Soal Dan Penyelesaian Fisika SMA - Soal dan Penyelesaian Fisika TKD Saintek SBMPTN 2015 (Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi - Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri) arahan naskah 502 meliputi sub topik gerak lurus, dinamika gerak, usaha dan energi, impuls dan momentum, mekanika fluida, teori kinetik gas, termodinamika, gelombang bunyi, gelombang cahaya, alat optik, listrik statis, listrik dinamis, (transformator), teori atom, dan teori relativitas.
Option atau pilihan pada beberapa soal kami tiadakan demi menciptakan blog ini lebih ringan dan nyaman untuk anda baca. Selamat belajar
16. Kecepatan benda yang bergerak sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada gambar. Pada selang waktu tA - tB, benda ….
A. bergerak dengan percepatan berubah
B. bergerak dengan kecepatan konstan
C. berhenti sementara
D. bergerak dipercepat
E. bergerak diperlambat
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (E)
Berdasarkan grafik, pada ketika tA kecepatan benda bernilai negatif sedangkan pada ketika tB kecepatan benda sama dengan nol. Dalam selang waktu tA - tB, benda benda bergerak mundur diperlambat.
17. Sebuah balok dengan berat 100 Newton membisu pada sebuah bidang datar. Kemudian, dari waktu t = 0 s hingga t = 5 s balok didorong dengan gaya konstan 40 newton sejajar bidang datar. Koefisien gesek kinetik dan statik antara balok dan bidang datar berturut-turut yaitu 0,2 dan 0,3. Dalam selang waktu antara t = 5 s hingga t = 10 s balok ….
A. bergerak dengan kecepatan tidak tetap
B. bergerak dengan kecepatan tetap
C. bergerak dengan percepatan tidak tetap
D. bergerak kemudian kesudahannya diam
E. bergerak kemudian berhenti sebelum detik ke-10
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (D)
Pada detik ke-0 hingga detik ke - 5, balok mendapat gaya sehingga mengalami percepatan. Sedangkan pada detik ke- 5 hingga detik ke-10, gaya yang bekerja pada balok hanya gaya gesek sehingga balok mengalami perlambatan hingga berhenti.
Lihat analisa ini...
Gerak balok pada 5 detik pertama (t = 0 s hingga t = 5 s)
\[\\ \\a=\frac{F-u_{k}mg}{m}\\a=\frac{40-(0,2)100}{10}=2ms^{-1}\]Kecepatan balok pada detik ke-5 adalah:\[\\ \\v_{t} = v_{o} + at\\v_{t} = 0 + (2.5)\\v_{t} = 10 m/s\] Gerak balok pada 5 detik kedua (t = 5 s hingga t = 10 s)
Pada detik ke- 5 hingga detik ke-10, gaya yang bekerja hanya gaya gesek sehingga balok mengalami perlambatan. Besar perlambatan yang dialami balok adalah:\[\\ \\\Sigma F = ma\\ -f_{k}=ma\\ -20= 10(a)\\a =-2 ms^{-2}\]Kecepatan balok pada detik ke-10 adalah:\[\\ \\v_{t} = v_{o} + at\\v_{t} = 10 + (-2.5)\\v_{t} = 0 m/s\]Balok berhenti sempurna pada detik ke-10.
18. Sebuah balok bergerak dari keadaan membisu menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bab berikutnya hingga ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa ketika di bab yang kasar, balok berhenti. Pada kejadian itu ..
19. Pada kejadian tumbukan tidak elastik antara dua kelereng, sebagian energi kinetik kelereng pertama menjelma kalor dan diserap oleh kelereng kedua.
SEBAB
Hukum kekekalan energi menjamin bahwa kalor yang dilepaskan kelereng pertama sama dengan kalor yang diserap kelereng kedua.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (E)
Pada tumbukan tidak elastik, sebagian energi kinetik ketika terjadi tumbukan diubah menjadi energi kalor dan bunyi. Energi kalor dan energi bunyi tersebut tidak diserap oleh masing-masing kelereng tetapi dibuang ke udara. (pernyataan salah).
