Pembahasan Soal Tahap 1 Kalphyco 2018
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Kalimantan’s Phisics Competetion 2018 KalPhiCo 2018
Olimpiade SMA Pembahasan Soal Tahap I 1. Diberikan rumus hubungan antara besaran A, B, dan C sebagai berikut!
= Jika diketahui
= 48,44 dan = 2,1 maka nilai A menurut aturan angka penting adalah ...
A.
23,06667 B. 23,067 C. 23,07 D.
23,1 E.
23 Pembahasan :
Untuk perkalian atau pembagian menurut angka penting, hasilnya haruslah suatu bilangan yang jumlah angka pentingnya sama dengan jumlah angka penting terkecil dari bilangan yang dikalikan. Disini, terdiri dari 4 angka penting dan terdiri dari 2 angka penting, maka hasilnya haruslah bilangan yang memilki 2 angka penting
48,44 =
= 2,1 = 23,06666666666666666666666666666666666666666666 … Hasil ini kita bulatkan menjadi 2 angka penting = 23 Jawaban : A 2. Perhatikan tabel di bawah ini!
Besaran Dimensi
2 −2
Energi ( )
−1
Kelajuan Cahaya ( )
−1 −1
Viskositas ( )
−1
Momentum ( )
−2
Percepatan Gravitasi ( )
2 −1
Konstanta Planck ( ℎ)
Berdasarkan informasi dalam tabel tersebut, manakah dari pernyataan berikut yang tidak benar mengenai energi? A.
= ℎ /
2
2
2
2
4
=
- B.
2 C.
= (1/2)
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 D.
= E.
= 6
Pembahasan : Untuk soal ini kita cek dimensi masing-masing pilihan. Dimensi suku di sebelah kanan haruslah sama dengan dimensi energi yang berada di sebelah kiri.
2 −1 −1 ℎ .
2 −2
= = ( sesuai ) =
2
2
2
2 4 −1 2 −1
2 2 −1
4 2 −2
2
) ) ) ) = + = ( ( ( ( + = ( sesuai )
1
2 −1
2 2 −2
) ( ) = = ( = sesuai
2
−2 2 −2
= = ( ( sesuai ) ) =
−1 −1 −1 −2
( ) = 6 = ( )( ) = tidak sesuai Jawaban : E 3.
Mobil A sedang melaju dengan kecepatan = 80 km/jam terhadap acuan tanah.
A
Pada saat itu, mobil B melewati mobil A dengan kecepatan = 90 km/jam. Alfi yang
B
diam di pinggir jalan mengukur kecepatan mobil B sebesar 90 km/jam dan menyatakan bahwa mobil B melaju dengan sangat cepat. Namun, Iko yang berada di dalam mobil A tidak setuju dan mengukur kecepatan mobil B sebesar
10 km/jam atau sangat lambat. Perselisihan tersebut dapat diselesaikan dengan persamaan fisika yang dinyatakan sebagai ...
A.
= −
AB B.
= −
C C.
= −
AC D.
= −
AB E.
= −
BC
Pembahasan : Konsep yang digunakan di sini adalah konsep GERAK RELATIF. Kecepatan benda A terhadap benda B dapat dinyatakan sebagai kecepatan benda A terhadap benda C ditambah kecepatan benda C terhadap benda B atau secara matematis dapat dituliskan sebagai
- =
AB
Dalam gerak relatif juga berlaku bahwa kecepatan benda C terhadap benda B akan sama dengan negatif dari kecepatan benda B terhadap benda C = −
Sehingga = −
AB
Jawaban : D
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 4.
dan kecepatan awalnya Jika sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi 37 adalah
10 m/s, maka tentukanlah kecepatan peluru setelah 0,4 detik adalah ... ( sin 37 = 3/5 dan cos 37 = 4/5) A.
1 m/s B. √17 m/s C. 2 m/s D.
2√17 m/s E.
3 m/s Pembahasasn : Peluru akan mengalami gerak parabola, komponen kecepatan awal peluru adalah sumbu ⟹ = cos 37 = 8 m/s sumbu ⟹ = sin 37 = 6 m/s Pada sumbu
, peluru tidak menerima gaya luar sehingga peluru tidak dipercepat atau diperlambat dan dia mengalami gerak lurus beraturan yang mengakibatkan kecepatannya konstan atau = = 8 m/s. Pada sumbu peluru mendapat gaya luar dari gaya gravitasi yang arahnya ke bawah sehingga dia dipercepat ke bawah dan peluru mengalami gerak lurus berubah beraturan. Kecepatan peluru pada sumbu saat = 0,4 s adalah
= − = 6 − 10.0,4 = 2 m/s Kecepatan total peluru adalah
2
2
2
2
= √8 + 2 + = √64 + 4 = √68 = 2√17 m/s = √ Jawaban : D 5.
