Pembahasan soal SIMAK UI 2021 FISIKA SAINTEK

1. Soal dan pembahasan SIMAK UI 2021 FISIKA bab konduksi kalor
Sebuah dinding terdiri dari empat lapisan dengan konduktivitas k1 = 0,06 W/m.K, k3 = 0,04 W/m.K, k4 = 0,12 W/m.K. dan k2 tidak diketahui. Ketebalan lapisan 1 = 1,5 cm lapisan 2 tidak diketahui, lapisan 3 2,8 cm dan lapisan 4 = 3,5 cm. suhu diujung lapisan 1 T1 = 30^oC, T₁₂ = 25^oC dan T4 = -10^oC. Suhu sambungan antara lapisan 3 dan 4 adalah….
A. 2,1^oC
B. -4,2^oC
C. -8,4^oC
D. 4,2^oC
E. -2,1^oC

Jawab: D

Pembahasan:

Rumus laju konduksi kalor:

17,5 = 3T + 30

3T = -12,5

T = -4,17 C

2. soal dan pembahasan SIMAK UI 2021 efek Dopler gelombang suara
Sebuah alarmn akustik memancarkan gelombang fekuensi 27 kHz. Frekuensi ketukan antara sumber gelombang dan gelombang yang dipantulkan dari jarum yang berjalan dengan kecepatan rata – rata 0,85 m/s langsung dari alarm (kecepatan bunyi 329 m/s) adalah…
A. 104,5 Hz
B. 139,5 Hz
C. 45,9 Hz
D. 69,7 Hz
E. 217,9 Hz

Jawab: D

Pembahasan:

Besar frekuensi asli: f = 27 kHz = 27000

Besar frekuensi karena efek dopler

Selisih: 27069,7 – 27000 = 69,7

3. Soal SIMAK UI 2021 Gerak Harmonik Sederhana
Sebuah balok dengan massa M dihubungkan dengan pegas m dan bergeakosilasi pada arah hrizontal , konstanta pegas adalah k dan panjang equilibumnya adalah L. Asumsikan semua bagian pegas berisolasi dalam fase dan kecepatan ruas pegas dengan panjang dx sebanding dengan jaak x pada sumbu tetap yang didefinisikan sebagai vx = (x/l)v. selain itu, yang harus diperhatikan adalah massa segmen pegas adalah dm = (m/l)dx. Periode osilasinya adalah…..

jawab: A (sumber: Buku fisika Dasar seri mekanika)

4. Soal realtivitas khusus simak ui 2021 fisika

Sebuah pesawat luar angkasa diluncurkan dai permukaan bumi dengan kecepatan 0,6 c pada sudut 60o terhadap sumbu x positif Horizontal. Pesawat luar angkasa lainnya diluncurkan dengan kecepatan 0,7c pada sumbu x negatif. Kecepatan dari pesawat luar angkasa pertama yang diukur oleh pilot dari pesawat luar angkasa kedua adalah…
A. 0,29c
B. 0,83 c
C. 0,53 c
D. 0,73 c
E. 0,88 c

Jawab: B

Pembahasan:

Komponen kecepatan pada sumbu x

V1x = 0,6c . cos 60o = 0,6c . 0,5

V1x = 0,3 c

V2x = 0,7 c

rumus kecepatan relativistik

Vtotal (pembilang):

V1x + v2x = 0,7c + 0,3c = c

Konstanta pembanding (penyebut):

1 + (v1x . v2x) = 1 + (0,3.0,7) = 1,21

Nilai relativitas kecepatan menurut pesawat kedua:

V’ = c : 1,21 = 0,83c

Jawab: B

Soal simak ui 2021: Hukum poiseuille (baca: poasel) pada fluida dinamis 

5. Sebuah tabung mendatar dengan diameter 14 mm dan panjang 14 mm dialiri raksa dengan debit mencapai 0,4 liter per menit. Jika debitnya menjadi dua kali lipat dari semula namun perbedaan tekanan masih sama diameternya menjadi…. (viskositas raksa 1,5 mPa.s)

Pembahasan:

Hukum poiseuille digunakan untuk menghitung tekanan dan debit pada fluida kental dengan viskositas tertentu. Pada fluida kental yang mengalir pada pipa kecepatan alirannya tidak seragam. Kecepatan aliran fluida di tengah pipa lebih besar daripada kecepatan fluida yang dekat dengan dinding dalam pipa

