Soal Asli UTBK 2019 Fisika dan Pembahasan

UTBK 2019 Fisika. Berikut ini adalah Soal dan Pembahasan UTBK 2019 Fisika.

Soal No. 1

Sifat bayangan oleh cermin datar adalah
(A) sama besar dengan benda, maya, dan tegak
(B) lebih besar dari benda, maya, dan terbalik
(C) sama besar dengan benda, nyata dan tegak
(D) lebih kecil dari benda, maya, dan terbalik
(E) sama besar dengan benda, nyata dan terbalik

Pembahasan:
Cermin datar sifat bayangan: Maya, tegak, sama besar, dibelakang cermin.
Jawaban: A

Soal No. 2

Sebuah peluru ditembakkan miring ke atas membentuk sudut $53^o$ terhadap arah mendatar dengan kecepatan awal vo = 10 m/s dan percepatan gravitasi = 10 m/$s^2$. Tentukan jarak terjauh yang dapat dicapai peluru!
(A) 3,6 m.
(B) 4,8 m.
(C) 6,4 m.
(D) 8,2 m.
(E) 9,6 m.

Pembahasan:
$\begin{align} {{x}_{\max }} & =\frac{v_{0}^{2}\sin 2\alpha }{g} \\ & =\frac{10.(2\sin {{53}^{o}}.\cos {{53}^{o}})}{10} \\ & =\frac{100.\left( 1.\frac{8}{10}.\frac{6}{8} \right)}{10} \\ {{x}_{\max }} &=9,6\,m
\end{align}$
Jawaban: E

Soal No. 3

Perhatikan gambar di bawah ini!

Pegas dalam keadaan seimbang, kemudian ditarik dengan gaya tertentu sampai titik A. Jarak A dari titik seimbang adalah a, kemudian benda dilepaskan, sehingga pegas tertekan sampai di titik B, maka
(A) $b < a$
(B) $b > a$
(C) $b = a$
(D) $b = \frac{1}{2}a$
(E) $b = \frac{1}{3}a$

Pembahasan:
* Saat pegas ditarik muncul Energi Potensial pegas di A ($E_{p_{A}}$ = $E_p$ = $\frac{1}{2}k.a^2$).
* Saat pegas dilepas $E_{p_{A}}$ berubah menjadi $E_k$.
* Saat pegas merapat/tertekan $E_k$ berubah menjadi energi potensial pegas di B $\left( {{E}_{{{P}_{B}}}}=\frac{1}{2}k.{{b}^{2}} \right)$.
Dari konsep hukum kekekalan energi:
untuk lantai licin maka berlaku:
$E_{P_A}$ = $E_k$ = $E_{P_B}$
$\frac{1}{2}k.a^2$ = $\frac{1}{2}k.b^2$
$a = b$
Untuk lantai kasar maka berlaku:
$E_{P_A}$ = $W_{ges}$ + $E_{P_b}$
$\frac{1}{2}k.{{a}^{2}}=\mu .mg(a+b)+\frac{1}{2}k.{{b}^{2}}$
energi hilang karena gesekan mengakibatkan $a > b$
Jawaban: C

Soal No. 4

Sebuah bus bergerak dengan kelajuan 20 m/detik sambil membunyikan klakson dengan menghasilkan frekuensi 960 Hz. Seorang pengendara motor di depan bus bergerak dengan kelajuan 10 m/detik searah dengan bus, jika kecepatan bunyi di udara 340 m/detik maka pengendara motor akan mendengar klakson dengan frekuensi
(A) 940 Hz
(B) 950 Hz
(C) 980 Hz
(D) 990 Hz
(E) 1020 Hz

Pembahasan:

Dari konsep efek Doppler
$\begin{align} \frac{fp}{v-{{v}_{p}}} &=\frac{fs}{v-{{v}_{s}}} \\ \frac{fp}{340-10} &=\frac{fs}{340-20} \\ 320.fp &=330.fs \\ fp &=\frac{330}{320}.fs \\ fp &=\frac{33}{32}.960 \\ fp &=990\,Hz \end{align}$
Jawaban: D

