Soal dan Penyelesaian Latihan UTBK SBMPTN Persiapan TKA Fisika

Soal dan Penyelesaian Fisika - Menjawab soal UTBK dengan cepat dan benar khususnya Fisika memerlukan ketelitian dan kebiasaan. 

Berikut ini referensi belajar soal UTBK Fisika yang kami lengkapi dengan Penyelesaian ringkas sebagai bahan latihan persiapan menghadapi soal Test Kemampuan Akademik mata ujian Fisika.

Latihan UTBK SBMPTN Persiapan TKA Fisika

---

Soal 1. Dimensi energi nuklir adalah…

A.$[M][L]^{2}[T]^{-1}$

B.$[M][L]^{2}[T]^{-2}$

C.$[M][L]^{2}[T]^{-3}$

D.$[M][L][T]^{-1}$

E.$[M][L][T]^{-2}$

Penyelesaian Fisika:
Dimensi energi (energi apapun) semuanya sama.

$$\begin{align*}E=&mc^2\\=&kg.\left ( \frac{m}{s} \right )^2\\=&kgm^2s^{-2}\\=&ML^2T^{-2}\end{align*}$$

---

Soal 2. Pada bagian akhir perlombaan balap motor, pembalap R berhasil menyusul pembalap M. Saat itu, kecepatan motor R $200 ms^{-1}$, sementara kecepatan motor M $150 ms^{-1}$. Karena merasa di atas angin, R mematikan mesin motornya saat itu juga sehingga motornya diperlambat $10 ms^{-2}$. Sementara M tetap menjaga kecepatan motornya $150 ms^{-1}$. Jika lintasan yang tersisa berbentuk lurus sepanjang 1500 meter hingga garis finish, maka…

1. R akan sampai ke garis finish lebih dulu dari M dengan selisih waktu 10 s
2. R akan sampai ke garis finish lebih dulu dari M dengan selisih waktu 20 s
3. M akan sampai ke garis finish lebih dulu dari R dengan selisih waktu 10 s
4. M akan sampai ke garis finish lebih dulu dari R dengan selisih waktu 20 s
5. R dan M sampai di garis finish bersamaan

Penyelesaian Fisika:
Motor R

$$\begin{align*}S_R = V_ot + &\frac{1}{2} at{^2}\\1500 = 200t+& \frac{1}{2}  (-10) t{^2}\\t{^2} - 40t + 300 =& 0\\(t-30) (t-10) =& 0\\t_R =& 10 s\\atau  \\t_R=&30s\end{align*}$$ Motor M

$$\begin{align*}S_M = &v.t\\1500 = &150.t\\t_m =& 10 s\end{align*}$$ Dengan demikian, R dan M sampai di garis finish bersamaan setelah 10 detik.

---

Soal 3. Gelombang bunyi merambat dari zat padat X menuju zat cair Y. Rasio cepat rambat gelombang bunyi di X dan Y adalah 3/1. Massa jenis Y sebesar 0,3 dari massa jenis X. Bila modulus Young X adalah $9.10^{11} Nm^{-2}$, maka modulus Bulk zat cair Y adalah…

A.$1.10^{10} Nm^{-2}$
B.$3.10^{10} Nm^{-2}$
C.$6.10^{10} Nm^{-2}$
D.$9.10^{10} Nm^{-2}$
E.$1.10^{11} Nm^{-2}$
Penyelesaian Fisika:

• Kecepatan bunyi pada zat padat: $v_p=\sqrt{\frac{E}{\rho}}$
• Kecepatan bunyi pada zat cair: $v_c=\sqrt{\frac{B}{\rho}}$

Maka: $$\begin{align*} \frac{v_p}{v_c}=&\frac{\sqrt{\frac{E}{\rho_p}}}{\sqrt{\frac{B}{\rho_c}}}=\sqrt{\frac{E}{B}.\frac{\rho_c}{\rho_p}}\\\frac{3}{1}=&\sqrt{\frac{9.10^{11}}{B}.\frac{0,3\rho_p}{\rho_p}}\\9=&\frac{(0,3).9.10^{11}}{B}\\B=&3.10^{10}Nm^{-2}\end{align*}$$

---

Soal 4. Sebuah benda kecil bermuatan Q pecah menjadi dua bagian, sehingga masing-masing bermuatan $Q_1$ dan $Q_2$. Bila kedua pecahan terpisah pada jarak tertentu, maka nilai $Q_1$ dan $Q_2$ yang menghasilkan gaya tolak-menolak maksimum adalah…

A.1/3Q dan 2/3Q
B.1/2Q dan 1/2Q
C.1/4Q dan 3/4Q
D.1/6Q dan 5/6Q
E.1/5Q dan 4/5Q
Penyelesaian Fisika:

$$\begin{align*} Q_1 =& x; \\Q_2 = &Q-x\\F =& \frac{(k. Q_1. Q_2)}{R^2} \\=& \frac{k.x.(Q-x)}{R^2}\\=& \frac{k (Qx - x^2)}{R^2}\end{align*}$$ Nilai F maksimum ketika $\frac{dF}{dx} = 0$ $$\begin{align*}\frac{dF}{dx} =& 0\\\frac{d}{dx}\left (\frac{Qx - x^2}{R^2}  \right ) =& 0\\Q-2x =& 0\\x =&\frac{1}{2}  Q\end{align*}$$ Maka:

$Q_1 = \frac{1}{2} Q \textrm{ dan } Q_2 = Q-\frac{1}{2} Q=\frac{1}{2} Q$

---

Soal 5. Seberkas sinar monokromatik 4000 Å datang tegak lurus kisi dengan 6250 celah tiap centimeternya. Terhadap normal kisi, spektrum orde kedua membentuk sudut…
A.53°
B.45°
C.37°
D.30°
E.15°
Penyelesaian Fisika:

$$\begin{align*} d\sin \theta =&n.\lambda \Rightarrow d=\frac{1}{N}\\\frac{1}{N} \sin \theta =&n.\lambda \\\sin \theta =&nN\lambda\\\sin \theta = &2.6250.4.10^{-7}\\=&0,5\\\theta =&30^o\end{align*}$$

---

Soal 6. Gelombang bunyi 60 dB memasuki gendang telinga yang memiliki luas penampang 0,5 $cm^2$. Besarnya energi bunyi yang diserap gendang telinga setiap detik adalah…
A.10 pJ
B.20 pJ
C.30 pJ
D.40 pJ
E.50 pJ
Penyelesaian Fisika:
Intensitas Bunyi: $$TI = 10 \textrm{log } \frac{I}{I_o}\\60 = 10 \textrm{log } \frac{I}{10^{-12}}\\10^6 = \frac{I}{10^{-12}}\\I = 10^{-6} W/m^2$$ Daya $$P = I.A\\P = 10^{-6}. 5.10^{-5}\\P = 50.10^{-12}= 50 pJs^{-1}$$ Cara Cepat: $$\begin{align*} P=&AI\\=&A.10^{\left (\frac{TI}{10}-12  \right )}\\=&5.10^{-5}\times 10^{\left (\frac{60}{10}-12  \right )}\\=&5\times 10^{-11}=50pJs^{-1}\end{align*}$$  Lanjut ke soal 15 berikutnya !