Hukum poiseuille biasa digunakan untuk pemodelan peredaran dan aliran darah dalam tubuh karena darah termasuk fluida atau cairan dengan viskositas tertentu

Rumus:

Perbandingannya:

Q2 : r2⁴ = Q1:r1⁴

Atau

Q2 : D2⁴ = Q1:D1⁴

2Q1 : D2⁴ = Q1 : 14⁴

 D2⁴ = 14⁴ . 2

D2 = 14 . 2^1/4

 D2 = 14 .  1,189 

D2 = 27,98 mm

6. sebuah gas agon dengan massa 400 gr memuai secara isothermal pada temperatur 57^oC, sehinngga mengakibatkan volumenya naik menjadi tiga kali lipat dari volume awalnya. Berapa Usaha yang dilakukan dan massa jenis argon, jika tekanan akhirnya adalah 2 atm? (massa molar argon adalah 40 gram/mol)

A. 20,142 kJ dan 2,689 kg/m³
B. 3,142 kJ dan 2,689 kg/m³
C. 20,142 kJ dan 2,689 kg/m³
D. 30, 142 kJ dan 2,689 kg/m³
E. 30, 142 kJ dan 3,689 kg/m³

Pembahasan:

T =273 + 57 = 330 K

n = gr/mr

n = 400/40

n = 10 mol

Rumus usaha isothermal:

W = nRT . ln (^V2/_V1)

W = 10. 8,314 . 330  . ln 3

W = 30,142 kJ

 

Mencari massa jenis

Persamaan gas ideal

P.V = n . R . T

Atau:

P.mr = ρ . R . T

2.10⁵ . 40 = ρ . 8,314 . 330

ρ = 2,689 kg/m³

7. Kecepatan sebuah proyektil saat menuju tinggi maksimumnya adalah setengah dari kecepatannya ketika mencapai setengah dari tinggi maksimumnya. sudut proyektil tersebut adalah….

A. tan^-1√4

B. tan^-1√6

C. tan^-1√3

D. tan^-1√2

E. tan^-1√5

Jawab: B

Pembahasan:

Saat h max

Vy = 0

dan

Vx = vo.cos θ

 

Saat ½  h max:

Vy² = v₀² . sin² θ – 2g. ½ . hmax

Vy² = v₀² . sin² θ – g. hmax

Vy² = v₀² . sin² θ – ½ (vo² . sin² θ)

Vy² = ½ (vo² . sin² θ)

dan

Vx = vo.cos θ

 

Diketahui di soal:

V_hmax = ½ V_{setengah hmaks}

Vx = ½ (v_x² + v_y²)^1/2

Di kuadat kedua ruas

4Vx² =  v_x² + v_y²

3Vx² =Vy2

3 . V₀ .cos θ = v₀² . sin² θ – 2g. ½ . hmax

3 . V₀² .cos² θ = ½ (V_o² . sin² θ)

Tan² θ = 6

tan θ = √6

 θ = tan^-1 √6

8. Sebuah balok A dengan beat 102 N dan balok b dengan berat 32 N. koefisien gesek antara A dan bidang miing adalah µs = 0,56 dan µk = 0,25. Sudut yang dibentuk adalah θ = 30o. misalnya arah positif adalah ke arah balok B. dengan menggunakan notasi vector, percepatan balok A jika bergerak dari posisi diam adalah….

A. 58 m/s² 

B. 49 m/s² 

C. 19 m/s² 

D. 0 m/s² 

E. 88 m/s²

Jawab: D

Pembahasan:

Mencari nilai gaya gesek statis:

fs = µs . wA . cos 30 =  0,56 . 102 . 0,5 √3 = 49,4

Selisih Gaya kedua balok untuk menentukan arah gerak benda

F = -WA.sin 30 + WB = - 102 .0,5 +  32 = - 51 + 32 = -19

Kesimpulan:

Balok tidak bergerak kaena fs lebih besar dari F

Atau a = 0

8. jika r = 1 kΩ dan ε = 250 v pada gamba diatas. Besar dari arus pada kawat horizontal a dan e adalah….

