Latihan Soal UTBK SBMPTN 2021: Fisika

Artikel ini berisi latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN 2021 untuk mata pelajaran Fisika.

—

Sudah sejauh mana persiapanmu untuk menghadapi UTBK SBMPTN 2021? Waktu yang kamu punya tinggal sedikit lagi, lho. Eits, tak perlu khawatir. Ayo, persiapkan dirimu untuk menghadapi UTBK SBMPTN 2021 dengan latihan soal Fisika berikut ini. Yuk, disimak!

TOPIK: Mekanika I

SUBTOPIK: Hukum Newton tentang Gerak

1. Seorang anak bermassa 60 kg menaiki lift yang dirancang agar dapat mengangkat beban dengan percepatan 3 m/s². Kawat yang digunakan untuk menyangga lift adalah kawat sepanjang 10 m dan luas penampang 5 × 10^–5 m². Massa lift sebesar 200 kg dan regangan disyaratkan lebih kecil dari 0,0002. Jika modulus Young kawat sebesar 1,25 × 10¹² N/m² dan rata-rata massa anak lain yang akan naik adalah 50 kg, jumlah anak yang masih bisa menaiki lift tersebut kira-kira adalah …. 

1. 10 orang
2. 14 orang
3. 15 orang
4. 17 orang
5. 18 orang

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

Berdasarkan hukum II Newton tentang gerak, persamaan gerak lift

Modulus Young diberikan dengan suatu hubungan:

Gaya pada persamaan (2) sama dengan gaya tegang tali pada persamaan (1):

Jumlah massa anak-anak yang masih bisa naik:

Maka jumlah anak yang naik dapat dihitung:

Jumlah anak dengan rata-rata berat 50 kg yang masih bisa ikut naik adalah 14 orang.

Jadi, jawaban yang tepat adalah B. 

TOPIK: Mekanika II

SUBTOPIK: Impuls, Momentum dan Elastisitas

2. Sebuah peluru dengan massa m_p bergerak dengan kecepatan konstan v menumbuk sebuah balok kayu dengan massa m_b yang diam tergantung pada tali sepanjang l.

Setelah tumbukan, peluru tertanam dalam balok kayu. Kecepatan minimum peluru agar balok kayu mencapai titik tertinggi adalah ….

Jawaban : B

Pembahasan :

Diketahui:
massa peluru = m_p
kecepatan awal peluru (v_p) = v
massa balok = m_b
kecepatan awal balok (v_b) = 0
kecepatan setelah tumbukan = v‘

Ditanya: kecepatan peluru (v)?

Pada peristiwa ini, terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali. Setelah terjadi tumbukan, peluru dan balok bergerak dengan kecepatan yang sama, sehingga berlaku hukum kekekalan momentum:

Peluru dan balok kayu bergerak sampai posisi balok kayu berada di titik tertinggi (2l).

Pada peristiwa ini berlaku hukum kekekalan energi mekanik, yaitu ketika balok kayu berada di bawah dan ketika berada di atas.

Saat balok kayu berada di bawah, balok hanya memiliki energi kinetik. Sedangkan ketika balok kayu berada di atas, hanya ada energi potensial (karena benda diam di titik tertinggi).

Dengan demikian, kecepatan peluru agar balok kayu mencapai titik tertinggi adalah

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

TOPIK : Mekanika II

SUBTOPIK : Usaha dan Energi

3. Seorang anak menaruh bola kasti di puncak bidang miring. Ketika anak tersebut melepas bola yang ditaruhnya, bola kasti tersebut langsung menggelinding. Bola menggelinding dengan sendirinya tanpa didorong, maka usaha yang dilakukan pada bola kasti ketika menggelinding dari puncak bidang miring hingga dasar bidang miring adalah nol

SEBAB

usaha merupakan perkalian antara gaya dan perpindahan.

1. pernyataan benar, alasan benar, keduanya ada hubungan sebab akibat
2. pernyataan benar, alasan benar, keduanya tidak ada hubungan sebab akibat
3. pernyataan benar dan alasan salah
4. pernyataan salah dan alasan benar
5. pernyataan dan alasan, keduanya salah

Jawaban : D

Pembahasan :

Usaha adalah besarnya gaya yang dilakukan untuk memindahkan benda sejauh perpindahannya. Usaha juga dapat dinyatakan sebagai besarnya perubahan energi.

