Menguasai Ujian Akhir Semester: Panduan Lengkap Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2

January 27, 2026

Menguasai Ujian Akhir Semester: Panduan Lengkap Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2

Ujian Kenaikan Kelas (UKK) merupakan momen krusial bagi siswa kelas 10 untuk mengevaluasi pemahaman mereka terhadap materi fisika yang telah dipelajari sepanjang semester 2. Materi fisika kelas 10 semester 2 umumnya mencakup topik-topik penting yang menjadi fondasi pemahaman fisika tingkat lanjut, seperti gerak, gaya, usaha, energi, energi potensial, dan energi kinetik. Penguasaan konsep-konsep ini tidak hanya penting untuk kelulusan, tetapi juga untuk kesuksesan di jenjang pendidikan berikutnya.

Artikel ini hadir sebagai panduan komprehensif untuk mempersiapkan diri menghadapi UKK Fisika kelas 10 semester 2. Kami akan menyajikan berbagai contoh soal yang mencakup berbagai tingkat kesulitan dan tipe soal yang umum diujikan, disertai dengan penjelasan mendalam mengenai konsep-konsep fisika yang mendasarinya. Tujuannya adalah agar siswa tidak hanya mampu menjawab soal, tetapi juga memahami esensi di balik setiap permasalahan fisika.

Memahami Cakupan Materi Fisika Kelas 10 Semester 2

Sebelum melangkah ke contoh soal, penting untuk menyegarkan kembali ingatan mengenai topik-topik utama yang biasanya diujikan dalam UKK Fisika kelas 10 semester 2. Materi ini dapat sedikit bervariasi antar kurikulum, namun secara umum meliputi:

Menguasai Ujian Akhir Semester: Panduan Lengkap Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2

Kinematika Gerak Lurus: Konsep perpindahan, kecepatan, percepatan, dan jenis-jenis gerak lurus (beraturan dan berubah beraturan).
Dinamika Gerak Lurus: Hukum Newton tentang Gerak (I, II, III), gaya berat, gaya normal, gaya gesek, dan aplikasi hukum Newton.
Usaha dan Energi: Pengertian usaha, energi kinetik, energi potensial (gravitasi), teorema usaha-energi, dan konservasi energi mekanik.
Impuls dan Momentum: Konsep impuls, momentum, hukum kekekalan momentum, dan aplikasinya dalam tumbukan (lentings sempurna, tidak lenting sama sekali, dan lenting sebagian).

Setiap topik memiliki sub-topik yang perlu dipahami secara mendalam. Misalnya, pada kinematika, penting untuk membedakan antara kecepatan sesaat dan kecepatan rata-rata, serta memahami bagaimana percepatan memengaruhi perubahan kecepatan. Dalam dinamika, mengidentifikasi semua gaya yang bekerja pada suatu benda dan menganalisisnya menggunakan Hukum Newton adalah kunci. Usaha dan energi memperkenalkan konsep-konsep yang saling berkaitan erat, di mana usaha yang dilakukan pada suatu benda akan mengubah energinya. Terakhir, impuls dan momentum mengajarkan tentang bagaimana perubahan momentum terjadi dan bagaimana kekekalannya berlaku dalam berbagai situasi interaksi.

Kunci Sukses Menghadapi Soal UKK Fisika

Untuk memaksimalkan persiapan, beberapa strategi dapat diterapkan:

Pahami Konsep Dasar: Jangan hanya menghafal rumus. Usahakan untuk benar-benar memahami arti fisik dari setiap besaran dan bagaimana hubungan antar besaran tersebut dijelaskan oleh rumus.
Latihan Soal Bervariasi: Kerjakan berbagai macam soal, mulai dari soal yang mudah untuk membangun kepercayaan diri, hingga soal yang lebih kompleks yang membutuhkan analisis mendalam.
Analisis Soal: Sebelum mengerjakan, baca soal dengan cermat. Identifikasi besaran-besaran yang diketahui, besaran yang ditanyakan, dan informasi tambahan yang relevan. Gambarkan diagram benda bebas (free-body diagram) jika diperlukan untuk menganalisis gaya-gaya yang bekerja.
Gunakan Rumus yang Tepat: Pilihlah rumus yang sesuai dengan konsep dan informasi yang diberikan dalam soal. Perhatikan satuan besaran yang digunakan.
Periksa Kembali Jawaban: Setelah selesai mengerjakan, luangkan waktu untuk memeriksa kembali perhitungan dan logika jawaban Anda.

Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2 Beserta Pembahasan

Mari kita masuk ke bagian inti dari artikel ini, yaitu contoh-contoh soal yang dirancang untuk menguji pemahaman Anda pada berbagai topik fisika kelas 10 semester 2.

Bagian 1: Kinematika Gerak Lurus

Menguasai Ujian Akhir Semester: Panduan Lengkap Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2

Soal 1:
Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan awal 10 m/s. Mobil tersebut kemudian dipercepat secara konstan selama 5 detik sehingga kecepatannya bertambah menjadi 30 m/s. Hitunglah percepatan yang dialami mobil tersebut dan jarak yang ditempuh selama percepatan itu!

Pembahasan:
Soal ini menguji pemahaman tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Diketahui:
- Kecepatan awal ($v_0$) = 10 m/s
- Kecepatan akhir ($v_t$) = 30 m/s
- Waktu (t) = 5 s
Ditanya:
- Percepatan (a) = ?
- Jarak tempuh (s) = ?
Rumus yang digunakan:
- Untuk mencari percepatan: $v_t = v_0 + at$
- Untuk mencari jarak: $s = v_0t + frac12at^2$ atau $v_t^2 = v_0^2 + 2as$
Langkah Penyelesaian:
1. Mencari percepatan:
  $v_t = v_0 + at$
  $30 = 10 + a(5)$
  $30 – 10 = 5a$
  $20 = 5a$
  $a = frac205$
  $a = 4$ m/s$^2$
2. Mencari jarak tempuh:
  Kita bisa menggunakan salah satu dari dua rumus jarak. Mari kita gunakan rumus pertama:
  $s = v_0t + frac12at^2$
  $s = (10)(5) + frac12(4)(5)^2$
  $s = 50 + frac12(4)(25)$
  $s = 50 + (2)(25)$
  $s = 50 + 50$
  $s = 100$ meter
Jika kita menggunakan rumus kedua untuk verifikasi:
$v_t^2 = v_0^2 + 2as$
$(30)^2 = (10)^2 + 2(4)s$
$900 = 100 + 8s$
$900 – 100 = 8s$
$800 = 8s$
$s = frac8008$
$s = 100$ meter
Jawaban:
Percepatan yang dialami mobil adalah 4 m/s$^2$, dan jarak yang ditempuh selama percepatan itu adalah 100 meter.

Soal 2:
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dari ketinggian 2 meter dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi di tempat itu adalah 10 m/s$^2$, tentukanlah:
a. Waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi.
b. Ketinggian maksimum yang dicapai bola dari tanah.
c. Waktu yang dibutuhkan bola untuk kembali ke tanah.

Pembahasan:
Soal ini melibatkan gerak vertikal ke atas yang dipengaruhi gravitasi, sebuah kasus khusus dari GLBB. Di titik tertinggi, kecepatan bola adalah nol.

Diketahui:
- Ketinggian awal ($h_0$) = 2 meter
- Kecepatan awal ($v_0$) = 20 m/s (ke atas, positif)
- Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s$^2$ (ke bawah, negatif jika arah ke atas positif)
Ditanya:
a. Waktu mencapai titik tertinggi ($tatas$) = ?
b. Ketinggian maksimum ($hmax$) = ?
c. Waktu kembali ke tanah ($t_total$) = ?
Rumus yang digunakan:
- $v_t = v_0 + at$ (dengan a = -g)
- $y = y_0 + v_0t + frac12at^2$ (dengan a = -g, y diganti h)
- $v_t^2 = v_0^2 + 2a(y – y_0)$ (dengan a = -g)
Langkah Penyelesaian:
a. Waktu mencapai titik tertinggi:
Di titik tertinggi, kecepatan akhir ($v_t$) = 0 m/s.
$v_t = v0 – gtatas$
$0 = 20 – 10tatas$
$10tatas = 20$
$tatas = frac2010$
$tatas = 2$ detik