Pada tumbukan tidak elastik, tidak berlaku aturan kekekalan energi kinetik, alasannya yaitu kedua kelereng hanya melepas kalor dan bunyi(alasan salah)
20. Sebuah balok plastik homogen mengapung si suatu baskom air. Seperlima bab balok berada di atas permukaan air. Jika volume balok V dan massa air sebanyak V tersebut yaitu 12 g maka massa balok yaitu … g.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Volume benda yang tercelup \[\\ V_{a}=(1-\frac{1}{5})Vb\\V_{a}=\frac{4}{5}Vb\] Volume benda tercelup sama dengan volume air yang didesaknya.\[\\F=mg\\ \rho _{a}.V_{a}=m_{b}\\ \frac{m_{a}}{V_{a}}V_{a}=m_{b}\\\frac{m_{a}}{V}\frac{4}{5}V=m_{b}\\m_{b}=\frac{4}{5}.12\\m_{b}=9,6kg\]
21. Sebuah balon yang awalnya berisi gas 1 liter ditambahkan gas yang sama sehingga volume balon menjadi 1,2 liter dan massa gas di dalam balon menjadi satu setengah kalinya. Jika suhu gas tetap maka rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awalnya yaitu ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Persamaan umum gas ideal adalah:\[\\ PV = nRT\\ PV= \frac{m}{M_r} RT\] Karena terjadi pada suhu tetap dan jenis gas yang dipakai sama (Mr sama) maka berlaku korelasi kesetaraan:\[\\ \\PV \approx m\\ \frac{P_{1}V_{1}}{P_{2}V_{2}}= \frac{m_{1}}{m_{2}}\\\frac{P_{1}.1}{P_{2}.1,2}= \frac{m_{1}}{1,5m_{1}}\\\frac{P_{1}}{P_{2}}= \frac{1,2}{1,5}=\frac{4}{5}\] Rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awalnya adalah:\[\\ \\\frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{P_{2}-P_{1}}{P_{1}}\\ \frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{P_{2}}{P_{1}}-1\\ \frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{5}{4}-1=\frac{1}{2}\\\frac{\Delta P}{P_{1}}=0,25\]
22.Untuk menaikkan suhu n mol gas ideal secara isokhorik sebesar ∆T dibutuhkan kalor sebesar 20nR joule dengan R = 8,31 yaitu nominal konstanta umum gas ideal. Jika gas tersebut dipanaskan pada tekanan tetap dengan pertambahan suhu sebesar ∆T maka kalor yang dibutuhkan yaitu 30nR joule. Jika suhu gas sehabis dipanaskan yaitu 310 K maka suhu awalnya yaitu … K.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Proses isokhorik (volume tetap, W = 0):\[\\Q = W+ \Delta U\\ Qv = 0 + \Delta U\\ \Delta U = 20nR\]Proses isobarik (tekanan tetap) perjuangan luar yang dihasilkan adalah:\[\\ W = P.\Delta V= nR\Delta T\]Sehingga perumusan aturan I Termodinamika pada kejadian isobarik adalah:\[\\ \\Q = W+\Delta U\\ Q_p = nR\Delta T+\Delta U\\ 30nR = nR\Delta T+ 20nR\\ 10nR = nR\Delta T\\ \Delta T = 10K\] Perubahan suhu:\[\\ \\T_2 = T_1-\Delta T\\310= T_1-10\\T_1 = 310-10= 300K\]Jadi, suhu awal gas ideal tersebut yaitu 300 K (E).
23. Bunyi seorang pembawa program talk show menghirup helium untuk mengubah suaranya. Setelah menghirup helium, nada suaranya naik. Hal tersebut dikarenakan….
Nada yaitu frekuensi yang teratur. Nada meningkat berarti frekuensi meningkat. (pernyataan 3 salah)
Helium (He) lebih renggang dari oksigen sehingga kecepatan bunyi yang melalui medium helium lebih besar. [ 4 benar)].
