04. Dua buah satelit, A dan B, mengorbit KUMPULAN SOAL FISIKA UM-UGM sebuah planet yang sama dengan jarijari orbit masing-masing R dan 2R. Bila kecepatan orbit satelit A adalah v, maka kecepatan orbit satelit B adalah… A. v B. 2v C. 2𝑣 D. 𝑣 2 E. 2 3𝑣 B.
Tahun 2006-2013
--Fachrizal Barus/Mas eFBe--[GO JOGJA] (UM-UGM 2008) 1.
MEKANIKA
(UM-UGM 2008) 05. Sebuah asteroid bermassa m bergerak dalam orbitnya yang berjari-jari r disekitar matahari. Dengan anggapan bahwa matahari tidak bergerak dan bermassa M, maka energy mekanik asteroid tersebut adalah… A. –GMm/r C. –GMm/2r2 E. GMm/r B. –GMm/2r D. GMm/2r
01. Sebuah mobil bergerak lurus dipercepat dengan percepatan 5 m/s2. Mobil tersebut kemudian bergerak dengan kecepatan konsatan. Setelah beberapa saat mobil mulai diperlambat 5 m/s2 hingga berhenti. Bila kecepatan ratarata mobil adalah 20 m/s dan waktu total untuk bergerak adalah 25 detik, maka mobil tadi bergerak dengan kecepatan tetap selama… A. 20 s B. 18 s C. 15 s D. 10 s E. 5 s
(UM-UGM 2013) 06. Benda bermassa 10 kg diam di atas lantai kasar. Koefisien gesek antara benda dan bidang 0,5. Pada saat t = 0 benda mulai dikenai gaya F = 50 N membentuk sudut θ terhadap horizontal, seperti tampak pada gambar. (Hal 277)
(UM-UGM 2008) 02. Bola x yang jatuh bebas dari ketinggian D bertabrakan dengan bola y yang dilemparkan ke atas dari tanah dengan kelajuan awal v. Tabrakan tadi berlangsung pada saat t = … A.
𝐷 2𝑔
D. D/2v
B.
2𝐷 𝑔
F θ
C. 2D/v
E. D/v
Jarak tempuh benda setelah bergerak selama 10 s adalah… (tan θ = 0,75) A. 5 m B. 10 m C. 15 m
(UM-UGM 2010) 03. Bola A dilepas dari ketinggian h di atas permukaan tanah. Bersamaan dengan pelepasan bola A, bola B diberi kecepatan vertical ke atas sebesar v dari permukaan tanah. Agar A dan B mencapai tanah pada saat yang sama, maka h harus memenuhi hubungan… A. h = 4v2/g B. h = 2v2/3g
D. 20 m E. 25 m (UM-UGM 2010) 07. Batu dengan berat w dilempar vertical ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal vo sepanjang perjalanan geraknya. Batu tersebut mengalami gaya gesek udara konstan f. Tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh batu adalah…
C. h = v2/2g D. h = 2v2/g E. h = v2/g (UM-UGM 2009)
A.
1
𝑣𝑜 2 2𝑔
D.
2𝑣𝑜 2 𝑔
1+
𝑓 𝑤
B. C.
𝑣𝑜 2 2𝑔
1+
𝑓 𝑤
E.
(UM-UGM 2006)
2𝑣𝑜 2 𝑔 1+
𝑓 𝑤
11. Tiga buah benda disusun seperti tampak pada gambar.
𝑣𝑜 2 2𝑔 1+
𝑓 𝑤
2m
m
(UM-UGM 2008) 08. Benda bermassa m mula-mula diam di atas lantai licin. Pada saat t=0, benda mulai dikenai gaya konstan sebesar F. Setelah gaya bekerja selama t sekon, kecepatan benda tersebut adalah v m/s. Dari informasi di atas, massa benda dapat dinyatakan dengan hubungan… A. m = Ft/v C. m = 2F/vt E. m = Fv/2t B. m = Ft/2v D. m = 2t/Fv
3m
Jika massa tali diabaikan dan dianggap tidak ada gesekan antara tali dengan katrol, serta koefisien gesek antara benda dengan bidang adalah µ, maka setiap benda akan bergerak dengan percepatan… (Hal 277)
(UM-UGM 2013) 09. Lima buah benda masing-masing bermassa 2 kg, 3kg, 4 kg, 5 kg, dan 6 kg dihubungkan dengan tali-tali yang tidak bermassa lalu ditarik dengan gaya 40 N di atas lantai sebagaimana tampak pada gambar. 2kg
3kg 4kg
5kg
A. D.
1− 𝜇 3 1+ 𝜇 2
𝑔 B.
1− 𝜇
E.
1+ 𝜇
𝑔
2
6
𝑔 C.
1+ 𝜇 2
𝑔
𝑔
(UM-UGM 2010) 12. Sebuah bola pejal berjari-jari R dan bermassa m didorong dengan kecepatan awal 3 m/s ke atas sebuah bidang miring yang memiliki kemiringan 300 dengan koefisien gesek static 0,3. Ketika menaiki bidang miring tersebut, bola menggelinding, tidak tergelincir. Ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola tersebut adalah… A. 0,06 m B. 0,32 m C. 0,84 m
6kg
F k
Bila koefisien gesek antara masingg masing benda dan lantai adalah 0,1 maka besar tegangan tali penghubung antara benda bermassa 2 kg dan 3 kg adalah…(Hal 139) A. 2 N B. 4 N C. 6 N D. 8 N E. 10 N
D. 0,92 m E. 2,32 m (UM-UGM 2009)
(UM-UGM 2008)
13. Besar tegangan tali pada system di bawah ini adalah…
10. Untuk menentukan percepatan sebuah kereta, digantungkan sebatang tongkat homogeny pada langit-langit gerbong kereta. Ketika kereta bergerak dengan percepatan sebesar a, posisi tongkat condong membentuk sudut p terhadap arah vertical. Hubungan antara a dan p adalah… A. a = g – sin p D. a = g tan p B. a = g sec p E. a = g cos p C. a = g cot p
2
A. mg
B. 2mg/3
D. mg/3
E. mg/4
C. mg/2
(UM-UGM 2013)
D. ½ 3 mg
14. Perhatikan gambar berikut. Katrol merupakan silinder pejal homogeny yang dapat berotasi pada sumbunya tanpa gesekan. Massa m1 = m, massa katrol M = 2m, dan massa m2 = 3m serta diameter katrol d.
