Pembahasan Soal UTBK 2019 | Fisika (Part 2)

Berdasarkan permintaan salah satu pembaca kali ini kita akan melakukan Pembahasan soal UTBK SBMPTN 2019 Fisika. Sejak tahun 2019 SBMPTN tulis ditiadakan dan diganti dengan UTBK SBMPTN yang berbasis komputer, dimana fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang diujikan. Pembahasan soal UTBK SBMPTN 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 11

Sebuah gelas ukur diisi dengan suatu cairan hingga ketinggian h. Sebuah batu dengan volume V dimasukkan ke dalam cairan itu sehingga tenggelam sepenuhnya. Jika luas penampang gelas ukur itu A dan percepatan gravitasi g, perubahan tekanan hidrostatis di dasar gelas ukur dan ketinggian ½ h berturut – turut adalah ....
A. ρg(V/A) dan ρg(V/A)
B. ρgh dan ρg(h/2)
C. ρg(h/2) dan ρgh
D. ρg(V/2A) dan ρg(V/A)
E. ρg(V/A) dan ρg(V/2A)
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 11:

Untuk lebih memahami soal tersebut, perhatikan ilustrasi berikut ini

Gambar (1) kondisi cairan sebelum batu dimasukkan memiliki ketinggian h gambar (2) adalah kondisi cairan ketika sebuah batu dimasukkan ke dalam bejana. Berdasarkan gambar tersebut kita dapat melihat terjadi perbedaan volume cairan yang ditunjukkan dengan perbedaan kedalaman cairan sebesar Δh dari sebelum ada batu dan setelah ada batu. Peningkatan volume cairan ini sama dengan volume batu yang dimasukkan, secara matematis dapat ditulis
Vbatu = ΔVcairan
V = A . Δh
Δh = V/A
Lebih jauh jika kita perhatikan perbedaan tekanan hidrostatis di dasar bejana (titik a dan b) dan pada ketinggian ½ h (titik c dan titik d) disebabkan karena adanya perbedaan kedalaman sebesar Δh ini. Jadi kesimpulannya adalah perbedaan tekanan hidrostatis di dasar bejana dan pada ketinggian ½ h adalah sama besar atau secara matematis dapat ditulis
ΔPac = ΔPcd = ΔP
Dimana
ΔP = ρgΔh
ΔP = ρg (V/A)
Jadi perbedaan tekanan hidrostatis pada dasar bejana dan pada ketinggian ½ h sebelum batu dimasukkan dan setelah batu dimasukkan sebesar ρg(V/A).

Soal nomor 12

Suatu selang mengalirkan gas dengan debit yang tetap. gas yang keluar dari ujung selang itu mendorong sebuah balok yang diletakkan pada lantai licin. tumbukan molekul-molekul gas dengan muka balok dianggap tumbukan lenting sempurna. Jika selang itu sekarang mengalirkan gas dengan debit yang sama, tetapi rapat massanya sepertiga rapat massa gas mula-mula, percepatan balok menjadi ....
A. seperempat kali semula
B. sepertiga kali semula
C. sama dengan semula
D. dua kali semula
E. empat kali semula
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 12:

Air yang keluar dari selang akan memberikan tekanan kepada balok, dalam hal ini kita dapat menganalisisnya menggunakan hukum Bernoulli ketika air keluar dari selang hingga mencapai balok dan tekanan ketika air mengenai balok.
Hukum Bernoulli
Ketika air keluar dari selang (1) hingga mencapai balok (2)
P₁ + ½ ρv₁² + ρgh₁ = P₂ + ½ ρv₂² + ρgh₂
Dimana
P₁ = P₀ (tekanan udara)
P₂ = P_b + P₀
v₂ = 0 (air berhenti ketika menabrak balok)
h₁ = h₂
sehingga persamaan hukum Bernoulli
P₀ + ½ ρv₁² = P_b + P₀
½ ρv₁² = P_b

Tekanan
Tekanan pada air yang mengenai balok berlaku
P = F/A
½ ρv₁² = m.a / A
½ ρv₁² A = m.a

Berdasarkan persamaan di atas, maka kita dapat mengetahui bahwa massa jenis sebanding dengan percepatan, sehingga ketika massa jenisnya berkurang menjadi sepertiganya maka percepatan balok juga berkurang menjadi sepertiganya.

