Pembahasan Fisika No. 21 - 25 TKD Saintek SBMPTN 2014 Kode Naskah 512

Pembahasan soal Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi (TKD Saintek) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2014 kode naskah 512 subtes Fisika nomor 21 sampai dengan nomor 25 tentang:

• alat optik (cermin), 
• induksi elektromagnet, 
• fisika inti, 
• gerak harmonis sederhana, dan 
• konversi suhu.

Soal No. 21 tentang Alat Optik (Cermin)

Dua cermin datar dipasang berhadapan dengan membentuk sudut α satu sama lain. Kemudian sudut tersebut diperkecil 20° dan ternyata jumlah bayangan bertambah 3. Nilai sudut α adalah ….

A.   15°
B.   30°
C.   45°
D.   60°
E.   75°

Pembahasan

Dua cermin datar yang dipasang berhadapan dengan sudut α akan membentuk bayangan sebanyak n.

Saat sudut α diperkecil 20°, jumlah bayangan bertambah 3.

Dengan mengeliminasi langsung kedua rumus di atas (rumus bawah dikurangi rumus atas), diperoleh:

Nah, sekarang kita tinggal menyelesaikan persamaan hasil eliminasi di atas. Kita mulai dengan menyamakan penyebut dan menyederhanakan ruas kanan.

Selanjutnya kita lakukan perkalian silang untuk mendapatkan bentuk persamaan kuadrat.

            3α² − 60α = 7200°
 α² − 20α − 2400° = 0
(α + 60°)(α − 40°) = 0
∴ α = −40° (tidak mungkin) atau α = 60°

Jadi, nilai sudut α yang dibentuk oleh dua cermin datar tersebut adalah 60° (D).

Soal No. 22 tentang Induksi Elektromagnet

Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 200 berada dalam medan magnet dan mengalami perubahan fluks magnet dari 6 × 10⁻⁴ Wb menjadi 1 × 10⁻⁴ Wb dalam waktu 0,02 s, maka GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan adalah ….

A.   3 V
B.   5 V
C.   6 V
D.   8 V
E.   12 V

Pembahasan

Data-data yang diketahui pada soal: 

  N = 200 lilitan
ΔΦ = (6×10⁻⁴ − 1×10⁻⁴) Wb
      = 5×10⁻⁴  Wb
 Δt = 0,02 s

GGL induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan dirumuskan sebagai:

Tanda negatif adalah arah arus induksi sesuai dengan hukum Lenz. Tanda negatif ini tidak perlu dicantumkan ketika melakukan penghitungan.

Dengan memasukkan data-data yang diketahui pada rumus tersebut, diperoleh:


    = 5

Jadi, GGL induksi yang timbul di antara ujung-ujung kumparan adalah 5 V (B).

Soal No. 23 tentang Fisika Inti

Reaksi fisi uranium diberikan sebagai berikut: 

n + ₉₂U²³⁵ → ₉₂U²³⁶ → ₅₆Ba¹⁴¹ + ₃₆Kr⁹² + x

x adalah ….

A.   n
B.   α
C.   β
D.   γ
E.   3n

Pembahasan

Reaksi fisi uranium di atas diawali dengan penembakan uranium oleh neutron. Pada reaksi penembakan ini kita akan mengetahui nomor atom dan nomor massa dari neutron. Tetapi jika Anda sudah hafal nomor atom dan nomor massa neutron, langkah ini tidak perlu dilakukan. 

_an^b + ₉₂U²³⁵ → ₉₂U²³⁶

Dengan menggunakan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, diperoleh: 

a + 92 = 92
          a = 0 

b + 235 = 236
            b = 1

∴ n = ₀n¹
 
Selanjutnya uranium tersebut mengalami fisi menjadi Barium dan Kripton. 

₉₂U²³⁶ → ₅₆Ba¹⁴¹ + ₃₆Kr⁹² + _ax^b
92 = 56 + 36 + a
92 = 92 + a
  a = 0

236 = 141 + 92 + b
236 =  233 + b
    b = 3

∴ x = ₀x³
       = 3 × ₀n¹
       = 3n
 
Jadi, x adalah 3n (E).

Soal No. 24 tentang Gerak Harmonis Sederhana

Benda dengan massa 2 kg bergerak dengan laju konstan 10 ms⁻¹, kemudian menabrak sebagai pegas yang dalam keadaan bebas sehingga tertekan sebesar 10 cm. Jika gesekan-gesekan diabaikan maka konstanta pegas tersebut adalah ….

A.   1100 Nm⁻¹
B.   1400 Nm⁻¹
C.   1700 Nm⁻¹
D.   2000 Nm⁻¹
E.   2400 Nm⁻¹

Pembahasan

Benda dengan massa 2 kg yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s mempunyai energi kinetik sebesar: 

E_k = ½mv²
     = ½ × 2 × 10² joule
     = 100 joule

Saat menabrak pegas, energi kinetik tersebut diserap oleh pegas dan diubah menjadi energi potensial sehingga pegas tertekan 10 cm (10⁻¹ m).

  E_k = E_p
        = ½kx²
 100 = ½ × k × (10⁻¹)²
     k = 20.000

Jadi, konstanta pegas tersebut adalah 20.000 N/m (-).

Soal No. 25 tentang Konversi Suhu

Pada suatu suhu, skala termometer Fahrenheit menunjuk 3 kali skala termometer Reamur. Suhu tersebut setara dengan ….

A.   200 derajat Fahrenheit
B.   160 derajat Fahrenheit
C.   144 derajat Fahrenheit
D.   128 derajat Fahrenheit
E.   96 derajat Fahrenheit

Pembahasan

Pada suatu suhu, skala termometer Fahrenheit menunjuk 3 kali skala termometer Reamur. 

F = 3R   atau  R = 1/3 F
 
Hubungan antara skala termometer Reamur dan Fahrenheit dirumuskan sebagai: 

F = 9/4 R + 32°
  F = 9/4 × 1/3 F + 32°
  F = 3/4 F + 32°
4F = 3F + 128°       [kedua ruas dikalikan 4]
  F = 128°

Jadi, suhu tersebut setara dengan 128 derajat Fahrenheit (D).

Simak Pembahasan Soal TKD Saintek SBMPTN 2014 selengkapnya.

No. 01 - 05 (Mat)	No. 31 - 35 (Kim)
No. 06 - 10 (Mat)	No. 36 - 40 (Kim)
No. 11 - 15 (Mat)	No. 41 - 45 (Kim)
No. 16 - 20 (Fis)	No. 46 - 50 (Bio)
No. 21 - 25 (Fis)	No. 51 - 55 (Bio)
No. 26 - 30 (Fis)	No. 56 - 60 (Bio)

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.