E. ½ mg
(UM-UGM 2007) 17. Batang homogen dengan massa m berada dalam kondisi sebagaimana tampak pada gambar.
m m2
m1
h
Bila percepatan gravitasi g dan system bergerak tanpa pengaruh gaya luar, maka percepatan sudut rotasi katrol adalah… (Hal 139) A. 2g/5d B. 3g/5d C. 4g/5d
Dengan percepatan gravitasi g, besar torsi yang dialami tiang penumpu di titik tancapnya adalah... (hal 139) A. 4 mgh B. 2 mgh C. mgh
D. 6g/5d E. g/d
D. ½ mgh E. ¼ mgh
(UM-UGM 2008)
(UM-UGM 2008)
15. Sebuah keeping cakram disk memiliki momen inersia I berputar dengan kecepatan sudut ω. Kemudian dijatuhkan keeping cakram yang kedua tepat di atasnya sehingga keduanya berputar bersama-sama. Bila kecepatan sudut bersamanya adalah ω/3, ini berarti momen inersia cakram kedua adalah… A. I B. 2I C. 3I D. 4I E. 5I
18. Batang homogeny bermassa m diikat dengan tali-tali A dan B dan berada dalam keadaan setimbang sebagaimana tampak pada gambar. θ
(UM-UGM 2013)
60
A
20cm
16. Sebuah balok bermassa m digantung dengan tiga utas tali seperti tampak pada gambar berikut.
3
450
B 30 cm
Nilai tangen θ adalah… (Hal 278)
0
A. 8/5
B. 4/3
D. 3/4
E. 3/8
C. ½
(UM-UGM 2010) 19. Balok A dengan berat 100 N ditarik menaiki bidang miring oleh sebuah gaya F seperti tampak pada gambar sehingga balok bergerak dengan kecepatan konstan. 20.
1
Besar tegangan tali 1 adalah… (Hal 106) A. 1/3 mg B. ¼ mg C. 3 mg
3
F
30
H
5m
0
Besar usaha yang telah dilakukan oleh gaya F saat balok mencapai puncak bidang miring adalah… (Hal 277) A. 500 J B. 250 J C. 0 J D. -250 J
Sebaliknya bila ditarik dari B ke A diperlukan usaha sebesar 250 J. Anggap gaya dorong dan gaya taik yang dilakukan terhadap benda, sejajar dengan bidang miring., maka tinggi H bidang miring adalah… (Hal 187) A. 75 cm B. 125 cm C. 200 cm
E. -500 J
(UM-UGM 2010)
D. 325 cm E. 400 cm
21. Bola baja bermassa m bergerak horizontal dengan kelajuan awal v melalui material pasir. Bila bola tersebut berhasil masuk menembus pasir sejauh d sebelum akhirnya berhenti, maka besar gaya gesek rata-rata yang dialami bola tadi adalah… A. mv2/d B. mv/d C. mg
(UM-UGM 2009) 24. Balok bermassa 4 kg diam di atas lantai dengan koefisien gesek 0,1. Kemudian balok ditumbuk secara sentral dan elastic sempurna oleh benda bermassa 6 kg dengan kecepatan 5 m/s arah horizontal. Akibat tumbukan tersebut balok bergerak di atas lantai dan mampu menempuh jarak sejauh… A. 20 m B. 18 m C. 16 m
D. mv2/(2d) E. 2mv2/d (UM-UGM 2007) 22. Benda bermassa 4 kg diberi kecepatan awal 10 m/s dari ujung bawah bidang miring seperti tampak pada gambar.
D. 12 m
E. 10 m
(UM-UGM 2008) 25. Sebuah bola di jatuh bebaskan dari ketinggian 6,4 m. Tinggi pantulan pertama bola adalah 4,8 m. Maka tinggi pantulan bola pada pantulan ketiga adalah… A. 4,2 m C. 3,2 m E. 2,4 m B. 3,6 m D. 2,7 m
10 m/s
θ Benda mengalami gaya gesek dari bidang miring sebesar 16 N. Jika sin θ = 0,85, maka benda berhenti setelah menempuh jarak…(Hal 187) A. 3 m B. 4 m C. 5 m D. 6 m E. 8 m
(UM-UGM 2013) 26. Benda A dan B berturut-turut bermassa 3 kg dan 4 kg. Berada di atas lantai kasar dengan koefisien gesek 2/7 dan bergerak saling mendekati sehingga terjadi tumbukan yang ketidak-lentingannya sempurna. Pada saat awal tumbukan, A berkelajuan 12 m/s dan B 2 m/s. Setelah akhir tumbukan dan berhenti, A dan B menempuh jarak… A. 2,4 m B. 2,8 m C. 3,2 m
(UM-UGM 2009) 23. Usaha yang diperlukan untuk mendorong balok m = 10 kg sepanjang bidang miring kasar dari A ke B adalah 400 J.
D. 4,6 m
4
E. 5,8 m
(UM-UGM 2009)
31. Sebuah mobil bermassa M secara sederhana dapat dianggap sebagai benda di atas sebuah pegas dengan tetapan pegas k. untuk mobil saja pegas mempunyai frekuensi alamiah f 1. Jika beberapa penumpang dengan massa m berada dalam mobil, frekuensi osilasi menjadi f 2. Nilai f1/f2 dengan mengabaikan redaman yang muncul dalam system besarnya…
27. Sebuah benda dengan massa m mengalami getaran selaras. Andaikan frekuensi sudut getaran tersebut adalah ω dan ketika benda tersebut berada di koordinat x = a, momentum benda itu adalah α. Maka, momentum benda ketika berada pada x = b, adalah…. A. ± 𝑏2 + 𝑚𝑎𝜔𝛼 B. ± 𝛼 2 + 𝑚 2 𝜔 2 𝑎2 − 𝑏2 C. 𝑏2 + 𝑚𝑎𝜔𝛼 atau 𝑏2 − 𝑚𝑎𝜔𝛼 D. ± 𝛼 2 − 𝑚 2 𝜔 2 𝑎2 − 𝑏2 E. ± 𝛼 2 + 𝑚𝜔 2 𝑎2 − 𝑏2
𝑀+𝑚
A.
𝑀
𝑀
B.
𝑀+𝑚
C.
𝑀+𝑚 𝑀
D.
𝑀 𝑀+𝑚
E.
𝑀+𝑚 2 𝑀
(UM-UGM 2006)
(UM-UGM 2010)
32. Besar usaha yang dikeluarkan untuk memanjangkan pegas sejauh 2 cm adalah 0,5 J. maka untuk memanjangkan pegas itu sejauh 4 cm akan diperlukan gaya (dalam N) sebesar… A. 1 B. 10 C. 100 D. 1.000 E. 10.000
2. GETARAN DAN GELOMBANG 28. Massa 100 gram bergetar selaras pada pegas yang memiliki konstanta gaya 160 N/m. kecepatan massa ketika di titik setimbangnya adalah 4 m/s. periode getaran tersebut adalah… A. 0,628 s B. 0,225 s C. 0,256 s
(UM-UGM 2006) 33. Dua buah pegas dengan nilai konstanta gaya k yang sama, dipasang pada sebuah benda bermassa m seperti tampak pada gambar.
D. 0,157 s E. 0,144 s L
(UM-UGM 2010) 29. Diantara persamaan-persamaan berikut yang menggambarkan hubungan antara percepatan dan pergeseran sebuah benda yang sedang bergetar harmonic adalah… A. a = 4x2 B. -4x2 C. 4x D. -4x E. –x2
x
L
Mula-mula pegas mempunyai panjang tak teregang sebesar L, kemudian benda m digeser sejauh x ke titik A pada arah tegak lurus susunan pegas. Usaha yang dilakukan kedua pegas terhadap benda ketika benda bergerak dari posisi A ke posisi mula-mula adalah…
(UM-UGM 2008) 30. Massa 1 kg bergetar harmonic sederhana pada system pegas dengan tetapan gaya 400 N/m. Jika amplitude getaran tersebut 5 cm, maka kecepatan massa tersebut pada saat melewati titik setimbang adalah… A. 8 m/s C. 2 m/s E. 0,5 m/s B. 4 m/s D. 1 m/s
A. 2k 𝑘
𝑥 2 + 𝐿2 − 𝐿 𝑥 2 + 𝐿2 + 𝐿
B. 2 C. k(x2 + L2) D. kx2/L
(UM-UGM 2013)
5
2
2
E. k 𝑥 2 + 𝐿2 − 𝐿 (UM-UGM 2009)
38. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1kHz mendekati seorang pengamat yang juga mempunyai sumber bunyi dengan frekuensi sama. Jika pengamat mendengar 5 layangan per detik, dengan mengambil laju bunyi di udara 340 m/s maka laju sumber bunyi yang sedang bergerak adalah… A. 1,7 m/s C. 3,2 m/s E. 5,3 m/s B. 7,1 m/s D. 8,4 m/s (UM-UGM 2007)
2
34. Sebuah batang silinder homogeny dengan modulus young E, luas penampang A, massa m, dan panjang l, diputar secara uniform sekitar sumbu vertical melalui salah satu ujungnya. Jika tegangan batas elastic untuk putus adalah σ, maka frekuensi sudut pada saat batang akan putus adalah… A.
𝐸𝐴 𝑚𝑙
B.
2𝐸𝐴 𝑚𝑙
C.
𝐸𝐴 𝑚𝑙
D.
𝜎𝐴 𝑚𝑙
E.
2𝜎𝐴
39. Frekuensi gelombang yang dihasilkan sebuah sirene naik dari 200 Hz menjadi 800 Hz pada amplitude gelombang yang tetap konstan. Perbandingan intensitas antara gelombang berfrekuensi 800 Hz terhadap 200 Hz adalah… A. 1:1 B. 8:1 C. 2:1 D. 4:9 E. 16:1
𝑚𝑙
(UM-UGM 2006) 35. Dua batang A dan B terbuat dari bahan yang sama. Dalam keadaan netral (bebas dari beban), batang B memiliki panjang dua kali panjang A dan luas penampang A dua kali luas penampang B. Jika kedua batang ditegangkan dengan gaya yang sama besar, maka batang A bertambah panjang sebesar x sedangkan batang B bertambah panjang sebesar y. Hubungan antara x dan y adalah… A. y = x/4 C. y = x/2 E. y = x B. y = 2x D. y = 4x
(UM-UGM 2007)
