Soal dan Pembahasan Fisika SBMPTN Tahun 2018

Bimbel WIN:

Belajar dari bentuk soal yang sudah pernah ditanyakan membuat persiapan menghadapi ujian yang sebenarnya akan menjadi lebih terarah, lebih fokus dan lebih efektif.

Bentuk soal yang akan diujikan dari tahun ke tahun pada umumnya materinya sama. Pada pelajaran yang menitikberatkan pada hafalan soanya bisa sangat mirip bahkan ada yang persis sama. Sedangkan pada soal hitungan, rumus dan analisanya pada umunya sama.

Oleh karena itu, kami menyarankan bagiadik-adik calon mahasiswa baru (camaba) tahun ini, kuasailah minimal 10 tahun terakhir soal ujian yang sudah pernah keluar.

Pada kesempatan ini, bimbel WIN berbagi soal asli Fisika SBMPTN tahun 2018 lengkap dengan pembahasannya yang mudah untuk dimengerti. Di akhir pembahasan, kami juga mengajak adik-adik camaba untuk tetap berlatih pada soal online yang sudah kami siapkan, Ayouk teruslah berlatih...!!! Semoga tahun ini kalian semuanya yang belajar disini bisa lolos di pilihan pertama kalian, Amiiin... 🙏🙏

💦 Soal No. 01

Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan kecepatan \({v_x}\left( t \right) = 6t - 2\) dan \({v_y}\) (t) = 2t + 6. Diketahui pada saat t = 0, benda berada di x0 = 1 m , dan y0 = 2 m. dengan demikian, pada saat t = 1 detik, jarak benda itu dari posisi awal adalah ….

(A) \(\sqrt {85} m\)
(B) 6, 2 m
(C) \(5\sqrt 2 m\)
(D) 4, 5 m
(E) \(3\sqrt 3 m\)

Pembahasan:

Posisi akhir pada saat t = 1s

Persamaan posisi pada sumbu X:

\({x_{\left( t \right)}} = \,{x_o}\, + \,\int {{v_x}\,dt} \)

\( = \,1\, + \,\int {\left( {6t\, - \,2} \right)\,dt} \)

\({x_{\left( t \right)}}\, = \,3{t^{2\,}} - \,2t\, + \,1\)

t = 1 s

\({x_2}\, = \,3{(1)^2} - \,2(1)\, + \,1\)

\({x_2}\, = \,2\,m\,\)

Persamaan posisi pada sumbu Y:

\({y_{\left( t \right)}} = \,{y_o}\, + \,\int {{v_y}\,dt} \)

\( = \,2\, + \,\int {\left( {2t\, + \,6} \right)\,dt} \)

\({y_{\left( t \right)}}\, = \,{t^{2\,}} + \,6t\, + \,2\)

t = 1 s

\({y_2}\, = \,{1^{2\,}} + \,6(1)\, + \,2\)

\({y_2}\, = \,9\,m\)

Maka, jarak dari posisi awal

\({r_2}\, = \,\sqrt {{{({x_2})}_i}^2\, + \,{{({y_2})}_j}^2} \)

\({r_2}\, = \,\sqrt {{{(2)}^2}\, + \,{{(9)}^2}} \)

\({r_2}\, = \,\sqrt {85} \,m\)

💥 Kunci Jawaban: A

💦 Soal No. 02

Sebuah balok berada pada suatu bidang miring dengan elevasi 60\(^\circ \). Massa balok itu 1 kg dan percepatan gravitasi setempat 10 m/s. Gaya minimum untuk mendorong balok itu menyusur bidang ke atas sebesar 10 N. koefisien gesek kinetik yang mungkin antara balok dan bidang miring adalah ….

(A) 0,23
(B) 0,27
(C) 0,37
(D) 0,40
(E) 0,45

Pembahasan:

Jika \({F_{\min }}\) bekerja pada balok, maka gaya gesek yang bekerja adalah \({f_s}{\,_{\max }}\) (balok masih diam):

\(\Sigma {F_x}\, = \,0\)

\({F_{\min }}\, - \,{f_s}{\,_{\max }}\, - \,w\,\sin \,{60^o}\, = \,0\)

\({F_{\min }}\, - \,{\mu _s}\,w\,\cos \,{60^o}\, - \,w\,\sin \,{60^o}\, = \,0\)

\(10\, - \,5{\mu _s}\,\, - \,5\,\sqrt 3 \, = \,0\)

\({\mu _s}\, = 0,27\)

Ketentuan : \(\mu k\, < \,{\mu _s}\)

maka, \(\mu k\, = \,0,23\)

💥 Kunci Jawaban: A

💦 Soal No. 03

Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar. Sudut kemiringan bidang \(\theta = 30^\circ \) dan bidang miring licin. System berada dalam keadaan setimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang dapat dilakukan agar sistem tetap setimbang adalah ….