b. Ketinggian maksimum:
Kita bisa menggunakan rumus $v_t^2 = v0^2 + 2a(hmax – h0)$.
$0^2 = (20)^2 + 2(-10)(hmax – 2)$
$0 = 400 – 20(hmax – 2)$
$20(hmax – 2) = 400$
$hmax – 2 = frac40020$
$hmax – 2 = 20$
$hmax = 20 + 2$
$hmax = 22$ meter
```
Alternatif lain, menggunakan $h = h_0 + v_0t + frac12at^2$ dengan $t_atas$ yang sudah ditemukan:
$h_max = 2 + (20)(2) + frac12(-10)(2)^2$
$h_max = 2 + 40 + frac12(-10)(4)$
$h_max = 42 - 20$
$h_max = 22$ meter
```
c. Waktu kembali ke tanah:
Waktu untuk naik sama dengan waktu untuk turun dari titik tertinggi ke ketinggian awal. Jadi, waktu untuk turun dari titik tertinggi ke tanah adalah waktu turun dari titik tertinggi ke ketinggian awal ditambah waktu untuk turun dari ketinggian awal ke tanah. Namun, cara yang lebih mudah adalah dengan menggunakan persamaan gerak dari awal sampai kembali ke tanah.
Saat bola kembali ke tanah, ketinggian akhirnya ($h$) = 0 meter.
$h = h_0 + v0ttotal + frac12attotal^2$
$0 = 2 + 20ttotal + frac12(-10)ttotal^2$
$0 = 2 + 20ttotal – 5ttotal^2$
Atau, $5ttotal^2 – 20ttotal – 2 = 0$.
Ini adalah persamaan kuadrat. Kita bisa menggunakan rumus kuadratik $t = frac-b pm sqrtb^2 – 4ac2a$ dengan a=5, b=-20, c=-2.
$ttotal = frac-(-20) pm sqrt(-20)^2 – 4(5)(-2)2(5)$
$ttotal = frac20 pm sqrt400 + 4010$
$ttotal = frac20 pm sqrt44010$
$ttotal = frac20 pm sqrt4 times 11010$
$ttotal = frac20 pm 2sqrt11010$
Karena waktu harus positif, kita ambil nilai yang positif:
$ttotal = frac20 + 2sqrt11010 = 2 + fracsqrt1105$ detik.
$sqrt110$ kira-kira 10.49.
$ttotal approx 2 + frac10.495 approx 2 + 2.098 approx 4.098$ detik.
```
Alternatif lain untuk bagian c: Waktu total adalah waktu naik ke titik tertinggi ditambah waktu turun dari titik tertinggi ke tanah. Waktu naik adalah 2 detik. Untuk menghitung waktu turun dari titik tertinggi (ketinggian 22m) ke tanah (ketinggian 0m):
$h = h_titik_tertinggi + v_titik_tertinggi t_turun + frac12gt_turun^2$
$0 = 22 + 0 times t_turun + frac12(10)t_turun^2$
$0 = 22 + 5t_turun^2$
Ini salah karena arah gravitasi harus konsisten. Jika kita ambil arah ke bawah positif saat turun:
$h_turun = v_0 t_turun + frac12gt_turun^2$
Ketinggian yang ditempuh saat turun adalah 22 meter. Kecepatan awal saat turun adalah 0 m/s.
$22 = 0 times t_turun + frac12(10)t_turun^2$
$22 = 5t_turun^2$
$t_turun^2 = frac225 = 4.4$
$t_turun = sqrt4.4 approx 2.098$ detik.
Waktu total = $t_atas + t_turun = 2 + 2.098 = 4.098$ detik. Hasilnya konsisten.
```
Jawaban:
a. Waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi adalah 2 detik.
b. Ketinggian maksimum yang dicapai bola dari tanah adalah 22 meter.
c. Waktu yang dibutuhkan bola untuk kembali ke tanah adalah sekitar 4.098 detik.

