FISIKA DAN PENYELESAIANNYA

1.

VARIASI 1 latihan UN FISIKA DAN PENYELESAIANNYA (diposting oleh www.crosblogku.blogspot.com) Seorang siswa mengukur tebal kayu dengan menggunakan jangka sorong seperti diperlihatkan pada gambar. Hasil pengukuran tersebut adalah …. a. 6,44 cm b. 6,34 cm c. 4,84 cm d. 4,74 cm e. 4,73 cm Penyelesaian : Skala utama : 4,7…. Skala nonius: skala 4 yang berimpit dengan salah satu skala utama Hasil pengukuran = 4,74 cm Jawab : D

2. Seorang berwisata naik mobil dari kota A menuju kota C dengan melewati kota B seperti diperlihatkan pada gambar. Perpindahan dan jarak yang ditempuh mobil adalah …. a. 40 km ; 70 km B 40 km b. 30 km ; 70 km c. 50 km ; 70 km d. 70 km ; 50 km 30 km e. 70 km ; 40 km Penyelesaian : A Perpindahan = 30 2 + 40 2 = 50 km

C

Jarak yang ditempuh = panjang lintasan = 30 km + 40 km = 70 km Jawab : C

3. Sebuah kereta api melakukan perjalanan dari stasion satu ke stasiun lain yang grafik hubungan v terhadap waktu diperlihatkan pada gambar di bawah ini.Jarak yang ditempuh kereta api selama perjalanan tersebut adalah … V(km/jam) a. 200 km b. 300 km 80 c. 360 km d. 400 km e. 700 km 0 2 5 7 t(jam) Penyelesaian : S = Luas trapesium = ½ 80 ( 7 + 3 ) = 400 km Jawab : D

4. Dua balok A dan B di atas bidang datar licin dan dihubungkan tali dan di tarik dengan gaya mendatar F hingga mengalami percepatan tetap 2 m/s2 seperti yang diperlihatkan pada gambar. Jika massa A= 30 kg dan massa B = 10 kg, maka gaya tegang tali T dan F adalah ….. a. 60 N dan 20 N b. 20 N dan 60 N c. 40 N dan 60 N F T A B d. 80 N dan 60 N

e. 60 N dan 80 N Penyelesaian : T = mA.a = 30.2 = 60 N F = m.a = (30 + 10 ).2 = 80 N Jawab : E

5. Planet A memiliki massa 2 kali planet B dan jari-jari 0,5 kali planet B. Perbandingan kuat medan gravitasi di permukaan planet A dan B adalah …. a. 2 : 1 b. 1 : 2 c. 1 : 4 d. 4 : 1 e. 8 : 1 Penyelesaian : Antar Planet :

gA M A = gB MB Jawab : E

 RB   RA

2

2M B   = MB 

2

 RB   0,5 R B 

  =8:1  

6. Papan triplek homogen dibentuk dengan ukuran seperti yang diperlihatkan pada gambar.Jarak antara kedua titik berat benda adalah ….. a. 4 cm b. 5 cm c. 6 cm d. 7 cm e. 10 cm Penyelesaian : y1 = 4 cm y2 = 8 +

14

Y(cm)

8

8

1 .6 = 10 cm 3

X(cm)

4

Jadi jarak antara kedua titik berat = y2 – y1 = (10 – 4) cm = 6 cm Jawab : C

16

14 Y(cm) Z2 8

Y2 Y1

Z1

4

16

X(cm)

7. Sebuah benda dipengaruhi tiga gaya yang sama besar yaitu 20 N seperti diperlihatkan pada gambar.Momen gaya total pada titik B adalah ….. a. 20 Nm b. 80 Nm c. 140 Nm d. 220 Nm e. 240 Nm Penyelesaian :

F3

C

F1

4m F2

B

3m

A

Στ = F1.3 + F2.0 + F3.4 = -20.3 + 20.4 = 20 N.m Jawab : A

8. Silinder pejal dengan jari-jari 30 cm dan massa 8 kg menggelinding tanpa slip pada bidang datar. Pada saat kecepatan linear pusat massa bola 4 m/s, maka energi kinetic total bola sebesar …… a. 8 joule b. 16 joule c. 32 joule d. 64 joule e. 96 joule Penyelesaian : Menggelinding berarti melakukan 2 gerak sekaligus yaitu gerak translasi dan gerak rotasi. Energi kinetic totalnya = Ektran + Ekrot = ½mV2 + ½ I ω2 atau Ektotal = ½mV2( k + 1 ) = ½.8.42 (½ + 1 ) = 96 joule Jawab : E

9. Dari percobaan benda bergerak lurus diperoleh hasil sebagai berikut.

Jika benda mula-mula diam maka usaha terbesar dilakukan oleh benda ….. Benda A B C D E

Massa (kg) 2 4 8 10 16

Kecepatan (m/s) 9 5 4 3 2

a. b. c. d.

e.

A B C D E

Penyelesaian : W = Ek2 - Ek1 = ½mV22 - ½mV12 WA = 81 joule (Usaha terbesar ) WB = 50 joule WC = 64 joule WD = 45 jole WE = 32 joule Jawab : A

10. Tiga buah pegas yang disusun dengan tetapan pegas seperti pada gambar. Susunan pegas pegas dipengaruhi beban 0,75 kg sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Konstanta susunan pegas tersebut adalah…. a. 25 N/m b. 50 N/m c. 75 N/m k k d. 100 N/m e. 150 N/m Penyelesaian : kp = k + k = 2k 6k

1 1 1 3 1 4 3 = + + = = , maka kt = k kt 2k 6k 6k 6k 6k 2 F = kt.x

0,75 kg

A 3 k .5 x10 −2 , maka : k = 100 N/m 7,5 = 2 Jawab : E

Jadi : kt =

3 k = 150 N / m 2 B

2m

1m 11. Sebutir kelereng massa 50 gram meluncur dipermukaan meja hingga kecepatan saat lepas dari tepi meja 2 m/s. Energi mekanik kelereng saat ketinggian 1 meter adalah …. a. 0,2 joule b. 1,1 joule c. 2,0 joule d. 11 joule e. 20 joule Penyelesaian : EmB = EmA = m.g.h1 + ½.m.V12 = 0,05.10.2 + ½.0,05.22 = 1,1 joule Jawab : B

12. Senapan melepaskan peluru 10 gram pada sebuah balok kayu 4 kg yang digantung pada seutas tali. Jika

peluru bersarang dalam balok dan balok posisinya naik 5 cm dari posisi semula maka kecepatan peluru sesaat sebelum menumbuk balok adalah …. a. 41 m/s b. 40,1 m/s c. 400 m/s d. 401 m/s Vp e. 410 m/s

5 cm Penyelesaian : Vpeluru =

m p + mb mp

2.g .h =

0,01 + 4 0,01

2.10 .5 x10 −2 = 401 m/s

Jawab : D

13. Dua buah logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi A memiliki koefisien konduksi termal 2 kali koefisien konduksi termal B dan kedua logam disambung menjadi satu.Bila ujung A bersuhu 20oC dan ujung B 80oC, maka suhu sambungan kedua logam tersebut adalah ….. a. 10 oC b. 20 oC 80oC A B c. 30 oC 20oC d. 40 oC e. 50 oC Penyelesaian :

k1 A1 ∆T1 k A ∆T = 2 2 2 , karena diketahui A1=A2 , L1=L2 dan k1=2k2, maka : L1 L2 2ΔT1 = ΔT2 2(t – 20 ) = 80 – t t = 40oC Jawab : D

14. Sebuah tangki air berisi penuh air dengan kedalaman 6 m. Jika pada jarak 1 m dari dasar tangki terdapat lubang kebocoran maka kecepatan keluar air dan jarak mendatar jatuhnya air adalah …… a. 1 m/s ; √5 m

b. √5 m/s; 1 m c. 5√2 m/s ; 2√5 m d. 2√5 m/s ; 10 m e. 10 m/s ; 2√5 m

h h1 6 m

Penyelesaian : Kecepatan air keluar dari lubang

V 1m

h2 X

:

Jarak mendatar jatuhnya air adalah :

V= X=2

= 2.10 .5 = 10 m/s h.h2 = 2 5.1 = 2 5 m

2 gh

Jawab : E 15. Sejumlah partikel gas ideal dimampatkan secara isotermok sampai volumenya menjadi seperempat dari semula, maka akan terjadi perubahan …… a. tekanan dan suhunya menjadi seperempat b. tekanan menjadi empat kali dan suhunya menjadi seperempat kali c. tekanan tetap dan suhunya menjadi empat kali d. tekanan menjadi empat kali dan suhunya tetap e. tekanan dan suhunya tetap Penyelesaian : Untuk proses isotermik (suhu tetap) : V1.P1 = V2.P2 V1.P1 = ¼ V1.P2 , maka : P2 = 4 P1 Jawab : D 16. Setiap partikel gas ideal selalu bergerakdengan energi kineticnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi energi knetik gas ideal antara lain ….. (1) jarak antara partikel gas (2) suhu gas (3) ukuran volume partikel gas (4) derajat kebebasan gerak gas Pernyataan yang benar adalah …… a. 1,2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1,2,3 dan 4 Penyelesaian : Ek = f.

1 k.T, jadi energi kinetic bergantung pada suhu(T) dan derajat kebebasan(f) 2

Jawab : C

17. Sebuah teropong diarahkan ke bintang, menghasilkan perbesaran anguler 20 kali untuk mata tak berakomodasi. Jika jarak focus lensa obyektifnya 100 cm, maka jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler teropong tersebut adalah ….. a. 100 cm b. 102 cm c. 105 cm d. 110 cm e. 120 cm Penyelesaian : Perbesaran untuk teropong dengan mata tak berakomodasi :

M=

f ob 100 = 20 , maka fok = 5 = f ok f ok

dan d = fob + fok = 100 cm + 5 cm = 105 cm

Jawab : C 18. Perhatikan diagram P-V dari siklus carnot berikut. Pernyataan yang benar adalah ….. a. Pada proses a mesin menyerap kalor b. Pada proses b terjadi penurunan energi dalam c. Pada proses c kenaikan energi dalam d. Pada proses d terjadi penurunan energi dalam e. Pada siklus Carnot T1 selalu lebih kecil dari T2 Penyelesaian :

Q1 T1 P(N/m2) d

W a Q2

T2 b V(m3) c

Jawab : A

Siklus Carnot : Proses a : - pemuaian isothermal, suhu tetap T1, menyerap kalor Q1, ∆U = 0 Proses b : - pemuaian adiabatic, suhu turun dari T1 menjadi T2, Q = 0 Proses c : - pemampatan isothermal, suhu tetap T2, Gas melepas kalor Q2 ,∆U = 0 Proses d : - pemampatan adiabatic, suhu naik dari T2 menjadi T1, Q = 0

19. Suatu mesin Carnot bekerja diantara suhu 800K dan 400 K, menerima masukan kalor 2000 joule seperti pada gambar. Usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah ….. a. 400 joule b. 500 joule c. 800 joule d. 1000 joule P(N/m2) Q1 = 2000 joule e. 1500 joule a Penyelesaian :