3. ZAT DAN KALOR 40. Tiga jenis cairan di dalam pipa U berada dalam keadaan setimbang sebagaimana tampak pada gambar.
(UM-UGM 2013) 36. Suatu gelombang dengan panjang gelombang 2 m menjalar dengan laju 6 m/s meninggalkan medium A dan masuk melewati medium B sehingga panjang gelombangnnya menjadi 3 m. Laju gelombang dalam medium B adalah… A. 12 m/s B. 9 m/s C. 6 m/s D. 5 m/s
60cm
1
3 90 cm
A
a
E. 2,5 m/s
B 2
(UM-UGM 2009) Rapat massa cairan 1 dan 2 berturut-turut 2,5 g/cm3 dan 4 g/cm3. Jika tekanan udara luar 1 atm (76 cmHg) dan rapat massa raksa 13,5 g/cm3, maka tekanan di titik A adalah…(278) A. 90 cmHg B. 70 cmHg C. 50 cmHg D. 40 cmHg E. 20 cmHg
37. Tingkat intensitas sejauh 15 m dari sebuah sumber bunyi kecil adalah 50 dB. Dengan menganggap gelombang bunyi merambat ke segala arah, maka tingkat intensitas bunyi sejauh 150 m dari sumber bunyi tersebut adalah… A. 2 dB B. 5 dB C. 10 dB D. 25 dB E. 30 dB
(UM-UGM 2010) 41. Sepotong balok kayu terapung di atas air dengan 75% volumenya tenggelam
(UM-UGM 2006)
6
B. 250 R
dalam air. Bila volume balok itu 5000 cm3, maka massa balok itu dalam kg adalah… A. 3,75 B. 5,15 C. 6,25 D. 7,75 E. 9,50
D. 75 R
(UM-UGM 2013) 47. Suatu thermometer menunjukkan suhu 200C ketika es mencair dan menunjukkan angka 1400C ketika air mendidih. Kenaikan skala thermometer tersebut linier terhadap kenaikan suhu. Angka yang ditunjukkan thermometer ketika thermometer berskala Fahrenheit menunjukkan angka 00 adalah… A. -8,44 B. -18,44 C. -28,44
(UM-UGM 2007) 42. Suatu padatan memiliki volume 8 cm 3 dan bermassa 20 g. Massa padatan tersebut ketika ditimbang dengan mencelupkannya ke dalam suatu cairan yang rapat massanya 2 g/cm3 adalah… A. 4 g B. 10 g C. 12 g D. 16 g E. nol (UM-UGM 2010)
D. -48,44 E. -58,44
43. Benda yang volumenya 100 cm3, ketika ditimbang di dalam air murni menunjukkan massa semunya sebesar 120 gram. Jika rapat massa air murni 1 g/cm3, maka rapat massa benda tersebut adalah… A. 2400 kg/m3 B. 2200 kg/m3 C. 200 kg/m3 D. 1800 kg/m3 E. 1600 kg/m3
(UM-UGM 2009) 48. Dua kilogram es bersuhu 00C dicampur dengan 8 kg air bersuhu t0C. Campuran tersebut mencapai suhu setimbang 200C tanpa pertukaran kalor dengan lingkungan. Dengan kalor jenis air 1 kkal/kg.K, kalor jenis es 0,5 kkal/kg.K, dan kalor lebur es 80 kkal/kg, maka nilai t adalah… A. 10 B. 15 C. 20 D. 40 E. 45
(UM-UGM 2009) 44. Dua gas ideal monoatomik A dan B memiliki suhu yang sama. Gas A memiliki massa m sedangkan gas B massanya 4m. Rasio perbandingan kecepatan rata-rata gas A dan gas B adalah… A. 1 B. 2 C. 4 D. 8 E. 16
(UM-UGM 2010) 49. Dua calorimeter A dan B berisi air dengan volume yang sama pada suhu 300C. Lima gram logam Al dicelupkan ke A dan lima gram campuran logam dicelupkan kedalam B. Temperatur setimbang dalam A adalah 320C sedangkan dalam B adalah 31,50C. Temperatur awal kedua logam adalah sama yaitu 500C. Jika panas jenis Al sekitar 0,89 J/gr K, maka panas jenis logam campuran itu adalah… J/gr K A. 0,97 B. 0,89 C. 0,60 D. 0,65 E. 0,48
(UM-UGM 2010) 45. Suatu system gas ideal monoatomik mengalami proses kompresi adiabatic. Mula-mula tekanannya adalah 1 atm, volumenya 1 m3, dan suhunya 300 K. bila setelah ekspansi suhu gas menjadi 1200 K, maka volume gas pada keadaan akhir menjadi…m3 A. 1/4 B. 1/8 C. 1/16 D. 1/32 E. 1/64
(UM-UGM 2007) 50. Kalor jenis es 0,5 kal/gr0C, kalor lebur es 80 kal/gr0C, dan kalor jenis air 1 kal/gr0C. Setengah kilogram es bersuhu -200C dicampur dengan sejumlah air bersuhu 200C, sehingga mencapai keadaan akhir berupa air seluruhnya bersuhu 00C. Massa air mula-mula adalah… A. 1,5 kg B. 2,25 kg C. 3,75 kg D. 4,5 kg E. 6 kg
(UM-UGM 2013) 46. Satu mol gas ideal monoatomik dipanaskan pada tekanan konstan 1 atm sehingga suhu gas tersebut naik dari 00C menjadi 1000C. Bila R adalah tetapan gas umum, maka besar perubahan energy dalam gas tersebut adalah… A. 350 R C. 150 R E. 50 R
7
(UMG-UGM 2006)
E. 0,3a;0,7a;2,3a (UM-UGM 2009)
51. Dua macam zat cair sejenis tapi berbeda suhu dicampur. Massa zat cair yang lebih panas (m1) sama dengan dua kali massa zat cair yang lebih dingin (m 2). Suhu awal zat cair yang lebih panas (T1) juga sama dengan dua kali suhu zat cair yang lebih dingin (T2=300C). Suhu campuran pada keadaan setimbang adalah… A. 550C B. 500C C. 450C D. 400C E. 350C (UM-UGM 2008)
55. Perhatikan gambar berikut. y R
cermin
datar
R
C
Jika cermin diputar terhadap sumbu Y dengan kelajuan 100 rpm, maka berkas pantulan cahaya C akan terputar dengan kelajuan… A. 0 rpm C. 141 rpm E. 10000rpm B. 100 rpm D. 200 rpm
52. Empat liter gas Ne pada suhu 200 K dan tekanan 2 atm mengalami proses isobaris sehingga mencapai suhu akhir 600 K. Usaha yang dilakukan gas selama proses ini adalah… A. 8 liter atm B. 12 liter atm C. 16 liter atm D. 20 liter atm E. 24 liter atm
(UM-UGM 2013)
(UM-UGM 2007)
56. Sebuah benda diletakkan 4 cm dari sebuah cermin cekung yang berjari-jari 12 cm. perbesaran bayangan yang terjadi adalah… A. 1,5 B. 2 C. 3 D. 4 E. 6
53. Sebuah mesin kalor dirancang dapat menyerap kalor pada suhu 5270C dan membuang kalor tersebut pada suhu 3270C. Dengan adanya input kalor sebesar 3000 J, besar usaha terbesar yang bisa dilakukan mesin tersebut adalah… A. 3000 J C. 1200 J E. 400 J B. 1600 J D. 750 J
(UM-UGM 2007) 57. Jarak dari sebuah benda ke sebuah lensa cembung adalah 100 mm. Bayangan yang terbentuk memiliki tinggi dua kali tinggi bendanya. Untuk membuat bayangan benda menjadi lima kali tinggi benda, maka jarak benda ke lensa harus diubah menjadi… A. 80 mm B. 75 mm C. 70 mm D. 65 mm E. 60 mm
(UM-UGM 2013)
4. OPTIK
(UM-UGM 2010) 54. Sebuah lampu berada diantara dua buah cermin datar yang saling berhadapan. Jarak kedua cermin adalah a. Lampu tadi berada pada jarak 0,3a dari salah satu cermin (cermin pertama). Berikut ini adalah jarak tiga bayangan pertama lampu dibelakang cermin pertama yaitu… A. 0,3a;0,6a;0,9a B. 0,3a;2,3a;4,3a C. 0,3a;0,7a;1,7a D. 0,3a;1,7a;2,3a
58. Sebuah objek yang bercahaya berada jarak L dari sebuah layar. Agar objek ini memiliki bayangan jelas di layar, maka panjang focus maksimum yang dapat dimiliki oleh sebuah lensa yang berada di antara objek dan layar adalah… A. 4L B. 2L C. L D. L/2 E. L/4 (UM-UGM 2008)
8
59. Sebuah benda berada 20 cm di sebelah kiri lensa I (panjang focus + 10 cm). Lensa II (panjang focus + 11,5 cm) berada 30 cm di kanan lensa I. Jarak benda asli dengan bayangan akhir adalah… A. ~ C. 50 cm E. 0 cm B. 100 cm D. 28 cm
5. LISTRIK MAGNET 64. Perhatikan gambar berikut : Tiga buah kapasitor identik P, Q, dan R Q yang mula-mula P tidak bermuatan R dihubungkan dengan sebuah baterai. Bila dibandingkan dengan besar tegangan listrik pada kapasitor Q dan R, maka besar tegangan listrik pada kapasitor P adalah… A. 1/8 kalinya B. 1/4 kalinya C. Sama besar D. 2 kalinya E. 4 kalinya
(UM-UGM 2013) 60. Sebuah lensa cembung-cembung terbuat dari suatu kaca dengan indeks bias 1,5 dan memiliki jarak focus 2,5 cm di udara. Untuk keperluan tertentu, lensa tersebut dibenamkan ke suatu cairan yang indeks biasnya 1,3. Maka jarak focus lensa dalam cairan tersebut adalah… A. 2,8 cm B. 4,2 cm C. 5,6 cm D. 6,6 cm
E. 8,1 cm
(UM-UGM 2009)
(UM-UGM 2006)
61. Sebuah benda bercahaya terpisah dari layar sejauh D. Panjang focus maksimum sebuah lensa yang ditempatkan antara layar dan benda agar objek tetap terfokus di layar adalah… A. 4D B. 2D C. D D. D/2 E. D/4
65. Sebuah kubus memiliki rusuk-rusuk dengan panjang 20 cm. bila muatan 100mC menempati pusat kubus, maka besarnya usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan lain +10 mC dari satu titik sudut ke titik sudut kubus adalah… A. Nol B. 5 mJ C. 10 mJ D.15 mJ E.25 mJ
(UM-UGM 2006) 62. Panjang gelombang dalam Å yang menyinari dua buah celah identik yang terpisah sejauh 0,1 cm, ketika frinji-frinji terang yang diamati sejauh 60 cm dari layar tampak terpisah sejauh 0,048 cm adalah… A. 8.000 B. 6.000 C. 4.000 D. 3.000
(UM-UGM 2006) 66. Dua buah kapasitor identik yang mulamula belum bermuatan terhubung secara seri dengan sebuah baterai 10 V. Bila hanya salah satu dari kedua kapasitor itu di hubungkan dengan baterai 10 V tadi, maka energy yang tersimpan adalah E. Energi total yang tersimpan saat kedua kapaitor terhubung secara seri dengan baterai adalah… A. 1/4 E B. 1/2 E C.E D. 2E E.4E
E. 2.000
(UM-UGM 2006) 63. Sebuah celah selebar a disinari oleh sebuah cahaya monokromatik yang panjang gelombangnya λ. Agar minimum pertama pola difraksi tepat jatuh pada sudut 300, maka nilai a adalah… A. 1/2 λ B. 3/4 λ C. 2 D. 3/2 λ E. 2 λ
(UM-UGM 2006) 67. Kapasitor 5µF diberi muatan dengan baterai 20 V lalu diisolasi. Selanjutnya kapasitor ini dihubungkan secara parallel dengan kapasitor 20µF yang mula-mula
(UM-UGM 2007)
9
tidak bermuatan. Besar muatan akhir yang dimiliki oleh kapasitor 5µF sekarang adalah… A. 100µC B. 80µC C. 60µC D. 40µC E. 20µC
dan dihubungkan dengan beda potensial sebesar V. Sebuah ion bermuatan 3 satuan elementer berawal dari salah satu pelat dan mengalami percepatan ke pelat yang lain. Energy kinetic akhir dari ion tadi adalah… A. eV/3 B. 2eV/3 C. eV D. 3eV E. 3deV
(UM-UGM 2007) 68. Perhatikan gambar.