Berdasarkan persamaan: v = f λ, alasannya yaitu kecepatan (v) dan frekuensi (f) berubah maka panjang gelombang (λ) akan tetap. [ 2 benar]
24. Jika panjang gelombang cahaya yang dipakai pada percobaan Young digandakan maka jarak antar pola jelas yang berturutan menjadi setengah kalinya.
SEBAB
Interferensi maksimum pada percobaan Young terjadi kalau beda panjang lintasan gelombang cahaya merupakan kelipatan lingkaran panjang gelombangnya.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (D)
Persamaan umum interferensi celah ganda (percobaan Young) adalah:$ \\p\frac{d}{l}=n\lambda$ Jarak antar pola (p) sebanding dengan panjang gelombang cahaya (λ) sehingga bila panjang gelombang cahaya diperbesar dua kali (digandakan) maka jarak antar pola juga ikut naik dua kali. [pernyataan salah]
Interferensi maksimum terjadi kalau harga m merupakan bilangan lingkaran (n=1,2,3,...) sedangkan interferensi minimum terjadi ketika harga m merupakan kelipatan 1/2 (n = 1/2, 3/2, 5/2, ...). [alasan benar]
25. Sebuah lensa tebal mempunyai permukaan bikonveks dengan jari-jari kelengkungan masing-masing 30 cm dan 50 cm. Jika indeks bias lensa 1,5 maka jarak fokus lensa ketika berada di udara yaitu … cm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jarak fokus lensa bikonveks (cembung-cembung) yang terletak di udara memenuhi rumus: \[\\ \frac{1}{f}=(\frac{n_{l}}{n_{m}}-1)\left ( \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}\right )\] dengan:
n : indeks bias lensa = 1,5
R1 : jari-jari kelengkungan permukaan lensa depan = +30 cm
R2 : jari-jari kelengkungan permukaan lensa belakang = −50 cm
Mengapa R2 bernilai negatif padahal lensa cembung. Dilihat dari arah datangnya sinar, permukaan lensa belakang merupakan lensa cekung sehingga berharga negatif. Perhatikan gambar berikut ini!
Dengan demikian, jarak fokus lensa bikonveks di udara adalah:\[\\ \\\frac{1}{f}=(1,5-1)\left ( \frac{1}{30} - \frac{1}{50}\right )\\\frac{1}{f}=(1,5-1)\left ( \frac{1}{30} - \frac{1}{50}\right )\\\frac{1}{f}=\frac{1}{150}\\f=150cm\]
26.Sebuah bola konduktor dengan jari-jari R mempunyai rongga berbentuk bola yang berjari-jari a dihitung dari sentra bola konduktor, dengan a > R/2. Di sentra bola konduktor diletakkan sebuah muatan titik +Q dan bola konduktor itu diberi muatan +Q. Jika k = 1/(4πεo ) dengan εo yaitu permitivitas listrik dalam udara maka besar berpengaruh medan listrik di sebuah titik yang berjarak R/2 dari sentra bola konduktor yaitu ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Karena di sentra bola konduktor terdapat muatan +Q, maka berpengaruh medan listrik di suatu titik di dalam bola konduktor dipengaruhi muatan tersebut. \[\\ \\E=k\frac{Q}{r^{2}}\Rightarrow r=\frac{R}{2}\\E=k\frac{Q}{\left (\frac{R}{2} \right )^{2}}=4k\frac{Q}{R^{2}}\]
27. Sebuah rangkaian listrik diperlihatkan pada gambar.
Agar beda potensial antara titik A dan B 3,0 volt maka beda tegangan X yang harus dipasang adalah… volt.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Rangkaian kendala listrik di atas sanggup disederhanakan menjadi:
Rangkaian ini sebetulnya yaitu jembatan Wheatstone, alasannya yaitu perkalian silang hambatannya bernilai sama maka kendala yang ada di tengah tidak dilalui arus listrik, maka kendala yang ada di tengah (5 Ω) tidak dilalui arus listrik sehingga sanggup diabaikan.
