Soal dan Pembahasan SIMAK UI 2018

Halo sobat fisika,

kembali lagi nih di blog mimin. Alhamdulillah mimin dapet soal SIMAK UI jadi bisa bikin pembahasannya deh 😂 Menurut saya, ya normal sih kalau yang namanya SIMAK UI itu susah, jadi saya memaklumi kalau beberapa sobat fisika, soal fisikanya cuma di-simak aja. Tapi biar pun begitu, mimin tetap positif sobat fisika akan diterima.

Oke deh langsung saja.

31.

Sebuah sistem terdiri dari balok bermassa $m_1$ yang dihubungkan seutas tali ke balok bermassa $m_2$ melalui sebuah katrol bermassa $m$ (lihat gambar). Koefisien gesek antara permukaan balok $m_1$ dan permukaan meja adalah $k$. Sistem bergerak dari keadaan diam. Tali bergerak tanpa slip pada katrol. Massa tali dapat diabaikan. Katrol berbentuk cincin homogen, Energi katrol $m$ setelah sistem bergerak selama $t$ adalah.... (percepatan gravitasi = $g$)

(A) $\frac{1}{2}mg^2t^2 \left ( \frac{m_2 - km_1}{m_2+m_1+m/2} \right )^2$

(B) $\frac{1}{2}mg^2t^2 \left ( \frac{m_2 + km_1}{m_2+m_1+m} \right )^2$

(C) $\frac{1}{4}mg^2t^2 \left ( \frac{m_2 - km_1}{m_2+m_1+m} \right )^2$

(D) $\frac{1}{4}mg^2t^2 \left ( \frac{m_2 + km_1}{m_2+m_1+m} \right )^2$

(E) $\frac{1}{4}mg^2t^2 \left ( \frac{m_2 - km_1}{m_2+m_1+m/2} \right )^2$

Jawab: Tidak ada pada pilihan (Lebih baik dikosongi)

Sekarang, kita gambar dulu gaya-gayanya.

Oke deh, langsung saja kita cari percepatan katrolnya dengan rumus cepet ini.

$$a=\frac{T_{m2} - T_{m1}}{m_1+m_2+k\times m}$$

dengan k adalah koefisien momen inersia katrol 

Masuk-masukkan, karena katrol adalah cincin homogen, maka koefisien momen inersia katrol adalah 1.

$a=\frac{m_2 g - \mu_k m_1 g}{m_1+m_2+m}$

$a=\frac{m_2 - \mu_k m_1}{m_1+m_2+m} \times g$

$v_t=v_0+a\times t$

$v_t=0+\frac{m_2 - \mu_k m_1}{m_1+m_2+m} \times g \times t$

$v_t=\frac{m_2 - \mu_k m_1}{m_1+m_2+m}g t$

Gunakan rumus energi mekanik rotasi benda $E_k = \frac{1}{2}I\omega^2$

$E_k = \frac{1}{2}km\cancel{R^2}\times \frac{v^2}{\cancel{R^2}}$

$E_k = \frac{1}{2}m\left ( \frac{m_2 - \mu_k m_1}{m_1+m_2+m}g t \right )^2$

$E_k = \frac{1}{2}mg^2t^2\left ( \frac{m_2 - \mu_k m_1}{m_1+m_2+m} \right )^2$

$E_k = \frac{1}{2}mg^2t^2\left ( \frac{m_2 - k m_1}{m_1+m_2+m} \right )^2$

( k adalah koefisien gesek meja dengan $m_1$ )

32. 

Sistem hambatan yang terdiri dari dua buah hambatan masing masing 4 ohm, dua buah hambatan masih masing 6 ohm, hambatan 2 ohm, 7 ohm, dan 8 ohm seperti pada gambar. Hambatan pengganti sistem tersebut adalah....

(A) 2 ohm

(B) 4 ohm

(C) 6 ohm

(D) 8 ohm

(E) 9 ohm

Jawab: E

Dirapikan dulu gambarnya

$R_{BC} = \frac{8}{1+1} = \frac{8}{2} = 4 \Omega$

$R_{BD} = 6 \Omega$

$R_{AE} = 9 \Omega$

33. 

Sebuah sistem terdiri dari sebuah batang konduktor AB bermassa m yang dapat meluncur tanpa gesekan di atas rel konduktor paralel yang dipisahkan dengan jarak L. Ujung-ujung kiri rel dihubungkan oleh sebuah hambatan R sehingga membentuk sebuah loop (lihat gambar), Loop berada di dalam medan magnet seragam B dengan arah tegak lurus bidang loop (masuk bidang gambar). Mulai $t=0$, batang AB ditarik ke kanan dengan gaya konstan $F_0$. Kelajuan akhir batang AB adalah ....

(A)$\frac{4 F_0 R}{B^2 L^2}$

(B)$\frac{2 F_0 R}{B^2 L^2}$

(C)$\frac{F_0 R}{B^2 L^2}$

(D)$\frac{F_0 R}{2 B^2 L^2}$

(E)$\frac{F_0 R}{4 B^2 L^2}$

Jawab: C

Gunakan rumus Gaya Lorentz pada kawat bergerak

$F=\frac{F^2 \times l^2 \times v}{R}$

Maka, kecepatannya menjadi

$v=\frac{F_0 R}{B^2 l^2}$

34. Kamu sedang berdiri di pinggir danau melihat seekor ikan berenang mendekati. Jika kamu ingin menembak dengan senapan laser berdaya tinggi, senapan harus diarahkan ...

(A) lebih ke aras dari posisi ikan

(B) lebih ke bawah dari posisi ikan

(C) sama dengan posisi ikan

(D) tidak bisa ditentukan

(E) tergantung kecepatan ikan berenang

Jawab: B

Digambar dulu cahayanya.

Karena adanya pembiasan cahaya, maka ikan terlihat lebih ke atas dari posisi sebenarnya.

35. Seorang pekerja menggunakan pita pengukur yang terbuat dari baja dengan koefisien muai panjang $\alpha = 1,2 \times 10^{-5} K^{-1}$. Pita tersebut memiliki panjang 50 m pada temperatur 20°C. Pada siang hari dengan temperatur 35,7°C pekerja membaca pengukuran sebesar 35,794 m. Panjang yang terukur sesungguhnya adalah ...

(A) 35,9 mm

(B) 35,8 mm

(C) 35,7 mm

(D) 35,6 mm

(E) 35,5 mm

Jawab: C

Ya, sobat fisika tidak salah lihat, mimin pun tidak salah mengetiknya, tapi di naskah semua jawaban tercetak dalam satuan milimeter. Mungkin yang buat soal sedang lelah (sama seperti mimin😂). Ya tapi tetap dikerjakan saja.

Gunakan rumus pemuaian benda padat.

$\Delta l = l_0 \times \alpha \times \Delta{T}$

Kita cari dulu perubahan panjang tiap 1 meternya.

$\Delta l = 1 \frac{12}{10^{6}} \frac{157}{10}$

$\Delta l = 1,884 \times 10^{-3}$

maka panjang 1 meter pada penggaris menjadi 1,001884 m karena pemuaian.

Kemudian cari panjang benda sesungguhnya.

$l_{sejati} = \frac{37,5}{1,001884}$

$l_{sejati} = 35.72669091431743 \approx 35,7 m$

36. Unsur radioaktif $_{29}^{64}\textrm{Cu}$ dengan waktu paruh 13 jam. Bilangan Avogadro $N_A = 6,0 \times 10^{23} mol^{-1}$. Radio isotop $_{29}^{64}\textrm{Cu}$ sebanyak 8 gram memiliki aktivitas ... (Gunakan $\lambda = \frac{0,64}{T}$, dengan T = waktu paruh)

(A) $11,1 \times 10^{22} Bq$

(B) $21,2 \times 10^{22} Bq$

(C) $30,1 \times 10^{22} Bq$

(D) $35,1 \times 10^{22} Bq$

(E) $42,5 \times 10^{22} Bq$

Jawab: D

Gunakan rumus aktivitas unsur.

$A=N\times \lambda$

$A=n\times N_A \times \frac{0,64}{T}$

$A=\frac{g}{Mr} \times N_A \times \frac{0,64}{T}$

$A=\frac{8}{64} \times 6,0 \times 10^{23} \times \frac{0,64}{13}$

$A=0.0369 \times 10^{23}=36,9 \times 10^{20}$

Jawaban yang paling mendekati dari segi angka dan pangkat ialah (D) $35,1 \times 10^{22} Bq$ 

(Mohon untuk nomor ini saya dikoreksi jika ada yang salah)

37. Suatu benda diikatkan pada suatu pegas dan melakukan gerak harmonis sederhana dengan amplitudo A dan frekuensi f. Pada saat simpangannya sama dengan seperempat simpangan maksimummnya, kecepatannya adalah ...

(A) $\frac{1}{2} \sqrt{3} \pi f A$

(B) $\frac{1}{2} \sqrt{7} \pi f A$

(B) $\frac{1}{2} \sqrt{15} \pi f A$

(B) $\pi f A$

(B) $\sqrt{15} \pi f A$

Jawab: C

$y=A \sin{\theta}$

$\frac{1}{4}\cancel{A}=\cancel{A} \sin{\theta}$

$\sin{\theta}=\frac{1}{4}$

Gunakan phytagoras.

$v=A \omega \cos{\theta}$

$v= A \times 2\pi f \times \frac{\sqrt{15}}{4}$

$v= \frac{1}{2} \sqrt{15} \pi f A$

38. Suatu alat musik dibuat dengan memanfaatkan dawai yang terbuat dari kayu rami yang ditegangkan dengan mengikat tali rami tersebut pada kedua ujungnya. Ketika dawai dipetik terjadi beberapa kali resonansi. Dalam pengamatan, tercatat bahwa terjadi resonansi yang berurutan pada frekuensi 375 Hz dan frekuensi 450 Hz. Resonansi pada frekuensi 375 Hz adalah frekuensi yang ke-...

(A) 2

(B) 3

(C) 4

(D) 5

(E) 6

Jawab: D

$\frac{375}{450}=\frac{n}{n+1}$

$375 + 375n = 450n$

$75n = 375$

$n=5$

39. 

Sebuah venturimeter terdiri dari dua penampang yang berbeda. Penampang 1 memiliki luas $A_1=5cm^2$ dan penampang 2 memiliki luas $A_2=4cm^2$. Perbedaan ketinggian permukaan air di kedua penampang pipa adalah 45 cm. Massa jenis air = 1000 $\frac{kg}{m^3}$. Kelajuan air ketika memasuki penampang $A_1$ adalah ...

(A) 60 cm

(B) 58 cm

(C) 56 cm

(D) 54 cm

(E) 52 cm

Jawab: Tidak mungkin ada, orang yang ditanyain kecepatan, jawabannya satuannya cm semua. 😂

Langsung saja ya ke rumus cepatnya, kalau awalnya dari mana, awalnya dari persamaan Bernoulli dan persamaan Debit.

$${v_2}^2={v_1}^2+2gh$$

Dimasukkan, sehingga menjadi 

$\left ( \frac{5}{4} {v_1}^2 \right ) = {v_1}^2 + 2\times 10 \times 0,45$

${v_1}^2= 16$

${v_1} = 4 \frac{m}{s}$

40. 