T W d =1 − 2 Q1 T1 W 400 =1 − , jadi W = 1000 joule 2000 800

c Q2

T1 = 800K V3 (m3) b T2 = 400K

Jawab : D

20. Di bawah ini spectrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi adalah …. a. radio, radar, infra red, cahaya tampak, ultra violet, sinar γ, sinar x b. sinar x, sinar γ, ultra violet, cahaya tampak, infra red, radar, radio c. sinar γ, sinar X, ultra violet, cahaya tampak, infra red, radar, radio d. radio, radar, infra red, cahaya tampak, ultra violet, sinar x, sinar γ e. radar, radio, ultra violet, cahaya tampak, infra red, sinar x, sinar γ Penyelesaian : Urutan gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke frekuensi kecil adalah : sinar γ, sinar X, ultra violet, cahaya tampak, infra red, radar, radio Jawab : D

21. Suatu gelombang berjalan dinyatakan dengan persamaan Y = 4 sin π(25t-5x) dalam SI. Cepat rambat gelombang tersebut adalah …. a. 0,2 m/s b. 2 m/s c. 2,5 m/s d. 5 m/s e. 25 m/s Penyelesaian :

Kecepatan rambat gelombang = V =

koef .t 25 = = 5 m/s koef .x 5

Jawab : D

22. Seberkas cahaya monokromatik dijatuhkan pada kisi difraksi dengan 5000 goresan/cm menghasilkan spectrum garis terang orde kedua membentuk sudut 30o terhadap garis normalnya. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah …. a. 5 x 10-3 mm b. 5 x 10-4 mm c. 5 x 10-5 mm d. 6 x 10-4 mm e. 6 x 10-5 mm Penyelesaian : Untu kisi garis terang : d sin θ = m.λ dan diketahui m = 2, maka :

1 sin 30 = 2.λ 5000 λ = 5 x 10-5 cm = 5 x 10-4 mm Jawab : B

23. Taraf intensitas bunyi 10 sepeda motor sejenis secara bersamaan adalah 40 dB. Jika intensitas ambang bunyi 10-12 w/m2, maka intensitas sebuah sepedamotor adalah …. a. 1x10-9 w/m2 b. 3x10-9 w/m2 c. 4x10-9 w/m2 d. 1x10-15 w/m2 e. 1x109 w/m2 Penyelesaian : Tin = Ti1 + 10 log n 40 = Ti1 + 10 log 10 Ti1 = 30 dB Ti = 10 log

I Io

30 = 10 log

I , jadi I = 10-9 w/m2 10 −12

Jawab : A

24. Suatu sumber bunyi bergerak relative terhadap pendengar yang diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 m/s dan kecepatan sumber bunyi 25 m/s, maka perbandingan frekuensi yang diterima pendengar pada saat sumber bunyi menjauhi dan mendekati adalah …. a. 5 : 4 b. 6 : 5 c. 7 : 6 d. 6 : 7 e. 5 : 6 Penyelesaian :

V −Vs V V 325 − 25 fs : fs = = =6:7 V +Vs V −Vs V +V s 325 + 25

fp-menjauh : fp-mendekat = Jawab : D

25. Dua buah muatan listrik terpisah pada jarak d dan terjadi gaya Coulomb sebesar F. Bila jarak kedua muatan dijadikan dua kali semula, maka perbandingan gaya Coulomb yang terjadi adalah …. a. 1 : 16 b. 4 : 1 c. 1 : 4 d. 2 : 1 e. 1 : 2 Penyelesaian :

q1 .q 2 F d2 = q .q F' k 1 22 ( 2d ) k

=4

Jawab : B

26. Dua buah muatan listrik P dan Q masing-masing 20 uC dan 45 uC terpisah pada jarak 15 cm. Letak sebuah titik A yang kuat medan listriknya nol adalah …. a. 7 cm dari P dan 8 cm dari Q b. 8 cm dari P dan 7 cm dari Q c. 5 cm dari P dan 10 cm dari Q d. 9 cm dari P dan 6 cm dari Q e. 6 cm dari P dan 9 cm dari Q Penyelesaian :

