Pembahasan Fisika SIMAK-UI 2016

Bagaimanakah contoh soal dan pembahasan simak UI 2016 (Fisika)? Memasuki kampus favourit memerlukan usaha yang tinggi serta doa. Salah satu bentuk usaha adalah dengan memperlajari konsep-konsep mata pelajaran yang diujikkan termasuk pelajaran fisika. Selain itu berlatih mengerjakan soal-soal yang telah diujikan merupakan salah satu bentuk usaha dalam memperlajari konsep fisika. Pada kesempatan ini akan diulas mengenai pembahasan SIMAK UI khusus untuk mata pelajaran fisika tahun 2016. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang akan menghadapi tes masuk UI atau persiapan tes masuk universitas lainnya karena konsep fisika sama bagi semua tes apapun. Selamat menyimak dengan baik.

Soal 25: Di depan sebuah lensa positif diletakkan suatu benda dengan jarak 5 cm. Lensa positif memiliki diamater 40 cm. Suatu lensa yang identik dengan lensa sebelumnya diletakkan pada jarak 0.2 m. Karakteristik bayangannya adalah...

A. Nyata, terbalik, dan dua kali ukuran semula.

B. Nyata, tegak, dan setengah kali ukuran semula.

C. Nyata, terbalik, dan sama dengan ukuran semula.

D. Maya, tegak, dan setengah kali ukuran semula.

E. Maya, terbalik, dan sama dengan ukuran semula.

Jawab: C
Besaran yang diketahui.


Sketsa gambar untuk permasalahan ini adalah

Letak bayangan benda oleh lensa satu.

Ini artinya bayangan berada sepihak dengan benda dengan jarak 10 cm dari lensa satu. Bayangan ini akan menjadi benda untuk lensa dua dengan jarak 10 cm. Sehingga bayangan akhir oleh lensa dua adalah:

Karena bayangan akhir bernilai positif, ini menunjukkan bayangan nyata dan terbalik.

Soal 26: Pada suatu dinding diletakkan sebuah pipa dengan panjang L = 400 cm dan tinggi dinding 150 cm seperti pada gambar. Lantai tidak licin dengan koefisien gesekan statik 0.78. 

Panjang pipa yang berada diujung atas dinding adalah 240 cm. Tepi dinding licin. Jika pipa tepat akan jatuh, besar sudut kemiringan pipa adalah...

A. 75 derajat

B. 60 derajat

C. 45 derajat

D. 30 derajat

E. 15 derajat

Jawab: B
Besaran yang diketahui.


Gaya-gaya yang bekerja pada batang dapat digambarkan seperti di bawah ini.

Persamaan gaya yang bekerja dalam komponen-x dan y adalah sebagai berikut:

Substitusi persamaan gaya di komponen x dan y akan diperoleh persamaan

Tinjau resultan torsi pada titik B akan didapatkan persamaan

Bagi persamaan (1) dengan persamaan (2) akan didapatkan persamaan

Soal 27: Seseorang sedang melakukan eksperimen dengan menjatuhkan benda vertikal ke bawah tanpa diberikan kecepatan awal apapun pada suatu ketinggian tertentu. Waktu tempuh tercepat untuk sampai kepermukaan planet terjadi pada planet...

A. Bumi

B. Mars

C. Jupiter

D. Neptunus

E. Saturnus

Jawab: C
Percepatan gravitasi dipermukaan planet bergantung pada massa dari planet itu sendiri dan tentutnya jari-jari planet. Karena juviter merupakan planet terbesar maka akan memiliki massa yang paling besar dibandingkan planet lainnya dengan anggapan rapat massa batuan setiap planet sama. Sehingga benda yang dilemparkan vertikal ke bawah akan memiliki waktu tersingkat diplanet juviter.

Soal 28: Tiga buah hambatan masing-masing R1 = 3 ohm, R2 = 4 ohm, dan R3 = 5 ohm disusun seperti pada gambar di bawah ini. 

Tegangan pada titik 1 adalah 24 Volt dan tegangan pada titik 2 adalah 10 Volt. Arus listrik yang mengalir pada R1 dan R2 adalah 2 ampere. Tegangan dititik 3 adalah...

A. 10 Volt

B. 12 Volt

C. 16 Volt

D. 18 Volt

E. 24 Volt

Jawab: D
Besaran yang diketahui.

Dari hukum II Kirchhoff beda potensial antara titik 1 dan 0 dapat dituliskan

Tinjau titik 0, gunakan hukum I Kirchhoff untuk menentukan arus pada hambatan R3

Gunakan kembali Hukum II Kirchoff pada titik 0 dan 3 untuk menentukan tegangan dititik 3

Soal-29: Perusahaan spring bed sedang memperomosikan kelebihan kasurnya karena per yang digunakan memiliki keunikan. Gambar di bawah menunjukkan keunikan per tersebut.

Jika kasur diduduki dan tertekan sebesar 4 cm, ternyata energi potensialnya 0.48 Joule. Dengan menganalisis kurva di atas , jika jarak posisi Δx₃ dan Δx₁ adalah 2 cm dan dianggap F₃=18N, besar gaya F₁ adalah
A. 6 N
B. 8 N
C. 10 N
D. 12 N
E. 14 N

Jawab: A
Besaran yang diketahui.


Konstanta pegas dapat dihitung dari energi pegas untuk pertambahan panjang 4 cm


Dari grafik dapat diperoleh perbandingan bahwa


Sehingga nilai pertambahan panjang pegas satu adalah 1 cm. Jadi gaya F₁ adalah

Soal-30: Pada sebuah sistem peredaran darah hewan, jari-jari pembuluh nadinya adalah 1.2 cm. Darah mengalir dari pembuluh nadi dengan kelajuan 0.4 m/s menuju kesemua pembuluh kapiler yang ada dengan kelajuan rata-rata 0.5 mm/s dan jari-jari pembuluh kapiler 8/10000 cm. Jumlah pembuluh pipa kapiler adalah
A. 2.1 miliar
B. 1.8 miliar
C. 1.5 miliar
D. 1.2 miliar
E. 0.6 miliar

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Pada prinsipnya debit aliran darah pada nadi harus sama dengan debit pada pembuluh kapiler. Anggap bahwa ada n buah pembuluh kapiler. Nilai n dapat dihitung dengan

Soal-31: Sebuah proses isotermal dilakukan pada gas yang diisikan pada dua buah reaktor dengan kapasitas masing-masing 2 x 10⁴ cc dan 3 x 10⁴ cc. Tekanan pada reaktor kedua adalah 0.6 Pa. Dalam prosesnya dilakukan pemindahan seluruh gas daari reaktor pertama ke reaktor kedua sehingga tekanan totalnya 0.8Pa. Tekanan reaktor pertama sebelum ada pemindahan gas adalah
A. 0.6 Pa
B. 0.5 Pa
C. 0.4 Pa
D. 0.3 Pa
E. 0.2 Pa

Jawab:D
Besaran yang diketahui.


Tekanan total muncul akibat jumlah molekul total yang menumbuk dinding gas dan partikel gas lainnya ketika kedua gas digabung. Ini artinya jumlah molekul total sama dengan jumlah molekul satu dengan molekul dua.




 

Soal-32: Radioisotop unsur Uranium-235 dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor nuklir untuk menghasilkan energi dalam jumlah yang besar.

SEBAB

Ketika ditembak oleh neutron lambat, inti uranium menghasilkan dua buah inti baru yang lebih ringan.

Jawab: B
Dalam reaktor nuklir PLTN biasanya Uraniun-235 ditembaki dengan neutron lambat sehingga terjadi rekasi fisi (pemecahan dari partikel inti berat ke ringan). Saat rekasi fisi berlangsung terjadi pelepasan energi yang besar akibat terjadi reaksi berantai yang banyak. Secara persamaan reaksi dituliskan

Q dalam persamaan rekasi di atas merupakan energi yang dilepas saat reaksi berlangsung. Inti disebelah kanan sebagai produk reaksi memiliki massa yang lebih ringan dibandingkan inti asal U-235 yang ditembaki elektron. 

Soal-33: Dalam suatu rangkain seri RL, apabila beda potensial pada ujung-ujung resistor dan induktor sama, arus akan tertinggal terhadap tegangan dengan sudut fase 45 derajat.

SEBAB

Hambatan total dalam rangkaian seri RL merupakan akar dari penjumlahan kuadrat antara hambatan resistor dan reaktansi induktif induktor.

Jawab: B
Karena dalam rangkaian RLC fase antara arus dan tegangan ditentukan nilai rekatansi induktif (X_L) dan reaktansi kapasitif (X_C). Dalam hal ini rangkaian hanya memiliki rektansi induktif karena hanya teridri dari induktor dan resistor, sehingga jelas fase arus akan ketinggalan dari tegangan. Berapa derajat nilainya, dapat dihitung sebagai berikut:

Hambatan total rangkaian yang disebut sebagai impedansi (Z) merupakan akar dari penjumlahan kuadrat dari hambatan dengan rekatansi induktif karena reaktansi kapasitif bernilai nol.

Soal-34: Suatu proses melibatkan dua moal gas diatomik. Proses yang dilakukan pada volume konstan terhadap gas menyebabkan terjadinya kenaikan suhu gas dari 200K menjadi 600K. Kalor yang diserap pada proses isokhorik ini sebesar 1000nR.

Kemudian terjadi ekspansi dengan menjaga suhu gas tetap dan tekanan mengalami penurunan hingga nilai awalnyatercapai kembali. Kalor yang diserap pada proses isotermal ini sebesar 600nRln3. Setelah itu proses berulang secara isobarik. Pernyataan berikut yang benar adalah
1. Terjadi kerja sebagai perubahan energi dalam pada proses (2-3).
2. Kalor yang diserap sistem berasal dari proses isokhorik dan ekspansi termal.
3. Kerja total siklus adalah penjumlahan dari kerja isobarik dan kerja isotermal.
4. Rasio kompresi harus diperkecil agar efisiensi siklus bisa bertambah.

Jawab: C

1. Proses 2-3) disebut proses isotermal, dalam proses ini perubahan energi dalam selalu nol. Ini artinya bahwa kerja yang dilakukan pada proses ini bukan sebagai perubahan energi dalam melainkan sama dengan kalor yang diserap sistem dari lingkungan.
2. Proses (1-2) merupakan proses isokhorik, pada proses ini diserap kalor karena tekanan gas ingin naik, sehingga salah satu caranya adalah menyerap kalor dari lingkugan. Selain proses (1-2) proses, proses penterapan kalor dilakukan pada proses (2-3) atau isotermal, sebagai indikasinya pada proses ini mengalami pemuaian volume, yang menunjukkan bahwa ssitem harus menyerap kalor.
3. Kerja total siklus merupakan pengurangan kerja isotermal oleh isobarik, karena pada proses isobarik terjadi pemampatan volume yang menunjukkan bahwa kerja pada proses ini bernilai negatif.
4. Rasio kompresi merupakan perbandingan antara volume akhir terhadap volume awal pada proses kompresi (3-1). Semakin kecil nilai rasion ini maka usaha dalam proses (3-1) semakin kecil pula. Karena usaha ini bernilai negatif, mengecilnya usaha ini akan mempengaruhi kerja total yang semakin besar pada proses (2-3) dan ini mengakibatkan efisiensi sistem atau siklus akan bertambah.

Soal-35: Diagram pita energi di bawah ini menunjukkan karakteristik atom sodium.

Berdasarkan diagram diatas dapat dilihat bahwa
1. Sodium merupakan konduktor yang baik
2. Elektron tidak dapat menempati pita tertinggi
3. Pita energinya tertinggi hanya terisi sebagian
4. Celah pita energinya besar sehingga elektron dapat bebas mengalir

Jawab: E
Pada pita tertinggi (3s) sebagian terisi elektron dan sebagian kosong, ini menunjukkan karakteristik dari sebuah konduktor. Pada temperature tertentu elektron dapat loncat ke pita tertinggi karena ada penyerapan energi dari luar dalam bentuk energi listrik. Karena celah pita energi yang besar dan pada tingkat tertinggi terdapat ruang kosong, elektron pada pita tertinggi dapat melakukan transisi dengan bebas. 

Soal-36: Seseorang yang terjun bebas dari ketinggian 100 meter mendengar suara peluit yang berasal dari dasar jurang, maka orang tersebut

1. Mendengar suara peluit dengan frekuensi lebih rendah
2. Mendengar suara peluit dengan frekuensi lebih tinggi.
3. Mendengar suara peluit dengan frekuensi semakin rendah
4. Mendengar suara peluit dengan frekuensi semakin tinggi.

Jawab: C

Permasalahan ini merupakan konsep efek doppler. Karena pendengar mendekati sumber maka frekuensi yang didengar akan semakin tinggi dan lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi sumber peluit asal.

Demikianlah pembahasan soal fisika SIMAK-UI 2016