Contoh Soal PAS Fisika Kelas 11 Semester 1 Kurikulum 2013 – Pembelajaran fisika di kelas 11 pada semester 1 menggunakan Kurikulum 2013 memerlukan pemahaman yang mendalam tentang konsep-konsep dasar serta kemampuan untuk menerapkannya dalam berbagai situasi.
Artikel ini akan memberikan contoh soal Penilaian Akhir Semester (PAS) fisika kelas 11 semester 1 berdasarkan Kurikulum 2013, yang diharapkan dapat membantu siswa dalam persiapan ujian.
Pengantar Fisika Kelas 11
Apa itu Fisika?
Fisika adalah ilmu alam yang mempelajari materi, energi, dan interaksi di antara keduanya. Pada kelas 11, siswa diajak untuk memahami lebih dalam tentang berbagai fenomena alam yang terjadi di sekitar kita. Pembelajaran ini meliputi teori dan praktek untuk memberikan gambaran nyata tentang konsep-konsep fisika.
Pentingnya Mempelajari Fisika
Mempelajari fisika penting karena ilmu ini merupakan dasar dari banyak teknologi yang kita gunakan sehari-hari. Selain itu, fisika juga membantu kita memahami berbagai fenomena alam, mulai dari gerak benda hingga perubahan energi. Dengan memahami fisika, kita dapat mengembangkan pemikiran kritis dan kemampuan pemecahan masalah.
Kurikulum 2013 dan Fisika
Kurikulum 2013 dirancang untuk meningkatkan kompetensi siswa dalam berbagai bidang, termasuk fisika. Kurikulum ini menekankan pembelajaran berbasis kompetensi, yang berarti siswa tidak hanya belajar teori, tetapi juga bagaimana menerapkan teori tersebut dalam kehidupan sehari-hari.
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Definisi GLBB
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus yang kecepatannya berubah secara beraturan. Artinya, percepatannya konstan. Contoh nyata dari GLBB adalah gerak benda yang jatuh bebas di bawah pengaruh gravitasi.
Rumus Dasar GLBB
Rumus dasar untuk GLBB meliputi:
- ( v = v_0 + at )
- ( s = v_0t + \frac{1}{2}at^2 )
- ( v^2 = v_0^2 + 2as )
Di mana:
- ( v ) adalah kecepatan akhir,
- ( v_0 ) adalah kecepatan awal,
- ( a ) adalah percepatan,
- ( t ) adalah waktu,
- ( s ) adalah jarak.
Contoh Soal GLBB
Contoh soal: Sebuah mobil mula-mula bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Jika mobil tersebut dipercepat dengan percepatan 2 m/s² selama 5 detik, hitunglah kecepatan akhirnya dan jarak yang ditempuh.
Jawaban:
Kecepatan akhir, ( v ):
[ v = v_0 + at = 10 + (2 \times 5) = 20 \text{ m/s} ]
Jarak yang ditempuh, ( s ):
[ s = v_0t + \frac{1}{2}at^2 = (10 \times 5) + \frac{1}{2}(2 \times 5^2) = 50 + 25 = 75 \text{ meter} ]
Hukum Newton tentang Gerak
Hukum Pertama Newton
Hukum Pertama Newton, juga dikenal sebagai Hukum Inersia, menyatakan bahwa suatu benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja padanya. Ini berarti bahwa tanpa adanya gaya, benda tidak akan mengubah keadaan geraknya.
Hukum Kedua Newton
Hukum Kedua Newton menyatakan bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Rumusnya adalah ( F = ma ), di mana ( F ) adalah gaya, ( m ) adalah massa, dan ( a ) adalah percepatan.
Hukum Ketiga Newton
Hukum Ketiga Newton menyatakan bahwa setiap aksi selalu memiliki reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Artinya, jika suatu benda memberi gaya pada benda lain, maka benda kedua akan memberikan gaya yang sama besar namun berlawanan arah pada benda pertama.
Hukum Kekekalan Energi
Prinsip Kekekalan Energi
Prinsip Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam konteks fisika, ini berarti total energi dalam sistem tertutup tetap konstan.
Energi Kinetik dan Potensial
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena geraknya, sementara energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya. Misalnya, bola yang dilempar ke udara memiliki energi kinetik saat bergerak dan energi potensial saat berada di puncak lintasannya.
Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi
Contoh soal: Sebuah bola dengan massa 2 kg dilempar ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Hitunglah ketinggian maksimum yang dicapai bola tersebut.