Dengan demikian, rangkaian tersebut sanggup disederhanakan lagi menjadi:
Diketahui tegangan antara titik A dan B yaitu 3 volt, maka:\[\\ \\V_{AB} = I.R_{AB}\\ 3V = I.6\\ I = 0,5 A\\\\ V_{CA} = I.R_{CA}\\ V_{CA} = 0,5 A.2\\ V_{CA} = 1 V\]
Beda tegangan X sama dengan beda tegangan antara titik C dan B.\[\\ \\X = V_{CB}\\ X= V_{CA} + V_{AB}\\ X= 1 V+ 3 V= 4 V\] Beda potensial antara titik C dan B (VCB), baik yang melalui atas (hambatan 2 Ω + 6 Ω) maupun yang melalui bawah (hambatan 1 Ω + 3 Ω) besarnya sama alasannya yaitu tersusun paralel.
Jadi, beda potensial X yang harus dipasang yaitu 4 volt (C).
28 Seorang siswa menginginkan arus listrik 1,6 A. Ia menghubungkan transformator yang efisiensinya 80% dan jumlah lilitannya 100 dan 200 dengan sumber arus 1 A dari baterai. Ternyata ia tidak mendapat arus listrik yang diharapkan. Ia mendapat arus listrik ….
A. 2 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
B. 1,6 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
C. 0,5 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
D. 0 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
E. 2 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: D
Pada transformator, arus induksi akan terjadi pada kumparan sekunder apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber arus listrik bolak-balik (AC). Penggunaan baterai (sumber arus searah - DC) tidak menghasilkan induksi pada kumparan sekunder, arus listrik 0 A
29. Menurut model atom Bohr, kalau elektron pada atom hidrogen bertransisi dari keadaan n ke keadaan (n − 1) maka perubahan radius atom hidrogen yaitu sebanding dengan ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jari-jari atom hidrogen pada keadaan n berdasarkan model atom Bohr adalah:\[\\ r_n = n^2. r_o\] Sedangkan jari-jari atom hidrogen pada keadaan n − 1 adalah:\[\\ r_{(n-1)} = (n-1)^2 r_o\] Dengan demikian, perubahan jari-jari atom hidrogen yang bertransisi dari keadaan n ke keadaan (n − 1) adalah:\[\\ \\\Delta r = r_n-r_{n-1}\\\Delta r= \left [n^2-({n-1})^2 \right ]ro \\\Delta r =\left [n^2-(n^2-2n+1) \right ] ro \\\Delta r = (2n-1)ro \\\Delta r\sim 2n − 1\]
30. Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak menjauhi bumi dengan kelajuan v yang mendekati laju cahaya. Seorang pengamat A di dalam pesawat mengamati suatu benda bermassa m dan bergerak dengan laju konstan u terhadap pesawat. Pengamat B membisu di bumi. Menurut B massa benda lebih besar daripada m.
SEBAB
Laju cahaya sama berdasarkan kedua pengamat.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Menurut teori relativitas, massa suatu benda akan mengalami pertambahan kalau bergerak dengan kecepatan relativistik (mendekati kecepatan cahaya).
Option atau pilihan pada beberapa soal kami tiadakan demi menciptakan blog ini lebih ringan dan nyaman untuk anda baca. Selamat belajar
16. Kecepatan benda yang bergerak sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada gambar. Pada selang waktu tA - tB, benda ….
A. bergerak dengan percepatan berubahB. bergerak dengan kecepatan konstan
C. berhenti sementara
D. bergerak dipercepat
E. bergerak diperlambat
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (E)
Berdasarkan grafik, pada ketika tA kecepatan benda bernilai negatif sedangkan pada ketika tB kecepatan benda sama dengan nol. Dalam selang waktu tA - tB, benda benda bergerak mundur diperlambat.
