Pembahasan SBMPTN Fisika 2016

Bertarung dalam suatu tes SBMPTN memerlukan segala usaha dan tentunya doa. Usaha yang mesti dilakukan oleh testtaker adalah dengan mempelajari konsep setiap mata pelajaran secara utuh. Sama seperti pelajaran lainnya, fisika terdiri dari konsep konsep penting yang senan tiasa diujikkan. Konsep utama yang senantiasa diujikkan diantaranya adalah mekanika (konsep yang sangat luas), listrik-magnet, gelombang, fisika modern. Menjadi faniliar dengan konsep-konsep tersebut dan faham akan memudahkan dalam mengerjakan tes meskipun soalnya terbilang baru. Ini artinya perlu adanya latihan yang berulang supaya pemahaman semakin bertambah. Ada suatu pepatah yang layaknya baik untuk dicoba " Jika tidak bisa sekali cobalah dua kali, jika tidak bisa dua kali cobalah seminggu, sampai anda menemukan sendiri". Oleh karena itu, saya sangat berpesan sebelum melihat pembahasan ini, cobalah terlebih dahulu karena ketika anda menemukan sendiri, anda akan terpuaskan secara intelektual.

Soal-01: Sebuah bola ditembakkan dari tanah ke udara. Pada ketinggian 9.1 meter komponen kecepatan dalam arah x adalah 7.6 m/s dan dalam arah y adalah 6.1 m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s/s, maka ketinggian maksimum
 yang dicapai bola kira-kira sama dengan

A. 14 m

B. 13 m

C. 12 m

D. 11 m

E. 10 m

Jawab: D

Besaran yang diketahui.

Mengingat dalam komponen y gerak parabola adalah GLBB maka kecepatan awal disumbu y adalah


Waktu mencapai ketinggian maksimum diperoleh ketika kecepatan di y nol.

Ketinggian maksimum bola adalah

Soal-02: Dua buah benda A dan B masing-masing masanya m_A dan m_B terhubung dengan tali ringan dan tidak elastis melalui sebuah katrol yang massanya diabaikan. Benda A ditempatkan pada bidang miring dengan kemiringan 30 derajat terhadap horizontal.

Diketahui saat t = 0 detik kedua benda dilepaskan secara bersamaan dari keadaan diam. Jika pada saat t = 1 detik, benda A telah naik setinggi h = 1m terhadap posisi awal. Tentukanlah perbandingan m_A terhadap m_B adalah
A. 3 : 2
B. 2 : 3
C. 1 : 3
D. 8 : 7
E. 7 : 8

Jawab: B
Besaran yang diketahui.


Sebelum menghitung percepatan, tentukan perpindahan sistem.


Percepatan sistem dapat dihitung dengan persamaan GLBB


Untuk menghitung perbandinga kedua massa kita gunakan Hukum II Newton:




Ingin tahu pembahasan SBMPTN Fisika 2017: Baca pembahasan SBMPTN Fisika 2017

Soal-03: Sebuah benda dengan momen inersia I = Mr² dilepas dari keadaan diam dan menggelinding menuruni bidang miring. Penyataan yang tepat untuk menyatakan keadaan benda ketika benda mencapai titik sejauh h di bawah awalnya adalah
A. Jumlah energi kinetik tranlasi dan rotasinya lebih besar.
B. Jumlah energi kinetik translasi dan rotasinya lebih besar dari energi potensial awalnya.
C. Energi kinetik translasinya dua kali energi potensial awalnya.
D. Energi kinetik translasinya seperempat dari energi potensial awalnya
E. Energi kinetik rotasinya dua kali energi potensial awalnya.

Jawab: C
Besaran yang diketahui.


Sketsa gambar permasalahan

Seandainya kita menetapkan titik acuannya adalah dasar bidang miring. Kita dapat menuliskan persamaan energi mekanik sebagai berikut:


Dengan sedikit berasumsi bahwa titik B berada ditengah-tengah maka energi potensial di B akan sama dengan energi kinetik total di B. Jadi persamaan mekanikanya akan menjadi

Hal ini menunjukkan bahwa ketika benda berada ditengah tengah lintasan, energi kinetik translasinya akan seperempat energi potensial awalnya.

Soal-04: Seorang anak menggunakan sepasang sepatu sepatu bersol karet dengan luas setiap sol sepatu 14 cm persegi dan ketebalan 5 mm meluncur di atas lantai. Gaya gesek yang bekerja pada setiap kaki adalah 20N. Keadaan ini menyebabkan setiap soal sepatu mengalami perubahan bentuk. Jika modulus geser karet 3 x  10⁴ N/m.m. Jarak horizontal antara ujung permukaan atas dengan permukaan bawah adalah
A. 2.08 mm
B. 2.38 mm
C. 3.42 mm
D. 3.52 mm
E. 3.92 mm

Jawab: B
Besaran yang diketahui.