Jawaban:
Energi kinetik awal:
[ E_k = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}(2)(10)^2 = 100 \text{ Joule} ]
Pada ketinggian maksimum, energi kinetik berubah menjadi energi potensial:
[ E_p = mgh ]
[ 100 = 2 \cdot 10 \cdot h ]
[ h = \frac{100}{20} = 5 \text{ meter} ]
Gelombang dan Bunyi
Definisi Gelombang
Gelombang adalah getaran yang merambat melalui medium atau ruang. Gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik memerlukan medium untuk merambat, sementara gelombang elektromagnetik dapat merambat di ruang hampa.
Sifat-sifat Gelombang
Sifat-sifat gelombang meliputi panjang gelombang, frekuensi, periode, dan amplitudo. Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berfase sama. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam satu detik. Periode adalah waktu yang diperlukan untuk satu gelombang penuh melewati suatu titik. Amplitudo adalah tinggi gelombang dari posisi keseimbangan.
Bunyi sebagai Gelombang
Bunyi adalah gelombang mekanik longitudinal yang merambat melalui medium seperti udara. Sumber bunyi adalah getaran suatu benda yang menyebabkan partikel di sekitarnya ikut bergetar dan menghasilkan gelombang bunyi.
Hukum Archimedes
Prinsip Archimedes
Hukum Archimedes menyatakan bahwa suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Ini berarti bahwa benda yang dicelupkan ke dalam air akan terasa lebih ringan karena gaya ke atas ini.
Aplikasi Hukum Archimedes
Hukum Archimedes banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti menentukan apakah suatu benda akan mengapung atau tenggelam di air, menghitung volume benda yang tidak beraturan, dan dalam desain kapal serta alat apung lainnya.
Contoh Soal Hukum Archimedes
Contoh soal: Sebuah balok kayu dengan volume 0,5 m³ dan massa jenis 600 kg/m³ dicelupkan ke dalam air. Hitunglah gaya ke atas yang bekerja pada balok tersebut.
Jawaban:
Volume air yang dipindahkan sama dengan volume balok, yaitu 0,5 m³.
Massa jenis air adalah 1000 kg/m³, sehingga berat air yang dipindahkan:
[ W = \text{massa jenis air} \times \text{volume} \times g ]
[ W = 1000 \times 0,5 \times 9,8 = 4900 \text{ Newton} ]
Gaya ke atas yang bekerja pada balok adalah 4900 Newton.
Termodinamika
Hukum Pertama Termodinamika
Hukum Pertama Termodinamika menyatakan bahwa energi yang masuk ke dalam sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem ditambah perubahan energi dalam sistem tersebut. Ini sering dinyatakan dalam bentuk:
[ \Delta U = Q – W ]
Di mana:
- ( \Delta U ) adalah perubahan energi dalam,
- ( Q ) adalah kalor yang diterima sistem,
- ( W ) adalah kerja yang dilakukan oleh sistem.
Hukum Kedua Termodinamika
Hukum Kedua Termodinamika menyatakan bahwa entropi total dari sistem tertutup tidak pernah berkurang; artinya, proses alami selalu bergerak ke arah peningkatan ketidakteraturan atau entropi. Ini menjelaskan mengapa energi yang digunakan untuk melakukan kerja tidak pernah sepenuhnya efisien.
Contoh Soal Termodinamika
Contoh soal: Sebuah mesin Carnot menerima 500 J energi panas dari sumber panas dan membuang 300 J ke reservoir dingin. Hitunglah efisiensi mesin tersebut.
Jaw
aban:
Efisiensi mesin Carnot:
[ \eta = \frac{Q_{masuk} – Q_{keluar}}{Q_{masuk}} \times 100\% ]
[ \eta = \frac{500 – 300}{500} \times 100\% = 40\% ]
Optika
Pembiasan Cahaya
Pembiasan adalah perubahan arah gelombang saat melewati batas antara dua media yang berbeda kerapatannya. Contoh pembiasan adalah saat cahaya melewati dari udara ke air, yang menyebabkan benda di dalam air terlihat lebih dekat ke permukaan daripada yang sebenarnya.
Lensa dan Cermin
Lensa adalah alat optik yang dapat memfokuskan atau menyebarkan cahaya. Ada dua jenis lensa, yaitu lensa cembung (konvergen) dan lensa cekung (divergen). Cermin adalah permukaan yang memantulkan cahaya, dengan jenis utama yaitu cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung.
Contoh Soal Optika
Contoh soal: Sebuah benda ditempatkan 10 cm di depan lensa cembung dengan jarak fokus 15 cm. Hitunglah posisi bayangan yang terbentuk.
