SOAL&PEMBAHASAN FISIKA SIMAK UI - Pembahasan FISIKA Simak UI 2009-2015

Dari hukum Faraday, ggl induksi untuk kasus ini adalah: F = GH = GH^IJ_I" Karena KLMN3OPQ K3 = , maka F = GH

Kuat arus listrik dicari dengan hukum Ohm: R =_{S =}^F ^GH_S

Jawaban: (D)

28.Muatan dalam medan listrik

Syarat setimbang: gaya berat gaya listrik V WX W _X^V /5 Y 10Z[kg0/9,8 m/s 0 800 N/C 6.125 Y 10Z_ C ` 6.13 Y 10Z_ C Arah gaya listrik yang berlawanan dengan arah medan menunjukkan muatan listriknya

negatif.

Jawaban: (A)

29.Muatan dipercepat

Muatan yang ditaruh dalam sebuah beda potensial akan mengalami percepatan. Besar energi kinetik yang diperoleh muatan sama dengan energi potensial awalnya.

Xa Xb cd

Karena c 2c dan V tidak berubah, maka:

Xa_e ^cc_e ^2cc ² Atau

Xa 2Xa_e 2a Lihat, bahwa di sini massa m tidak berpengaruh (Jawaban: C) 30.Kalor c f∆" c /200 g0/4,2 J/g0/4!C0 3360 J Jawaban (B) 31.Pemantulan sempurna

(-)

(+)

V Gaya listrik = qE Gaya berat = mg

www.kitabsimakui.com

Kita gunakan hukum Snellius i_esin j i sin k

• Pembiasan dari udara ke kaca 1 ∙ sin l_e i sin l

sin le i sin l

• Pembiasan dari kaca ke udara (dalam kondisi pemantulan sempurna)

i sin l[ 1 ∙ sin 90!

i sin/90! l 0 1 i cos l 1

cos l ¹_i

Atau dengan rumus sin J cos J 1 didapatkan

sin l ^√i_i ¹

Sehingga jika disubstitusikan ke persamaan awal didapatkan

sin l_e ni 1 atau

i n1 sin l_e

Dengan demikian, nilai indeks bias n dapat dihitung jika sudut datang (l_e0 diketahui. Karena dalam soal ini tidak ada informasi

sudut datang, maka nilai n tidak bisa

dihitung.

32.Energi elektron di kulit ke-n untuk atom dengan nomor atom Z adalah:

X ^136,_{i o}

Ketika electron berpindah dari orbit n = 1 ke n = 3 maka perubahan energinya:

∆X X_[ X_e ^13,6_{3 o} 4 ^13,6_{1 o 5} ∆X 13,6o /₃¹ _{1 0}¹

13,6 ∙ 3 4¹₉ ¹₁₅ 108,8 eV

Tanda positif menunjukkan energinya bertambah atau electron menerima energi

Jawaban: (D)

33.Medan dan Potensial Listrik

• Muatan mengalir karena adanya medan listrik (ingat persamaan gaya listrik WX). Jika dalam penghantar tidak ada arus listrik berarti kuat medan listrik dalam penghantar sama dengan nol (bukan konstan).

→ PERNYATAAN SALAH

• Beda potensial V adalah integral dari medan listrik E:

d q X Ik Sehingga jika medan listrik bernilai konstan, maka potensial akan

merupakan fungsi posisi (bukan nol).

→ ALASAN SALAH

Jawaban: (E)

Pada mikroskop, lensa okuler yang

menempel pada mata berfungsi sebagai lup yang membuat bayangan maya, diperbesar, dan tegak.

→ PERNYATAAN BENAR

Pada mikroskop, lensa objektif membentuk bayangan nyata, diperbesar, dan terbalik.

→ ALASAN SALAH

Jawaban: (C)

35.Gerak Melingkar horizontal

(1) Kecepatan sudut (ω) maksimum Σ _r= s S t s S 400 = 1,25 ∙ s ∙ 0,8 400 = s s = √400 = 20 rad/s (PERNYATAAN 1 BENAR) (2) Kecepatan linear maksimum

= sS = 20 ∙ 0,8 = 16 m/s (PERNYATAAN 2 BENAR) (3) Percepatan linear (percepatan

sentripetal) maksimum

r== s S = /200 ∙ 0,8 = 320 m/s (PERNYATAAN 3 BENAR)

(4) Percepatan sudut dapat dihitung jika percepatan tangensial diketahui:

l = _S^u

atau jika gaya tangensial diketahui:

l = _S^S

karena percepatan tangensial maupun gaya tangensial tidak diketahui, kita tidak dapat menghitung besar percepatan sudut.

(PERNYATAAN 4 SALAH)

Pernyataan (1), (2), dan (3) benar →

Jawaban: (A)

36.Persamaan gelombang:

v = 0,12 sinw^x_{8 J + 4x"y} (1) Persamaan kecepatan getar tiap titik

pada tali adalah turunan dari fungsi simpangan

=^Iv_{I" = 4x ∙ 0,12 cos w}^x_{8 J + 4x"y} PERNYATAAN (1) BENAR

(2) Kecepatan getar maksimum dicapai jika nilai cosines = 1.

7= 4x ∙ 0,12 = 0,48 m/s PERNYATAAN (2) BENAR

(3) Persamaan percepatan = turunan dari persamaan kecepatan

=^I_{I" = −/4x0 ∙ 0,12 sin w}^x_{8 J + 4x"y} PERNYATAAN (3) BENAR

(4) Percepatan maksimum gelombang

z Cr= s { = /4x0 ∙ 0,12 = 1,92x m/s PERNYATAAN (4) BENAR Jawaban: (E) T w

www.kitabsimakui.com 25.Katrol/Mesin Atwood

Ditanyakan: percepatan sistem = ? JAWAB:

Percepatan:

= ^Σ = ⁻₊

=^{60 − 40}_{6 + 4 =}²⁰_{10 = 2 m/s} Arah geraknya: gerak m1 ke arah bawah, gerak m₂ ke arah atas

Jawaban: (B) 26.Tumbukan Jawab: Tumbukan: momentum total sebelum tumbukan = momentum total sesudah tumbukan 0,01 ∙ 500 = &2 + 0,01' ∙ (′ 5 = 2,01(′ (*=_{2,01 m/s}⁵ Ketinggian maksimum: (+ = (, + 2 - 0 = ._{2,01/ + 2 ∙ &−10' ∙ ℎ}⁵ 1 20ℎ₁= 6,118 ℎ₁=^6,118₂₀ = 0,3094 m = 30,94 cm ≅ 31 cm Jawaban: (C) 27.Kapasitor

Hitung dulu beda potensial PQ (=beda

potensial di hambatan 5 ohm), dengan prinsip rangkaian seri: 7₈₉ 7 ⁼;^5 Ω 7₈₉ 9 volt =10 Ω^5 Ω 7₈₉=_{10 Ω × 9 volt = 4,5 volt}^5 Ω Energi yang tersimpan pada kapasitor dihitung dengan persamaan: > =¹_{2 ?7} > =¹_{2 × &6 × 10}@A' × 4,5 = 6,075 × 10@8≈ 6,08 × 10@8 J Jawaban: (D) (_{EF GHG}= 500 m s⁄ J K= 2 kg EF GHG= 10 gr = 0,01 kg Ditanyakan: ketinggian maksimum balok =

m1 = 6 kg

m2 = 4 kg

SOAL&PEMBAHASAN FISIKA

SIMAK UI

28.Induksi elektromagnetik

Kuat medan magnet B = 0,5 T

Diameter lingkaran: d₁ = 3 cm → d₂ = 4 cm

∆t = 0,25 s

Hambatan listrik R = 14 ohm Ditanyakan: kuat arus induksi

Jawab:

Hukum Faraday untuk nilai N = 1: N = O^PQ_{PR =}^P&ST'_{PR = S}^PT_PR Karena dA = perubahan luas lingkaran

PT = T − T =¹_{4 UVP − P W} =¹_{4 U&4 − 3 ' × 10}@X m

=⁷_{4 U × 10}@X m Maka ggl induksi yang muncul adalah

N = S^PT_PR

= &0,5'Y74U × 10@XZ &0,25' =⁷_{2 U × 10}@X Volt

Arus induksi dihitung dengan hukum Ohm: \ =⁷_; = 7 2 U × 10^@X 14 = 0,25U × 10@X= 25U ]T Jawaban: (B)

29.Muatan dipercepat oleh beda potensial

Muatan yang ditaruh dalam sebuah beda potensial akan mengalami percepatan. Besar energi kinetik yang diperoleh muatan sama dengan energi potensial awalnya.

^_ = ^` = a7

Karena a = 2a dan V tidak berubah, maka: ^_

^_ =^aa =^2aa = 2 Atau

^_ = 2^_ = 2_ Lihat, bahwa di sini massa m tidak berpengaruh

(Jawaban: C)

30.Kalor

Percobaan pertama:

Logam panas dimasukkan ke dalam kalorimeter berisi air, persamaannya:

a _{b c}= a_K + a _dH eΔg = ?Δg + eΔg

&0,3 kg' ∙ 900 ∙ &140 − g ' = 900&g − 30' + &0,5 kg' ∙ 4200 ∙ &g − 30'

37800 − 270g = 900g − 27000 + 2100g − 63000 3270g = 127.800

g = 39,1,C

Suhu kesetimbangan pertama adalah 39,1^oC

(-)

(+)

V X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

www.kitabsimakui.com

Es dimasukkan ke dalam kalorimeter berisi air dan logam yang sudah setimbang termal, persamaannya:

Kita hitung dulu kalor yang dilepas kalorimeter, air, dan logam saat turun ke suhu kesetimbangan T2: a_K = ?∆g = 900&39,1 − g ' = 35190 − 900g a_klm= e∆g = 0,5 ∙ 4200&39,1 − g ' = 82110 − 2100g a _{b c}= e∆g = 0,3 ∙ 900&39,1 − g₂' = 10557 − 270g₂

Sementara, kalor yang diserap air digunakan untuk menaikkan suhunya hingga nol, melebur dan menaikkan suhunya: aFn= e∆g + o + e∆g = 0,8 ∙ 2100 ∙ 10 + 0,8 ∙ 3600 + 0,8 ∙ 4200&g − 0' = 16800 + 2880 + 4200g = 19680 + 3320g

Menurut Asas Black:

aK + a dH+ a b= aFn

35190 − 900g +82110 − 2100g + 10557 − 270g = 19680 + 4200g 6630g₂= 108177

g = 16,3,C (Tidak ada jawaban yang benar)

31.Percobaan Melde (gelombang bunyi) Percobaan Melde menyatakan cepat rambat gelombang transversal pada dawai: ( = p ^q= prT Yang berubah: r =¹_{2 r} dan s = 2s → = 2 Maka cepat rambat gelombang sekarang:

(

( = p1/2 = √4 = 2 kali²

Selanjutnya, panjang gelombang sebanding dengan cepat rambat melalui persamaan ( = wx sehingga:

w = 2w

Jawaban: (B)

32.Peluruhan radioaktif

Ra → Rn + α Energi reaksi peluruhan berasal dari perubahan massa (massa yang hilang) menjadi energi melalui persamaan:

^ = ∆ × 931 MeV Hitung dulu massa yang hilang:

∆ = _{H | }}− & _{H |dGc}+ _~' = 224,0202 − &220,0114 + 4,0026'

= 0,0062 sma Maka, energi reaksi adalah:

^ = 0,0062 × 931 = 5,77 ≈ 5,78 MeV

Jawaban: (C)

Sudut kritis hanya terjadi jika berkas cahaya datang dari medium yang lebih rapat ke

medium yang lebih renggang, contohnya

dari air ke udara. Jika cahaya datang dari udara ke air, fenomena sudut kritis tidak akan terjadi.

→ PERNYATAAN BENAR

Sudut kritis atau sudut batas adalah sudut sinar datang yang menghasilkan sudut bias tepat 90^o. Jika sudut datang lebih besar daripada sudut kritis maka cahaya akan dipantulkan sempurna.

