan gravitasi bumi. Jika ditinjau dari koordinatnya, maka pada air tersebut
berlaku energi yaitu energi mekanik yang terdiri dari energi kinetik dan energi
potensial.
2. Pada soal nomor dua, pembahasan lebih mengenai kemampuan matematika yaitu
menentukan jumlah ubin yang harus dipasang pada kamar dengan luas penampang
A. Tentunya hal ini akan lebih mudah jika adik-adik paham bagaimana pembagian
dalam satuan luas.
Langkah pertama kita tentukan nilai dari luas bangunan keseluruhan yaitu
A = 10m x 8 m = 80 m2.
Selanjutnya, luas satu ubin yaitu
40 cm x 40 cm = 0,4 m x o,4 m = 0,16 m2
Untuk jumlah ubin yang diperlukan adalah
𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑛𝑔𝑢𝑛𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑢𝑏𝑖𝑛=
80
0,16= 500 𝑏𝑢𝑎ℎ
3. Untuk menjawab soal nomor 3, kita review kembali materi mengenai besaran dan
satuan. Besaran pokok terdiri dari tujuh komponen yaitu:
Besaran Satuan (SI)
Lambang Dimensi Alat Ukur mks cgs
Massa kg gr m M Neraca
Panjang m cm l L Mistar
Suhu K K T Ɵ Termometer
Kuat
arus A A i I Ampermeter
Waktu s S t T Stopwatch
Jumlah zat mol mol n N -
Intensitas cahaya cd cd I J Luxmeter
Berdasarkan pernyataan pada soal, maka jawaban yang tepat adalah peserta didik I
dan L
4. Pada soal nomor 4 dapat diselesaikan dengan langkah sebagai berikut:
diketahui
𝑣0 = 72 𝑘𝑚𝑗𝑎𝑚⁄ = 20 𝑚
𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘⁄
𝑠 = 30 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟
𝑣𝑡 = 0 𝑘𝑚𝑗𝑎𝑚⁄ = 0 𝑚
𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘⁄
Ditanya: perlambatan/a = ......?
Jawab:
𝑣𝑡2 = 𝑣0
2 + 2𝑎𝑠
02 = 202 + 2𝑎(30)
−400 = 60𝑎
𝑎 =−400
60= −6,67 𝑚
𝑠2⁄
Tanda “-“ menunjukan bahwa pergerakan mobil mengalami perlambatan.
5.
Berdasarkan gambar, pergerakan dari posisi A-B sepeda akan mengalami
penambahan kecepatan yang berarti memiliki jenis pergerakan GLBB dipercepat.
Selanjutnya dari B-C dengan mengabaikan faktor gesekan maka bentuk pergerakan
yang dihasilkan adalah GLB. Dan yang terakhir adalah pergerakan dari C-D sepeda
akan mengalami pengurangan kecepatan yang mana merupakan gejala dari GLBB
diperlambat.
6. Gejala yang ditunjukan merupakan gejala yang diakibatkan dari proses revolusi
bumi mengelili matahari. Dampak yang dihasilkan adalah gerak semu matahari
dari timur ke barat.
7. Penjelasan dari masing-masing gejala adalah sebagai berikut
(A) Interferensi : merupakan perpaduan gelombang dalam suatu medium. Salah satu
contoh dari proses interferensi adalam pembentukan pola warna-warni di
lapisan minyak
(B) Polarisasi : merupakan gejala yang mana pengaturan arah getaran gelombang
cahaya.
(C) Dispersi : merupakan proses penguraian cahaya polikromatik menjadi gejala
monokromatik
(D) Difraksi : pembentukan pola gelap terang yang diakibatkan cahaya melewati
celah sempit.
8. Prinsip kerja dari kapal selam menggunakan konsep fluida statis yang diutarakan
oleh Archimedes. Dalam kedudukannya kapal selam dapat diklasifikasikan menjadi
tiga posisi yaitu tenggelam, melayang dan mengapung. Tenggela terjadi ketika
massa jenis kapal selam lebih besar dibandingkan massa jenis air, melayang terjadi
ketika massa jenis kapal selam hampir sama dengan massa jenis air di luar dan
mengapung kondisi dimana massa jenis kapal selam lebih kecil dibandingkan
massa jenis air di sekitar.
