Latihan soal ini dibuat dalam rangka untuk persiapan teman – teman yang akan mengikuti UTBK khususnya yang memilih peminatan SAINTEK, dalam artikel ini soal akan disediakan secara online sehingga teman – teman bisa mencobanya terlebih dahulu. Sedangkan pembahasannya akan tersedia di bawah soal. Sebelum mengerjakan soal latihan UTBK Fisika ini, perhatikan terlebih dahulu petunjuk pengerjaannya yakni Petunjuk A :
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat Petunjuk B :
Soal terdiri dari tiga bagian, yaitu pernyataan, kata sebab dan alasan yang disusun secara berurutan.
Pilihlah :
Jika pernyataan benar, alasan benar, dan keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat
Jika pernyataan benar dan alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat
Jika pernyataan benar dan alasan salah
Jika pernyataan salah dan alasan benar
Jika pernyataan dan alasan keduanya salah
Petunjuk C :
Pilihlah :
Jika (1), (2), dan (3) yang benar.
Jika (1) dan (3) yang benar.
Jika (2) dan (4) yang benar.
Jika hanya (4) yang benar.
Jika semuanya benar.
selamat mengerjakan
Berikut ini merupakan pembahasan dari latihan soal UTBK SBMPTN fisika di atas
pembahasan soal nomor 1:
Jarak benda dari grafik (v – t) sama dengan luas daerah di bawah grafik. untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut
Berdasarkan gambar di atas, luas daerah di bawah grafik dapat kita bagi menjadi 2 bagian yakni bagian a (persegi panjang) dan bagian b (trapesium). Sehingga jarak total selama 10 s adalah
S = La + Lb
S = (p x l) + ½ (a + b) t
S = (2 x 4) + ½ (4 + 20) 8
S = 8 + 96 S = 104 m
pembahasan soal nomor 2:
Pada benda yang diam, berlaku hukum I Newton (ΣF = 0) pernyataan benar, akan tetapi hukum I Newton menunjukkan yang bernilai nol adalah resultan gaya (ΣF) belum tentu tidak ada gaya yang bekerja pada benda, paling tidak ada gaya berat (w) dan gaya normal (N).
pembahasan soal nomor 3:
Gaya – gaya yang bekerja pada sistem dapat digambarkan sebagai berikut
Tinjau benda B
T – wB = 0
T = wB
T = mB g
T = 20 . 0 T = 200 N
Tinjau benda A
Pada sumbu y berlaku
Ty = wA
T cos θ = mA g
200 cos θ = 10 . 10
cos θ = ½ θ = 600
Pada sumbu x berlaku
Tx = F
T sin θ = F
200 sin 600 = F
200 ( ½ √3) = F F = 100√3 N
pembahasan soal nomor 4:
untuk benda yang menggelinding di atas bidang miring, benda akan mengalami dua gerakan yakni gerak translasi dan gerak melingkar, sehingga berdasarkan hukum kekekalan energi kita dapat menuliskan
EP = EKT + EKR
mgh = ½ mv2 + ½ I ω2
mgh = ½ mv2 + ½ k mR2 v2/R2 → “k” merupakan koefisien inersia benda
gh = ½ v2 + ½ k v2 2gh = (1 + k) v2
Berdasarkan persamaan di atas, kita dapat mengetahui bahwa semakin besar koefisien inersia benda maka kecepatan benda akan semakin kecil begitu pula sebaliknya (koefisien inersia berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan). Koefisien inersia untuk bola dan silinder berturut – turut adalah kB = 2/5 dan kS = ½. Karena kS > kB. maka vS < vB.
