Pembahasan Fisika UN 2018 No. 31 - 35

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2018 nomor 31 sampai dengan nomor 35 tentang:

• elastisitas bahan, 
• listrik statis, 
• listrik dinamis, 
• gaya magnetik, dan 
• induksi elektromagnetik.

Soal No. 31 tentang Elastisitas Bahan

Perhatikan tabel data eksperimen periode beberapa pegas berikut!

Pegas	10T	T	T2
P	4	0,4	0,16
Q	6	0,6	0,36
R	2	0,2	0,04
S	3	0,3	0,09
T	8	0,8	0,64

Jika massa beban pada eksperimen tersebut 200 gram, konstanta pegas terbesar diperoleh pada pegas ….

A.   P
B.   Q
C.   R
D.   S
E.   T

Pembahasan

Konstanta pegas yang berkaitan dengan frekuensi/periode dirumuskan:

Dengan demikian, hubungan antara konstanta pegas k dengan periode adalah:

k ~ 1/T²

Artinya, semakin kecil nilai T² maka harga k semakin besar.

Jadi, konstanta pegas terbesar diperoleh pada pegas R (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Elastisitas Bahan

Soal No. 32 tentang Listrik Statis

Dua muatan listrik muatannya 0,2 μC diletakkan di titik B dan C sebuah segitiga sama kaki. Jika k = 9 ∙ 10⁹ N.m².C⁻² maka kuat medan listrik di titik A adalah ….

A.   2 × 10⁴ N.C⁻²
B.   2√2 × 10⁴ N.C⁻²
C.   2√3 × 10⁴ N.C⁻²
D.   3√2 × 10⁴ N.C⁻²
E.   3√3 × 10⁴ N.C⁻²

Pembahasan

Titik A dipengaruhi oleh muatan dari titik B dan C. Perhatikan muatan yang terjadi di titik A berikut ini!

Besar E_B sama dengan E_C karena bermuatan sama dan berjarak sama dari titik A.

Kuat medan magnet di titik A merupakan resultan dari E_B dan E_B. Karena keduanya membentuk sudut 90° maka berlaku teorema Pythagoras.

Jadi, kuat medan listrik di titik A adalah 2√2 × 10⁴ N.C⁻² (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kuat Medan Listrik dan Potensial Listrik

Soal No. 33 tentang Listrik Dinamis

Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Jika hambatan 5 ohm pada rangkaian diganti dengan hambatan 7 ohm maka perbandingan arus total yang mengalir pada rangkaian sebelum dengan setelah penggantian adalah ….

A.   4 : 5
B.   5 : 4
C.   10 : 11
D.   11 : 5
E.   11 : 10

Pembahasan

Dua hambatan 6 ohm pada rangkaian di atas tersusun paralel.

R_p = R/n
     = 6/2 ohm
     = 3 ohm

Hambatan total sebelum penggantian adalah:

R_t1 = 5 + R_p
      = 5 + 3
      = 8

Sedangkan hambatan total setelah penggantian adalah:

R_t2 = 7 + R_p
      = 7 + 3
      = 10

Karena sumber tegangan lebih dari satu, maka berlaku hukum Kirchhoff II.

ΣV = ΣIR
ΣV = IR_t
    I = ΣV/R_t
    I ~ 1/R_t

Sehingga perbandingan antara arus total adalah:

Jadi, perbandingan arus total sebelum dengan setelah penggantian adalah 5 : 4 (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Listrik Dinamis

Soal No. 34 tentang Gaya Magnetik

Sebuah muatan positif bergerak di bawah sebuah kawat berarus listrik yang arah arusnya searah sumbu x(+) seperti gambar.

Muatan bergerak searah dengan arah arus listrik. Arah gaya Lorentz yang dialami oleh muatan tersebut searah sumbu ….

A.   y(+)
B.   y(−)
C.   x(+)
D.   x(−)
E.   z(+)

Pembahasan

Pertama, kita tentukan dulu arah medan magnet (B) di bawah kawat berarus listrik dengan kaidah tangan kanan.

Dari gambar di atas, ternyata arah induksi magnetik B di bawah kawat adalah searah sumbu z(−). Selanjutnya kita tentukan arah gaya Lorentz.

Jadi, arah gaya Lorentz yang dialami oleh muatan tersebut searah sumbu y(+) (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya magnetik

Soal No. 35 tentang Induksi Elektromagnetik

Sebuah kumparan terdiri atas 50 lilitan berada dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu yang dinyatakan dengan: Φ = 5t² + 10t + 1. Di mana Φ dalam weber dan t dalam detik. Besar ggl induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan saat t = 2 detik adalah ….

A.   1.500 volt
B.   1.000 volt
C.   950 volt
D.   900 volt
E.   700 volt

Pembahasan

GGL induksi yang terjadi dirumuskan:

ε = −N dΦ/dt

Tanda negatif pada rumus di atas hanya menyatakan hukum Lenz sehingga saat penghitungan nanti diabaikan. Sedangkan dΦ/dt adalah turunan pertama fungsi Φ terhadap t.

      Φ = 5t² + 10t + 1
dΦ/dt = 10t + 10

Untuk t = 2 maka:

dΦ/dt = 10 ∙ 2 + 10
          = 30

Dengan demikian:

ε = −N dΦ/dt
   = 50 ∙ 30
   = 1500

Jadi, besar ggl induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan saat t = 2 detik adalah 1.500 volt (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Elektromagnetik

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2018 selengkapnya.

No. 01 - 05					No. 21 - 25
No. 06 - 10					No. 26 - 30
No. 11 - 15					No. 31 - 35
No. 16 - 20					No. 36 - 40

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.