Gaya normal yang bekerja pada benda yang diam di atas bidang datar besarnya tidak sama dengan gaya normal pada benda yang sama saat diam di bidang miring.

SEBAB

Gaya normal merupakan gaya yang dikerjakan permukaan bidang terhadap benda yang menyentuknya.

Jawab: B

Sudah jelas dan keduanya tidak berhubungan.

41.

Tegangan listrik dan arus listrik yang dihasilkan generator AC berbentuk sinusoidal.

SEBAB

Besar nilai tegangan dan kuat arus listrik rata-ratanya nol.

Jawab: C

Sudah jelas. Karena besar tegangan atau arus listrik rata-rata merupakan tegangan atau arus litrik maksimum dibagi dengan $\sqrt{2}$.

42.

Gelas atau mangkok dari kaca dapat retak atau pecah ketika diisi air panas secara tiba-tiba.

SEBAB

Bagian dalam gelas yang diisi air panas secara mendadak memuai lebih cepat dibandingkan dengan bagian luarnya.

Jawab: A

Sudah jelas. Karena suhu bagian dalam gelas mendadak tinggi, maka bagian dalam gelas memuai secara mendadak pula. Sehingga bagian luar gelas yang tidak memuai tidak dapat menahan pemuaian bagian dalam sehingga gelas pecah.

43. Sebuah mesin pendorong digunakan untuk mendorong benda bermassa $10^3$ kg. Benda ini bergerak sehingga kecepatannya berubah dari $10 \frac{m}{s}$ menjadi $40 \frac{m}{s}$. Waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya perubahan kecepatan tersebut adalah 20 detik. Pernyataan manakah yang benar?

(1) Perubahan energi kinetik benda adalah $7,5 \times 10^5 J$

(2) Usaha yang dilakukan mesin pendorong adalah 0,75 MJ

(3) Daya mesin pendorong adalah 37,5 kW.

(4) Percepatan benda adalah $1,5 \frac{m}{s^2}$

Jawab: E

Cari dulu perubahan energi kinetiknya

$\Delta{Ek}= \frac{1}{2} \times m \times ({v_2}^2-{v_1}^2)$

$\Delta{Ek}= \frac{1}{2} \times 1000 \times ({40}^2-{10}^2)$

$\Delta{Ek}= 500 \times (1600-100)$

$\Delta{Ek}= 500 \times 1500$

$\Delta{Ek}= 750.000 J$

$\Delta{Ek}= 7,5 \times 10^5 J$

Perubahan Energi kinetik benda sama dengan besarnya energi yang diberikan oleh mesin pendorong.

$W=\Delta{Ek} = 750.000 = 0,75 MJ$

$P=\frac{W}{t}$

$P=\frac{750.000}{20}$

$P=37.500 W = 37,5 kW$

$a=\frac{\Delta{v}}{t}$

$a=\frac{30}{20}$

$a=1,5 \frac{m}{s^2}$

44. 

Perhatikan rangkaian kapasitor di atas. Pernyataan manakah yang benar?

(1) $C_1$ dirangkai seri dengan kapasitor $C_3$

(2) $C_2$ dirangkai paralel dengan kapasitor $V_0$

(3) $C_2$ dirangkai seri dengan kapasitor $C_3$

(4) $C_3$ dirangkai paralel dengan kapasitor $C_3$

Jawab: Tidak ada pada pilihan (Lebih baik dikosongi)

Sudah jelas.

45. Pernyataan manakah yang benar terkait dengan bayangan sebuah benda akibat sumber cahaya benar?

(1) Bayang-bayang yang sama gelapnya terbentuk jika sebuah benda menghalangi cahaya

(2) Apabila sumber cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah penumbra.

(3) Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra, yaitu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan lebih gelap.

(4) Daerah di luar umbra tampak lebih terang daripada di dalam umbra.

Jawab: C

Sudah jelas. Ini mah materi SMP ga sih? 😂 Cara paling mudah untuk menalar soal ini adalah dengan adanya fenomena gerhana. Terdapat 2 daerah, yaitu umbra dan penumbra. Daerah umbra berada di antara daerah penumbranya. Daerah umbra itu sendiri lebih gelap daripada daerah penumbranya.

Oke sobat fisika, sekian dulu pembahasan soal fisika SIMAK UI 2018. Ternyata lebih mudah ya daripada SIMAK UI tahun tahun sebelum-sebelumnya? Oleh karena itu mimin yakin pasti sobat fisika tidak menemukan kesulitan yang teramat ketika mengerjakan soal fisika SIMAK UI 2018 ini.

Terima kasih sudah mau membaca 😁

Pembahasan Fisika SBMPTN 2018 Kode 455

Halo sobat fisika,

gimana SBMPTN-nya? Pasti bisa dong??? Mimin berharap yang terbaik buat sobat fisika sekalian. Kali ini mimin bakal bahas soal fisika SBMPTN 2018 Kode 455 ( Panlok Yogyakarta ).

16. Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan kecepatan $v_x(t)=2t+5$ dan $v_y(t)=6t-2$. Jika diketahui $t=0$ ketika benda berada di $x_0 = 2 m$ dan $y_0 = -1 m$, pada saat $t=1$ detik ....
(A) $y = 0 m$ dan besar percepatan $\sqrt{40}\frac{m}{s^{2}}$
(B) $y = 4 m$ dan besar percepatan $\sqrt{40}\frac{m}{s^{2}}$
(C) $x = 4 m$ dan besar percepatan $\sqrt{36}\frac{m}{s^{2}}$
(D) $x = 0 m$ dan besar percepatan $\sqrt{36}\frac{m}{s^{2}}$
(E) $y = 4 m$ dan besar percepatan $\sqrt{36}\frac{m}{s^{2}}$

Jawab: A
Cari dulu percepatannya, dengan cara menurunkan fungsi kecepatan. Maka percepatannya menjadi $a_x = 2\frac{m}{s^{2}}$ dan $a_y = 6\frac{m}{s^{2}}$. Cari resultan percepatannya, sehingga percepatannya menjadi $a=\sqrt{{2}^2+{6}^2}=\sqrt{40}\frac{m}{s^{2}}$. Maka jawabannya tinggal A dan B.

