Kumpulan Soal dan Pembahasan UTBK SBMPTN Fisika

Soal UTBK SBMPTN Nomor 1

Sebuah ayunan bandul matematis dipasang pada langit-langit kabin sebuah pesawat ruang angkasa. Panjang tali bandul 50 cm. Pada suatu saat, pesawat itu sedang meninggalkan permukaan bumi dengan lantai kabin berada di bawah. Jika frekuensi bandul matematis saat itu \( \frac{3}{\pi} \) Hz dan percepatan pesawat itu adalah 8 m/s² maka percepatan gravitasi bumi adalah ....
A. 9,6 m/s²
B. 9,7 m/s²
C. 9,8 m/s²
D. 9,9 m/s²
E. 10 m/s²

Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} f &= \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g+a}{L}} \\ \frac{3}{\pi} &= \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g+8}{50\cdot 10^{-2}}} \\ 6 &= \sqrt{\frac{g+8}{0,5}} \\ 18 &= g+8 \\ g &= 10 \quad \textrm{m/s}^2 \end{align*}
Jawaban : E

Soal UTBK SBMPTN Nomor 2

Sebanyak n mol gas ideal monoatomik mengalami proses isobar pada tekanan b Pa. Jika V₂ = 5 V₁ dan kalor yang diserap oleh gas tersebut adalah Q joule maka volume awal gas (V₁) ....
A. \( \frac{Q}{10b} \) m³
B. \( \frac{2Q}{21b} \) m³
C. \( \frac{2Q}{28b} \) m³
D. \( \frac{2Q}{21b} \) m³
E. \( \frac{Q}{21b} \) m³
Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} Q &= \Delta U + W \\ Q &= \frac{3}{2}P(V_2 - V_1) +P(V_2 - V_1)\\ Q &= \frac{5}{2}(V_2 - V_1) \\ Q &= \frac{5}{2}b(5V_1 - V_1) \\ Q &= \frac{20}{2}bV_1 \\ Q &= 10bV_1 \\ V_1 &= \frac{Q}{10b} \end{align*}
Jawaban : A

Soal UTBK SBMPTN Nomor 3

Dua buah benda yang bermassa m₁ = 2 kg dan m₂ = 4 kg tergantung pada sebuah katrol berupa silinder pejal dengan permukaan kasar.

Jika percepatan sistem 2 m/s², percepatan gravitasi 10 m/s² dan jari-jari katrol 5 cm, maka momen inersia katrol adalah ....
A. 0,001 kgm²
B. 0,005 kgm²
C. 0,010 kgm²
D. 0,015 kgm²
E. 0,020 kgm²
Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} a &= \frac{(m_2-m_1)g}{m_1+m_2+\frac{I}{R^2}}\\ 2 &= \frac{(4-2)\cdot 10}{2+4+\frac{I}{(5\cdot10^{-2})^2}}\\ 6+\frac{I}{25\cdot 10^{-4}} &= 10 \\ I &= 4\cdot (25\cdot 10^{-4}) \\ I &= 0,010 \quad \textrm{kgm}^2 \end{align*}
Jawaban : C

Soal UTBK SBMPTN Nomor 4

Sebuah balok bermassa 2 kg meluncur di atas bidang horisontal kasar dengan laju awal 5 m/s. Balok berhenti setelah bergerak selama 2 sekon. Laju balok saat t = 1 detik sebelum berhenti adalah ....
A. 1,5 m/s
B. 2,5 m/s
C. 3,5 m/s
D. 4,5 m/s
E. 5,0 m/s
Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} v_t &= v_o +at\\ 0 &= 5 + a\cdot 2\\ a &= -2,5 \quad \textrm{m/s}^2 \end{align*}
Laju balok saat t = 1 detik yaitu : \begin{align*} v_t &= v_o +at\\ 0 &= 5 + (-2,5)\cdot 1\\ a &= 2,5 \quad \textrm{m/s} \end{align*}
Jawaban : B

Soal UTBK SBMPTN Nomor 5

Sebuah pipa U berisi cairan P dan cairan Q seperti pada gambar. Cairan P bermassa jenis 1000 kg/m³ dan cairan Q bermassa 3000 kg/m³.

Jika Δh = 2 cm maka tinggi cairan Q adalah ....
A. 0,6 cm
B. 0,8 cm
C. 1,0 cm
D. 1,2 cm
E. 1,4 cm

Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} \Delta h &= h_P - h_Q\\ 2 &= h_P - h_Q\\ h_P &= 2+h_Q \end{align*}
\begin{align*} \rho_P\cdot g \cdot h_P &= \rho_Q\cdot g \cdot h_Q\\ 1000\cdot 10 \cdot (2+h_Q) &= 3000\cdot 10 \cdot h_Q\\ (2+h_Q) &= 3h_Q\\ 2 &= 2h_Q\\ h_Q&= 1 \quad \textrm{cm} \end{align*}
Jawaban : C

Soal UTBK SBMPTN Nomor 6

Dua buah sumber bunyi A dan B bergerak manjauhi pengamat (P) yang diam di titik P seperti pada gambar.

Kedua sumber menghasilkan bunyi dengan frekuensi sebesar f. Cepat rambat bunyi di udara adalah u, sumber A bergerak dengan laju v_A = 0,25u, dan sumber bunyi B bergerak dengan laju v_B = nu. Jika selisih frekuensi bunyi dari kedua sumber yang didengar P adalah \( \frac{1}{15f} \) maka nilai n adalah ....
A. \( \frac{4}{15} \)
B. \( \frac{3}{14} \)
C. \( \frac{2}{13} \)
D. \( \frac{1}{12} \)
E. \( \frac{4}{11} \)

Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} f_{P_A} &= \frac{v}{v+v_{S_A}}\cdot f\\ &= \frac{u}{u+0,25u}\cdot f\\ &= \frac{4}{5}f \end{align*}
\begin{align*} f_{P_B} &= \frac{v}{v+v_{S_B}}\cdot f\\ &= \frac{u}{u+nu}\cdot f\\ &= \frac{1}{1+n}f \end{align*}
\begin{align*} \Delta f_P &= f_{P_A}-f_{P_B}\\ \frac{1}{15}f&= \frac{4}{5}f-\frac{1}{1+n}f\\ \frac{1}{15}&= \frac{4}{5}-\frac{1}{1+n}\\ \frac{1}{1+n}&= \frac{4}{5}-\frac{1}{15}\\ \frac{1}{1+n}&= \frac{12}{15}-\frac{1}{15}\\ \frac{1}{1+n}&= \frac{11}{15}\\ 11+11n&= 15 \\ n &= \frac{4}{11} \end{align*} Jawaban : E

Soal UTBK SBMPTN Nomor 7

Sebuah benda bergerak seperti ditunjukkan pada grafik di bawah.

Jika nilai t = 2 sekon maka posisi awalnya adalah ....
A. 8 meter
B. 7 meter
C. 6 meter
D. 5 meter
E. 4 meter
Pembahasan soal UTBK SBMPTN:
\begin{align*} \frac{x_1 -x_o}{t_1 - t_o} &= \frac{x_2 -x_1}{t_2 - t_1} \\ \frac{9 -x_o}{2 - 0} &= \frac{12 -9}{4 - 2} \\ 9 - x_o&= \frac{3}{2}\cdot 2\\ x_o &= 6 \quad \textrm{m} \end{align*} Jawaban : C

Soal UTBK SBMPTN Nomor 8

Perhatikan gamba