pembahasan umptn fisika

1. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
1. Sebuah jembatan melengkung dengan jari-jari kelengkungan R. Titik pusat
kelengkungan ada di bawah jembatan itu. Gaya yang diakibatkan pada jembatan
itu oleh sebuah mobil yang beratnya W yang bergerak dengan kecepatan v
sewaktu berada di puncak jembatan itu, jika g adalah percepatan gravitasi, adalah
sebesar …
A.
( )
g
RvW /1 2
+
C.
gRW
Wv
+
2
E. ( )gRvW /1 2
−
B. ( )gRvW /1 2
+ D.
( )
g
RvW /1 2
−
Jawab : E
Dari gambar disamping, bahwa persamaan gaya
normalnya adalah :






−=↑=−↑=
Rg
mv
wN
R
mv
wN
R
mv
Fs
222
1
2. Sebuah es dengan massa 50 kg, pada 0 C0
, didorong di atas papan horizontal
yang juga mempunyai suhu 0 C0
sejauh 21 m. Ternyata 25 gram es mencair
karena gesekan. Jika kalor lebur es = 80 grkal / , maka besarnya koefisien
gesekan adalah …
A. 0,5 B. 0,6 C. 0,7 D. 0,8 E. 0,9
Jawab : D
)J2,4kal1?(...,kal/gr80
m/s10;gram25(cair);21;0;0;50 20
papan
0
==∴=
======
µes
eseses
L
gmmSCtCtkgm
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan sebanding dengan perubahan kalor
yang dibutuhkan es mencair sebanyak 25gram sehingga :
8,0
)21)(10)(50(
)80)(25(2,4
.)(
)(2,4
)(2,4.)(
)(2,4)(.)(
===↑=
==↑=
Sgm
Lcairm
LcairmSgm
jouleQkalQSfkalQW
es
eses
eseses
LeburLeburLeburf
µµ
3. Pada suatu hari ketika cepat rambat bunyi sebesar 345 m/s, frekuensi dasar suatu
pipa organa tertutup salah satu ujungnya adalah 220Hz. Jika nada atas kedua pipa
organa tertutup ini panjang gelombangnya sama dengan nada atas ketiga suatu
pipa organa yang terbuka kedua ujungnya, maka panjang pipa organa terbuka itu
adalah …cm
A. 37 B. 43 C. 63 D. 75 E. 87
Jawab : C
?...;220)(;/345 0 === blHzttpfsmv
Pipa organa tertutup (ttp) pada nada atas kedua adalah :
m
xttpf
v
l
880
345
2204
345
)(4 0
ttp ===
Pembahasan Soal-soal Fisika
v
N
w
R
103

2. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
cm63cm7,62627,0
550
345
880
345
5
8
5
8
:sehingga
5
8
5
4
2
:maka
2
2
ttpttp
======∴
=∴==↑=
mx
l
l
l
l
lll
l
ttp
b
b
bb
b λλ
4. Kawat untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg diikat antara dua
menara tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. Salah satu ujung kawat dipukul
oleh teknisi yang berada di salah satu menara sehingga timbul gelombang yang
merambat ke menara yang lain. Jika pantul terdeteksi setelah 10s, maka tegangan
kawat adalah …N
A. 40 B. 60 C. 80 D. 320 E. 420
Jawab : D
N320
200
)40)(40(
m/s40
10
400
40020022
?...;10;200;40
22
===
===↑===
====
l
mv
F
t
s
vmxls
Fstmlkgm

5. Sebuah lensa konvergen di udara mempunyai jarak focus 20cm. Lensa tersebut
dibuat dari gelas yang mempunyai indeks bias 1,6. Jika lensa itu kita letakkan di
dalam suatu zat cair, ternyata jarak fokusnya menjadi 60cm. Nilai indeks bias zat
cair itu adalah …
A.
5
1
1 B.
4
1
1 C.
3
1
1 D.
3
2
1 E.
7
5
1
Jawab : C
( )
3
1
1
3
4
12
16
6,3
36,1
3
6,36,1
3
6,3
1
3
6,06,1
6,01
6,1
3
1
6,1
6,0
20
60
1
6,1
1
1
6,1
11
1
11
1
1
1
?...:cm60cairzatdi6,1:cm20udaradi
21
21
====∴
=↑=+=↑=





−






−
=↑






−






−
=






−





−






−





−
=
==↑==
x
n
nnn
nnRRn
n
RRn
n
f
f
nfnf
Z
ZZZ
ZZZ
u
Z
u
zzu
6. Dua buah beban listrik dengan hambatan yang sama, yaitu R, dihubungkan
dengan saluran listrik PLN dengan tegangan V volt; berturut-turut dirangkai
parallel sehingga dihasilkan daya P(1), kemudian dirangkaikan seri dengan daya
P(2), perbandingan daya P(1) dan P(2) adalah …
A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 2 : 1 D. 1 : 4 E. 4 : 1
Jawab : E
Pembahasan Soal-soal Fisika
104

3. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
Gambar (a) Rangkaian seri :
R
V
R
V
PPRRRR AC
s
AC
ss
2
2
22
2 ===↑=+=
Gambar (a) Rangkaian seri :
R
V
R
V
PP
R
R
RR
R AC
P
AC
PPP
22
1
2
2
11
===↑=∴+=
1:4
2
1
:2
2
:
2
:
22
21 ===∴
R
V
R
V
PP ACAC
7. Tongkat konduktor yang panjangnya 1 m berputar dengan kecepatan sudut tetap
sebesar 10 rad/s didalam daerah nermedan magnetic seragam B = 0,1T. Sumbu
putaran tersebut melalui salah satu ujung tongkat dan sejajar arahnya dengan arah
garis-garis medan magnetic di atas. Ggl yang terinduksi antara kedua ujung
tongkat dalam volt besarnya …
A. 0,5 B. 1,0 C. 1,6 D. 3,1 E. 6,0
Jawab : A
volt)1)(10)(1,0(
2
1
)
π2
(
22
)π.2()π.()(
?...:1,0:/10:1
2
1
2
12
2
1
22
22
===
======
Φ
=
====
lB
lBl
T
B
dt
ld
B
dt
ld
B
dt
dA
B
dt
BAd
dt
d
TBsradml
ωε
ωε
εω
8. Elektron di dalam ruang tabung sinar X diberi beda potensial 10,0 kilovolt. Jika
sebuah electron menghasilkan satu foton pada saat electron tersebut menumbuk
target, panjang gelombang minimum yang dihasilkan oleh tabung adalah …nm
A. 0,0124 B. 0,124 C. 1,24 D. 12,4 E. 124
Jawab : B
0
10
19
834
124,01024,1
)10000)(106,1(
)103)(106,6(
?...:10
Amx
x
xx
eV
hchc
EeVEp
kVV
====↑=↔=
==
−
−
−
λ
λ
λ
9. Jari-jari lintasan gerak proton dalam sebuah sinklotron proton adalah 120m. Jika
energi proton Jx 9
106,1 −
, maka induksi medan magnetic yang diperlukan …T
A. 0,02 B. 0,28 C. 1,20 D. 1,60 E. 2,50
Jawab : B
24222
0
2
2831
)()(
120?...:/10.3:10.1,9
pccmpcEE
mRBsmckgm
p
p
+=+=
==== −
Pembahasan Soal-soal Fisika
R R
R
R
ACV
ACV
))(( 1Pa
))(( 2Pb
105

4. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
2272
0
1428312
0
2
0
21829
10.71,610.19,8)10.3)(10.1,9(
)proton(diamenergi2.
1056,2106,1protonenergi1.
JEJcmE
cmE
JxEJxE
p
p
−−−
−−
=↑===
=
=↔=↔
maka:/1033,510533,0
10.3
106,1
10.3
1056,2
10.3
10.71,61056,2
3.
1817
8
9
8
18
8
27182
0
2
skgmxx
x
p
xx
c
EE
p
−−
−
−−−
===
=
−
=
−
=
testa28,0testa277,0
)106,1)(120(
1033,5
:maka,
19
18
2
≈==∴
==↑=↔=
−
−
x
x
B
Rq
p
Rq
mv
BBqv
R
mv
FF LSP
10. Air mengalir masuk melalui A pada suhu Ct 0
0 15= . Kuat aliran tersebut
50gram/s. Jika hambatan R adalah 10 ohm, arus listrik (tetap) yang melaluinya
adalah 10 ampere dan 1 kalori = 4,2 joule, maka suhu t air yang meninggalkan B
adalah …0
C
A. 15,7
B. 19,8
C. 21,3
D. 23,3
E. 25,7 Jawab : B
Cx
x
T
m
t
x
c
RI
T
TTc
t
m
RITTmcRxtIairQW
cTkalAIR
t
m
CT
B
BB
B
0
2
0
2
0
2
0
2
00
0
8,1976,191576,415
50
1
2,4
1010
2,4
)(2,4)()(
Ckal/g1?...;J2,41;10:10:g/s10:15
≈=+=+





=+





=
−=↑−=↑=
====Ω===
11. Sebuah benda yang mula-mula diam ditumbuk oleh benda lain. Bila massa kedua
benda sama dan tumbukan lenting sempurna, maka :
1. setelah tumbukan, kecepatan benda yang menumbuk menjadi nol dan benda
kedua kecepatannya sama dengan benda pertama sebelum tumbukan
2. koefisien restitusinya satu.
3. jumlah momentum linier kedua benda, sebelum dan sesudah tumbukan, sama
besar
4. sebelum dan sesudah tumbukan, jumlah energi kinetic kedua benda itu sama
besar
Jawab : 1,2, 3 dan 4(E)
Pembahasan Soal-soal Fisika
R
A
B
0t
t
106

5. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
Pada setiap tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum. Untuk tunbukan
lenting sempurna koefisien restitusi sama dengan satu disamping itu berlaku
hukum kekekalan energi kinetic. Apabila kedua massa benda sama, maka setelah
tumbukan kecepatan benda yang menumbuk menjadi nol dan benda yang
ditumbuk menjadi bergerak dengan kecepatan sama dengan kecepatan benda
pertama sebelum menumbuk
12. Balok bermassa kgm 21 = dan kgm 42 = saling mendekati di atas bidang
horizontal yang licin. Kelajuan masing-masing benda smv /51 = dan
smv /102 = . Kedua balok saling bertumbukan, maka momentum linier …
(1) sistim adalah 30 kgm/s
(2) balok kedua 30kgm/s jika kelajuan balok pertama menjadi nol
(3) balok kedua 20 kgm/s jika kelajuan balok pertama 5 m/s ke kiri
(4) balok pertama 30 kgm/s ketika kelajuan balok kedua nol
Jawab : 1,2,3 dan 4(E)
benar3pernyataan
kgm/s20)5(230'''''3.
geraknyaarahdengansecarakeduabendamomentum
benar)2n(pernyataakgm/s,30'0''2.
benar)1n(pernyataa:keduabendadengansearahberarti(-),
kgm/s304010)10(45.2
mendekati)(salingm/s,10;kg4m/s;5kg;21.
22112211
22211
2211sistim
2211
−=−−−=↑+=+=
−=+=+=
−=−=−+=+=
====
ppvmvmvmp
pvmvmp
vmvmp
vmvm
sistim
sistim



keduabendamomentumsearahpertamabendamomentum
benar)4n(pernyataakgm/s,300'''4. 1221sistim −=+=+= pvmpp
13. Usaha yang harus dilakukan untuk memindahkan muatan listrik dari satu tempat
ke tempat lain dalam suatu medan listrik tergantung pada …
1. besar muatan yang dipindahkan
2. lintasan yang diatur
3. beda potensial antara kedua tempat permindahan muatan
4. jarak kedua secara proporsional
Jawab : 1 dan 3 benar(B)>>> VWqWVqW ∆≈⇑≈→∆=
14. Sinar yang dipengaruhi oleh medan mangetik dan medan listrik adalah …
1. sinar X 3. sinar gamma
2. sinar laser 4. sinar katoda
Jawab : 4 saja (D)
Pembahasan Soal-soal Fisika
107

6. UMPTN 2000 Rayon C kode 22
Pada setiap tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum. Untuk tunbukan
lenting sempurna koefisien restitusi sama dengan satu disamping itu berlaku
hukum kekekalan energi kinetic. Apabila kedua massa benda sama, maka setelah
tumbukan kecepatan benda yang menumbuk menjadi nol dan benda yang
ditumbuk menjadi bergerak dengan kecepatan sama dengan kecepatan benda
pertama sebelum menumbuk
12. Balok bermassa kgm 21 = dan kgm 42 = saling mendekati di atas bidang
horizontal yang licin. Kelajuan masing-masing benda smv /51 = dan
smv /102 = . Kedua balok saling bertumbukan, maka momentum linier …
(1) sistim adalah 30 kgm/s
(2) balok kedua 30kgm/s jika kelajuan balok pertama menjadi nol
(3) balok kedua 20 kgm/s jika kelajuan balok pertama 5 m/s ke kiri
(4) balok pertama 30 kgm/s ketika kelajuan balok kedua nol
Jawab : 1,2,3 dan 4(E)
benar3pernyataan
kgm/s20)5(230'''''3.
geraknyaarahdengansecarakeduabendamomentum
benar)2n(pernyataakgm/s,30'0''2.
benar)1n(pernyataa:keduabendadengansearahberarti(-),
kgm/s304010)10(45.2
mendekati)(salingm/s,10;kg4m/s;5kg;21.
22112211
22211
2211sistim
2211
−=−−−=↑+=+=
−=+=+=
−=−=−+=+=
====
ppvmvmvmp
pvmvmp
vmvmp
vmvm
sistim
sistim



keduabendamomentumsearahpertamabendamomentum
benar)4n(pernyataakgm/s,300'''4. 1221sistim −=+=+= pvmpp
13. Usaha yang harus dilakukan untuk memindahkan muatan listrik dari satu tempat
ke tempat lain dalam suatu medan listrik tergantung pada …
1. besar muatan yang dipindahkan
2. lintasan yang diatur
3. beda potensial antara kedua tempat permindahan muatan
4. jarak kedua secara proporsional
Jawab : 1 dan 3 benar(B)>>> VWqWVqW ∆≈⇑≈→∆=
14. Sinar yang dipengaruhi oleh medan mangetik dan medan listrik adalah …
1. sinar X 3. sinar gamma
2. sinar laser 4. sinar katoda
Jawab : 4 saja (D)
Pembahasan Soal-soal Fisika
107