Soal dan pembahasan UTBK 2020 fisika SBMPTN (try out 1)

1. Sebuah kubus dengan volume awal Vo dan koefisien muai linier α , jika kubus tersebut dipanaskan dengan pertambahan suhu sebesar ΔT. Pertambahan luasnya sekarang adalah sebesar....
A. 6 Vo ^3/4.α.ΔT
B. 12Vo. ^3/4.α.ΔT
B. 6 Vo. ^4/3.α.ΔT

B. 12Vo. ^3/2.α.ΔT

E. 12 Vo. ^2/3.α.ΔT

jawaban: E

pembahasan:
luas kubus
Ao = 6 S²
atau
Ao = 6 Vo ^2/3

rumus pemuaian:
ΔA = Ao . 2α . ΔT
ΔA = 12 Vo. ^2/3.α.ΔT

2. Benda 5 kg diikat tali dengan panjang 1,5 m dan diputar secara vertical dengan kecepatan sudut tetap sebesar 8 rad s. besar tegangan tali saat di titik A sebesar…. N

A. 436,7         D. 505
B. 455            E. 555
C. 523,3
Jawaban:A
Pembahasan:
Dengan rumus gaya sentripetal
Fs = m .ω² . R
T – m.g.cos 60^o = m .ω² . R
T – 5 . 10 . 0,5 = 5 . 64 . 1,5
T = 480 -  25 =455 N

3. Perhatikan gambar bola bermassa 3 kg berikut!

Berapa besar gaya F yang dibutuhkan agar bola dengan jari jari R = 10 cm mampu melewati tangga yang tingginya (h) 4 cm.  

a. 10 N

b. 20 N

c. 30 n

d. 40 N

e. 50 N

Jawaban: B

Pembahasan:

F.R_F= m.g.cos 60^o . R_w

F . 6 = 30 . ½ . 8

F = 20 N

4. Sebanyak 36 gram es -6^oC didalam kalorimeter yang memiliki kapasitas kalor 27 kal/K. jika kedalamnya dituangkan sejumlah alkohol bersuhu 50^oC (kalor jenis alkohol 0,58 kal /K) dan menyebabkan suhu kesetimbangan sebesar 8^oC. Massa alkohol yang dituangkan sebanyak… gram
A. 108            D. 288
B. 150            E. 300
C. 200
Jawaban: B
Pembahasan:

Azas Black

Qlepas = Qterima

Qalkhohol = Qes + Qkalorimeter

m . c . ΔT = m_e . c_e. ΔT + m_e . L_e + m_e . c_air . ΔT + C_k. ΔT

m . 0,58 . (50 – 8) = 36 . 0,5.(0- -6) + 36.80 + 36 .1.(8-0) + 27.(8 - -6)

m . 0,58 . (50 – 8) = 36 . 0,5 . 6 + 36 . 80 + 36 . 1 . 8 + 27 . 14

m . 0,58 . 42 = 108+2880 + 288+378

24,36 m  = 3654

m = 150 gram

5. seorang anak membawa sebuah bandul sederhana kedalam lift. saat lift masih belum bergerak  periode bandul sebesar4 s. Berapa periode bandul tersebut jika lift bergerak ke bawah dengan percepatan konstan sebesar 7,35 ms ^-2 (g = 9,8 m/s^-2)
A. 1 detik                D. 8 detik
B. 2 detik                E. 12 detik
C. 4 detik

Jawaban: D
Pembahasan:
Rumus periode bandul:

Bandul Sederhana

 

T berbanding terbalik dengan √g

Saat lift bergerak ke bawah g’ = g – a = 9,8 – 7,35 = 2,45

T₁ . √g = T₂ . √g’
4 . √9,8 = T2 . √2,45
4 . √4 = T2
T2 = 8

6. Taraf intensitas bunyi sebuah mesin diesel didalam sebuah pabrik adalah 60 dB (Io = 10^-12 Wm^-2). Jika di dalam pabrik tersebut mengunakan sejumlah mesin diesel dan terukur taraf intensitasnya sebesar 80 dB, maka jumlah mesin diesel yang digunakannya sebanyak....
A. 200            D. 20
B. 140            E. 10
C. 100
Kunci jawaban: C
Pembahasan:

Rumus taraf intensitas bunyi:

TIn = TI1 + 10 log n
80 = 60 + 10. Log n
20 = 10 . log n
2 = log n
n = 100

7. Seberkas cahaya monokromatik dilewatkan pada kisi difraksi yang mempunyai 5000 celah/cm menghasilkan garis terang ke-2 dengan sudut 30°. Panjang gelombang cahaya monokromatik tersebut adalah .... angstrom
A. 10000         D. 3400
B. 8500          E. 2500
C. 5000

Jawaban: C
Pembahasan:
d = 1/N
d = 1/5000
d = 2 . 10^-4 cm = 2 . 10^-6m

rumus difraksi kisi
d . sin θ = n . λ
2 . 10^-6 . sin 30^o= 2 . λ
λ = 5000 Angstrom

8. Dari rangkaian listrik di bawah arus yang mengalir pada R5 adalah ....

A. 0               D. 5 A
B. 0,5 A         E. tidak dapat ditentukan
C. 0,9 A

Jawaban : A
Pembahasan:
Semua resistor seri - paralel satu sama lain, sehingga ada kemungkinan merupakan rangkaian jembatan wheitstone

Kita buktikan:

R1 . R3 = R2 . R4
2 . 6 = 3 . 4
12 = 12

karena ruas kanan dan ruas kiri nilainya sama yaotu 12 ohm, sehingga rangkaian diatas adalah rangkai jembatan wheitstone

Sehingga tidak ada arus yang mengalir alias nol

9.  Dua kawat lurus sangat panjang diletakkan berseberangan / sejajar terpisah jarak 15 cm di udara. Kawat I dialiri arus searah 6 A dan dan kawat II 9 A yang arahnya sama. Letak titik yang induksi magnetiknya nol diukur dari kawat I adalah ....

