PEMBAHASAN SOAL TKD SAINSTEK FISIKA 2016 KODE 226 (Soal disalin ulang oleh tim fisika sekolah asik sama persis dengan aslinya)
1.
Sebuah bola ditembakkan dari tanah ke udara. P ada ketinggian 9,1 m komponen kecepatan bola dalam arah x arah x adalah adalah 7,6 m/s dan dalam arah y arah y adalah adalah 6,1 m/s. Jika percepatan gravitasi g = 9,8 2 m/s maka ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola kira-kira sama dengan A. 14 m B. 13 m C. 12 m D. 11 m E. 10 m Pembahasan: Cara I:
6,1== 2ℎ22 .ℎ9,9,8 . 9,9,1 37,21== 215,5,215757 178,8,17 3636 ℎ = 2 ℎ = 215,29,857 ℎ = 11
Rumus mennetukan ketinggian maksimum:
Jawaban: ( D )
2.
Dua buah balok A dan B dengan massa masing-masing m A = 4 kg dan m B = 6 kg saling terhubun melalui seutas tali ringan dan tidak elastik. Kedua balok ditempatkan pada sebuah meja horizontal yang licin. Pada balok A bekerja gaya FA pada arah horizontal dengan besar 12 N. Sedangkan pada balok B bekerja gaya F B pada arah horizontal dengan besar 24 N. Jika tali pada keadaan tegang , maka besar tegangan tali adalah .... A. 0 B. 1,2 N C. 2,4 N D. 3,6 N E. 4,2 N Pembahasan:
= ∑∑+ = +
Tinjau semua benda (m A dan m B)
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
= 12+4+ 624 =3,6 / ∑= 12+ + == 4. 3, 6 == 14,2,4412 Tinjau benda A:
Jawaban : ( C )
3.
Sebuah cakram pejal homogen dengan momen inersia I bergerak menggelinding melalui puncak bukit dengan kelajuan v pada saat dipuncak dan kemudian menggelinding menuruni lereng. Manakah pernyataan yang tepat untuk keadaan cakram itu ketika mencapai suatu titik sejauh h di bawah titik pucak ? A. Jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya sama dengan energi potensialnya saat di puncak. B. Jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya sama dengan jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya saat di puncak. C. Jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya lebih besar dari jumlah energi kinteik translasi dan rotasi di puncak. D. Momen inersianya lebih besar dari momen inersianya saat di puncak. E. Momen inersianya lebih kecil dari momen inersianya saat di puncak. Pembahasan: Benda yang menggelinding menuruni bidang miring akan mengalami gerak dipercepat, sehingga semakin kebawah kecepatannya semakin besar. Hal itu menyebabkan energi potensial semakin menurun, sedangkan energi kinetik semakin menintgkat. Karena menggelinding, energi kinetiknya merupakan penjumlahan dari energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Maka pernyataan yang benar: Jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya lebih besar dari jumlah energi kinteik translasi dan rotasi di puncak. Jawaban : ( C )
4.
Seorang anak yang menggunakan sepasang sepatu bersol karet dengan luas setiap sol sepatu 14 cm2 dan ketebalan 5 mm meluncur di lantai. Gaya gesek yang bekerja pada setiap kaki adalah 20 N. Keadaan ini menyebabkan setiap sol sepatu mengalami perubahan bentuk. Jika modulus geser karet adalah 3 x 10 4 N/m, maka jarak horizontal antara ujung permukaan alas dan bawah sol sepatu adalah .... A. 2,08 mm B. 2,38 mm C. 3,42 mm D. 3,52 mm E. 3,92 mm
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
Pembahasan:
= . ..Δ 20 . 5 10− Δ= .. E = 14 2010.−5 . 103 −10 Δ= 100. E=1014− 10− . 3 10 Δ=Δ=2,3842 =2,38 10−
Modulus elastisitas zat padat dirumuskan:
Jawaban : ( B )
5.
Minyak ( = 0,8 x 103 kg/m3) mengalir melewati pipa mendatar yang makin mengecil. Pada ujung pipa yang besar minyak melalui kelajuan 3,0 m/s. Perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa adalah 2,8 kPa. Kelajuan minyak di ujung pipa yang kecil adalah .... A. 2,5 m/s B. 3,0 m/s C. 3,5 m/s D. 4,0 m/s E. 4,5 m/s Pembahasan:
+ ℎ12 =ℎ + : ℎ = + 12 + ℎ 1 1 1= 2 2 Δ = 2 1 2,28=8 104 = 2 8900 9 7= =16 9 =4 / Dari persamaan Bernoulli:
,
Jawaban : ( D )
6.