(A) Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula.
(B) Konstanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula.
(C) Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi setengah kali semula.
(D) Konstanta pegas menjadi dua kali semula pertambahan panjang pegas tetap.
(E) Konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula.

Pembahasan:

Kesetimbangan rotasi (tinjau katrol)

\(\Sigma \tau \, = \,0\)

\({T_{2\,}} \times \,2r\, = \,{T_1}\, \times \,r\)

\({T_{1\,}} = \,2\,{T_2}\,......(1)\)

\({T_2}\, = \,{w_2}\, = \,{m_2}\,g\)

Kesetimbangan translasi (tinjau benda 1)

\({T_1}\, + \,{F_{pegas}}\, - \,{w_1}\,\sin \,{30^o}\, = \,0\)

Subsitusi persamaan 1

\(2{w_2}\, + \,k\, \times \,\Delta x\, = \,{w_1}\,(0,5)\)

\(\Delta x\, = \,\frac{{5\left( {{m_1}\, - \,4{m_2}} \right)}}{k}\)

massa masing - masing benda di perbesar 2 kali,

\(\Delta x'\, = \,\frac{{10\left( {{m_1}\, - \,4{m_2}} \right)}}{k}\)

maka perbandingan pertambahan panjang,

\(\frac{{\Delta x}}{{\Delta x'}}\, = \,\frac{1}{2}\)

\(\Delta x'\, = \,2\,\Delta x\)

jika massa di dua kalikan maka pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula dan konstanta pegas k tidak berubah

💥 Kunci Jawaban: A

💦 Soal No. 04

Pelontar bola vertikal memiliki pegas dengan konstanta 10 N/m. jika pegas ditekan sejauh 10 cm dan semua gesekan yang mungkin muncul diabaikan, massa bola agar kelajuan lontarannya 1 m/s adalah ….

(A) \(\frac{{100}}{{12}}gram\)
(B) \(\frac{{100}}{9}gram\)
(C) \(\frac{{100}}{6}gram\)
(D) \(\frac{{100}}{3}gram\)
(E) 100 gram

Pembahasan:

Usaha dan energi

\(\Delta E{p_{pegas}}\, = \,\Delta Ek\)

\(\frac{1}{2}\,k\,\Delta {y^2}\, = \,\frac{1}{2}\,m\,\left( {{v_t}^2\, - \,{v_o}^2} \right)\)

\(10\,(10\, \times \,{10^{ - 2}})\, = \,m\,\left( {{1^2}\, - \,{0^2}} \right)\)

m = 100 gr

💥 Kunci Jawaban: E

💦 Soal No. 05

Sebuah bejana berisi fluida ideal dengan massa jenis \(\rho \) . Bejana tersebut berada di dalam lift laboratorium yang sedang bergerak ke atas dengan perlambatan a. perbedaan tekanan antara dua titik dalam fluida tersebut, yang terpisah pada arah vertikal sejauh \(\Delta h\) , adalah ….

(A) 0
(B) \(\rho g\Delta h\)
(C) \(\rho \left( {g + h} \right)\Delta h\)
(D) \(\rho \left( {g - h} \right)\Delta h\)
(E) \(\rho a\Delta h\)

Pembahasan:

Lift di perlambat ke atas:

g' = g - a

Tekanan hidrostatis di titik A:

\({P_A}\, = \,\rho \, \times \,g'\, \times \,{h_A}\)

Tekanan hidrostatis di titik B:

\({P_B}\, = \,\rho \, \times \,g'\, \times \,{h_B}\)

\({h_B}\, - \,{h_A}_B\, = \,\Delta h\)

Maka selisih tekanan A dan B:

\({P_B}\, - \,{P_A}\, = \,(\rho \, \times \,g'\, \times \,{h_B})\, - \,\left( {\rho \, \times \,g'\, \times \,{h_A}} \right)\)