17. Sebuah balok dengan berat 100 Newton membisu pada sebuah bidang datar. Kemudian, dari waktu t = 0 s hingga t = 5 s balok didorong dengan gaya konstan 40 newton sejajar bidang datar. Koefisien gesek kinetik dan statik antara balok dan bidang datar berturut-turut yaitu 0,2 dan 0,3. Dalam selang waktu antara t = 5 s hingga t = 10 s balok ….
A. bergerak dengan kecepatan tidak tetap
B. bergerak dengan kecepatan tetap
C. bergerak dengan percepatan tidak tetap
D. bergerak kemudian kesudahannya diam
E. bergerak kemudian berhenti sebelum detik ke-10
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (D)
Pada detik ke-0 hingga detik ke - 5, balok mendapat gaya sehingga mengalami percepatan. Sedangkan pada detik ke- 5 hingga detik ke-10, gaya yang bekerja pada balok hanya gaya gesek sehingga balok mengalami perlambatan hingga berhenti.
Lihat analisa ini...
Gerak balok pada 5 detik pertama (t = 0 s hingga t = 5 s)
\[\\ \\a=\frac{F-u_{k}mg}{m}\\a=\frac{40-(0,2)100}{10}=2ms^{-1}\]Kecepatan balok pada detik ke-5 adalah:\[\\ \\v_{t} = v_{o} + at\\v_{t} = 0 + (2.5)\\v_{t} = 10 m/s\] Gerak balok pada 5 detik kedua (t = 5 s hingga t = 10 s)
Pada detik ke- 5 hingga detik ke-10, gaya yang bekerja hanya gaya gesek sehingga balok mengalami perlambatan. Besar perlambatan yang dialami balok adalah:\[\\ \\\Sigma F = ma\\ -f_{k}=ma\\ -20= 10(a)\\a =-2 ms^{-2}\]Kecepatan balok pada detik ke-10 adalah:\[\\ \\v_{t} = v_{o} + at\\v_{t} = 10 + (-2.5)\\v_{t} = 0 m/s\]Balok berhenti sempurna pada detik ke-10.
18. Sebuah balok bergerak dari keadaan membisu menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bab berikutnya hingga ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa ketika di bab yang kasar, balok berhenti. Pada kejadian itu ..
- gaya gesek melaksanakan perjuangan pada balok
- usaha oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi potensial balok
- energi mekanik balok berkurang
- usaha total pada balok sama dengan nol
- Ketika balok melewati bidang miring yang kasar, gaya gesek menahan gerak balok (gaya gesek melaksanakan perjuangan pada balok), sehingga balok mengalami perlambatan dan kesudahannya berhenti.
- Balok bergerak turun alasannya yaitu adanya gaya gravitasi. Usaha oleh gaya gravitasi ini mengakibatkan energi potensialnya semakin berkurang (ketinggian semakin berkurang) sehingga perubahan energi potensialnya minus.
- Selama melewati bidang miring yang kasar, energi mekanik balok semakin berkurang alasannya yaitu diserap oleh perjuangan oleh gaya gesek dan diubah menjadi energi panas dan bunyi. Dalam hal ini tidak berlaku aturan kekekalan energi mekanik.
- Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi dan perjuangan yang dilakukan oleh gaya gesek saling meniadakan. Dengan demikian, perjuangan total yang bekerja pada balok sama dengan nol.
19. Pada kejadian tumbukan tidak elastik antara dua kelereng, sebagian energi kinetik kelereng pertama menjelma kalor dan diserap oleh kelereng kedua.
SEBAB
Hukum kekekalan energi menjamin bahwa kalor yang dilepaskan kelereng pertama sama dengan kalor yang diserap kelereng kedua.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (E)
Pada tumbukan tidak elastik, sebagian energi kinetik ketika terjadi tumbukan diubah menjadi energi kalor dan bunyi. Energi kalor dan energi bunyi tersebut tidak diserap oleh masing-masing kelereng tetapi dibuang ke udara. (pernyataan salah).
Pada tumbukan tidak elastik, tidak berlaku aturan kekekalan energi kinetik, alasannya yaitu kedua kelereng hanya melepas kalor dan bunyi(alasan salah)
20. Sebuah balok plastik homogen mengapung si suatu baskom air. Seperlima bab balok berada di atas permukaan air. Jika volume balok V dan massa air sebanyak V tersebut yaitu 12 g maka massa balok yaitu … g.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Volume benda yang tercelup \[\\ V_{a}=(1-\frac{1}{5})Vb\\V_{a}=\frac{4}{5}Vb\] Volume benda tercelup sama dengan volume air yang didesaknya.\[\\F=mg\\ \rho _{a}.V_{a}=m_{b}\\ \frac{m_{a}}{V_{a}}V_{a}=m_{b}\\\frac{m_{a}}{V}\frac{4}{5}V=m_{b}\\m_{b}=\frac{4}{5}.12\\m_{b}=9,6kg\]
21. Sebuah balon yang awalnya berisi gas 1 liter ditambahkan gas yang sama sehingga volume balon menjadi 1,2 liter dan massa gas di dalam balon menjadi satu setengah kalinya. Jika suhu gas tetap maka rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awalnya yaitu ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Persamaan umum gas ideal adalah:\[\\ PV = nRT\\ PV= \frac{m}{M_r} RT\] Karena terjadi pada suhu tetap dan jenis gas yang dipakai sama (Mr sama) maka berlaku korelasi kesetaraan:\[\\ \\PV \approx m\\ \frac{P_{1}V_{1}}{P_{2}V_{2}}= \frac{m_{1}}{m_{2}}\\\frac{P_{1}.1}{P_{2}.1,2}= \frac{m_{1}}{1,5m_{1}}\\\frac{P_{1}}{P_{2}}= \frac{1,2}{1,5}=\frac{4}{5}\] Rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awalnya adalah:\[\\ \\\frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{P_{2}-P_{1}}{P_{1}}\\ \frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{P_{2}}{P_{1}}-1\\ \frac{\Delta P}{P_{1}}=\frac{5}{4}-1=\frac{1}{2}\\\frac{\Delta P}{P_{1}}=0,25\]
22.Untuk menaikkan suhu n mol gas ideal secara isokhorik sebesar ∆T dibutuhkan kalor sebesar 20nR joule dengan R = 8,31 yaitu nominal konstanta umum gas ideal. Jika gas tersebut dipanaskan pada tekanan tetap dengan pertambahan suhu sebesar ∆T maka kalor yang dibutuhkan yaitu 30nR joule. Jika suhu gas sehabis dipanaskan yaitu 310 K maka suhu awalnya yaitu … K.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Proses isokhorik (volume tetap, W = 0):\[\\Q = W+ \Delta U\\ Qv = 0 + \Delta U\\ \Delta U = 20nR\]Proses isobarik (tekanan tetap) perjuangan luar yang dihasilkan adalah:\[\\ W = P.\Delta V= nR\Delta T\]Sehingga perumusan aturan I Termodinamika pada kejadian isobarik adalah:\[\\ \\Q = W+\Delta U\\ Q_p = nR\Delta T+\Delta U\\ 30nR = nR\Delta T+ 20nR\\ 10nR = nR\Delta T\\ \Delta T = 10K\] Perubahan suhu:\[\\ \\T_2 = T_1-\Delta T\\310= T_1-10\\T_1 = 310-10= 300K\]Jadi, suhu awal gas ideal tersebut yaitu 300 K (E).
23. Bunyi seorang pembawa program talk show menghirup helium untuk mengubah suaranya. Setelah menghirup helium, nada suaranya naik. Hal tersebut dikarenakan….
- amplitudo meningkat
- panjang gelombang tetap
- frekuensi menurun
- kecepatan meningkat
Nada yaitu frekuensi yang teratur. Nada meningkat berarti frekuensi meningkat. (pernyataan 3 salah)
Helium (He) lebih renggang dari oksigen sehingga kecepatan bunyi yang melalui medium helium lebih besar. [ 4 benar)].
Berdasarkan persamaan: v = f λ, alasannya yaitu kecepatan (v) dan frekuensi (f) berubah maka panjang gelombang (λ) akan tetap. [ 2 benar]
24. Jika panjang gelombang cahaya yang dipakai pada percobaan Young digandakan maka jarak antar pola jelas yang berturutan menjadi setengah kalinya.
SEBAB
Interferensi maksimum pada percobaan Young terjadi kalau beda panjang lintasan gelombang cahaya merupakan kelipatan lingkaran panjang gelombangnya.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun (D)
Persamaan umum interferensi celah ganda (percobaan Young) adalah:$ \\p\frac{d}{l}=n\lambda$ Jarak antar pola (p) sebanding dengan panjang gelombang cahaya (λ) sehingga bila panjang gelombang cahaya diperbesar dua kali (digandakan) maka jarak antar pola juga ikut naik dua kali. [pernyataan salah]
Interferensi maksimum terjadi kalau harga m merupakan bilangan lingkaran (n=1,2,3,...) sedangkan interferensi minimum terjadi ketika harga m merupakan kelipatan 1/2 (n = 1/2, 3/2, 5/2, ...). [alasan benar]
25. Sebuah lensa tebal mempunyai permukaan bikonveks dengan jari-jari kelengkungan masing-masing 30 cm dan 50 cm. Jika indeks bias lensa 1,5 maka jarak fokus lensa ketika berada di udara yaitu … cm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jarak fokus lensa bikonveks (cembung-cembung) yang terletak di udara memenuhi rumus: \[\\ \frac{1}{f}=(\frac{n_{l}}{n_{m}}-1)\left ( \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}\right )\] dengan:
n : indeks bias lensa = 1,5
R1 : jari-jari kelengkungan permukaan lensa depan = +30 cm
R2 : jari-jari kelengkungan permukaan lensa belakang = −50 cm
Mengapa R2 bernilai negatif padahal lensa cembung. Dilihat dari arah datangnya sinar, permukaan lensa belakang merupakan lensa cekung sehingga berharga negatif. Perhatikan gambar berikut ini!
Dengan demikian, jarak fokus lensa bikonveks di udara adalah:\[\\ \\\frac{1}{f}=(1,5-1)\left ( \frac{1}{30} - \frac{1}{50}\right )\\\frac{1}{f}=(1,5-1)\left ( \frac{1}{30} - \frac{1}{50}\right )\\\frac{1}{f}=\frac{1}{150}\\f=150cm\]
26.Sebuah bola konduktor dengan jari-jari R mempunyai rongga berbentuk bola yang berjari-jari a dihitung dari sentra bola konduktor, dengan a > R/2. Di sentra bola konduktor diletakkan sebuah muatan titik +Q dan bola konduktor itu diberi muatan +Q. Jika k = 1/(4πεo ) dengan εo yaitu permitivitas listrik dalam udara maka besar berpengaruh medan listrik di sebuah titik yang berjarak R/2 dari sentra bola konduktor yaitu ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Karena di sentra bola konduktor terdapat muatan +Q, maka berpengaruh medan listrik di suatu titik di dalam bola konduktor dipengaruhi muatan tersebut. \[\\ \\E=k\frac{Q}{r^{2}}\Rightarrow r=\frac{R}{2}\\E=k\frac{Q}{\left (\frac{R}{2} \right )^{2}}=4k\frac{Q}{R^{2}}\]
