Pembahasan Soal Fisika | UTUL UGM 2018 kode 576 (part 2)

kali ini kita akan melakukan Pembahasan soal UTUL UGM 2018 dengan kode soal 576 Fisika. Sangat cocok buat teman-teman yang berencana ingin melanjutkan study ke UGM jurusan MIPA. Pembahasan soal UTUL UGM 2018 akan dibagi menjadi dua bagian agar tidak terlalu panjang dengan teknik pembahasan ala saya hehehe...,ini adalah bagian kedua semoga mudah dipahami dan bermanfaat bagi para pembaca. Selamat menikmati

Soal nomor 26

Berkas cahaya yang datang pada suatu medium dengan sudut sinar datang terhadap garis normal 30⁰ sebagian dipantulkan kembali ke udara dan sebagian lagi dibiaskan. Jika berkas sinar pantul dan berkas sinar bias saling tegak lurus satu dengan yang lain, maka indeks bias medium adalah sebesar ....
A. √2
B. 1/√2
C. √3
D. 1/√3
E. 2
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 26:

Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut

Besar sudut bias r adalah
β = 90 – 90 – i
β = - i
r = 90 – β
r = 90 – (- i)
r = 90 + i
Berdasarkan hukum snellius kita dapat menuliskan
n₁ sin i = n₂ sin r
n₁ sin i = n₂ sin (90 + i)
n₁ sin i = n₂ cos i

Soal nomor 27

Sebuah lensa terbuat dari bahan dengan indeks bias 1,5 memiliki titik api 20 cm di udara. Lensa lain dengan geometri yang sama terbuat dari bahan dengan indeks bias 1,4. Berapakah jarak titik api lensa kedua ini?
A. 15 cm
B. 25 cm
C. 32 cm
D. 35 cm
E. 42 cm
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 27:

Berdasarkan soal dapat diketahui
n₁ = 1,5
f₁ = 20 cm
n₂ = 1,4
f₂ ... ?
hubungan antara indeks bias lensa dengan titik fokus lensa terlihat pada persamaan berikut ini

Karena ukuran kedua lensa adalah sama, kita dapat menuliskan perbandingan antara fokus dengan indeks bias lensanya sebagai berikut (indeks bias udara (n_u) = 1)

Soal nomor 28

Suatu gas ideal dengan volume 273 cm³ mula-mula bersuhu 20 ⁰C. kemudian gas tersebut dipanaskan pada tekanan konstan hingga suhunya 30 ⁰C. pertambahan volumenya adalah ....
A. 10 cm³
B. 20 cm³
C. 30 cm³
D. 40 cm³
E. 50 cm³
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 28:

Berdasarkan soal dapat diketahui
V1 = 273 cm³
T₁ = 20 ⁰C = 293 K
T₂ = 30 ⁰C = 303 K
ΔV ... ?
Perbandingan antara suhu dengan volume dapat dilihat pada persamaan berikut

Dimana perubahan volume adalah ΔV = V₂ – V₁ sehingga dengan memasukkan hasil persamaan di atas kita akan mendapatkan

Pilihan jawaban yang paling mendekati adalah 10 cm³

Soal nomor 29

150 gram air pada gelas A ingin diketahui suhunya dengan cara dicampur dengan air yang sudah diketahui suhunya. 100 gram air dari gelas A dicampur dengan 200 gram air bersuhu 48 ⁰C. sisanya 50 gram air dari gelas A dicampur dengan 150 gram bersuhu 50 ⁰C. ternyata suhu akhir kedua campuran tersebut sama. asumsikan tidak ada kalor yang hilang ke udara maupun ke wadah air. suhu air mula-mula pada gelas A adalah ....
A. 72 ⁰C
B. 66 ⁰C
C. 60 ⁰C
D. 56 ⁰C
E. 54 ⁰C
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 29:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m_A = 150 gram
Pada gelas 1
m_A1 = 100 gram
m₂ = 200 gram
T₂ = 48 ²C

Pada gelas 2
m_A2 = 50 gram
m₃ = 150 gram
T₃ = 50 ⁰C
Suhu akhir kedua gelas adalah sama (misalkan T’)

