Soal Fisika dan Pembahasan Tahun 1987 - WordPress.com

Dibuat oleh invir.com, dibikin pdf oleh http://creativesimo.wordpress.com

1 . Jika bayangan yang terbentuk oleh cermin cekung dengan jari-jari lengkungan 20 cm adalah nyata dan diperbesar dua kali, maka bendanya terletak di muka cermin sejauh : A . 60 cm D . 15 cm B . 30 cm E . 10 cm C . 20 cm Kunci : D Penyelesaian :

2 . Seorang yang bercacat mata miopi tak mampu melihat dengan jelas benda yang terletak lebih 50 cm dari matanya. Kaca mata yang dibutuhkannya untuk melihat benda jauh harus mempunyai kekuatan sebesar : A . -4 dioptri D . +5 dioptri B . -2 dioptri E . +2 dioptri C . +3 dioptri Kunci : B Penyelesaian :

3 . Cahaya mengenai salah satu permukaan kaca tebal dengan sudut datang 60°. Indeks bias kaca tersebut 1,50. Dengan sudut berapa (relatif terhadap garis normal) cahaya tersebut keluar dari permukaan kaca lainnya : A . 20,5° B . 35,2° C . 60° Kunci : C Penyelesaian :

SPMB/Fisika/Sipenmaru 1987

D . 75° E . 90°

1


Cahaya yang keluar lapisan media sejajar dengan cahaya datang. r= i = 60° jadi : 4 . Sebuah partikel bergerak harmonik dengan periode 6 detik dan amplitudo 10 cm. Kelajuan partikel pada saat berada 5 cm dari titik setimbangnya adalah : A . 7,09 cm/s B . 9,06 cm/s C . 10,07 cm/s Kunci : B Penyelesaian :

D . 11,07 cm/s E . 19,12 cm/s

5.

Sebuah balok yang massanya 80,5 kg tergantung pada dua utas tali yang bersambungan seperti yang terlihat pada gambar. Jika percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s², maka besarnya tegangan pada tali horisontal A adalah :


2


A . 80,5 N B . 385 N C . 598,5 N Kunci : E Penyelesaian :

D . 643,7 N E . 788,9 N

Balok dalam keadaan seimbang, syarat seimbang : 1. Fx = 0 2. Fy = 0 Syarat 1 : Fx = 0 T B cos 45° - T A = 0 T B cos 45° = T A Syarat 2 : T B sin 45° - mg = 0 T B sin 45° = mg Karena sin 45° = cos 45° maka : T A = mg = 80,5 kg x 9,8 m/s² T A = 788,9 N 6 . Seorang yang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 9,8 m/s² maka daya yang dikeluarkan orang itu adalah : A . 73,5 W D . 450 W B . 75 W E . 4410 W C . 147 W Kunci : A Penyelesaian :

Energi potensial yang akan didapat orang untuk menaiki tangga A dan B adalah sama. EP = mgh = (60kg)(9,8 m/s²)(15 m) = 8820 joule. SPMB/Fisika/Sipenmaru 1987

3


t = 2 menit = 120 sekon. Daya yang dikeluarkan :

7 . Dalam gelas berisi 200 cc air 40°C kemudian dimasukkan 40 gram es 0°C. Jika kapasitas kalor gelas 20 kal/°C dan kalor lebur es adalah 80 kal/gram suhu setimbangnya : A . 0°C D . 21,6°C B . 18,5°C E . 28,0°C C . 12,6°C Kunci : D Penyelesaian :

Pada keadaan setimbang : "Kalor yang diserap - kalor yang dilepaskan" (M es x KL es ) + [M es x C air x (t akhir - 0)] = [M air x C air x (40 - t akhir )] + C gelas (40 - t akhir ) (40 x 80) + [40 x 1 (t akhir - 0)] = [200 x 1 x (40 - t akhir )] + 20(40 - t akhir ) 3200 + 40t akhir = 8000 - 200t akhir + 800 - 20t akhir 260t akhir = 5600 t akhir = 21,53°C 8 . Sebuah ammeter terdiri dari galvanometer yang dapat dilalui arus listrik maksimum 1 mA dengan resistansi 2 ohm dan dirangkai paralel dengan resistor sebesar 0,0002 ohm. Dengan demikian, ammeter dapat digunakan untuk mengukur arus listrik sampai : A . 10 ampere D . 10,1 ampere B . 10, 0001 ampere E . 11 ampere C . 10,01 ampere Kunci : B Penyelesaian :


4


9 . Tiga buah hambatan : 3 ohm, 2 ohm, dan 6 ohm disusun pararel kemudian dipasang pada sumber tegangan, ternyata kuat arus yang keluar dari elemen 3A. Tetapi jika disusun seri dan dipasang pada elemen yang sama ternyata arus yang keluar 0,5A. Maka GGL elemen dan hambatan dalam elemen adalah : A . 4 volt; 1 ohm D . 1,5 volt; 1,5 ohm B . 6 volt; 1 ohm E . 8 volt; 1,5 ohm C . 3,6 volt; 0,4 ohm Kunci : B Penyelesaian :


5


10 .

