Pembahasan Fisika No. 16 - 20 Tkd Saintek Sbmptn 2018 Isyarat Naskah 466

Pembahasan soal Fisika Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi (TKD Saintek) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2018 Kode Naskah 466 nomor 16 hingga dengan nomor 20 tentang:

• gerak lurus, 
• gaya dan aturan Newton, 
• dinamika rotasi, 
• elastisitas bahan, serta 
• mekanika fluida

Soal No. 16 ihwal Gerak Lurus

Posisi benda sepanjang sumbu x mengikuti x(t) = −4t + 2t² dengan satuan posisi (x) yaitu meter dan satuan waktu (t) yaitu detik. Pada selang waktu dari t = 0 detik hingga t = 3 detik, jarak tempuh dan laju rata-rata benda tersebut berturut-turut yaitu ….

A.   10 m dan 2 m/s
B.   10 m dan 3⅓ m/s
C.   6 m dan 2 m/s
D.   6 dan 3⅓ m/s
E.   6 m dan 5/3 m/s

Pembahasan

Jarak tempuh pada selang waktu dari t = 0 detik hingga t = 3 detik merupakan selisih jarak pada ketika t = 3 detik terhadap t = 0 detik.

x(t)  = −4t + 2t²
x(3) = −4∙3 + 2∙3²
       = −12 + 18
       = 6

x(0)= −4∙0 + 2∙0²
      = 0

∆t = x(3) − x(0)
    = 6 − 0
    = 6

Sedangkan laju rata-rata yaitu perbandingan jarak tempuh terhadap waktu tempuh.

Jadi, jarak tempuh dan laju rata-rata benda tersebut berturut-turut yaitu 6 m dan 2 m/s (C).

Soal No. 17 ihwal Gaya dan Hukum Newton

Perhatikan grafik berikut ini!

Sebuah balok bermassa 4 kg didorong oleh suatu gaya konstan horizontal sebesar 40 N. Balok bergerak di sepanjang lantai mendatar garang dengan laju sebagai fungsi waktu ibarat pada grafik di atas. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², nilai koefisien ukiran kinetik antara balok dan lantai yaitu ….

A.   0,1
B.   0,2
C.   0,3
D.   0,4
E.   0,5

Pembahasan

Perhatikan analisis grafik di bawah ini!

Berdasarkan grafik di atas, percepatan rata-rata benda hingga t = 1 s adalah:

Balok didorong oleh gaya konstan pada lantai kasar.

Karena balok tersebut bergerak, berlaku aturan Newton II.

    ΣF = ma
 F − f = ma
40 − f = 4 ∙ 5
         f = 40 − 20
           = 20

Besaran f yaitu gaya gesek antara balok dan lantai garang yang dirumuskan f=μmg. Sehingga:

   μmg = 20
μ∙4∙10 = 20
        μ = 20/40
           = 0,5

Jadi, nilai koefisien ukiran kinetik antara balok dan lantai yaitu 0,5 (E).

Soal No. 18 ihwal Dinamika Rotasi

Perhatikan gambar berikut ini!

Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar. Sudut kemiringan bidang θ = 30° dan bidang miring licin. Sistem berada dalam keadaan setimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang sanggup supaya sistem tetap setimbang yaitu ….

A.   konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
B.   konstanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
C.   konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi setengah kali semula
D.   konstanta pegas menjadi dua kali semula dan pertambahan panjang pegas tetap
E.   konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula

Pembahasan

Perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada sistem mekanik berikut!

Pandang gaya-gaya pada katrol yang berada pada puncak bidang miring!

T₁ bekerja pada katrol yang berdiameter 2r sedangkan T₂ bekerja pada katrol yang berdiameter 4r. Karena sistem dalam keadaan setimbang, resultan momen gaya pada sistem katrol tersebut yaitu nol.

       Στ = 0
T₁ ∙ 2r = T₂ ∙ 4r
       T₁ = 2T₂

Sekarang perhatikan gaya yang bekerja pada benda m₂. Resultan gaya-gayanya juga sama dengan nol alasannya yaitu sistem setimbang.

ΣF = 0
w₁ = 2T₁

Karena bergerak miring 30° maka w₁ = m₁ g sin⁡ 30°. Sedangkan tegangan T₁ merupakan gaya pegas sehingga T₁ = k∆x.

w₁ = 2T₁
m₁ g sin⁡ 30° = 2k∆x

Karena percepatan gravitasi (g) dan konstanta pegas (k) yaitu suatu tetapan (nilainya selalu tetap maka berlaku hubungan:

m₁ ∆x

Dengan demikian, kalau massa dijadikan 2 kali maka pertambahan panjang pegas juga menjadi dua kali.

Jadi, salah satu cara yang sanggup supaya sistem tetap setimbang yaitu konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula (A).

Soal No. 19 ihwal Elastisitas Bahan

Seorang pelari maraton bersiap untuk lari dengan menapakkan kakinya pada pijakan yang berketebalan 8 cm dan luas 12 cm². Jika kaki pelari menekan dengan gaya 25 N pada pijakan dan modulus geser pijakan 2,0 × 10⁵ N/m², nilai tangen dari sudut gesernya yaitu ….

A.   0,080
B.   0,086
C.   0,092
D.   0,098
E.   0,104

Pembahasan

Diketahui:

A = 12 cm²
    = 12 × 10⁻⁴ m²
F = 25 N
G = 2,0 × 10⁵ N/m²

Tangen sudut geser merupakan perbandingan antara gaya tekan terhadap modulus gesernya.

Jadi, nilai tangen dari sudut gesernya yaitu 0,104 (E).

Soal No. 20 ihwal Mekanika Fluida

Sebuah balok kayu bermassa 7,5 kg dan bervolume V diikatkan ke dasar sebuah tangki yang berisi air (ρ_air = 1,0 × 10³ kg/m³) sehingga balok terbenam seluruhnya. Jika besar tegangan tali 25 N, nilai V yaitu ….

A.   0,05 m³
B.   0,04 m³
C.   0,03 m³
D.   0,02 m³
E.   0,01 m³

Pembahasan

Berikut ini gambar ilustrasi untuk soal di atas.

Balok kayu yang berada dalam air akan menerima gaya berat sebesar w dan gaya ke atas (gaya Archimedes) sebesar F_A. Balok kayu tersebut diikatkan ke dasar tangki sehingga tali mengalami ketegangan sebesar T.

Jika diperhatikan gambar, balok tersebut dalam keadaan membisu sehingga berlaku aturan I Newton.

              ΣF = 0
F_A − w − T = 0
              F_A = w + T
            ρgV = mg + T
10³ ∙ 10 ∙ V = 7,5 ∙ 10 + 25
      10000V = 100
                V = 1/100
                   = 0,01

Jadi, nilai V pada soal di atas yaitu 0,01 m³ (E).

Pembahasan Matematika No. 11 - 15 TKD Saintek SBMPTN 2018 Kode Naskah 466
Pembahasan Fisika No. 21 - 25 TKD Saintek SBMPTN 2018 Kode Naskah 466

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

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

Berbagi :