(UM-UGM 2009) +Q
-2Q 1m
72. Sistem tiga muatan listrik seperti terlihat pada gambar.
1m
Muatan +Q coulomb ditempatkan di x = 1 m dan muatan -2Q coulomb di x = +1 m. muatan uji +q coulomb yang diletakkan di sumbu x akan mengalami gaya total nol jika diletakkan di x = … A. – (3 + 8 ) m B. – 1/3 m C. 0 m D. 1/3 m E. (3 + 8 ) m (UM-UGM 2008) 69. Dua muatan titik diletakkan pada sumbu x seperti tampak pada gambar. +Q
+2Q
-3a
+3a
4 cm Q1
2 cm Q2
Q3
q1 = +16x10-9 C dan q2 = -9x10-8 C. Diketahui bahwa muatan q2 berada dalam keadaan setimbang. Tenaga potensial elektrostatik muatan q2 dalam satuan 10-7 J adalah… (279:13) A. -96 B. -89 C. -76 D. -66 E. -56 (UM-UGM 2010)
73. Dua buah konduktor (A dan B), terbuat dari bahan yang sama dan dengan panjang yang sama pula. Kawat A merupakan kawat padat dengan diameter 1m, sedangkan kawat B adalah kawat berlubang dengan diameter dalam 1 m dan diameter luarnya 2 m. Besar perbandingan hambatan RA/RB adalah… A. 4 B. 3 C. 2 D. 2 E. 1
Muatan +2Q ditempatkan di x = +3a dan muatan +Q ditempatkan di x = -3a. Besar medan listrik di titik asal O akan sama dengan nol bila muatan ketiga +4Q diletakkan di… A. x = +6a B. x = +2a C. x = +a D. x = -2a E. x = -6a (UM-UGM 2009)
(UM-UGM 2013)
70. Dua buah partikel QA dan QB terletak pada sumbu x, dengan partikel A di x = a dan partikel B di x = -2a. Agar suatu partikel C di x = 0 tidak mengalami gaya listrik bila QB = … A.4QA B. 2QA C. QA D. –2QA E. -4QA
74. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut. Jika nilai r = 10 ohm dan pada resistor 800 ohm mengalir arus listrik sebesar 1,2 mA, maka besar Ɛ adalah…(279)
(UM-UGM 2013) 71. Dua pelat konduktor sejajar terpisah sejauh d diletakkan dalam ruang hampa
10
(UM-UGM 2006) 78. Perhatikan gambar rangkaian berikut.
A. 2 V B. 4 V C. 6 V D. 10 V E. 12 V (UM-UGM 2010) 75. Perhatikan gambar.
Besar arus listrik pada hambatan 4 ohm adalah…(108) A. 1,25 A B. 1 A C. 0,75 A D. 0,60 A E. 0,25 A (UM-UGM 2007)
Jika pembacaan voltmeter menunjukkan nilai 10,5 V, maka besar arus listrik yang mengalir melalui rangkaian adalah… A. 0,05 A C. 0,3 A E. 0,7 A B. 0,1 A D. 0,9 A
79. Perhatikan gambar, Jika ammeter A1 dilewati arus 10 A, maka arus yang melewati ammeter A2 adalah… (140)
(UM-UGM 2013) 76. Besar arus listrik yang mengalir melalui hambatan 5 ohm adalah…(279) A. 2 A
B. 4 A C. 6 A D. 8 A E. 10 A
(UM-UGM 2008)
A. 3 A
B. 2,4 A
D. 0,67 A
E. 0,42 A
80. Arus listrik 3 A mengalir dari X menuju Y sehingga besar beda potensial antara X dan Y adalah 12 volt. Besar hambatan R adalah…(189)
C. 1,5 A
(UM-UGM 2010) 77. Bila I adalah arus yang melalui hambatan 8 ohm, maka besar kuat arus yang mengalir melalui hambatan 5 ohm adalah… (45)
A. 1 ohm B. 2 ohm ohm E. 5 ohm
C. 3 ohm D. 4
(UM-UGM 2009)
A. I
B. 2I
C. 3I
D. 4I
81. Perhatikan gambar berikut. Apabila titik a dan b dihubungkan dengan sebuah kawat penghantar yang memiliki hamabtan 0,0002 ohm, maka besar kuat arus yang mengalir melalui kawat penghantar tersebut adalah…(140)
E. 5I
11
4Ω
85. Dua kawat logam P dan Q pada ruang hampa terpisah pada jarak 4 cm dan secara berurutan membawa arus 1 A dan 5 A yang mengalir pada arah yang sama. Jika P dipertahankan sedangkan Q bebas bergerak, maka gaya per satuan panjang yang harus dikenakan pada Q agar tetap pada posisi yang sama bernilai sekitar… A. 2,5x10-5 N/m, mendekati P B. 2,5 x105 N/m, menjauhi P C. 5x10-5 N/m, mendekati P D. 5 x10-5 N/m, menjauhi P
