Pembahasan Soal UTBK 2019 | Fisika (Part 1)

Berdasarkan permintaan salah satu pembaca kali ini kita akan melakukan Pembahasan soal UTBK 2019 Fisika. Sejak tahun 2019 SBMPTN tulis ditiadakan dan diganti dengan UTBK yang berbasis komputer, dimana fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang diujikan. Pembahasan soal UTBK 2019 Fisika akan dibagi menjadi dua bagian agar tidak terlalu panjang dengan teknik pembahasan ala saya hehehe..., semoga mudah dipahami dan bermanfaat bagi para pembaca. Selamat menikmati

Soal nomor 1
Satuan-satuan berikut merupakan satuan besaran pokok, KECUALI ....
A. kelvin, mole, celcius
B. meter, sekon, kandela
C. celcius, kilogram, mole
D. kandela, meter, watt
E. kilogram, kelvin, ampere 

  Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 1:

Besaran pokok ada 7 yakni

Tips:
Ciri besaran turunan antara lain:

• Satuannya terdiri dari beberapa satuan
Misalnya:
Kecepatan satuannya m/s (terdiri dari 2 satuan)
Gaya satuannya N atau kgm/s² (terdiri dari 4 satuan)
Daya satuannya watt atau kg.m²/s³ (terdiri dari 6 satuan)
• Memiliki rumus
Misalnya:
Kecepatan rumusnya v = s/t
Gaya rumusnya F = m a
Daya rumusnya P = W/t

Jadi dari pilihan jawaban yang tersedia hanya satuan “watt” yang merupakan satuan dari besaran turunan daya

Soal nomor 2
Mobil A dan mobil B bergerak saling menjauh dari saat t = 0 s dengan kecepatan konstan berturut-turut sebesar 20 m/s dan 30 m/s. pada saat t = ... s, keduanya terpisah sejauh 1200 m dan jarak tempuh mobil A pada saat itu adalah .... m
A. 12 dan 480
B. 12 dan 680
C. 12 dan 720
D. 24 dan 480
E. 24 dan 720
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 2:

Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut

Berdasarkan gambar di atas kita dapat mengetahui bahwa
S_tot = S_A + S_B
S_tot = v_A t_A + v_B t_B
1200 = 20 . x + 30 . x
1200 = 50x
24 s = x (perhatikan pilihan jawaban D dan E)
S_A = v_A t_A
S_A = 20 . 24
S_A = 480 m
Jadi agar jarak kedua mobil 1200 m, dibutuhkan 24 s dan mobil A telah menempuh 480 m

Informasi beriku digunakan untuk menjawab soal No. 3 dan 4
Suatu balok bermassa 2 kg yang berada pada suatu bidang datar licin mengalami dua gaya konstan seperti ditunjukkan gambar dengan F = 10 Newton. Kecepatan pada saat t = 0 s adalah 2 m/s ke arah kiri.

Soal nomor 3
Besar gaya normal yang bekerja pada balok (dalam satuan newton) dan percepatan balok (dalam satuan m/s²) berturut-turut sama dengan ....
A. 12 dan 3
B. 18 dan 6
C. 28 dan 3
D. 34 dan 6
E. 40 dan 3
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 3:

Gaya normal (N) adalah gaya yang tegak lurus bidang, selain gaya normal juga ada gaya berat (w) yang berpengaruh pada benda tersebut. diagram gaya yang bekerja pada benda m adalah

Perhatikan pada sumbu y berlaku
ΣF_y = 0 (total gaya yang ke arah atas sama dengan total gaya yang ke arah bawah)
N = w + 4F/5
N = mg + 4F/5
N = 2 . 10 + 4 . 10/5
N = 20 + 8
N = 28 N
Jadi besar gaya normalnya adalah 28 N (hanya pilihan “C” yang benar)
Tips:
Karena sudah mengetahui jawabannya, maka kita tidak harus mencari percepatannya (berarti percepatannya 3 m/s²) bisa lanjut ke soal selanjutnya untuk mempersingkat waktu

Soal nomor 4
Perpindahan balok selama t detik pertama adalah ....
A. (2t – 3t²) m
B. (-2t + 3t²) m
C. (2t – 4,5t²) m
D. (-2t + 1,5t²) m
E. (2t – 1,5t²) m
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 4:

Berdasarkan soal maka dapat diketahui
v₀ = - 2 m/s (tanda negatif menunjukkan arah ke kiri)
sehingga persamaan posisinya adalah
s = v₀ t + ½ at²
s = (-2) t + ½ (3) t²
s = -2t + 1,5 t²

Informasi berikut digunakan untuk menjawab soal No. 5 dan 6
Sebuah beban bermassa m yang diikatkan pada ujung kanan sebuah pegas dengan konstanta pegas k diletakkan pada lantai datar dengan ujung pegas sebelah kiri terikat pada dinding. Beban ditarik ke kanan sampai ke titik A yang berjarak a dari titik setimbang dan kemudian dilepaskan sehingga berosilasi.

