Soal OSN IPA SMP Topik Energi

 

A. Soal Pilihan Ganda

Usaha dan Energi Mekanik

1. Sebuah bola 200 g dilepaskan jatuh ke bawah dari ketinggian 2 m. Ketika mencapai ketinggian 1 m, sebuah gaya konstan vertikal ke atas bekerja pada bola, sehingga bola berhenti di ketinggian 50 cm. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², besar gaya konstan itu adalah … N.
   A. 8
   B. 6
   C. 5
   D. 4

2. Sebuah balok diikatkan pada ujung sebuah pegas mendatar. Ujung lain pegas diikatkan pada dinding. Massa pegas diabaikan. Balok berada di bidang datar kasar. Mula-mula balok digeser, sehingga pegas tertekan sejauh X. Kemudian balok dilepaskan, sehingga bergerak di bidang datar dan berhenti pada jarak 40 cm dari sejak dilepaskan. Antara balok dan lantai bekerja gaya gesek sebesar 0,12 N. Jika energi kinetik balok ketika melewati titik seimbang adalah 46,56 mJ, maka X sama dengan … cm.
   A. 1,3
   B. 1,2
   C. 1,1
   D. 1,0

3. Sebuah bola 200 g dilepaskan jatuh ke bawah dari ketinggian 1,5 m. Ketika mencapai ketinggian 1 m, sebuah gaya konstan 4 N bekerja pada bola, sehingga bola berhenti di ketinggian H. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², nilai H sama dengan … cm.
   A. 50
   B. 56
   C. 60
   D. 64

4. Sebuah beban diikatkan pada ujung pegas mendatar, dengan konstanta pegas k. Ujung lain pegas diikatkan pada dinding. Beban berada di lantai kasar. Beban ditarik ke kanan sejauh A, kemudian dilepas. Beban berhenti tepat di titik setimbang tanpa sempat berosilasi. Jika dianggap besar gaya gesek antara beban dan lantai tetap, nilainya adalah …
   A. 2kA
   B. 3kA/2
   C. kA
   D. kA/2

5. Sebuah benda dengan massa 100 g jatuh bebas vertikal. Ketika kecepatannya 1 m/s, sebuah gaya konstan F bekerja pada benda dengan arah vertikal ke atas. Gaya F bekerja sampai kecepatan benda 0 m/s. Selama gaya F bekerja, benda meluncur sejauh 1 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², total usaha yang dilakukan gaya F adalah … mJ.
   A. 1200
   B. 1050
   C. 900
   D. 650

6. Sebuah beban berada di lantai kasar dan diikatkan pada ujung pegas mendatar, dengan konstanta pegas k. Ujung lain pegas diikatkan pada dinding. Beban ditarik ke kanan sejauh A, kemudian dilepas. Gaya gesek antara beban dan lantai dianggap tetap sebesar f. Supaya beban berhenti tepat di titik setimbang tanpa sempat berosilasi, nilai A harus sama dengan …
   A. f/k
   B. 2f/k
   C. 3f/k
   D. 4f/k

7. Sebuah benda dengan massa 100 g bergerak konstan ke kanan dengan kecepatan 2 m/s. Kemudian, sebuah gaya konstan F dengan arah ke kiri bekerja pada benda, sampai benda bergerak ke kiri dengan kecepatan 1 m/s. Total usaha yang dilakukan gaya F adalah … mJ.
   A. 250
   B. 150
   C. –150
   D. –250

Daya dan Efisiensi

8. Sebuah mesin listrik dengan daya 150 W dapat mendorong sebuah beban di bidang datar licin dari keadaan diam sampai energi kinetiknya 240 J dalam waktu 2 detik. Kemudian, mesin itu dipakai untuk memindahkan beban 18 kg secara vertikal dari lantai ke ketinggian 10 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², waktu yang diperlukan adalah … detik.
   A. 12
   B. 13
   C. 14
   D. 15

9. Sebuah desa memiliki air terjun setinggi 20 m dan digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga air dengan daya output generator listrik sebesar 500 kW. Jika efisiensi generator 25%, maka debit air yang diperlukan sama dengan … m³/s. Percepatan gravitasi 10 m/s².
   A. 20
   B. 15
   C. 10
   D. 5

10. Sebuah mesin listrik dengan daya 180 W dapat memindahkan beban 16 kg secara vertikal dari lantai ke ketinggian 9 m dalam waktu 10 detik. Percepatan gravitasi 10 m/s². Kemudian, mesin itu dipakai untuk mendorong sebuah beban di bidang datar licin dari keadaan diam. Energi kinetik beban itu mencapai nilai 576 J dalam waktu … detik.
    A. 2,5
    B. 3,0
    C. 3,5
    D. 4,0

11. Sebuah desa memiliki air terjun setinggi 30 m, yang mengalirkan air sebanyak 1,8 juta liter tiap 1 menit untuk digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga air. Jika daya output generator listrik sebesar 1350 kW, efisiensi generator adalah … %.
    A. 25
    B. 20
    C. 15
    D. 10