Soal No. 5

Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah balok massa balok 2 kg, percepatan gravitasi 10 m/detik dan bidangnya tidak bergerak. Tentukan gaya normal pada balok!
(A) 15 N
(B) 20 N
(C) $10 \left( 1 + \sqrt3 \right)$ N
(D) $20 \left( 1 + \sqrt3 \right)$ N
(E) $5 \left( 4 + \sqrt3 \right)$ N

Pembahasan:

Benda diam
$\sum{{{F}_{Y}}}=0$
$\begin{align} N &=mg+F.\sin {{60}^{o}} \\ & =20+5\sqrt{3} \\ & =5(4+\sqrt{3}) \end{align}$
Jawaban: E

Soal No. 6

Sifat-sifat cahaya antara lain:
1. cahaya memiliki energi
2. cahaya merambat memerlukan medium
3. cahaya dapat terpolarisasi
Pernyataan yang benar sifat cahaya adalah
(A) (1)
(B) (1) dan (2)
(C) (1) dan (3)
(D) (2) dan (3)
(E) (1), (2), dan (3)

Pembahasan:
1) Cahaya merambat lurus
2) Cahaya merambat tanpa medium
3) Cahaya dapat dipantulkan
4) Cahaya dapat dibiaskan
5) Cahaya dapat diuraikan (dispersi)
6) Cahaya dapat terpolarisasi
Jawaban: C

Soal No. 7

Usaha pada gas dari proses C ke A adalah
(A) $(V_2 - V_1)(P_1 - P_2)$
(B) $(V_2 - V_1)P_2$
(C) $(V_1 - V_2)(P_1 - P_2)$
(D) $(V_1 - V_2)P_2$
(E) $(V_2 - V_1)P_1$

Pembahasan:
usaha gas dari C $\rightarrow$ A (isobar) adalah
$W = P.\Delta V$
$W_{CA} = P_2(V_1 - V_2)$
Jawaban: D

Soal No. 8

Perhatikan gambar!

Sebuah bola (masa jenis $\rho $ dan massa $m$) dicelupkan ke dalam air dengan volume bola tercelup setengahnya. Gaya sebesar F diberikan pada bola dan bola tenggelam seluruhnya. Jika akibat hal tersebut ketinggian air naik setinggi $h$ dari permukaan awal, maka luas penampang bejana tersebut adalah
(A) $\frac{2m}{\rho h}$
(B) $\frac{m}{\rho h}$
(C) $\frac{m}{2\rho h}$
(D) $\frac{m}{3\rho h}$
(E) $\frac{m}{4\rho h}$

Pembahasan:

$Ah=\frac{1}{2}{{V}_{bola}}\leftarrow \rho =\frac{m}{V}$
$Ah=\frac{1}{2}\left( \frac{m}{\rho } \right)$
$A=\frac{m}{2\rho .h}$
$Ah=\frac{1}{2}{{V}_{bola}}\leftarrow \rho =\frac{m}{V}$
$Ah=\frac{1}{2}\left( \frac{m}{\rho } \right)$
$A=\frac{m}{2\rho .h}$
Jawaban: C

Soal No. 9

Pernyataan berikut yang benar
(A) [M][L]$^2$[T]$^{-2}$ adalah dimensi daya
(B) [M][L]$^2$[T]$^{-2}$ adalah dimensi kalor
(C) [M][L]$^2$[T]$^{-3}$ adalah dimensi energi
(D) [M][L]$^2$[T]$^{-1}$ adalah dimensi momentum
(E) [M][L][T]$^{-2}$ adalah dimensi impuls

Pembahasan:
*) Daya (P)
$\begin{align} P &=\frac{W}{t} \\ & =\frac{F.s}{t} \\ & =F.v \\ & =(kg.m/{{s}^{2}}).(m/s) \\ &= kg.{{m}^{2}}.{{s}^{-3}} \\ &=M{{L}^{2}}{{T}^{-3}} \end{align}$
*) Kalor = Energi
$\begin{align} Kalor &= F.S \\ &= kg(m/s^2).m \\ &= kg.m^2.s^{-2} \\ &= ML^2T^{-2} \end{align}$
*) Momentum
$\begin{align} Momentum &= m.V \\ &= kg.m/s^2 \\ &=kg.m.s^{-2} \\ &= MLT^{-2} \end{align}$
*) Impuls $\approx $ perubahan momentum
$\begin{align} Impuls &= kg.m/s^2 \\ &= MLT^{-2} \end{align}$
Jawaban: B

Soal No. 10

Perhatikan gambar!