Soal nomor 13

Dalam wadah tertutup A terdapat sejumlah es pada titik leburnya. Sementara itu, dalam wadah tertutup B terdapat sejumlah es asin (es yang terbuat dari air asin) pada titik leburnya yang massanya sama. kedua wadah terbuat dari logam. Kemudian, kedua wadah diletakkan saling bersentuhan. Pada keadaan akhir, terdapat air asin bersama es asin dalam wadah B dan es dalam wadah A, karena ....
A. kalor jenis es lebih besar daripada kalor lebur es asin
B. titik lebur es asin lebih tinggi daripada titik lebur es
C. kalor jenis es aris lebih besar daripada kalor lebur es
D. titik lebur es asin lebih rendah daripada titik lebur es
E. kalor jenis es asin lebih besar daripada kalor lebur es
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 13:

Yang harus dipahami bahwa kalor lebur merupakan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu benda, semakin besar kalor lebur suatu benda maka benda semakin susah melebur. sedangkan Titik lebur merupakan suhu dimana suatu benda akan mengalami proses melebur, semakin tinggi titik lebur suatu benda maka butuh waktu yang lebih lama bagi benda untuk melebur, begitu pula sebaliknya.
Berdasarkan soal tersebut diketahui bahwa pada keadaan akhir es air asin sebagian sudah melebur (atau mencair) sedangkan es masih belum ada yang melebur, hal ini menunjukkan bahwa es air asin lebih cepat melebur daripada es biasa yang artinya kalor lebur es air asin lebih kecil daripada kalor lebur es dan titik lebur es air asin lebih rendah dari pada titik lebur es.

Soal nomor 14

Sejumlah gas argon mengalami proses kuasistatik dari keadaan A ke keadaan B kemudian ke keadaan C dan kembali ke keadaan A seperti ditunjukkan gambar. anggaplah gas argon sebagai gas ideal. Skesta grafik temperatur gas sebagai fungsi volume pada proses AB yang mungkin adalah ....

pembahasan soal nomor 14:

Jika kita perhatikan grafik AB merupakan grafik garis lurus yang memiliki persamaan umum
y = mx + c
dimana sumbu y adalah P dan sumbu x adalah V, sehingga persamaan garis lurusnya dapat kita tulis
P = mV + c ... (1)
Substitusikan pers (1) ke dalam persamaan gas ideal sebagai berikut
PV = nRT (persamaan gas ideal)
(mV + c) V = nRT
mV² + cV = nRT
(m/nR)V2 + (c/nR)V = T
Berdasarkan persamaan di atas, kita dapat mengetahui bahwa
T sebagai fungsi kuadrat dari V Sehingga bentuk grafiknya merupakan bentuk grafik persamaan kuadrat seperti pada grafik “D”

Soal nomor 15

Simpangan suatu gelombang diberikan oleh

Dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. pernyataan yang benar untuk gelombang tersebut adalah ....
A. periode simpangan sebesar π s
B. kecepatan awal simpangan adalah 0,300 m/s
C. frekuensi simpangan π Hz
D. gelombang merambat dipercepat
E. laju perubahan simpangan adalah v = 0,6 sin (2t + π/6)
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 15:

Persamaan umum gelombang adalah
Y = A cos (ωt – kx + θ₀)
Dengan:
A : amplitudo
ω : kecepatan sudut (ω = 2π/T)
k : jarak dari awal gelombang (k = 2π/λ)
θ₀ : simpangan awal
jika kita bandingkan dengan persamaan yang ada di soal maka kita dapat mengetahui
A = 0,3 m
ω = 2
2π/T = 2
T = π s (pilihan “A” benar)
Sebenarnya sampai disini kita sudah bisa mengetahui jawabannya. Untuk membuktikan lainnya simak penjelasan berikut ini
f = 1/T
f = 1/π (pilihan “C” salah)
v = dy/dt
v = d/dt {0,3 cos (2t – x + π/6)}
v = - 0,6 sin (2t – x + π/6) (pilihan “E” salah)
ketika keadaan awal (t = 0 s, x = 0)
v = - 0,6 sin (2.0 – 0 + π/6)
v = - 0,6 sin (π/6)
v = – 0,3 m/s (pilihan “B” salah)
a = dv/dt
a = d/dt {- 0,6 sin (2t – x + π/6)}
a = - 1,2 cos (2t – x + π/6)
tanda negatif menunjukkan percepatan bernilai negatif yang artinya diperlambat
(pilihan “D” salah)

Soal nomor 16

Yang merupakan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung adalah ....
A. diperbesar, maya, tegak
B. diperbesar, nyata, terbalik
C. diperbesar, maya, tegak
D. diperkecil, nyata, tegak
E. diperkecil, maya, tegak 

Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 16:

Untuk cermin cembung benda selalu berada di ruang IV (depan cermin) dan bayangan akan berada di ruang I (belakang cermin) sehingga bayangan akan memiliki sifat : Maya, Tegak, Diperkecil. Proses pembentukan bayangannya seperti gambar berikut

Pernahkah kalian melihat kaca spion ketika sedang berkendara? Ketika kita melihat kaca spion maka kita akan melihat kendaraan di belakang kita secara utuh padahal ukuran kendaraan tersebut jauh lebih besar daripada ukuran kaca spion dengan roda tetap di bagian bawah. Hal ini dikarenakan kaca spion menggunakan cermin cembung sehingga bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak dan diperkecil. Coba bayangkan jika kaca spion menggunakan cermin cekung atau cermin datar, kira-kira apa yang terjadi ketika kita melihat kaca spion saat berkendara?

Soal nomor 17

Dua kapasitor identik dirangkai seri. Tiap kapasitor memiliki kapasitansi C. berapakah muatan keseluruhan yang harus disimpan pada rangkaian kapasitor itu agar energi listrik yang tersimpan pada tiap kapasitor itu sebesar W?
A. √CW
B. √2CW
C. 2√CW
D. 2√2CW
E. 4√CW
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 17:

Energi pada kapasitor dapat ditentukan dengan persamaan
W = ½ Q²/C,
Dimana pada rangkaian seri kapasitor berlaku jumlah muatannya yang melalui resistor adalah sama besar (Q₁ = Q₂ = ... = Q_seri). Sehingga besar muatan pada masing-masing resistor adalah
W = ½ Q²/C
Q² = 2WC
Q = √2WC

Soal nomor 18

Dua buah sumber tegangan, dua buah hambatan identik dan sebuah amperemeter ideal disusun menjadi rangkaian sederhana seperti ditunjukkan pada gambar (a). sumber tegangan e₁ adalah sumber tegangan yang besar tegangannya dapat diubah-ubah, sedangkan sumber tegangan e₂ tetap. Grafik antara arus yang terbaca pada amperemeter dan besar tegangan e₁ ditunjukkan oleh gambar b. Jika tegangan pada sumber e1 = 0, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaian adalah ....
A. 3,5 volt
B. 3,0 volt
C. 2,5 volt
D. 2,0 volt
E. 1,5 volt
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 18:

Berdasarkan gambar rangkaian (a) kita dapat mengetahui beberapa hal yakni

• Rangkaian merupakan rangkaian paralel
Vaf = Vbe = Vcd = Vtot
• Baterai disusun secara seri
Ujung kutub positif (garis panjang) pada baterai kedua (ε₂) dihubungkan ke kutub negatif (garis pendek) pada baterai pertama (ε₁) sehingga tegangan pada af adalah
Vaf = ε₁ + ε₂
• Amperemeter mengukur kuat arus total dalam rangkaian

