Advertisement here

Pembahasan Fisika No. 36 - 40 TKA Saintek UTBK SBMPTN 2019



Rajin belajar menghadapi UTBK SBMPTN, Pembahasan Fisika No. 36 - 40 TKA Saintek UTBK SBMPTN 2019

Pembahasan soal Fisika Tes Kompetensi Akademik Sains dan Teknologi (TKA Saintek) pada Ujian Tulis Berbasis Komputer (UTBK) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2019 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:
  • gerak lurus, 

  • kesetimbangan benda tegar, 

  • listrik statis, 

  • listrik dinamis, dan 

  • gaya magnet.


Soal No. 36 tentang Gerak Lurus

Dua buah benda bergerak saling mendekati. Benda A bergerak ke kanan dengan kecepatan v, sedangkan benda B bergerak ke kiri dengan kecepatan 30 m/s. Jika mula-mula kedua benda terpisah sejauh 1200 m, kecepatan benda A saat bertemu benda B jika saat itu benda B telah menempuh jarak 720 m adalah ….





A.20 m/s
B.30 m/s
C.40 m/s
D.50 m/s
E.60 m/s

Pembahasan

Jarak yang tempuh benda A dan B saat bertemu adalah sejauh jarak pisahnya.



sA + sB= 1200
sA + 720= 1200
sA= 480

Benda B menempuh jarak 720 m dengan kecepatan 30 m/s. Waktu yang diperlukan adalah:



sB= vB tB
720= 30 ∙ tB
tB= 24

Waktu yang ditempuh benda B tentunya sama dengan waktu tempuh benda A saat bertemu.

tA = tB = 24 s

Dengan demikian, kecepatan benda A saat bertemu adalah:





sA= vA tA
480= vA ∙ 24
vA= 20

Jadi, kecepatan benda A saat itu adalah 20 m/s (A).

Soal No. 37 tentang Kesetimbangan Benda Tegar

Sebuah batang dengan panjang L = 4 m dan massa M = 20 kg digantung menggunakan tali pada titik tengahnya sehingga membentuk sudut θ = 60° terhadap bidang datar. Ujung kiri batang berada pada dinding vertikal yang kasar dengan koefisien gesek statik μ = ⅕√3. Pada jarak x dari dinding, sebuah beban bermassa m = 10 kg digantungkan pada batang (lihat gambar).
Batang digantung menggunakan tali pada titik tengahnya sehingga membentuk sudut θ = 60° terhadap bidang datar., gambar soal kesetimbangan bendqa tegar Fisika TKA Saintek UTBK SNMPTN 2019

Nilai x agar ujung kiri batang tepat akan bergeser ke atas adalah ….





A.3,7 m
B.3,5 m
C.3,2 m
D.3,0 m
E.2,8 m

Pembahasan

Perhatikan gambar berikut in!
Gaya-gaya yang bekerja pada batang

Gaya yang bekerja pada sistem tersebut adalah:

◈ Gaya berat batang





w1= Mg
= 20 ∙ 10 N
= 200 N

◈ Gaya berat beban



w2= mg
= 10 ∙ 10 N
= 200 N

◈ Gaya gesek dinding dengan batang

f = μN

◈ Gaya normal : N

◈ Tegangan tali

T sin⁡ 60° dan T cos 60°

Agar ujung kiri batang tepat akan bergeser ke atas (masih dalam keadaan setimbang) maka:

◈ ΣFx = 0 [gaya ke kiri = gaya ke kanan]


◈ ΣFy = 0 [gaya ke atas = gaya ke bawah]







T sin⁡ 60°= w1 + w2 + f
T ∙ ½√3= 200 + 100 + μN
½√3T= 300 + ⅕√3 ∙ ½T [×10]
5√3T= 3000 + √3T [×√3]
15T= 3000√3 + 3T
12T= 3000√3
T= 250√3

◈ Στ = 0 [putar kiri = putar kanan]





w1 ∙ 2 + w2x= T sin⁡ 60° ∙ 2
200 ∙ 2 + 100 ∙ x= 250√3 ∙ ½√3 ∙ 2
400 + 100x= 750
100x= 350
x= 3,5

Jadi, nilai x agar ujung kiri batang tepat akan bergeser ke atas adalah 3,5 m (B).

