UJIAN AKHIR SEMESTER MATA PELAJARAN FISIKA PERIODE 2006/2007
dapat dilakukan dengan menhitung luas bidang di bawah kurva. v (km/jam)
1. Suatu segi empat setelah diukur dengan menggunakan alat yang berbeda dengan panjang 0,42 cm dan lebar 0,5 cm. Maka luas segi empat tersebut dengan penulisan angka penting adalah L
L
40
= pxl = 0,42 cm x 0,5 cm = 0,21 cm2 = 0,2 cm2
60
90
t (menit)
Jarak yang ditempuh kendaraan dari menit ke-30 sampai menit ke-60 adalah
2. Apabila sistem di atas berada dalam keseimbangan, maka besar tegangan tali T1 dan T2 adalah
t = (60 − 30) = 30 menit
1 jam 2 s = v.t 1 = 40. 2 = 20 km
∑ Fx = 0
=
T1 cos 45 = T2 cos 45 T1 = T2
∑ Fy = 0 T1 sin 45 + T2 sin 45 = 500 2
(T1 + T2 )sin 45 = 500
30
2
Karena T1 = T2 = T, maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut 2T sin 45 = 500 2 1 T .2. 2 = 500 2 2 T 2 = 500 2
T = 500 N Jadi besar tegangan tali (T) adalah 500 N Grafik ini memperlihatkan 3. sumbu x sebagai komonen waktu dan sumbu y sebagai komponen kecepatan. Untuk menghitung jarak yang ditempuh
4. Diketahui : -massa benda (m) = 2 kg -kecepatan awal (v1) = 2 m/s Bila pada benda dilakukan Usaha (W) sebesar 21 J, maka kecepatannya berubah menjadi sebagai berikut Usaha = perubahan energi kinetik
W = Ek 2 − Ek1 Ek 2 = W + Ek1
1 1 2 2 mv 2 = W + mv1 2 2 v2 =
1 ⎛ 2⎞ 2⎜W + mv1 ⎟ 2 ⎝ ⎠ m
( )
=
Sebelum mencari nilai usahanya, 6. dicari terlebih dahulu nilai konstanta pegas (k). Misal kita ambil percobaan nomor 2. Dari percobaan ini kita bisa memperoleh
1 ⎛ ⎞ 2⎜ 21 + .2. 2 2 ⎟ 2 ⎝ ⎠ 2
k=
1 k .∆x 2 2 1 = .500. 10 −1 2 = 250.10 − 2
W =
(
= 25 = 5m / s
Diketahui: 5. -kecepatan awal truk(v1) = 10 m/s -massa truk(m1) = 1400 kg -kecepatan awal mobil(v2) = 20 m/s -massa mobil(m2) = 600 kg Tumbukan tidak lenting sama sekali (e = 0) Hukum kekekalan momentum: m1 v1 + m 2 v 2 = m1 v1 '+ m 2 v 2 ' m1 v1 + m 2 v 2 = ( m1 + m 2 )v' v' = v' =
m1 v1 + m 2 v 2 ( m1 + m 2 )
(10.1400) + (20.600) (1400 + 600)
14000 + 12000 = 2000 26000 = 2000 = 13 m / s
Maka kecepatan kedua kendaraan tersebut setelah mengalami tabrakan adalah 13 m/s
30 N F = ∆L 6.10 − 2 m = 500 N / m
)
2
= 2,5 joule Maka usaha yang dilakukan untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm adalah sebesar 2,5 joule.
Diketahui : 7. -kecepatan maksimum mobil (v) = 10 m/s -koefisien gesek (µs) = 0,5 -percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2 Maka kelengkungan jalan yang dilewati oleh mobil adalah sebagai berikut Fgesek = Fsentripetal
µs.m.g = R=
mv 2 R
mv 2 µs.m.g
v2 10 2 = = = 20 m µs.g 0,5.10
10. Hukum Archimedes : Berat benda = berat air yang dipindahkan. Massa jenis air (ρa = 1000 kg/m3)
8.