Diketahui air mengalir melewati pipa venturimeter seperti gambar di bawah ini.
ℎ = 45 cm
1
2
1
2
2
2 Jika luas penampang dan . Maka kecepatan air yang memasuki
= 5 cm = 4 cm
1
2
3
pipa venturimeter adalah ... ( ) = 1000 kg/m
air A.
3 m/s B.
4 m/s
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 C.
5 m/s D.
9 m/s E. 25 m/s
Pembahasan : Untuk menghitung kecepatan air yang masuk kita gunakan rumus berikut 2 ℎ 2.10.0,45
9 9 m = √16 = 4
1
2
2
= √ = √ = √
9 = √
25 s
1
( ) − 1 − 1
16 16 − 1 (54)
2 Jawaban : B 6.
Benda A dan B dihubungkan dengan tali seperti tampak pada gambar di bawah ini.
A B
Jika koefisien gesek kinetik = 0,2, massa A 10 kg, massa B 15 kg, dan benda A
k
bergerak di atas lantai kasar, besarnya percepatan yang dialami sistem adalah
2 A.
3,2 m/s
2 B.
3,0 m/s
2 C.
2,8 m/s
2 D.
2,6 m/s
2 E.
2,4 m/s Pilihan Tambahan
2 F.
5,2 m/s
Pembahasan : Gaya normal yang diberikan lantai kasar pada benda A sama dengan berat benda A atau
= maka gaya gesek kinetik yang bekerja pada benda A adalah = =
A k k dan arahnya adalah ke kiri. k A
Tinjau benda A Benda A dipercepat ke kanan dengan percepatan akibat adanya gaya tegangan tali dan dihambat oleh gaya gesek yang arahnya ke kiri, dari sini kita peroleh
k
− = … (1)
k A A
Tinjau benda B
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Benda B dipercepat ke bawah dengan percepatan yang sama dengan benda A yaitu akibat gaya beratnya sendiri namun ditalangi oleh gaya tegangan tali yang arahnya ke atas, dari sini kita peroleh
− = … (2)
B B
Jumlahkan persamaan (1) dan (2) untuk menghilangkan variable − =
B B
− =
k A A
− = + +
B k A B A
−
B k A
( − ) = ( ) ⟹ = +
B k A B A
- B A
15 − 0,2.10 130 = 15 + 10 10 ⟹ = 25 = 5,2 m/s Jawaban : tidak ada di pilihan 7.
Sebuah bola yang terika bergerak melingkar dalam lingkaran horizontal yang berjari- jari = 2 m. Bola tersebut membuat satu putaran dalam 3 s. Maka percepatan bola tersebut adalah ... (
= 3,14)
2 A.
4,39 m/s
2 B.
6,59 m/s
2 C.
8,78 m/s
2 D.
9,87 m/s
2 E.
13,17 m/s Pembahasan : Perode gerak melingkar bola adalah
= 3 s. Untuk gerak suatu benda yang melingkar beraturan, percepatan yang dimilikinya adalah percepatan sentripetal
s
2
2
2
2 4 4(3,14)
8
2
2
= = ( = = 2 =
s
2
2
) 3 9 9,8596 ≈ 8,78 m/s Jawaban : D 8. Sebuah balok bermassa 6 kg ditarik oleh gaya 60 N di atas lantai yang licin. Bila gaya membentuk sudut terhadap bidang datar, percepatan balok adalah sebesar ...
60
2 A.
10 m/s
2 B.
8 m/s
2 C.
6 m/s
2 D.
4 m/s
2 E.
2,5 m/s Pembahasan : Balok tidak dipercepat pada arah vertikal. Komponen gaya tarik luar pada arah horizontal adalah
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
= 60 cos 60 = 30 N Maka percepatan balok adalah
Σ
30
2
= = = 5 = 6 m/s
Jawaban : C 9. Terdapat dua buah vektor yang sama besarnya. Bila perbandingan antara besar jumlah dan selisih kedua vektor tersebut sama dengan
√3, maka sudut yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut adalah ...
A.
90 B.
60 C.
45 D.
30 E. Pembahasan :
2
2
| ⃗ + ⃗ | √ + 2 cos +
2
1
2
1
2
= = √3
2
2
| ⃗ − ⃗ |
2 √ + − 2 cos
1
2
1
2
= =
1
2
2
2
√2 + 2 cos = √3
2
2
√2 − 2 cos 2 + 2 cos 2 − 2 cos = 3 2 + 2 cos = 6 − 6 cos
1 8 cos = 4 ⟹ cos = 2 ⟹ = 60
Jawaban : B 10. Pernyataan berikut yang benar terkait dengan cahaya biru, cahaya kuning, sinar-X, dan gelombang radio adalah ...