→ ALASAN BENAR

PERNYATAAN DAN ALASAN BENAR, TETAPI TIDAK ADA HUBUNGAN SEBAB AKIBAT

Jawaban: (B)

34.Fluida mengalir / tangki bocor

Persamaan untuk menghitung jarak horizontal pancaran air adalah:

• = 2€ℎ × ℎ Dari persamaan ini terlihat bahwa:

- Pancara terjauh dicapai jika lubang ada di tengah

- Untuk setiap lubang di bawah titik tengah pasti ada pasangannya di atas titik tengah yang menghasilkan jarak pancaran yang sama.

- Titik di posisi lebih bawah belum tentu memiliki jarak pancaran lebih jauh daripada titik di bagian atas, demikian pula sebaliknya

→ PERNYATAAN SALAH

Tekanan hidrostatis sebuah titik ditentukan oleh kedalamannya dari permukaan, sebagaimana ditunjukkan oleh persamaan

` = r•ℎ

Dengan demikian, pada soal ini, titik K₂ memiliki tekanan hidrostatis lebih besar daripada titik K₁.

→ ALASAN BENAR

Jawaban: (D)

35.Termodinamika

Jika proses ini digambarkan pada grafik P –V

(1) Gas yang mengembang / berekspansi dari 12 L menjadi 19 L, maka gas dikatakan melakukan kerja/usaha →→→→

BENAR

(2) Jika prosesnya adiabatik, maka tidak ada kalor yang masuk atau keluar (∆Q = 0) sehingga persamaan

termodinamikanya menjadi: > = −∆‚

Ini menunjukkan bahwa energi untuk ekspansi berasal dari energi dalam (U)

→ → →

→ BENAR

(3) Persamaan pada point (2) juga

menyatakan bahwa jika gas melakukan ekspansi maka energi internal U akan turun. →→→→ BENAR

(4) Temperatur akhir dihitung dengan persamaan: g g = .⁷7 / ƒ@ g 12 ^,X@ P V 12 L 19 L n = 1 mol T = 310 K h1 h2 x

www.kitabsimakui.com g = 310 × .¹²_19/^„,X= 258 K → → → → BENAR

Semua pernyataan benar

Jawaban: (E)

36.Cermin cekung dan cembung

(1) Bayangan cermin pertama (ingat: f = ½ R) 1 x =¹- +-′¹ 1 30 =10 +¹ -′¹ 1 -′ = 1 30 − 1 10 = − 2 30 = − 1 15 -*= −15 cm

Nilai positif menunjukkan sifat bayangan

maya. Bayangan maya akan tegak terhadap

bendanya. Nilai s’ > s menunjukkan bayangan diperbesar.

→ PERNYATAAN (1) BENAR (2) Bayangan cermin kedua

Bayangan cermin pertama menjadi benda bagi cermin kedua, dengan jarak

- = P − - *= 35 − &−15' = 50 cm Selanjutnya gunakan persamaan cermin:

1 x =¹- +-′¹ 1 −10 =50 +¹ -′¹ 1 -′ =−10 −¹ 50 = −¹ 50 = −⁶ 25³ -* = −²⁵_{3 = −8,3 cm} Tanda minus menunjukkan bayangan cermin kedua bersifat maya

→ PERNYATAAN (2) BENAR (3) Perbesaran total (tanda negatif

dihilangkan): s = s × s =¹⁵_{10 ×} 25 3 50 =³_{2 ×}¹_{6 =}¹_{4 = 0,25 kali} → PERNYATAAN (3) SALAH

(4) Dari jawaban point (2) yaitu s’=-8,3 cm dapat disimpulkan bahwa bayangan akhir: - Maya

- Tegak - Diperkecil

→ PERNYATAAN (4) BENAR

Hanya pernyataan (2) dan (4) yang benar

Jawaban: (C)

10 cm

35 cm

R1=60 cm R2=-20 cm R1=60 cm

Dalam dokumen Pembahasan FISIKA Simak UI 2009-2015 (Halaman 118-126)