pembahasan soal nomor 5:
gaya – gaya pada sistem dapat digambarkan sebagai berikut
Untuk menganalisis soal seperti ini, kita dapat meninjau resultan gaya pada sumbu x, sumbu y dan resultan torsinya. Sumbu x
ΣFx = 0
NA – fs = 0
NA = fs NA = μ NB ... (1) Sumbu y
ΣFy = 0
NB – w = 0 NB = w... (2) Torsi
Karena yang ingin di tentukan adalah hubungan antara sudut θ dengan koefisien gesek tangga dengan lantai (di titik B), maka kita gunakan poros di A untuk menentukan resultan torsinya
Στ = 0
τw + τf – τNB = 0
w rw + fs rf – NB rB = 0
w . ½ L cos θ + μ w L sin θ – w L cos θ = 0
μ sin θ = cos θ - ½ cos θ
μ sin θ = ½ cos θ
2μ sin θ = cos θ
sin θ/ cos θ = 1/2μ tan θ = 1/2μ
pembahasan soal nomor 6:
Berdasarkan soal dapat diketahui
VTa = 60% V = 0,6 V (volume yang tercelup di air)
VTm = 30% V = 0,3 V (volume yang tercelup di minyak)
V = volume total benda
ρm = 0,8 gr/cm3
ρa = 1,0 gr/cm3
ρb .... ?
untuk mempermudah menganalisisnya kita dapat mengilustrasikan soal di atas seperti berikut.
Karena benda diam, maka kita dapat menuliskan hubungan gaya – gaya tersebut seperti berikut
Fa + Fm – w = 0
Fa + Fm = w
ρa VTa g + ρm VTm g = m g
ρa VTa + ρm VTm = ρb V
1 . 0,6 V + 0,8 . 0,4 V = ρb V
0,6 + 0,24 = ρb ρb = 0,84 gr/cm3
pembahasan soal nomor 7:
Tinjau gerak dari A ke B
Perlambatan yang dialami benda saat bergerak dari titik A ke titik B dapat ditentukan sebagai berikut
ΣF = m a
f = m a
8 = 2 a
a = 4 m/s2
setelah mengetahui perlambatan yang di alami benda saat bergerak dari titik A ke titik B, kita dapat menentukan kecepatan benda di titik A dengan menggunakan persamaan
vB2 = vA2 – 2as → vB = 0 (berhenti di titik B)
0 = vA2 – 2 . 4 . 3 vA2 = 24 tinjau gerak dari C ke A
Dari titik C ke titik A, kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi untuk menentukan kecepatan benda saat berada di titik A yakni sebagai berikut
EPC = EKA
mghC = ½ mvA2
gR = ½ vA2
10R = ½ 24 R = 1,2 m
pembahasan soal nomor 8:
Hubungan antara impuls dan momentum dapat dilihat pada persamaan berikut ini
I = ΔP
F Δt = m Δv
Berdasarkan persamaan di atas kita dapat mengetahui bahwa gaya berbanding terbalik dengan selang waktu, sehingga dapat ditulis persamaan perbandingannya
F1 Δt1 = F2 Δt2
F Δt = 2F Δt2 Δt2 = Δt/2
pembahasan soal nomor 9:
Berdasarkan soal dapat diketahui
ma = a
Ta = 420C
me = b
Te = -40C
me' = 50% b = 0,5b
a : b ...?
kita dapat menyelesaikan persoalan di atas dengan menggunakan azaz black, dimana kalor yang dilepaskan oleh air digunakan untuk menaikkan suhu es menjadi 00C dan meleburkan 50% es, sehingga azaz black dapat ditulis
Qlepas = Qterima
ma ca ΔTa = me ce ΔTe + 50%me Le
a . 1 . (42 – 0) = b . 0,5 (0 – (-4)) + 0,5b . 80
42a = 2b + 40b
42a = 42b a : b =1 : 1
pembahasan soal nomor 10:
Berdasarkan soal dapat diketahui
T1A= 800 K
ηA = 40% = 0,4
ηB = 50% = 0,5
T1B .... ?