A.
Cahaya biru mempunyai energi terbesar B. Cahaya kuning mempunyai panjang gelombang terbesar C.
Gelombang radio mempunyai panjang gelombang terbesar D.
Di ruang hampa, percepatan sinar-X lebih besar daripada kecepatan gelombang radio E.
Cahaya kuning mempunyai kecepatan yang paling rendah. Pembahasan : Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari energi terbesar (panjang gelombang terpendek atau frekuensi terbesar) sampai energi terkecil (panjang
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
gelombang terbesar atau frekuensi terkecil) adalah Sinar Gamma, Sinar Rontgen atau Sinar-X, Ultraviolet, Cahaya Tampak (ungu, nila, biru, hijau , kuning, jingga, dan merah), Infra Merah, Gelombang Radar, Gelombang Mikro, Gelombang Televisi, dan Gelombang Radio atau dapat disingkat menjadi GRUTI RADA TELER. Kecepatan
8
gelombang elektromaknetik bernilai tetap yaitu = 3 × 10 m/s dan tidak dipercepat. Maka pernyataan yang benar adalah pilihan C.
Jawaban : C
11. C hendak dicairkan menjadi air bersuhu
C. Jika Sebanyak 500 gram es bersuhu 0
5 kalor jenis es adalah C, kalor lebur es adalah 80 kal/gr dan kalor jenis air 1
0,5 kal/g kal/ C, maka banyak kalor yang dibutuhkan adalah ... g A. 50000 kalori B. 47500 kalori C. 45000 kalori D.
42500 kalori E.
40000 kalori Pembahasan : Kalor yang diserap es digunakan untuk mengubah wujudnya menjadi air dan menaikkan suhunya menjadi
5 C maka
- =
lebur menaikkan suhu
- = Δ
es es es air
= 500.80 + 500.1. (5 − 0) = 40000 + 2500 ⟹ = 42500 kalori Jawaban : D 12.
C Dua buah logam memiliki panjang yang sama. Logam P ujungnya bersuhu 10 disambung dengan logam Q yang suhu ujungnya
C. Konduktivitas termal logam 115
P adalah 2,5 kali dari konduktivitas termal logam Q. Jika luas penampang kedua batang logam sama, maka suhu di titik sambungan antara logam P dan Q adalah ...
A. C
20 B. C
30 C. C
40 D. C
50 E. C
60 Pembahasan :
5 =
P Q
2 ( − ) ( − )
Q Q P P
= ( − ) = ( − )
P P Q Q
5 ( − 10) = (115 − )
Q Q
2
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
5 − 50 = 230 − 2 C 7 = 280 ⟹ = 40
Jawaban : C 13. Titik dekat seorang kakek terletak pada jarak 120 cm di depan matanya. Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang terletak 30 cm di depan mata, kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai berkekuatan ... Dioptri.
A.
−5 B. −4,16 C. −2,5 D.
2,5 E.
4,16 Pembahasan : Untuk rabun dekat, lensa yang digunakan haruslah lensa cembung (fokus positif). Hal yang dilakukan kacamata di sini adalah membuat bayangan benda yang berada pada jarak 120 cm pada jarak 30 cm dari lensa (jarak antara lensa dan mata dapat diabaikan). Jarak benda disini bernilai negatif karena benda dan bayangan sama- sama berada di depan lensa. Terus kenapa jarak benda yang neagtif, kenapa bukan jarak bayangan? Hal ini dikarenakan mata ada di belakang lensa, bayangan haruslah ada di depan lensa, berarti jarak bendalah yang harus kita buat negatif
1
1
1
- = ′
1
1
1
3 = −120 + 30 = 120 ⟹ = 40 cm Kekuatan lensa adalah nilai dari 1 per jarak fokus lensa dimana jarak fokus lensa yang digunakan memilki satuan meter.
1
1 =
= 0,4 = 2,5 D Jawaban : D 14. Sebuah mikroskop memiliki titik api objektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan di bawah lensa objektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat bermata normal, maka perbesaran total mikroskop bernilai ...
A.
20 kali B. 25 kali C. 50 kali D.
75 kali E.
100 kali
Pembahasan : Pertama kita cari jarak bayangan benda dari lensa objektif
1
1 1 2,2.2,0 4,4
ob ob ′
= ⟹ = + =
ob ′
− 2,2 − 2,0 = 0,2 = 22 cm
ob ob ob ob ob
Perbesaram lensa objektif adalah
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 ′
22
ob
= =
ob
2,2 = 10 kali
ob
Kita dapat menemukan jarak titik fokus lensa okuler dari panjang mikroskop
′ ′
= + ⟹ = − = 24,5 − 22,0 = 2,5 cm
ok ok ob ob
Perbesaran lensa okuler untuk mata normal ( = 25 cm) dan tidak berakomodasi
n
adalah
25
n
= =
ok
2,5 = 10 kali
ok
Sehingga perbesaran total mikrsokop adalah = × = 100 kali
ob ok
Jawaban : E 15. Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah
1000 N, maka banyaknya tumbukam martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah ...
A.
4 kali B. 5 kali C. 6 kali D.
8 kali E.
10 kali Pembahasan : Di sini, energi potensial yang dimiliki martil akan diubah menjadi energi kinetik batang. Energi kinetik batang akan dihabiskan oleh tanah dengan melakukan usaha dengan gaya rata-ratanya. Misal diperlukan kali tumbukan, maka
= ℎ
rat
Dengan adalah jarak tempuh tongkat sampai masuk seluruhnya ke dalam tanah atau sama dengan panjang tongkat.
1000.0,4
rat
= ℎ = 10.10.0,5 = 8 kali
Jawaban : D 16. Sebuah benda bermassa 5 kg berada di bagian atas bidang miring licin.
5 kg 10 m
53
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Jika kecepatan awal benda adalah 2 m/s, maka usaha yang terjadi saat benda
2
mencapai dasar bidang miring adalah ... ( dan sin = 10 m/s 53 = 4/5) A.
500 Joule B.
400 Joule C.
300 Joule D.
200 Joule E. 100 Joule
Pembahasan : Usaha adalah negatif dari perubahan enrgi pootensial benda = −Δ = − Δℎ
Δℎ = −10 sin 53 = −8 m nilainya negatif karena posisi akhir lebih rendah dari posisi awal Maka = −5.10. (−8) = 400 Joule Jawaban : B 17. Suatu mesin carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K dia kan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya akan menjadi ... %
A.
50,0 B. 52,5 C. 57,0 D.
62,5 E.
64,0 Pembahasan : Rumus efisiensi mesin karnot adalah
2
= (1 − ) × 100%
1 Kondisi awal
2
40% = (1 − 400) × 100%
2
0,4 = 1 − 400 160 = 400 − ⟹ = 240 K
2
2 Kondisi akhir
2
′ = (1 − ) × 100%
′
1
240 ′ = (1 −
640) × 100% ′ = (1 − 0,375) × 100%
′ ′
= 0,625 × 100% ⟹ = 62,5% Jawaban : D
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 18.
Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%, maka suhu reservoir tingginya harus diubah menjadi A.
900 K B. 960 K C. 1000 K D. 1180 K E. 1600 K Pembahasan : Rumus efisiensi mesin karnot adalah
2
= (1 − ) × 100%
1 Kondisi awal
2
40% = (1 − 800) × 100%
2
0,4 = 1 − 800 320 = 800 − ⟹ = 480 K
2
2 Kondisi akhir
2
50% = (1 − ) × 100%
′
1
480 0,5 = 1 −
′
1
480
′
= 0,5 ⟹ = 960 K
1 ′ 1 19.
Titik C berada di antara dua planet seperti berikut! Planet A memiliki massa 16 dan planet B memiliki massa 25 . Letak titik C dari planet A agar pengaruh medan gravitasi dari kedua plnet bernilai nol adalah ...
A.
4/3 d B. 5/9 d C. 2/3 d D.
5/2 d E.
4/9 d
Pembahasan : Misalkan jarak titik C dari planet A adalah
, maka jaraknya dari planet B adalah −
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
=
A B A B
=
2
2
( − )
2
( − )
B
=
2 A
−
B
= √
A B
⟹ = − = √
A B
1 + √
A
4 = = =
9 1 + √25 1 + 54
16 Jawaban : E 20. Bola A bermassa 60 gram dan bola B bermassa 40 gram dihubungkan oleh batang AB
(massanya diabaikan) 15 cm 5 cm
Jika kedua bola diputar dengan sumbu pusat di P maka momen inersia sistem adalah ...
−4
2 A.
12,25 × 10 kgm
−4
2 B.
13,50 × 10 kgm
−4
2 C.
14,50 × 10 kgm −4
2 D.
15,50 × 10 kgm
−4
2 E.
16,25 × 10 kgm Pembahasan :
2
2
- =
P A B −2 −2
2 −2 −2
2
) ) = (6 × 10 )(15 × 10 + (4 × 10 )(5 × 10
P −6 −6
= 1350 × 10 + 100 × 10
P −6 −4
2
= 1450 × 10 = 14,50 × 10 kgm
P
Jawaban : C 21. Seorang anak memanjat tali dan berhenti pada posisi seperti diperlihatkan gambar berikut!