12. Sebuah pemanas air dengan efisiensi 50% digunakan untuk menaikkan suhu 15 L air dari suhu 25 °C. Kalor jenis air 4200 J·kg⁻¹·K⁻¹. Biaya listrik yang harus dikeluarkan sama dengan Rp 1575. Jika harga listrik Rp 1500 per kWh, maka suhu akhir air adalah … °C.
    A. 30
    B. 55
    C. 60
    D. 75

13. Sebuah mesin listrik mengangkat sebuah beban 15 kg vertikal ke atas dengan kecepatan tetap 0,8 m/s selama 5 detik. Percepatan gravitasi 10 m/s². Jika daya listrik mesin tersebut adalah 160 W, efisiensi mesin adalah …
    A. 85%
    B. 80%
    C. 75%
    D. 60%

14. Sebuah mesin listrik mengangkat sebuah beban 20 kg vertikal ke atas dengan kecepatan tetap 0,8 m/s selama 5 detik. Percepatan gravitasi 10 m/s². Jika efisiensi mesin 80%, daya listrik mesin tersebut adalah … W.
    A. 220
    B. 200
    C. 180
    D. 160

Kalor dan Suhu

15. Sebuah panci listrik tertutup dengan daya 300 W dapat menaikkan suhu 500 cc air dari 30 °C menjadi 70 °C dalam waktu 400 detik. Kalor jenis air 4200 J·kg⁻¹·K⁻¹. Jika panci itu dapat menaikkan suhu suatu larutan sebanyak 400 cc dari 30 °C menjadi 60 °C dalam waktu 320 detik, maka kalor jenis larutan tersebut adalah … J·kg⁻¹·K⁻¹.
    A. 5600
    B. 5830
    C. 6150
    D. 6300

16. Sebuah pemanas air dengan efisiensi 50% digunakan untuk menaikkan suhu 15 L air dari suhu 25 °C sampai 85 °C. Kalor jenis air 4200 J·kg⁻¹·K⁻¹. Jika harga listrik Rp 1500 per kWh, maka biaya listrik yang harus dikeluarkan sama dengan Rp …
    A. 1575
    B. 3150
    C. 6300
    D. 7875

17. Sebuah panci listrik tertutup 300 W dapat menaikkan suhu suatu larutan sebanyak 500 cc dari 20 °C menjadi 45 °C dalam waktu 300 detik. Kalor jenis larutan tersebut 5400 J·kg⁻¹·K⁻¹. Kemudian, panci itu dipakai untuk memanaskan sejumlah air selama 112 detik, sehingga suhunya naik dari 30 °C menjadi 50 °C. Kalor jenis air 4200 J·kg⁻¹·K⁻¹. Jumlah air yang dipanaskan tersebut adalah … cc.
    A. 250
    B. 280
    C. 300
    D. 320

---

B. Soal Isian Singkat

Usaha dan Energi Mekanik

18. Sebuah bola plastik dengan massa 4 g dan volume 5 cc ditahan di dasar kolam berisi air. Kemudian, bola plastik itu dilepaskan, sehingga bergerak naik. Antara bola plastik dan air ada gaya gesek konstan sebesar 200 dyne. Percepatan gravitasi 10 m/s². Ketika energi kinetik bola plastik itu mencapai nilai 2,4 mJ, usaha yang telah dilakukan gaya Archimedes dari sejak bola plastik dilepaskan adalah … mJ. (mJ)

19. Balok dengan massa 4 kg meluncur pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 45°. Benda meluncur dari ujung atas bidang miring dengan ketinggian 0,4 m dari lantai. Antara balok dan lantai bekerja gaya gesek sebesar 8 N. Balok berhenti setelah menempuh jarak … m dari dasar bidang miring. Percepatan gravitasi 10 m/s². (m)

20. Sebuah pegas dengan konstanta pegas k digantungi beban dengan massa m dan volume V. Sistem pegas dan beban itu dimasukkan ke dalam suatu cairan dengan massa jenis ρ. Percepatan gravitasi g. Nyatakan pertambahan panjang pegas dalam k, m, V, ρ, dan g. (dalam k, m, V, ρ, g)

21. Sebuah bola plastik mula-mula ditahan di dasar kolam berisi air. Kemudian, bola plastik itu dilepaskan, sehingga bergerak naik. Gaya gesek antara bola plastik dan air adalah 250 dyne. Massa bola plastik 3 g dan volumenya 5 cc. Percepatan gravitasi 10 m/s². Pada saat usaha yang dilakukan gaya Archimedes dari sejak bola plastik dilepaskan mencapai 20 mJ, energi kinetik bola plastik itu sama dengan … mJ. (mJ)

22. Balok dengan massa 4 kg meluncur pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 45°. Benda meluncur dari ujung atas bidang miring dengan ketinggian H dari lantai. Antara balok dan lantai bekerja gaya gesek sebesar 8 N. Balok berhenti setelah menempuh jarak 8 m dari dasar bidang miring. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², nilai H sama dengan … m. (m)