Cari y dan x dengan rumus dasar GLBB, untuk $v_0$ masukkan 0 ke fungsi kecepatan.
$y=y_0+v_0\times t+\frac{1}{2}\times a \times {t}^2$
$y=(-1)+(-2)\times 1+\frac{1}{2}\times 6 \times {1}^2$
$y=(-1)+(-2)+3$
$y=0m$

17.

Bola kecil bermassa 100 gram terikat pada sebuah batang melalui 2 utas tali seperti ditunjukkan oleh gambar. Jika batang berputar sehingga tegangan tali A 3 N, kecepatan sudut bola adalah ...
(A) $2\sqrt{10} \frac{rad}{s}$
(B) $3\sqrt{10} \frac{rad}{s}$
(C) $2\sqrt{5} \frac{rad}{s}$
(D) $3\sqrt{5} \frac{rad}{s}$
(E) $4\sqrt{3} \frac{rad}{s}$

Jawab: A
Untuk lebih mudah mengerjakan soal, ada baiknya kita menguraikan gaya gayanya terlebih dahulu.

Ingat bahwa $T_A \neq T_B$! Karena ada faktor berat ( W ) yang bekerja pada benda. Karena benda tidak bergerak naik dan turun selama peristiwa terjadi, maka ditarik kesimpulan bahwa $\sum F_y = 0$.
Sehingga didapat,
$T_A \times \sin{\theta} - T_B \times \sin{\theta} - W = 0$, dengan $\theta = 30^{\circ}$ karena merupakan setengah dari sudut segitiga sama sisi.
$T_A \times \sin{\theta} = T_B \times \sin{\theta} + W$
$3 \times \sin{30^{\circ}} = T_B \times \sin{30^{\circ}} + 1$
$3 \times \frac{1}{2} = T_B \times \frac{1}{2} + 1$
$1 = T_B \times \frac{1}{2}$
$2 = T_B$
Ingat bahwa semua gaya yang menuju pusat rotasi adalah gaya sentripetal pula. Sehingga,
$T_A \times \cos{\theta} + T_B \times \cos{\theta} =  F_{sp}$
$T_A \times \cos{\theta} + T_B \times \cos{\theta} =  m \times {\omega}^2 \times r$
$T_A \times \cancel{\cos{\theta}} + T_B \times \cancel{\cos{\theta}} =  m \times {\omega}^2 \times l \times \cancel{\cos{\theta}}$
$3+1= \frac{1}{10} \times {\omega}^2 \times 1$
$40 = {\omega}^2$
$\omega=\sqrt{40}=2\sqrt{10}\frac{rad}{s}$

18.

Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar. Sudut kemiringan bidang $\theta = 30°$ dan bidang miring licin. Sistem berada dalam keadaan setimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang dapat dilakukan agar sistem tetap setimbang adalah ....
(A) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(B) konstanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(C) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi setengah kali semula
(D) konstanta pegas menjadi 2 kali semula dan pertambahan panjang pegas tetap
(E) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula

Jawab: D
Uraikan terlebih dahulu gaya gayanya agar lebih mudah mengerjakannya.

Karena kita tahu sistem seimbang, maka katrol tidak berputar lagi, sehingga $\sum \tau = 0$
$2R \times T_1 = 4R \times T_2$
$T_1 =  2 T_2$
Kemudian kita tahu hukum keseimbangan sistem $\sum F = 0$
$W_1 \times \sin{30°} = 2 T_1$
$m_1 \times g \times \frac{1}{2} = 2 \times k \times \Delta{x}$
Itu berarti $m_1 \times g \sim k \times \Delta{x}$
$W_2 = T_2 = \frac{1}{2} \times T_1$
Sehingga $m_2 \times g \sim k \times \Delta{x}$ juga berlaku.

Karena itu akan ada 2 buah kemungkinan jawaban, yaitu A atau D. Namun, kita kembalikan ke soal yang meminta sistem tetap seimbang sehingga meminimalisir perubahan posisi benda benda pada sistem. Sehingga dipilih jawaban D.

19. Seorang pelari maraton bersiap untuk lari dengan menapakkan kakinya pada pijakan yang berketebalan $8 cm$ dan luas $12 cm^2$. Jika kaki pelari menekan dengan gaya 25 N pada pijakan dan modulus geser pijakan $2,0 \times 10^5 \frac{N}{m^2}$, nilai tangen dari sudut gesernya adalah ...
(A) 0,080
(B) 0,086
(C) 0,092
(D) 0,098
(E) 0,104

Jawab: E
Biar menjawabnya sedikit terarah, akan ada baiknya kalau kita menggambar dulu sistemnya.

Ternyata, modulus geser memiliki kemiripan dengan modulus elastisitas nih. Jadi kalau ada kata-kata "modulus", sobat fisika harus mulai curiga, jangan-jangan soal itu mengarah ke elastisitas, dilihat dengan yang diketahui.

Jadi, yang dimaksud soal itu begini sobat fisika, ada sebuah pijakan yang bentuknya tu balok pipih, yang luas permukaan yang diinjak itu $12 cm^2$ dan tebat baloknya itu $8 cm$. Nah, seorang pelari maraton menekannya dengan gaya 25N sehingga permukaan pijakan yang atas bergeser sebesar $\Delta l$. Nah, kita disuruh mencari sudut antara posisi awal dan posisi akhir setelah ditekan.