Bagian 2: Dinamika Gerak Lurus

Soal 3:
Dua buah balok, A dan B, masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg, dihubungkan dengan tali melalui sebuah katrol licin. Balok A diletakkan di atas permukaan meja horizontal yang licin, sedangkan balok B digantung vertikal. Jika sistem dilepaskan dari keadaan diam, tentukanlah percepatan sistem dan tegangan tali!

Pembahasan:
Soal ini menerapkan Hukum Newton II pada sistem yang terdiri dari dua benda yang saling terhubung. Penting untuk membuat diagram benda bebas untuk setiap balok.

Diketahui:
- Massa balok A ($m_A$) = 2 kg
- Massa balok B ($m_B$) = 3 kg
- Permukaan meja licin (gaya gesek diabaikan)
- Katrol licin (tegangan tali di kedua sisi sama)
- Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s$^2$
Ditanya:
- Percepatan sistem (a) = ?
- Tegangan tali (T) = ?
Analisis Gaya dan Diagram Benda Bebas:
- Balok A (di atas meja):
  - Gaya Normal ($N_A$) ke atas, berlawanan dengan Gaya Berat ($W_A$) ke bawah. $N_A = W_A$.
  - Gaya Tegangan Tali ($T$) ke kanan (sesuai arah gerak sistem).
  - Gaya gesek diabaikan.
    Persamaan Hukum Newton II untuk balok A: $Sigma F_A = m_A a$ -> $T = m_A a$.
- Balok B (digantung):
  - Gaya Berat ($W_B$) ke bawah.
  - Gaya Tegangan Tali ($T$) ke atas.
    Karena balok B bergerak ke bawah, maka $W_B > T$.
    Persamaan Hukum Newton II untuk balok B: $Sigma F_B = m_B a$ -> $W_B – T = m_B a$.
Langkah Penyelesaian:
1. Hitung gaya berat balok B:
  $W_B = m_B g = (3 text kg)(10 text m/s^2) = 30$ N.
2. Selesaikan sistem persamaan:
  Kita punya dua persamaan:
  (1) $T = m_A a$
  (2) $W_B – T = m_B a$
  
  Substitusikan persamaan (1) ke persamaan (2):
  $W_B – (m_A a) = m_B a$
  $W_B = m_B a + m_A a$
  $W_B = (m_A + m_B) a$
  $a = fracW_Bm_A + m_B$
  $a = frac30 text N(2 text kg + 3 text kg)$
  $a = frac30 text N5 text kg$
  $a = 6$ m/s$^2$.
3. Hitung tegangan tali:
  Gunakan persamaan (1):
  $T = m_A a$
  $T = (2 text kg)(6 text m/s^2)$
  $T = 12$ N.
Jawaban:
Percepatan sistem adalah 6 m/s$^2$ dan tegangan tali adalah 12 N.

Soal 4:
Sebuah balok bermassa 5 kg berada di atas permukaan horizontal kasar. Balok tersebut ditarik oleh gaya horizontal sebesar 30 N. Jika koefisien gesek statis antara balok dan permukaan adalah 0.4 dan koefisien gesek kinetis adalah 0.2, serta percepatan gravitasi 10 m/s$^2$, tentukan gaya gesek yang bekerja pada balok jika:
a. Balok belum bergerak.
b. Balok bergerak.

Pembahasan:
Soal ini menguji pemahaman tentang gaya gesek, baik statis maupun kinetis. Penting untuk membandingkan gaya tarik dengan gaya gesek statis maksimum.