23. Sebuah pegas dengan konstanta pegas k digantungi beban dengan massa m dan volume V. Sistem pegas dan beban itu dimasukkan ke dalam suatu cairan, sehingga pegas bertambah panjang sebesar y. Percepatan gravitasi g. Nyatakan massa jenis cairan dalam k, m, V, y, dan g. (dalam k, m, V, y, g)

24. Sebuah bola kecil dari plastik dengan massa 5 g mula-mula ditahan di dasar sebuah bejana berisi air, kemudian dilepaskan. Bola itu bergerak dari dasar bejana sampai di ketinggian h dalam waktu 1,2 detik sejak dilepaskan. Percepatan gravitasi 10 m/s². Jika volume bola itu 8,4 cm³ dan gesekan oleh air dapat diabaikan, maka h sama dengan … cm. (cm)

25. Sebuah balok A dengan massa 2 kg mulai bergerak ke arah kanan pada t = 0 dari keadaan diam oleh gaya sebesar 10 N. Balok B ditempatkan pada jarak 20 meter di kanan balok A. Pada t = t₁ dikerjakan gaya konstan 14,29 N ke arah kiri, sehingga balok A tepat akan berbalik arah pada jarak 3 meter sebelum menabrak balok B. Nilai t₁ sama dengan … detik. (detik)

26. Sebuah bola dengan massa 1 g diluncurkan dari sebuah pegas vertikal dengan k = 0,8 N/m, yang sebelumnya telah dimampatkan sejauh Δy = 5 cm dari keadaan setimbang pegas. Percepatan gravitasi 10 m/s². Jika massa dudukan bola dan pegas diabaikan, maka ketinggian maksimum bola diukur dari titik setimbang pegas adalah … cm. (cm)

27. Sebuah bola plastik mula-mula ditahan di dasar kolam berisi air. Massa bola plastik 3 g dan volumenya 5 cc. Kemudian, bola plastik itu dilepaskan, sehingga bergerak naik. Antara bola plastik dan air bekerja gaya gesek sebesar 200 dyne. Percepatan gravitasi 10 m/s². Pada saat energi kinetik bola plastik itu sama dengan 4,5 mJ, usaha yang dilakukan gaya gesek dari sejak bola plastik dilepaskan adalah … mJ. (mJ)

28. Balok dengan massa 4 kg meluncur pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan α. Benda meluncur dari ujung atas bidang miring dengan ketinggian 0,4 m dari lantai. Antara balok dan lantai bekerja gaya gesek sebesar 8 N. Balok berhenti setelah menempuh jarak 8 m dari dasar bidang miring. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², nilai α sama dengan … derajat. (derajat)

29. Sebuah pegas digantungi beban dengan massa m dan volume V. Sistem pegas dan beban itu dimasukkan ke dalam suatu cairan dengan massa jenis ρ, sehingga pegas bertambah panjang sebesar y. Percepatan gravitasi g. Nyatakan konstanta pegas dalam m, V, ρ, y, dan g. (dalam m, V, ρ, y, g)

Daya dan Efisiensi

30. Dari gambar [Gambar], besarnya daya rangkaian adalah … W. (E = 24 V; 1 Ω) (W)

Kalor dan Suhu

31. Terdapat tiga larutan A, B, dan C, dengan massa, suhu awal, dan kalor jenis ditunjukkan dalam tabel. Tiga larutan tersebut dimasukkan bersama-sama ke dalam sebuah wadah tertutup. Jika kalor yang diserap wadah dapat diabaikan dan tidak ada kalor yang terlepas ke lingkungan, maka suhu akhir campuran tiga larutan A, B, C sama dengan … °C. (tabel tidak disertakan) (°C)

32. Tiga larutan A, B, dan C dimasukkan bersama-sama ke dalam sebuah wadah tertutup. Massa dan suhu awal masing-masing larutan ditunjukkan dalam tabel. Suhu akhir campuran tiga larutan tersebut adalah 40 °C. Anggap kalor yang diserap wadah dapat diabaikan dan tidak ada kalor yang terlepas ke lingkungan. Jika kalor jenis larutan A dan B berturut-turut adalah 5850 J·kg⁻¹·K⁻¹ dan 2544 J·kg⁻¹·K⁻¹, kalor jenis larutan C adalah … J·kg⁻¹·K⁻¹. (J·kg⁻¹·K⁻¹)

33. Terdapat tiga larutan A, B, dan C, dengan massa dan kalor jenis ditunjukkan dalam tabel. Tiga larutan tersebut dimasukkan bersama-sama ke dalam sebuah wadah tertutup. Larutan A memiliki suhu awal terendah, yaitu 24 °C, sedangkan larutan C memiliki suhu awal tertinggi, yaitu 64 °C. Anggap kalor yang diserap wadah dapat diabaikan dan tidak ada kalor yang terlepas ke lingkungan. Jika suhu akhir campuran tiga larutan A, B, C sama dengan 40 °C, suhu awal larutan B adalah … °C. (°C)

Posted by : BuSet Maret 11, 2026 Tags : IPA , OSN , SMP

Subscribe by Email

Follow Updates Articles from This Blog via Email