Soal nomor 5
Setelah dilepas, beban bergerak ke kiri melewati titik setimbang O dan berhenti sesaat pada jarak b di sebelah kiri titik setimbang. Kemudian, beban bergerak ke kanan dan berhenti sesaat pada jarak c di sebelah kanan titik setimbang. Apabila Ek adalah energi kinetik sistem dan Ek di O sama dengan ½ kb², maka ....
A. b < c
B. b > c
C. b < a
D. b = a
E. b > a
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 5:

Soal tersebut dapat diilustrasikan sebagai berikut

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam gambar gerak osilasi di atas adalah

Ketika benda berada di titik setimbang
Energi kinetik maksimal (EK_max)
Energi potensial minimal (EP = 0)
Kecepatan benda maksimal (v_max)

Ketika benda berada di titik amplitudo
Energi potensial maksimal (EP_max)
Energi kinetik minimal (EK = 0)
Kecepatan benda minimal (v = 0)

Jadi ketika benda yang berosilasi bergerak dari titik kesetimbangan menuju titik amplitudo terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi potensial begitu pula sebaliknya dengan berlaku hukum kekekalan energi mekanik.

Sehingga pada soal, berlaku titik A merupakan titik amplitudo karena pada awalnya benda ditarik sampai titik A dan B juga merupakan titik amplitudo hal ini ditandai dengan pada saat benda mencapai titik B benda berhenti sesaat (v = 0). Berlaku pula hukum kekekalan momentum yakni
EM_B = EM_O = EM_A
EP_B = EK_O = EP_A
½ kb² = ½ kb² = ½ ka²
(EP = ½ kx²)
Jadi dapat dikatakan b = a

Soal nomor 6
Setelah dilepas, beban bergerak ke kiri melewati titik setimbang dan berhenti sesaat di titik B, pada jarak b di sebelah kiri titik setimbang. Andaikan lantai kasar dan sampai di titik setimbang energi mekanik berkurang e, usaha gaya gesek dari titik A sampai titik B adalah ....
A. e (a + b)/a
B. -e (a + b)/a
C. e (a - b)/a
D. e (b - a)/a
E. -e(a + b)/b
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 6:

Berdasarkan soal dapat diketahui bahwa energi mekanik berkurang sebesar e ketika benda bergerak dari titik A ke titik kesetimbangan yang dikarenakan adanya gaya gesek antara benda dengan lantai. Secara matematis usaha yang dilakukan oleh gaya gesek dari titik A ke titik setimbang dapat ditulis
W_f = ΔEM (usaha sama dengan perubahan energi mekanik)
f . s = - e (usaha gaya gesek bernilai negatif karena berlawanan arah dengan perpindahan)
f . a = -e
f = - e/a

usaha oleh gaya gesek dari titik A ke titik B adalah
W_AB = f . s_AB
W_AB = -e/a (a + b)
W_AB = -e(a + b)/a

Soal nomor 7

Sebuah benda A bermassa m_A bergerak sepanjang sumbu x positif dengan laju konstan. benda tersebut menumbuk benda B bermassa m_B yang diam. Selama tumbukan gaya interaksi yang dialami benda B ditunjukkan dalam gambar. Jika laju benda A setelah bertumbukan adalah v_A, lajunya mula-mula adalah ....
A. v_A + 2F₀(Δt₀)/m_A
B. v_A + F₀(Δt₀)/2m_A
C. v_A+ F₀(Δt₀)/m_B
D. v_A + 2F₀(Δt₀)/(m_A + m_B)
E. v_A + F₀(Δt₀)/ 2(m_A + m_B)
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 7:

Perhatikan bahwa setelah benda A menumbuk benda B yang diam, maka benda A akan berbalik arah (dalam perhitungan kecepatannya bernilai negatif) dan Luas grafik hubungan gaya dan waktu di atas menunjukkan impuls yang bekerja pada suatu benda. Sehingga berlaku
I = ΔP
½ F₀ Δt₀ = m (v – v₀)
½ F₀ Δt₀ = m_A (-v_A – v₀)
½ F₀ Δt₀/m_A = -v_A – v₀
F₀ Δt₀/2m_A + v_A = – v₀
-(F₀ Δt₀/2m_A + v_A) = v₀
Tanda negatif (-) menunjukkan kecepatan benda A sebelum tumbukan berlawanan arah dengan kecepatan benda A setelah tumbukan

Soal nomor 8

Sebuah silinder bermassa 5 kg dengan jari-jari 50 cm berada dalam celah lantai miring seperti ditunjukkan gambar. sudut kemiringan salah satu sisi lantai adalah θ (tan θ = ¾ ). Jika silinder ditarik dengan gaya horizontal F = 90 N dan momen inersia relatif terhadap titik A adalah 2,0 kgm², percepatan sudut sesaat silinder relatif terhadap titik A adalah ....
A. 3,0 rad/s²
B. 3,5 rad/s²
C. 4,0 rad/s²
D. 4,5 rad/s²
E. 5,0 rad/s²
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 8:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 5 kg
R = 50 cm = 0,5 m
F = 90 N
I = 2,0 kgm²
tan θ = ¾ , sehingga
sin θ = 3/5 = 0,6
cos θ = 4/5 = 0,8
α ... ?
Diagram gaya yang bekerja pada sistem dapat digambarkan sebagai berikut

