Ahmad Dahlan God does not play dice with the Cosmos.

Contoh Soal UP PPG IPA Materi Kinematika dan Dinamika Gerak serta Suhu dan Kalor

4 min read

Berikut ini adalah contoh soal dan pembahasan SOAL UP PPG IPA untuk Materi Kinematika dan Dinamika Gerak serta Suhu dan Kalor.

Kinematika dan Dinamika Gerak

A. CPMK Kinematika dan Dinamika Gerak

Mampu menganalisis bentuk-bentuk energi, hukum kekekalan energi, energi alternatif, usaha, dan kesetimbangan pada pesawat sederhana.

TopikSubtopikIndikator
Pesawat SederhanaPesawat sederhana pada tubuh makhluk hidupDiberikan gambar sistem rangka otot yang mengangkat beban, peserta dapat menentukan besar gaya yang terlibat.
EnergiHukum Kekekalan EnergiDisajikan data atau narasi tentang pemanfaatan energi
dalam proses biologis makhluk hidup tertentu, peserta dapat menganalisis transformasi energi pada proses biologis tersebut.
KalorDisajikan kasus pengaturan suhu pada makhluk hidup atau dalam teknologi sederhana, peserta dapat menganalisis keterkaitannya dengan kalor untuk perubahan wujud
Disajikan data atau narasi tentang pemanfaatan bahan
dalam kehidupan, peserta dapat menganalisis hubungan
antara pemanfaatan bahan dengan sifat bahan

Latihan Soal

Petunjuk Pengerjaan Soal

  1. Silahkan Pilih jawaban yang anda anggap benar!
  2. Aplikasi menggunakan Script basis JavaScript jadi jangan matikan Javascript anda untuk menggunakan aplikasi (Jika aplikasi sudah berjalan, hiraukan saja point nomor 2 ini)

PPG Kinematika dan Dinamika Gerak

PPG IPA Materi Kinematika dan Dinamika Gerak


B. Pembahasan

1. Indikator 1

Diberikan gambar sistem rangka otot yang mengangkat beban, peserta dapat menentukan besar gaya yang terlibat.

Soal 1

Seseorang ingin mengangkat beban seberat 2 Kg, seperti pada gambar di bawah ini!

Soal PPG UP IPA Bisep dan Pesawat Sederhana

Jika jarak otot bisep yang melekat dengan tulang radius 3 cm dari sendi engsel dan jarak pusat beban ke sendi engsel adalah 30 cm. Keuntungan mekanik yang diperoleh otot bisep tersebut adalah …

A. 10,0
B. 5,00
C. 1,00
D. 0,10
E. 0,01

Pembahasan

Perhatikan ilustrasi gaya yang bekerja pada lengan seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah!

Penjelasan Soal Lengan Kuasa dan Bisep Sola UP PPG

Ilustrasi ini menunjukkan jika cara kerja lengan ini analog dengan Pesawat sederhana tipe 3. Dengan demikian keuntungan mekaniknya adalah:

KM=\frac{l_k}{l_b}=\frac{3}{30}=0,1

Maka jawaban yang benar adalah 0.10

Soal 2

Gambar di bawah ini menunjukkan ilustrasi gerak sendi ketika mengangkat beban.

Soal PPG UP IPA Bisep dan Pesawat Sederhana

Gerak ini analog dengan gerak yang dihasilkan oleh …

A. Sendi geser
B. Sendi engsel pada lutut
C. Sendi ellips pergelangan tangan
D. Sendi pelana pada jari tangan
E. Sendi peluru pada lengan

Pembahasan

2. Indikator 2

Disajikan data atau narasi tentang pemanfaatan energi dalam proses biologis makhluk hidup tertentu, peserta dapat menganalisis transformasi energi pada proses biologis tersebut.

Soal 3

Budi mengkonsumsi 20 gram karbohidrat dengan asumsi 5% energi tersebut ia gunakan untuk latihan mengangkat beban. Beban yang diangkat Budi adalah barbel 10 kg setinggi 1 meter. Jika energi Karbohidrat adalah 4 Kkal/gram dan 1 Kkal setara dengan 4200 KJ, maka Budi dapat melakukan repetisi paling banyak ….