Sebuah peluru ditembakkan dari titik A. Agar peluru tepat mencapai titik B maka besar kecepatan peluru ditembakkan adalah? (gravitasi bumi g = 10 $m/s^2$)
(A) $\frac{4}{3} \sqrt3$ m/s.
(B) $\frac{5}{3} \sqrt3$ m/s.
(C) $\frac{2}{3} \sqrt3$ m/s.
(D) $\frac{8}{3} \sqrt3$ m/s.
(E) $3 \sqrt3$ m/s.

Pembahasan:

$\begin{align} x &=\sqrt{\frac{2\Delta h}{g}} \\ 4 &=v\sqrt{\frac{2(20-5)}{10}} \\ 4 &=v\sqrt{3} \\ v &=\frac{4}{\sqrt{3}} \\ v &=\frac{4}{3}\sqrt{3} \end{align}$
Jawaban: A

Soal No. 11

Berikut merupakan pasangan Besaran-Dimensi yang benar

(A) 1, 2, dan 3.
(B) 1 dan 3.
(C) 2 dan 3.
(D) 1 dan 2.
(E) 3.

Pembahasan:
*) Momentum sudut
$\begin{align} L &=I.\omega \\ & =m{{R}^{2}}.\frac{v}{R} \\ & =mRv \\ & =kg.m.m{{s}^{-1}} \\ & =kg.{{m}^{2}}.{{s}^{-1}} \\ & =M{{L}^{2}}{{T}^{-1}} \\ \end{align}$
*) Momentum inersia
$\begin{align} I &=m{{R}^{2}} \\ & =kg.{{m}^{2}} \\ & =M{{L}^{2}} \end{align}$
*) Momentum gaya
$\begin{align} \tau &=F.R.\sin \theta \\ & =(kg.m{{s}^{-2}}).m \\ &= kg.{{m}^{2}}.{{s}^{-2}} \\ &= M{{L}^{2}}{{T}^{-2}} \end{align}$
Jawaban: B

Soal No. 12

Dua mobil A dan B bergerak saling berlawanan dari posisi yang sama. Mobil A bergerak dengan kecepatan 20 m/s dan B 30 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan sehingga kedua mobil terpisah sejauh 1200 m?
(A) 20 det.
(B) 22 det.
(C) 24 det.
(D) 26 det.
(E) 28 det.

Pembahasan:
Cara Cepat (Carcep)
$t=\frac{s}{\sum{v}}=\frac{1200}{50}=24\,\det $
Jawaban: C

Soal No. 13

Sebuah benda berada di depan cermin cembung. Berikut bayangan benda yang benar
(A) sama besar dan tegak.
(B) lebih besar dan terbalik.
(C) lebih kecil dan terbalik.
(D) lebih besar dan tegak.
(E) lebih kecil dan tegak.

Pembahasan:
sudah cukup jelas opsi E.
Jawaban: E

Soal No. 14

Sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan taraf intensitas 40 dB. Berapa perbandingan taraf intensitas 10 sumber bunyi identik dengan 100 sumber bunyi identik yang dibunyikan dalam waktu bersamaan
(A) 3 : 2.
(B) 5 : 6.
(C) 4 : 3.
(D) 3 : 4.
(E) 6 : 5.

Pembahasan:
$\begin{align} \frac{T{{I}_{10}}}{T{{I}_{100}}} &=\frac{T{{I}_{1}}+10\log \frac{10}{1}}{T{{I}_{1}}+10\log \frac{100}{1}} \\ & =\frac{40+10}{40+20} \\ & =\frac{50}{60} \\ & =\frac{5}{6} \end{align}$
Jawaban: B

Soal No. 15

Sebuah gelombang dinyatakan dalam persamaan $y=6\sin 2\left( t-x+\frac{\pi }{6} \right).m$
Pernyataan yang benar adalah ...
(A) frekuensi 0,1 Hz.
(B) cepat rambat 0,2 m/s.
(C) panjang gelombang 3,14 m.
(D) bilangan gelombang 2 per meter
(E) sudut fase mula-mula 30°.

