Soal fisika UTBK 2022 SBMPTN dan pembahasan

Pembahasan Soal ASLI UTBK SBMPTN fisika 2022 dan pembahasan

1. Planet A memiliki percepatan gravitasi 2 kali percepatan gravitasi Bumi. Seorang siswa melakukan pengukuran percepatan gravitasi dengan pendulum. Panjang tali pendulum yang digunakan di Bumi adalah 4 kali panjang tali pendulum yang digunakan di planet A. Jika amplitudo osilasi yang dipilih sama, maka rasio antara frekuensi osilasi yang digunakan di Bumi dan di Planet A adalah....
A. 1 : 2
B. 1 : 2√2
C. 4 : √2
D. 2√2 : 1
E. 2 : 1
Pembahasan:

diketahui:

g_A = 2g_B 

L_B = 4L_A

f sebanding dengan akar gravitasi dan berbanding terbalik dengan akar dari panjang bandul
fB : fA = (g_B.L_A)^1/2 : (g_A.L_B)^1/2

(gB.LA)^1/2 : (2gB.4LA)^1/2

1^1/2 : 8^1/2

1: 2.(2)^1/2

1 : 2√2

2. Cahaya melewati kisi yang memiliki 5000 garis /cm. Sudut deviasi orde kedua sebesar 8° (sin 8° = 0,14). Panjang gelombang cahaya tersebut adalah....
A. 125 nm
B. 140 nm
C. 150 nm
D. 210 nm
E. 280 nm

Pembahasan:

N 5000 garis/cm
d = N^-1 = 5000 ^-1 = 2.10^-4 = 2.10^-6 m

rumus pola terang kisi difraksi:

d.sin 8 = n. λ

2.10^-6 . 0,14 = 1 . λ

λ = 280.10^-9 meter

3. Sejumlah bejana berisi cairan ditutup dengan sebuah piston bermassa M dan luas penampang A. Pada piston diletakkan beban bermassa m sehingga tekanan cairan pada kedalaman h dari permukaan cairan sama dengan P. Tekanan tersebut sama dengan 151 kPa pada kedalaman 10 cm dan sama dengan 153 kPa pada kedalaman 30 cm. Tekanan udara luar 10⁵ Pa, g = 10 m/s² dan massa jenis cairan 1000 kg/m³. Jika massa beban 0,4 kg dan luas penampang piston 1,0 cm², maka massa piston sama dengan....
A. 0,1 kg
B. 0,2 kg
C. 0,3 kg
D. 0,4 kg
E. 0,5 kg
Pembahasan soal UTBK 2022 no 3:

Diketahui:

massa piston = M

luas penampang piston = A = 1 cm² = 0,0001 m²

massa beban = m = 0,4 kg

sehingga gaya karena beban sebesar =

F = m.g = 0,4 . 10 = 4 N

dan tekanan yang dihasilkan oleh beban dan piston sebesar =

Pm = F/A 

Pm = (0,4+M).10/0,0001

Pm = 40000 + 100000M

kedalaman = h

saat kedalama 10 cm

P10 = 151 000 Pa

saat kedalam 30 cm

P30 = 153 000 Pa

rumus tekanan total 

P = Po  + 𝜌.g.h + Pm

saat kedalama 10 cm atau 0,1 m

151 000 = 100 000 + 1000 . 10 . 0,1 + 40000 + 100000M 

151 000 - 100 000 - 1000 - 40000 = 100000M

10 000 = 100000 M

M = 0,1 kg

4. Sejumlah gas ideal mengalami proses termodinamika sehingga volumenya berubah dari 2 m³ menjadi 1 m³. Proses yang terjadi pada tekanan tetap 1,5 kPa. Jika energi internal gas berkurang sebesar 2 kJ, energi panas yang diterima sama dengan....

A. -3500 J
B. -2500 J
C. 2500 J
D. 3500 J
E. 4500 J
pembahasan soal UTBK 2022 fisika:

Rumus hukum I termodinamika:

Q = W + ΔU

Q = P . ΔV + ΔU

2000 = 1500 . (1 - 2) + ΔU

2000 = -1500 + ΔU

ΔU = 2000 + 1500

ΔU = 3500 J

5. Kawat AB yang panjangnya 1 m digerakkan sepanjang kawat dan memotong tegak lurus medan magnet B = 0,5 T seperti pada gambar. 