Sketsa permsalahan adalah sebagai berikut:

Pergesearan horizontal yang terjadi pada sol sepatu adalah

Soal-05: Ujung sebuah pipa selinder memiliki jari-jari 1.5 cm. Air (massa jenis 1000 kg/m.m.m) mengalir dengan laju tetap 7 m/s. Laju aliran massa yang meninggalkan pipa adalah
A. 7000 kg/s
B. 48 kg/s
C. 7.0 kg/s
D. 4.9 kg/s
E. 2.5 kg/s

Jawab: D
Besaran yang diketahui.

Laju aliran massa yang meninggalkan pipa dapat dihitung sebagai berikut:

Soal-06: 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 dalam satuan SI. Jika usaha per kmol yang dilakukan oleh gas untuk mengembang 8.4 J dan volume gas pada keadaan akhir 320 cc/kmol, maka temperature gas mula-mula adalah...
A. 42/R Kelvin
B. 38/R Kelvin
C. 34/R Kelvin
D. 30/R Kelvin
E. 28/R Kelvin

Jawab: D
Besaran yang diketahui.


Volume awal sistem dapat dihitung dari proses isobaris yaitu


Suhu gas dalam keadaan awal dapat dihitung dengan persamaan gas ideal

Soal-07: Gas Argon dapat dianggap sebagai gas ideal. Gas itu mula-mula mempunyai energi dalam Ei dan temperature Ti (Lihat gambar di bawah ini).

Gas tersebut melakukan proses dengan melakukan usaha W, melepaskan nilai energi sebesar Q, dan keadaan akhir energi dalam Ef serta temperature Tf. Besarnya perubahan energi tersebut digambarkan seperti pada gambar di atas. Apa simpulan proses tersebut?

A. Gas mengalami isobarik dan Tf < Ti

B. Gas mengalami proses adiabatik dan Tf < Ti

C. Gas mengalami proses isokhorik dan Tf < Ti

D. Gas mengalami isotermal dan Tf <Ti

E. Gas mengalami isotermal dan Tf = Ti

Jawab: E

Melihat grafik energi diatas menunjukkan bahwa energi dalam akhir (Ef) memiliki nilai sama besar dengan energi dalam awal (Ei). Ini menunjukkan bahwa proses yang dialami gas adalah proses isotermal. Dalam proses isotermal tentunya suhu akhir (Tf) akan sama dengan suhu akhir (Ti) mengingat energi dalam sama. 

Soal-08: Seorang siswa melakukan eksperimen untuk menentukan percepatan gravitasi (g) dipermukaan bumi dengan menggunakan pendulum yang panjangnya L dan memiliki periode T. Jika eksperimen ini dilakukan disuatu objek angkasa dengan panjang tali 2L didapatkan bahwa percepatan gravitasi di objek angkasa tersebut adalah g/2, maka rasio antara frekuensi sudut pendulum di objek angkasa tersebut dan di bumi  adalah
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1

Jawab: B
Besaran yang diketahui.


Persamaan frekuensi osilasi pada bandul dapat dituliskan


Perbandingan frekuensi sudut di objek angkasa dan di bumi adalah

Soal-09: Diketahui rangkaian listrik seperti pada gambar di bawah ini.

Jika saklar dibuka, yang terjadi dengan amperemeter (A) adalah

A. Pembacaan anperemeter mengecil

B. Tidak terjadi perubahan dalam Amperemeter

C. Terjadi hubungan singkat pada amperemeter

D. Pembacaan Amperemeter membesar

E. Tegangan pada Amperemeter membesar

Jawab: A

Pada awalnya rangkaian di atas merupakan rangkaian paralel untuk resistor. Sifat dari rangkaian paralel adalah memperkecil hambatan total rangkaian, dan hal ini berakibat arus pada Amperemeter membesar. Ketika saklar dibuka, rangkaian menjadi rangkaian sederhana dengan satu resistor dan nilai hambatannya akan lebih besar dari nilai hambatan paralel. Hal tersebut akan mengakibatkan arus yang terukur oleh Amperemeter akan mengecil.

Soal-10: Sebuah batang logam bermassa m = 1kg dan panjang L = 1m diletakkan pada suatu rel logam yang terhubung dengan sumber arus listrik sebesar I = 0.5A. Rangkaian tersebut berada pada daerah bermedan magnetik seragam B dan berarah seperti pada gambar di bawah ini.

Jika koefisien gesekan statis antara batang dan rel adalah 0.25 dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s/s maka nilai B maksimum agar batang tetap diam diatas rel adalah

A. 1 T

B. 2 T

C. 3 T

D. 4 T

E. 5 T

Jawab: E

Besaran yang diketahui.

Agar batang tetap diam, resultan gaya yang bekerja pada batang harus nol. Ini artinya gaya magnetik pada batang harus sama besarnya dengan gaya gesek statis pada bantang. 

Soal-11: Perbandingan usia yang dinyatakan dalam tahun antara dua kakak beradik saat sang kakak memulai perjalanan ruang angkasa adalah 11/10. Jika kecepatan pesawat ruang angkasa 0.9c dan sang kakak melakukan perjalanan ke planet dari suatu bintang selama 6 tahun, maka perbandingan usia antara kakak dan sang adik menurut perhitungan sang adik adalah (c adalah kelajuan cahaya diruang vakum)

A. 11/53

B. 11/55

C. 11/57

D. 11/59

E. 11/61

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Waktu perjalanan menurut sang Adik yang berada dibumi adalah

Perbandingan usia Sang Kakak terhadap Sang Adik menurut sang Adik adalah

Dengan mengganggap usia Kakak 11 tahun dan usia Adik 10 tahun maka diperoleh perbandingan

Soal-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.

Jawab: B

Bayangan yang dibentuk oleh lensa mata adalah bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Mengapa yang dilihat sama keadaannya dengan benda karena bayangan yang dibentuk tadi terlebih dahulu dipersepsi oleh otak manusia sesuai dengan keadaan benda. Untuk mata normal lensa mata akan selalu mengkondisikan bayangan jatuh tepat diretina dengan cara mengubah tingkat kecembungan lensa mata (daya akomodasi lensa mata). 

Soal-13: Dua muatan identik q dan Q terpisah sejauh x. Energi potensial system dua muatan itu adalah V. Kemudian, suatu muatan identik ke-3 diletakkan tepat ditengah diantara kedua muatan q dan Q tersebut. Pada kejadian itu gaya Coulomb tidak melakukan usaha.

SEBAB

Gaya Coulomb total yang bekerja pada muatan ke-3 sama dengan nol.

Jawab:A

Karena ketiga muatan identik dan muatan ketiga tepat berada ditengah-tengah dua muatan lainnya, maka resultan gaya Coulomb pada muatan ke- 3 pasti bernilai nol karena sama besar dan berlawanan arah. Karena resultan gaya colomb nol maka gaya ini tidak melakukan usaha terhadap muatan.

Soal-14: Sebuah bola kecil bermassa m meluncur di atas permukaan licin dengan profil mengikuti persamaan y = ho (cosx + 1), dengan y ketinggian bola di atas sumbu x. Jika bola dilepas dari ketinggian maksimum pada sumbu y, tanpa kecepatan awal, maka pernyataan yang tepat adalah

1. Kecepatan bola dititik terendah adalah 2√gh_o

2. Kecepatan bola setengah kecepatan maksimum saat y = 7h_o /2

3. Energi mekanik bola adalah 2mgh_o

4. Energi kinetik bola sama dengan setengah energi mekanik saat kecepatannya mmm √(3gh/2)

Jawab:

Dari fungsi di atas y akan maksimum ketika nilai x = 0, ini berarti bahwa y = 2ho. Di titik terendah nilai y akan sama dengan nol. Ini artinya semua energi potensial di keadaan awal di puncak akan diubah menjadi energi kinetik maksimum.

Saat kecepatan bola setengah kecepatan maksimum nilai y adalah

Energi mekanik bola akan sama dengan EP maksimum

Saat energi kinetik bola setengah dari energi mekanik nilai kecepatannya adalah

Soal-15:  Dawai piano yang panjangnya 0.5 m dan massanya 1/100 kg diberi beban seberat 200N. Pernyataan manakah yang benar?
1. Kecepatan gelombang pada dawai adalah 100 m/s
2. Rasio panjang tali dan panjang gelombang pada nada dasar adalah 0.5
3. Panjang gelombang nada dasar adalah 1m
4. Frekuensi dawai sebesar 100 Hz

Jawab: A
Besaran yang diketahui.


Kecepatan gelombang pada dawai


Rasio panjang tali dan panjang gelombang untuk nada dasar. Nada dasar dicapai saat panjang dawai sama dengan setengah lamda.


Panjang gelombang pada nada dasar.


Karena di soal dinyatakan frekeunsi dawai, pernyataan ini belum spesifik, tetapi kalau frekuensi nada dasar dawai adalah 

Ingin tahu pembahasan SBMPTN Fisika 2017: Baca pembahasan SBMPTN Fisika 2017