Untuk menyelesaikan persoalan ini kita dapat menerapku konsep asas black pada kedua gelas seperti berikut ini
Gelas 1
Q_lepas = Q_terima
m_A1 c_air ΔT_A1 = m₂ c_air ΔT₂
m_A1 ΔT_A1 = m₂ ΔT₂
100 (T_A – T’) = 200 (T’ – 48)
T_A – T’ = 2(T’ – 48)
T_A – T’ = 2T’ – 96
T_A – 3T’ = – 96 ... (1)

Gelas 2
Q_lepas = Q_terima
m_A2 c_air ΔT_A2 = m₃ c_air ΔT₃
m_A2 ΔT_A2 = m₃ ΔT₃
50 (T_A – T’) = 150 (T’ – 50)
T_A – T’ = 3 (T’ – 50)
T_A – T’ = 3T’ – 150
T_A – 4T’ = – 150 ... (2)
kita dapat menentukan besar TA dengan menggunakan metode eliminasi dimana persamaan (1) dikalikan 4 dan persamaan (2) dikalikan 3. Sehingga menjadi
4T_A – 12T’ = – 384
3T_A – 12T’ = – 450 -
T_A = 66 ⁰C
Jadi suhu awal air dalam gelas A adalah 66 ⁰C

Soal nomor 30

Dalam eksperimen efek fotolistrik, bila frekuensi cahaya yang digunakan sudah di atas ambang batas terjadinya efek fotolistrik, maka potensial penghenti akan memberikan energi ....
A. kinetik minimum elektron yang dapat lepas dari logam
B. potensial minimum elektron yang dapat lepas dari logam
C. kinetik maksimum elektron yang dapat lepas dari logam
D. potensial maksimum elektron yang tidak dapat lepas dari logam
E. potensial minimum elektron yang tidak dapat lepas dari logam
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 30:

Karena potensial penghenti digunakan untuk menghentikan gerak elektron yang keluar dari logam saat terjadi efek fotolistrik. Dalam percobaan efek fotolistrik, besar energi yang pada potensial henti ini diasumsikan sama dengan besar energi kinetik maksimum yang dimiliki elektron saat keluar dari logam. Secara matematis hubungan antara potensial henti dengan energi kinetik maksimum dituliskan
EK_maks = e V₀
Dimana
e = muatan elektron
V₀ = besar potensial henti

Soal nomor 31

Usaha yang harus diberikan untuk menaikkan kecepatan sebuah partikel bermassam dari 0,6c menjadi 0,8c adalah sebesar ....
A. 10/48 mc²
B. 10/24 mc²
C. 10/12 mc²
D. 1/24 mc²
E. 1/12 mc²
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 31:

Berdasarkan soal dapat diketahui
v₁ = 0,6 c
v₂ = 0,8 c
Besarnya usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik yang terjadi, secara matematis dapat ditulis

Jurus Jitu
Perhatikan persamaan energi kinetik di atas, nilai

Sehingga persamaan energi kinetiknya dapat ditulis EK = m₀c²(γ – 1)
Ada suatu hubungan antara nilai v dengan γ seperti pada phytagoras, perhatikan tabel berikut

Dengan menggunakan konsep di atas, maka dengan mudah kita dapat menentukan nilai konstanta γ dari nilai v. sehingga kita dapat menerapkannya dalam persamaan di atas sehingga
v₁ = 0,6 , maka γ₁ = 10/8
v₂ = 0,8 , maka γ₂ = 10/6

W = ΔEK
W = EK₂ – EK₁
W = m₀c²(γ₂ – 1) - m₀c²(γ₁ – 1)
W = m₀c²(γ,sub>2 – 1 - γ₁ + 1)
W = m₀c²(γ₂ – γ₁)
W = m₀c²(10/6 – 10/8)
W = m₀c²(40/24 – 30/24)
W = 10/24 m₀c²

Soal nomor 32

Suatu inti radioaktif A memiliki waktu paruh 12 jam. jika suatu sampel yang pada saat awal berisi m0gram inti atom A, maka selama waktu t = 48 jam hingga t = 60 jam, banyaknya inti A yang meluruh adalah sebanyak....
A. m₀/32
B. m₀/16
C. m₀/8
D. m₀/4
E. m₀/2
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 32:

Berdasarkan soal dapat diketahui
T ½ = 12 jam
Massa awal = m₀
t₁ = 48 jam
t₂ = 60 jam
waktu paruh adalah waktu yang diperlukan suatu inti radioaktif untuk meluruh menjadi setengahnya, dalam soal ini waktu paruh inti radioaktif A adalah 12 jam, yang berarti inti akan berkurang menjadi setengahnya dalam waktu 12 jam. maka kita dapat dengan mudah menentukan jumlah inti radioaktif dalam waktu tertentu seperti berikut

Jadi dalam selang waktu 48 jam sampai 60 jam jumlah inti yang berkurang adalah (1/32 – 1/16)m₀ = 1/32 m₀

Soal nomor 33

Momentum suatu elektron awalnya sama dengan mc. Untuk memperkecil panjang gelombang deBroglie ini agar menjadi setengah dari semula maka energi total elektron tersebut harus menjadi ...
A. √2 mc²
B. √3 mc²
C. √4 mc²
D. √5 mc²
E. √6 mc²
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 33:

Berdasarkan soal dapat diketahui
P₁ = mc
λ₂ = ½ λ₁
Etot ... ?
panjang gelombang de broglie dapat dirumuskan

Berdasarkan persamaan di atas, maka dapat diketahui bahwa
Panjang gelombang (λ) berbanding terbalik dengan momentum (p)
Sehingga persamaan perbandingannya dapat ditulis

Soal nomor 34

Suatu partikel dengan massa diam m memiliki momentum √0,44 mc Energi kinetik dari partikel ini adalah ....
A. 0,5 mc²
B. 0,4 mc²
C. 0,3 mc²
D. 0,2 mc²
E. 0,1 mc²
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 34:

Berdasarkan soal dapat diketahui
p = √0,44 mc
m₀ = m
energi kinetik dapat ditentukan dengan persamaan
E = EK + E₀
E² = (EK + E₀)²
E² = EK² + 2EK.E₀ + E₀² ... (1)
E² = E₀² + p²c² ... (2)
Berdasarkan persamaan (1) dan (2) kita dapat menuliskan
EK² + 2EK.E₀ + E₀² = E₀² + p²c²
EK² + 2EK.E₀ - p²c² = 0
EK² + 2EK.E₀ – (√0,44 mc)²c² = 0
EK² + 2EK.E₀ – 0,44 m²c⁴ = 0 (E₀ = mc²)
EK² + 2EK.E₀ – 0,44 E₀² = 0
Untuk menentukan nilai EK kita akan menggunakan rumus abc yakni

Jadi energi kinetiknya adalah 0,2 mc²

Soal nomor 35

Dua buah satelit M dan N masing-masing mengitari planet P yang berbentuk bola pada ketinggian berturut-turut 1000 km dan 6000 km dari permukaan planet tersebut. periode satelit M dan N berturut-turut 8 jam dan 27 jam. jari-jari planet P tersebut adalah ....
A. 1000 km
B. 2000 km
C. 3000 km
D. 4000 km
E. 6000 km
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 35:

Berdasarkan soal dapat diketahui
h_M = 1000 km
h_N = 6000 km
T_M = 8 jam
T_N = 27 jam
Hubungan antara periode dan jari-jari dirumuskan oleh Keppler sebagai berikut

R disini yang dimaksud adalah jarak dari satelit ke pusat planet (h + r), sehingga persamaan di atas dapat ditulis
4(r_P + h_N) = 9(r_P + h_M)
4(r_P + 6000) = 9(r_P + 1000)
4r_P + 24000 = 9r_P + 9000
15000 = 5r_P
r_P = 3000 km

demikian pembahasan soal fisika yang terdapat pada ujian tulis (UTUL) UGM tahun 2018 dengan kode soal 576, semoga bermanfaat bagi para pembaca sekalian