\(\Delta P\, = \,\rho \, \times \,(\,g\, - \,a\,)\,\Delta h\)

💥 Kunci Jawaban: D

💦 Soal No. 06

Pemanas A dapat menaikkan suhu 200 gram air sebesar 20\(^\circ \)C dalam waktu 105 detik. Pemanas B yang berdaya 200 watt digunakan untuk memanaskan 200 gram air sebesar 20\(^\circ \)C dalam waktu 140 detik. Jika pemanas B memiliki efisiensi 75% dari efisiensi pemanas A dan kalor jenis air 4,2 J.g\(^{ - 1}\)K\(^{ - 1}\) , daya pemanas A adalah ….

(A) 300 watt
(B) 280 watt
(C) 250 watt
(D) 220 watt
(E) 200 watt

Pembahasan:

Efisiensi pemanas:

\(\eta \, = \,\frac{Q}{W}\,100\% \)

Hubungan efisiensi pemanas A dan B:

\(\frac{{{m_B}\, \times \,c\, \times \,\Delta {T_B}}}{{{P_B}\, \times \,{t_B}}}\, = \,\frac{3}{4}\,\left( {\frac{{{m_A}\, \times \,c\, \times \,\Delta {T_A}}}{{{P_A}\, \times \,{t_A}}}} \right)\)

\(\frac{1}{{200\, \times \,140}}\, = \,\frac{3}{4}\,\left( {\frac{1}{{{P_A}\, \times \,105}}} \right)\)

\({P_A}\, = \,200\,watt\)

💥 Kunci Jawaban: E

💦 Soal No. 07

Suatu bejana kokoh yang berisi gas ideal dikocok berulang-ulang. Manakah pernyataan yang benar tentang keadaan gas tersebut setelah dikocok?

(A) Temperatur gas bertambah meskipun energi dalamnya tetap.
(B) Temperatur gas bertambah tanpa gas melakukan usaha.
(C) Energi dalam gas berkurang karena sebagian berubah menjadi kalor.
(D) Gas melakukan usaha sebesar penambahan energi dalamnya.
(E) Temperatur gas bertambah sebanding dengan penambahan kelajuan molekul gas.

Pembahasan:

Bejana di kocok, menjadikan antar partikel sering melakukan tumbukan sehingga kecepatan bertambah:

\(v\, = \,\sqrt {\frac{{3\,k\,T}}{{{m_o}}}} \)

\(v\, \approx \,\sqrt T \,atau\,T\, \approx \,{v^2}\)

Energi dalam hanya dipengaruhi oleh suhu:

U = N (Ek)

\(U\, = \,N(f(\frac{1}{2}\,k\,T))\)

f = derajat kebebasan, tergantung suhu dan jenis gas.

jika suhu meningkat, energi dalam bertambah dan sebaliknya.

Bejana kokoh : tidak memungkinkan wadah untuk mengembang sehingga volume tetatp (isokorik)

Pada proses Isokorik, W = 0

💥 Kunci Jawaban: B

💦 Soal No. 08

Dua balok kayu kecil A dan B terapung di permukaan danau. Jarak keduanya adalah 150 cm. ketika gelombang sinusoidal menjalar pada permukaan air teramati bahwa pada saat t = 0 detik, balok A berada di puncak, sedangkan balok B berada di lembah. Keduanya dipisahkan satu puncak gelombang. Pada saat t = 1 detik, balok A berada di titik setimbang pertama kali dan sedang bergerak turun. Manakah pernyataan yang benar tentang gelombang pada permukaan air tersebut ?

(A) Gelombang air memiliki panjang 200 cm
(B) Pada saat t = 1 detik, balok B balok B berada di titik setimbang dan sedang bergerak turun.
(C) Frekuensi gelombang adalah 0,25 Hz.
(D) Amplitudo gelombang adalah 75 cm.
(E) Balok A akan kembali berada di puncak pada saat t = 4,5 detik.

