Pembahasan soal KSM FISIKA 2019 - part 2

soal dan pembahasan KSM fisika tahun 2019

Link Soal asli bentuk pdf dapat didownload pada akhir soal / artikel ini

11.  Ilmuwan dinasti Utsmaniyah Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585 M) merancang sistem katrol pengangkut beban yang tercantum dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar-Ruhaniyya sebagai berikut :

Jika sistem diberi beban seberat W dengan massa 20 kg, maka besar gaya T minimal agar dapat mengangkat beban tersebut (Gunakan g = 10 m/s² dan diasumsikan semua katrol licin) adalah…

(A) 20,68341 N

(B) 25,78431 N

(C) 28,57143 N

(D) 30,27532 N

jawaban: C
pembahasan:
terdapat 7 tali, sehingga keuntungan mekanis  sebesar 7

7T = m.g

7T = 200

T = 28,57 N  

12. Dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar-Ruhaniyya, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585 M) merancang sistem gear terkopel pengangkut beban seperti sistem berikut:

Jika diketahui lpemutar = 8r, r1 = r3 = r5 = r, r2 = r4 = r6 = 3r, rtali = 4r, dan berat beban 108 N, maka gaya minimal untuk dapat mengangkat beban tersebut adalah…

(A) 54 N

(B) 27 N

(C) 4 N

(D) 2 N

pembahasan:

13. Thabit ibn Qurra (826-901 M) merupakan ilmuwan pada dinasti Abbasiyyah menulis sebuah Kitab fi al-Qarastun yang berisi tentang gaya berat dan kesetimbangan benda tegar, serta pembuatan neraca.

 Berikut adalah model keseimbangan sistem Thabit ibn Qurra. Jika jarak AG = 40 cm, GZ = 20 cm, ZT = 20 cm, TB = 20 cm, dan massa E = 10 kg, MH = 2 kg, MU = 2 kg, g = 10 m/s², maka massa MK agar sistem setimbang di titik G adalah…

(A) 6 kg

(B) 12 kg

(C) 18 kg

(D) 24 kg

Pembahasan :
Στ_G = 0

ΣF . R= 0

Σm.g.R = 0

- ME . AG + MH . ZG + Mu . BG + Mk . TG = 0

10 . 40 - 2.20 - 2.60 - Mk . 40 = 0

400 - 40 - 120 - 40Mk = 0

40.Mk = 240

Mk = 6 kg

14. Ilmuwan Islam pionir robotika yang bernama Abu al-‘Izz ibn Isma’il ibn ar-Razaz al-Jazari (1136–1206 M) membuat berbagai robot serta berbagai jenis jam tenaga air (water clock) pertama di dunia yang tercatat pada Kitab fi ma'rifat al-hiyal al-handasiya. Berikut adalah skema prinsip kerja jam tenaga air sederhana.

Jika jari-jari lubang di bawah tabung adalah r, jari-jari tabung adalah R, jari-jari lingkaran jam adalah Rjam, sudut putar lingkaran jam adalah Ө serta ketinggian permukaan air ke lubang adalah h. Dari desain jam tenaga air al-Jazari tersebut (Asumsikan tekanan karena tabung pelampung sangat kecil sehingga dapat diabaikan), sudut putar lingkaran jam terhadap waktu adalah…

(Catatan: debit Q = A.v = Δv/Δt)

15. Air zam-zam merupakan air yang memiliki sejarah dalam peradaban Islam. Salah satu metode untuk mengetahui keaslian dari air zam-zam serta untuk mencegah pemalsuan adalah dengan menganalisis karakteristik listrik dari air tersebut, dalam hal ini yaitu hambatan jenisnya. Salah satu metode paling konvensional untuk mengetahui resistansi dari suatu bahan tanpa menggunakan multimeter adalah dengan menggunakan metode jembatan Wheatstone yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie Tahun 1833 dan disempurnakan oleh Sir Charles Wheatstone Tahun 1843. Diketahui suatu desain rangkaian jembatan wheatstone berikut.

Jika diketahui l1 = 10 cm, l2 = 30 cm dan R = 2700 ohm maka hambatan jenis air zam-zam jika luas permukaan elektroda yang berinteraksi A = 0,000117 m² dan jarak antara dua elektroda l = 0,009 m adalah…

(A) 9.7 Ωm

(B) 11.7 Ωm

(C) 13.7 Ωm

(D) 15.7 Ωm

16. Pada tahun 2018 di laboratorium UIN Kementerian Agama RI telah dibuat suatu alat yang dapat mengukur kapasitansi lemak babi untuk kebutuhan pangan halal yang terbebas dari bahan haram. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip resonansi rangkaian LC. Jika induktor yang digunakan adalah 1 mH, dan frekuensi yang terbaca oleh frekuensi meter sebesar 4,11144729 MHz. Tentukan kapasitansi lemak babi tersebut!