Untuk mengukur hambatan (R) dipakai suatu rangkaian sebagaimana diperlihatkan pada gambar. Batere E dengan ggl 12 V yang hambatan dalamnya diabaikan, dihubungkan seri dengan hambatan yang dicari (R) dan volt meter (V) yang hambatannya (R v ) 20M . Jika pembacaan voltmeter 2 volt besar hambatan yang dicari adalah :


6


A . 20 kiloOhm B . 50 kiloOhm C . 75 kiloOhm Kunci : D Penyelesaian :

D . 100 kiloOhm E . 120 kiloOhm

11 . Kuanta energi yang terkandung di dalam sinar ultra ungu yang panjang gelombang 3300 Angstrom, konstanta Planck 6,6 x 10 -34 Js dan kecepatan cahaya 3 x 10 8 m/s ialah :

A . 2 x 10 -19 J B . 3 x 10 -19 J C . 3,3 x 10 -19 J Kunci : D Penyelesaian :

D . 6 x 10 -19 J E . 6,6 x 10 -19 J

12 . Sebuah elektron dipercepat oleh suatu beda potensial V. Jika e = muatan elektron, m = massa elektron, dan h = konstanta Planck maka panjang gelombang de Broglie untuk elektron ini dapat dinyatakan dengan rumus : A.

D.

B.

E.

C. Kunci : C Penyelesaian :


7


13 . Persamaan gelombang transversal yang merambat sepanjang tali yang sangat panjang adalah : Y = 6 sin (0,02 x + 4 t) y dan x dalam cm dan t dalam detik maka : 1 . Amplitudo gelombang 6 cm 2 . Panjang gelombang 100 cm 3 . Frekuensi gelombang 2 Hz 4 . Penjalaran gelombang ke x positif Jawaban : A B C D E Kunci : A Penyelesaian :

14 . Untuk suatu benda tegar (rigid body) dapat dipenuhi hal berikut: 1 . Energi kinetik rotasinya bergantung pada letak poros putarnya 2 . Pusat massa benda mungkin terletak di luar benda 3 . Energi kinetik rotasinya bergantung pada bentuk benda 4 . Dengan massa, jari-jari, dan kecepatan putar yang sama, silinder berongga akan memiliki energi kinetik lebih kecil dibandingkan dengan silinder pejal Jawaban : A B C D E Kunci : A Penyelesaian :

1 . Energi kinetik rotasi : EK rotasi =

I

²

di mana I = momen inersia benda tegar yang tergantung pada bentuk bendanya. mr² (secara umum) I= Jadi Ek rotasi tergantung pada : SPMB/Fisika/Sipenmaru 1987

8


- letak poros putarnya [jawaban 1 benar] - bentuk benda [jawaban 3 benar]

2. Pusat massa benda : - letak pusat massa : ditentukan oleh perpotongan dua buah sumbu simetri atau lebih. - pusat massa benda mungkin terletak di luar benda, perhatikan contoh silinder berongga di atas. [jawaban 2 benar]

3. Energi kinetik silinder berongga dari silinder pejal. (EK) benda tegar = (EK) translasi + (EK) rotasi Silinder pejal : (EK)silinder pejal =

=

mv² +

I

²

=

mv² +

x(

=

mv² +

mv²

=

mv²

m v²)

²

catatan : . r = v Silinder berongga : (EK) silinder berongga = =

mv² +

I

²

untuk r A mendekati r B (silinder tipis), maka : r A = r B = r (EK) silinder berongga : =

mv² +

[

=

mv² +

m(2r²)

=

mv² +

mv²


m (r A ² + r B ²)

²]

²

9 = mv² Jadi : (EK) silinder berongga > dibanding (EK) silinder pejal =


15 . Besarnya tekanan gas terhadap dinding wadahnya ditentukan oleh ........ 1 . gaya total gas terhadap dinding wadah 2 . perubahan momentum molekul gas ketika menumbuk dinding wadah 3 . energi kinetik rata-rata molekul-molekul gas 4 . kerapatan molekul-molekul gas di dalam wadah Jawaban : A B C D E Kunci : E Penyelesaian :

Persamaan tekanan gas : P =

v² dari persamaan ini :

- P tergantung pada kerapatan molekul (p). [jawaban 4 benar] - tekanan tergantung pada kecepatan rata-rata (v) yang berarti juga tergantung pada : 1. EK rata-rata molekul gas 2. Penambahan momentum molekul gas ketika menumpuk dinding wadah. p = mv - (-mv) - 2 mv [jawaban 2 benar] 3. Gaya total gas terhadap dinding wadah :


10