Sehingga kita bisa menggunakan rumus modulus Young.
$Y= \frac{F \times l}{A \times \Delta l}$
dalam kasus ini, ternyata sebuah kebetulan bahwa $\tan{\theta}=\frac{\Delta l}{l}$
Sehingga didapat persamaan baru, yaitu
$G= \frac{F}{A \times \tan{\theta}}$
$\tan{\theta} = \frac{F}{A \times G}$
$\tan{\theta} = \frac{25 \times 10^4}{12 \times 2 \times 10^5}$
$\tan{\theta} = \frac{25}{240}$
$\tan{\theta} = 0,104$

20. Sebuah balok kayu bermassa 7,5 kg dan bervolume $0,01{m}^3$ dimasukkan ke dalam air ( $\rho_{air} = 1,0 \times 10^3$ ). Besar gaya  untuk menahan balok agar terbenam seluruhnya di dalam air adalah...

(A) 10 N

(B) 12,5 N

(C) 25 N

(D) 50 N

(E) 100 N

Jawab: C
Yuk gambar sistemnya dulu.

Oke, karena kita sudah tahu sistemnya, langsung saja diselesaikan. Karena benda ditahan, pasti benda dalam posisi setimbang ( dalam konteks ini ) yang berarti $\sum F = 0$

Cari dulu gaya angkatnya
$F_A = \rho \times g \times V$
$F_A = \cancelto{10}{1000} \times 10 \times \frac{1}{\cancel{100}}$
$F_A = 100 N$

$F_A - W - F = 0$
$100 - 75 = F$
$F = 25 N$

21. Di dalam sebuah wadah tertutup terdapat es dan 700 gram air pada keadaan setimbang 0°C, 1 atm. Selanjutnya, es dan air itu dipanaskan bersama - sama selama 160 detik pada tekanan tetap dengan menggunakan pemanas 2100 watt. Diketahui kalor lebur es $80 kal.g^{-1}$, kalor jenis air $1 kal.g^{-1}.K^{-1}$, dan 1 kal = 4,2 J. Pada keadaan akhir terdapat air pada suhu 20°C. Jika efisiensi pemanas 80%, massa es adalah...
(A) 300 gram
(B) 400 gram
(C) 500 gram
(D) 600 gram
(E) 700 gram

Jawab: C
Pertama tama, cari dulu daya yang tersedia buat menjalankan sistem.
$P=\frac{80}{\cancel{100}} \times \cancelto{21}{2100}$
$P=1680 W$

Gunakan kalor tadi untuk dimasukkan ke sistem
$\cancelto{8}{80} \times m \times \frac{\bcancel{42}}{\cancel{10}} + \cancelto{70}{700} \times 20 \times \frac{\bcancel{42}}{\cancel{10}} + m \times \cancelto{2}{20} \times \frac{\bcancel{42}}{\cancel{10}} = \cancelto{40}{1680} \times 160$
$8m+1400+2m=6400$
$10m = 5000$
$m=500$

22. Suatu bejana kokoh yang berisi gas ideal dikocok berulang-ulang. Manakah pernyataan yang benar tentang keadaan gas tersebut setelah dikocok?
(A) Temperatur gas bertambah meskipun energi dalamnya tetap
(B) Temperatur gas bertambah tanpa gas melakukan usaha.
(C) Energi dalam gas berkurang karena sebagian berubah menjadi kalor
(D) Gas melakukan usaha sebesar penambahan energi dalamnya
(E) Temperatur gas bertambah sebanding dengan penambahan kelajuan molekul gas.

Jawab: B
Karena bejana dikocok, partikel gas di dalam bejana akan semakin sering bertumbukkan dan akhirnya kelajuan molekul gas akan bertambah. Sedangkan kita tahu bahwa bejana tersebut volumenya tidak berubah. Ini berarti $W=0$ karena $W=P\times \Delta{T}$

Karena kelajuan molekul bertambah maka, energi kinetik tiap partikel gas juga bertambah. Karena itu pula energi kinetik total ( atau biasa disebut energi dalam gas ) akan bertambah pula. Sehingga suhunya akan naik.

Sehingga, $\Delta{U} \sim \Delta{T} \sim {\Delta{v}}^2$

23. Dua buah balok kayu kecil A dan B terapung di permukaan danau. Jarak keduanya adalah 150 cm. Ketika gelombang sinusoida menjalar pada permukaan irteramati bahwa pada saat t = 0 detik, balok A berada di puncak, sedangkan balok B berada di lembah. Keduanya dipisahkan satu puncah gelombang. Pada saat t = 1 detik, balok A berada di titik setimbang pertama kali dan sedang bergerak turun. Manakah pernyataan yang benar tentang gelombang pada permukaan air tersebut?
(A) Gelombang air memiliki panjang 200 cm
(B) Pada saat t = 1 detik, balok B berada di titik setimbang dan sedang bergerak turun
(C) Frekuensi gelombang adalah 0,25 Hz
(D) Amplitudo gelombang adalah 75 cm
(E) Balok A akan kembali berada di puncak pada saat t = 4,5 detik

Jawab: C
Wah ini gampang banget pasti buat sobat fisika. Karena bahkan tanpa harus menghitung pun sobat fisika pasti sudah tahu jawabannya.

Langsung saja ya ke pembuktian pilihan jawaban C.
$f=\frac{1}{T}=\frac{1}{4}=0,25 Hz$

24. 

Seorang anak merangkai lampu, saklar S, dan sumber tegangan seperti pada gambar. Pada saat saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah...
(A) Lampu rusak
(B) Lampu meredup
(C) Lampu mati
(D) Baterai tidak menghantarkan arus listrik
(E) Lampu bertambah terang

Jawab: C
Inilah yang disebut dengan peristiwa short circuit pada rangkaian listrik.

25. 

Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut $\theta = 30°$ terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kedua kawat terhubung dengan sebuah resistor $R=3\Omega$. Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk suatu rangkaian tertutup. Pada daerah tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besarnya B = 2 T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan $v=3\frac{m}{s}$, massa batang m adalah....
(A) 0,2 kg
(B) 0,4 kg
(c) 0,6 kg
(D) 0,8 kg
(E) 1,0 kg

Jawab: A
Uraikan dulu gaya-gayanya.

Karena lajunya konstan, maka percepatannya 0. Berarti $\sum F = 0$.

$F_L = B \times I \times l \times \sin{\theta}$
$F_L = B \times \frac{\varepsilon}{R} \times l \times \frac{1}{2}$
$F_L = B \times \frac{B \times l \times v \times \sin{\theta}}{R} \times l \times \sin{\theta}$
$F_L = \frac{B^2 \times l^2 \times v \times \sin^2{\theta}}{R}$
$F_L = \frac{\cancel{4} \times 1 \times \bcancel{3} \times \frac{1}{\cancel{4}}}{\bcancel{3}}$

$F_L - W\times \sin{\theta} = 0$
$1 = m \times g \times \frac{1}{2}$
$2 = m \times 10$
$m = 0,2 kg$

26. Sejumlah atom hidrogen dipapari gelombang elektromagnetik hingga tereksitasi. Atom-atom ini kemudian memancarkan gelombang elektromagnetik sehingga turun ke keadaan dasar. Panjang gelombang terbesar dua garis spektral yang dihasilkan adalah ....
(A) 121,6 nm dan 102,6 nm
(B) 120,4 nm dan 100,4 nm
(C) 118,2 nm dan 98,2 nm
(D) 116,0 nm dan 96,0 nm
(E) 114,4 nm dan 94,4 nm

Jawab: A
Jadi mimin jelasin dulu ya, ceritanya ada atom hidrogen yang ditembak pakai gelombang elektromagnetik ( apa aja ). Nah, akhirnya karena elektronnya mengalami eksitasi deh ( berpindah ke kulit yang lebih luar ). Untuk kembali ke keadaan awal ( dimana elektron berada di kulit pertama ), atom hidrogen akan memancarkan gelombang elektromagnetik pula. Nah kita diminta mencari 2 panjang gelombang terbesarnya.

$\frac{1}{\lambda}=R_H \times \left ( \frac{1}{{n_{akhir}}^2}-\frac{1}{{n_{awal}}^2} \right )$ dengan $n_{akhir}$ adalah 1 dan $n_{awal}$ adalah 2 karena elektron berpindah dari kulit 2 ke kulit 1.
$\frac{1}{\lambda}=1,097 \times 10^7 \times \left ( \frac{1}{{1}^2}-\frac{1}{{2}^2} \right )$
$\lambda = \frac{4}{3 \times 1,097 \times 10^7} = 1,216 \times 10^{-7} m = 121,6 nm$
Sbenernya udah kelihatan banget sih jawabannya, cuma kalau mau iseng nyari yang kedua ya bisa.
$\frac{1}{\lambda}=R_H \times \left ( \frac{1}{{n_{akhir}}^2}-\frac{1}{{n_{awal}}^2} \right )$ dengan $n_{akhir}$ adalah 1 dan $n_{awal}$ adalah 3 karena elektron berpindah dari kulit 3 ke kulit 1.
$\frac{1}{\lambda}=1,097 \times 10^7 \times \left ( \frac{1}{{1}^2}-\frac{1}{{3}^2} \right )$
$\lambda = \frac{9}{8 \times 1,097 \times 10^7} = 1,026 \times 10^{-7} m = 102,6 nm$

27.
Indeks bias kaca kurang dari indeks bias air
SEBAB
Cepat rambat cahaya di dalam kaca kurang dari cepat rambat cahaya di dalam air.

Jawab: D
Pokoknya inget aja konsep SD, kalau benda padat memiliki kerapatan lebih besar daripada benda cair. Sehingga indeks bias kaca lebih dari indeks bias air.
Perbandingan nilai indeks bias dua medium berbanding terbalik dengan perbandingan cepat rambat cahaya pada kedua medium tersebut.

28.
Dua bola konduktor yang jejarinya berbeda disusun secara konsentris. Mula-mula, kedua bola netral. Jika bola yang di luar diberi muatan -Q, medan listrik di permukaan bola yang di dalam tidak sama dengan nol.
SEBAB
Bola yang di dalam menjadi bermuatan Q.

Jawab: E
Selama kedua bola konduktor tidak menyentuh satu sama lain, maka bola konduktor yang satu tidak akan berpengaruh kepada bola konduktor yang satunya. Kita tahu kedua bola konduktor tidak menyentuh satu sama lain karena keduanya disusun secara konsentris dan jari jarinya berbeda.

