Pembahasan Soal UTUL UGM 2019

Pembahasan Soal UTUL UGM 2019 Fisika

Sobat Fisika, pada kesempatan kali ini mari kita bedah dan bahas soal UTUL UGM  Fisika tahun 2019 untuk persiapan UTUL UGM selanjutnya. Soal UTUL UGM yang akan dibahas paket 924 untuk mapel Fisika. Semoga bisa bermanfaat untuk para pejuang UTUL UGM 2020.

Berikut materi Fisika yang keluar di UM UGM tahun 2015 buat panduan adek - adek belajar per UGM.

1. Usaha dan Energi dengan GLBB

2. Dualisme Gelombang Partikel- Hipotesis De Broglie

3. Dinamika Gerak Lurus dengan Daya

4. Elastisitas - Pegas

5. Fluida Statis - Hukum Archimedes

6. Bunyi -Dawai

7. Termodinamika

8. Energi Cahaya dan Listrik

9. Listrik Statis - Medan Listrik

10. Listrik Statis - Gaya Coulomb

11. Listrik Statis - Gaya Coulomb

12. Gaya Magnet F= B i L

13. Optik - Lensa

14. Optik Fisis- Difraksi Celah Tunggal

15. Optik Geometri - Pembiasan

16. Alat Optik - Mata

17. Relativitas Khusus

18. Dualisme - Efek Compton

19. Dualisme = Relativitas

20. Teori Atom

Berikut soal dan pembahasan UTUL UGM 2019 Fisika Paket 924

1. Soal

Sebuah benda bergerak sepanjang garis lurus dengan kecepatan sebagai fungsi waktu diperlihatkan pada gambar. Di antara pernyataan - pernyataan berikut ini, mana yang benar?

A. Tepat setelah t = 5 s, arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda

B. Tepat setelah t = 5 s, kecepatan benda masih searah dengan percepatan benda

C. Benda mengalami perlambatan senilai $2,5\;m/s^{2}$

D. Jarak yang ditempuh oleh benda dari t = 0 sampai t = 5 s adalah 35 meter

E. Percepatan benda mencapai nilai maksimum saat t = 5 s

Pembahasan
Diketahui
Kinematika Gerak Lurus
Grafik (v,t)
A. Tepat setelah t = 5 sekon, kecepatan menurun maka ada gaya bekerja dan berlawanan arah gerak benda
B. Tepat setelah t = 5 sekon, karena gerak diperlambat maka arah percepatan berlawanan dengan arah kecepatan benda
C. Pelambatan terjadi dari t = 5 sekon sampai t = 7 sekon

\begin{aligned}v_{t}&=v_{o}+at\\ 0&=7+a(2)\\ a&=-3,5\;m/s^{2}\end{aligned}
D. Jarak yang ditempuh benda dari t =0 s sampai 5 s adalah

\begin{aligned} Jarak&=Luas\;grafik(v,t)\\ Jarak&=\frac{1}{2}(5)(7)\\ Jarak&=17,5\;m\end{aligned}

E. Percepatan konstan selama dari t = 0 s sampai 5 s

Jawaban A
2. Soal

Untuk mendapatkan panjang gelombang de Broglie 500 nm, elektron perlu dipercepat dari keadaan diam dengan beda potensial sebesar?

A. $2\; \mu V$

B. $6\; \mu V$

C. $12\; \mu V$

D. $38\; \mu V$

E. $42\; \mu V$

Pembahasan
Diketahui
Fisika Modern

$\lambda=500\; nm=5\times 10^{-7}m$
maka :

\begin{aligned}\lambda&=\frac{h}{\sqrt{2qmV}}\\ V&=\frac{h^{2}}{2qm\lambda^{2}}\\ V&=\frac{(6,67\times 10^{-34})^{2}}{2(1,6\times 10^{-19})(9,1\times 10^{-31})(5\times 10^{-7})^{2}}\\ V&=6\times 10^{-6}\;volt\\ V&=6\;\mu V\end{aligned}
Jawaban B

3 Soal

Sebuah truk bermassa 1000 kg melaju dengan kelajuan kontan 100 km/jam menaiki tanjakan miring dengan kemiringan $tan\; \alpha  = 0,1$. Jika gaya gesekan total yang bekerja pada truk adalah 700 N, hitunglah daya minimum yang harus diberikan oleh mesin truk! $(g = 9,81\;m/s^{2})$

