10 Contoh Soal Hukum Pendinginan Newton Pilihan Ganda dan Jawaban Mudah Dipahami

Hukum Pendinginan Newton merupakan materi penting dalam Fisika SMA yang menjelaskan bagaimana laju perubahan suhu suatu benda sebanding dengan selisih suhu benda dan lingkungan. Materi ini sering muncul dalam ujian sekolah, UTBK, maupun olimpiade Fisika.

Untuk menguasai materi ini, latihan soal pilihan ganda sangat efektif. Artikel ini menyajikan 10 contoh soal pilihan ganda Hukum Pendinginan Newton lengkap dengan jawaban dan pembahasan mudah dipahami, sehingga siswa dapat belajar mandiri dan memahami konsep dengan lebih baik.

Baca juga:Contoh Soal Pilihan Ganda dan Isian tentang Clothes dalam Bahasa Inggris

Konsep Dasar Hukum Pendinginan Newton

Hukum Pendinginan Newton menyatakan:

Laju perubahan suhu benda sebanding dengan selisih suhu benda dan suhu lingkungan.

🔖 Baca juga:

Bank Contoh Soal CPNS Kemenkumham dan Kunci Jawaban Lengkap

Persamaan matematisnya:$$\frac{dT}{dt} = -k(T – T_{\text{lingkungan}})$$dtdT​=−k(T−Tlingkungan​)

dimana:

• $T$T = suhu benda
• $T_{\text{lingkungan}}$Tlingkungan​ = suhu lingkungan
• $k$k = konstanta pendinginan
• $\frac{dT}{dt}$dtdT​ = laju perubahan suhu benda

Persamaan ini dapat digunakan untuk menghitung suhu benda pada waktu tertentu atau menghitung konstanta $k$k berdasarkan data suhu dan waktu.

10 Contoh Soal Pilihan Ganda

Soal 1

Suhu awal kopi panas adalah 90°C dan ditempatkan di ruangan bersuhu 25°C. Jika konstanta pendinginan $k = 0,1$k=0,1 per menit, berapakah suhu kopi setelah 10 menit?
A 45°C
B 48,9°C
C 50°C
D 52°C
E 55°C

Pembahasan
Gunakan persamaan:$$T(t) = T_{\text{lingkungan}} + (T_0 – T_{\text{lingkungan}}) e^{-kt}$$T(t)=Tlingkungan​+(T0​−Tlingkungan​)e−kt$$T(10) = 25 + (90-25)e^{-0,1 \times 10} = 25 + 65 \times e^{-1} \approx 25 + 65 \times 0,3679 \approx 48,91°C$$T(10)=25+(90−25)e−0,1×10=25+65×e−1≈25+65×0,3679≈48,91°C

Jawaban benar: B

Soal 2

Benda panas 80°C diletakkan di ruangan 20°C dan suhunya menjadi 40°C setelah 15 menit. Tentukan konstanta pendinginan $k$k.
A 0,05 per menit
B 0,06 per menit
C 0,0733 per menit
D 0,08 per menit
E 0,09 per menit

Pembahasan$$40 = 20 + (80-20) e^{-15k} \Rightarrow 20 = 60 e^{-15k} \Rightarrow e^{-15k} = \frac{1}{3}$$40=20+(80−20)e−15k⇒20=60e−15k⇒e−15k=31​$$-15k = \ln \frac{1}{3} = -\ln 3 \Rightarrow k = \frac{\ln 3}{15} \approx 0,0733$$−15k=ln31​=−ln3⇒k=15ln3​≈0,0733

Jawaban benar: C

Soal 3

Air panas 60°C berada di ruangan 25°C dan suhunya menjadi 50°C dalam 5 menit. Tentukan suhu air setelah 10 menit jika $k = 0,1$k=0,1 per menit.
A 35°C
B 37,88°C
C 40°C
D 42°C
E 45°C

Pembahasan$$T(10) = 25 + (60-25)e^{-0,1 \times 10} = 25 + 35 e^{-1} \approx 25 + 12,88 \approx 37,88°C$$T(10)=25+(60−25)e−0,1×10=25+35e−1≈25+12,88≈37,88°C

Jawaban benar: B

Soal 4

Sebuah benda bersuhu 100°C ditempatkan di ruang 30°C. Setelah 10 menit, suhunya turun menjadi 70°C. Tentukan suhu benda setelah 20 menit.
A 50°C
B 52,89°C
C 55°C
D 57°C
E 60°C

Pembahasan
Hitung konstanta $k$k terlebih dahulu:$$70 = 30 + (100-30) e^{-10k} \Rightarrow 40 = 70 e^{-10k} \Rightarrow e^{-10k} = \frac{4}{7}$$70=30+(100−30)e−10k⇒40=70e−10k⇒e−10k=74​$$-10k = \ln \frac{4}{7} \Rightarrow k \approx 0,05578$$−10k=ln74​⇒k≈0,05578$$T(20) = 30 + 70 e^{-0,05578 \times 20} \approx 30 + 22,89 \approx 52,89°C$$T(20)=30+70e−0,05578×20≈30+22,89≈52,89°C

Jawaban benar: B

Soal 5

Suhu awal kopi panas 85°C diletakkan di ruangan 25°C. Setelah 15 menit suhunya menjadi 55°C. Tentukan konstanta $k$k.
A 0,042 per menit
B 0,0462 per menit
C 0,05 per menit
D 0,055 per menit
E 0,06 per menit

