Cara Cepat Pintar Fisika - Soal dan Penyelesaian Fisika TKD Saintek SBMPTN 2018 arahan naskah 455 (Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi - Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri) 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, induksi elektromagnetik (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. Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan kecepatan $\small v_{x}(t)=2t+5$ dan $\small v_{y}(t)=6t-2$. Jika diketahui $\small t=0$ ketika benda berada di $\small x_0 = 2 m$ dan $\small y_0 = -1 m$, pada ketika $\small t=1$ detik ....
(A) $\small y = 0 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{40}m.s^{-2}$
(B) $\small y = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{40}m.s^{-2}$
(C) $\small x = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
(D) $\small x = 0 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
(E) $\small y = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Percepatannya ialah turunan pertama dari fungsi kecepatan terhadap waktu. Maka percepatannya menjadi: $\small \\a_{x}=\frac{dv_{x}}{dt}\\a_{x}=\frac{d(2t+5)}{dt}=2\: \mathrm{ms^{-2}}$
dan
$\small \\a_{y}=\frac{dv_{y}}{dt}\\a_{y}=\frac{d(6t-2)}{dt}=6\: \mathrm{ms^{-2}}$
Percepatan total menjadi $\small a=\sqrt{{2}^2+{6}^2}=\sqrt{40}m.s^{-2}$.
17. Bola kecil bermassa 100 gram terikat pada sebuah batang melalui 2 utas tali menyerupai ditunjukkan oleh gambar
Jika batang berputar sehingga tegangan tali A = 3 N, kecepatan sudut bola ialah ...
(A) $\small 2\sqrt{10} rad.s^{-1}$
(B) $\small 3\sqrt{10} rad.s^{-1}$
(C) $\small 2\sqrt{5} rad.s^{-1}$
(D) $\small 3\sqrt{5} rad.s^{-1}$
(E) $\small 4\sqrt{3} rad.s^{-1}$
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Untuk lebih gampang mengerjakan soal, ada baiknya kita menguraikan gaya gayanya terlebih dahulu.
Karena sistem seimbang, maka: $\small \sum F_{y} = 0$, sehingga, $\small T_{A}\sin{\theta} - T_{B}\sin{\theta} - W = 0$, dengan $\small \theta = 30^{\circ}$
$\small T_{A} \sin{\theta} = T_{B} \sin{\theta} + W\\3 \sin{30^{\circ}} = T_{B} \sin{30^{\circ}} + 1\\\small 3 \frac{1}{2} = T_{B} \frac{1}{2} + 1\\\small 1 = T_{B} \frac{1}{2}\\2 = T_{B}$
Gaya yang menuju sentra rotasi ialah gaya sentripetal, maka, $\small T_{A} \cos{\theta} + T_{B} \cos{\theta} = F_{sp}\\ T_{A} \cos{\theta} + T_{B} \cos{\theta} = m {\omega}^2 r\\ T_{A} {\cos{\theta}} + T_{B} {\cos{\theta}} = m {\omega}^2 l {\cos{\theta}}\\\small 3+1= \frac{1}{10} {\omega}^2 1\\\small 40 = {\omega}^2\\\small \omega=\sqrt{40}=2\sqrt{10}rad.s^{-1}$
18. . Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar.
Sudut kemiringan bidang $\small \theta = 30°$ dan bidang miring licin. Sistem berada dalam keadaan setimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang sanggup dilakukan biar sistem tetap setimbang ialah ....
(A) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(B) konstanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(C) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi setengah kali semula
(D) konstanta pegas menjadi 2 kali semula dan pertambahan panjang pegas tetap
(E) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula
Jawaban dari Pak Dimpun: D
Terlebih dahulu gaya gaya, dan alasannya ialah kita tahu sistem seimbang, maka katrol tidak berputar,
T1 bekerja pada katrol yang berdiameter 2r sedangkan T2 bekerja pada katrol yang berdiameter 4r. Sistem seimbang, maka resultan momen gaya pada sistem katrol ialah nol.
$\small \sum F = 0 \\\small w_{1} \sin \theta = T_{1} + F_{pegas} \\\small w_{1} \sin \theta = T_{1} + k\Delta x ...(1)\\ \\\small \sum F = 0 \\\small T_{2} = w_{2} ...(2)\\\\\small \sum \tau = 0\\\small T_{1}.R = T_{2}.2R \\\small T_{1}= 2W_{2}\\\small T_{1} = 2T_{2} = 2 w_{2} ...(3)$
Substitusi persamaan (3) ke persamaan (1) diperoleh :
$\small w_{1} \sin \theta = 2 w_{2} + k\Delta x...(4)$
Jika $\small w_{1}^{'}=2w_{1}\: \textrm{dan} \: w_{2}^{'} =2w_{2}$ , maka persamaan (4) menjadi: $\small w_{1}^{'}\sin \theta = 2 w_{2}^{'} + k^{'}\Delta x^{'}\\\small 2w_{1}\sin \theta = 2 w_{2} + k^{'}\Delta x^{'}\\\small w_{1}\sin \theta = w_{2} + 0,5k^{'}\Delta x^{'}...(5)$ persamaan (4) sama dengan (5) diperoleh :
$\small k \Delta x = 0,5k^{'} \Delta x^{'} \\ \small k^{'} \Delta x^{'} = 2k\Delta x$ Jika $\small w_{1}$ dan $\small w_{2}$ masing-masing dilipatkan 2 kali semula dan tetap setimbang, maka pegas harus diganti dengan konstanta pegas 2 kali semula biar benda tidak bergeser.
19. Seorang pelari maraton bersiap untuk lari dengan menapakkan kakinya pada pijakan yang berketebalan $\small 8 cm$ dan luas $\small 12 cm^2$. Jika kaki pelari menekan dengan gaya 25 N pada pijakan dan modulus geser pijakan $\small 2,0 .10^5 \frac{N}{m^2}$, nilai tangen dari sudut gesernya ialah ...
Jawaban dari Pak Dimpun: E
Sebuah pijakan yang bentuknya balok, dengan luas permukaan pijakan $\small A=12 cm^2$ dan tebal $\small l= 8 cm$.
$\small \tan{\theta} = \frac{F}{A G}\\\small \tan{\theta} = \frac{25. 10^{4}}{12. 2 .10^{5}}\\\small \tan{\theta} = \frac{25}{240}\\\small \tan{\theta} = 0,104$
20. Sebuah balok kayu bermassa 7,5 kg dan bervolume $\small 0,01{m}^3$ dimasukkan ke dalam air ( $\small \rho_{air} = 1,0 10^3$ ). Besar gaya untuk menahan balok biar terbenam seluruhnya di dalam air adalah...
Jawaban dari Pak Dimpun: C
Karena benda ditahan, maka benda dalam posisi setimbang maka $\small \sum F = 0$.
Gaya angkat $\small F_{A} = \rho g V$
$\small F_{A} = 1000.10.0,01$
$\small F_{A} = 100 N$
$\small F_{A} - W= F$
$\small 100 - 75 = F$
$\small F = 25 N$
21. Di dalam sebuah wadah tertutup terdapat es dan 700 gram air pada keadaan setimbang 0°C, 1 atm. Selanjutnya, es dan air itu dipanaskan bersama - sama selama 160 detik pada tekanan tetap dengan memakai pemanas 2100 watt. Diketahui kalor lebur es $\small 80 kal.g^{-1}$, kalor jenis air $\small 1 kal.g^{-1}.K^{-1}$, dan 1 kal = 4,2 J. Pada keadaan tamat terdapat air pada suhu 20°C. Jika efisiensi pemanas 80%, massa es adalah...
Jawaban dari Pak Dimpun: C
$\small \\\eta .P.t=m_{es}.K_{L}+(m_{es}+m_{air})c_{air}\Delta t\\\small 0,8 .2100.160.(\frac{1}{4,2})=\small m_{es}.80+(m_{es}+700).1.20\\\small 3200=4m_{es}+m_{es}+700\\\small 5m_{es}=2500\\m=500\: gr$
22. Suatu baskom kokoh yang berisi gas ideal dikocok berulang-ulang. Manakah pernyataan yang benar perihal keadaan gas tersebut sesudah dikocok?
(A) Temperatur gas bertambah meskipun energi dalamnya tetap
(B) Temperatur gas bertambah tanpa gas melaksanakan usaha.
(C) Energi dalam gas berkurang alasannya ialah sebagian menjelma kalor
(D) Gas melaksanakan perjuangan sebesar penambahan energi dalamnya
(E) Temperatur gas bertambah sebanding dengan penambahan kelajuan molekul gas.
Jawaban dari Pak Dimpun: B
Karena baskom dikocok, partikel gas akan semakin sering bertumbukkan dan alhasil kelajuan molekul gas akan bertambah, tetapi alasannya ialah volumenya tidak berubah maka perjuangan gas bernilai nol.
Karena kelajuan molekul bertambah maka energi kinetik tiap partikel gas juga bertambah, maka suhunya akan naik.Sehingga, $\small \Delta{U} \sim \Delta{T} \sim {\Delta{v}}^2$
23. Dua buah balok kayu kecil A dan B terapung di permukaan danau. Jarak keduanya ialah 150 cm. Ketika gelombang sinusoida menjalar pada permukaan irteramati bahwa pada ketika t = 0 detik, balok A berada di puncak, sedangkan balok B berada di lembah. Keduanya dipisahkan satu puncah gelombang. Pada ketika t = 1 detik, balok A berada di titik setimbang pertama kali dan sedang bergerak turun. Manakah pernyataan yang benar perihal gelombang pada permukaan air tersebut?
(A) Gelombang air mempunyai panjang 200 cm
(B) Pada ketika t = 1 detik, balok B berada di titik setimbang dan sedang bergerak turun
(C) Frekuensi gelombang ialah 0,25 Hz
(D) Amplitudo gelombang ialah 75 cm
(E) Balok A akan kembali berada di puncak pada ketika t = 4,5 detik
Jawaban dari Pak Dimpun: C
$\small f=\frac{1}{T}=\frac{1}{4}=0,25 Hz$
24. Seorang anak merangkai lampu, saklar S, dan sumber tegangan menyerupai pada gambar.
Pada ketika saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah...
(A) Lampu rusak
(B) Lampu meredup
(C) Lampu mati
(D) Baterai tidak menghantarkan arus listrik
(E) Lampu bertambah terang
Jawaban dari Pak Dimpun: C
Lampu mati alasannya ialah terjadi hubungan pendek - short circuit pada rangkaian listrik.
25. Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut $\small \theta = 30°$ terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kedua kawat terhubung dengan sebuah resistor $\small R=3\Omega$. Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk suatu rangkaian tertutup.
Pada tempat tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besarnya B = 2 T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan $\small v=3\frac{m}{s}$, massa batang m adalah....
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Uraikan dulu gaya-gayanya. Karena lajunya konstan, maka percepatannya 0.
Batang konduktor sepanjang l yang bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet B akan menimbulkan GGL induksi ε.
$\small \varepsilon = BLv\sin \theta \\ iR = Blv \sin 30\\ i.3 = 2.1.3.0,5\\ i = 1$
Karena batang konduktor bergerak dengan kecepatan konstan maka berlaku aturan I Newton.
$\small \\F=F_{L}\\ Bil\sin 30^{o} = mg\sin 30^{o}\\ 2.1.1=10m \\ m =\frac{ 2}{10}\\ m = 0,2kg$
26. Sejumlah atom hidrogen dipapari gelombang elektromagnetik sampai tereksitasi. Atom-atom ini kemudian memancarkan gelombang elektromagnetik sehingga turun ke keadaan dasar. Panjang gelombang terbesar dua garis spektral yang dihasilkan ialah ....
(A) 121,6 nm dan 102,6 nm
(B) 120,4 nm dan 100,4 nm
(C) 118,2 nm dan 98,2 nm
(D) 116,0 nm dan 96,0 nm
(E) 114,4 nm dan 94,4 nm
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Panjang gelombang terbesar ketika elektron berpindah dari kulit n = 2 ke kulit n = 1, kemudian dari n = 3 ke n = 1.
Panjang gelombang terbesar:
$\small \frac{1}{\lambda}=R \left ( \frac{1}{{n_{akhir}}^2}-\frac{1}{{n_{awal}}^2} \right )\\\small \frac{1}{\lambda}=1,097 .10^7 \left ( \frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2} \right )\\\lambda = 1,216 .10^{-7} m \\\lambda = 121,6 nm$
elektron berpindah dari kulit 3 ke kulit 1. $\small \frac{1}{\lambda}=1,097 10^7 \left ( \frac{1}{{1}^2}-\frac{1}{{3}^2} \right )\\\lambda = \frac{9}{8 1,097 .10^7} \\\lambda = 1,026 .10^{-7} m \\\lambda = 102,6 nm$
27. Indeks bias beling kurang dari indeks bias air
SEBAB
Cepat rambat cahaya di dalam beling kurang dari cepat rambat cahaya di dalam air.
Jawaban dari Pak Dimpun: D
Indeks bias beling lebih dari indeks bias air. Perbandingan nilai indeks bias dua medium berbanding terbalik dengan perbandingan cepat rambat cahaya pada kedua medium tersebut.
28. Dua bola konduktor yang jejarinya berbeda disusun secara konsentris. Mula-mula, kedua bola netral. Jika bola yang di luar diberi muatan -Q, medan listrik di permukaan bola yang di dalam tidak sama dengan nol.
SEBAB
Bola yang di dalam akan menjadi bermuatan Q.
Jawaban dari Pak Dimpun: E
Medan listrik di dalam bola konduktor bermuatan = nol.
29. Sebuah bandul dengan panjang tali l diayun dengan sudut simpangan awal $\small \theta_0$ sehingga berosilasi harmonik. Diketahui panjang tali bandul dijadikan 2 kali panjang semula dan bandul dipindahkan ke suatu planet seukuran bumi dengan masssa 2 kali massa bumi. Jika bandul itu diberi simpangan awal $\small \theta_0$, yang akan terjadi adalah....
(1) Frekuensi osilasinya tetap
(2) Selisih antara energi kinetik dan energi potensial pada titik tengah antara titik setimbang dan titik simpangan maksimum ialah $\small 4mgl(2\sin{\theta_0}-1)$
(3) Energi mekaniknya membesar menjadi 4 kali
(4) Perioda osilasinya bertambah besar
Jawaban dari Pak Dimpun: B
$\small \\g' = \frac{M'}{M}.g\\ g' = \frac{2M}{M}.g\\ g' = 2g\\\\ f' =\sqrt{\frac{g'l}{gl'}}.f= \sqrt{\frac{2gl}{g.2l}}.f\\ f' = f$
30. Suatu gelombang suara mempunyai panjang gelombang 1,5 m dan cepat rambat 330 m/s. Di antara pernyataan berikut, manakah yang benar?
(1) frekuensi suara ialah 222 Hz
(2) Bunyi termasuk golongan ultrasonik
(3) Bunyi termasuk golongan infrasonik
(4) Bunyi tersebut sanggup didengar oleh indera pendengaran manusia
Jawaban dari Pak Dimpun: D
frekuensi gelombangnya: $\small f=\frac{v}{\lambda}\\f=\frac{3302}{3}\\f = 220 Hz$ Karena 220 Hz berada di antara 20-20.000 Hz, maka merupakan gelombang audiosonik yang sanggup didengar oleh indera pendengaran manusia.
Option atau pilihan pada beberapa soal kami tiadakan demi menciptakan blog ini lebih ringan dan nyaman untuk anda baca. Selamat belajar
16. Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan kecepatan $\small v_{x}(t)=2t+5$ dan $\small v_{y}(t)=6t-2$. Jika diketahui $\small t=0$ ketika benda berada di $\small x_0 = 2 m$ dan $\small y_0 = -1 m$, pada ketika $\small t=1$ detik ....
(A) $\small y = 0 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{40}m.s^{-2}$
(B) $\small y = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{40}m.s^{-2}$
(C) $\small x = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
(D) $\small x = 0 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
(E) $\small y = 4 m$ dan besar percepatan $\small \sqrt{36}m.s^{-2}$
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Percepatannya ialah turunan pertama dari fungsi kecepatan terhadap waktu. Maka percepatannya menjadi: $\small \\a_{x}=\frac{dv_{x}}{dt}\\a_{x}=\frac{d(2t+5)}{dt}=2\: \mathrm{ms^{-2}}$
dan
$\small \\a_{y}=\frac{dv_{y}}{dt}\\a_{y}=\frac{d(6t-2)}{dt}=6\: \mathrm{ms^{-2}}$
Percepatan total menjadi $\small a=\sqrt{{2}^2+{6}^2}=\sqrt{40}m.s^{-2}$.
Cari y dan x konsep ersamaan gerak:
$\small \\y=y_{o}+\int v_{y}(dt)\\y=-1+\int (6t-2)dt\\ y=-1+3t^{2}-2t\Rightarrow t=1s\\ y=-1+3(1)^{2}-2(1)\\\small y=0m$
$\small x=x_{o}+\int v_{x}(dt)\\x=2+\int (2t+5)dt\\ x=2+t^{2}+5t\Rightarrow t=1s\\ x=2+(1)^{2}+5(1)\\x=8m$
$\small \\y=y_{o}+\int v_{y}(dt)\\y=-1+\int (6t-2)dt\\ y=-1+3t^{2}-2t\Rightarrow t=1s\\ y=-1+3(1)^{2}-2(1)\\\small y=0m$
$\small x=x_{o}+\int v_{x}(dt)\\x=2+\int (2t+5)dt\\ x=2+t^{2}+5t\Rightarrow t=1s\\ x=2+(1)^{2}+5(1)\\x=8m$
Jika batang berputar sehingga tegangan tali A = 3 N, kecepatan sudut bola ialah ...
(A) $\small 2\sqrt{10} rad.s^{-1}$
(B) $\small 3\sqrt{10} rad.s^{-1}$
(C) $\small 2\sqrt{5} rad.s^{-1}$
(D) $\small 3\sqrt{5} rad.s^{-1}$
(E) $\small 4\sqrt{3} rad.s^{-1}$
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Untuk lebih gampang mengerjakan soal, ada baiknya kita menguraikan gaya gayanya terlebih dahulu.
Karena sistem seimbang, maka: $\small \sum F_{y} = 0$, sehingga, $\small T_{A}\sin{\theta} - T_{B}\sin{\theta} - W = 0$, dengan $\small \theta = 30^{\circ}$$\small T_{A} \sin{\theta} = T_{B} \sin{\theta} + W\\3 \sin{30^{\circ}} = T_{B} \sin{30^{\circ}} + 1\\\small 3 \frac{1}{2} = T_{B} \frac{1}{2} + 1\\\small 1 = T_{B} \frac{1}{2}\\2 = T_{B}$
Gaya yang menuju sentra rotasi ialah gaya sentripetal, maka, $\small T_{A} \cos{\theta} + T_{B} \cos{\theta} = F_{sp}\\ T_{A} \cos{\theta} + T_{B} \cos{\theta} = m {\omega}^2 r\\ T_{A} {\cos{\theta}} + T_{B} {\cos{\theta}} = m {\omega}^2 l {\cos{\theta}}\\\small 3+1= \frac{1}{10} {\omega}^2 1\\\small 40 = {\omega}^2\\\small \omega=\sqrt{40}=2\sqrt{10}rad.s^{-1}$
18. . Sebuah sistem mekanik diperlihatkan pada gambar.