A. 47,1 kW

B. 52,7 kW

C. 62,5 kW

D. 72,8 kW

E. 85,1 kW

Pembahasan
Diketahui
Usaha Energi
$m =1000\; kg$
$v = 100\; km/jam=\frac{100}{3,6}\;m/s$
$tan\; \theta=0,1$
$sin\; \theta =\frac{1}{\sqrt{101}}$

\begin{aligned}P&=Fv\\ P&=\left(\frac{10000}{\sqrt{101}}+700\right)\\ P&=47222\; watt\\ P&=47\; kWatt\end{aligned}
Jawaban A

4. Soal

Dua buah pegas identik, jika terpasang paralel dibutuhkan usaha sebesar W untuk menarik pegas supaya bertambah panjang sebesar x. Kemudian keduanya dipasang secara seri. Berapakah usaha yang dibutuhkan pegas yang tersusun seri tersebut aga kedua pegas tertekan sebesar x?

A. $W/4$

B. $W/2$

C. $W$

D. $2W$

E. $4W$

Pembahasan
Diketahui
Elastisitas - Pegas

$k_{1}=2k$
$x_{1}=x$

$W_{1}=W$
$k_{2}=\frac{k}{2}$
$x_{2}=x$

$W_{2}= . . . . .?$
maka :

\begin{aligned}\frac{W_{1}}{W_{2}}&=\frac{\frac{1}{2}k_{1}x_{1}^{2}}{\frac{1}{2}k_{2}x_{2}^{2}}\\ \frac{W_{1}}{W_{2}}&=\frac{k_{1}x_{1}^{2}}{k_{2}x_{2}^{2}}\\ \frac{W}{W_{2}}&=\frac{2kx^{2}}{\frac{k}{2}x^{2}}\\ \frac{W}{W_{2}}&=\frac{4}{1}\\ W_{2}&=\frac{1}{4}W\end{aligned}

Jawaban A

5. Soal

Tinjau suatu benda yang memiliki massa jenis $\rho_{o}$. Jika benda tersebut dimasukkan ke dalam fluida maka 3/4 bagian volumenya tercelup di dalam fluida tersebut. Hitunglah massa jenis fluida!

A. $\rho$

B. $2\rho/3$

C. $3\rho/2$

D. $3\rho/4$

E. $4\rho/3$

Pembahasan
Diketahui
Fluida Dinamis

$\rho_{b}=\rho_{o}$

$V_{bt}=\frac{3}{4}V$
Keadaan Mengapung
maka:

\begin{aligned}W_{b}=F_{A}\\ \rho_{b}gV_{b}&=\rho_{f}gV_{bt}\\ \rho_{o}V&=\rho_{f}\frac{3}{4}V\\ \rho_{f}&=\frac{4}{3}\rho\end{aligned}

Jawaban E

6. Soal

Sebuah gelombang tranversal menjalar dengan laju v pada sebuah tali yang memiliki tegangan tali T. Berapakah tegangan tali yang diperlukan agar gelombang menjalar dengan laju $\frac{2v}{3}$ ?

A. $\displaystyle \frac{9}{4}T$

B. $\displaystyle \frac{5}{4}T$

C. $\displaystyle \frac{11}{4}T$

D. $\displaystyle \frac{7}{9}T$

E. $\displaystyle \frac{4}{9}T$

Pembahasan
Diketahui
Gelombang

$F_{1}=T$

$F_{2}= . . . . .?$

$v_{1}=v$
$v_{2}=\frac{2}{3}v$
v = kelajuan gelombang tranversal pada tali

$\displaystyle v=\sqrt{\frac{FL}{m}}$
$v\sim \sqrt{T}$
maka:

\begin{aligned}\frac{v_{1}}{v_{2}}&=\sqrt{\frac{F_{1}}{F_{2}}}\\ \frac{v}{\frac{2}{3}v}&=\sqrt{\frac{T}{F_{2}}}\\ \frac{9}{4}&=\frac{T}{F_{2}}\\ F_{2}&=\frac{4}{9}T\end{aligned}
Jawaban E

7. Soal

Sebuah silinder berpiston berisi gas ideal yang volumenya $2\;m^{3}$, tekanan $10^{5}Pa$ dan suhunya 300 K. Silinder itu kemudian disentuhkan pada tandon kalor yang suhunya dijaga tetap pada 900 K. Gas menjalani ekspansi pada tekanan tetap. Jika perubahan energi internalnya gas adalah  $6\times 10^{5} J$, maka berapakah kalor yang diserap oleh gas?