Pembahasan$$55 = 25 + (85-25) e^{-15k} \Rightarrow 30 = 60 e^{-15k} \Rightarrow e^{-15k} = 0,5$$55=25+(85−25)e−15k⇒30=60e−15k⇒e−15k=0,5$$-15k = \ln 0,5 \Rightarrow k = \frac{\ln 2}{15} \approx 0,0462$$−15k=ln0,5⇒k=15ln2​≈0,0462

Jawaban benar: B

Soal 6

Benda panas 95°C diletakkan di ruangan 20°C dan suhunya menjadi 65°C dalam 10 menit. Tentukan konstanta pendinginan $k$k.
A 0,048 per menit
B 0,05 per menit
C 0,05108 per menit
D 0,053 per menit
E 0,055 per menit

Pembahasan$$65 = 20 + (95-20) e^{-10k} \Rightarrow 45 = 75 e^{-10k} \Rightarrow e^{-10k} = 0,6$$65=20+(95−20)e−10k⇒45=75e−10k⇒e−10k=0,6$$-10k = \ln 0,6 \Rightarrow k \approx 0,05108$$−10k=ln0,6⇒k≈0,05108

Jawaban benar: C

Soal 7

Suhu awal 100°C berada di ruangan 25°C. Konstanta pendinginan $k = 0,05$k=0,05 per menit. Tentukan suhu benda setelah 30 menit.
A 40°C
B 41,73°C
C 42°C
D 43°C
E 44°C

Pembahasan$$T(30) = 25 + (100-25) e^{-0,05 \times 30} = 25 + 75 e^{-1,5} \approx 25 + 16,73 \approx 41,73°C$$T(30)=25+(100−25)e−0,05×30=25+75e−1,5≈25+16,73≈41,73°C

Jawaban benar: B

Soal 8

Suhu kopi panas 85°C berada di ruangan 25°C. Suhunya turun menjadi 55°C dalam 15 menit. Tentukan konstanta $k$k.
A 0,043 per menit
B 0,045 per menit
C 0,0462 per menit
D 0,048 per menit
E 0,05 per menit

Pembahasan$$55 = 25 + (85-25) e^{-15k} \Rightarrow 30 = 60 e^{-15k} \Rightarrow e^{-15k} = 0,5$$55=25+(85−25)e−15k⇒30=60e−15k⇒e−15k=0,5$$-15k = \ln 0,5 \Rightarrow k = \frac{\ln 2}{15} \approx 0,0462$$−15k=ln0,5⇒k=15ln2​≈0,0462

Jawaban benar: C

Soal 9

Suhu awal 90°C berada di ruangan 30°C. Konstanta pendinginan $k = 0,07$k=0,07 per menit. Tentukan suhu benda setelah 20 menit.
A 43°C
B 44,8°C
C 45°C
D 46°C
E 47°C

Pembahasan$$T(20) = 30 + (90-30) e^{-0,07 \times 20} = 30 + 60 e^{-1,4} \approx 30 + 14,80 \approx 44,80°C$$T(20)=30+(90−30)e−0,07×20=30+60e−1,4≈30+14,80≈44,80°C

Jawaban benar: B

Soal 10

Suhu awal 80°C, suhu lingkungan 25°C, konstanta $k = 0,05$k=0,05 per menit. Tentukan waktu yang dibutuhkan agar suhunya menjadi 50°C.
A 15,5 menit
B 15,79 menit
C 16 menit
D 16,2 menit
E 16,5 menit

Pembahasan$$T(t) = 25 + (80-25) e^{-0,05 t} \Rightarrow 50 = 25 + 55 e^{-0,05 t} \Rightarrow 25 = 55 e^{-0,05 t} \Rightarrow e^{-0,05 t} = 0,4545$$T(t)=25+(80−25)e−0,05t⇒50=25+55e−0,05t⇒25=55e−0,05t⇒e−0,05t=0,4545$$-0,05 t = \ln 0,4545 \approx -0,7895 \Rightarrow t = 15,79 \text{ menit}$$−0,05t=ln0,4545≈−0,7895⇒t=15,79 menit

Jawaban benar: B

Strategi Mengerjakan Soal Pilihan Ganda

• Identifikasi suhu awal, suhu lingkungan, konstanta $k$k, dan waktu
• Gunakan persamaan Hukum Pendinginan Newton
• Hitung konstanta $k$k jika belum diketahui
• Gunakan logaritma untuk soal yang meminta $k$k
• Periksa jawaban dengan estimasi cepat

Baca juga:Mahasiswa Teknokrat Berprestasi sebagai Juara KTI dan Best Expo di PIMPI 2025 IPB University, Memberikan Dampak Positif

Kesalahan Umum yang Harus Dihindari

• Salah memasukkan suhu atau waktu
• Mengabaikan tanda negatif pada eksponen
• Lupa mengubah satuan jika diperlukan

Kesimpulan

Latihan soal pilihan ganda Hukum Pendinginan Newton membantu siswa memahami konsep, meningkatkan kemampuan menghitung, dan terbiasa menghadapi soal ujian. Dengan latihan rutin, siswa dapat mengerjakan soal dengan cepat dan tepat serta mendapatkan nilai maksimal.

Penulis:kiara salsabilla