Sudut kemiringan bidang $\small \theta = 30°$ dan bidang miring licin. Sistem berada dalam keadaan setimbang serta massa katrol dan massa pegas diabaikan. Jika setiap massa dijadikan dua kali semula, salah satu cara yang sanggup dilakukan biar sistem tetap setimbang ialah ....(A) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(B) konstanta pegas menjadi 0,5 kali semula dan pertambahan panjang pegas menjadi 2 kali semula
(C) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi setengah kali semula
(D) konstanta pegas menjadi 2 kali semula dan pertambahan panjang pegas tetap
(E) konstanta pegas tetap dan pertambahan panjang pegas menjadi 4 kali semula
Jawaban dari Pak Dimpun: D
Terlebih dahulu gaya gaya, dan alasannya ialah kita tahu sistem seimbang, maka katrol tidak berputar,
T1 bekerja pada katrol yang berdiameter 2r sedangkan T2 bekerja pada katrol yang berdiameter 4r. Sistem seimbang, maka resultan momen gaya pada sistem katrol ialah nol.$\small \sum F = 0 \\\small w_{1} \sin \theta = T_{1} + F_{pegas} \\\small w_{1} \sin \theta = T_{1} + k\Delta x ...(1)\\ \\\small \sum F = 0 \\\small T_{2} = w_{2} ...(2)\\\\\small \sum \tau = 0\\\small T_{1}.R = T_{2}.2R \\\small T_{1}= 2W_{2}\\\small T_{1} = 2T_{2} = 2 w_{2} ...(3)$
Substitusi persamaan (3) ke persamaan (1) diperoleh :
$\small w_{1} \sin \theta = 2 w_{2} + k\Delta x...(4)$
Jika $\small w_{1}^{'}=2w_{1}\: \textrm{dan} \: w_{2}^{'} =2w_{2}$ , maka persamaan (4) menjadi: $\small w_{1}^{'}\sin \theta = 2 w_{2}^{'} + k^{'}\Delta x^{'}\\\small 2w_{1}\sin \theta = 2 w_{2} + k^{'}\Delta x^{'}\\\small w_{1}\sin \theta = w_{2} + 0,5k^{'}\Delta x^{'}...(5)$ persamaan (4) sama dengan (5) diperoleh :
$\small k \Delta x = 0,5k^{'} \Delta x^{'} \\ \small k^{'} \Delta x^{'} = 2k\Delta x$ Jika $\small w_{1}$ dan $\small w_{2}$ masing-masing dilipatkan 2 kali semula dan tetap setimbang, maka pegas harus diganti dengan konstanta pegas 2 kali semula biar benda tidak bergeser.
19. Seorang pelari maraton bersiap untuk lari dengan menapakkan kakinya pada pijakan yang berketebalan $\small 8 cm$ dan luas $\small 12 cm^2$. Jika kaki pelari menekan dengan gaya 25 N pada pijakan dan modulus geser pijakan $\small 2,0 .10^5 \frac{N}{m^2}$, nilai tangen dari sudut gesernya ialah ...
Jawaban dari Pak Dimpun: E
Sebuah pijakan yang bentuknya balok, dengan luas permukaan pijakan $\small A=12 cm^2$ dan tebal $\small l= 8 cm$.
$\small \tan{\theta} = \frac{F}{A G}\\\small \tan{\theta} = \frac{25. 10^{4}}{12. 2 .10^{5}}\\\small \tan{\theta} = \frac{25}{240}\\\small \tan{\theta} = 0,104$
20. Sebuah balok kayu bermassa 7,5 kg dan bervolume $\small 0,01{m}^3$ dimasukkan ke dalam air ( $\small \rho_{air} = 1,0 10^3$ ). Besar gaya untuk menahan balok biar terbenam seluruhnya di dalam air adalah...
Jawaban dari Pak Dimpun: C
Karena benda ditahan, maka benda dalam posisi setimbang maka $\small \sum F = 0$.
Gaya angkat $\small F_{A} = \rho g V$
$\small F_{A} = 1000.10.0,01$
$\small F_{A} = 100 N$
$\small F_{A} - W= F$
$\small 100 - 75 = F$
$\small F = 25 N$
21. Di dalam sebuah wadah tertutup terdapat es dan 700 gram air pada keadaan setimbang 0°C, 1 atm. Selanjutnya, es dan air itu dipanaskan bersama - sama selama 160 detik pada tekanan tetap dengan memakai pemanas 2100 watt. Diketahui kalor lebur es $\small 80 kal.g^{-1}$, kalor jenis air $\small 1 kal.g^{-1}.K^{-1}$, dan 1 kal = 4,2 J. Pada keadaan tamat terdapat air pada suhu 20°C. Jika efisiensi pemanas 80%, massa es adalah...