Pembahasan:

t = 0, balok di puncak

t = 1 s, balok di titik setimbang untuk pertama kali.

t = 1 s, \(n\, = \,\frac{1}{4}\,gelombang\)

\({f_A}\, = \,\frac{{{n_A}}}{{{t_A}}}\)

\({f_A}\, = \,\frac{{\frac{1}{4}}}{1}\)

\({f_A}\, = \,0,25\,Hz\)

\({f_A}\, = \,{f_B}\, = 0,25\,Hz\)

💥 Kunci Jawaban: C

💦 Soal No. 09

Sebuah voltmeter V dirangkai seperti yang terdapat pada gambar. Jika saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah ….

(A) Tidak ada perubahan tegangan yang terbaca pada voltmeter.
(B) Voltmeter tidak dilalui arus
(C) Arus pada voltmeter mengecil
(D) Tegangan yang terbaca pada voltmeter berkurang
(E) Hubungan singkat pada voltmeter

Pembahasan:

Sebelum saklar di hubungkan:

misalkan, \({R_1}\, = \,R\)

\({R_2}\, = \,2R\)

\({R_{T\,}} = \,2R\, + \,R\, + \,2R\, = \,5R\)

\(I\, = \,\frac{v}{{{R_{T\,}}}}\, = \,\frac{v}{{5R}}\,A\)

maka, \(v\, = \,I\, \times \,{R_1}\, = \,\frac{v}{5}\,volt\)

setelah saklar dihubungkan,

\(\frac{1}{{{R_p}}} = \,\frac{1}{{{R_1}}}\, + \,\frac{1}{{{R_1}}}\)

\({R_p}\, = \,\frac{R}{2}\)

\({R_{T\,}} = \,2R\, + \,\frac{R}{2}\, + \,2R\, = \,\frac{{9R}}{2}\)

\(I'\, = \,\frac{v}{{{R_{T\,}}}}\, = \,\frac{{2v}}{{9R}}\,A\)

\(v'\, = \,I'\, \times \,\frac{R}{2}\, = \,\frac{1}{{9R}}\,volt\)

v < v, tegangan pada voltmeter berkurang.

I' > I, arus pada voltmeter semakin besar

💥 Kunci Jawaban: D

💦 Soal No. 10

Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut \(\theta \) = 30\(^\circ \) terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kedua kawat terhubung dengan sebuah resistor R = 3\(\Omega \). Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk satu rangkaian tertutup. Pada daerah tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besarnya B = 2 T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan v = 3 m/s , massa batang m adalah ….

(A) 0,2 kg
(B) 0,4 kg
(C) 0,6 kg
(D) 0,8 kg
(E) 1,0 kg

Pembahasan:

Tegangan pada kawat (Hukum Faraday):

\({\varepsilon _{ind}}\, = \, - \,B\,l\,v\,\sin \,{150^o}\)

\( = \, - \,2\, \times \,1\, \times \,3\, \times 0,5\)

\({\varepsilon _{ind}}\, = \, - 3\,volt\)

Kuat arus induksi pada kawat:

\({I_{ind}}\, = \,\frac{{{\varepsilon _{ind}}}}{R}\, = \,\frac{3}{3}\, = \,1\,A\)

Gaya lorentz \(\left( {{F_l}} \right)\)

kawat bergerak dengan laju konstan (a = 0),

\(\Sigma {F_x}\, = \,0\)

\({F_l}\, = {W_x}\)

\(B\,l\,\sin \,\theta \, = \,m\,g\,\sin \,\theta \,\)

\(m\, = \,0,2\,kg\)

💥 Kunci Jawaban: A

💦 Soal No. 11

Dalam peluruhan sebuah inti \(^{238}P{b_{92}}\) hingga stabil menjadi sebuah inti \(^{206}P{b_{82}}\) dihasilkan sejumlah partikel alfa dan beta (elektron). Jumlah partikel alfa dan beta yang dihasilkan adalah ….

(A) 8 alfa dan 6 beta
(B) 6 alfa dan 8 beta
(C) 8 alfa dan 4 beta
(D) 6 alfa dan 4 beta
(E) 6 alfa dan 6 beta

Pembahasan:

Reaksi peluruhan:

\(^{236}{U_{92\,}} \to {\,^{206}}P{b_{82\,}} + {\,^4}{x_2}\, + \,{y^0}{\beta _{ - 1}}\)

Jumlah nomor massa (x):

238 = 206 + 4x + 0(y)

x = 8

jumlah nomor atom:

92 = 82 + 2x + (1-(y))

y = 6

💥 Kunci Jawaban: A

💦 Soal No. 12

Cahaya merupakan gelombang transversal

SEBAB

Cahaya dapat mengalami polarisasi yang disebabkan oleh peristiwa refleksi maupun refraksi

Pembahasan:

Tidak semua gelombang transversal dapat di polarisasi dan di biaskan.