Pembahasan:
*) Frekuensi:
$\begin{align} \omega &=2\pi f \\ & 2=2\pi f \\ & f=\frac{1}{\pi }\,Hz \\ \end{align}$
opsi A salah.
*) cepat rambat
$v=\left| \frac{koef\,t}{koef\,x} \right|=\frac{1}{1}=1\,m/s$
opsi B salah.
*) Panjang gelombang
$\begin{align} K &=\frac{2\pi }{\lambda } \\ 2 &=\frac{2\pi }{\lambda } \\ \lambda &=\frac{2\pi }{2} \\ \lambda &=\pi \\ \lambda &=3,14\,m \\ \end{align}$
opsi C benar
*) K = 1 opsi D salah
*) ${{\theta }_{0}}=\frac{2\pi }{6}=\frac{\pi }{3}={{60}^{0}}$ opsi E salah.
Jawaban: C

Soal No. 16

Dua buah benda bergerak saling mendekati, benda A bergerak ke kanan dengan kecepatan v, sedangkan benda B bergerak ke kiri dengan kecepatan 30 m/s. Jika mula-mula kedua benda terpisah sejauh 1200 m, berapakah kecepatan A saat bertemu B jika saat itu B telah menempuh jarak 720 m?
(A) 20 m/s.
(B) 30 m/s.
(C) 40 m/s.
(D) 50 m/s.
(E) 60 m/s.

b>Pembahasan:

Syarat A dan B bertemu:${{t}_{A}}={{t}_{B}}=\frac{{{S}_{B}}}{{{V}_{B}}}=\frac{720}{30}=24$
${{s}_{A}}+{{s}_{B}}=1200$
${{v}_{A}}.{{t}_{A}}+720=1200$
${{v}_{A}}.24=1200-720$
${{v}_{A}}=\frac{480}{24}=20$ m/s
Jawaban: A

Soal No. 17

Sebuah ledakan terdengar dari suatu tempat yang berjarak R km dari kota Malang dengan intensitas sebesar 6 × $10^{−5}$ W/m2. Ledakan tersebut juga terdengar sampai kota Kediri dengan intensitas sebesar 5,4 × $10^{−5}$ W/m2. Sumber ledakan, kota Malang dan kota Kediri membentuk segitiga siku-siku dengan siku-siku di kota Malang. Jika jarak kota Malang dan Kediri sejauh 100 km, maka berapa besar R?
(A) 300 km.
(B) 400 km.
(C) 500 km.
(D) 600 km.
(E) 700 km.

Pembahasan:
$I=\frac{P}{4\pi {{R}^{2}}}$
$P=I.4\pi {{R}^{2}}$
$\begin{align} {{P}_{M}} &={{P}_{K}} \\ {{I}_{M}}.4\pi R_{M}^{2} &={{I}_{K}}.4\pi R_{K}^{2} \\ {{I}_{M}}.R_{M}^{2} &={{I}_{K}}.R_{K}^{2} \\ {{6.10}^{-5}}.{{R}^{2}} &=5,{{4.10}^{-5}}{{\left( \sqrt{{{R}^{2}}+{{100}^{2}}} \right)}^{2}} \\ 6.{{R}^{2}} &=5,4.({{R}^{2}}+{{100}^{2}}) \\ \frac{6}{5,4}{{R}^{2}} &={{R}^{2}}+{{100}^{2}} \\ \frac{10}{9}{{R}^{2}}-{{R}^{2}} &={{100}^{2}} \\ \frac{1}{9}{{R}^{2}} &={{100}^{2}} \\ {{\left( \frac{1}{3}R \right)}^{2}} &={{100}^{2}} \\ \frac{1}{3}R &=100 \\ R=300\,km \end{align}$
Jawaban: A

Soal No. 18

Perhatikan gambar di atas!
Jika ${{\varepsilon }_{1}}=2{{\varepsilon }_{2}}$, berapa besar tegangan jepit AB?
(A) 6 volt.
(B) 12 volt.
(C) 24 volt.
(D) 48 volt.
(E) 60 volt.