(A) 0.5 𝑝𝐹

(B) 1.0 𝑝𝐹

(C) 1.5 𝑝𝐹

(D) 2.0 𝑝𝐹

17. Dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar-Ruhaniyya, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585) memperkenalkan penerapan mesin uap untuk menggerakan pemanggang daging. Jika mesin uap Taqi al-Din bekerja pada suhu 327^oC. Mesin ini mengubah air menjadi uap yang menghasilkan usaha untuk menggerakan baling-baling pemutar pemanggang daging. Suhu diluar mesin pada saat itu adalah 27 ^oC. Jika mesin ini menyerap kalor sebesar 600 J dan 60% usaha maksimum yang dilakukan oleh mesin tersebut digunakan menjadi energi kinetik putaran baling-baling yang memiliki momen inersia 0.04 kg.m², maka kecepatan sudut yang dihasilkannya adalah…

(A) 30√10  rad/s

(B) 15√10  rad/s

(C) 7√10  rad/s

(D) 3√10  rad/s

18. Hasan ar-Rammah Najm al-Din al-Ahdab (Meniggal tahun 1295 M) Ilmuwan Islam yang berasal dari Syam pada sekitar tahun 1275 M membuat teknologi roket (torpedo) dan berbagai teknologi militer lainnya yang tertuang dalam Kitab al-Furusiya wa al-Manasib al-Harbiya. Sebuah roket ar-Rammah pada saat 𝑡 bermassa 𝑀 bergerak horizontal diatas permukaan laut dengan kecepatan 𝑣 (kerangka acuan pengamat ditempat peluncuran, serta abaikan gesekan antara roket dan permukaan air). Pada saat posisi t + Δt, massa roket berkurang sebesar -ΔM tetapi kecepatan roket bertambah menjadi v + Δv (kerangka acuan pengamat ditempat peluncuran), karena adanya pembuangan bahan bakar sebesar Δm yang menyembur dengan kecepatan v berlawanan arah dengan roket (kerangka acuan roket). Kecepatan roket tiap satuan waktu adalah…

19. Abu Rayhan Muhammad ibn Ahmad al- Biruni (973-1050 M) dalam karyanya yaitu Kitab Ifrad al-Maqal fi Amr al-Zilal melakukan penghitungan ketinggian ℎ (vertikal) gunung dengan melakukan dua pengukuran sudut dari posisinya berpijak ke arah puncak gunung (Ө1 dan Ө2) dengan jarak antara dua pengukuran tersebut sebesar d. Kemudian al-Biruni menentukan jari-jari bola bumi yang berguna untuk penentuan gravitasi bumi dengan mengukur sudut horizon α dari puncak sebuah gunung yang telah dilakukan penghitungan ketinggiannya ℎ yang tercantum dalam kitabnya yang lain yaitu Kitab Tahdid Nihayat al-Amakin Litashih Masafat al- Masakin. Jari-jari bumi tersebut adalah…

pembahasan:

r = ( h + r ) cos α

r - r cos α = h 

r ( 1 - cosα ) = h

	h
r  =	_________
	(1-cosα)

dari gambar 1

h = x.tanθ₂

	h
x =	_________
	tanθ2

h = ( d + x ).tan θ₁

h = d.tan θ₁ + x.tan θ₁

	h - d.tanθ1
x =	_____________
	tanθ1

Substitusi :

h		h - d.tanθ1
_________	=	_____________
tanθ2		tanθ1

h . tanθ₁  = h. tanθ₂ - d.tan θ_{1 .} tanθ₂

h. tanθ₂ - h . tanθ₁   = d.tan θ_{1 .} tanθ₂

h. (tanθ₂ - tanθ₁ )= d.tan θ_{1 .} tanθ₂

	d.tan θ1 . tanθ2
h =	_____________
	(tanθ2 - tanθ1 )

Substitusikan kededalam pesamaan beikut:

	h
r =	_________
	(1-cosα)

	d.tan θ1 . tanθ2
r =	__________________________
	(tanθ2 - tanθ1 ) .(1-cosα)

 kunci jawaban no 11 - 25:
11. C  12. D  13. A  14. C  15. B 

16. C  17. A   18.D   19.C   20.A
21. B   22. D   23.C   24. C  25. C

selanjutnya >>>

>>>KSM fisika 2019 MA part 1

>>>KSM fisika 2019 MA part 2

>>>KSM fisika 2019 MA part 3

>>>> Soal KSM 2019 fisika MA bentuk pdf bisa di download disini