1Ω
a
b 16Ω
4Ω
A. 0 A B. 1,2 A 3,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E.
(UM-UGM 2008) 82. Dua buah resistor yang sama besar dan terhubung seri, dirangkaikan dengan sebuah baterai sehingga daya total yang terdisipasi adalah 20 watt. Bila kedua resistor dihubungakan parallel, maka besar daya total yang terdisipasi adalah… A. 80 W B. 60 W C. 40 W D. 20 W E. 10 W
E. 7,5 x10-5 N/m, tegak lurus bidang yang dibentuk P dan Q (UM-UGM 2007) 86. Sebuah elektron bergerak ke arah sumbu x positif memasuki daerah yang memiliki medan listrik E kea rah sumbu z positif. Agar elektron tersebut tetap bergerak lurus, maka di daerah tadi harus ditambahkan medan magnet dengan arah ke sumbu… A. z+ B. z- C. x+ D. x- E. y-
(UM-UGM 2006) 83. Sebuah iduktor dan kapasitor masingmasing dengan induktansi dan kapasitansi 20µH dan 4 F dihubungkan secara seri dengan generator 60 Hz, 120 V AC. Besar beda potensial pada ujungujung inductor adalah sekitar… A. 84 V B. 108 V C. 132 V D. 144 V E. 160 V
(UM-UGM 2013) 87. Sebuah proton bergerak kearah sumbu +Z setelah dipercepat melalui suatu beda potensial tertentu. Proton itu kemudian melalui suatu daerah dengan medan listrik E ke arah sumbu +X dan medan magnet B ke arah sumbu +Y. Ternyata arah gerak proton tidak terpengaruh. Bila percobaan ini diulang dengan mengganti proton dengan sebuah electron, maka electron akan… A. Terbelokkan kea rah sumbu –X B. Terbelokkan kea rah sumbu +X C. Terbelokkan kea rah sumbu +Y D. Terbelokkan kea rah sumbu –Y E. Tidak terpengaruh arah geraknya
(UM-UGM 2006)
84. Perhatikan gambar. 1 2 d I
2I P
(UM-UGM 2007) Jarak titik P dari kawat 1 agar pada titik tersebut tidak merasakan induksi magnetic adalah… A. 3d/2 C. d E. d/3 B. 4d/3 D. 2d/3
88. Partikel dengan muatan dua kali muatan electron bergerak dalam medan magnet homogen B secara tegak lurus. Besar medan B adalah π/4 tesla. Bila frekuensi sinklotron partikel tadi adalah 1600 Hz, maka besar massanya adalah…
(UM-UGM 2013)
12
A. B. C. D. E.
2,5x10-29 1,2x10-23 3,3x10-23 5,0x10-23 7,5x10-23
kg kg kg kg kg
D. 0,5 T kearah sumbu y negative E. 2.0 T kearah sumbu z positif (UM-UGM 2009)
(UM-UGM 2008)
6. FISIKA MODERN
89. Suatu rangkaian RLC seri dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan maksimum 100 V. Bila amplitude tegangan VR, VL, dan VC sama besar, maka nilai VR adalah… A. 33 V C. 67 V E. 100 V B. 50 V D. 87 V
92. Dua partikel dengan massa sama besar tetapi dengan muatan listrik berbeda yaitu q2 = 9 µC dan q2 = 1 µC dilepas tanpa kelajuan awal dari titik A. kedua partikel lalu mengalami gerak dipercepat menuju titik B oleh beda potensial listrik antara A dan B sebesar 1 kV. Besar perbandingan panjang gelombang de Broglie partikel kedua dan partikel pertama adalah… A. 3 B. 2 C. 1 D. ½ E. 1/3
(UM-UGM 2013) 90. Sebuah radio biasnya di tunning agar dapat menerima siaran suatu stasiun radio dengan mengubah nilai kapasitor dalam sebuah rangkaian LC. Untuk menerima siaran dari stasiun yang memancarkan siaran dalam frekuensi 66 kHz, kapasitor radio tersebut di tunning pada nilai C1. Untuk menerima siaran dari stasiun yang memancarkan siaran dalam frekuensi 1200 kHz, maka kapasitor harus di tunning pada kapasitas… A. 4C1 B. 2C1 C. C1/2 D. C1/4
(UM-UGM 2007) 93. Pada peristiwa efek fotolistrik kelajuan maksimum elektron yang lepas dari logam bergantung pada… (1) Intensitas cahaya yang dating (2) Frekuensi sinar datang (3) Sudut yang dibentuk oleh cahaya terhadap permukaan logam (4) Energy ambang logam
E. C1 2
(UM-UGM 2009)
(UM-UGM 2007)
91. Partikel bermuatan q =-0,04 C bergerak tegak lurus masuk ke dalam daerah bermedan magnet seragam B dengan kecepatan v = 2x104 m/s sebagaimana yang tampak pada gambar. v
z
94. Benda hitam pada suhu T memancarkan radiasi dengan daya sebesar 300 mW. Radiasi benda hitam tersebut pada suhu ½ T akan menghasilkan daya sebesar… A. 300 mW B. 150 mW C. 75 mW D. 37,5 mW E. 18,75 mW
y
(UM-UGM 2009)
x F Akibatnya partikel tersebut mengalami gaya magnet sebesar 400 N. Maka dapat kita simpulkan bahwa besar medan magnet B adalah… A. 1,5 T kearah sumbu y negative B. 1,5 T kearah sumbu y positif C. 0,5 T kearah sumbu y positif
95. Sebuah bahan dari nikel (Z=28) ditembaki dengan elektron berkelajuan tinggi. Energy kinetic minimum elektron yang dibutuhkan agar proses tadi dapat menghasilkan sinar X dalam deret K bernilai sekitar… A. 10 eV B. 100 eV C. 1.000 eV D. 10.000 eV E. 100.000 eV (UM-UGM 2006)
13