A. $0\; J$

B. $4\times 10^{5}J$

C. $6\times 10^{5}J$

D. $8\times 10^{5}J$

E. $10\times 10^{5}J$

Pembahasan
Diketahui
Termodinamika

$V_{1}=2\;m^{3}$

$V_{2}= . . . .?$

$T_{1}=300\; K$
$T_{2}=900\; K$

$\Delta U=6\times 10^{5}J$
Isobarik

\begin{aligned} \frac{V_{1}}{V_{2}}&=\frac{V_{2}}{T_{2}}\\ \frac{2}{300}&=\frac{V_{2}}{900}\\ V_{2}&=6\; m^{3}\end{aligned}
Maka Nilai Kalor

\begin{aligned}Q&=W+\Delta U\\ Q&=P(V_{2}-V_{1})+\Delta U\\ Q&=10^{5}(6-2)+(6\times 10^{5})\\ Q&=10\times 10^{5}J\end{aligned}
Jawaban E

8. Soal

Sebuah sel surya memiliki efisiensi $\eta$. Luas panelnya adalah $40\;cm^{2}$ dan panel tersebut menerima sinar matahari dengan intensitas $10^{3}\;W/m^{2}$. Sel tersebut menghasilkan arus 0,4 A dengan tegangan 2 V. Berapakah efisiensi $\eta$?

A. 25%

B. 20 %

C. 15 %

D. 10 %

E. 5 %

Pembahasan
Diketahui
$V = 2\; volt$
$i = 0,4\; A$
$A = 40\;cm^{2}$
$I =10^{3}\;W/m^{2}$
Efisiensi $\eta$?

\begin{aligned}P_{listrik}&=\eta P_{foton}\\ Vi&=\eta I A\\ 2(0,4)&=\eta.10^{3}.40\times 10^{-4}\\ \eta&=\frac{0,8}{4}\\ \eta&=\frac{1}{5}\\ \eta&=0,2\\ \eta&=20\;persen\end{aligned}
Jawaban B

9. Soal

Perhatikan wilayah tertutup dalam ruang yang dbatasi oleh suatu permukaan tertutup. Jika garis - garis gaya medan listrik yang menembus masuk pada permukaan itu sama dengan yang menembus keluar, maka...

A. kuat medan listrik pada permukaan itu nol

B. kuat medan listrik pada permukaan itu tetap

C. potensial listrik pada permukaan itu nol

D. potensial listrik  pada permukaan itu tetap

E. muatan listrik di dalam permukaan itu nol

Pembahasan
Diketahui
Garis - garis gaya medan listrik menembus masuk pada permukaan sama dengan yang menembus keluar

maka nilai kuat medan listrik pada permukaan itu tetap.
Jawaban B

10. Soal

Dalam sebuah awan mendung, bagian atas awan bermuatan positif dan bagian awan bawah bermuatan negatif karena induksi oleh muatan bumi. Bagian atas awan bisa bermuatan sebesar +40 C sedangkan bagian bawah bermuatan -40 C. Bila muatan - muatan tersebut terpisah sejauh 2 km, berapakah gaya elektrostatik antara keduanya?

A. $3,6\times 10^{4}\;N$

B. $3,6\times 10^{5}\;N$

C. $3,6\times 10^{6}\;N$

D. $3,6\times 10^{7}\;N$

E. $3,6\times 10^{8}\;N$

Pembahasan
Diketahui

$Q_{1}=+40\;C$
$Q_{2}=-40\;C$
$r=2\times 10^{3}m$
Gaya elektrostatis yang terjadi?

\begin{aligned}F&=k\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}\\ F&=9\times 10^{9}\frac{40\times 40}{(2\times 10^{3})^{2}}\\ F&=3,6\times 10^{6}N\end{aligned}
Jawaban C

11. Soal

Dua buah bola masing - masing bermassa 1 gram diberi muatan yang sama besar lalu diletakkan sejauh  3  cm satu dengan yang lain. Ketika dilepaskan, masing - masing bola mengalami percepatan sebesar $144\;m/s^{2}$ .Berapakah besar muatan yang diberikan pada masing - masing bola?