Sejumlah gas ideal monoatomik mula-mula memiliki tekanan 120 kPa. Kemudian gas dipanasi pada tekanan tetap sehingga mengembang. Misalkan konstanta gas universal dinyatakan sebagai R J/mol.K. jika usaha per kmol yang dilakukan oleh gas untuk mengembang adalah 8,4 Joule dan volume gas pada keadaan akhir 320 cc/kmol, maka temperatur gas mula-mula adalah ....
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
A. B. C. D. E.
42/R Kelvin 38/R Kelvin 34/R Kelvin 30/R Kelvin 28/R Kelvin
Pembahasan: Diketahui: P = 120 kPa = 120 x 103 Pa W = 8,4 Joule V2 = 320 cc/kmol = 320 x 10 –6 m3/kmol n = 1 kmol Ditanya: T1 = ... ? Jawab: Pada proses isobarik berlaku rumus usaha:
= = 8,8,44==38,1204 10320 10− =38, 4 8, 4 =30 30=1 =. = 30 Persamaan umum gas ideal:
Jawaban : ( D )
7.
79 Gas Argon dapat dianggap sebagai gas ideal. Gas itu mula-mula mempunyai energi dalam E i dan temperatur T i. Gas tersebut mengalami proses dengan melakukan usaha W , melepaskan energi senilai Q, dan keadaan akhir energi dalam E f serta temperatur T f . Besarnya perubahan energi tersebut digambarkan seperti gambar di atas. Apa simpulan proses tersebut ? 4 3 2 1
Q
0
E i
W
E f
-1 -2 -3
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
A. B. C. D. E.
Gas mengalami proses isobarik dan T f < Ti Gas mengalami proses adiabatik dan T f < Ti Gas mengalami proses isokhorik dan T f < Ti Gas mengalami proses isotermal dan T f = Ti Gas mengalami proses isokhorik dan T f = Ti
Pembahasan:
∆= ∆ =3 =3 ∆= ∆= 3 3=0 ∶ ∆=0
Perubahaan energi dalam dirumuskan:
Dari tabel terlihat: Energi dalam
Kesimpulannya gas mengalami proses Isotermik Jawaban: ( D )
8.
( = )
Di suatu planet X dengan percepatan gravitasi 2 kali percepatan gravitasi bumi, seorang ilmuwan melakukan pengukuran percepatan gravitasi dengan metode pendulum. Panjang tali pendulum yang digunakan di bumi adalah L dan dilanet X adalah
. Jika amplitudo osilasi dipilih sama,
maka rasio antara kecepatan maksimum osilasi pendulum yang digunakan di bumi dan di planet X adalah .... A. 1 : 1 B. 2 : 1 C. 4 : 1 D. 1 : 4 E. 1 : 2 Pembahasan: Pada ayunan bandul matematis, besar frkuensi sudut dirumuskan:
= = = = = 2 18
Sedangkan kecepatan maksimumnya:
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
= 161 = 14 Jawaban: ( D ) 9.
Dua buah resistor R 1 (1k Ω) dan R2 (5k Ω) pada rangkaian tersusun secara paralel dan terhubung dengan sumber tegangan. Besarnya muatan per satuan waktu yang melewati R 2 dibandingkan dengan yang melewati R 1 adalah .... A. Lebih besar B. Sama besar C. Lebih kecil D. Tergantung besarnya sumber tegangan E. Tidak bisa ditentukan Pembahasan : Pada rangkaian 2 buah resistor paralel , besarnya kuat arus yang melalui sebuah resistor, berbanding terbalik dengan besar hambatan resistor tersebut. Maka dari soal diperoleh data R2 > R1 , sehingga I2 < I1 Jawaban : ( C )
10.
r e b s u m r u a s
A. B. C. D. E.
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
L
B
Sebuah batang logam bermassa m = 1 kg dan panjang L = 1 m diletakkan pada suatu rel logam yang terhubung dengan sumber arus konstan sehingga pada rangkaian mengalir arus listrik sebesar I = 0,5 A. Rangkaian tersebut berada pada daerah bermedan magnetik seragam dengan besar B an berarah seperti pada gambar. Jika koefisien gesekan statis antara batang dengan rel adalah dan percepatan 2 gravitasi g = 10 m/s , maka nilai B maksimum agar batang tetap diam adalah ....
=0,25
1T 2T 3T 4T 5T
Pembahasan: Pada batang mendapat dua buah gaya, yaitu: - Gaya magnetik yang besarnya; - Gaya gesek, yang besarnya; Bata tetap diam, sehingga terjadi keseimbangan gaya antara gaya magnet dan gaya gesek:
∑=0 = 0 = =
= =
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
= = 0,20,55. 1.1.10 =5 == +== = + = 1 = 1 1 = 1 √ = √ : = Jawaban : ( E )
11. Pengamat pertama dan pengamat kedua mengukur bahwa kecepatan sebuah pertikel berturutturut sama dengan dan . Jika dan berturut-turut adalah massa partikel menurut pengamat pertama dan kedua, maka .... A. B. C. D. E. Pembahasan: Massa relativistik dirumuskan:
Jawaban : ( C )
12. Sifat bayangan yang jatuh ke retina mata normal adalah nyata dan terbalik. SEBAB Berkas cahaya yang masuk ke mata normal difokuskan oleh lensa mata dan jatuh di retina. Pembahasan: Lensa pada mata adalah lensa cembung, sedang letak benda yang dapat dilihat oleh mata harus terletak di ruang 3 lensa mata (cembung), maka bayangan akan terletak di ruang 2 bayangan lensa mata, bersifat nyata terbalik diperkecil di retina mata. Pernyataan : BENAR Cahaya yang masuk ke mata akan difokuskan ke lensa mata, agar semua bayangan tepat di retina. Alasan : BENAR Jawaban : ( A )
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
13. Dua muatan identik q dan Q mula-mula terpisah sejauh x . Energi potensial listrik sistem dua muatan itu V . Kemudian, kedua muatan itu digeser saling menjauh sehingga jarak antara keduanya menjadi 2x . Kedua muatan itu digeser lagi sehingga jarak antara keduanya menjadi 0,5x . Usaha gaya coulomb pada kedua perpindahan tersebut sama besar. SEBAB Usaha gaya Coulomb sama dengan perubahan energi potensial listrik. Pembahasan: Pernyataan:
= . = . = = 2. = 12 = 0..5 =2 = 12 = 12 12 = 32 =2 ≠ = ▪
Besar energi potensial antara dua muatan dirumuskan:
Pada saat q dan Q berjarak x , besar energi potensial:
Pada saat q dan Q berjarak 2 x , besar energi potensial:
Pada saat q dan Q berjarak 0,5 x , besar energi potensial:
▪
Besarnya usaha gaya coulomb adalah sebesar perubahan energi potensial. Usaha saat jaraknya berubah dari x menjadi 2x besarnya adalah:
Usaha saat jaraknya berubah dari 2x menjadi 0,5x besarnya adalah:
Pernyataan : SALAH
Alasan:
Alasan : BENAR Jawaban : ( D )
14. Sebuah satelit bermassa m bergerak melingkar di sekitar sebuah planet bermassa M, manakah pernyataan berikut yang BENAR ? (1) Energi mekanik satelit tetap (2) Energi potensial satelit tetap (3) Energi kinetik satelit tetap (4) Energi potensial satelit bernilai positif
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
Pembahasan: Pada gerak satelit yang bergerak melingkar beraturan mengelilingi planet, berlaku hukum kekekalan energi mekanik. (1) (Benar) (2)
== +. = = .
Karena nilai M, m dan R tetap, maka nilai (3)
= =
(Benar)
Karena nilai M, m dan R tetap, maka nilai (Benar) (4) Dari rumus energi potensial poin (2), energi potensial negatif ( Salah) Jawaban : ( A ) 15. Dua buah pipa organa terbuka A dan B ditiup bersama-sama. Pipa A menghasilkan nada dasar yang sama tinggi dengan nada atas kedua pipa B, manakah pernyataan yang benar ? (1) Panjang pipa organa A adalah 0,5 x panjang pipa organa B (2) Panjang pipa organa A adalah sama dengan panjang pipa organa B (3) Panjang pipa organa B adalah 2 x panjang pipa organa A (4) Panjang pipa organa B adalah 3 x panjang pipa organa A Pembahasan:
= 2 ==32 3 2=3= 2
Frekuensi nada dasar pipa organa terbuka:
Frekuansi nada atas kedua pipa organa terbuka:
Jawaban : ( D )
Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika 2016
A. Budi Setiawan