9. Perhatikan analogi berikut!
Gambar diatas merupakan penggambaran jalannya sinar pada teropong. Teropong
memiliki dua buah lensa cembung yang mana lensa objektid menghasilkan
bayangan berupa nyata, terbalik dan diperkecil. Bayangan yang terbentuk
kemudian akan menjadi benda bagi lensa okuler yang menghasilkan bayangan
berupa maya, terbalik dan diperkecil terhadap objek yang diamati.
10. Gejala pada angin darat dan angin laut merupakan bagian dari proses
termodinamika. Secara sederhana tiga komponen dasar termodinamika disajikan
oleh persamaan
𝑃𝑉
𝑇= 𝐶
Laut yang merupakan komponen fluida memiliki sifat lebih lama menerima dan
mengalirkan panas jika dibandingkan dengan daratan yang memiliki sifat solid. Hal
ini megakibatkan pada saat malam pagi temperatur laut masih lebih besar
dibandingkan temperatur daratan. Berdasarkan persamaan diatas dengan
mengasumsikan volume daratan dan lautan tidak berubah maka pada saat
temperatur lebih tinggi maka akan menghasilkan tekanan yang lebih tinggi. Hal ini
menyebabkan 𝑃𝑙𝑎𝑢𝑡 > 𝑃𝑑𝑎𝑟𝑎𝑡 dan berdasakan sifat dari udara yang mana bergerak
dari tekanan lebih tinggi ke tekanan lebih rendah. Hal ini yang menyebabkan
terjadinya angin laut di pagi hari.
URAIAN
1. Perhatikan gambar berikut!
Menggunakan hukum pemantulan Snellius, maka diperoleh besar sudut a
sebesar 20o. Selanjutnya antara sudut a, b dan 145o membentuk bangunan
segitiga yang memiliki jumlsh sudut total 180o . dengan demikian sudut b
memiliki nilai sebesar 180o-145o-20o=15o, berdasarkan pertanyaan, yang
ditanya adalah besar sudut pantul kedua terhadap garis normal. Perlu diingat
bahwa garis normal merupakan garis yang tegak lurus tehadap bidang (90o).
Sehingga sudut antara garis pantul bidang kedua dengan garis normal adalah
90o-15o=75o.
2. Pertanyaan ini dapat diselesaikan menggunakan logika matematika sederhana.
Misalkan suhu fahreinheit yang ditanya sebagai “X”. Karena nilai F=C maka F
= C = X. Maka kita dapat menggunakan persamaan:
𝑋 − 32
212 − 32=
𝑋 − 0
100 − 0
𝑋 − 32
180=
𝑋
100
𝑋 − 32
9=
𝑋
5
5𝑋 − 160 = 9𝑋
−4𝑋 = 160
𝑿 = −𝟒𝟎
3. Perhatikan sistem katrol berikut!
𝑇𝑖𝑛𝑗𝑎𝑢 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑚1
∑ 𝐹𝑥 = 0
∑ 𝐹𝑦 = 𝑚𝑔 = 10.10 = 100𝑁
𝐹1 = √(∑ 𝐹𝑥)2
+ (∑ 𝐹𝑦)2
= √(0)2 + (100)2 = √10000 = 100𝑁
a
b
𝑇𝑖𝑛𝑗𝑎𝑢 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑚2
∑ 𝐹𝑥 = 𝑥
∑ 𝐹𝑦 = 𝑚. 𝑔 = 5.10 = 50𝑁
Untuk membuat keadaan setimbang, maka nilai F pada m1 harus sama dengan m2
maka:
𝐹2 = √(∑ 𝐹𝑥)2
+ (∑ 𝐹𝑦)2
= √(𝑋)2 + (50)2 = 100𝑁
𝐹2 = (𝑋)2 + (50)2 = 10.000𝑁
(𝑋)2 = 10.000 − (50)2
𝑋 = √10000 − 2500 = √7500 = √2500 × 3 = 𝟓𝟎√𝟑𝑵
4. 𝑀𝑑 =25
𝑓+ 1 . . . . . . . .𝑃 =
100
𝑓. . . . 𝑓 =
100
𝑝=
100
10= 𝟏𝟎𝒄𝒎
𝑀𝑑 =𝑆′
𝑆=
25
10+ 1
25
𝑆=
35
10= 3,5. . . . . . . . . 𝑆 =
25
3,5=
50
7= 𝟕
𝟏
𝟕𝒄𝒎
5. Perhatikan gambar rangkaian berikut!
𝑃1 = 𝑃2 = 𝑃3 . . . . . 𝑃 = 𝐼. 𝑉 = 𝑖2𝑅, → 𝑅 =𝑃
𝑖2
𝑅1: 𝑅2: 𝑅3=𝑃1
𝑖2 :𝑃2
𝑖2 :𝑃3
𝑖2
berdasarkan gambar, dapat didefenisikan bahwa 𝐼3 = 𝐼1 + 𝐼2 = 2𝐼 maka
lampu 1 dan lampu 2 merupakan lampu identik dengan habatan yang sama. 1
𝐼2 :1
𝐼2 :1
22 = 𝟏: 𝟏:𝟏
𝟒
6. Fase bulan sabit ditunjukan oleh nomor 6 dan 8.
7. misalkan tinggi awal adalah 1 m, maka tinggi pantulan adalah 60% ×
1meter = 60 cm.
Dengan menggunakan persamaan energi potensial 𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ maka besar energi
setelah pantulan adalah 𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. (0,6)
Jika dibandingkan dengan kondisi awal
𝐸𝑝2
𝐸𝑝1=
0,6 𝑚𝑔
1 𝑚𝑔= 0,6
𝐸𝑝2 − 𝐸𝑝1 = 1 − 0,6 = 0,4 → 40%
8. 𝐸𝑘 =1
2𝑚𝑣2
di titik A = 𝑣
di titik B =𝑣
2
di titik C = 2𝑣
Perlu diingat bahwa dalam sistem ini tidak terjadi perubahan massa objek
sehingga:
𝐸𝑘𝑎 =1
2𝑚𝑣2 = 𝑬𝒌
𝐸𝑘𝑏 =1
2𝑚𝑣2 =
1
2𝑚 (
1
2𝑣)
2
=1
4.1
2𝑚𝑣2 =
𝟏
𝟒𝑬𝒌
𝐸𝑘𝑐 =1
2𝑚𝑣2 =
1
2𝑚(2𝑣)2 = 4.
1
2𝑚𝑣2 = 𝟒𝑬𝒌
9. Perhatikan gambar berikut!
10. Diketahui ∶
𝑚𝑎 = 500 𝑔𝑟 = 0,5 𝑘𝑔 → 𝐶𝑏 = 900𝐽
𝑘𝑔°𝐶⁄
𝑇𝑎 = 200°𝐶
𝑚𝑏 = 1 𝑘𝑔 → 𝐶𝑏 = 4200𝐽
𝑘𝑔°𝐶⁄
𝑇𝑏 = 25°𝐶
Ditanya: Suhu kesetimbangan = .....?
Jawab: 𝑄𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎
𝑚. 𝐶𝑎. (𝑇𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟) = 𝑚. 𝐶𝑏 . (𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − 𝑇𝑎𝑤𝑎𝑙)
0,5 × 900 × (200 − 𝑥) = 1 × 4200 × (𝑥 − 25)
90000 − 450𝑥 = 4200𝑥 − 105000
105000 + 90000 = 4200𝑥 + 450𝑥
195000 = 4650𝑥
𝑥 =195000
4650= 𝟒𝟏, 𝟗𝟑℃
11. Batang A bergetar dengan frekuensi 5Hz sedangkan batang B bergetar dengan
perioda 0,1 detik. Jika kedua batang mulai bergetar pada saat bersamaan, maka
tentukan banyak getaran batang B pada saat batang A bergetar 10 kali!
