Pembahasan soal SBMPTN fisika tahun 2014

Waktu paruh torium 234 sekitar 25 hari. Jika 32 gram torium disimpan selama 100 hari, maka massa torium yang masih tersisa adalah…

A. 2g

B. 4g

C. 8g

D. 16g

E. 20g

Pembahasan

Keterangan :

N_o = Jumlah atom radioaktif mula-mula

N_t = Jumlah atom radioaktif setelah meluruh selama selang waktu tertentu (t)

t = Selang waktu peluruhan

T 1/2 = Waktu paruh unsur radioaktif

Hitung zat radioaktif yang tersisa

Diketahui :

Jumlah atom radioaktif mula-mula (N_o) = 32 gram

Selang waktu peluruhan (t) = 100 hari

Waktu paruh (T 1/2) = 25 hari

Ditanya : Zat radioaktif yang tersisa (N_t)

Jawab :

Jawaban yang benar adalah A.

Seorang anak berdiri di depan cermin cekung sehingga bayangan yang terbentuk adalah tegak dan dua kali lebih besar dari dirinya. Jika kelengkungan cermin itu adalah 3,00 m, maka jarak anak tersebut ke cermin adalah…

A. 0,75 m

B. 1,50 m

C. 2,25 m

D. 3,00 m

E. 4,50 m

Pembahasan

Diketahui:

Perbesaran bayangan (M) = 2

Panjang fokus (f) = 1/2 R = 1/2 (3) = 1,5 meter

Ditanya: jarak orang

Jawab:

Pada cermin cekung, jika bayangan tegak maka jarak bayangan negatif artinya bayangan bersifat maya atau bayangan berada di belakang cermin cekung di mana berkas cahaya tidak melewati bayangan tersebut.

Rumus perbesaran bayangan:

M = -s’/s

2 = -s’/s

s’ = -2 s

Hitung jarak orang:

1/s + 1/-s’ = 1/1,5

1/s + 1/-2s = 1/1,5

2/2s – 1/2s = 1/1,5

1/2s = 1/1,5

2s = (1,5)(1)

2s = 1,5

s = 1,5/2

s = 0,75 m

Jawaban yang benar adalah A.

Planet A mengitari sebuah bintang pada lintasan berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan periode T. Jika planet B mengitari bintang yang sama pada lintasan lingkaran berjari-jari 4R, maka periode edar planet B adalah…

A. T/2

B. 2T

C. 4T

D. 8T

E. 16T

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah D.

Sebuah balok meluncur pada sebuah permukaan miring dengan kelajuan tetap. Transformasi energi yang terjadi adalah…

A. energi potensial → energi kinetik

B. energi kinetik → energi potensial

C. energi potensial → energi termal

D. energi kinetik → energi termal

E. energi termal → energi kinetik

Pembahasan

Jika sebuah balok meluncur dari permukaan miring, atas ke bawah, maka energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik.

Jawaban yang benar adalah A.

Perhatikan rangkaian pada gambar.

Besar tegangan listrik antara titik a dan b adalah…

A. 8 volt

B. 7 volt

C. 6 volt

D. 5 volt

E. 4 volt

Pembahasan

Hambatan terangkai seri, hambatan pengganti:

R = R₁ + R₂ = 100 Ω + 700 Ω = 800 Ω

Tegangan terminal:

V = ε – I r = 3 – (0,01)(800) = 3 – 8 = -5 volt

Sebongkah es dengan massa jenis 0,90 g/cm

A. es terapung

B. 1/9 bagian es tenggelam

C. ½ bagian es tenggelam

D. 8/9 bagian es tenggelam

E. es tenggelam seluruhnya

Pembahasan

Massa jenis es lebih besar daripada massa jenis minyak sehingga es tenggelam seluruhnya.

Jawaban yang benar adalah E.

Sebuah kotak diletakkan pada bak mobil terbuka yang sedang mulai bergerak dengan percepatan 6 m/s². Massa kotak adalah 40 kg. Jika koefisien gesekan statik dan kinetik antara lantai bak terbuka dan kotak berturut-turut adalah 0,8 dan 0,5, maka gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka pada kotak adalah sebesar…

A. 120 N

B. 160 N

C. 200 N

D. 240 N

E. 320 N

Pembahasan

Diketahui:

Percepatan (a) = 6 m/s²

Massa kotak (m) = 40 kg

Koefisien gesek statis dan kinetis (μ_s dan μ_k) = 0,8 dan 0,5

Ditanya: gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka pada kotak

Jawab:

Gaya pada kotak:

F = m a = (40 kg)(6 m/s²) = 240 N

Kotak diam sehingga gaya pada kotak = gaya gesek statis

Jawaban yang benar adalah D.

Pada model atom hidrogen, sebuah elektron bergerak mengelilingi sebuah proton. Jika jari-jari orbit elektron 5,3 x 10^-11 m maka laju elektron adalah…

A. 8,76 x 10⁶ ms^-1

B. 6,57 x 10⁶ ms^-1

C. 4,36 x 10⁶ ms^-1

D. 2,19 x 10⁶ ms^-1

E. 1,09 x 10⁶ ms^-1

Pembahasan

v = e √(k / (mr))

= (1,6 x 10⁻¹⁹ C) √((9 x 10⁹ Nm²/C²) / ((9,1 x 10⁻³¹ kg)(5,3 x 10⁻¹¹ m)))

= 2,19 x 10⁶ ms⁻¹

Jawaban yang benar adalah D.

Suatu gelombang sinusoidal bergerak dalam arah x-positif, mempunyai amplitudo 15,0 cm, panjang gelombang 40,0 cm dan frekuensi 8,0 Hz. Jika posisi vertikal dari elemen medium pada t = 0 dan x = 0 adalah 15,0 cm, maka bentuk umum fungsi gelombangnya adalah…

(x dalam cm dan t dalam sekon)

A. y = (15,0 cm) sin (0,157 x + 50,3 t – π/2)

B. y = (15,0 cm) cos (0,157 x – 50,3 t + π/4)

C. y = (15,0 cm) sin (0,157 x + 50,3 t + π/2)

D. y = (15,0 cm) cos (0,157 x – 50,3 t)

E. y = (15,0 cm) cos (0,157 x + 50,3 t)

Pembahasan

Persamaan umum gelombang

y = A sin (ωt ± kx + θ)

Hitung ω:

ω = 2π f

ω = 2π 8

ω = 16π

Hitung k:

k = 2π / λ

k = 2π / 40

k = π/20

Hitung θ awal ketika t = 0 dan x = 0:

y = A sin (ω(0) – k(0) + θ)

y = A sin θ

15 = 15 sin θ

15/15 = sin θ

1 = sin θ

1 = sin 90^o

Jadi θ = 90° atau 1/2 π rad

Persamaan umum gelombang

y = 15 sin (16π t – (π/20) x + (1/2) π)

y = 15 sin π (16t – x/20 + 1/2), x dalam cm dan t dalam sekon

Sebuah batu dengan massa m diikatkan pada ujung tali yang panjangnya l dan kemudian diputar dengan laju sudut ω hingga lintasan batu berbentuk lingkaran pada bidang horisontal dan tali membentuk sudut θ terhadap vertikal (lihat gambar). Laju sudut batu adalah sebesar…

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah C.