Usaha dinyatakan dengan persamaan:

W = F.s = ∆EK = ∆EP

Bola yang berada di puncak bidang miring dengan sendirinya akan menggelinding. Kecepatan linear bola dan kecepatan sudut bola yang semula bernilai nol akan memiliki nilai tertentu. Semakin ke bawah bola akan menggelinding semakin cepat.

Terjadi perubahan energi kinetik dan perubahan energi potensial, maka usaha yang dilakukan pada bola tidak bernilai nol.

Pernyataan salah.

Alasan benar.

Pernyataan salah dan alasan benar, maka jawaban yang tepat adalah D. 

Kerjakan Soal Lainnya: UTBK SBMPTN 2021 Kimia

TOPIK : Fluida

SUBTOPIK : Fluida Dinamis dan Fluida Statis

4. Sebuah kubus dengan rusuk 8 cm melayang pada perbatasan antara air dan minyak. Massa jenis air dan minyak berturut-turut adalah 1.000 kg/m³ dan 800 kg/m³.

Massa jenis kubus tersebut adalah ….

1. 250 kg/m³
2. 400 kg/m³
3. 600 kg/m³
4. 750 kg/m³
5. 850 kg/m³

Jawaban : E

Pembahasan :

Panjang rusuk kubus 8 cm, sedangkan panjang rusuk kubus yang berada dalam air (r_a) adalah 2 cm, maka bagian volume kubus yang berada dalam air: 

Panjang rusuk kubus yang berada dalam minyak: r_m = 8 – 2 = 6 cm

maka bagian volume kubus yang berada dalam air : 

Kubus tersebut melayang pada perbatasan antara air dan minyak, maka

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

TOPIK : Getaran dan Gelombang

SUBTOPIK : Gelombang

5. Sebuah pipa organa terbuka A menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi x Hz, sedangkan pipa organa tertutup B menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi y Hz. Jika panjang pipa organa, suhu, dan jenis gas dalam kedua pipa organa sama, perbandingan x dengan y adalah .…

1. 7 : 6
2. 6 : 7
3. 5 : 5
4. 6 : 5
5. 5 : 7

Jawaban : B

Pembahasan :

Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka A = x
Frekuensi nada atas ketiga pipa organa tertutup B = y

Persamaan frekuensi pada pipa organa terbuka adalah

Persamaan frekuensi pada pipa organa tertutup adalah

dengan:
n = 0 (nada dasar)
n = 1 (nada atas pertama)
n = 2 (nada atas kedua)
n = 3 (nada atas ketiga)
…dst

Frekuensi nada atas kedua (n = 2) pada pipa organa terbuka A, memenuhi persamaan

Frekuensi nada atas ketiga  (n = 3) pada pipa organa tertutup B, memenuhi persamaan

maka perbandingan x dengan y adalah

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

Topik : Zat dan Kalor

Subtopik : Hukum-hukum Termodinamika

6. Suatu gas ideal monoatomik di dalam ruang tertutup mempunyai tekanan 1 × 10⁵ Pa dan volume 40 liter. Gas menyerap kalor sebesar 2 × 10³ J dari lingkungan dan memuai secara isobarik sehingga volumenya menjadi 50 liter. Pada akhir proses … 

1. Suhu gas akan bertambah
2. Gas melakukan usaha sebesar 2 × 10³ J
3. Gas mengalami perubahan energi dalam sebesar 1.000 J
4. Massa jenis gas bertambah

1. 1, 2, dan 3
2. 1 dan 3
3. 2 dan 4
4. 4 saja
5. semua benar

Jawaban : B

Pembahasan :

Periksa setiap pernyataan.

Pernyataan 1

Suhu gas akan bertambah

Persamaan keadaan gas diberikan oleh hubungan

Dari persamaan di atas, terlihat bahwa V sebanding dengan T. Jika volume bertambah besar maka suhu juga bertambah. Dengan demikian, pernyataan 1 benar.

Pernyataan 2

Gas melakukan usaha sebesar 2 × 10³ J 

Usaha yang dilakukan gas dapat ditentukan dengan

Gas melakukan usaha sebesar 1 × 10³ J, maka pernyataan 2 salah.

Pernyataan 3

Gas mengalami perubahan energi dalam sebesar 1.000 J

Berdasarkan hukum II termodinamika,

Gas mengalami perubahan energi dalam sebesar 1.000 J, maka pernyataan 3 benar.

Pernyataan 4

Massa jenis gas bertambah

Karena , terlihat bahwa massa jenis berbanding terbalik dengan volume. Ketika volume gas bertambah, seharusnya massa jenis gas berkurang. Maka pernyataan 4 salah.

Dengan demikian, pernyataan yang benar adalah 1 dan 3.

Jadi, jawaban yang tepat adalah B. 

Topik : Listrik dan Magnet

Subtopik : Listrik Statis

7. Perhatikan gambar berikut!

Empat buah muatan terletak pada sebuah persegi dengan panjang sisi r. Resultan potensial listrik di pusat persegi (titik P) adalah ….

Jawaban : D

Pembahasan :

Diketahui:
Q_A = Q_C = +2q

Q_B = Q_D = -q

AB = BC = CD = DE = r

Ditanya: potensial listrik di pusat persegi?

Jarak dari tiap muatan ke titik P. Karena ADC adalah segitiga siku-siku, maka berlaku Pythagoras yaitu

Maka jarak dari tiap muatan ke titik P yaitu

Ingat bahwa potensial listrik adalah besaran skalar. Dengan demikian, potensial listrik di titik P dapat dihitung dengan menjumlahkan keempat muatan

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

Topik : Listrik dan Magnet

Subtopik : Listrik Arus Searah

8. Perhatikan gambar rangkaian berikut ini!

Kelima baterai tersebut memiliki ggl masing-masing sebesar ɛ₁ = ɛ₂ = 6 V, ɛ₃ = ɛ₄ = ɛ₅ = 4 V, dan hambatan dalam masing-masing baterai r₁ = r₂ = 0,3 ohm, dan r₃ = r₄ = r₅ = 0,2 ohm. Jika R = 10 ohm, kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut sebesar …

1. 1,16 A
2. 2,16 A
3. 3,16 A
4. 4,16 A
5. 5,16 A

Jawaban : A

Pembahasan :

Diketahui:

Hitung ggl pengganti dari 2 baterai dan hambatan dalam bagian atas yang dirangkai seri:

Hitung ggl pengganti dari 3 baterai dan hambatan dalam bagian bawah yang dirangkai seri:

Maka:

Sehingga arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut:

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

Topik : Listrik dan Magnet

Subtopik : Medan Magnet

9. Perhatikan pernyataan berikut!

1. Memperbesar arus listrik menjadi  dua kali semula
2. Memperkecil arus listrik menjadi setengah kali semula
3. Memperbesar jarak titik ke kawat sebesar dua kali semula
4. Memperkecil jarak titik ke kawat menjadi setengah kali semula

Kuat medan magnet yang dihasilkan oleh suatu kawat lurus tak terhingga sebesar B dengan kuat arus yang mengalir sebesar I. Jika kuat medan magnet ingin dijadikan 2 kali semula, hal yang dapat dilakukan dinyatakan oleh nomor …

1. 1 dan 3
2. 1 dan 4
3. 2 dan 3
4. 2 dan 4
5. semua benar

Jawaban : B

Pembahasan :

Kuat medan magnet pada kawat lurus tak berhingga dapat dinyatakan dengan persamaan:

karena  dan  nilainya tidak berubah, maka kuat medan magnet (B) hanya dipengaruhi oleh kuat arus listrik (I) dan jarak titik ke kawat (a).

dimana medan magnet berbanding lurus dengan kuat arus listrik, dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.

Dengan demikian untuk memperbesar medan magnet menjadi dua kali semula, hal yang dapat dilakukan adalah:

• memperbesar kuat arus listrik menjadi dua kali semula (pernyataan 1)
• memperkecil jarak titik ke kawat menjadi setengah kali semula (pernyataan 4).

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

Topik : Fisika Modern

Subtopik : Fisika Kuantum

10. Andaikan ada sebuah batuan angkasa dengan massa diam 4 kg sedang bergerak dengan kecepatan  menuju bumi. Ternyata selama perjalanannya batu tersebut bertabrakan dengan batu yang identik yang sedang bergerak pada arah yang berlawanan dengan kecepatan . Setelah bertabrakan, kedua batu menyatu dan tidak ada energi hilang selama proses tabrakan itu, maka massa batu gabungan adalah ….

1. 4,0 kg
2. 6,4 kg
3. 8,0 kg
4. 10,0 kg
5. 13,3 kg

Jawaban : D

Pembahasan :

Massa gabungan (m_g) kedua batu setelah bertabrakan dapat diketahui dengan

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

Gimana, mudah dipahami ‘kan? Masih butuh latihan soal lainnya? Kamu masih bisa lihat lebih banyak video pembahasan soal dan latihan soal UTBK SBMPTN 2021 di ruangbelajar.