27. Sebuah rangkaian listrik diperlihatkan pada gambar.
Agar beda potensial antara titik A dan B 3,0 volt maka beda tegangan X yang harus dipasang adalah… volt. Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Rangkaian kendala listrik di atas sanggup disederhanakan menjadi:
Rangkaian ini sebetulnya yaitu jembatan Wheatstone, alasannya yaitu perkalian silang hambatannya bernilai sama maka kendala yang ada di tengah tidak dilalui arus listrik, maka kendala yang ada di tengah (5 Ω) tidak dilalui arus listrik sehingga sanggup diabaikan.Dengan demikian, rangkaian tersebut sanggup disederhanakan lagi menjadi:
Diketahui tegangan antara titik A dan B yaitu 3 volt, maka:\[\\ \\V_{AB} = I.R_{AB}\\ 3V = I.6\\ I = 0,5 A\\\\ V_{CA} = I.R_{CA}\\ V_{CA} = 0,5 A.2\\ V_{CA} = 1 V\]
Beda tegangan X sama dengan beda tegangan antara titik C dan B.\[\\ \\X = V_{CB}\\ X= V_{CA} + V_{AB}\\ X= 1 V+ 3 V= 4 V\] Beda potensial antara titik C dan B (VCB), baik yang melalui atas (hambatan 2 Ω + 6 Ω) maupun yang melalui bawah (hambatan 1 Ω + 3 Ω) besarnya sama alasannya yaitu tersusun paralel.
Jadi, beda potensial X yang harus dipasang yaitu 4 volt (C).
28 Seorang siswa menginginkan arus listrik 1,6 A. Ia menghubungkan transformator yang efisiensinya 80% dan jumlah lilitannya 100 dan 200 dengan sumber arus 1 A dari baterai. Ternyata ia tidak mendapat arus listrik yang diharapkan. Ia mendapat arus listrik ….
A. 2 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
B. 1,6 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
C. 0,5 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
D. 0 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
E. 2 A alasannya yaitu ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: D
Pada transformator, arus induksi akan terjadi pada kumparan sekunder apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber arus listrik bolak-balik (AC). Penggunaan baterai (sumber arus searah - DC) tidak menghasilkan induksi pada kumparan sekunder, arus listrik 0 A
29. Menurut model atom Bohr, kalau elektron pada atom hidrogen bertransisi dari keadaan n ke keadaan (n − 1) maka perubahan radius atom hidrogen yaitu sebanding dengan ….
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jari-jari atom hidrogen pada keadaan n berdasarkan model atom Bohr adalah:\[\\ r_n = n^2. r_o\] Sedangkan jari-jari atom hidrogen pada keadaan n − 1 adalah:\[\\ r_{(n-1)} = (n-1)^2 r_o\] Dengan demikian, perubahan jari-jari atom hidrogen yang bertransisi dari keadaan n ke keadaan (n − 1) adalah:\[\\ \\\Delta r = r_n-r_{n-1}\\\Delta r= \left [n^2-({n-1})^2 \right ]ro \\\Delta r =\left [n^2-(n^2-2n+1) \right ] ro \\\Delta r = (2n-1)ro \\\Delta r\sim 2n − 1\]
30. Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak menjauhi bumi dengan kelajuan v yang mendekati laju cahaya. Seorang pengamat A di dalam pesawat mengamati suatu benda bermassa m dan bergerak dengan laju konstan u terhadap pesawat. Pengamat B membisu di bumi. Menurut B massa benda lebih besar daripada m.
SEBAB
Laju cahaya sama berdasarkan kedua pengamat.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Menurut teori relativitas, massa suatu benda akan mengalami pertambahan kalau bergerak dengan kecepatan relativistik (mendekati kecepatan cahaya).
- Karena benda yang bermassa m tersebut begerak terhadap pesawat sedangkan pesawatnya bergerak relativistik, maka benda tersebut juga bergerak secara relativistik. Sehingga berdasarkan pengamat B yang membisu di bumi, masa benda tersebut akan mengalami pertambahan. [pernyataan betul]
- Menurut postulat II Einstein, kecepatan cahaya yaitu mutlak, tidak bergantung pada kerangka acuan. Artinya, nilai kecepatan cahaya selalu sama pada semua kerangka acuan. [alasan benar]
Post a Comment (0)