300
A
mb . g = m a . g
B
m ; m = ρV V ρ b .Vb . g = ρ a .Va . g
ρ=
-massa balok (m) = 8 kg -percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
∑τ = 0 1 L . mg − L .T sin 30 0 2 L . mg 80 T= = = 80 N 0 1 2 . L sin 30 2. 2 maka tegangan talinya adalah 80 N. 0 =
Diketahui: 9. Katton homogen ABCDEA dengan ukuran AB = EC= 8 cm, AE = BC =4 cm, ED = CD = 5 cm. Ditanya : Jarak titik berat karton dari garis AB. D
y0 =
C
E
B
A
y1 A1 + y 2 A2 A1 + A2
⎛1 ⎞ 2.(4 × 8) + 5.⎜ .8.3 ⎟ ⎝2 ⎠ = 2,8 cm = 1 ⎛ ⎞ .(4 × 8) + ⎜ .8.3 ⎟ ⎝2 ⎠
ρ b .Vb = ρ a .Va 3 Va = Vb 5
ρb =
ρ a .Va Vb
=
3 5 Vb
ρ a . Vb
3 = 1000 . = 600 kg / m 3 5
Diketahui : 4 PA = PB 5 h A = hB ρA= 1000 kg/m3 Ditanya : ρB …? 4 PA = PB 5 4 ρ A . g . h A = ρ B . g . hB 5 5 ρB = .ρA 4 5 = .1000 4 = 1250 kg / m 3 11.
Jadi massa jenis zat cair di bejana B adalah 1250 kg/m3.
12.
.
h = 20 cm v =?
-arus (I) = 3 A -tegangan (ε) = 12 V Ditanya : arus I’…? 1 1 1 = + RT 4 R 4 R 2 1 = 4R 2R RT = 2 R =
h = 20 cm =20.10-2 m = 0,2 m Kecepatan pancaran air dari lubang kecil adalah v = 2 gh = 2.10.0,2 = 4 = 2 m / s
4R =
13. Diketahui: gaya (F) = 0,05N muatan di titik P (q) = +5 x 10-6 Coulomb Ditanya : medan listrik (E) di titik P…?
I'=
F = E .q F E= q
12 V = 4Ω 3A
R = 1Ω maka
ε RT
=
ε 2R
=
12 =6A 2 .1
Arah medan 16. positif. Elektron kecepatan v ke arah gaya menyebabkan arah…
+Y
5 .10 − 2 0,05 = = = 1.10 4 N / C −6 −6 5 .10 5 .10 14. Diketahui : Lampu pijar 100 W, 220 V Ditanya : Bila lampu dipasang pada pada tegangan X volt, maka daya disipasinya 25 W. Berapa nilai X…? X = V2 ⎛ V2 ⎜⎜ ⎝ V1
2
⎞ P ⎟⎟ = 2 P1 ⎠
V2 = V1 .
P2 25 1 = 220 = 220 . = 110 V P1 100 2
Jadi nilai X adalah 110 V Diketahui : 15. hambatan 4R dirangkaiakan parallel.
magnet B ke sb-Z bergerak dengan sb-X negatif. Maka gerak elektron ke
v -X
+X
vxB
B
F
+Z -Y Dalam menentukan arah F, dapat digunakan aturan putaran sekrup. Dalam hal ini v diputar ke arah B sehingga bisa kita dapatkan arah gaya F ke sb-Y negatif. 17. panjang kawat 2 (l2) = 2 kali panjang kawat 1(l1) kecepatan 2 (v2) = 2 kali kecepatan (v1)
20. d sin θ = nλ
kuat medan magnet (B) tetap Besar ggl sebesar…
(ε)
yang
ditimbulkan
ε = Blv ε 2 B . l 2 . v 2 B . 2l1 .2v1 = = ε 1 B . l1 . v1 B . l1 . v1 ε 2 = 4V Rangkaian R-L seri 18. -hambatan (R) = 20 Ω -ggl (ε) = 100 V -tegangan (VR) = 80 V Maka besar reaktansi induktif (XL) nya adalah… VR 80 = = 2A R 40 ε 100 Z= = = 50 Ω I 2 I=
Z=
2
X L + R2
X L = Z 2 − R2 = 50 2 − 40 2 = 2500 − 1600 = 900 = 30 Ω 19. Pernyataan yang benar tentang gerak harmonik adalah bahwa kecepatan gerak harmonik akan mengalami nilai maksimum saat simpangannya bernilai nol. y = A sin ωt dy v= = ωA cos ωt dt dv a= = −ω 2 A sin ωt dt v max = ωA
2 . 5.10 −7 10.10 −7 nλ d= = = 1 sin θ sin 30 0 2 = 20.10 −7 m = 2.10 − 4 cm 1 d= k 1 1 k= = = 0,5.10 4 = 5000 garis / cm −4 d 2.10 cm
21. Jarak maksimum d 1,22λ = L D d . D 1,22 . 2.10 −3 L= = 1,22λ 1,22 . 5.10 −7 = 0,4.10 4 = 4000 m 22. Diketahui : -jarak titik P dari sumber bunyi(rp) = 2 m -intensitas gelombang di P(IP) = 900 W/m2 -jarak titik Q dari sumber bunyi(rq)= 6 m Ditanya : Intensitas gelombang di titik Q…? 2
IQ
⎛ rp =⎜ I P ⎜⎝ rq
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
⎛ rp IQ = ⎜ ⎜r ⎝ q
⎞ ⎟ . IP ⎟ ⎠
2
2
⎛2⎞ = ⎜ ⎟ . 900 ⎝6⎠ = 1000 W / m 2 23. Hal-hal yang merupakan sifat gelombang adalah 1. Dapat merambat pada ruang hampa
3. Dihasilkan dari medan listrik dan medan magnet.
27. ma . c a . ∆T = mes . ces . ∆T + m' es . L
24. Bandul sederhana - panjang tali (l) = 2,5 m - percepatan gravitasi = 10 m/s2 Besar frekuensi bandul…?
m' es =
f =
1 2π
1 g = 2π l
10 2,2
1 2π
10 2,2
= =
1
π
hertz
25. Bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung dan sebuah benda yang ditempatkan di depan cermin bersifat maya, tegak, diperkecil. 26. Jarak terdekat (s’) yang dapat dilihat tanpa kacamata …. 1 1 f = = = 0,5 m = 5 0cm p 2 1 1 1 = + f s s' 1 1 1 1 1 = − = − s ' f s 50 25 1− 2 −1 = = 50 50 s ' = −50 cm
ma . c a . ∆T − mes . ces L 200.1.(20 − 0) − 50.0,5.(0 − (−2)) = 80 3950 = = 49,375 gr 80 Berarti tidak semua es mencair pada suhu 0 o C
28. Hp = Hq 2kA(90 − t ) kA(t − 39) = L L 180 − 2t = t − 30 210 C = 3t t = 70 o C 29. Diketahui: - efisiensi (η) = 40 % - suhu reservoir panas = 7270 C. Ditanya : Suhu reservoir dingin…? ⎛
T ⎞
η = ⎜⎜1 − 2 ⎟⎟ .100% T
1 ⎠ ⎝ η ⎞ ⎛ T2 = ⎜1 − ⎟T1 ⎝ 100% ⎠ 40% ⎞ ⎛ = ⎜1 − ⎟(727 + 273) ⎝ 100% ⎠ = (1 − 0,4 )1000 K
= 0,6 .1000 = 600 K = 327 0 C
30.
4
P ' eτAT '4 ⎛ T ' ⎞ ⎛ 1,5 T ⎞ = =⎜ ⎟ =⎜ ⎟ P eτAT 4 ⎝ T ⎠ ⎝ T ⎠ 4
⎛ 3 ⎞ ⎛ 81 ⎞ =⎜ ⎟ =⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠ ⎝ 16 ⎠ P ' 81 = P 16 81 P' = P 16
4
31. Diketahui : - panjang benda (L) = 10 m - kecepatan benda (v) = 0,6c Ditanya : Panjang relativitasnya (L’)…? 1 L' = L
γ
γ =
1
{
= {(2,01566 + 2,01733) − 4}931 MeV = 0,03299.931 MeV
(0,6c )
35. Diketahui: -waktu paruh (T1/2) = 6 Ditanya : konstanta peluruhan (λ)..?
2
c2
.10
= 1 − 0,36 .10 = 0,64 .10
0,693 6 = 0,115
λ=
= 0,8 .10 = 8 m
32. Diketahui : -kecepatan benda = 3/5 kecepatan cahaya -energi kinetik benda = x energi diam Ditanya : nilai x…? E k = (γ − 1)E 0
γ =
1 1−
=
2
0,64
=
1
=
v c2
1
1−
(0,6c )
2
=
1 1 − 0,36
c2
1 = 1,25 0,8
E k = (1,25 − 1)E 0 = 0,25 E 0 Jadi nilai x adalah 0,25 33. Hal yang merupakan sifat foton cahaya adalah 1. E = hf Jadi tidak bergantung pada intensitas h 2. ρ =
λ
}
= {(2.1,00783 + 2.1,008665) − 4}931 MeV
v2 .L = 1− 2 .L c
v2 1− 2 c = 1−
Jadi pernyataan 1, 2, 3, dan 4 benar
= (m2 p + m2n ) − m24 He . 931 MeV
1 1
L' =
λ
34. ∆E = ∆m . 931Mev
.L
v2 1− 2 c
3. Foton tidak dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet c 4. E = hf = h