102. Inti AXz akan mengalami peluruhan spontan dalam dua tahap untuk menghasilkan inti A-1Xz-1. Reaksi-reaksi berikut paling berpeluang terjadi dalam tiap tahapan akan mengalami… Tahap pertama Tahap kedua A pemancaran pemancaran partikel β partikel ᵞ B pemancaran pemancaran partikel β partikel alfa dan antineutrino C pemancaran pemancaran sinar ᵞ partikel alfa D pemancara satu pemancaran dua deuteron neutron E pemancaran pemancaran partikel β partikel alfa dan neutrino
96. Energy yang dibutuhkan untuk melepaskan kedua elektron Helium pada keadaan tingkat dasar adalah 79 eV. Energy yang dibutuhkan untuk mengionisasikan atom Helium (melepaskan satu elektronnya) bernilai… A. 65,4 eV B. 54,4 eV C. 51,8 eV D. 39,5 eV E. 24,6 eV (UM-UGM 2006) 97. Dalam spectrum hydrogen, rasio panjang gelombang terpendek untuk radiasi Paschen terhadap panjang gelombang terpanjang radiasi Balmer adalah… A. 5/48 B. 5/4 C. 1/3 D. 3 E. 9 (UM-UGM 2008) 98. Momentum sudut orbital yang tidak mungkin dimiliki oleh elektron dalam suatu atom adalah… A. 0 B. 2 h C. 6 h D. 10 h E. 2 14 h
(UM-UGM 2007) 103. Di dalam inti setiap bintang di jagad raya ini terjadi reaksi termonuklir yang mengakibatkan perubahan (konversi) dari hydrogen menjadi helium. Dari setiap 1kg ini hydrogen yang diubah menjadi helium terpancar energy radiasi sebesar 6x1014 J. Perkirakanlah massa helium yang terletak dibentuk diseluruh bintang yang ada di galaksi bimasakti dengan menganggap unsure galaksi kita ini 1010 tahun dan energy radiasi yang dipancarkan oleh semua bintang itu tiap detiknya 4x1035 Watt… A. 1035 kg B. 2x1039 kg C. 3x1039 kg D. 4x1039 kg E. 5x1042 kg
(UM-UGM 2008) 99. Ketika atom hydrogen mengalami transisi dari tingkat eksitasi kedua menuju ke keadaan dasar, energy dari foton yang dipancarkannya adalah… A. 0 eV B. 1,2 eV C. 9,1 eV D. 12,1 eV E. 13,6 eV (UM-UGM 2009) 100. Umur paruh dari Radium adalah 1600 tahun. Bila sebongkah batu mengandung 0,2 gram radium, maka jumlah radium dalam batu tersebut 12800 tahun yang lalu adalah… A. 31,2 g C. 51,2 g E. 71,2 g B. 41,2 g D. 61,2 g
(UM-UGM 2008) 104. Sebuah meson 𝝅 memiliki umur paro T. Bila suatu berkas meson 𝝅 bergerak dengan kecepatan 𝜷𝒄. Maka intensitas berkas meson 𝝅 tadi akan menjadi setengah nilai mula-mulanya pada jarak… A. 𝜷𝒄T(1-𝜷)/(1+𝜷) B. c𝜷T/(1-𝜷2)1/2 C. 𝜷vT D. (1-𝜷2)1/2 vT E. 𝜷cT
(UM-UGM 2013) 101. Umur paruh 24Na adalah 15 hari. Waktu yang diperlukan agar 75% sampel nuklida yang mengandung nuklida ini meluruh adalah… A. 15 hari B. 30 hari C. 45 hari D. 60 hari E. 75 hari (UM-UGM 2006)
(UM-UGM 2010)
14
105. Setelah menyerap suatu neutron, suatu inti atom memancarkan partikel 𝜷dan kemudian terbelah menjadi dua partikel alfa. Dengan demikian nilai (A,Z) inti atom awal berturut-turut adalah… A. 8,4 B. 7,3 C. 7,2 D. 6,3 E. 6,2
110. Sebuah partikel dengan massa diam m bergerak dengan kelajuan 0,6c. Besar energy kinetiknya adalah… A. 1,25 mc2 B. mc2 C. 0,25 mc2 D. 0,22 mc2 E. 0,18 mc2 (UM-UGM 2010)
(UM-UGM 2010) 106. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 3/5 c berbenturan dengan benda yang serupa tetapi bergerak dengan kecepatan 3/5 c kearah berlawanan. Bila setelah berbenturan kedua benda menyatu dan tidak ada energy yang teradiasikan, maka massa benda gabungan setelah benturan adalah… A. 4 kg B. 6,4 kg C. 8 kg D. 10 kg E. 13,3 kg
Suatu hari Einstein pernah ditanya oleh seorang wartawan, “Mr.Einstein, jika anda diberi kesempatan untuk mengajukan pertanyaan kepada Tuhan, maka pertanyaan seperti apa yang akan anda tanyakan?”
(UM-UGM 2006) 107. Sebuah foton membentur sebuah elektron yang awalnya dalam keadaan diam. Proses ini menghasilkan pasangan elektron-positron dan fotonya lenyap. Dua elektron dan satu positron tadi bergerak dengan kelajuan yang sama dan arah yang sama pula. Energy foton tadi bernilai sekitar… A.mc2 B. 2mc2 C. 3mc2 D. 4mc2 E. 5mc2
Lantas Einstein menjawab, “Apa yang ada sebelum Big Bang, karena setelahnya hanyalah masalah matematika saja.” Namun selang beberapa saat, “Bukan….,Bukan itu yang akan saya tanyakan….” Untuk apa Dia ciptakan semua ini. Ya..,untuk apa Dia ciptakan semua ini, karena dengan begitu saya akan mengetahui apa makna dan tujuan dari hidup saya…”
(UM-UGM 2006) 108. Kelajuan partikel yang memiliki momentum linier 5 MeV/c dan energy relativistic total 10 MeV adalah… A. 0,25c B. 0,5c C. 1/ 3 c D. 0,75c E. c (UM-UGM 2007) 109. Bila K adalah energy kinetic relativistic dari sebuah partikel dan v adalah kecepatannya, maka massa diam partikel tersebut diberikan oleh… A. K/c2 ( 𝟏 − (𝒗𝟐 𝒄𝟐 ) + 1) B. K/c2 ( 𝟏 − (𝒗𝟐 𝒄𝟐 ) + 1 – {v2c2}) C. K/c2 ( 𝟏 − (𝒗𝟐 𝒄𝟐 ) D. K/c2 ( 𝟏 − (𝒗𝟐 𝒄𝟐 ) + v2c2) E. K/c2 ( 𝟏 − (𝒗𝟐 𝒄𝟐 ) – {v2c2})
Jogja, June 13, 2014 [02.33 a.m]
(Sastrawan Fisika)
(UM-UGM 2008)
15