Diketahui:
- Massa balok (m) = 5 kg
- Gaya tarik horizontal ($F_tarik$) = 30 N
- Koefisien gesek statis ($mu_s$) = 0.4
- Koefisien gesek kinetis ($mu_k$) = 0.2
- Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s$^2$
Ditanya:
a. Gaya gesek statis ($f_s$) jika balok belum bergerak.
b. Gaya gesek kinetis ($f_k$) jika balok bergerak.
Konsep Penting:
- Gaya gesek statis maksimum: $f_s,max = mu_s N$
- Gaya gesek kinetis: $f_k = mu_k N$
- Jika $Ftarik le fs,max$, benda diam, maka $fs = Ftarik$.
- Jika $Ftarik > fs,max$, benda bergerak, maka $f_k = mu_k N$.
Langkah Penyelesaian:
1. Hitung Gaya Normal (N):
  Karena balok berada di permukaan horizontal dan gaya tarik juga horizontal, maka Gaya Normal sama dengan Gaya Berat.
  $N = W = mg = (5 text kg)(10 text m/s^2) = 50$ N.
2. Hitung Gaya Gesek Statis Maksimum:
  $f_s,max = mu_s N = (0.4)(50 text N) = 20$ N.
a. Jika balok belum bergerak:
Gaya tarik yang diberikan adalah $Ftarik = 30$ N.
Bandingkan $Ftarik$ dengan $f_s,max$: $30 text N > 20 text N$.
Ini berarti gaya tarik lebih besar dari gaya gesek statis maksimum. Jadi, balok akan bergerak, bukan diam. Pernyataan "balok belum bergerak" dalam soal ini adalah skenario hipotetis yang harus kita analisis apakah mungkin terjadi.
Jika balok belum bergerak, gaya gesek statis yang bekerja harus sama dengan gaya tarik yang menahannya agar tetap diam. Namun, karena gaya tarik (30 N) melebihi kemampuan maksimum gaya gesek statis untuk menahan (20 N), maka balok pasti akan bergerak.
Oleh karena itu, asumsi bahwa balok belum bergerak ketika ditarik dengan 30 N adalah kontradiktif dengan nilai koefisien gesek statis.
Revisi pemahaman soal: Jika pertanyaan adalah "jika gaya tarik hanya 15 N, berapakah gaya geseknya?", maka jawabannya adalah 15 N karena 15 N < 20 N.
Namun, dengan gaya tarik 30 N, balok akan bergerak. Jadi, kita tidak bisa menghitung gaya gesek statis dalam kondisi ini karena kondisi tersebut tidak tercapai.

b. Jika balok bergerak:
Karena $Ftarik = 30 text N > fs,max = 20 text N$, balok akan bergerak.
Ketika balok bergerak, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis.
$f_k = mu_k N = (0.2)(50 text N) = 10$ N.
Jawaban:
a. Dalam kondisi balok belum bergerak, jika gaya tarik 30 N diberikan, kondisi tersebut tidak mungkin tercapai karena gaya tarik melebihi gaya gesek statis maksimum (20 N). Jika soal mengasumsikan kondisi diam tetap terjadi, maka gaya gesek statis yang bekerja harus sama dengan gaya tarik yang melawan, namun ini kontradiktif. Jika kita mengasumsikan ada gaya tarik lain yang menahan agar balok tetap diam, maka gaya gesek statis akan sama besar dengan gaya tarik tersebut. Namun, jika kita mengacu pada gaya tarik 30 N, maka balok akan bergerak.
b. Jika balok bergerak, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis sebesar 10 N.

Bagian 3: Usaha dan Energi

Soal 5:
Sebuah benda bermassa 4 kg didorong dari keadaan diam di atas permukaan horizontal licin dengan gaya konstan 20 N sejauh 10 meter. Tentukan:
a. Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut.
b. Kecepatan akhir benda.
c. Energi kinetik akhir benda.

Pembahasan:
Soal ini menggunakan konsep usaha dan teorema usaha-energi untuk menganalisis perubahan energi kinetik.

Diketahui:
- Massa benda (m) = 4 kg
- Gaya konstan ($F$) = 20 N
- Perpindahan ($s$) = 10 meter
- Kecepatan awal ($v_0$) = 0 m/s (dari keadaan diam)
Ditanya:
a. Usaha (W) = ?
b. Kecepatan akhir ($vt$) = ?
c. Energi kinetik akhir ($EKakhir$) = ?
Rumus yang digunakan:
- Usaha: $W = F s costheta$. Jika gaya searah perpindahan, $theta = 0^circ$, $costheta = 1$, sehingga $W = F s$.
- Teorema Usaha-Energi: $Wtotal = Delta EK = EKakhir – EK_awal$.
- Energi Kinetik: $EK = frac12mv^2$.
Langkah Penyelesaian:
a. Usaha yang dilakukan oleh gaya:
Karena gaya dan perpindahan searah (horizontal), $theta = 0^circ$.
$W = F s = (20 text N)(10 text m) = 200$ Joule.

