Pembahasan Soal KSM Fisika MA Tk. Kota/Kabupaten Tahun 2019 Nomor 11 - 15

Nomor 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 (Gunakan𝑔 = 10 𝑚/𝑠^2 dan diasumsikan semua katrol licin) adalah…

(A) 20,68341 N

(B) 25,78431 N

(D) 30,27532 N

Penyelesaian:

Nomor 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 beratbeban 108 N, maka gaya minimal untuk dapat

mengangkat beban tersebut adalah…

(A) 54 N

(B) 27 N

(D) 2 N

Penyelesaian:

Soal Nomor 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 𝑀𝐸 = 10 𝑘𝑔, 𝑀𝐻 = 2 𝑘𝑔, 𝑀𝑈 = 2 𝑘𝑔, 𝑔 = 10 𝑚/𝑐𝑚^2, maka massa 𝑀𝐾 , agar sistem setimbang di titik 𝐺 adalah…

(A) 6 kg

(B) 12 kg

(D) 24 kg

Penyelesaian:

Soal Nomor 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 𝜃 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…

Penyelesaian:

Nomor 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 𝛺 maka hambatan jenis air zam-zam jika luas permukaan elektroda yang berinteraksi 𝐴 = 0,000117 𝑚^2 dan jarak antara dua elektroda 𝑙 = 0,009 𝑚 adalah…

(A) 9.7 𝛺𝑚

(B) 11.7 𝛺𝑚

(D) 15.7 𝛺𝑚

Penyelesaian:

Semoga pembahasan ini bermanfaat.