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Besar tegangan tali yang menahan anak tersebut jika massa
37
53 anak adalah 50 kg adalah ...
1
2 B.
A. 400 N
500 N C. 600 N D. 700 N 50 kg E. 800 N
Pembahasan : Perhatikan diagram kesemibangan gaya berikut di titik temu ketiga tali! Keseimbangan gaya pada arah horizontal cos 37 = cos 53
1
2
2
1
4
3
4 =
1
2
2
1
5 = 5 ⟹
3
53 Keseimbangan gaya pada arah vertikal
37
- sin 37 sin 53 =
1
2
3
4
1
2
5 + 5 = 500
3
16 = 500 N
1
1
5 + 15 = 500
25 = 300 N dan = 400 N
1
1
2
15 = 500 ⟹ Jawaban : A 22. Perhatikan gambar di bawah ini!
Bola bermassa 100 gram menumbuk dinding tembok dengan kelajuan 25 m/s yang membentuk sudut 30 30 terhadap arah vertikal. Bola kemudian memantul dengan sudut dan kelajuan yang sama. Besar impuls yang terjadi pada bola tersebut adalah ...
A.
1,5 kgm/s
30 B.
2,5 kgm/s C.
3,5 kgm/s D.
4,5 kgm/s E. 5,5 kgm/s
Pembahasan : Dinding hanya memberikan impuls pada arah horizontal yang menyebabkan kemponen kecepatan bola arah horizontal berbalik arah. Impuls diterima bola adalah Δ = ( − (− )) = 2 = 2 sin 30 Δ = 2.0,1.25.0,5 = 2,5 kgm/s Jawaban : B 23. Ayunan sederhana dengan panjang tali = 0,4 m dipasang pada sebuah dinding seperti gambar berikut!
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
2 Jika percepatan gravitasi bumi , periode
= 10 m/s ayunan adalah ...
A.
0,17 sekon
2 B.
0,34 sekon C.
0,68 sekon D.
1,28 sekon E. 1,50 sekon
Pembahasan : Periode ayunan adalah waktu total dari untuk melalui lintasan
− − − −
2
2
1
Waktu dari A ke B adalah adalah seperempat periode bandul sederhana denganpanjang tali = sedangkan wakti dari B ke C adalah seperempat periode bandul sederhana dengan panjang tali
= /2, dari sini akan kita peroleh
1 = √ √
1
4 (2 ) =
2
1 = √ √
2
4 (2 2 ) =
2
2 Maka periode bandul ini adalah )
- = 2(
1
2
1 √ √ √
= 2 (
- 2
2 2 ) = (1 + 2 √2) 0,4 2 + √2
= √ 10 ( 2 ) 3,42
= 0,2 ( 2 ) ≈ 0,34 Jawaban : B 24. Pada sebuah pipa vertial terpasang di dalamnya sebuah pegas dan penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar di bawah ini!
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
35 cm 50 cm ℎ
3 Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/ kemudian dimasukkan ke dalam pipa
m hingga ketinggian 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggia ℎ dari
2
dasar pipa. Jika konstanta pegas 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/ . Maka s nilai ℎ adalah ...
A.
1,5 cm B. 4 cm C. 5,5 cm D.
6 cm E.
10 cm Pembahasan : Berat cairan akan diimbangi oleh gaya pegas. Perubahan panjang pegas adalah 50 − ℎ Δ = (50 − ℎ)cm = 100 m (di sini ℎ sudah dalam cm) =
P
ℎ = Δ
C C
50 − ℎ
2
ℎ =
C C
100 22 50 − ℎ
2
800.10. . 0,35 = 200 7 . 0,1 100 88 = 100 − 2ℎ 2ℎ = 12 ⟹ ℎ = 6 cm Jawaban : D 25. Sebuah tikungan miring dengan jari-jari 10 m dapat dilalui dengan aman pada kecepatan maksimum 36 km/jam pada saat tertutup salju. Sudut kemiringan jalan tersebut adalah ...
A.
B.
30 C.
45 D.
60 E.
53 Pembahasan : Karena jalanan tertutup salju, gesekan dapat kita abaikan (jalan bisa di asumsikan sangat licin). Perhatikan diagaram gaya berikut!
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 S
Keseimbangan gaya pada arah vertikal cos = … (1) Keseimbangan gaya pada arah radial
2
sin = (2) …
Bagi persamaan (2) dengan persamaan (1)
2
2
2
sin
10 cos = ⟹ tan = = 10.10 = 1 ⟹ = 45 Jawaban : C 26. Bola pejal bermassa 10 kg mula-mula diam kemudian dilepaskan dari ujung sebuah bidang miring dan mulai bergerak translasi dan rotasi. Jari-jari bola adalah 1 meter dan ketinggian ℎ adalah 28 m. bola pejal
ℎ Kecepatan bola saat tiba di ujung bawah bidang miring adalah ...
A.
13 m/s B. 15 m/s C. 16 m/s D.
20 m/s E.
22 m/s Pembahasan : Energi penurunan energi potensial bola di ubaha menjadi energi kinetik rotasi dan translasi bola pejal. Bola pejal menggelinding tanpa slip sehingga berlaku
= dan
2 momen inersia bola pejal adalah .
= (2/5)
2
1
1
2
7
10
2
2
2
ℎ = ) ( = + ⟹ = √ 2 2 ( 5 ) 10 7 ℎ
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
10 = √ 7 10.28 = √400 = 20 m/s Jawaban : D 27.
Perhatikan rangkaian listrik sederhana seperti tampak pada gambar berikut! 2 Ω 1 Ω
2
1
2 Ω
6 V
8 V Besar kuat arus adalah ...
1 A.
0,25 A B.
0,30 A C. 0,36 A D.
0,45 A E. 0,50 A
Pembahasan : Kita pilih arah loop seperti gambar di bawah ini! 2 Ω
1 Ω
2
1
6 V loop 1
8 V loop 2 2 Ω
Dengan menggunakan Hukum Kirchoff II untuk kedua loop akan kita peroleh Loop 1 : −6 + 2 + 2( ) = 0 ⟹ 2 = 3 … (1) + +
1
1
2
1
2 Loop 2 :
- −8 + + 2( ) = 0 ⟹ 2 + 3 = 8 … (2)
2
1
2
1
2 Kurangkan persamaan (2) dengan 3 kali persamaan (1)
2 + 3 = 8
1
2
6 + 3 = 9
1
2
−4 = −1
1
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
= 0,25 A
1 Jawaban : A 28.
Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup B mempunyai panjang yang sama.
Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dan pipa organa B adalah ...
A.
1 ∶ 1 B. 2 ∶ 1 C. 2 ∶ 3 D.
3 ∶ 2 E.
4 ∶ 3
Pembahasan : Berikut adalah bentuk gelombang untuk nada atas pertama pada pipa organa A dan B
Pipa Organa A Pipa Organa B
3 =
A
=
B
4 Frekuensi gelombang adalah = dan adalah
A B
, maka perbandingan
4
4 A B A
A
3 = = = =
⟹
3 B A B
B
Jawaban : E 29. Diberikan tiga buah kawat dengan nilai arah arus seperti gambar berikut!
3 A
1 A
2 A 2 m 1 m 1 m P kawat II kawat I kawat III
Besar dan arah medan magnet titik P yang berjarak 1 meter dari kawat ketiga adalah ...
−7 A.
4,5 × 10 Tesla −7 B.
5,5 × 10 Tesla
−7 C.
6,5 × 10 Tesla
−7 D.
7,5 × 10 Tesla
−7 E.
8,5 × 10 Tesla Pembahasan :
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
kita jadikan arah masuk bidang kertas sebagai arah positif. Kawat I dan II memberikan medan magnetik yang arahnya masuk bidang kertas sehingga nilainya positif dan kawat II memberikan medan magnetik yang arahnya keluar bidang kertas sehingga nilainya negatif.
- = −
P
I II
III
1
2
2
1
2
3
- = − = − )
P
2
2 2 2 (
1
2
2
1
2
3 −7
4 × 10
1
2
3
−7
= ( Tesla
P
2 4 − 2 + 1) = 4,5 × 10 Jawaban : A 30. Titik P berada di sekitar dua buah penghantar berbentuk setengah lingkaran dan kawat lurus panjang seperti gambar berikut!
8 A 1 m P 1 m
2 A Besar kuat medan magnet di titik P adalah ...
−7 A.
8 × 10 Tesla
−7 B.
7 × 10 Tesla
−7 C.
6 × 10 Tesla
−7 D.
5 × 10 Tesla
−7 E.
4 × 10 Tesla
Pembahasan : Medan magnet dari kawat melingkar di pusatnya adalah
=
⨀
4 Dengan adalah besar sudut kawat melingkar. Untuk kawat setengah lingkaran, = sehingga
=
⨀
4 Medan magnet akibat kawat setengah lingkaran arahnya masuk bidang kertas dan medan magnet akibat kawat lurus arahnya keluar bidang kertas = −
⨀ L
8
−7 −7
4 × 10 4 × 10 . 2
1
2 −7
= − = 4 × 10 Tesla 4 − 2 = 4.1 2 . 1
Jawaban : E 31. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut!
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
60 Ω 120 Ω 40 Ω
S
Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 200 V, maka besar kuat
maks arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah ...
A.
1,5 A B.
2,0 A C.
3,5 A D.
4,0 A E. 5,0 A
Pembahasan : Impedansi rangkaian adalah
2
2
= √ + ( − )
L C
2
2
= √60 + (120 − 40) = 100 Ω Kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah
200
maks
=
maks
= 100 = 2 A Jawaban : B 32. Permukaan katode disinari cahaya sampai pada frekuensi tertentu. Ternyata tidak terjadi foto elektron. Agar permukaan katode memancarkan foto elektron, usaha yang dapat dilaksankan adalah ...
A.
Mengurangi tebal katode dan memperbesar intesitas cahaya B. Memperbesar panjang gelombang dan memperbesar intensitasnya C. Mengurangi tebal katode dan memperbesar panjang gelombang D.
Memperbesar frekuensi cahaya sampai frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
E.
Memperbesar frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
Pembahasan : Efek fotolistrik memenuhi persamaan berikut = +
. Suku adalah frekuensi dengan = ℎ dan = ℎ adalah frekuensi cahaya dan batas. Suku disebut juga sebagai fungsi kerja logam. Efek fotolistrik akan terjadi jika energi cahaya yang diberikan melebihi nilai fungsi kerja logam. Dari sini dapat kita simpulkan bahwa usaha yang bisa dilakukan adalah dengan memperbesar
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas. Memperbesar intensitas cahaya akan memperbanyak elektron yang bebas dari logam. Jawaban : E 33. Perhatikan manfaat radioisotop berikut ini! 1.
Uji Faal Ginjal 2. Mendeteksi kerusakan kelenjar gondok 3. Menyelidiki kebocoran pipa bawah tanah 4. Menentukan umur fosil Manfaat radioisotop I-131 terdapat pada nomor ...
A.
(1), (2), dan (3) B. (1) dan (2) C.
(2) dan (3) D.
(2) E. (4)
Pembahasan : Kegunaan isotop Iodium-131 adalah 1.
Dalam ilmu kedokteran, I-131 digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok karena I-131 dapat diserap oleh kelenjar gondok tersebut.
2. terapi radioisotop langsung untuk mengobati hipertiroidisme karena penyakit Grave's, dan nodul tiroid hiperaktif.
3. label radioaktif untuk radiofarmasi tertentu yang dapat digunakan untuk terapi, misalnya I-131-metaiodobenzylguanidine.
4. Dalam bidang hidrologi, kebocoran dam serta pipa penyalur yang terbenam dalam tanah dapat dideteksi menggunakan radioisotop Iodium-131 dalam bentuk 3 senyawa CH
- –I. I-131 digunakan sebagai perunut untuk mencari kebocoran pada bendungan dan saluran irigasi, mempelajari pergerakan air dan lumpur pada daerah pelabuhan dan bendungan, laju alir, serta laju pengendapan.
5. Radioisotop I-131 digunakan juga sebagai perunut misalnya untuk menguji kebocoran cairan/gas dalam pipa serta membersihkan pipa, yang dapat dilakukan dengan menggunakan radioisotop Iodium-131 dalam bentuk senyawa CH 3 -I. Jawaban : C 34. Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5000 Å datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde kedua membentuk sudut
30 . Jumlah garis per cm kisi adalah ...
A.
2000 goresan B. 4000 goresan C.
5000 goresan D.
20000 goresan E. 50000 goresan
Pembahasan :
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
spektrum yang diamati adalah orde kedua maka = 2. Menggunakan rumus difraksi pada kisi akan kita peroleh
−10
2.5000. 10
−10 −4
sin = ⟹ = = 20000 × 10 m = 2 × 10 cm
1 sin =
2 Banyak goresan pada kisis persatuan panjang adalah
1
1 =
−4
= 2 × 10 cm = 5000 goresan/cm Jawaban : C 35. Perbedaan utama antara model atom Rutherford dan model atom Bohr adalah ...
A.
Elektron berputar mengelilingi inti dengan sejumlah energi B.
Elektron merupakan bagian atom yang bermuatan positif C. Atom berbentuk bola kosong dengan inti berada di tengah D.
Secara keseluruhan atom bersifat netral E. Massa atom terpusat pada inti atom
Pembahasan : Model Atom Rutherford
Sebagian besar atom adalah ruang hampa.
Atom terdiri dari proton dan elektron. Protan mewakili sebagian besar masa atom dan terpusat di inti atom.
Elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan yang tidak stasioner.
Model Atom Bohr (Gagasan Niels Bohr tentang atom yang sekaligus dapat mengatasi kelemahan model Atom Rutherford)
Atom terdiri dari inti yaitu tempat terkonsentrasinya hampir seluruh massa atom. Dan elektron bergerak mengelilinginya.
Elektron mengelilingi atom pada lintasan stasioner. Elektron akan memancarkan atau membutuhkan gelombang elektromagnetik
untuk berpindah dari satu lintasan(tingkatan energy) ke lintasan lainnya, ketika berpindah ke lintasan yang tingkat energinya lebih rendah atom akan memancarkan gelombang elektromagnetik, dan sebaliknya. Dengan frekuensi Δ = ℎ = ħ.
Momentum sudut yang dimiliki elektron sebesar Pilihan C, D, dan E bukanlah perbedaan, melainkan persamaan atau kemiripan dari kedua teori ini. Pilihan B jelas salah karena kedua teori mengatakan bahwa elektron bermuatan negtif dan proton lah yang bermuatan positif. Pilihan A adalah perbedaan utama dari kedua teori ini, yaitu berkaitan dengan bagaimana bentuk lintasan elektron pada ataom. Jawaban : A 36. Panjang benda yang diukur pengamat yang diam adalah 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8
( = kecepatan cahaya) relatif terhadap benda?
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821 A.
12,6 m B. 12,2 m C. 9,6 m D.
7,2 m E.
6,0 m Pembahasan : Menurut teori relativitas khusus, jika panjang suatu benda diamati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, maka panjang benda itu menurut si pengamat tadi akan memendek, hal ini dikatakan sebagai kontraksi panjang. Faktor pemendekannya adalah
2
2
(0,8 ) = √1 − = √1 − = 0,6
2
2 Panjang benda tersebut menurut pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8
adalah = = 0,6.12 = 7,2 m Jawaban : D 37. Kereta bergerak dengan laju 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan peluitnya. Bunyi peluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 720 Hz. Jika laju bunyi di udara adalah 340 m/s, maka frekuensi peluit kereta api tersebut adalah ...
A.
640 Hz B.
678 Hz C.
700 Hz D.
720 Hz E. 760 Hz
Pembahasan : = 72 km/jam = 20 m/s
s
−
b b s
= ⟹ =
p s s p
−
b s b
340 − 20 =
s
340 720 ≈ 678 Hz Jawaban : B 38. Frekuensi foton yang dihamburkan oleh elektron bebes akan lebih kecil diabanding saat datang adalah hasil dari
A.
Efek Fotolistrik B.
Efek Compton C.
Produksi Pasangan D.
Produksi Sinar-X E. Radiasai Benda Hitam
Pembahasan :
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Peristiwa penghamburan foton ini terjadi pada efek compton yang memenuhi persamaan berikut ℎ
− = (1 − cos )
f
f
Dengan adalah panjang gelombang foton sesudah dan sebelum tumbukan dan
dengan elektron. Sudut , sedangkan adalah sudut hamburan foton. Karena >
f
panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi (ingat = ), maka >
f yang sesuai dengan pernyataan pada soal.
Jawaban : B 39. Benda jatuh bebas adalah benda yang memiliki : 1.
Kecepatan awal sama dengan nol = 0) ( 2.
Percepatan sama dengan percepatan gravitasi ( = ) 3. Gerak diperlambat
Pernyataan yang benar adalah A.
1 dan 2 B.
1 dan 3 C. 1, 2, dan 3 D.
2 saja E. 3 saja
Pembahasan : Ciri-ciri gerak jatuh bebas adalah 1.
Merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat 2. Arah geraknya ke bawah 3. Tidak memiliki kecepatan awal 4. Percepatannya sama dengan percepatan gravitasi
Jawaban : A 40. Perhatikan beberapa pernyataan berikut! 1.
Dapat merubah kecepatan benda 2. Dapat berupa tarikan atau dorongan 3. Dapat mengubah masssa benda 4. Dapat mengubah bentuk benda
Dari keempat pernyataan tersebut, pernyataan yang benar mengenai gaya adalah dalam fisika adalah ...
A.
1, 2, dan 3 B.
1, 2, dan 4 C.
2, 3, dan 4 D.
3 dan 4 E. 1, 3, dan 4
Pembahasan : Pernyataan 1 benar karena gaya akan membuat suatu benda dipercepat dan karena percepatan adalah perubahan kecepatan benda, maka gaya dapat merubah kecepatan benda.
Follow my Instagram @basyir.elphisic.elbanjari Contact Person : 0896-5985-6821
Pernyataan 2 benar karena gaya dapat berupa suatu tarikan (seperti gaya tegangan tali dan gaya gravitasi) atau berupa dorongan (gaya normal). Pernyataan 3 salah karena gaya tidak dapat mengubah massa benda. Pernyataan 4 benar karena gaya dapat membuat pusat massa suatu benda berpindah yang mengartikan bentuk benda tersebut berubah. Jawaban : B