Jawaban:
Menggunakan persamaan lensa:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} ]
[ \frac{1}{15} = \frac{1}{10} + \frac{1}{d_i} ]
[ \frac{1}{d_i} = \frac{1}{15} – \frac{1}{10} = \frac{2}{30} – \frac{3}{30} = -\frac{1}{30} ]
[ d_i = -30 \text{ cm} ]
Bayangan terbentuk di sisi yang berlawanan dari lensa dengan jarak 30 cm.
Elektromagnetisme
Medan Listrik
Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan listrik di mana muatan lain mengalami gaya listrik. Besarnya medan listrik di titik tertentu dapat dihitung dengan rumus:
[ E = \frac{F}{q} ]
Di mana:
- ( E ) adalah medan listrik,
- ( F ) adalah gaya listrik,
- ( q ) adalah muatan listrik.
Medan Magnet
Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet di mana benda bermagnet mengalami gaya magnet. Medan magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik dapat dihitung dengan menggunakan hukum Biot-Savart atau hukum Ampere.
Contoh Soal Elektromagnetisme
Contoh soal: Sebuah kawat lurus panjang membawa arus 5 A. Hitunglah medan magnet pada jarak 0,1 m dari kawat tersebut.
Jawaban:
Menggunakan hukum Ampere:
[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} ]
Di mana:
- ( \mu_0 ) adalah permeabilitas vakum ((4\pi \times 10^{-7} \text{ Tm/A})),
- ( I ) adalah arus,
- ( r ) adalah jarak dari kawat.
[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2\pi \times 0,1} ]
[ B = \frac{2 \times 10^{-6} \times 5}{0,1} = 10^{-5} \text{ Tesla} ]
Listrik Dinamis
Arus dan Tegangan
Arus listrik adalah aliran muatan listrik melalui suatu konduktor. Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik. Hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan diberikan oleh hukum Ohm:
[ V = IR ]
Di mana:
- ( V ) adalah tegangan,
- ( I ) adalah arus,
- ( R ) adalah hambatan.
Daya Listrik
Daya listrik adalah laju di mana energi listrik dikonsumsi oleh suatu alat listrik. Daya listrik dapat dihitung dengan rumus:
[ P = VI ]
Di mana:
- ( P ) adalah daya,
- ( V ) adalah tegangan,
- ( I ) adalah arus.
Contoh Soal Listrik Dinamis
Contoh soal: Sebuah resistor 10 ohm dihubungkan ke sumber tegangan 12 V. Hitunglah arus yang mengalir melalui resistor dan daya yang dikonsumsi oleh resistor tersebut.
Jawaban:
Arus melalui resistor:
[ I = \frac{V}{R} = \frac{12}{10} = 1,2 \text{ A} ]
Daya yang dikonsumsi:
[ P = VI = 12 \times 1,2 = 14,4 \text{ Watt} ]
Contoh Soal PAS Fisika Kelas 11 Semester 1 Kurikulum 2013
Contoh soal PAS fisika kelas 11 semester 1 ini adalah soal Fisika pilihan ganda yang mana nanti siswa harus memilih salah satu pilihan jawabannya yang ada. Berikut ini soal yang bisa dikerjakan.
1. Di bawah ini yang menjadi faktor dari besarnya momen inersia yang benar adalah…
a. Kecepatan sudut, massa benda, letak sumbu rotasi, bentuk benda
b. Kecepatan sudut dan bentuk benda
c. Massa benda dan letak sumbu rotasi
d. Massa benda dan kecepatan sudut
e. Bentuk benda dan massa benda
2. Berikut ini yang bukan merupakan benda elastis adalah …
a. Plastisin
b. Karet
c. Penggaris listrik
d. Pegas
e. Besi
3. Pakaian yang berwarna hitam akan lebih cepat kering ketika sedang di jemur daripada pakaian yang berwarna lainnya. Hal ini disebabkan oleh …
a. Warna hitam biasa lebih tipis dibandingkan dengan warna cerah
b. Warna hitam memiliki daya pantul yang lebih besar daripada warna yang lainnya
c. Sinar matahari lebih banyak terpantul ke warna hitam daripada warna yang lain
d. Warna hitam lebih menyerap panas jika dibandingkan dengan warna yang lain
e. Baju dengan warna hitam biasanya akan lebih tebal daripada baju warna yang lain
4. Sebuah benda yang memiliki massa 2 kg digantungkan di sebuah pegas. Pegas yang digantungkan massa tersebut memanjang sebanyak 5 cm. Maka konstanta yang dimiliki oleh pegas tersebut adalah …
a. 400 n/m
b. 10 n/m
c. 4000 n/m
d. 100 n/m
e. 40 n/m
5. Sebuah roda yang mengalami rotasi murni telah mengalami perubahan kecepatan yang awalnya 4 rad/s menjadi 10 rad/s dengan cara berurutan selama 2 sekon. Berapakah besar percepatan tangensial yang dialami oleh titik tersebut …
a. 9 m/s2
b. 240 m/s2
c. 0,9 m/s2
d. 4,42 m/s2
e. 2,4 m/s2
Soal Fisika Kelas 11 Semester 1 Lainnya
Untuk yang sudah melakukan pengisian contoh soal PAS fisika kelas 11 semester 1 di atas, maka bisa berlanjut untuk mengerjakan soal di bawah ini.
6. Perhatikan beberapa pernyataan berikut ini!
(1) Kesetimbangan akan terjadi pada saat tidak ada gaya yang bekerja sama sekali
(2) Kesetimbangan akan bisa terjadi jika gaya yang ada di dalamnya bernilai nol.
(3) Benda yang bergerak lurus beraturan akan mengalami kesetimbangan dinamis.
Pernyataan di atas yang memang sesuai dengan konsep kesetimbangan adalah …
a. (1) dan (2)
b. (2) dan (3)
c. (1) saja
d. (1) dan (3)
e. (2)
7. Bisa terdapat massa jenis yang lebih berat digandingkan dengan massa air, maka benda akan mengalami …
a. Tertanam
b. Terbang
c. Terapung
d. Melayang
e. Terbang
8. Di bawah ini terdapat beberapa pernyataan yang benar tentang titik berat adalah, kecuali …
a. Benda yang bentuknya simetris, maka titik beratnya akan persis berada di tengah-tengah
b. Titik kumpul untuk gaya berat
c. Benda akan setimbang jika diletakkan di titik berat
d. Pusat untuk massa benda
e. Selalu berada di tengah-tengah benda
9. Berikut ini adalah beberapa pernyataan yang benar mengenai benda elastis …
a. Besi termasuk ke dalam benda elastis karena dengan menghilangkan gaya luarnya maka besi akan berubah ke bentuk yang semula
b. Pegas akan bisa berubah ke bentuk semula jika diberikan gaya yang sebesar apapun
c. Pegas termasuk ke dalam benda elastis
d. Semua bentuk logam termasuk ke dalam benda elastis karena akan bisa kembali ke bentuk yang semula jika berikan gaya
e. Karet akan bisa kembali ke bentuk semula jika diberikan gaya sebesar apapun
10. Besarnya gaya yang bekerja tiap satu satuan luas dari penampangnya disebut juga dengan …
a. Tegangan
b. Modulus Young
c. Elastis
d. Gaya pegas
e. Renggangan
Kunci Jawaban Soal Fisika Kelas 11 Semester 1 Kurikulum 2013
Nah, pada bagian yang kali ini, kami akan memberikan kunci jawaban untuk soal fisika yang ada di atas. Nantinya bisa langsung mencocokkan kunci jawaban dengan jawaban milik kamu sendiri. Untuk itu, kunci jawaban dari pertanyaan di atas adalah sebagai berikut.
- c. Massa benda dan letak sumbu rotasi
- a. Plastisin
- d. Warna hitam lebih menyerap panas jika dibandingkan dengan warna yang lain
- a. 400 n/m
- c. 0,9 m/s2
- b. (2) dan (3)
- c. Terapung
- e. Selalu berada di tengah-tengah benda
- a. Besi termasuk ke dalam benda elastis karena dengan menghilangkan gaya luarnya maka besi akan berubah ke bentuk yang semula
- a. Tegangan
Jika sudah mengetahui berapa skor yang kamu dapatkan dari mengerjakan contoh soal PAS fisika kelas 11 semester 1, maka bisa menjadi acuan kedepannya untuk memahami materi-materi yang belum dikuasai.
Kesimpulan
Pembelajaran fisika di kelas 11 semester 1 berdasarkan Kurikulum 2013 mencakup berbagai konsep penting yang mendasar untuk pemahaman yang lebih lanjut di bidang sains.
Dengan memahami dan menguasai materi-materi tersebut, siswa dapat lebih siap menghadapi ujian serta menerapkan konsep fisika dalam kehidupan sehari-hari. Contoh-contoh soal yang diberikan diharapkan dapat membantu siswa dalam mengukur pemahaman mereka dan mempersiapkan diri dengan lebih baik untuk Penilaian Akhir Semester (PAS).
