pembahasan selanjutnya adalah
- teori relativitas,
- alat-alat optik,
- listrik statis,
- medan gravitasi, dan
- gelombang bunyi.
Soal No. 26 tentang Teori Relativitas
A. 0,75
B. 0,86
C. 1,33
D. 1,67
E. 1,80
Pembahasan
Soal di atas tentang time dilation (perlambatan waktu) yang dirumuskan:
![Rumus perlambatan/pemoloran waktu (time dilation) Rumus perlambatan/pemoloran waktu (time dilation), waktu bergerak lebih lambat](https://1.bp.blogspot.com/-5t0WhbyWeKg/WNk4YPQ43dI/AAAAAAAAItY/P7gTfPgfDnQ94Bq-FZkjcQUQ_jdCai31QCLcB/s1600/time-dilation.jpg)
dengan:
- t adalah waktu sejati, yaitu waktu yang diukur oleh pengamat dalam satu kerangka acuan (yang diamati dan pengamatnya sama-sama diam atau sama-sama bergerak).
- t adalah waktu relativistik, yaitu waktu yang diukur oleh pengamat yang berada dalam kerangka acuan lain (yang diamati diam tetapi pengamatnya bergerak atau sebaliknya).
Untuk v1 = 0,6c maka α1 = 0,8
v2 = 0,8c maka α2 = 0,6
(Perhatikan, angka-angkanya hanya ditukar. Hafalkan saja karena angka-angka tersebut sering keluar)
Sekarang kita masuk ke pertanyaan.
Rumus di atas bila disesuaikan dengan data pada soal menjadi:
![Perbandingan periode T1 dan T2 oleh pengamat yang bergerak Perbandingan periode T1 dan T2 oleh pengamat yang bergerak](https://1.bp.blogspot.com/-HfNRNy4N6aM/WNlBR2asr7I/AAAAAAAAIt0/JL7OxiXsQtIIltWyX7f_qrsHTo5qMFGRwCLcB/s1600/waktu-relativistik.jpg)
Jadi, perbandingan antara T1 dan T2 adalah 0,75 (A).
Soal No. 27 tentang Alat-alat Optik
SEBAB
Berkas cahaya yang masuk ke mata normal difokuskan oleh lensa mata dan jatuh ke retina.
Pembahasan
Lensa mata adalah lensa cembung atau lensa positif. Sehingga bayangan yang dibentuk bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. [pernyataan benar]
Karena lensa mata adalah lensa cembung maka bersifat konvergen (mengumpulkan atau memfokuskan sinar). Untuk mata normal, berkas sinar-sinar konvergen tersebut jatuh tepat pada retina. Sedangkan untuk tidak normal (rabun dekat atau rabun jauh), berkas sinar akan jatuh di depan atau belakang retina. [alasan benar]
Jadi, pernyataan dan alasan benar serta keduanya saling berhubungan sehingga jawabannya adalah (A).
Soal No. 28 tentang Listrik Statis
SEBAB
Usaha gaya Coulomb sama dengan perubahan energi potensial listrik.
Pembahasan
Energi potensial muatan identik q dan Q yang terpisah sejauh x dirumuskan:
![Rumus energi potensial listrik yang terjadi pada muatan q dan Q yang terpisah sejauh x Rumus energi potensial listrik yang terjadi pada muatan q dan Q yang terpisah sejauh x](https://1.bp.blogspot.com/--0gJ0hyOEf8/WNnzZjSwGfI/AAAAAAAAIuE/NN8Qk0JtXoI7vqfwyA3jSgJburv9WJf6QCLcB/s1600/energi-potensial-listrik.jpg)
Karena q dan Q adalah muatan identik (besar dan jenisnya sama) maka rumus di atas bisa ditulis:
![Energi potensial listrik yang terjadi pada muatan muatan identik Q yang terpisah sejauh x Energi potensial listrik yang terjadi pada muatan muatan identik Q yang terpisah sejauh x](https://2.bp.blogspot.com/-fZQeNgTl4hs/WNn0KDlbf4I/AAAAAAAAIuM/ITkFLRtT8x8Dsq1FpLkiTQ4UTFCGfOR9QCLcB/s1600/energi-potensial-listrik2.jpg)
Energi sebesar ini disebut sebagai V.
![Energi potensial listrik sistem dua mutan sebesar V Energi potensial listrik sistem dua mutan sebesar V](https://1.bp.blogspot.com/-ZZK8AS66LMQ/WNn013QqL7I/AAAAAAAAIuU/XjMLExx62HM99UFVmvD8wonVofzWQFxhQCLcB/s1600/energi-potensial-listrik3.jpg)
Kemudian, satu muatan identik ke-3 diletakkan tepat di tengah di antara kedua muatan q dan Q tersebut.
Perhatikan ilustrasi berikut!
![Dua muatan identik q dan Q terpisah sejauh x Dua muatan identik q dan Q terpisah sejauh x. Muatan identik ke-3 diletakkan di antara kedua muatan](https://4.bp.blogspot.com/-blirQxn9eyc/WNn1r2pxSJI/AAAAAAAAIug/Q6PJHN4niX0gl1y7f-u6lZbufjNTDU0FwCLcB/s1600/energi-potensial-listrik4.jpg)
Energi potensial listrik merupakan besaran skalar sehingga energi potensial listrik di Q3 merupakan jumlah aljabar dari energi potensial listrik yang ditimbulkan oleh muatan q dan Q.
![Energi potensial listrik Q3 yang berada di antara muatan q dan Q Energi potensial listrik Q3 yang berada di antara muatan q dan Q](https://1.bp.blogspot.com/-aGRxQN9bLbY/WNn2kJWBRBI/AAAAAAAAIus/XIioz39bHQAnp209_zShOfBEfVzJWkSlgCLcB/s1600/energi-potensial-listrik5.jpg)
Karena q = Q = Q3 maka:
![Energi potensial listrik pada muatan ke-3 Energi potensial listrik pada muatan ke-3](https://3.bp.blogspot.com/-oEgRsMRk6Ow/WNn3l2edm7I/AAAAAAAAIu4/mHEbUIhckEM0-hnvvDYz__MF9KP6wwc0gCLcB/s1600/energi-potensial-listrik6.jpg)
(ingat persamaan 1: k (Q2/x) = V)
Sementara itu, usaha untuk memindahkan muatan Q3 (usaha gaya Coulomb) merupakan perubahan energi potensial listrik.
W = ∆Ep
= Ep − Ep(awal)
Titik awal muatan Q3 tidak diketahui, berarti dianggap dipindahkan dari titik yang jauh sehingga Ep(awal) = 0. Diperoleh:
W = Ep − Ep(awal)
= 4V − 0
= 4V
Jadi, pernyataan dan alasan benar serta keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat sehingga jawabannya adalah (A).
Soal No. 29 tentang Medan Gravitasi
- Kelajuan mengorbit satelit berbanding lurus dengan massanya.
- Kelajuan mengorbit satelit berbanding lurus dengan akar pangkat dua dari M.
- Periode revolusi dari satelit berbanding terbalik dengan pangkat dua dari r.
- Kelajuan mengorbit satelit berbanding terbalik dengan akar pangkat dua dari r.
Pembahasan
Sebuah satelit bermassa m mengorbit planet bermassa M dengan jejari orbit r akan mengalami gaya sentripetal (Fs) dan gaya gravitasi (Fg) yang besarnya sama.
![Kecepatan orbit satelit terhadap planet Kecepatan orbit satelit terhadap planet, gaya sentripetal dan gravitasi yang terjadi saat orbit](https://3.bp.blogspot.com/-jET1loIrCQ0/WNn6-wFWjZI/AAAAAAAAIvE/NMlgl5ZdX8YKrRD6q9wSm_wAki3WFuVYACLcB/s1600/kecepatan-orbit.jpg)
Berdasarkan turunan rumus terakhir diperoleh hubungan:
![Hubungan antara kecepatan orbit planet terhadap massa planet dan jejari orbit](https://3.bp.blogspot.com/-ymdsWLnRyTI/WNoD6lPeTvI/AAAAAAAAIvU/KkiJU3wVovQcj596eGifEEBGkuXwRifEgCLcB/s1600/hub-v-M-r.jpg)
Artinya:
- Kelajuan orbit satelit berbanding lurus dengan akar M atau akar pangkat dua dari M
. [pernyataan 1 salah, pernyataan 2 benar]
- Kelajuan orbit planet berbanding terbalik dengan akar pangkat dua dari r. [pernyataan 4 benar]
Sedangkan periode revolusi satelit dapat ditentukan dengan hukum III Keppler.
![Hukum III Kepler: hubungan antara periode revolusi dengan jari-jari orbit Hukum III Kepler: hubungan antara periode revolusi dengan jari-jari orbit](https://2.bp.blogspot.com/-YpcDhXcoJMI/WNoGICbHAFI/AAAAAAAAIvo/zBU2_l9AIqoAfOkN_xXtSB73k_vvmh7AgCLcB/s1600/hukum-III-Keppler2.jpg)
Berarti, periode revolusi planet berbanding lurus dengan akar pangkat dua dari r3. [pernyataan 3 salah]
Jadi, pernyataan yang benar adalah 2 dan 4 sehingga jawabannya adalah (C).
Soal No. 30 tentang Gelombang Bunyi
- Panjang gelombangnya adalah 30 cm.
- Frekuensi resonansi adalah 400 Hz.
- Resonansi pertama akan terdengar pada ketinggian kolom udara 60 cm.
- Resonansi kedua akan terdengar pada ketinggian kolom udara 60 cm.
Pembahasan
Perhatikan ilustrasi resonansi pertama pipa organa terbuka berikut ini!
![Resonansi pertama atau nada dasar pipa organa terbuka Resonansi pertama atau nada dasar pipa organa terbuka](https://4.bp.blogspot.com/-A-58vsIrvEM/WNoHOg_Ql4I/AAAAAAAAIv0/NWDzqW-ymxQRMR0TjzbybQ881mIwB75rACLcB/s1600/organa-terbuka.jpg)
Resonansi pertama atau nada dasar terjadi pada ketinggian kolom udara 30 cm. [pernyataan 3 salah]
Sepanjang 30 cm kolom udara tersebut terjadi setengah gelombang.
l = ½λ
λ = 2l
= 2×30 cm
= 60 cm
Sehingga panjang gelombangnya 60 cm. [pernyataan 1 salah]
Resonansi kedua dan seterusnya, tinggi kolom udara bertambah 1/2 λ.
l2 = ½λ + ½λ
= λ
= 60 cm
Sehingga resonansi kedua terdengar pada ketinggian kolom udara 60 cm. [pernyataan 4 benar]
Sedangkan untuk frekuensi resonansi, dapat dicari dengan rumus:
f = v/λ
Tetapi soal tidak menyebutkan besar cepat rambat bunyi di udara. Kita ambil saja nilai yang sudah umum, yaitu v = 340 m/s. Diperoleh:
f = 340/0,6 Hz
= 567 Hz
[pernyataan 2 salah]
Jadi, pernyataan yang benar hanya no. 4 sehingga jawabannya adalah (D).
Simak Pembahasan Soal TKD Saintek SBMPTN 2016 selengkapnya.
Simak juga:
Pembahasan Fisika SBMPTN 2014
Pembahasan Fisika SBMPTN 2015
Pembahasan Fisika SBMPTN 2017
Pembahasan Fisika SBMPTN 2018
Pembahasan Fisika UTBK SBMPTN 2019
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat