PEMBAHASAN SOAL PRA UAN SOAL PAKET 2
Soal No 1 Pada jangka sorong, satuan yang digunakan umumnya adalah cm. Perhatikan nilai yang ditunjukkan skala utama dan skala nonius. Nilai yang ditunjukkan oleh skala utama adalah 1,1 cm, kemudian nilai skala nonius yang berimpit dengan skala utama adalah 4. Maka hasil pengukurannya adalah : 1,1 cm + 4 x 0,01 = 1,14 cm (setiap skala pada skala nonius bernilai 0,01) Soal no 2 Untuk menyelesaikan soal ini, uraikan vector A dan B pada sumbu x dan sumbu y. Ax = 3 cos 600 = 3/2 Bx = 6 cos 600 = 3
Ay = 3 sin 600 = √3
By = 6 sin 600 = 3√3
Setelah itu carilah nilai resultan vector pada sumbu x dan y. Resultan dari seluruh vector adalah :
Nanti akan diperoleh hasil 3 satuan Soal No 3 Dalam soal disebutkan bahwa benda bergerak lurus berubah beraturan. Sehingga persamaan perpindahan yang kita gunakan adalah s = v0t + ½ at2. Perhatikan pangkat t tertinggi adalah 2 dan koefisiennya bernilai positif. Sehingga grafik yang memenuhi adalah grafik pada pilihan C Soal no 4 Persamaan untuk percepatan sentripetal adalah : As =
, dari sini terlihat bahwa nilai percepatan sentripetal sebanding dengan kuadrat
kecepatan sudutnya. Sehingga grafik a terhadap kecepatan sudut yang tepat adalah A Soal no 5
Untuk menyelesaikan soal ini, kita cukup mengingan persamaan Hukum Newton 2 yaitu ; ∑
a = ∑ dengan menggunakan persamaan tersebut nilai F adalah 36 N
Soal no 6 Persamaan untuk gaya gravitasi adalah :
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa F berbanding terbalik dengan r2, oleh karena itu grafik yang tepat adalah grafik pada pilihan B Soal no 7 Untuk menentukan titik berat dari bangun tersebut, kita bagi bangun menjadi dua, yaitu segi empat dan segitiga. Koordinat pusat masa kedua benda pada sumbu x pasti berada pada x =8 (mengapa?). Sekarang kita tinggal hitung koordinat titik berat benda pada sumbu y. Untuk segitiga posisi titik beratnya adalah 1/3 dari tinggi = 1/3 x (10 – 4)= 2, koordinatnya adalah 6. Untuk segi empat, koordinat titik beratnya adalah y = 2 Luas segitiga adalah 48, sedangkan luas segi empat adalah 64. Letak titik berat pada sumbu y dapat dicari dengan :
Nanti akan diperoleh koordinat titik beratnya x = 8 dan y = 3,7 Soal no 8 Karena dalam soal diberikan persamaan posisi sudut, maka persamaan untuk kecepatan sudut dapat diperoleh dengan mendiferensialkan persamaan posisi sudut terhadap t ω = 2t – 2, dengan memasukkan nilai t = 4s, maka kita akan memperoleh nilai ω = 6 rad/s Soal no 9 Soal ini dapat diselesaikan dengan persamaan I = Ipusat massa + Md2, dengan d adalah besar pergeseran posisi sumbu dihitung dari pusat massa. Maka kita akan memperoleh : I = 1/12 x M L2 + M x (1/4 L)2, posisi sumbu adalah 40 cm di kiri pusat massa sehingga d = ¼ L Dengan memasukkan nilai-nilai yang ada kita akan memperoleh I = 2,8 kg m2 Soal no 10 Soal no ini tidak memiliki penyelesaian. Konsep yang harus digunakan untuk menyelesaikan masalah ini adalah bahwa besar usaha yang dilakukan = - perubahan energy potensial Soal no 11 Persamaan Hooke menyatakan k = F/∆x. Dari hal tersebut kita bias mendapatkan nilai k dari masing-masing pegas. Untuk pegas a nilainya adalah 500 N/m dan untuk pegas B 250 N/m. sehingga pilihan yang tepat adalah D
Soal no 12 Kita harus ingat bahwa saat di puncak, peluru masih memiliki kecepatan, yaitu pada arah sumbu x saja. Sehingga saat berada di puncak besar energy kinetiknya Ek = ½ m (v0 cosθ)2, dan energy potensial yang dimiliki saat di puncak dapat dihitung dengan hukum kekekalan energy : E di bawah = Ep puncak + Ek puncak ½ m v02 = Ep puncak + ½ m (v0 cosθ)2, karena sin2θ + cos2θ = 1 maka nialai dari Ep puncak adalah : Ep puncak = ½ m (v0 sinθ)2. Setelah itu hitung perbandingan Ek dan Ep saat di puncak. Hasilnya adalah 1 : 3 Soal no 13 Masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan elastisitas tumbukan :
e =- nanti kita akan mendapatkan v2’ = 0,5 +v1’
Berikutnya gunakan persamaan kekekalan momentum P1 +p2 = p1’ + p2’ Kita akan memperoleh v1’= 1/6 m/s dan v2’ = 4/6 m/s Soal no 14 Persamaan laju rambat kalor pada proses konduksi adalah : H =
!"#$ , %
dengan membandingkan H1 dan H2, maka kita akan mendapatkan perbandingannya
sebagai 1 : 2 Soal no 15 Kita harus mengingat persamaan Bernoulli untuk menyelesaikan permasalahan ini. P1 + ρgh1 + ½ ρv12 = P2 + ρgh2 + ½ ρv22 Karena kedua ujung terbuka, maka P1 = P2. Ujung atas jauh lebih besar dari lubang yang di bawah sehingga besar v1 bisa dianggap mendekati nol. Maka kecepatan aliran air pada ujung di bawah
adalah v = &2() dengan h adalah jarak lubang dari ujung atas. Dengan membandingkan nilai v pada lubang 1 dan 2 kita akan mendapatkan hasil ½ √2 Soal no 16
Besar usaha yang diperoleh dari sebuah system yang melakukan proses siklus sama dengan luas daerah pada siklus tersebut. Jadi jawabannya adalah B Soal no 17 Besar energy kinetic dari 1 partikel gas adalah 3/2 KT, sehingga untuk system yang terdiri dari N partikel, besar energy kinetiknya adalah 3/2 N kT. Jawabannya adalah C
Soal no 18 Besar efisiensi maksimum dari suatu mesin Carnot adalah : 1-Q2/Q1 = 1 – T2/T1 Dalam soal diketahui Q1= 4kJ dan Q2 = 1,25 kJ. Maka efisiensinya adalah : 1- (1,25/4) = 0,6875 = 68,75% Soal no 19 Pembesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah : M = foby/fok Dengan memasukkan nilai yang ada kita akan memperoleh M = 20 kali Soal no 20 Urutan spectrum ini harus dihafalkan. Jika diurut dari energy kecil ke besar : Gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinarx, sinar gamma Kemudian harus diingat bahwa energy gelombang elektromagnetik menurut Planck adalah : E = hf = h c/λ, jadi E sebanding dengan f dan berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya Jawabannya adalah B Soal no 21 Persamaan umum untuk gelombang berjalan adalah y = A sin (ωt – kx). Untuk mendapatkan nilai f, kita tinggal mencocokkan persamaan yang diberikan dengan persamaan umumnya, dan dengan mengingat bahwa ω= 2πf. Jawabannya adalah D Soal no 22 Soal ini tidak terlalu sulit, kita cukup mengingat persamaan yang berlaku untuk kisi difraksi, yaitu : mλ = d sinθ dengan m adalah orde dari terang yang terbentuk dan d adalah jarak antar celah yang nilainya 1/5000. Dengan memasukkan nilai yang ada kita akan memperoleh hasil 5 x 10-7 m Soal no 23 Intensitas bunyi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak sumber ke pendengar. * * Maka kita akan mendapatkan perbandingan I1 dan I2 sebagai 4 : 1 Soal no 24 Dengan menggunakan persamaan dari efek Doppler maka kita akan memperoleh :
fp =
+, 380 ,
= 400 Hz. Di sini nilai kecepatan sumber bernilai negative karena sumber mendekati
pendengar, sehingga frekuensi yang didengar akan semakin besar. Implikasinya pembagi harus mengecil, maka nilai kecepatan sumber adalah negative Soal no 25 Soal ini diselesaikan dengan mencari nilai gaya Coulomb yang bekerja pada Q3 akibat interaksi dengan Q1, lalu mencari nilai gaya Coulomb yang bekerja pada Q3 akibat interaksi dengan Q2, dan mencari resultan keduanya. Ingat sudut pada segitiga sama sisi adalah 600!
/ 0 2 1234 Maka akan diperoleh hasi FR = 9√3 N Soal no 26 Kapasitas suatu kapasitor keping sejajar adalah ; C=
5" , 6
sehingga jawaban yang tepat adalah A
Soal no 27 Harus diingat bahwa pemasangan Voltmeter haruslah parallel dengan hambatan yang diukur tegangannya. Sedangkan Amperemeter harus dipasang seri dengan system yang diukur arusnya. Maka gambar yang tepat adalah gambar C Soal no 28 Gunakan Hukum Kirchoff II untuk menyelesaikan soal ini. ΣE + ΣIR = 0 -E1 + I r1 + I R2 + E2 + Ir2 + I R1 = 0 Dengan memamsukkan nilai yang ada, maka kita akan mendapatkan I = 0,1 A Soal no 29 Arah medan magnet pada sebuah kawat berarus dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Pada kasus ini arah medan magnet di kanan kawat adalah masuk ke dalam bidang. Besarnya dapat dihitung dengan persamaan : 7 9
8 B = :; maka akan diperoleh jawaban seperti pada pilihan C
Soal no 30 Gunakan persamaan pada soal no 29 untuk mencari nilai B, lalu hitung besar gaya dengan persamaan F = q x v x B. Jawabannya adalah pilihan E
Soal No 31 Besal GGL yang dihasilkan sebuah generator adalah E = N B A ω sin ωt dimana N adalah jumlah lilitan, B kuat medan magnet, A adalah luas permukaan yang ditembus medan magnet dan ω adalah kecepatan sudut kumparan. GGL akan bernilai maksimum jika sin ωt bernilai 1. Maka besar GGL maksimum adalah E = N B A ω = N φmak x ω = 100 x 10 x 20 = 20 000 V Soal no 32 Efisiensi sebuah transformator dirumuskan sebagai : <
* =>?@ C100% C100% =AB =AB
Dengan memasukkan nilai-nilai yang diberikan, kita akan memperoleh bahwa efisiensinya 75% Soal no 33 Pertama-tama kita hitung dulu nilai XL, akan diperoleh nilai 1000Ω. Nilai Xc jika dihitung akan menghasilkan Xc = 2500 Ω. Setelah itu kita hitung nilai impedansinya F & G% H GI
Nantinya akan diperoleh hasil 2500 Ω Soal no 34 Gunakan rumus yang paling terkenal dari Einstein : E = m c2 Soal no 35 Pada proses transisi electron, konsep yang harus dipegang adalah jika electron berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih di dalam, maka ia akan melepaskan energy. Kemudian jika electron berpindah dari kulit dalam ke kulit yang lebih di luar, ia harus menyerap energy. Besar energy yang diserap/dilepas besarnya : E = Eakhir- Eawal Pada soal ini electron berpindah dari kulit 2 ke kulit 4 Soal no 36 Grafik tersebut merupakan grafik intensitas energy yang diradiasikan benda hitam sebagai fungsi frekuensinya. Untuk mencari suhu benda gunakan persamaan Wien λT = 2,9 x 10-3 mK mengingat bahwa λ= c/f maka kita akan memperoleh bahwa suhunya 5000 K
Soal no 37 Fungsi kerja logam adalah besar energy foton yang harus diberikan agar electron pada logam dalam keadaan tepat akan lepas dari permukaan, atau dengan kata lain energy kinetiknya nol. Dari grafik tampak bahwa hal ini terpenuhi pada f = 5,5 x 1014 Hz. Maka besar W = hf = 3,67 x 10-19J Soal no 38 Gunakan hukum kekekalan muatan dan hukum kekekalan massa pada reaksi ini. Jumlah muatan/massa sebelum reaksi akan sama dengan jumlah muatan/massa setelah reaksi. Nantinya akan diperoleh jawaban sepertipada pilihan D Soal no 39 Kita tahu bahwa partikel alfa tersusun atas 2 proton dan 2 netron. Sehingga harusnya massanya adalah 2 x massa proton + 2 x massa netron = 4,030 sma. Tetapi ternyata massa inti hanya 4,002 sma. Berarti ada defect massa/ massa yang hilang dan diubah menjadi energy ikat. ∆m = 4,030 – 4,002= 0,028 sma E = ∆m x 931 MeV = 26,068 MeV Soal no 40 Dari grafik tampak bahwa jumlah partikel yang tersisa setelah 10 hari adalah ¼ kali jumlah semula. N = N0 (1/2)t/T Nanti kita akan mendapatkan bahwa waktu paro nya adalah 5 hari. Maka sisa unsur yang belum meluruh adalah : N = 16 (1/2)20/5 = 1 mol
Selamat mencoba!