A. $6,4\times 10^{-7}C$

B. $3,6\times 10^{-7}C$

C. $2,54\times 10^{-7}C$

D. $1,2\times 10^{-7}C$

E. $8,0\times 10^{-8}C$

Pembahasan
Diketahui
$m = 1\; gram =1\times 10^{-31}kg$ 
$r = 3\; cm =3\times 10^{-2}m$
$a = 144\;m/s^{2}$ 
Muatan masing - masing bola

maka

\begin{aligned}F&=ma\\ k\frac{Q^{2}}{r^{2}}&=ma\\ Q&=r\sqrt{\frac{ma}{k}}\\ Q&=3\times 10^{-3}\sqrt{\frac{1\times 10^{-3}.144}{9\times 10^{9}}}\\ Q&=1,2\times 10^{-7}C\end{aligned} 
Jawaban D

12. Soal

Kawat berarus berada di dalam medan magnet sepanjang 50 cm. Arah kawat tegak lurus terhadap medan magnet. Ketika kawat dialiri arus 10 A, resultan gaya pada kawat terukur sebesar 3 N. Berapakah kuat medan magnet yang mempengaruhi kawat berarus itu?

A. $1,8\times 10^{-3}T$

B. $4,4\times 10^{-2}T$

C. $0,6\;T$

D. $1,4\;T$

E. $5,2\;T$

Pembahasan
Diketahui

$l=50\;cm=5\times 10^{-1}m$
$I=10\; A$

$F=3\;N$
Medan Magnetik (B)?

\begin{aligned}F&=BIl\\ 3&=B(10)(5\times 10^{-1})\\ B&=\frac{3}{5}\\ B&=0,6\;Tesla\end{aligned}
Jawaban C

13. Soal

Seberkas cahaya datang sejajar sumbu utama sebuah lensa cembung sehingga dibiaskan mengumpul di titik apinya. Jika di depan lensa cembung itu diletakkan lensa cekung maka kemungkinan yang terjadi adalah?

A. berkas dibiaskan dan mengumpul di titik yang lebih jauh

B. berkas dibiaskan dan mengumpul di titik yang lebih dekat

C. berkas dibiaskan dan mengumpul di titik api lensa cembung

D. berkas dibiaskan menyebar seoalah berasal dari titik api lensa cembung

E. berkas dibiaskan menyebar seolah berasal dari titik api lensa cekung

Pembahasan
Diketahui
Jika di depan lensa cembung diletakkan lensa cekung, maka berkas sinar akan mengenai lensa cekung dan dibiaskan mengumpul di titik yang lebih jauh.
Jawaban A

14. Soal

Suatu lubang disinari berkas cahaya dengan panjang gelombang $ \lambda = 500\; nm$. Jika jejari lubang sebesar $a = 400\; \lambda$, maka lebar pola terang tengah yang terlihat pada layar sejauh 1 m dari lubang adalah sebesar? 

A. 0,5 mm

B. 1 mm

C. 2 mm

D. 5 mm

E. 10 mm

Pembahasan
Diketahui

$\lambda=500\;nm$

$d=a=400\lambda$

$L=1\;$

Lebar pola terang tengah pada difraksi celah tunggal ($\Delta p$)

\begin{aligned} \Delta p&=\frac{2\lambda L}{d}\\ \Delta p&=\frac{2\lambda (1)}{400\lambda}\\ \Delta p&=\frac{1}{200}\\ \Delta p&=5\times 10^{-3}m\\ \Delta p&=5\;mm\end{aligned}

Jawaban D

15. Soal

Panjang lintasan optik bagi seberkas cahaya adalah perkalian antara panjang lintasan dalam mediu dan indeks bias medium itu. Dalam suatu medium yang seragam, lintasan optik paling panjang berarti . . . .

A. juga lintasan yang paling panjang dalam medium

B. justru merupakan lintasan yang paling pendek dalam medium

C. lintasan yang melengkung

D. lintasan lurus

E. lintasan yang patah - patah

Pembahasan
Diketahui
Pembiasan
Sinar datang dari udara ke medium
$n_{1}=n_{u}=1$

$n_{2}=n_{m}$
maka :

\begin{aligned}\frac{n_{2}}{n_{1}}&=\frac{\lambda_{1}}{\lambda_{2}}\\ \lambda_{1}&=\frac{n_{2}}{n_{1}}\lambda_{2}\\ \lambda_{1}&=\frac{n_{m}}{1}\lambda_{2}\\ \lambda_{1}&=n_{m}\lambda_{2}\\ \lambda_{panjang}&\sim \lambda_{medium\;panjang}\end{aligned}
Jawaban A

16. Soal

Untuk melihat sebuah benda yang terletak di suatu tempat, lensa mata harus berakomodasi maksimum. Dalam keadaan tidak berakomodasi bayangan benda itu . . .

A.berada di belakang retina dan terbalik

B. berada di belakang retina dan tegak

C. berada di depan retina dan terbalik

D. berada di depan retina dan tegak

E. berada di retina dan terbalik

Pembahasan
Suatu benda disuatu tempat, mata berakomodasi maksimum dan minimum pada mata normal bayangan akan jatuh tepat di retina.
maka:
bayangan lensa mata adalah nyata terbalik dan diperkecil
Jawaban E

17. Soal

Seorang pengamat bergerak dengan kecepatan 0,6 c menyusur permukaan Bumi dengan c adalah cepat rambat cahaya dalam ruang hampa. Pengamat itu melewati sebuah lingkaran dengan jari - jari 1 m. Bangun geometris itu jika dilihat oleh orang yang diam di Bumi berupa elips dengan jarak antar titik api....

A. 0,64 m

B. 0,75 m

C. 1,50 m

D. 1,60 m

E. 1,82 m

Pembahasan
Diketahui

$v = 0,6\; c$
maka:

\begin{aligned}a&=a_{o}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\ 1&=a_{o}\sqrt{1-\frac{(0,6c)^{2}}{c^{2}}}\\ 1&=0,8a_{o}\\ a_{o}&=\frac{1}{0,8}\\ a_{o}&=1,25\;m\end{aligned}

Jarak fokus elips (f)

\begin{aligned}f&=\sqrt{a_{o}^{2}-b_{o}^{2}}\\ f&=\sqrt{1,25^{2}-1^{2}}\\ f&=0,75\;m\end{aligned}
Jarak antar fokus elips = 2f = 2 (0,75) = 1,5 m
Jawaban C

18. Soal

Hasil eksperimen efek Compton

A. mendukung pandangan bahwa cahaya adalah partikel

B. mendukung pandangan bahwa cahaya adalah gelombang

C. memeperlihatkan bahwa cahaya tidak memiliki momentum

D. intensitas cahaya terkait dengan amplitudo

E. frekuensi cahaya berkaitan dengan intensitasnya

Pembahasan
Diketahui
Percobaan efek Compton
Peristiwa terhamburnya cahaya (foton) akibat menumbuk elektron pembuktian cahaya sebagai partikel
Jawaban A

19. Soal

Foton dari cahaya A mempunyai energi 2 kali dari energi foton dari cahaya B. Perbandingan antara momentum foton cahaya A dengan momentum foton cahaya B $(p_{A}/p_{B})$ adalah?

A. 1/4

B. 1/2

C. 1

D. 2

E. 4

Pembahasan
Diketahui

\begin{aligned}E_{fA}&=2E_{fA}\\ hf_{fA}&=2hf_{fB}\\ \frac{c}{\lambda}&=2\frac{c}{\lambda_{B}}\\ \lambda_{B}&=2\lambda_{A}\end{aligned}
Berdasarkan rumus $\lambda=\frac{h}{p}$, diperoleh:

\begin{aligned}\frac{\lambda_{A}}{\lambda_{B}}&=\frac{p_{B}}{p_{A}}\\ \frac{\lambda_{A}}{2\lambda_{A}}&=\frac{p_{B}}{p_{A}}\\ \frac{p_{A}}{p_{B}}&=\frac{2}{1}\end{aligned}
Jawaban D

20. Soal

Menurut Teori Atom Bohr, jika jejari orbit elektron pada keadaan n = 1 adalah 0,0529 nm, berapakah jejari orbit elektron pada keadaan n = 5 ?

A. 2,42 nm

B. 1,32 nm

C. 0,846 nm

D. 0,265 nm

E. 0,106 nm

Pembahasan

Diketahui

$r_{n}=n^{2}r_{o}=n^{2}.0,0529\;nm$

Jari - jari orbit kulit n = 5

$r_{5}=(5)^{2}. 0,0529\;nm$

$r_{5}=1,32\;nm$
Jawaban B

Pembahasan Soal UTUL UGM 2019 dapat dilihat pada channel youtube di bawah ini.

Jika ada soal atau pembahasan yang salah silakan beri masukan yang positif dengan mengisi kolom komentar yang telah disediakan. Semoga bermanfaat dan sukses selalu.

Ketik tombol like untuk mendukung website ini.

Terima kasih🙏