b. Kecepatan akhir benda:
Menggunakan teorema Usaha-Energi:
$W = EKakhir – EKawal$
$W = frac12mv_t^2 – frac12mv_0^2$
Karena $v0 = 0$, maka $EKawal = 0$.
$W = frac12mv_t^2$
$200 text J = frac12(4 text kg)v_t^2$
$200 = 2v_t^2$
$v_t^2 = frac2002 = 100$
$v_t = sqrt100 = 10$ m/s.

c. Energi kinetik akhir benda:
$EK_akhir = frac12mvt^2$
$EKakhir = frac12(4 text kg)(10 text m/s)^2$
$EKakhir = frac12(4)(100)$
$EKakhir = 200$ Joule.
(Perhatikan bahwa energi kinetik akhir sama dengan usaha yang dilakukan, sesuai teorema usaha-energi).
Jawaban:
a. Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah 200 Joule.
b. Kecepatan akhir benda adalah 10 m/s.
c. Energi kinetik akhir benda adalah 200 Joule.

Soal 6:
Sebuah kelapa jatuh dari pohon yang tingginya 15 meter. Jika massa kelapa adalah 2 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s$^2$, tentukanlah:
a. Energi potensial kelapa saat masih di pohon (di titik tertinggi).
b. Energi kinetik kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah.
c. Kecepatan kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah.

Pembahasan:
Soal ini menguji konsep energi potensial, energi kinetik, dan hukum kekekalan energi mekanik.

Diketahui:
- Ketinggian awal ($h$) = 15 meter
- Massa kelapa (m) = 2 kg
- Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s$^2$
- Kecepatan awal ($v_0$) = 0 m/s (jatuh bebas dari keadaan diam)
Ditanya:
a. Energi potensial awal ($EPawal$) = ?
b. Energi kinetik akhir ($EKakhir$) = ?
c. Kecepatan akhir ($v_akhir$) = ?
Rumus yang digunakan:
- Energi Potensial: $EP = mgh$
- Energi Kinetik: $EK = frac12mv^2$
- Hukum Kekekalan Energi Mekanik: $EMawal = EMakhir$ atau $EPawal + EKawal = EPakhir + EKakhir$.
Langkah Penyelesaian:
a. Energi potensial kelapa saat masih di pohon:
$EP_awal = mgh = (2 text kg)(10 text m/s^2)(15 text m) = 300$ Joule.

b. Energi kinetik kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah:
Kita gunakan hukum kekekalan energi mekanik.
Energi Mekanik awal ($EMawal$) = $EPawal + EKawal$. Karena kelapa jatuh dari keadaan diam, $EKawal = 0$.
$EM_awal = 300 text J + 0 text J = 300$ Joule.
```
Energi Mekanik akhir ($EM_akhir$) = $EP_akhir + EK_akhir$. Sesaat sebelum menyentuh tanah, ketinggian ($h_akhir$) = 0 meter, sehingga $EP_akhir = 0$.
$EM_akhir = 0 text J + EK_akhir$.

Karena $EM_awal = EM_akhir$, maka:
$300 text J = EK_akhir$.
Jadi, energi kinetik kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah adalah 300 Joule.
```
c. Kecepatan kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah:
Kita tahu $EKakhir = 300$ Joule.
$EKakhir = frac12mvakhir^2$
$300 text J = frac12(2 text kg)vakhir^2$
$300 = 1 times vakhir^2$
$vakhir^2 = 300$
$vakhir = sqrt300 = sqrt100 times 3 = 10sqrt3$ m/s.
Jika diubah ke bentuk desimal, $vakhir approx 10 times 1.732 = 17.32$ m/s.
Jawaban:
a. Energi potensial kelapa saat masih di pohon adalah 300 Joule.
b. Energi kinetik kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah adalah 300 Joule.
c. Kecepatan kelapa sesaat sebelum menyentuh tanah adalah $10sqrt3$ m/s (atau sekitar 17.32 m/s).