Persamaan efiensi pada mesin carnot adalah
Untuk dua kondisi awal dan akhir persamaan di atas dapat ditulis
(1 – ηA) T1A = (1 – ηB) T1B
(1 – 0,4) 800 = (1 – 0,5) T1B
0,6 . 800 = 0,5 T1B T1B = 960 K
pembahasan soal nomor 11:
Untuk suatu osilator teredam, pada saat frekuensi gaya luar sama dengan frekuensi alamiahnya, maka akan terjadi resonansi (pernyataan benar)
Bentuk kurva resonansi bergantung pada frekuensinya buka koefisien peredam (alasan salah)
pembahasan soal nomor 12:
Persamaan umum gelombang adalah
y = A sin 2π (ft – x/λ + φ0)
sehingga kita dapat membentuk persamaan pada soal di atas menjadi
y = 0,2 sin 2π (4t – x/5 + ¼)
maka dari persamaan di atas kita dapat mengetahui
λ = 5 m (pernyataan 2 benar)
ω = 2πf
ω = 2π 4
ω = 8π rad/s (pernyataan 3 benar)
v = f . λ
v = 4 . 5
v = 20 m/s (pernyataan 1 benar)
θ0 = 2π φ0
θ0 = 2π ¼
θ0 = π/2
θ0 = 900(pernyataan 4 salah)
pembahasan soal nomor 13:
soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Menentukan medan listrik total
Perhatikan bahwa, besar ketiga muatan dan jaraknya terhadap titik pusat (P) adalah sama, maka besar medan listrik yang ditimbulkan semua muatan terhadap titik pusat adalah sama besar
Ea = Eb = Ec = E
Sudut yang terbentuk antara Eb dan Ec adalah 1200, sehingga kita dapat menentukan resultan medan listriknya dengan menggunakan aturan cosinus sebagai berikut
Arah resultan medan listrik ini berlawanan dengan medan magnet karena muatan a (Ea), sehingga resultan medan listrik total di titik pusat segitiga adalah
Etot = Ebc – Ea
Etot = E – E
Etot = 0 ,b>(perhatikan pilihan D dan E) Menentukan potensial listrik total
Sama halnya dengan medan listrik, besarnya potensial listrik yang ditimbulkan ketiga muatan terhadap titik pusat segitiga adalah sama besar
Va = Vb = Vc = V
Sehingga kita hanya perlu mencari nilai salah satu potensial listrik saja, kemudian dikali tiga. Untuk itu kita perlu menentukan jarak salah satu muatan terhadap titik pusat segitiga.
ra = 2/3 t → “t” merupakan tinggi segitiga
dimana :
Sehingga
ra = 2/3 . 3 ra = 2 cm
besarnya potensial terhadap titik pusat segitiga
Va = kq/r Va = kq/2 Volt
Potensial total di titik pusat segitiga adalah
Vtot = 3V Vtot = 3/2 kq
pembahasan soal nomor 14:
Pada soal ini kita perlu menganalisis menggunakan hukum Faraday yakni
Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari suatu medan magnetik (flux) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi
Perubahan flux medan magnetik di dalam suatu rangkaian penghantar akan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian tersebut
(pernyataan 3 salah)
Berdasarkan hukum Ohm yang menyatakan bahwa arus berbanding terbalik dengan hambatan, maka besarnya arus listrik induksi bergantung pada hambatan kawat (pernyataan 4 benar)
Agar kawat lingkaran memotong medan magnetik pada kawat lurus maka kawat lingkaran harus digerakkan mendekati atau menjauhi kawat lurus, jika digerakkan ke atas atau ke bawah tapi masih sejajar dengan kawat lurus maka tidak akan memotong medan magnetik kawat lurus dan tidak menimbulkan arus induksi pada kawat lingkaran (pernyataan 1 salah)
dengan menggunakan azaz lens maka kita dapat mengetahui bahwa jika loop digerakkan ke kanan (menjauhi kawat lurus) maka arah arus induksi yang terbentuk searah jarum jam (pernyataan 2 benar)
pembahasan soal nomor 15:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Berdasarkan soal dapat diketahui
v1P = v2P = v
v12 = 1,5 v
v12 ... ?
keterangan :
v1P : kecepatan pesawat 1 terhadap pengamat
v12 : kecepatan pesawat 1 terhadap pesawat 2
v2P : kecepatan pesawat 2 terhadap pengamat
kecepatan juga termasuk besaran vektor jadi arah gerak benda akan mempengaruhi persamaannya, secara umum persamaan relativitas kecepatan dapat dilihat berikut ini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar