40 Soal dan Pembahasan UN Fisika 2019 SMA

Soal UN Fisika 2019 No. 31

Perhatikan grafik gaya listrik F terhadap jarak r antara dua muatan Q₁ dan Q₂ berikut ini!

Konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ Nm²/C² dan besar muatan Q₂ = 2Q₁, maka besar muatan Q₁ dan Q₂ adalah ….

A. Q₁ = 2 C dan Q₂ = 4 C

B. Q₁ = 1 C dan Q₂ = 2 C

C. Q₁ = 1/2 C dan Q₂ = 1 C

D. Q₁ = 1/4 C dan Q₂ = 1/2 C

E. Q₁ = 1/8 C dan Q₂ = 1/4 C

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

k = 9 × 10⁹ Nm²/C²

Q₂ = 2Q₁

F = 18 × 10⁹ N

r = 1 m

Ditanyakan: Q₁ dan Q₂ = …?

Jawaban:

F = k Q₁ . Q₂ /r²

18 × 10⁹ N = 9 × 10⁹ Nm²/C² . Q₁ . 2Q₁ /1² m²

18 = 9 . 2Q₁²

2Q₁² = 18/9 = 2

2Q₁² = 2/2

Q₁² = 1

Q₁ = √1 = 1 C

Q₂ = 2Q₁

Q₂ = 2 . 1 = 2 C

Soal UN Fisika 2019 No. 32

Empat kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing 9 μF akan dirangkai membentuk rangkaian listrik dengan ujung-ujungnya dihubungkan dengan tegangan 10 V. Muatan total yang dapat disimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut 120 μC. Susunan kapasitor dalam rangkaian tersebut yang mungkin adalah ….

A. 4 kapasitor dirangkai secara seri

B. 4 kapasitor dirangkai secara paralel

C. 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1 kapasitor lain

D. 3 kapasitor dirangkai paralel, kemudian dirangkai seri dengan 1 kapasitor lain

E. 2 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 2 kapasitor lain yang dirangkai seri

Jawaban: C

Pembahasan:

Diketahui:

Q = 120 μC

V = 10 V

C = 9 μF

Ditanyakan: Susunan kapasitor dalam rangkaian = ….?

Jawaban:

Untuk mengetahui rangkaian yang mungkin kita harus mencari nilai kapasitor pengganti dalam rangkain tersebut. Nilai kapasitor pengganti dalam kita hitung dengan rumus berikut.

Q = C . V

C = Q/V

C = 120/10 = 12 μF

Ternyata nilai kapasitor penggantinya sebesar 12 μF. Untuk memperoleh nilai 12μF maka kita perlu menyusun rangkaiannya dengan 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1 kapasitor lain. Jika kita hitung maka,

Untuk rangkaian seri diperoleh dengan langkah berikut.

C_s = C/n

C_s = 9/3 = 3 μF

Rangkaian paralelenya adalah sebagai berikut.

C_p = C_s + 9μF

C_P = 3μF + 9μF = 12μF

Soal UN Fisika 2019 No. 33

Dua buah partikel bermuatan diletakkan pada sudut segitiga siku-siku seperti tampak pada gambar berikut ini.

Besar kuat medan listrik total pada titik P adalah ….

A. kQ/r²

B. kQ/2r²

C. kQ/5r²

D. 2kQ/r²

E. 5kQ/r²

Jawaban: E

Pembahasan:

Diketahui:

Q₁ = +4Q

Q₂ = +3Q

r₁ = r

r₂ = r

E₁ = 4kQ/r²

E₂ = 3kQ/r²

Ditanyakan: E_P = ….?

Jawaban:

E_P = √(E₁² + E₂²)

E_P = √((4kQ/r²)² + (3kQ/r²)²)

E_P = kQ/r² x √(4² + 3²)

E_P = 5kQ/r²

Soal UN Fisika 2019 No. 34

Perhatikan penunjukan jarum amperemeter pada gambar berikut!

Kuat arus yang terukur adalah ….

A. 60 A

B. 6 A

C. 5 A

D. 3 A

E. 0,3 A

Jawaban: D

Pembahasan:

I = 60/100 x 5 A

I = 0,6 x 5 A = 3A

Soal UN Fisika 2019 No. 35

Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini!

Besar tegangan jepit pada titik AB adalah ….

A. 2 V

B. 4 V

C. 6 V

D. 8 V

E. 10 V

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui:

R₁ = 3ꭥ

R₂ = 3ꭥ

R₃ = 2ꭥ

R₄ = 4ꭥ

ε₁ = ε₂ = ε₃ = 8V

Ditanyakan: V_AB = ….?

Jawaban:

∑V = 0

I.R₁ + I.R₂ + I.R₃ + I.R₄ – ε₁ – ε₂ – ε₃ = 0

I.3 + I.3 + I.2 + I.4 – 8 – 8 – 8 = 0

3I + 3I + 2I + 4I – 24 = 0

12I = 24

I = 24/12 = 2 A

V_AB = I.R₁ – ε₁

V_AB = 2 . 3 – 8

V_AB = 6 – 8

V_AB = – 2V