Menguasai Fisika Kelas 8 Semester 2: Panduan Lengkap Contoh Soal UAS dan Pembahasannya

Ujian Akhir Semester (UAS) merupakan salah satu tolok ukur penting dalam mengukur pemahaman siswa terhadap materi yang telah dipelajari selama satu semester. Bagi siswa kelas 8, mata pelajaran Fisika semester 2 menyajikan berbagai konsep yang menarik dan fundamental, mulai dari tekanan, usaha dan energi, hingga sifat cahaya dan alat optik. Mempersiapkan diri dengan baik untuk UAS Fisika adalah kunci untuk meraih hasil yang optimal.

Artikel ini akan menyajikan kumpulan contoh soal UAS Fisika Kelas 8 Semester 2 yang dirancang untuk mencakup berbagai topik penting. Selain itu, setiap soal akan dilengkapi dengan pembahasan mendalam untuk membantu siswa memahami alur berpikir dalam menyelesaikan setiap permasalahan. Dengan latihan yang komprehensif ini, diharapkan siswa dapat lebih percaya diri dan siap menghadapi UAS sesungguhnya.

Topik-Topik Penting dalam Fisika Kelas 8 Semester 2

Sebelum kita masuk ke contoh soal, mari kita ingat kembali topik-topik utama yang umumnya dibahas dalam Fisika Kelas 8 Semester 2:

1. Tekanan: Meliputi tekanan zat padat, zat cair (hukum Pascal, hukum Archimedes), dan tekanan udara.
2. Usaha dan Energi: Meliputi konsep usaha, energi potensial, energi kinetik, hukum kekekalan energi mekanik, dan daya.
3. Getaran dan Gelombang: Meliputi pengertian getaran, gelombang, jenis-jenis gelombang, cepat rambat gelombang, serta sifat-sifat gelombang (pemantulan, pembiasan, difraksi, interferensi).
4. Sifat Cahaya dan Alat Optik: Meliputi sifat-sifat cahaya, pemantulan cahaya, pembiasan cahaya, serta cara kerja alat optik seperti cermin datar, cermin cekung, cermin cembung, lensa cekung, dan lensa cembung.

Mari kita selami contoh-contoh soal yang mencakup topik-topik tersebut.

Contoh Soal UAS Fisika Kelas 8 Semester 2 Beserta Pembahasannya

Bagian I: Pilihan Ganda

Soal 1: Tekanan Zat Padat

Sebuah balok kayu memiliki massa 5 kg. Jika balok tersebut diletakkan di atas meja dengan luas bidang sentuh 0,02 m², berapakah tekanan yang diberikan balok pada meja tersebut? (g = 10 m/s²)

A. 250 N/m²
B. 2.500 N/m²
C. 25.000 N/m²
D. 250.000 N/m²

Pembahasan:

Untuk menghitung tekanan, kita perlu mengetahui gaya yang diberikan dan luas bidang sentuh.

• Gaya (F): Gaya yang diberikan oleh balok adalah beratnya. Berat dihitung dengan rumus $W = m times g$.
  $W = 5 text kg times 10 text m/s^2 = 50 text N$
• Luas Bidang Sentuh (A): Diberikan dalam soal, $A = 0,02 text m^2$.
• Tekanan (P): Tekanan dihitung dengan rumus $P = fracFA$.
  $P = frac50 text N0,02 text m^2 = 2500 text N/m^2$

Jadi, tekanan yang diberikan balok pada meja adalah 2.500 N/m².

Jawaban: B

Soal 2: Hukum Pascal

Sebuah dongkrak hidrolik memiliki dua penampang dengan luas masing-masing $A_1 = 0,01 text m^2$ dan $A_2 = 0,05 text m^2$. Jika pada penampang kecil diberikan gaya sebesar 50 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?

A. 10 N
B. 50 N
C. 100 N
D. 250 N

Pembahasan:

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Dalam dongkrak hidrolik, berlaku perbandingan:
$fracF_1A_1 = fracF_2A_2$

Diketahui:

• $F_1 = 50 text N$
• $A_1 = 0,01 text m^2$
• $A_2 = 0,05 text m^2$

Kita mencari $F_2$. Dari rumus di atas, kita dapatkan:
$F_2 = F_1 times fracA_2A_1$
$F_2 = 50 text N times frac0,05 text m^20,01 text m^2$
$F_2 = 50 text N times 5$
$F_2 = 250 text N$

Jadi, gaya yang dihasilkan pada penampang besar adalah 250 N.