A. 84
B. 88
C. 108
D. 168
E. 180

Pembahasan

Langkah Pertama Tentukan Jumlah energi yang dihasilkan dari makan 20 gram Karbohidrat.

E=emQ_{s}

Keterangan:
E : Total Energi
e : persentase massa yang dirubah jadi energi
Qs : Jumlah Kalor sumber makanan pergramnya.

Hasilnya sebagai berikut

E=(5\%)(20 \ gram)(4 \ K kal/gram)= 4 \ Kkal

Langkah Kedua adalah merubah satuan Energi ke dalam Joule

(4  \ Kkal) \left( \frac{4200\ KJ}{1 \ Kkal} \right)=16800 \ KJ

Langkah Ketiga Energi 16800 KJ ini yang bisa dihabiskan mengangkat beban yang berarti memberikan energi Potensial. Jadi hitung dulu Energi Potensial setiap kali mengangkat beban

E_P=mgh=(10 \ kg)(10 \ m/s^2)(1)=100 J

Jadi setiap kali mengangkat beban kita menghabiskan 100 J, maka Energi sebesar 16800 KJ, bisa digunakan untuk mengangkat beban sebanyak

n = \frac{16800 \ KJ}{100 \ KJ} = 168 \ kali

Jawabannya adalah adalah 168 kali.

Soal 4

Dahlan memiliki massa 42 kg, berlari mengelilingi lapangan dengan keliling 100 m. Jika 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 KKal dan Efisiensi perubahan Karbohidrat ke Energi dalam tubuh Budi bisa mencapai 10 %, berapakah jumlah karbohidrat minimal yang harus dikonsumsi budi agar bisa berlari keliling lapangan sebanyak 10 kali …. (Asumsikan cara berlari Budi efektif hanya menghasilkan energi mekanik mendatar dan 1 Kkal = 4200 Joule)

A. 100 gram
B. 150 gram
C. 200 gram
D. 250 gram
E. 300 gram

Pembahasan

Langkah I – Asumsikan bahwa Dahlan berlari sangat efektif sehingga energi yang ia butuhkan untuk berpindah hanya total beratnya dikali dengan jarak tempuh nya saja. Dengan total energi yang dibutuhkan untuk keliling 10 kali adalah :

E=N.ws

Keterangan
N : Jumlah putaran
w : berat (N)
s : jarak tempuh

Dengan demikian besar energi yang dibutuhkan untuk pindah adalah …

E = (10)(420\ N)((100 \ m) = 420 \ KJ

Langkah II – Ubah energi tersebut ke dalam satuan Kalori

(420 \ KJ) \left( \frac{1 \ Kkal}{4,2 \ KJ} \right)=100 \ Kkal

Jadi total energi yang dibutuhkan untuk mengelilingi lapangan sebanyak 10 kali paling sedikit adalah 100 KKal.

Langkah III – Hitung jumlah (gramasi) karbohidrat minimal yang harus di makan termasuk efektifitas tubuh Dahlan merubah karbohidrat menjadi energi.

E=emQ_{s}

Keterangan:
E : Total Energi
e : persentase massa yang dirubah jadi energi
Qs : Jumlah Kalor sumber makanan pergramnya.

100 \ Kkal =(10\%)(m)(4 \ KKal/g)
m=\frac{100}{(0,1)(4)}=250 \ g

Jadi massa minimal karbohidrat yang dimakan adalah 250 gram.

3. Indikator 3

Disajikan kasus pengaturan suhu pada makhluk hidup atau dalam teknologi sederhana, peserta dapat menganalisis keterkaitannya dengan kalor untuk perubahan wujud

Soal No 5

Ketika seseorang latihan berat seperti berlari, proses metabolisme dalam tubuh akan meningkat dan menghasilkan lebih banyak kalor di dalam tubuh. Agar tubuh tetap berada pada suhu normal secara fisiologi (37oC) maka tubuh mengeluarkan keringat. Pendapat berikut yang benar suhu tubuh adalah …

A. Keringat keluar dari tubuh karena suhu udara luar lebih dingin
B. Kalor dalam tubuh membuat keringat keluar
C. Keringat membantu suhu mendapatkan kalor
D. Keringat membantu mengeluarkan garam dari dalam tubuh
E. Keringat Membantu tubuh mengeluarkan Kalor

Pembahasan

Keringat yang terdiri dari sebagian air membawa sejumlah kalor yang cukup besar. Hal ini karena kapasitas kalor air relatif besar. Ketika tubuh kita kelebihan kalor, Sistem ekskresi dan sekresi tubuh saling berkoordinasi untuk mengeluarkan panas tersebut melalui keringat agar suhu tubuh tetap 37oC.