X 20μC

P E P 2

A

E1 15 cm

Σ EA = 0 , maka : E1 = E2 k

45 20 2 = k (15 − X ) 2 X

Jadi X = 6 cm Jawab : E

Q

45μC

27. Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor keping sejajar adalah …. a. jarak kedua keping dan luas penampang b. luas penampang keeping dan hambatan listrik c. muatan listrik dan hambatan listrik d. jarak kedua keping dan hambatan listrik e. bahan keping dan muatan lostrik Penyelesaian : Kapasitas kapasitor keping sejajar = C C=k

εo . A d

, jadi C sebanding dengan luas keping (A) , berbanding terbalik dengan jarak antara dua

keping (d) dan tergantung pada bahan dielektrik yang digunakan (k) Jawab : A

28. Perhatikan gambar di bawah ini. Kuat arus yang terukur adalah ….. a. 40 mA b. 4 A c. 60 mA d. 80 mA e. 8 A

2

1

3

0

5

0

10 V

I

Penyelesaian : Hasil pengukuran =

4

skalayangd itunjuk skalamaksi mum

… 100 ohm…

X batas ukur =

A

4 x10 = 8 Volt 5

V 8 = A = 80 I = R 100 mA Jawab : D

29. Perhatikan rangkaian listrik di bawah ini. Kuat arus yang mengalir pada hambatan R2 adalah ….. a. 1 A b. 2 A c. 3 A d. 4 A e. 6 A

Penyelesaian : I1 = I2 + I3 (I) Loop I ∑ε + ∑I.R = 0 12 + 6 +12I1+6I2 = 0 12I1+6I2 = -18

Loop II

I3

I1 12 Ω 12 V

(II)

6V I R2

I2 6Ω

I I

6Ω 15 V

∑ε + ∑I.R = 0 -15 – 6 -6I2 + 6I3 = 0 -6I2 + 6I3 = 21 (III) Dari persamaan (I), (II) dan (III), didapat : I2 = 2 A Jawab : B

30. Kawat lurus panjang dialiri listrik sebesar 4 A. Besar kuat medan magnet suatu titik yang berjarak 8 cm dari kawat adalah …. a. 1x10-5 tesla b. 2x10-5 tesla c. 1x10-7 tesla d. 2x10-7 tesla e. 1x10-9 tesla Penyelesaian : Induksi magnetic (B) disekitar kawat = Jawab : A

µo I 2π.a

=

4π.10 −7 .4 = 10-5 tesla −2 2π.8.10

31. Kumparan bujur sangkar sisi 20 cm dengan jumlah lilitan 15 digerakkan dengan kecepatan 3 m/s masuk dalam medan magnet 0,4 T. Besar ggl yang diinduksikan pada saat posisinya seperti gambar adalah ….. a. 2,4 volt x x x x x x b. 2,6 volt c. 3,6 volt x x x x x x V = 3 m/s d. 4,0 volt e. 4,2 volt x x x x x Penyelesaian :

∆Φ ∆t B.∆A =N ∆t 0,4.0,2.0,11 0,11 = 15 = 3,6 volt 3

ε=N

9 cm

x

x

x

x

x

x

Jawab : C

32. Dalam rangkaian seri RLC seperti pada gambar, maka besarnya kuat arus yang mengalir dalam rangkaian adalah ….. a. 7 A b. 8 A c. 9 A d. 10 A e. 15 A Penyelesaian : Z= I=

R2 + (X L − X C )2 =

6Ω

12 Ω

4Ω

150 V

6 2 + (12 − 4) 2 = 10 ohm

V 150 = = 15 A Z 10

Jawab : E

6 Ω ini.BBesar 16 Ω 8 Ω titikDB dan D adalah …… 33. Perhatikan gambar rangkaian seriARLC di bawah tegangan antara C a. 60 volt