Soal No. 38 tentang Listrik Statis

Kapasitor dua buah bola konduktor terpusat terdiri atas sebuah bola konduktor pejal dengan jari-jari a dan sebuah bola konduktor berongga dengan jari-jari b seperti pada gambar.
Kapasitor dua buah bola konduktor terpusat, gambar soal listrik statis Fisika UTBK 2019

Kapasitansi kapasitor tersebut adalah
Kapasitas 2 bola konduktor berjari-jari a dan b, C= ab/(k(b-a))

Misalkan W adalah energi yang tersimpan pada kapasitor itu, beda potensial listrik antara kedua bola konduktor tersebut adalah ….
Opsi jawaban bola konduktor, beda potensial listrik antara kedua bola konduktor

Pembahasan

Yang membuat stress menghadapi soal di atas adalah gambar dan opsi jawaban yang sangat asing. Tetapi jika kita mau mencermati, ternyata soal di atas sangat mudah. Coba perhatikan!

Diketahui:

Kapasitas 2 bola konduktor berjari-jari a dan b, C= ab/(k(b-a))

Energi yang tersimpan dl kapasitor dirumuskan:

W = ½CV2

Dari rumus di atas, beda tegangannya adalah:

Beda potensial listrik antara kedua bola konduktor

Jadi, beda potensial listrik antara kedua bola konduktor tersebut adalah opsi (A).

Soal No. 39 tentang Listrik Dinamis

Dua buah sumber tegangan listrik, dua buah hambatan identik, dan sebuah amperemeter ideal disusun menjadi rangkaian sederhana seperti ditunjukkan pada gambar (a). Sumber tegangan ε1 adalah sumber tegangan yang tegangannya dapat diubah-ubah, sedangkan sumber tegangan ε2 tetap. Grafik antara arus yang terbaca pada amperemeter dan besar tegangan ε1 ditunjukkan oleh gambar (b).
Rangkaian listrik dengan sumber tegangan dapat diubah-ubah, gambar soal Listrik Dinamis, Fisika UTBK 2019

Jika tegangan pada sumber ε1 = 0, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaian adalah ….





A.3,5 volt
B.3,0 volt
C.2,5 volt
D.2,0 volt
E.1,5 volt

Pembahasan

Berdasarkan grafik pada gambar b, diperoleh hambatan total rangkaian sebagai berikut:
Hambatan total rangkaian listrik berdasarkan grafik

Hukum Kirchhoff II yang berlaku adalah:
Kita ambil saja data ε1 = 3 volt dan I = 10 mA (lihat grafik). Diambil data yang lain juga boleh, hasilnya sama.



3 + ε2= 10−2 ∙ 500
3 + ε2= 5
ε2= 2

Beda tegangan antara b dan e sama dengan beda tegangan antara titik a dan f. Jika ε1 = 0 maka:




Vbe= Vaf
= ε1 + ε2
= 0 + 2
= 2

Jadi, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaian adalah 2,0 volt (D).

Soal No. 40 tentang Gaya Magnet

Partikel bermuatan +q bergerak dengan kecepatan v memasuki daerah bermedan magnet konstan B melalui titik O seperti ditunjukkan pada gambar. Arah medan magnetik B ke bawah.
Partikel bermuatan bergerak memasuki daerah bermedan magnet, gaya Lorentz, gambar soal gaya magnet, fisika UTBK 2019

Sesaat setelah melewati titik O, gaya yang bekerja pada partikel sama dengan ….





A.nol
B.½ qvB
C.½√3 qvB
D.qvB
E.√3 qvB

Pembahasan

Jika ada muatan q yang bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnetik B maka timbul gaya Lorentz FL.

FL = qvB sin⁡ θ

Sudut θ adalah sudut yang dibentuk antara arah kecepatan v dan arah medan magnet B. Pada gambar di atas sudut antara v dan B adalah 60° sehingga:




FL= qvB sin⁡ 60°
= ½√3 qvB

Jadi, gaya yang bekerja pada partikel sama dengan ½√3 qvB (C).

Simak Pembahasan Soal TKA Saintek UTBK SBMPTN 2019 selengkapnya.


Simak juga:
Pembahasan Fisika SBMPTN 2014
Pembahasan Fisika SBMPTN 2015 
Pembahasan Fisika SBMPTN 2016
Pembahasan Fisika SBMPTN 2017
Pembahasan Fisika SBMPTN 2018

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.


Next Post Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url
Advertisement here
Advertisement here
Advertisement here
Advertisement here