Pembahasan Fisika No. 26 - 30 TKA Saintek UTBK SBMPTN 2019

Pembahasan soal Fisika Tes Kompetensi Akademik Sains dan Teknologi (TKA Saintek) pada Ujian Tulis Berbasis Komputer (UTBK) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2019 nomor 26 sampai dengan nomor 30 tentang:

• besaran dan satuan, 


• gerak lurus, 


• konstanta elastisitas, 


• fluida statis, dan 


• termodinamika.

Soal No. 26 tentang Besaran dan Satuan

Manakah pernyataan berikut ini yang benar?

A.	ML2T−2 adalah dimensi energi kinetik.
B.	MLT−2 adalah dimensi energi potensial.
C.	ML2T adalah dimensi momentum.
D.	ML3T−2 adalah dimensi usaha.
E.	ML2T−1 adalah dimensi daya.

Pembahasan

Untuk mengetahui dimensi suatu besaran, harus mengetahui satuan dasar dari besaran tersebut.

Usaha dan energi (energi kinetik maupun energi potensial) mempunyai dimensi yang sama. Misal kita cari dimensi usaha.

W	=	F ∙ s
	=	m ∙ a ∙ s
	=	kg ∙ m/s2 ∙ m
	=	ML2T−2

[opsi A benar, opsi B dan D salah]

Agar lebih meyakinkan, kita coba opsi yang lain, yaitu momentum dan daya.

Momentum : p	=	mv
	=	kg ∙ m/s
	=	MLT−1

Daya : P	=	W/t
	=	ML2T−2 / T
	=	ML2T−3

Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan (A).

Soal No. 27 tentang Gerak Lurus

Suatu balok bermassa 2 kg yang berada pada suatu rel ganda datar dan licin mengalami gaya konstan F = 10 N dengan arah seperti ditunjukkan gambar.

Kecepatan pada saat t = 0 sekon adalah 2 m/s ke arah kiri. Kecepatan balok pada t₁ = ⅕ √3 sekon dan t₂ = ⅓ √3 sekon adalah ….

A.	sama besar dan berlawanan arah
B.	sama besar dan searah
C.	tidak sama besar tapi searah
D.	tidak sama besar dan berlawanan arah
E.	sama dengan nol

Pembahasan

Perhatikan gambar berikut ini!

Sebelum ada gaya yang bekerja, balok sudah mempunyai kecepatan awal v₀ = 2 m/s ke kiri. Sehingga gaya tersebut berperan menahan gerak balok. Akibatnya balok mengalami perlambatan.

Karena balok bergerak mendatar, maka gaya yang bekerja pada balok kita uraikan ke arah mendatar menjadi F sin⁡ 60°. Dengan demikian, besar perlambatannya adalah:

Kecepatan balok setelah mendapatkan perlambatan tersebut dirumuskan:

v = v₀ − at

Kecepatan balok pada t₁ = ⅕ √3 sekon adalah:

v	=	2 − 5/2 √3 ∙ 1/5 √3
	=	2 − 3/2
	=	1/2

Sedangkan kecepatan balok pada t₂ = ⅓ √3 sekon adalah:

v	=	2 − 5/2 √3 ∙ 1/3 √3
	=	2 − 5/2
	=	−1/2

Jadi, kecepatan balok pada t₁ dan t₂ adalah sama besar dan berlawanan arah (A).

Soal No. 28 tentang Konstanta Elastisitas

Seutas pita elastik dengan tetapan elastis k memiliki panjang l dan lebar b. Pita itu dipotong memanjang sehingga terbagi menjadi dua bagian yang sama lebarnya. Kedua bagian itu kemudian disambung pada ujung-ujungnya sehingga diperoleh pita elastis dengan panjang 2l dan lebar b/2. Tetapan elastik untuk pita sambungan ini dalam arah memanjang adalah ….

A.	k/4
B.	k/2
C.	k
D.	2k
E.	4k

Pembahasan

Perhatikan gambar berikut ini!
Anggap saja pita elastik sebelum dipotong merupakan susunan paralel dari dua potongan pita tersebut. Karena sebelum dipotong tetapan elastisitasnya k maka setelah dipotong, masing-masing potongan mempunyai tetapan elastisitas 1/2 k. Ingat, susunan paralel pada pegas.

Dengan demikian, jika kedua potongan tersebut disambung dalam arah memanjang (disusun seri) maka konstanta elastisitasnya adalah:

Jadi, tetapan elastik untuk pita sambungan tersebut adalah k/4 (A).

Soal No. 29 tentang Fluida Statis

Pembahasan

Sebagaimana kita ketahui, bola pingpong akan terapung di dalam zat cair. Hal ini karena bola pingpong mempunyai gaya ke atas (F_A) yang besar dibandingkan dengan gaya beratnya (w).

Agar bola pingpong tersebut tenggelam maka harus diberi tambahan gaya (dibenamkan) yang disebut ∆F.

Berdasarkan gambar di atas dapat dirumuskan:
Jadi, rapat massa cairan itu adalah opsi (B).

Soal No. 30 tentang Termodinamika

Pembahasan

Proses CA adalah proses isobarik (tekanan tetap). Tepatnya pemampatan isobarik, karena volumenya menyusut (perhatikan arah anak panah).

Usaha yang dilakukan pada proses isobarik dari titik C ke A adalah:

W	=	PA ∆V
	=	PA (VA − VB)
	=	PA VA − PA VB

Pada gas ideal berlaku rumus:

PV = nRT

Sehingga,

P_A V_A = nRT_A

Sedangkan temperatur gas di titik A adalah T sehingga:

P_A V_A = nRT

Dengan demikian, usaha pada proses CA menjadi:

W = nRT − P_A V_B

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas selama proses CA adalah nRT − P_A V_B (E).

Simak Pembahasan Soal TKA Saintek UTBK SBMPTN 2019 selengkapnya.

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.