29. Sebuah bandul dengan panjang tali l diayun dengan sudut simpangan awal $\theta_0$ sehingga berosilasi harmonik. Diketahui panjang tali bandul dijadikan 2 kali panjang semula dan bandul dipindahkan ke suatu planet seukuran bumi dengan masssa 2 kali massa bumi. Jika bandul itu diberi simpangan awal $\theta_0$, yang akan terjadi adalah ....
(1) Frekuensi osilasinya tetap
(2) Selisih antara energi kinetik dan energi potensial pada titik tengah antara titik setimbang dan titik simpangan maksimum adalah $4mgl(2\sin{\theta_0}-1)$
(3) Energi mekaniknya membesar menjadi 4 kali
(4) Perioda osilasinya bertambah besar

Jawab: B
Cari dulu besar percepatan gravitasi planet.
$g=G\times \frac{M}{R^2}$
$\frac{g_{bumi}}{g_{planet}}=\frac{\cancel{G}\times \frac{\cancel{M}}{\cancel{R^2}}}{\cancel{G}\times \frac{2\cancel{M}}{\cancel{R^2}}}=\frac{1}{2}$
$g_{planet}=2g_{bumi}$
Ingat rumus periode osilasi pada bandul.
$T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$
Sehingga kalau dibuat perbandingannya menjadi
$\frac{T_{bumi}}{T_{planet}}=\frac{\cancel{2\pi} \sqrt{\frac{\cancel{l}}{g}}}{\cancel{2\pi} \sqrt{\frac{2\cancel{l}}{2\cancel{g}}}}$
$T_{planet}=T_{bumi}$ sehingga $f_{planet}=f_{bumi}$

30. Suatu gelombang bunyi memiliki panjang gelombang 1,5 m dan cepat rambat 330 m/s. Di antara pernyataan berikut, manakah yang benar?
(1) frekuensi bunyi adalah 222 Hz
(2) Bunyi termasuk golongan ultrasonik
(3) Bunyi termasuk golongan infrasonik
(4) Bunyi tersebut dapat didengar oleh telinga manusia

Jawab: D
Cari frekuensinya
$f=\frac{v}{\lambda}$
$f=\frac{330\times 2}{3}$
$f = 220 Hz$
Karena 220 Hz berada di antara 20-20.000 Hz, maka merupakan gelombang audiosonik yang dapat didengar oleh telinga manusia.

Oke sekian dulu pembahasan fisika SBMPTN 2018 Kode 455 untuk saat ini, cukup mudah bukan? Mimin berharap yang terbaik untuk sobat fisika semua. 😊 Dan ingat ya, ini bukan pembahasan resmi dari pihak penyelenggara SBMPTN dan kuncinya pun tidak berasal dari pihak penyelenggara SBMPTN. Pihak penyelenggara SBMPTN tidak pernah memublikasikan kunci jawaban maupun pembahasan. Posting ini dibuat semata-mata agar sobat fisika dapat belajar dengan lebih mudah mengenaik soal-soal SBMPTN. Sampai jumpa di lain waktu. 😃

Contoh Soal dan Pembahasan UN dan SBMPTN Materi Gerak Lurus

Halo sobat fisika, kali ini saya akan membagikan contoh soal UN dan SBMPTN materi Gerak Lurus.

1. ( Soal UN Tahun 2013 Kode A, J, dan T ) Sebuah benda 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 meter di atas tanah. Berapa lama waktu yang diperlukan oleh benda untuk mencapai tanah? ( $g=10 \frac{m}{s^{2}}$ )
A. 20 sekon
B. 18 sekon
C. 10 sekon
D. 5 sekon
E. 2 sekon

Pembahasan:
Diketahui:
- $V_{0}=0 \frac{m}{s}$ ( Karena gerak jatuh bebas, tidak ada kecepatan awal )
- $m=20 kg$
- $S_t=20m$
- $a=g=10 \frac{m}{s^{2}}$
Ditanyatan:
- $t= ...$
Jawab:
$S_t = S_0+v_0.t+\frac{1}{2}at^2$
$20 = 0 +0.t+\frac{1}{2}.10.t^2$
$20 = 5.t^2$
$4 = t^2$
$t = 2 sekon$

2. ( Soal UN Tahun 2013 Kode B dan G ) Dari puncak sebuah menara setinggi 45 m dijatuhkan sebuah batu. Jika percepatan gravitasi bumi $10 \frac{m}{s^{2}}$, kecepatan batu pada saat tepat menyentuh tanah adalah
A. 25 $\frac{m}{s}$
B. 30 $\frac{m}{s}$
C. 35  $\frac{m}{s}$
D. 40  $\frac{m}{s}$
E. 45  $\frac{m}{s}$

Pembahasan:
Diketahui:
- $V_{0}=0 \frac{m}{s}$ ( Karena gerak jatuh bebas, tidak ada kecepatan awal )
- $S_t=45m$
- $a=g=10 \frac{m}{s^{2}}$
Ditanyakan:
- $V_t= ...$
Jawab:
${V_t}^2={V_0}^2+2.a.s$
${V_t}^2={0}^2+2.10.45$
${V_t}^2=900$
${V_t}=30\frac{m}{s}$

3. ( Soal UN Tahun 2016 Kode G ) Sebuah mobil bergerak lurus seperti grafik kecepatan terhadap waktu pada gambar.

Pada interval waktu antara 4 hingga 12 sekon pada grafik di atas, jarak yang ditempuh mobil adalah
A. 20 m
B. 40 m
C. 80 m
D. 120 m
E. 140 m

Pembahasan:
Untuk mencari jarak tempuh, kita hanya perlu mencari luas bidangnya saja, yaitu
$L=\frac{(alas+tutup).t}{2}$
$L=\frac{(6+8).20}{2}$

$L=14.10$

$L=140m$

4. ( Soal UN Tahun 2016 kode A ) Bola A dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan $10\frac{m}{s}$. Satu detuk kemudian dari titik yang sama bola B dilempar vertikal ke atas pada lintasan yang sama dengan kecepatan $25\frac{m}{s}$. Tinggi yang dicapai bola B saat bertemu dengan bola A adalah
A. 0,20 m
B. 4,80 m
C. 5,00 m
D. 5,20 m
E. 31,25 m