Jawaban dari Pak Dimpun: C
$\small \\\eta .P.t=m_{es}.K_{L}+(m_{es}+m_{air})c_{air}\Delta t\\\small 0,8 .2100.160.(\frac{1}{4,2})=\small m_{es}.80+(m_{es}+700).1.20\\\small 3200=4m_{es}+m_{es}+700\\\small 5m_{es}=2500\\m=500\: gr$
22. Suatu baskom kokoh yang berisi gas ideal dikocok berulang-ulang. Manakah pernyataan yang benar perihal keadaan gas tersebut sesudah dikocok?
(A) Temperatur gas bertambah meskipun energi dalamnya tetap
(B) Temperatur gas bertambah tanpa gas melaksanakan usaha.
(C) Energi dalam gas berkurang alasannya ialah sebagian menjelma kalor
(D) Gas melaksanakan perjuangan sebesar penambahan energi dalamnya
(E) Temperatur gas bertambah sebanding dengan penambahan kelajuan molekul gas.
Jawaban dari Pak Dimpun: B
Karena baskom dikocok, partikel gas akan semakin sering bertumbukkan dan alhasil kelajuan molekul gas akan bertambah, tetapi alasannya ialah volumenya tidak berubah maka perjuangan gas bernilai nol.
Karena kelajuan molekul bertambah maka energi kinetik tiap partikel gas juga bertambah, maka suhunya akan naik.Sehingga, $\small \Delta{U} \sim \Delta{T} \sim {\Delta{v}}^2$
23. Dua buah balok kayu kecil A dan B terapung di permukaan danau. Jarak keduanya ialah 150 cm. Ketika gelombang sinusoida menjalar pada permukaan irteramati bahwa pada ketika t = 0 detik, balok A berada di puncak, sedangkan balok B berada di lembah. Keduanya dipisahkan satu puncah gelombang. Pada ketika t = 1 detik, balok A berada di titik setimbang pertama kali dan sedang bergerak turun. Manakah pernyataan yang benar perihal gelombang pada permukaan air tersebut?
(A) Gelombang air mempunyai panjang 200 cm
(B) Pada ketika t = 1 detik, balok B berada di titik setimbang dan sedang bergerak turun
(C) Frekuensi gelombang ialah 0,25 Hz
(D) Amplitudo gelombang ialah 75 cm
(E) Balok A akan kembali berada di puncak pada ketika t = 4,5 detik
Jawaban dari Pak Dimpun: C
$\small f=\frac{1}{T}=\frac{1}{4}=0,25 Hz$
24. Seorang anak merangkai lampu, saklar S, dan sumber tegangan menyerupai pada gambar.
Pada ketika saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah...(A) Lampu rusak
(B) Lampu meredup
(C) Lampu mati
(D) Baterai tidak menghantarkan arus listrik
(E) Lampu bertambah terang
Jawaban dari Pak Dimpun: C
Lampu mati alasannya ialah terjadi hubungan pendek - short circuit pada rangkaian listrik.
25. Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut $\small \theta = 30°$ terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kedua kawat terhubung dengan sebuah resistor $\small R=3\Omega$. Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk suatu rangkaian tertutup.
Pada tempat tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besarnya B = 2 T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan $\small v=3\frac{m}{s}$, massa batang m adalah....
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Uraikan dulu gaya-gayanya. Karena lajunya konstan, maka percepatannya 0.
Batang konduktor sepanjang l yang bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet B akan menimbulkan GGL induksi ε.
$\small \varepsilon = BLv\sin \theta \\ iR = Blv \sin 30\\ i.3 = 2.1.3.0,5\\ i = 1$
Karena batang konduktor bergerak dengan kecepatan konstan maka berlaku aturan I Newton.
$\small \\F=F_{L}\\ Bil\sin 30^{o} = mg\sin 30^{o}\\ 2.1.1=10m \\ m =\frac{ 2}{10}\\ m = 0,2kg$
26. Sejumlah atom hidrogen dipapari gelombang elektromagnetik sampai tereksitasi. Atom-atom ini kemudian memancarkan gelombang elektromagnetik sehingga turun ke keadaan dasar. Panjang gelombang terbesar dua garis spektral yang dihasilkan ialah ....
