Contoh Soal Fisika SIMAK UI dan Pembahasan

Udah pernah lihat contoh soal Fisika SIMAK UI dan pembahasannya belum? Dari materi listrik sampai optik, yuk pelajari selengkapnya buat persiapan SIMAK UI!

Oi, oi, Sobat Zenius! Gue mau tanya nih.

For your information, nih. Menurut QS World University Rankings 2021, publikasi yang tiap tahun bikin peringkat universitas terbaik di dunia berdasarkan subject-nya, UI dapat peringkat ke-305 dunia dan menduduki universitas nomor 2 terbaik se-Indonesia, lho! Mana nih suaranya, yang nggak sabar pakai jaket almamater kuning?

So, buat elo yang mau masuk UI jalur mandiri, gue bakal ngajak elo melakukan pemanasan buat persiapan Seleksi Masuk (SIMAK) UI. Soalnya, SIMAK UI bakal digelar pada Juli 2022 nanti. Kali ini, gue akan khusus mengupas tuntas contoh soal Fisika SIMAK UI dan pembahasannya.

Buat elo yang udah punya idaman lain, contoh soal Fisika SIMAK UI di artikel ini tetap bisa elo pelajari. Barangkali, tipe-tipe soalnya mirip sama ujian mandiri kampus idaman elo nantinya.

Yuk, lah, meluncur…

Sekilas tentang Materi Contoh Soal Fisika SIMAK UI

Buat elo yang yang waktu sekolah masuk jurusan IPA dan bakal ngambil Prodi IPA, elo akan ketemu sama dua tes di SIMAK UI. Keduanya yaitu Kemampuan Dasar (Matematika Dasar, Bahasa Inggris, Bahasa Indonesia) dan Kemampuan IPA (Matematika IPA, Biologi, Kimia, Fisika). Nah, Fisika masuk ke tes Kemampuan IPA, nih.

Sebenarnya, UI belum ngasih update tentang SIMAK UI 2022, sih. Namun, kalau elo mau tahu gimana gambaran pendaftaran SIMAK UI tahun lalu, elo bisa baca di sini, ya.

SIMAK UI beda sama UTBK, yang persebaran soalnya sudah dipetakan. So, gue akan ngasih contoh soal Fisika SIMAK UI dari tahun-tahun sebelumnya beserta pembahasannya.

Gue akan mengambil contoh-contoh soal yang nggak jauh dari topik yang keluar di UTBK, yaitu tentang listrik, mekanika, getaran dan gelombang, zat dan kalor, fisika modern, dan optik.

Here we go.

Baca Juga: Kumpulan Contoh Soal SIMAK UI dan Pembahasannya – Matematika Dasar dan Matematika IPA

Topik Soal: Listrik dan Magnet

Materi tentang listrik dan magnet udah banyak elo temuin waktu kelas 12 SMA. Di antaranya adalah listrik statis, listrik arus searah, medan magnet akibat arus listrik, induksi elektromagnetik, sampai listrik arus bolak-balik.

Gue punya dua contoh soal Fisika SIMAK UI materi listrik dan magnet buat pemanasan pemahaman elo. Yuk, coba kerjain!

1. Sebuah pemanas air dengan spesifikasi 1000 watt 220 volt digunakan untuk memanaskan air sampai mendidih selama 15 menit. Apabila pemanas ini dipasang pada tegangan listrik 110 volt, waktu yang diperlukan sampai air mendidih adalah …

A. 15 menit

B. 30 menit

C. 45 menit

D. 60 menit

E. 90 menit

Jawaban: D. 60 menit.

Pembahasan

Awalnya, ada pemanas air yang punya spesifikasi 1.000 watt/220 volt. Artinya, kalau pemanas air tersebut dipasang dalam tegangan 220 volt, daya yang diperlukan sebesar 1.000 watt. Dalam memanaskan air, pemanas itu butuh waktu 15 menit.

Jadi, kita masukkan ke dalam persamaan:

Rumus energi listrik adalah: W = P x t

W = energi listrik (J)

P = daya listrik (w)

t = waktu (s)

Kalau data dalam soal tadi dimasukkan ke dalam rumus ini, maka

P = daya listrik (w)

V = tegangan listrik (v)

R = hambatan listrik ()

Konsepnya, kalau pemanas yang digunakan sama, hambatannya juga sama. Pemanas dalam soal ini hanya dipasang dalam tegangan yang berbeda.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2019)

2.

Sistem hambatan yang terdiri dari dua buah hambatan masing-masing 4 ohm, dua buah hambatan masing-masing 6 ohm, hambatan 2 ohm, 7 ohm, dan 8 ohm seperti pada gambar. Hambatan pengganti sistem tersebut adalah ….

A. 2 ohm

B. 4 ohm

C. 6 ohm

D. 8 ohm

E. 9 ohm

Jawaban: E. 9 ohm.

Pembahasan

Dari gambar pada soal di atas, diketahui kalau rangkaian listriknya adalah campuran, yang terdiri dari rangkaian seri dan paralel. Namun, yang mana yang seri, dan mana yang parallel?

Biar elo nggak bingung, gue sederhanakan rangkaiannya menjadi gambar di bawah ini.

Kita mulai dari rangkaian seri dulu. Dari gambar sebelah kanan yang sudah disederhanakan, rangkaian serinya adalah 4 ohm dan 4 ohm.

Buat menyederhanakan keduanya, kita pakai rumus hambatan pengganti dalam seri, yaitu:

Bagian atas rangkaian gue ubah jadi gini.

Kita lanjut menyederhanakan yang paralel, yaitu 6 ohm dan 6 ohm di bagian bawah.

Buat mencari hambatan pengganti dalam rangkaian paralel, rumusnya adalah:

Gambarnya menjadi lebih sederhana lagi, seperti di bawah ini.

Dari gambar di atas, 4 ohm dan 2 ohm adalah rangkaian seri. Kita bisa nyari hambatan penggantinya.

R seri = 4 ohm + 2 ohm

R seri = 6 ohm.

Kita ubah jadi rangkaian yang lebih sederhana lagi.

Dari gambar di atas, rangkaian 6 ohm sama 3 ohm kan paralel, tuh. Kita bisa sederhanakan lagi dengan nyari hambatan penggantinya.

R paralel = 2 ohm.

Rangkaian finalnya jadi gini.

Jadilah rangkaian seri. Kita cari hambatan akhirnya, yaitu:

R seri = 7 ohm + 2 ohm

R seri = 9 ohm.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2018)

Baca Juga: Contoh Soal SIMAK UI Bahasa Inggris dan Pembahasannya

Topik Soal: Mekanika

Materi tentang mekanika mencakup berbagai subtopik, antara lain gerak 1 dimensi, gerak 2 dimensi, dinamika partikel dan gravitasi, usaha dan energi, momentum dan impuls, sampai kesetimbangan benda tegar dan dinamika rotasi. Tinggal nanti, elo dapat yang mana waktu SIMAK UI.

Gue juga mau ngasih elo dua contoh soal Fisika SIMAK UI tentang mekanika. Yuk, simak sambil coba dikerjain.

1. Dua buah benda saling bertumbukan sehingga kecepatan gerak kedua benda tersebut sama setelah tumbukan. Hal tersebut terjadi disebabkan …

(1) Tumbukan memenuhi hukum kekekalan momentum

(2) Tumbukan memenuhi hukum kekekalan energi gerak

(3) Besar impuls yang terjadi sama dengan perubahan momentum masing-masing benda

(4) Tumbukan yang terjadi bersifat elastis

Manakah pernyataan di atas yang benar?

A. (1), (2), (3)

B. (1), (3)

C. (2), (4)

D. (1), (2), (4)

E. (2), (3), (4)

Jawaban: B. (1), (3)

Pembahasan

Soal di atas ngomongin tentang benda yang saling bertumbukan, yang ada dalam bab momentum dan impuls.

Ada tiga jenis tumbukan, yaitu:

1) Tumbukan lenting sempurna

Sifat:

a. Berlaku Hukum Kekekalan Momentum (HKM). Selama nggak ada gaya keluar yang mengganggu benda waktu bertumbukan, maka HKM akan selalu berlaku.

b. Koefisien restitusi (e) = 1.

c. Berlaku Hukum Kekekalan Energi (HKE) gerak. 

2) Tumbukan lenting sebagian

Sifat:

a. Berlaku Hukum Kekekalan Momentum (HKM).

b. 0 < e < 1.

c. Tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi (HKE) gerak, karena saat bertumbukan, ada energi yang hilang dari kedua benda dalam bentuk suara dan panas.

3) Tumbukan tak lenting

Sifat:

a. Berlaku Hukum Kekekalan Momentum (HKM).

b. e = 0.

c. Tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi (HKE) gerak.

d. Setelah kedua benda bertumbukan, keduanya menjadi satu alias menempel.

Elo bisa baca materi momentum dan impuls lebih dalam di sini, ya.

Kita balik lagi ke soal. Kedua benda saling bertumbukan, sehingga kecepatan kedua benda sama. Artinya, kondisi itu memenuhi tumbukan tak lenting.

Kecepatannya sama, berarti otomatis besar dan arah kecepatan kedua benda sama. Mereka nempel dan barengan.

Tinggal kita cek satu per satu pernyataannya.

(1) Tumbukan memenuhi hukum kekekalan momentum. Benar, karena tumbukan tak lenting punya sifat berlakunya HKM.

(2) Tumbukan memenuhi hukum kekekalan energi gerak. Salah, karena tumbukan tak lenting nggak punya sifat ini dan hanya tumbukan lenting sempurna aja yang memenuhi.

(3) Besar impuls yang terjadi sama dengan perubahan momentum masing-masing benda. Benar, karena I = F.Δt. Impuls = Gaya x besarnya perubahan momentum.

(4) Tumbukan yang terjadi bersifat elastis. Salah, karena yang terjadi adalah tumbukan tak lenting alias tak elastis.

Jadi, pernyataan yang benar adalah (1), (3).

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2018)

2. Dari keadaan diam, sebuah benda yang ada pada bidang horizontal dan licin ditarik oleh dua gaya yang arahnya berlawanan dan besarnya sama sehingga benda akan melakukan gerak lurus beraturan.

SEBAB

Gerak lurus beraturan merupakan gerak benda dengan kecepatan konstan.

A. jika pernyataan benar, alasan benar, dan ada hubungan sebab akibat

B. jika pernyataan benar, alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat

C. jika pernyataan benar dan alasan salah

D. jika pernyataan salah dan alasan benar

E. jika keduanya salah

Jawaban: D. jika pernyataan salah dan alasan benar.

Pembahasan

Kita analisis dulu dengan bikin ilustrasinya.

Benda yang awalnya diam kita tulis sebagai Vo.

Maka, Vo = 0.

Kemudian, benda itu ditarik dua gaya yang arahnya berlawanan, tetapi besarnya sama. Karena sama, maka F1 = F2 = F.

Kita tinjau dari konsep Hukum Newton. Sesuai Hukum Newton I, F=0. Artinya, total gaya yang bekerja pada sebuah benda = 0, karena nilai F1 = F2 dan arahnya berlawanan.

Maka, benda akan tetap pada kondisi awalnya. Kondisi awal benda dalam soal ini adalah diam. Karena awalnya diam, benda tersebut akan tetap mempertahankan kondisinya, yaitu diam. Jadi, dia nggak akan bergerak lurus beraturan.

So, pernyataan pertama dalam soal adalah salah.

Kita lihat pernyataan kedua. Gerak lurus beraturan merupakan gerak benda dengan kecepatan konstan. Pernyataan ini benar, karena sesuai dengan definisi gerak lurus beraturan (GLB). Elo bisa baca selengkapnya tentang GLB di sini.

Berarti, jika pernyataan salah dan alasan benar.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2018)

Baca Juga: Strategi dan Tips Lolos SIMAK UI dari Zenius Education

Topik Soal: Getaran, Gelombang, dan Bunyi

Topik ini membahas tentang getaran pegas, frekuensi dan periode, gelombang bunyi dan cahaya, sampai Efek Doppler. Elo udah menemui materi ini waktu kelas 11 SMA. 

Ada dua contoh soal Fisika SIMAK UI yang akan gue kasih pada topik ini. Coba kerjain dan simak pembahasannya, ya.

1. Suatu alat musik dibuat dengan memanfaatkan dawai yang terbuat dari tali rami yang ditegangkan dengan mengikat tali rami tersebut pada kedua ujungnya. Ketika dawai dipetik, terjadi beberapa kali resonansi. Dalam pengamatan, tercatat bahwa terjadi resonansi yang berurutan pada frekuensi 375 Hz dan frekuensi 450 Hz. Frekuensi nada dasar gelombang dawai adalah ….

A. 75 Hz

B. 100 Hz

C. 125 Hz

D. 150 Hz

E. 175 Hz

Jawaban: A. 75 Hz.

Pembahasan

Dawai yang dipetik akan menghasilkan getaran. Resonansi pun terjadi, dan udara di sekitar dawai ikut bergetar dengan frekuensi yang sama kayak getaran dawai.

Kalau ada dawai yang bergetar, di mana akan terjadi resonansi, udara di sekitar dawai itu ikut bergetar dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi getar dari dawai.

Di soal itu, diketahui resonansi yang berurutan terjadi pada 375 Hz dan 450 Hz. Namun, nggak diketahui itu frekuensi ke berapa, entah nada dasar atau nada atas pertama.

Jadi, kita anggap

v = kecepatan rambatan gelombang stasioner pada dawai

L = panjang dawai

Kita masukin rumusnya ke masing-masing persamaan.

Untuk menyederhanakan kedua persamaan, kita bagi aja.

6 (n+1) = 5 (n+2)

6n + 6 = 5n + 10

n = 4.

Jadi, 475 Hz adalah frekuensi ke-4.

Kalau nyari frekuensi nada dasar dawai, kita nyari v dan l dulu, karena nanti bakal pakai rumus

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2018)

2. Sebuah frekuensi sirene ambulans terdengar lebih keras tinggi daripada sumber aslinya oleh seorang pengamat disebabkan oleh …

(1) Ambulans bergerak mendekati pengamat pada arah yang berlawanan

(2) Pengamat bergerak mendekati ambulans pada arah yang sama

(3) Pengamat dan ambulans bergerak saling mendekati

(4) Frekuensi sirene yang terdengar tidak dapat berubah

Pernyataan yang benar adalah …

A. 1, 2, 3

B. 1, 3

C. 2, 4

D. 1, 3, 4

E. 2, 3, 4

Jawaban: A. 1, 2, 3, benar.

Pembahasan

Untuk menjawab soal ini, elo harus paham dulu tentang efek Doppler. Prinsipnya, kalau sumber suara bergerak mendekati pendengar, maka frekuensi yang didengar pendengar bisa lebih tinggi daripada frekuensi aslinya. Sebaliknya, kalau sumber suara menjauh, maka frekuensi yang didengar pendengar akan lebih rendah.

Kita cek satu per satu pernyataannya.

(1) Benar, ambulans merupakan sumber suara. Kalau sumber suara mendekat ke pendengar (dalam hal ini adalah pengamat), maka frekuensi sirine terdengar lebih tinggi daripada suara aslinya.

(2) Pernyataan ini salah kalau mereka bergerak pada arah yang sama, frekuensinya bisa lebih tinggi selama gerakan pengamat lebih cepat daripada ambulans. Sedangkan, disebutkan kalau pengamat bergerak mendekati, jadinya gerakan pengamat lebih cepat dan frekuensinya lebih tinggi. Nomor 2 benar.

(3) Benar, karena ketika mereka saling mendekat, maka frekuensinya akan lebih tinggi.

(4) Salah. Menurut hukum Doppler, frekuensi sirine yang terdengar bisa berubah kalau ada pergerakan relatif terhadap pendengar atau sumber.

Jadi, 1, 2, 3 benar.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2015)

Topik Soal: Zat dan Kalor

Elo udah ketemu sama materi ini waktu kelas 11 SMA. Pada topik Zat dan Kalor, materi yang dipelajari adalah suhu, pemuaian, perubahan wujud zat, teori kinetik gas, perpindahan kalor, sampai termodinamika.

Sekarang, gue kasih dua contoh soal Fisika SIMAK UI tentang zat dan kalor, ya.

1. Tidak semua kalor yang masuk ke dalam suatu sistem dipergunakan untuk melakukan kerja.

SEBAB

Mesin Carnot merupakan mesin yang dalam satu siklus menggunakan dua proses adiabatis dan dua proses isotermis.

A. jika pernyataan benar, alasan benar, dan ada hubungan sebab akibat

B. jika pernyataan benar, alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat

C. jika pernyataan benar dan alasan salah

D. jika pernyataan salah dan alasan benar

E. jika keduanya salah

Jawaban: B. jika pernyataan benar, alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat.

Pembahasan

Soal di atas ngomongin tentang termodinamika, karena nyebutin tentang usaha buat mindahin kalor menjadi energi serta mesin Carnot.

Kita cek opsi A Ini berhubungan dengan Hukum Termodinamika II, bahwa “Kalor mengalir secara alami dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Kalor nggak mungkin ngalir secara alami dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi tanpa adanya usaha.”

Intinya, nggak ada mesin kalor yang punya efisiensi 100 persen.

Gue bikin ilustrasinya aja ya, buat mempermudah.

Elo bisa lihat di atas, sebuah mesin kalor menyerap kalor sebesar Q1 dari reservoir suhu tinggi, yaitu T1. Mesin kalor kemjudian menghasilkan usaha sebesar W dan melepaskan kalor Q2 ke reservoir suhu rendah.

Besarnya kalor yang masuk (Q1) digunakan untuk usaha (W) dan dibuang ke reservoir suhu rendah.

Kalau dibikin persamaan, Q1 = W + Q2

Sedangkan, nggak mungkin kalau nilai Q1 adalah nol, karena menentang Hukum Termodinamika II.

Jadi, pernyataan “Tidak semua kalor yang masuk ke dalam suatu sistem dipergunakan untuk melakukan kerja” benar, karena ada sisa yang dibuang ke reservoir suhu rendah dan Q1 nggak sama dengan nol .

Kita lihat pernyataan kedua. Gue kasih ilustrasinya di bawah ini.

Cara kerja mesin Carnot pada gambar di atas adalah sebagai berikut. Pada siklus (1) dalam mesin Carnot, terjadi pemuaian secara isotermal dari titik A-B. Pada siklus (2), terjadi pemuaian adiabatis dari B-C. Pada siklus (3), terjadi pemampatan isotermal dari C-D. Pada siklus (4), terjadi pemampatan adiabatis dari D-A. Siklus ini tertutup, dari A-B-C-D dan ke A lagi.

Jadi, pernyataan “Mesin Carnot merupakan mesin yang dalam satu siklus menggunakan dua proses adiabatis dan dua proses isotermis” benar.

Namun, apakah keduanya punya hubungan sebab akibat? Jawabannya adalah nggak. Mereka nggak related satu sama lain.

Sehingga, jika pernyataan benar, alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2019)

2.

Hubungan antara temperatur dan kecepatan molekul suatu gas tampak pada gambar. Kecepatan molekul gas pada temperatur 417 K adalah ….

A. 3,2 m/s

B. 3,4 m/s

C. 3,6 m/s

D. 3,8 m/s

E. 4 m/s

Jawaban: A. 3,2 m/s.

Pembahasan

Soal ini ngebahas tentang Energi Kinetik gas ideal.

Rumus persamaan Energi Kinetik gas ideal yaitu:

EK = energi kinetik partikel gas

n = jumlah partikel gas

R = konstanta reamur (8.314472(15) J · K-1 · mol.)

T = suhu (K)

Rumus EK juga berlaku buat partikel yang ada kecepatannya juga, seperti:

Untuk mencari hubungan kecepatan partikel terhadap suhunya, kita satukan persamaan menjadi

Karena nilainya tetap untuk gas yang sama dengan jumlah yang sama dan massa yang sama, kita bisa menyebutnya konstan.

Jangan lupa jadikan suhu ke dalam Kelvin, karena suhu dalam EK gas ideal harus absolut, yaitu dalam bentuk Kelvin.

Tinggal masukkan ke dalam rumus.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2019)

Baca Juga: Gagal SBMPTN & SIMAK UI, Gimana Dong ?

Topik Soal: Fisika Modern

Fisika modern ngebahas tentang fisika atom, radioaktivitas, reaksi peluruhan, fisi dan fusi, sampai relativitas khusus.

Kali ini, gue akan ngasih elo contoh soal Fisika SIMAK UI tentang reaksi peluruhan.

Pembahasan

Kita ke konsep laju peluruhan. Konsep perubahan laju peluruhan = konsep perubahan banyak partikel dalam waktu tertentu. Elo bisa lagi review di materinya di sini.

Kalau menghubungan dengan persamaan waktu paruh, maka:

Tinggal masukin angka-angkanya ke rumus.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2018)

Topik Soal: Optik

Elo udah mempelajari materi ini waktu kelas 11 SMA. Bab optik meliputi materi tentang gelombang cahaya dan alat optik.

Gue kasih satu contoh soal Fisika SIMAK UI tentang gelombang cahaya. Yuk, coba kerjakan dan simak pembahasannya.

1. Diameter pupil mata manusia normal adalah 2,0 mm. Suatu pencahayaan menggunakan panjang gelombang 500 nm. Jarak terkecil dari 2 titik yang masih dapat dibedakan oleh mata manusia tersebut saat mata berakomodasi maksimum adalah …

A. 0,07625 mm

B. 1,22 mm

C. 1,56 mm

D. 1,82 mm

E. 2,02 mm

Jawaban: A. 0,07625 mm.

Pembahasan

Gue bikinin ilustrasi biar elo bisa lebih mudah bayanginnya. Gambaran kasanya bisa elo lihat di bawah ini.

Seperti yang elo lihat di atas, pupil mata berdiameter 2 mm. Kemudian, ada dua titik yang masih dapat dibedakan mata, yang ditangkap pupil mata dan diteruskan ke retina.

Jadi, soal ini ngomongin tentang interferensi cahaya. Pada interferensi cahaya, dua titik dianggap sebagai sumber cahaya yang mantulin cahaya dan masuk ke pupil. Pupil ini dianggap sebagai celah sempitnya. Setelah itu, akan terjadi di t’ (jarak bayangan yang diterima di retina).

Sementara itu, mata berakomodasi maksimum terjadi ketika mata sedang melihat objek di titik dekat mata, yang disimbolkan dengan Sn, atau yang ada di gambar adalah L. Sn pada mata normal manusia adalah 25 cm.

Jadi, kita kumpulkan yang diketahui di atas:

Kita pakai rumus  interferensi cahaya pada celah tunggal, atau difraksi celah tunggal.

Yang ditanyakan adalah D, maka rumusnya menjadi:

Masukin angka ke dalam rumusnya.

(Soal ini muncul di SIMAK UI Fisika tahun 2019)

Yuk, Belajar SIMAK UI Bareng Zenius!

Akhirnya, elo udah belajar banyak contoh soal Fisika SIMAK UI dan pembahasannya. Kalau elo ingin mengasah skill elo dalam mengerjakan soal Fisika SIMAK UI, Zenius punya banyak latihan soal buat elo.

Elo tinggal klik gambar di bawah ini buat mengaksesnya. Pastikan elo udah punya akun Zenius, ya.

Elo juga bisa review materi-materi Fisika buat persiapan SIMAK UI, dari kelas 10-12 SMA. Klik link sebelah buat mengaksesnya>>>Materi Fisika Persiapan SIMAK UI

Sekian dari gue. Semoga contoh soal Fisika SIMAK UI dan pembahasan di atas bisa membantu elo buat ngerjain SIMAK UI nantinya.

Pergi ke Eropa makan pepaya, sampai jumpa di artikel selanjutnya!

Baca Juga: Info Kuliah, Jurusan, dan Syarat Masuk Fakultas MIPA UI