Pada soal ditanyakan besar tegangan antara ujung b dan e ketika ε₁ sama dengan nol, jika kita hubungkan dengan penjelasan di atas maka kita dapat menulis
Vbe = Vaf
Vbe = ε₁ + ε₂
Vbe = ε₂
Jadi pada dasarnya kita diminta untuk menentukan besar ε₂. Untuk itu kita akan menganalisisnya menggunakan hukum Ohm yakni
Vtot = Itot . Rtot
ε₁ + ε₂ = Itot . Rtot ... (a)
kita dapat memasukkan data pada grafik yang ditunjukkan pada gambar (2) seperti berikut
0,5 + ε₂ = 5 x 10^-3 . Rtot (data 1)
3,0 + ε₂ = 10 x 10^-3 . Rtot (data 2) -

---

-2,5 = - 5 x 10^-3 . Rtot
0,5 . 10³ = Rtot

Substitusikan nilai Rtot pada salah satu data (misalkan pada data 2) sehingga
3,0 + ε₂ = 10 x 10^-3 . Rtot
3,0 + ε₂ = 10 x 10^-3 . 0,5 x 10³
3,0 + ε₂ = 5,0
ε₂ = 2,0 volt

Informasi berikut digunakan untuk menjawab soal nomor 19 dan 20

Partikel bermuatan +q yang bergerak dengan kecepatan v memasuki daerah bermedan magnetik B melalui titik O seperti ditunjukkan gambar. Arah medan magnetik B ke bawah

Soal nomor 19

Sesaat setelah melewati titik O, gaya yang bekerja pada partikel sama dengan ....
A. nol
B. ½ qvB
C. √3/2 qvB
D. qvB
E. √3 qvB
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 19:

Gaya Lorentz dapat ditentukan dengan persamaan
F = Bqv sin θ
maka
F = Bqv sin 60⁰
F = √3 /2 Bqv

Soal nomor 20

Di daerah bermedan magnetik, partikel bergerak dalam lintasan berbentuk ....
A. solenoida dengan sumbu melengkung
B. toroida dengan sumbu sejajar v
C. spiral dengan ukuran penampang mengecil
D. solenoida dengan sumbu sejajar medan magnetik
E. spiral dengan ukuran membesar 

Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 20:

Perhatikan gambar berikut

Gambar (a) menunjukkan kaidah tangan kanan untuk menentukan arah gaya lorentz dari sebuah muatan positif yang bergerak dengan kecepatan tertentu ketika melewati suatu medan magnet. Gambar (b) menunjukkan lintasan yang terbentuk jika muatan positif yang bergerak ke kanan dengan kecepatan v memasuki medan magnet B yang arahnya menjauhi pengaman (cross), lintasan yang terbentuk (lingkaran) dikarenakan kecepatan tegak lurus terhadap medan magnet sehingga arah gaya lorentz akan menuju pusat lingkaran.
Jika kecepatan tidak tegak lurus terhadap medan magnet (seperti pada soal No. 20) maka kita harus meninjau kecepatan dalam arah komponen – komponennya seperti berikut

(sumber: fundamentals of physics) Gambar (a) menunjukkan arah kecepatan yang membentuk sudut ϕ terhadap medan magnet B, komponen kecepatan ini dapat kita uraikan menjadi komponen kecepatan yang sejajar dengan medan magnet (v_∥) dan komponen kecepatan yang tegak lurus dengan medan magnet (v_⟘). komponen kecepatan yang tegak lurus terhadap medan magnet menentukan jari-jari lintasan yang terbentuk sedangkan komponen kecepatan yang sejajar dengan medan magnet menentukan jarak “pitch” atau jarak antara satu putaran, sehingga lintasan muatan yang terbentuk ketika kecepatannya tidak tegak lurus terhadap medan magnet adalah spiral atau helix (mirip dengan solenoida) dengan sumbu sejajar medan magnet seperti yang terlihat pada gambar (b) di atas.

Demikian pembahasan soal UTBK SBMPTN 2019 Fisika bagian dua, jika ada yang perlu ditanyakan bisa meninggalkan komentar di bawah. Semoga penjelasan yang ada mudah dipahami oleh para pembaca. Terima kasih

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)