Pembahasan:
Dari rangkaian
${{\varepsilon }_{1}}$ = ggl variabel (lihat grafik I vs V)
${{\varepsilon }_{2}}$ = ggl konstan
Dari hukum kirchoff II: \[\sum{\varepsilon }=\sum{I}\times R\] diperoleh:
$0,5+{{\varepsilon }_{2}}=5\times \frac{R}{2}$ … (1)
$3+{{\varepsilon }_{2}}=10\times \frac{R}{2}$ … (2)
Hasil eliminasi (1) dan (2) diperoleh:
$2,5=5\times \frac{R}{2}\to R=1\,\Omega $
Substitusi ke persamaan (1), maka:
$0,5+{{\varepsilon }_{2}}=5\times \frac{1}{2}\to {{\varepsilon }_{2}}=2\,V$
Dari ${{\varepsilon }_{1}}=2{{\varepsilon }_{2}}\Leftrightarrow {{\varepsilon }_{1}}=2.2=4\,V$, maka:
$\begin{align} {{\varepsilon }_{1}}+{{\varepsilon }_{2}} &={{I}_{T}}\times \frac{R}{2} \\ 2+4 &={{I}_{T}}\times \frac{1}{2} \\ {{I}_{T}} &=12\,A \end{align}$
Sehingga arus tiap resistor: ${{I}_{1}}={{I}_{2}}=\frac{1}{2}.{{I}_{T}}=6\,A$ maka
${{V}_{AB}}={{I}_{1}}\times R=6\times 1=6\,V$
Jawaban: A

Soal No. 19

Dari proses gas di atas maka dapat disimpulkan hubungan grafik volume dan T adalah ...

Pembahasan:
Dari persamaan gas ideal
PV = nRT
$\frac{P}{T}.V=n.R$, jumlah gas tetap maka $\frac{P}{T}\sim \frac{1}{V}$.
Untuk tekanan dan temperatur yang berubah secara linier maka volume gas tetap Isovolum/Isokhorik

Jawaban: D

Soal No. 20

Dua buah benda konduktor dengan besar

$Q_A$ = 10 $\mu $C dan RA 5 cm
$Q_B$ = 15 $\mu $C dan RB = 10 cm
Besar energi potensial di titik P adalah sebesar
(A) 0,25 Joule.
(B) 0,50 Joule.
(C) 0,75 Joule.
(D) 1,00Joule.
(E) 1,25 Joule.

Pembahasan:
Energi potensial dititik P akibat muatan bola A dan B adalah:
$\begin{align} EP &=q[{{V}_{A}}+{{V}_{B}}] \\ &= q\left[ k\frac{{{Q}_{A}}}{{{R}_{A}}}+k\frac{{{Q}_{B}}}{{{R}_{B}}} \right] \\ &= q.k\left[ \frac{{{Q}_{A}}}{{{R}_{A}}}+\frac{{{Q}_{B}}}{{{R}_{B}}} \right] \\ &= {{9.10}^{9}}{{.1.10}^{-6}}\left[ \frac{{{10.10}^{-6}}}{{{30.10}^{-2}}}+\frac{{{15.10}^{-6}}}{{{30.10}^{-2}}} \right] \\ &= \frac{{{9.10}^{9}}{{.10}^{-6}}{{.10}^{-6}}}{{{10}^{-2}}}\left( \frac{10}{30}+\frac{15}{30} \right) \\ &= 9\left( \frac{25}{30} \right){{.10}^{-1}} \\ EP &= 0,75\,joule \\ \end{align}$
Jawaban: C

Baca juga:

• Soal Asli UTBK 2019 Bahasa Inggris dan Pembahasan.
• Soal Asli UTBK 2019 Bahasa Indonesia dan Pembahasan.
• Soal Asli UTBK 2019 Biologi dan Pembahasan.
• Soal Asli UTBK 2019 Matematika (Saintek) dan Pembahasan.
• Soal Asli UTBK 2019 Kimia dan Pembahasan.
• Soal Asli UTBK 2019 Fisika dan Pembahasan.