Jadi jawaban yang benar Keringat Membantu tubuh mengeluarkan Kalor.

Soal 6

Pada saat seseorang merasa kedinginan, terkadang secara naluri kita menggosok-gosokan tangan kita secara cepat. Pernyataan yang benar tentang kejadian ini adalah …

A. Agar kita dapat mengabaikan rasa dingin karena fokus dengan aktivitas menggosokkan tangan
B. Menggosokan tangan akan menghasilkan panas karena gesekan antara tangan
C. Hawa dingin tidak suka dengan gesekan yang terjadi antara telapak tangan
D. Menggosokan tangan dapat mengeluarkan dingin dari dalam tubuh
E. Tangan adalah sumber panas cadangan bagi tubuh manusia

Pembahasan

Kalor secara spontan mengalir dari objek bersuhu tinggi ke suhu rendah. Ketika seorang kedinginan otak sudah memiliki informasi jika tubuh membutuhkan kalor lebih, hal ini yang membuat kita biasanya akan menggosok-gosokkan kedua tangan. Jika tidak pernah memiliki pengalaman menggosokkan tangan atau informasi ini tidak ada di otak maka tubuh akan secara otomatis bergetar (menggigil). Getaran ini juga dapat meningkatkan metabolisme tubuh secara terbatas sehingga mengganti kalor yang hilang karena keluar dari tubuh akibat udara yang dingin.

Jadi jawaban yang benar adalah Menggosokkan tangan akan menghasilkan panas karena gesekan antara tangan.

4. Indikator 4

Disajikan data atau narasi tentang pemanfaatan bahan dalam kehidupan, peserta dapat menganalisis hubungan antara pemanfaatan bahan dengan sifat bahan.

Soal 7

Gambar dibawah menunjukkan instalasi transportasi energi listrik yang dibuat dari bahan besi dan dipasang Kendur.

Kabel Listrik Listrik di pasang Kendur

Dengan demikian jika listrik akan dialirkan sejauh 10 km, maka akan dibutuhkan kabel lebih besar dari 10 km, untuk mengakomodasi kelebihan panjang dari kenduran listrik. Pernyataan yang benar dari sistem transportasi di atas adalah …

A. Besi adalah bahan yang murah jadi digunakan lebih banyak lebih baik
B. Listrik yang dihasilkan lebih banyak jika panjang kabel lebih panjang
C. Untuk memaksimalkan bahan besi agar tidak tersisa
D. Mencegah kabel putus pada saat menyusut
E. Kabel kendur lebih estetik di pasang kendur

Pembahasan

Kabel yang terbuat dari kabel memiliki koefisien muai panjang yang relatif besar, maka benda ini harus di pasang kendur agar ketika menyusut, besi tidak putus atau malah merobohkan tiang.

Jadi jawaban yang benar adalah Mencegah kabel putus pada saat menyusut.

Soal 8.

Chassis Mobil analog dengan kerangka pada manusia yang membuat mobil memiliki bentuk kokoh dan kuat. Chassis ini berbahan baja yang dibuat dari campuran besi dan carbon. Pernyataan yang tepat tentang Besi dan Baja adalah …

A. Baja lebih mudah dibentuk menjadi chassis
B. Besi bisa menghantarkan listrik
C. Baja tahan dengan suhu panas
D. Besi lebih mudah berkarat
E. Baja lebih kuat dari besi

Pembahasan

Fungsi utama dari chassis adalah rangka yang menjaga bentuk mobil agar tetap kokoh agar bisa menopang berat yang ditopang mobil. Selain itu rangka yang kuat ini juga memberikan daya dukung keselamatan ketika terjadi kecelakaan. Dengan demikian Baja lebih cocok menjadi Chasis karena memiliki struktur fisis yang lebih kuat dari besi.

Ahmad Dahlan God does not play dice with the Cosmos.

Tinggalkan Balasan