Pembahasan:
Saat dua buah benda bertemu, dapat dipastikan perpindahannya adalah sama ( $S_{t1} = S_{t2}$ )
Maka,
$\Leftrightarrow S_0+v_0.t+\frac{1}{2}at^2 = S_0+v_0.t+\frac{1}{2}at^2$
$\Leftrightarrow 10.t+\frac{1}{2}(-10)t^2 = 25.(t-1)+\frac{1}{2}(-10)(t-1)^2$
$\Leftrightarrow 10t-5t^2 = 25t-25-5(t-1)^2$
$\Leftrightarrow 10t-5t^2 = 25t-25-5t^2+10t-5$
$\Leftrightarrow 10t = 35t-30$
$\Leftrightarrow 25t = 30$
$\Leftrightarrow t = \frac{30}{25} = \frac{6}{5} = 1,2 s$
Untuk mencari tinggi benda B, maka waktu harus dikurangi 1 sekon karena waktu 1,2 sekon adalah waktu benda A untuk bertemu dengan benda B.
$S_b=S_0+v_0.t+\frac{1}{2}at^2$
$S_b=25.0,2+\frac{1}{2}(-10)(0,2)^2$
$S_b=5-5\times0,04$
$S_b=5-0,2$
$S_b=4,8 m$

5. ( Soal EBTANAS ) Grafik di bawah merupakan grafik GLBB, $v$ menyatakan kecepatan dan $t$ menyatakan waktu. Besar percepatan benda dari grafik tersebut adalah

A. 50 $\frac{m}{s^2}$
B. 25 $\frac{m}{s^2}$
C. 10 $\frac{m}{s^2}$
D. 5 $\frac{m}{s^2}$
E. 2,5 $\frac{m}{s^2}$

Pembahasan:
Kita harus ingat bahwa percepatan adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu, sehingga $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$
$a = \frac{(10-5)}{(0,4-0,2)}$
$a = \frac{5}{0,2}$
$a = 25 \frac{m}{s^2}$

Nah, untuk soal SBMPTN-nya sendiri saya juga masih mencari cari soal SBMPTN yang bahkan saking mudahnya bisa dikerjakan dengan materi gerak lurus yang telah saya berikan sebelumnya XD
Biasanya materi SBMPTN minimal merupakan gabungan ( paling mudah gerak parabola sederhana ). Kalian bisa melanjutkan ke materi gerak parabola dengan klik LINK INI

Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah Beraturan

Halo sobat fisika, kali ini saya bakal share serba serbi tentang GLB ( Gerak Lurus Beraturan ) dan GLBB ( Gerak Lurus Berubah Beraturan ).

Namun sebelum masuk ke rumus-rumus, kita harus kenalan dulu nih sama apa yang disebut dengan GLB dan GLBB. GLB, seperti yang sudah disebutkan tadi merupakan singkatan untuk Gerak Lurus Beraturan ), yang artinya kecepatannya tetap, sehingga tidak memiliki percepatan. GLBB merupakan singkatan untuk Gerak Lurus Berubah Beraturan, yang artinya gerak benda tersebut berubah secara beraturan. Oleh sebab itu GLBB memiliki kecepatan yang berubah secara konstan dan percepatannya tidaklah nol. Baik GLB dan GLBB haruslah diterapkan pada lintasan lurus.

Okedeh, saya akan langsung membahas pada konsep paling dasar kinematika. Pada dasarnya rumus GLB dan GLBB yang dipelajari di SMA hanya ada tiga, yaitu:

Rumus 1. Rumus jarak dasar
$$S_t = S_0+v_0.t+\frac{1}{2}at^2$$

Rumus 2. Rumus kecepatan dan waktu

$$V_t=V_0+a.t$$

Rumus 3. Rumus kecepatan dan jarak

$${V_t}^2={V_0}^2+2.a.s$$

Dengan:

$S_t$ adalah jarak setelah selang waktu $t$

$S_0$ adalah jarak mula mula atau saat $t=0$

$v_0$ adalah kecepatan mula mula

$a$ adalah percepatan

Lantas gimana cara makainya? Ya jelas tergantung apa yang diketahui dan ditanyakan di soal.
Rumus 1 biasa dipakai ketika yang diketahui adalah kecepatan awal, percepatan, dan selang waktu.
Rumus 2 biasa dipakai ketika yang diketahui adalah kecepatan awal, percepatan dan selang waktu.
Rumus 3 biasa dipakai ketika yang diketahui adalah kecepatan awal, percepatan, dan jarak tempuh.

Ada pun nanti dari rumus ini akan menjadi dasar dari materi Gerak Jatuh Bebas dan Gerak Vertikal Keatas

Oh iya kawan, ada tips nih dari saya kalau mau mengerjakan soal soal gerak, biasanya soal gerak itu dijadikan satu dengan materi gaya, energi dan usaha. Jadi harus benar benar bisa mengidentifikasi soal, apa yang akan kamu gunakan.

Selain itu, soal-soal UN atau pun SBMPTN terkadang menampilkan grafik kecepatan terhadap waktu. Untuk mencari perpindahannya, sobat fisika cukup menghitung luas daerah yang dibatasi oleh grafik dan sumbu x (sumbu yang menyatakan waktu).

Perlu diingat, bahwa dalam gerak ada 2 macam satuan, yaitu vektor dan skalar. Perpindahan dan kecepatan adalah satuan vektor, jadi sobat fisika hanya akan peninjau posisi awal dan posisi akhir. Sedangkan jarak dan kelajuan adalah satuan skalar, yang berarti sobat fisika harus meninjau semua gerak dari awal sampai akhir.

Nah, biar sobat fisika lebih paham, silahkan cek soal soalnya DISINI.