(A) 121,6 nm dan 102,6 nm
(B) 120,4 nm dan 100,4 nm
(C) 118,2 nm dan 98,2 nm
(D) 116,0 nm dan 96,0 nm
(E) 114,4 nm dan 94,4 nm
Jawaban dari Pak Dimpun: A
Panjang gelombang terbesar ketika elektron berpindah dari kulit n = 2 ke kulit n = 1, kemudian dari n = 3 ke n = 1.
Panjang gelombang terbesar:
$\small \frac{1}{\lambda}=R \left ( \frac{1}{{n_{akhir}}^2}-\frac{1}{{n_{awal}}^2} \right )\\\small \frac{1}{\lambda}=1,097 .10^7 \left ( \frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2} \right )\\\lambda = 1,216 .10^{-7} m \\\lambda = 121,6 nm$
elektron berpindah dari kulit 3 ke kulit 1. $\small \frac{1}{\lambda}=1,097 10^7 \left ( \frac{1}{{1}^2}-\frac{1}{{3}^2} \right )\\\lambda = \frac{9}{8 1,097 .10^7} \\\lambda = 1,026 .10^{-7} m \\\lambda = 102,6 nm$
27. Indeks bias beling kurang dari indeks bias air
SEBAB
Cepat rambat cahaya di dalam beling kurang dari cepat rambat cahaya di dalam air.
Jawaban dari Pak Dimpun: D
Indeks bias beling lebih dari indeks bias air. Perbandingan nilai indeks bias dua medium berbanding terbalik dengan perbandingan cepat rambat cahaya pada kedua medium tersebut.
28. Dua bola konduktor yang jejarinya berbeda disusun secara konsentris. Mula-mula, kedua bola netral. Jika bola yang di luar diberi muatan -Q, medan listrik di permukaan bola yang di dalam tidak sama dengan nol.
SEBAB
Bola yang di dalam akan menjadi bermuatan Q.
Jawaban dari Pak Dimpun: E
Medan listrik di dalam bola konduktor bermuatan = nol.
29. Sebuah bandul dengan panjang tali l diayun dengan sudut simpangan awal $\small \theta_0$ sehingga berosilasi harmonik. Diketahui panjang tali bandul dijadikan 2 kali panjang semula dan bandul dipindahkan ke suatu planet seukuran bumi dengan masssa 2 kali massa bumi. Jika bandul itu diberi simpangan awal $\small \theta_0$, yang akan terjadi adalah....
(1) Frekuensi osilasinya tetap
(2) Selisih antara energi kinetik dan energi potensial pada titik tengah antara titik setimbang dan titik simpangan maksimum ialah $\small 4mgl(2\sin{\theta_0}-1)$
(3) Energi mekaniknya membesar menjadi 4 kali
(4) Perioda osilasinya bertambah besar
Jawaban dari Pak Dimpun: B
$\small \\g' = \frac{M'}{M}.g\\ g' = \frac{2M}{M}.g\\ g' = 2g\\\\ f' =\sqrt{\frac{g'l}{gl'}}.f= \sqrt{\frac{2gl}{g.2l}}.f\\ f' = f$
30. Suatu gelombang suara mempunyai panjang gelombang 1,5 m dan cepat rambat 330 m/s. Di antara pernyataan berikut, manakah yang benar?
(1) frekuensi suara ialah 222 Hz
(2) Bunyi termasuk golongan ultrasonik
(3) Bunyi termasuk golongan infrasonik
(4) Bunyi tersebut sanggup didengar oleh indera pendengaran manusia
Jawaban dari Pak Dimpun: D
frekuensi gelombangnya: $\small f=\frac{v}{\lambda}\\f=\frac{3302}{3}\\f = 220 Hz$ Karena 220 Hz berada di antara 20-20.000 Hz, maka merupakan gelombang audiosonik yang sanggup didengar oleh indera pendengaran manusia.
Post a Comment (0)