Jawaban: D

Soal 3: Hukum Archimedes

Sebuah benda bermassa 0,8 kg dicelupkan ke dalam air. Jika massa jenis air adalah $1000 text kg/m^3$ dan volume benda yang tercelup adalah $0,0005 text m^3$, berapakah gaya apung yang dialami benda tersebut? (g = 10 m/s²)

A. 0,5 N
B. 5 N
C. 50 N
D. 80 N

Pembahasan:

Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Rumus gaya apung ($F_a$):
$Fa = rhotextfluida times V_texttercelup times g$

Diketahui:

• $rho_textair = 1000 text kg/m^3$
• $V_texttercelup = 0,0005 text m^3$
• $g = 10 text m/s^2$

Massa benda (0,8 kg) tidak langsung digunakan untuk menghitung gaya apung, melainkan volume benda yang tercelup.

$F_a = 1000 text kg/m^3 times 0,0005 text m^3 times 10 text m/s^2$
$F_a = 1000 times 0,005 text N$
$F_a = 5 text N$

Jadi, gaya apung yang dialami benda tersebut adalah 5 N.

Jawaban: B

Soal 4: Usaha

Seorang anak mendorong sebuah lemari dengan gaya 200 N sejauh 5 meter. Jika gaya dorong searah dengan perpindahan, berapakah usaha yang dilakukan anak tersebut?

A. 40 Joule
B. 100 Joule
C. 1000 Joule
D. 2000 Joule

Pembahasan:

Usaha didefinisikan sebagai hasil perkalian antara gaya dengan perpindahan benda searah gaya.

Rumus usaha (W):
$W = F times s$

Diketahui:

• $F = 200 text N$
• $s = 5 text m$

$W = 200 text N times 5 text m$
$W = 1000 text Joule$

Jadi, usaha yang dilakukan anak tersebut adalah 1000 Joule.

Jawaban: C

Soal 5: Energi Potensial

Sebuah bola bermassa 2 kg berada pada ketinggian 10 meter di atas tanah. Berapakah energi potensial gravitasi bola tersebut? (g = 10 m/s²)

A. 20 Joule
B. 100 Joule
C. 200 Joule
D. 1000 Joule

Pembahasan:

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya terhadap suatu titik acuan (biasanya permukaan tanah).

Rumus energi potensial gravitasi ($E_p$):
$E_p = m times g times h$

Diketahui:

• $m = 2 text kg$
• $g = 10 text m/s^2$
• $h = 10 text m$

$E_p = 2 text kg times 10 text m/s^2 times 10 text m$
$E_p = 200 text Joule$

Jadi, energi potensial gravitasi bola tersebut adalah 200 Joule.

Jawaban: C

Soal 6: Energi Kinetik

Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?

A. 20.000 Joule
B. 100.000 Joule
C. 200.000 Joule
D. 400.000 Joule

Pembahasan:

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak.

Rumus energi kinetik ($E_k$):
$E_k = frac12 times m times v^2$

Diketahui:

• $m = 1000 text kg$
• $v = 20 text m/s$

$E_k = frac12 times 1000 text kg times (20 text m/s)^2$
$E_k = frac12 times 1000 times 400 text m^2/texts^2$
$E_k = 500 times 400 text Joule$
$E_k = 200.000 text Joule$

Jadi, energi kinetik mobil tersebut adalah 200.000 Joule.

Jawaban: C

Soal 7: Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Sebuah kelapa jatuh dari pohon yang memiliki ketinggian 15 meter. Tepat sebelum menyentuh tanah, kelapa tersebut memiliki energi kinetik 150 Joule. Berapakah energi potensial kelapa saat berada di puncak pohon? (g = 10 m/s²)

A. 0 Joule
B. 150 Joule
C. 300 Joule
D. 1500 Joule

Pembahasan:

Hukum Kekekalan Energi Mekanik menyatakan bahwa jika tidak ada gaya luar yang bekerja, total energi mekanik (energi potensial + energi kinetik) suatu sistem akan selalu konstan.

$Emekanik, atas = Emekanik, bawah$
$Ep, atas + Ek, atas = Ep, bawah + Ek, bawah$

Saat kelapa berada di puncak pohon (sebelum jatuh), energi kinetiknya diasumsikan nol ($Ek, atas = 0$). Tepat sebelum menyentuh tanah, energi potensialnya adalah nol ($Ep, bawah = 0$).

Jadi, $Ep, atas + 0 = 0 + Ek, bawah$
$Ep, atas = Ek, bawah$

Diketahui energi kinetik tepat sebelum menyentuh tanah adalah 150 Joule.
Maka, energi potensial kelapa saat berada di puncak pohon adalah 150 Joule.