𝐷𝑖𝑘𝑒𝑡𝑎ℎ𝑢𝑖;
𝑓𝑎 = 5𝐻𝑧 → 𝑇 =1
𝑓=
1
5= 0,2
U U S S
𝑇𝑏 = 0,1𝑠
Pada saat batang A bergetar sebanyak 10 kali, maka
𝑇𝑎 = 10 × 0,2 = 2𝑠
Dalam waktu yang sama, batang B bergetar sebanyak
𝑇 =𝑡
𝑛⋯ 𝑛 =
𝑡
𝑇=
2
0,1= 𝟐𝟎 𝒈𝒆𝒕𝒂𝒓𝒂𝒏
12. Perhatikan gambar berikut!
Jika semua lampu memiliki daya dan tegangan yang sama, maka tentukan lampu
yang menyala paling terang adalah P Lampu yang menyala sama terang adalah Q
dan R atau T dan U serta lampu yang menyala paling redup adalah T/U
13. Fenomena perubedaan warna bintang memiliki hubungan dengan panjang
gelombang elektromagnetik. Keterkaitan yang untuk menyatakan temperatur
bintang berwarna biru adalah lebih panas dibandingkan dengan bintang
berwarna kuning.
Penjelasan: Panjang gelombang warna biru memiliki nilai yang lebih kecil
dibandingkan dengan panjang gelombang warna kuning. Sehingga dengan
hubungan antara panjang gelombang dengan temperatur yaitu
𝑇 =1
𝜆
Maka diperoleh Tbiru > Tkuning
14. erhatikan gambar berikut!
𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =∑ 𝑥
𝑛=
1 + 3 + 2 + 1 + 2
5=
9
5= 𝟏, 𝟖𝟏 × 𝟏𝟎𝟓 𝒍𝒎
𝒎𝟐⁄
15.
16. Temperatur air memiliki perbandingan terbalik dengan kedalaman, artinya,
semakin dalam posisi air maka temperatur akan semakin dingin. Secara
konseptual, hal ini akan mengakibatkan posisi air yang pada bagian bawah akan
mengalami pemekuan terlebih dahulu. Akan tetapi pada kenyataannya, air
mengalami pembekuan pada bagian atas terlebih dahulu. Kasus ini dijelaskan
dengan menggunakan pendekatan fluida statis lainnya yaitu gejala densitas.
Densitas air dalam keadaan cair lebih besar dibandingkan dengan densitas air
dalam keadaan pada (es). Sehingga ketika air sudah mulai berubah bentuk
menjadi bentuk menjadi es, maka es akan berada pada bagian atas permukaan.
17. Sebuah balok memiliki massa jenis sebesar ρ, kemudian dipanaskan sehingga
volume akhir menjadi 1,5 volume awal. Jika massa jenis akhir setelah
dipanaskan adalah 4/3 gr.cm-3, berapakah massa jenis awal dari balok tersbeut?
V
m
pada kasus soal nomor 17, massa merupakan besaran yang bersifat konstan
sehingga
3
122
22
11
11
3
4
5,1 cmgr
V
m
V
m
V
m
V
m
V
m
333321
1
11
1
2
1
26
12
3
4
2
3
3
45,1
1
5,1
1
5,15,1
5,1
cmgr
cmgr
cmgr
cmgr
m
V
V
m
Vm
Vm
18.
tQ
t
Q
m
P
mW
tPQA
PI
5000
551000
.
22
menitsQ
t
JQQQ
JcmQ
JQ
Q
TcmQ
uappemanasantotal
uap
pemanasan
pemanasan
pemanasan
7,74635000
2315000
5000
000.315.2
102.1.
)1(315000
75.4200.1
..
6
19.
a. 6 lampu = 6 x 30 watt = 180 watt/jam
180 watt/jam x 15jam/hari = 2700 watt/hari
2700 watt/hari x 30 hari/bulan = 81000 watt/bulan
b. 1 buah TV 100 watt = 1 x 100 watt = 100 watt/jam
100 watt/jam x 6 jam/hari = 600 watt/hari
600 watt/hari x 30 hari/bulan = 18000 watt/bulan
Konsumsi daya total 81000 watt/bulan + 18000 watt/bulan = 99000 watt/bln
= 99 kWh/bulan.
Biaya = konsumsi x harga satuan = 99 kWh/bulan * Rp 1200,- /kWh
Biaya = Rp 119.800,-/bulan
20.