Arus induksi yang melewati hambatan R = 5 Ohm adalah....

A. 300 mA, A positif dan B negatif
B. 300 mA, B positif dan A negatif
C. 250 mA, A positif dan B negatif
D. 250 mA, B positif dan A negatif
E. 200 mA, A positif dan B negatif

Pembahasan soal UTBK fisika SBMPTN 2022:

ɛ = B .l.v

ɛ =0,5 . 1. 2 =1 Tesla

Arus:

I = ɛ / R = 1/5

I = 0,2 A = 200 mA

6. Sebuah kumparan terdiri dari 1000 lilitan dan memiliki hambatan 256 kΩ. Kumparan meliputi fluks magnetik yang berubah terhadap waktu sesuai dengan persamaan Φ = (t + 3)⁴. Kuat arus yang mengalir pada saat t = 1 sekon adalah....
A. 0,5 A
B. 1,0 A
C. 5 A
D. 10 A
E. 100 A
pembahasan:

ɛ = N. [dΦ/dt]

ɛ = 1000 . 4(t + 3)³

= 4000 (1+3)³

= 4000 . 4³

= 256 000

I = ɛ/R

I = 256/256 

I = 1 Ampere

7. Sebuah pemanas air dengan spesifikasi 600 Watt, 200 Volt digunakan untuk memanaskan air sampai mendidih selama 10 menit. Apabila pemanas ini dipasang pada tegangan listrik 400 Volt, waktu yang diperlukan sampai air mendidih adalah....
A. 2,5 menit
B. 3,5 menit
C. 4,5 menit
D. 5,5 menit
E. 6,5 menit
pembahasan:

V₁² : V₂² = t₂ : t₁

200²  : 400² = t2 : 10

1 : 4 = t₂ : 10

t₂ = 10/4

t₂ = 2,5 menit

8. Pipa organa terbuka 1 dan 2 memiliki panjang L₁ dan L₂. Pipa 1 ditelakkan dalam ruangan yang berisi gas dengan rapat massa p dan modulus Bulk B, sedangkan papa 2 ditelkkan dalam ruangan yang berisi gas dengan ropat massa p₂ dan modulus Bulk B₂. Pada pipa 1 dan 2 digetarkan garpu tala berturut-tur ut dengan frekuensi harmonik ke-3 dan ke-n Jika frekuensi bunyi di kedua pipa sama, n sama dengan....
pembahasan soal UTBK 2022 fisika:

9. Seorang anak ingin membuat mìnuman campuran kopi susu dengan mencampurkan 250 gram air kopi yang bersuhu 90°C dengan 20 gram susu bersuhu 10°C. Diketahui c_{air kopi} = 1,00 kaIori/gr°C. Jika selama pencampuran terdapat penambahan kalor dari lingkungan sebesar 1240 kalori dan suhu campuran tersebut setelah tercapai kesetimbangan adalah 80°C, kalor jenis susu tersebut adalah....
A. 0,86 kaIori/gr°C
B. 0,88 kalori/gr °C
C. 0,90 kaIori/gr°C
D. 0,92 kalori/gr °C
E. 0,94 kaIori/gr°C

pembahasan fisika UTBK 2022:
Q_lingkungan = 1240 kalori
Q_lepas = Q_terima + Q_lingkungan
Q_kopi = Q_susu + 1240
m.c.(90-80) = m.c.(80-10) + 1240
250 . 1 .10 = 20 . c . 70 + 1240
2500 - 1240 = 1400 c
1260 = 1400 c
c = 0,9
jawab : C

10. Suatu balok bermassa 2 kg yang berada dalam bidang datar kasar mengalami dua gaya konstan seperti gambar dengan F = 10 N. Saat t = 0 s, kecepatannya adalah 2 m/s ke arah kiri. Apabila koefisien gesek kinetik antara balok dan lantai sama dengan 0,25. balok bergerak....