A. 3 cm          D. 8 cm

B. 5 cm          E. 10 cm

C. 6 cm

Jawaban:
Pembahasan:

I1		I2
_____	=	_____
a		15 - a

6		9
_____	=	_____
a		15 - a

15 a	=	90
a	=	6 cm

10.     dua buah Tabung P dan tabung Q terhubung pipa kecil. volume tabung Q sama dengan 2 kali volume tabung P. sistem tersebut diisi dengan gas ideal. Jumlah molekul dalam tabung P sama dengan N dan 3N dalam tabung Q. Bila gas dalam P bersuhu 300 K, maka suhu gas dalam tabung Q adalah ....

A. 100 K                D. 450 K

B. 150 K                E. 600 K

C. 200 K

Jawaban: C

Pembahasan:

Rumus / persamaan umum gas ideal

P.V = N. k. T

Perbandingan boyle – gay lussac

P . V		P . V
_____	=	_____
N.T		N.T

V		2V
_____	=	_____
N.300		3N.T

T = 200 K

11.    Sebuah kawat penghantar berada dalam suatu medan magnet homogen sebesar 0,01 Tesla yang arahnya tegak lurus masuk bidang gambar

Kawat TU panjang 80 cm ditarik dan bergerak ke kiri dengan kecepatan tetap 20 m/s. Bila total hambatan dalam kawat dan resistor sebesar 2 Ω, maka besar gaya Lorentz yang dialami kawat TU sebesar....

A. 2,4 × 10^-4N ke kanan

B. 6,4 × 10^-4N ke kiri

C. 6,4 × 10^-4N ke kanan

D. 3,2 × 10^-4N ke kiri

E. 3,2 × 10^-4N ke kanan

Jawaban: C

Pembahasan:

Rumus ggl induksi dan hokum ohm

ε = B . l . v

I . R = B . l v

I . 2 = 0,01 . 0,8 . 20

I = 0,08 Ampere

Arah I kebawahsesuai kaidah tagan kanan (I telapak tangan, B 4 jari , v jempol)

Rumus gaya Lorentz atau rumus gaya magnetic

F = B . I . l

F = 0,01 . 0,08 . 0,8 =  6,4 × 10^-4N ke kanan

Arah F ke kanan sesuai kaidah tangan kanan ( F telapak, B 4 jari dan I jempol)

12.    Sebuah proton (mp =1,6 ×10^-27kg) memasuki medan magnet homogen 1 TESLA secara tegak lurus dengan energi kinetic proton sebesar 2 eV. Bila e = −1,6 ×10^-19 C, maka jari-jari lintasan proton akibat gaya magnetic tersebut adalah ....
A. 0,1 mm             D. 0,4 mm
B. 0,2 mm             E. 0,5 mm
C. 0,3 mm

Jawaban:
Pemahasan:


diketahui:
Ek = 2 eV = 2 . 1,6 . 10^-19 joule

kombinasi rumus gaya sentripetal dan gaya lorentz

F = B . q . v

dan 

F = m . (v² / r )

kombinasi:

B. q v r = m v² 

B. q  r = m. v

B . q r = (2.m.Ek)^1/2

1. 1,6 10^-19 . r = (2. 1,6 . 10^-27 . 2 . 1,6 10^-19 )^1/2  

1,6 10^-19 . r = 2. 1,6 . 10^-23 

r = 2 . 10^-4 m = 0,2 mm   


13.    Sebuah benda yang massa diamnya m₀ bergerak dengan kecepatan v= ½ c√3 Energi total E adalah...

A. 3/8m₀c²             D. 2m₀c²

B. 1/2m₀c²             E. 8/3 m₀c²          

C. 7/4 m₀c²

Jawab: C

Pembahasan:

 v =  ½ c√3 

sehingga

𝛾 = 1/2 

energi total =

E = Eo + Ek

E = m₀c² + 1/2 m v²


E = m₀c² + 1/2 ( m₀ /𝛾 )(½ c√3)² 


E = m₀c² + 1/2 ( m₀ /1/2 ).1/4 .3 c² 

E = m₀c² + 3/4  m₀ c² 

E = 7/4 m₀c² 

14.    Apabila gas pada volume tetap dipanaskan, maka kalor yang diterima itu akan diubah menjadi usaha luar.

SEBAB

Energi kinetik rata-rata molekul gas yang dipanaskan akan bertambah.

pmbahasan:

pernyataan salah. karena ketika volume tetap kalor diubah menjadi energi dalam

alasan benar. energi kinetik dipengaruhi oleh suhu mutlak (Ek berbanding lurus dengan T)