A. 20 mA
B. 40 mA
C. 30 mA
D. 60 mA
E. 50 mA

jawab: E

pembahasan:

karena penyelesaian soal cukup panjang akan kami buatkan satu artikel khusus beserta no 3

10. arus terbesar ketika amplitudo arus terbesar dan ini terjadi ketika frekuensi rangkaian RLC penerima sama dengan frekuensi rangkaian RLC pemancar
SEBAB
Terjadi dengan mengatur nilai impedansi dari rangkaian peneria sehingga frekuensi sudut rangkaian penerima saa dengan frekuensi sudut rangkaian peancar

Jawab: A (pernyataan Benar dan alasan  Benar

11. Udara basah lebih padat dalam uap jenuh

SEBAB

Udara dan Uap air berada pada suhu yang sama, dan gas – gas tersebut memiliki energi kinetik molekul rata – rata yang sama

Jawab: pernyataan Benar dan alasan Salah

Pembahasan:

Pernyataan BENAR:

Uap jenuh adalah kondisi uap air sudah maksimal di dalam udara dengan kata lain bisa disebut sebagai udara basah maksimal

Alasan SALAH:

Udara dan uap air memiliki suhu yang tidak harus sama

Soal No 12 SIMAK UI 2021 Fisika BAB  momentum impuls

12.Jika dua partikel memiliki energi kinetik yang sama, momentunya sama selama mereka bergerak disepanjang garis paralel

SEBAB

Momentum linier dipertahankan karena tidak ada gaya eksternal yang bekerja pada sistem

Jawab: A (pernyataan benar, alasan benar dan berhubungan)

Pembahasan:

Pernyataa Benar:

Besar Ek berbanding lurus dengan momentum jika Ek sama maka besar momentumnya juga sama. Namun terdapat perbedaan yaitu: energi kinetik adalah besaran skalar sedangkan momentum besaran vektor sehingga nilai atau besarnya akan tetap sama arahnya sama (garis paralel)

Alasan:

Momentum nilai dan arahnya akan tetap selama tidak ada gaya eksternal

Soal No 13 SIMAK UI 2021 Fisika BAB pembiasan lensa

13. jika bayangan suatu objek dibentuk lensa konvergen, pernyataan berikut yang benar adalah…
1. Bayangan maya
2. Bayangan nyata
3. Bayangan tegak
4. semua jawaban di atas salah

Jawab: A (1, 2 dan 3 Benar)

Pembahasan:

Lensa konvergen atau lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan atau membiaskan cahaya menuju fokus lensa (titik api)

Bayangan yang terbentuk ada beberapa kemungkinan:

- jika benda di ruang I ( antara f dan lensa) sifat bayangannya adalah: maya, tegak dan dipebesar

- Jika benda di ruang II (antara f dan R) sifat bayangannya adalah: nyata, terbalik dan diperkecil

- jika benda di ruang III ( s > R) sifat bayangannya adalah: nyata tebalik dan diperkecil

soal no 14 simak ui 2021 fisika bab adioaktivitas, waktu paruh

14. dua sampel dari nuklida radioaktif yang sama disiapkan. Sampel G memiliki aktivitas awal dua kali lipat sampel H. setelah kedua sampel tersebut melewati lima waktu paruh, bagaimana perbandingan aktivitas mereka?
1. G memiliki aktivitas lebih rendah dari H
2. G memiliki aktivitas dua kali lipat H
3. G dan H emiliki aktivitas yang sama
4. G memiliki lebih dari dua kali aktivitas H

jawab: 2 dan 4 Benar

soal no 15 simak ui fisika bab induktansi induktor, trafo 

15. Tentukan arah arus induksi pada resistor RA saat kumparan B dijauhkan dari A. penyataan yang benar adalah….

1. Arus yang melalui RA akan berada di sebelah kiri
2. Arus yang melalui RA akan berada disebelah kanan
3. ketika kumparan B dijauhkan dai kumpaan A, fluks yang melalui kumpaan A akan bekuang sehingga medan yang di Induksi akan mengarah ke kiri untuk melawan perubahan tesebut
4. ketika kumparan B dijauhkan dai kumpaan A, fluks yang melalui kumpaan A akan betambah sehingga medan yang di Induksi akan mengarah ke kanan untuk melawan perubahan tesebut
Jawab: 1 dan 3 Benar