A. Ke kiri dengan perlambatan 3,0 m/s², kemudian ke kanan dengan percepatan 3,0 m/s²
B. Ke kiri dengan perlambatan 1,5 m/s², kemudian ke kanan dengan percepatan 1,5 m/s²
C. Ke kiri dengan perlambatan 4,5 m/s², kemudian ke kanan dengan percepatan 1,5 m/s²
D. Ke kanan dengan percepatan 1,5 m/s²
E. Ke kiri dengan percepatan 3,0 m/s²
pembahasan:

∑Fy = 0

(4F/5) + N - m.g = 0

40/5 + N - 20 = 0

N = 20 -8 = 12

∑Fx = m.a

(3F/5) - fk = m.a

30/5 - μk.N = 2a

6 - 0,25. 12 = 2a

6 - 3 = 2a

a = 1,5 m/s²

kesimpulan: 

balok akan ke kiri terlebih dahulu dengan perlambatan 1,5 m/s² kemudian berhenti selanjutnya bergerak kekanan dengan percepatan sebesar 2,5 m/s²

11. Sebuah mobil truk angkut bergerak dengan kecepatan awal 72 km/jam. Kemudian pengemudi mobil tersebut mengerem hingga berhenti pada jarak 0,05 km, hingga menabrak sebuah pohon. Tentukan berat mobil jika gaya tumbukan yang diberikan mobil terhadap pohon sebesar 100N 

A. 100 N
B. 125 N
C. 150 N
D. 175 N
E. 250 N
pembahasan:

vo = 72 km/jam = 20 m/s

s = 0,05 km = 50 m

vt = 0

F = 100 N

m = .....

vt² = vo² - 2as

0 = 20² - 2a.50

100 a = 400

a = 4

Hukum newton II

F = m.a

100 = m . 4

m = 25 kg

w = m.g = 25 . 10 = 250 N

12. Sebuah rangkain listrik dengan sumber tegangan 4 V memiliki kuat arus R. Jika hambatan dibuat tetap, sedangkan arus dinaikkan menjadi 2R, maka tegangan akan menjadi....
A. 4 Volt
B. 8 Volt
C. 16 Volt
D. 32 Volt
E. 64 Volt
jawab: A (tetap)

13. Aldi memiliki sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m yang digantung pada besi. Pada ujung pegas diletakkan sebuah elektron. Kemudian susunan pegas dan elektron tersebut diletakkan pada suatu medan listrik berarah ke atas sehingga saat setimbang, pegas bertambah panjang 4 mm. Jika massa elektron diabaikan, maka besarnya medan listrik tersebut adalah.....
A. 1 x 10⁹ N/C

B. 2 x 10¹⁹ N/C
C. 5 x 10¹⁸ N/C
D. 5 x 10¹⁹  N/C
E. 6 x 10²⁰  N/C

pembahasan:

k = 200 N/m

Δx = 4 mm = 4. 10^-3 m

∑F = k . Δx

E.q = k . Δx

E . 1,6 . 10¹⁹ = 200 . 4. 10^-3

E =  5 . 10¹⁸ 

14. Duah muatan terpisah pada jarak x (dalam m). Masing-masing muatan adalah 4 mikro Coulomb dan -3 mikro Coulomb dan terjadi gaya tarik menarik sebesar 30  N. Jika diantara dua muatan tersebut terdapat bahan dengan permitivitas relatif 4. Maka x adalah....
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 5 cm
E. 6 cm
pembahasan:

15. Suatu gas ideal monoatomik sebanyak N atom identik berada dalam sebuah ruang tertutup bersuhu T. Energi kinetik total atom tersebut adalah EK. Kemudian sejumlah atom identik tambahan dipompakan ke dalam ruang tertutup tersebut sehingga jumlah atom sekarang menjadi 2 N. Agar energi kinetik total atom menjadi 9EK, suhu gas dinaikkan sebesar.... 

A. 1/2 T 

B. 3/2 T 

C. 5/2 T 

D 7/2 T  

E. 9/2 T

pembahasan:

Ek : Ek' = N.T : N'T'

1 : 9 = 1. T : 2 T'

T' = (9/2) T