Untuk menentukan percepatan sudut benda, kita dapat menggunakan hukum II Newton untuk gerak rotasi dengan poros di A seperti berikut :
Στ = I α
τF – τw = I α
F R sin θ – w R cos θ = I α
F R sin θ – mg R cos θ = I α
90 . 0,5 . 0,6 – 5 . 10 . 0,5 . 0,8 = 2 α
27 – 20 = 2 α
7 = 2 α
α = 3,5 rad/s²
jadi percepatan sudut sesaat silinder relatif terhadap titik A adalah 3,5 rad/s²

Soal nomor 9
Seutas pita elastis memiliki panjang ℓ dan lebar b. Jika salah satu ujung pita itu diklem pada dinding dan ujung yang lain ditarik dengan gaya sebesar F, pita itu bertambah panjang sebesar Δℓ. Pita kedua memiliki panjang ℓ dan lebar 2b serta ketebalan yang sama. jika salah satu ujung pita kedua itu diklem pada dinding dan ujung yang lain ditarik dengan gaya sebesar F, pita bertambah panjang 2Δℓ. Rasio modulus Young pita kedua dan modulus Young pita pertama adalah ....
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 9:

Berdasarkan soal kita dapat mengetahui ada dua pita yang masing-masing memiliki
L₁ = ℓ (panjang)
l₁ = b (lebar)
F₁ = F
ΔL₁ = Δℓ
L₂ = ℓ (panjang)
l₂ = 2b (lebar)
F₂ = F
ΔL₂ = 2Δℓ
t₁ = t₂ (tebal)
E₂/E₁ ... ?
Persamaan untuk modulus Young adalah

Luas penampang (A) adalah lebar kali tinggi
Berdasarkan persamaan di atas kita dapat mengetahui bahwa
E berbanding terbalik dengan A
E berbanding terbalik dengan Δℓ
Sehingga kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya sebagai berikut

Jadi perbandingan modulus young pita kedua dan pertama adalah 1 : 4

Soal nomor 10
Gas sebanyak n mol dan bersuhu T kelvin disimpan dalam sebuah silinder yang berdiri tegak. Tutuk silinder berupa piston bermassa m kg dan luas penampang S m² dapat bergerak bebas. Mula-mula piston diam dan tinggi kolom gas h meter. Kemudian, piston ditekan sedikit ke bawah sedalam y meter, lalu dilepaskan sehingga berosilasi. Jika suhu gas tetap, gas berperilaku sebagai pegas dengan konstanta k dan 1/(h – y)= 1/(h ) (1+y/h), tekanan gas sama dengan ... pascal
A. kh/S
B. kh/nR
C. kh/RT
D. kh2/nS
E. kh2/TS
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 10:

Berdasarkan soal dapat diketahui
Jumlah gas = n mol
Suhu = T
Massa = m
Luas penampang = S
Tinggi kolom total = h
Ketinggian kolom = h – y
Konstanta pegas = k
Gas berperilaku seperti pegas
P ... ?
Untuk pegas berlaku persamaan
F = k Δx ... (1)
Usaha yang dilakukan ketika piston ditekan adalah
W = P ΔV
F . s = P ΔV ... (2)
dimana
s = jarak piston ditekan (y)
V = A . t (luas alas dikali ketinggian)
V₁ = S . h (sebelum di tekan)
V₂ = S . (h – y)
ΔV = V₂ – V₁
ΔV = Sh – S(h – y)
ΔV = Sy ... (3)
Substitusikan pers (3) dan (1) ke pers (2)
k Δx . y = P S y
k Δx = P S
P = kΔx/S

Jurus jitu:
Selain menggunakan persamaan di atas soal ini juga bisa di kerjakan dengan menggunakan analisis dimensi atau satuan (saya menggunakan satuan, supaya lebih familiar)
Perhatikan satuan dari
Konstanta pegas (k) = N/m
Tekanan (P) = pascal atau N/m²
Kita dapat menulis
N/m² = C (N/m) dimana C adalah “sesuatu” yang kita cari)
N/m² = (m/m²) (N/m) ... (a)
N/m² = (N/m²)
Jadi satuan yang dibutuhkan adalah (m/m²) atau besaran panjang dibagi besaran luas, jika persamaan (a) kita kembalikan ke besaran-besarannya akan menjadi
(perhatikan juga pilihan jawaban yang tersedia)
N/m² = (m/m²) (N/m)
P = (Δx/S) (k)² P = Δx k /S

Demikian pembahasan soal UTBK SBMPTN 2019 Fisika bagian satu, jika ada yang perlu ditanyakan bisa meninggalkan komentar di bawah. Pembahasan soal UTBK SBMPTN 2019 Fisika bagian dua akan segera diupload harap bersabar ya..hehehe

Kumpulan Latihan soal persiapan UTBK :

Latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN Fisika 2021 Part 1

Latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN Fisika 2021 Part 2

Pembahasan soal UTBK SBMPTN Fisika 2019 (part 1)

Pembahasan soal UTBK SBMPTN Fisika 2019 (part 2)