100 V

b. 80 volt c. 100 volt d. 120 volt e. 180 volt Penyelesaian : VL = I x XL = 10 x 16 = 160 volt VC = I x XC = 10 x 8 = 80 volt VBD = VL – VC = 160 – 80 = 80 volt Jawab : B 34. Pernyataan di bawah ini yang sesuai dengan kesimpulan percobaan hamburan Rutherford adalah …. a. atom tidak dapat dibagi lagi b. muatan positif terbagi merata keseluruh bagian atom c. muatan positif terkumpul pada satu titik yang terpusat di tengah atom d. electron-elektron tersebar diseluruh bagian atom secara merata e. electron dapat berpindah dari kulit satu ke kulit lain dengan melepas atau menyerap foton Penyelesaian : Hamburan Rutherford dengan sinar α (positif) membuktikan muatan positif terkumpul pada suatu titik yang terpusat di tengah atom. Jawab : C

35. Tingkat energy atom hydrogen menurut model atom Bohr,bila electron berpindah dari kulit 1 ke kulit 2, maka electron tersebut akan memancarkan energy sebesar ….. a. 1,6 eV b. 2,25 eV c. 3,6 eV d. 4,8 eV e. 10,2 eV Penyelesaian : Elektron berpindah dari n = 1 ke n = 2,

−13 ,6 −13 ,6 − 22 12 ΔE = E2 – E1 = = 10,2 eV Jawab : E

36. Generator pembangkit listrik AC mempunyai kumparan berbentuk persegi panjang dengan ukuran panjang 40 cm dan lebar 20 cm terdiri dari 300 lilitan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s dalam medan magnet 0,5 tesla. Pada ujung-ujung kumparan akan timbul ggl maksimum sebesar ….. a. 40 volt b. 60 volt c. 400 volt d. 600 volt e. 800 volt Penyelesaian : εmax = B.A.N.ω = 0,5 (40x10-2.20x10-2).300.50 = 600 volt Jawab : D

37. Benda suhu 327°C memancarkan panjang gelombanng pada intensitas maksimum sebesar ….. ( tetapan Wien = 2,898 x 10³mK) ‫־‬ a. 4,83x107 Ao

b. 4,83x106 Ao c. 4,83x105 Ao d. 4,83x104 Ao e.4,83x103 Ao Penyelesaian : λmax . T = C λmax . 600 = 2,898 x 10-3

λmax = 4,83 x 10-6 m = 4,83 x 104 Ao

Jawab : D

38. Enerji foton sinar gamma 108 eV, maka panjang gelombang sinar gamma tersebut adalah…. a. 1,2375x10-4 Ao b.4,125x10-5 Ao c.7,27x10-6 Ao d.1,2375x10-14 Ao e.4,125x10-15 Ao Penyelesaian :

λ=

6,6 x10 −34 .3 x10 8 h.c = = 1,2375 x 10-14 m = 1,2375 x 10-4 Ao E 10 8.1,6 x10 −19

Jawab : A

39. Massa proton = A sma, massa neutron = B sma sedangkan massa inti 3Li7 = C sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka energy ikat inti 3Li7 adalah …. a. (A+B+C)931 MeV b. (3A+4B+C)931MeV c. (4A+3B-C)931MeV d. (4A+2B-3C)931MeV e.(3A+4B-C)931MeV Penyelesaian : Energi ikat inti = E = [Z mp + (A-Z).mn - mi ] 931 MeV = (3A + 4 B –C ) 931 MeV Jawab : E 40. Massa unsure radioaktif P mula-mula X gram dengan waktu paruh 2 hari. Setelah 8 hari unsur yang tersisa Y gram. Perbandingan antara X : Y = …… a. 1:16 b. 1:8 c. 4:1 d. 8:1 e. 16:1 Penyelesaian : t

8

1 1 T  1 2 Y=X    =X   =X 16 2  2  Jadi : X : Y = 16 : 1 Jawab : E

(diposting oleh www.crosblogku.blogspot.com)