Bagian 4: Impuls dan Momentum

Soal 7:
Sebuah bola biliar bermassa 0.2 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menabrak dinding vertikal. Jika bola memantul kembali dengan kecepatan 4 m/s searah dengan arah datangnya, tentukanlah:
a. Perubahan momentum bola.
b. Impuls yang diberikan dinding pada bola.

Pembahasan:
Soal ini berkaitan dengan konsep impuls dan momentum, serta bagaimana perubahan momentum berhubungan dengan impuls.

Diketahui:
- Massa bola (m) = 0.2 kg
- Kecepatan awal ($v_1$) = 5 m/s (anggap arah ke kanan positif)
- Kecepatan akhir ($v_2$) = -4 m/s (karena memantul kembali, arah berlawanan)
Ditanya:
a. Perubahan momentum ($Delta p$) = ?
b. Impuls (I) = ?
Rumus yang digunakan:
- Momentum: $p = mv$
- Perubahan Momentum: $Delta p = pakhir – pawal = mv_2 – mv_1$
- Impuls: $I = Delta p$
Langkah Penyelesaian:
a. Perubahan momentum bola:
Momentum awal: $p_awal = mv1 = (0.2 text kg)(5 text m/s) = 1$ kg m/s.
Momentum akhir: $pakhir = mv2 = (0.2 text kg)(-4 text m/s) = -0.8$ kg m/s.
Perubahan momentum: $Delta p = pakhir – p_awal = -0.8 text kg m/s – 1 text kg m/s = -1.8$ kg m/s.
Tanda negatif menunjukkan arah perubahan momentum berlawanan dengan arah positif yang kita tentukan (yaitu, ke kiri).

b. Impuls yang diberikan dinding pada bola:
Menurut teorema impuls-momentum, impuls sama dengan perubahan momentum.
$I = Delta p = -1.8$ kg m/s.
Satuan lain untuk impuls adalah N s. Karena 1 kg m/s = 1 N s, maka impulsnya adalah -1.8 N s. Tanda negatif ini menunjukkan arah impuls yang diberikan oleh dinding pada bola adalah ke kiri.
Jawaban:
a. Perubahan momentum bola adalah -1.8 kg m/s.
b. Impuls yang diberikan dinding pada bola adalah -1.8 N s.

Soal 8:
Dua benda, A dan B, bergerak saling mendekati. Massa benda A adalah 3 kg dengan kecepatan 4 m/s ke kanan, dan massa benda B adalah 2 kg dengan kecepatan 5 m/s ke kiri. Kedua benda bertumbukan. Jika setelah tumbukan, benda A berhenti, tentukan kecepatan benda B setelah tumbukan!

Pembahasan:
Soal ini menguji pemahaman tentang hukum kekekalan momentum linier dalam peristiwa tumbukan.

Diketahui:
- Massa benda A ($m_A$) = 3 kg
- Kecepatan awal benda A ($v_A1$) = 4 m/s (ke kanan, positif)
- Massa benda B ($m_B$) = 2 kg
- Kecepatan awal benda B ($v_B1$) = 5 m/s (ke kiri, negatif)
- Kecepatan akhir benda A ($v_A2$) = 0 m/s (berhenti)
Ditanya:
- Kecepatan akhir benda B ($v_B2$) = ?
Rumus yang digunakan:
Hukum Kekekalan Momentum: Momentum total sebelum tumbukan sama dengan momentum total setelah tumbukan.
$ptotal, awal = ptotal, akhir$
$mA vA1 + mB vB1 = mA vA2 + mB vB2$
Langkah Penyelesaian:
1. Hitung momentum awal total:
  $p_awal = mA vA1 + mB vB1$
  $p_awal = (3 text kg)(4 text m/s) + (2 text

Menguasai Ujian Akhir Semester: Panduan Lengkap Contoh Soal UKK Fisika Kelas 10 Semester 2

admin