Pernyataan dan alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat.

💥 Kunci Jawaban: B

💦 Soal No. 13

Dua bola kecil A dan B masing-masing bermuatan listrik Q Kedua bola di tempatkan terpisah dan tidak dapat bergeser. Kemudian, sebuah bola kecil ringan C yang bermuatan -0,5Q diletakkan tepat di tengah-tengah antara bola A dan B. Mula-mula, bola C diam. Ketika bola C digeser sedikit mendekati bola B lalu dilepas, bola C bergerak kembali melewati posisi semula dan terus mendekati bola A.

SEBAB

Bola A menarik bola C lebih kuat dari pada bola B pada saat awal

Pembahasan:

Ketika B di geser ke kanan, maka gaya tarik \({F_{CB}}\) menjadi lebih besar dari \({F_{CA}}\) sehingga muata C terus bergerak di percepat ke B. (pernyataan salah)

Pada keadaan awal, \({F_{CA}}\) = \({F_{CB}}\) (alasan salah)

💥 Kunci Jawaban: E

💦 Soal No. 14

Dua buah benda yang bermassa sama mengalami gerak osilasi dengan frekuensi sama. Simpangan maksimum kedua benda berbeda. Diantara pernyataan berikut, manakah yang benar?

(1) Setiap titik pada kurva memuat informasi tentang energi kinetik.
(2) Energi mekanik kedua benda sama
(3) Jika osilasi benda merupakan osilasi pegas, konstanta kedua pegas sama.
(4) Energi potensial maksimum kedua benda sama.

Pembahasan:

\({m_A}\, = \,{m_B}\)

\({f_A}\, = \,{f_B}\)

\({A_A}\, \ne \,{A_B}\)

\(1.\,Ek\, = \,\frac{1}{2}\,m\,{v^2}\)

\(2.\,EM\, = \,\frac{1}{2}\,k\,{A^2}\)

\(3.\,f\, = \,\frac{1}{{2\pi }}\,\sqrt {\frac{k}{m}} \)

\(4.\,Ep\, = \,\frac{1}{2}\,k\,{y^2}\)

\(E{p_{mx}}\, = \,\frac{1}{2}\,k\,{A^2}\)

Pernyataan 1 dan 3 benar

💥 Kunci Jawaban: B

💦 Soal No. 15

Suatu tabung yang berisi air terbuka di atas sehingga ketinggian permukaan air dapat diatur. Resonansi kedua (nada atas pertama) terjadi ketika panjang kolom udara 45 cm di atas permukaan air. Jika cepat rambat bunyi adalah 339 m/s, manakah diantara pernyataan berikut yang benar ?

(1) Panjang gelombang bunyi adalah 45 cm
(2) Frekuensi resonansi pertama adalah 565 Hz
(3) Nada dasar terjadi ketika panjang kolom udara 30 cm
(4) Resonansi ketiga terjadi ketika panjang kolom udara 75 cm di atas permukaan air.

Pembahasan:

1. Nada atas pertama (resonansi kedua)

\({l_2}\, = \,\frac{3}{4}\,\lambda \)

\(\lambda \, = \,\frac{4}{3}\,{l_2}\, = \,\frac{4}{3}\,(\,0,45\,)\)

\(\lambda \, = \,0,6\,m\)

2. Frekuensi resonansi I (nada dasar):

\({f_1}\, = \,\frac{v}{{4\,{l_1}}}\, = \,\frac{{339}}{{4\,(0,15)}}\)

\({f_{1\,}} = \,565\,Hz\)

3. Panjang kolom udara pada nada dasar:

\({l_1}\, = \,\frac{1}{4}\,\lambda \, = \,\frac{1}{4}\, \times \,60\)

\({l_1}\, = \,15\,cm\)

4. Panjang kolom udara pada nada atas kedua (resonansi ketiga):

\({l_3}\, = \,\frac{5}{4}\,\lambda \, = \,\frac{5}{4}\, \times \,60\)

\({l_3}\, = \,75\,cm\)

Pernyataan yang benar adalah 2 dan 4

💥 Kunci Jawaban: B