Jawaban: B

Soal 8: Cepat Rambat Gelombang

Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang 2 meter dan frekuensi 10 Hz. Berapakah cepat rambat gelombang tersebut?

A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 40 m/s

Pembahasan:

Cepat rambat gelombang adalah hasil perkalian antara panjang gelombang dengan frekuensi.

Rumus cepat rambat gelombang (v):
$v = lambda times f$

Diketahui:

• Panjang gelombang ($lambda$) = 2 meter
• Frekuensi ($f$) = 10 Hz

$v = 2 text m times 10 text Hz$
$v = 20 text m/s$

Jadi, cepat rambat gelombang tersebut adalah 20 m/s.

Jawaban: C

Soal 9: Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung

Sebuah benda diletakkan di depan cermin cembung. Sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung adalah…

A. Nyata, terbalik, diperbesar
B. Nyata, tegak, diperkecil
C. Maya, tegak, diperbesar
D. Maya, tegak, diperkecil

Pembahasan:

Cermin cembung selalu menghasilkan bayangan yang bersifat:

• Maya: Bayangan tidak dapat ditangkap layar.
• Tegak: Arah bayangan sama dengan arah benda.
• Diperkecil: Ukuran bayangan lebih kecil dari ukuran benda.

Ini dikarenakan oleh sifat divergen (menyebarkan cahaya) dari cermin cembung.

Jawaban: D

Soal 10: Pembiasan Cahaya pada Lensa Cembung

Sebuah benda diletakkan di depan lensa cembung pada jarak lebih besar dari dua kali jarak fokusnya ($s > 2f$). Sifat bayangan yang terbentuk adalah…

A. Nyata, terbalik, diperbesar
B. Nyata, terbalik, diperkecil
C. Maya, tegak, diperbesar
D. Maya, tegak, diperkecil

Pembahasan:

Pada lensa cembung, sifat bayangan bergantung pada posisi benda. Untuk kasus benda diletakkan di depan lensa cembung dengan jarak $s > 2f$:

• Bayangan yang terbentuk bersifat nyata karena sinar-sinar cahaya benar-benar berpotongan.
• Bayangan bersifat terbalik karena perpotongan sinar yang melalui sumbu utama.
• Bayangan bersifat diperkecil karena benda berada di luar titik 2F.

Jawaban: B

Bagian II: Uraian Singkat

Soal 11: Tekanan Udara

Jelaskan mengapa permukaan air di dalam gelas yang terbalik dan berisi air akan tetap berada di dalam gelas, meskipun gelas tersebut terbalik di atas wadah berisi air.

Pembahasan:

Fenomena ini terjadi karena adanya tekanan udara. Meskipun gelas terbalik, udara di luar gelas memberikan tekanan ke atas pada permukaan air di dalam wadah. Tekanan udara ini lebih besar daripada tekanan hidrostatis air di dalam gelas yang mencoba keluar. Akibatnya, air di dalam gelas tertahan dan tidak tumpah selama tekanan udara luar cukup untuk menahan berat kolom air tersebut.

Soal 12: Usaha dan Energi

Seorang pendaki menempuh jarak 100 meter mendaki gunung. Jika massa pendaki adalah 60 kg dan ketinggian vertikal yang ditempuh adalah 50 meter, hitunglah usaha yang dilakukan pendaki untuk menaikkan ketinggiannya! (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Usaha yang dilakukan untuk menaikkan ketinggian hanya bergantung pada perubahan ketinggian vertikal, bukan jarak tempuh total. Usaha ini sama dengan perubahan energi potensial.

Rumus usaha ($W$) untuk menaikkan ketinggian:
$W = Delta E_p = m times g times Delta h$

Diketahui:

• $m = 60 text kg$
• $g = 10 text m/s^2$
• $Delta h = 50 text m$ (perubahan ketinggian vertikal)

$W = 60 text kg times 10 text m/s^2 times 50 text m$
$W = 600 times 50 text Joule$
$W = 30.000 text Joule$

Usaha yang dilakukan pendaki untuk menaikkan ketinggiannya adalah 30.000 Joule.

Soal 13: Sifat Gelombang

Sebutkan dan jelaskan secara singkat dua sifat gelombang yang dapat diamati!

Pembahasan:

Dua sifat gelombang yang umum diamati adalah:

1. Pemantulan (Refleksi): Gelombang dapat memantul ketika bertemu dengan permukaan penghalang. Contohnya adalah gema suara yang memantul dari dinding, atau gelombang air yang memantul dari tepi kolam. Arah gelombang pantul bergantung pada sudut datangnya.

2. Pembiasan (Refraksi): Gelombang dapat dibelokkan arahnya ketika melewati medium yang berbeda atau ketika sebagian dari muka gelombang memasuki medium baru dengan kecepatan yang berbeda. Contohnya adalah pembiasan cahaya yang membuat pensil tampak patah ketika dimasukkan ke dalam air, atau gelombang air yang berubah arah saat memasuki perairan yang lebih dangkal.

Soal 14: Alat Optik (Lensa)

Mengapa orang yang rabun jauh membutuhkan kacamata berlensa cembung?

Pembahasan:

Orang yang rabun jauh (miopi) memiliki masalah di mana bayangan benda yang dilihatnya jatuh di depan retina, bukan tepat di retina. Ini disebabkan oleh bola mata yang terlalu panjang atau kekuatan lensa mata yang terlalu kuat.

Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya (konvergen). Dengan menggunakan lensa cembung pada kacamata, lensa ini akan membantu memfokuskan cahaya dari benda jauh agar jatuh tepat di retina. Lensa cembung akan mengurangi kekuatan bias mata secara keseluruhan, sehingga bayangan benda yang jauh dapat difokuskan dengan benar di retina, dan penglihatan menjadi jelas.

Soal 15: Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari

Jelaskan prinsip kerja kapal laut yang terbuat dari besi (yang massa jenisnya lebih besar dari air) dapat mengapung di air!

Pembahasan:

Prinsip kerja kapal laut mengapung didasarkan pada Hukum Archimedes. Meskipun besi memiliki massa jenis yang lebih besar dari air, sebuah kapal laut dibuat dengan bentuk cekung dan rongga udara yang besar di dalamnya. Bentuk cekung ini membuat volume keseluruhan kapal (termasuk rongga udara di dalamnya) menjadi sangat besar.

Ketika kapal berada di air, kapal tersebut memindahkan sejumlah besar air. Gaya apung yang dialami kapal adalah sebesar berat air yang dipindahkan. Kapal akan mengapung jika gaya apung ini sama dengan atau lebih besar dari berat total kapal (termasuk muatan dan seluruh bagian kapal).

Karena volume besar yang ditempati oleh kapal (termasuk udara), kapal memindahkan volume air yang beratnya cukup untuk menahan berat kapal itu sendiri, meskipun massa jenis material pembuatnya (besi) lebih besar dari massa jenis air. Jika kapal kemasukan air, volume rongga udara berkurang, volume air yang dipindahkan berkurang, sehingga gaya apung berkurang dan kapal bisa tenggelam.

Tips Menghadapi UAS Fisika

1. Pahami Konsep, Bukan Hanya Menghafal: Fisika adalah tentang pemahaman logika dan hubungan antar konsep. Pastikan Anda benar-benar mengerti mengapa suatu rumus berlaku dan bagaimana penerapannya.
2. Latihan Soal Secara Rutin: Semakin banyak Anda berlatih soal, semakin terbiasa Anda dengan berbagai tipe soal dan cara penyelesaiannya. Gunakan buku latihan, soal-soal dari guru, atau contoh soal seperti yang ada di artikel ini.
3. Buat Catatan Ringkas: Tuliskan rumus-rumus penting, definisi, dan konsep kunci dalam satu lembar catatan. Ini akan sangat membantu saat mengulang materi.
4. Diskusi dengan Teman atau Guru: Jika ada materi atau soal yang sulit dipahami, jangan ragu untuk bertanya kepada teman atau guru. Diskusi dapat membuka wawasan baru.
5. Perhatikan Satuan: Pastikan Anda selalu memperhatikan satuan yang digunakan dalam soal dan dalam jawaban Anda. Kesalahan satuan bisa berakibat fatal.
6. Baca Soal dengan Teliti: Pahami betul apa yang ditanyakan dalam soal sebelum mulai menghitung. Identifikasi informasi yang diberikan dan apa yang dicari.
7. Manajemen Waktu Saat Ujian: Alokasikan waktu yang cukup untuk setiap soal. Jangan terlalu lama terpaku pada satu soal yang sulit, kerjakan dulu soal yang lebih mudah.

Penutup

Mempersiapkan diri untuk UAS Fisika Kelas 8 Semester 2 memang membutuhkan usaha dan strategi yang tepat. Dengan memahami topik-topik penting, berlatih contoh soal secara mendalam, dan menerapkan tips-tips belajar yang efektif, Anda dapat meningkatkan kepercayaan diri dan meraih hasil yang memuaskan.

Ingatlah bahwa Fisika bukan sekadar deretan rumus, melainkan cara pandang terhadap dunia di sekitar kita. Selamat belajar dan semoga sukses dalam UAS Anda!