UJIAN AKHIR SEMESTER MATA PELAJARAN FISIKA PERIODE 2005/2006

(1)

UJIAN AKHIR SEMESTER MATA PELAJARAN FISIKA PERIODE 2005/2006

1. Diketahui :

-panjang pelat (p) = 5,45 cm -lebar pelat (l) = 6,2 cm Ditanya : Luas pelat (L)…? L = p x l

= 5,45 x 6,2 = 33, 790 cm2

Sesuai aturan penulisan karena dari panjang dan lebar pelat, angka penting yang paling sedikit adalah 2 angka penting, maka hasil akhir harus ditulis dalam dua angka penting sehingga nilai dari luas pelat dibulatkan ke dalam dua angka penting, yaitu 34 cm2

2. Bila sistem dalam keadaan keseimbangan, maka besar tegangan talinya adalah Hukum Newton I 2 300 2 2 600 2 600 2 2 1 300 45 sin 0 45 sin 0 0 0 0 = = = = = = − = =

∑

BC BC BC y T mg T mg T F y sumbu pada bekeja yang Gaya F

3. Jarak yang ditempuh kendaraan dari menit ke-30 sampai menit ke-90 adalah

Luas di bawah kurva

Luas I = Luas segiempat BCFE = 40 x (1-0,5)

= 40 x 0,5 = 20 km

Luas II = Luas segitiga CDF

(

)

km 10 5 , 0 20 1 5 , 1 40 2 1 = × = − × × =

Luas total = Luas I + Luas II = 20 + 10 = 30 km 4. Diketahui : - kecepatan (V0) = 20 m/s - sudut elevasi (α) = 450 - percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya : tinggi maksimum (hmax)…?

( )

(

)

m g V h 10 2 1 . 20 20 2 2 1 400 10 . 2 45 sin 20 2 sin 2 2 0 2 2 2 0 max = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = = α

Jadi tinggi maksimum peluru adalah 10 m.

5. Diketahui :

Îfrekuensi benda (f) = 4 Hertz

Ditanya : kecepatan sudut (ω) dalam satuan rpm…? rpm s rad s rad sekon rad menit putaran rpm s rad f 240 8 . 30 / 8 / 30 60 2 1 1 / 8 4 . 2 2 = = = = = = = = = π π π ω π π π π π ω

(2)

6. Diketahui :

-jari-jari kelengkungan (R) = 20 m -kecepatan maksimum (Vmax) = 10 m/s

Ditanya ; koefisien gesek (µ)…?

5 , 0 20 . 10 10 . 2 2 2 2 = = = = = gR v R mv mg R mv f s s s µ µ 7. Diketahui : - massa benda (m) = 2 kg - kecepatan (v1) = 2m/s - usaha (W) = 21 J Ditanya : kecepatan akhir (v2)… ? W = perubahan energi kinetik

2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 mv mv Ek Ek − = − = s m v m mv W v / 5 25 25 2 2 . 2 . 2 . 2 1 21 2 . ) 2 1 ( 2 2 2 1 2 2 = = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ₊ = + = 8. Diketahui :

-massa bola (m) = 100 gram = 0,1 kg -kecepatan (vt) = 20 m/s

-selang waktu (∆) = 20 sekon -kecepatan awal (v0) = 0 Ditanya : Gaya (F)…?

(

)

(

)

N t v v m t p F p t F p I t ₈ 25 , 0 0 20 1 , 0 . 0 ₌ − ₌ ∆ − = ∆ ∆ = ∆ = ∆ ∆ = 9. Diketahui : -mA =3 kg -mB = 5 kg -vA = 8 m/s -vB = 4 m/s

Ditanya : kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan (vA’ dan vB’) Karena ini merupakan peristiwa tumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama.

(

)

s m m m v m v m v v m m v m v m v m v m v m v m v v v B A B B A A B A B B A A B B A A B B A A B A / 5 , 5 15 44 5 3 4 . 5 8 . 3 ) ( ' ' ) ( ' ' ' ' ' = = + + = + + = + = + + = + = = Jadi vA’ = vB’= 5 m/s 10. Hukum Hooke

( )

J J L k W m N m N L F k L k F 25 , 1 10 . 125 1 , 0 . 250 . 2 1 2 1 / 250 04 , 0 10 2 2 2 = = = ∆ = = = ∆ = ∆ = − 11. Diketahui : -ρA: ρB = 5 : 4 A B ρ ρ 5 4 = -hA = 8 -hB = 8 Ditanya : PA : PB

(3)

8 10 4 5 . 5 32 . 8 . 5 32 . 5 4 8 . 8 . . . 8 . . = = = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = = = = g g P P g g g h g P g h g P A A B A A A B B B B A A A A ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ Jadi PA : PB = 10 : 8 12. Diketahui : -h1 = 100 cm = 1 m -h2 = 80 cm = 0,8 m h = h1 – h2 = 1 – 0,8 =0,2 m Ditanya : x

Berdasarkan persamaan Bernoulli

(

)

s m gh v v gh v h h g v gh gh gh v gh gh v gh gh v gh menjadi atas di persamaan Maka diabaikan dapat v sehingga v v P P gh v P gh v P / 2 4 2 , 0 . 10 . 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 ; ] 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 = = = = = = − = − + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ₊ = + = << = + + = + + ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ

Air yang mengalir dari lubang hanya mempunyai kecepatan horizontal sehingga s g h t gt h 4 , 0 16 , 0 10 8 , 0 . 2 2 2 1 2 2 2 = = = = =

Jarak yang dapat dicapai oleh air adalah x = v2 . t = 2 .0,4 = 0,8 m =80 cm 13. Diketahui : -mA = 75 gram -tA = 00_C -mB = 50 gram -tB = 1000 C

Ditanya : suhu akhir (takhir)…? Q = m . c . ∆t Azas Black

(

)

(

)

(

)

(

)

C t t t t t t c t c t t c m t t c m Q Q akhir akhir akhir akhir akhir akhir akhir A akhir A akhir B B terima lepas 0 40 125 5000 5000 125 125 5000 75 50 5000 0 . . 75 100 . . 50 . . . . = = = = = − − = − − = − = 14. Diketahui : - q = +5 C - F = 0,05 N

Ditanya : kuat medan listrik dan arahnya…? C N C N q F E 1.10 / 5 05 , 0 ₌ −2 = =

Jadi besar kuat medan listriknya adalah 1.10-2 N/C dan arahnya menuju muatan (-).

15. Pernyataan yang berhubungan dengan angin laut adalah terjadi pada siang hari dan arah anginnya dari laut ke darat. Hal ini disebabkan karena pada siang hari tanah lebih cepat menjadi panas daripada laut sehingga udara di

(4)

atas daratan lebih panas daripada udara di atas laut. Dengan demikian udara panas di daratan akan meningkat dan tempatnya akan digantikan oleh udara dingin dari arah laut. Akibatnya udara bergerak dari laut ke darat.

16. Diketahui : - P1 = 100 W - V1 = 220 V - V2 = ε - P2 = 25 W Ditanya : ε …?

( )

_{( )}

(

)

( )

volt R P V R V P P V R R V P R V R V V I V P 110 110 22 . 5 22 . 5 484 . 25 . 484 22 10 220 100 220 . . 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 = = = = = = = Ω = Ω = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = = = = = =

Jadi nilai ε adalah sebesar 110 volt 17. Diketahui

:

- nilai pada voltmeter (V)= 1 volt Ditanya : R…? A R V I R I V cd cd cd cd 2 1 . = = =

Dalam rangkaian sri berlaku

(

)

(

)

ohm I R I R I V R R I R I V R I R I R I R I V V V V cd bc tot ab cd bc tot ab cd bc ab cd bc ab tot 17 2 1 5 , 8 2 1 5 , 3 12 2 1 2 . 2 1 5 . 2 1 12 . . . . . . . . = = − = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ₊ − = + − = + − = + + = + + =

Jadi nilai R adalah 17 Ω

18. Dalam hal ini kita gunakan aturan tangan kanan sebagai berikut :

Ibu jari menunjukkan arah arus I, keempat jari lainnya menunjukkan arah meda magnet, sedangkan arah gaya Lorentz ditunjukkan oleh arah keluar dari telapak tangan.

Dalam kasus ini arah arus searah dengan sb. y positif (ke atas), medan magnet kea rah sb. x positif (ke kanan). Berdasarkan aturan tangan kanan, maka arah gaya

R i B F +x +z +y

(5)

lorentz (F) nya ke arah sb. z negatif atau menjauhi pembaca. 19. Diketahui : -Vp = 110 V -Vs = 220 V - Ip = 5 A - Is = 2 A Ditanya : efisiensi (η)…? % 80 % 100 550 440 % 100 550 5 . 110 . 440 2 . 220 . = × = × = = = = = = = p s p p p s s s P P W I V P W I V P η

Jadi efisiensinya adalah 80 %

20. Apabila benda diletakkan di ruang II atau di antara titik f dan 2f, maka bayangannya akan bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar.

21. Diketahui : - Sn = 30 cm - Pa = 6 Ditanya : f…? cm P S f f S P a n n a 5 6 30 = = = =

22. Hal-hal yang merupakan sifat-sifat sinar katode adalah dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet, dapat menghasilkan sinar x jika menumbuk permukaan logam, terdiri dari partikel-partikel bermuatan negatif, dan dapat memendarkan berbagai macam zat seperti sulfide seng dan barium platina sianida.

23. 2₁D+₁2D→₂4He+a_bY +Q Partikel Y adalah… foton adalah Q He D D Q Y He D D Q Y He D D ab γ γ 0 0 0 0 4 2 2 1 2 1 0 0 4 2 2 1 2 1 4 2 2 1 2 1 + + → + + + → + + + → + 24. Diketahui :

( )

t i

(

t

)

j rG = 6 G+ 2+2 2 G

Ditanya : kecepatan partikel saat t = 2 sekon (v saat t = 2 s).

(

)

(

) (

)

(

i j

)

v menjadi atas di v persamaan s t Saat s m j t i j v i v v maka s m t t dt d dt dy v s m t dt d dt dx v t y t x maka j y i x r y x y x G G G G G G G G G G G 8 6 , 2 / 4 6 / 4 2 2 / 6 6 2 2 6 2 2 + = = + = + = = + = = = = = + = = + =

Sehingga besar kecepatannya adalah

s m v v v _x _y / 10 100 64 36 8 62 2 2 2 = = + = + = + =

25. Besar gaya sentripetal dapat dituliskan dengan rumus

R mv F

2

=

Dari rumus di atas dapat dinyatakan bahwa

-gaya sentripetal berbanding lurus dengan massa benda

-gaya sentripetal berbanding lurus dengan pangkat dua kecepatan linear

(6)

-gaaya sentripetal berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan

26. Pernyataan yang benar tentang kecepatan gerak harmonik adalah kecepatan gerak harmonik berbanding lurus dengan f. Hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut: ft A f v t A v π π ω ω 2 cos 2 cos = = 27. Diketahui : - rA = 10 m - rB =100 m - TIA = 60 dB Ditanya : TIB…? dB r r TI TI A B A B 40 2 . 10 60 100 log 10 60 10 100 log 10 60 10 100 log 10 60 log 10 2 2 2 2 2 = − = − = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = − = − = 28. Diketahui : -panjang batang AB = 80 cm = 0,8 m -berat batang AB (WAB) = 18 N -berat benda (WB) = 30 N -jarak AC = 60 cm = 0,6 m

Ditanya : tegangan pada tali (T)…?

( ) ( )

( ) (

)

(

)

N T T T T AB T AA T AB W AB W CB AB CB AC m CB AC AB CB B AB 65 48 , 0 2 , 31 2 , 31 48 , 0 0 48 , 0 2 , 31 0 48 , 0 24 2 , 7 0 sin 8 , 0 30 8 , 0 . 2 1 18 0 ' 2 1 0 8 , 0 1 8 , 0 cos 6 , 0 1 6 , 0 sin 1 1 1 36 , 0 64 , 0 6 , 0 8 , 0 2 2 2 2 2 = = = = − = − + = − + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = − + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = = = = = = = = = + = + = + =

∑

α τ α α 29. Diketahui : - W1 = 200 N - W2 = 400 N Ditanya : FA dan FB…?

( )

N L L L L L L L L L L W L W F L W L W L F L W L W L F F B B B A A 400 400 300 100 4 3 400 2 1 200 4 3 2 1 . 4 3 2 1 . . 0 4 3 2 1 . . 0 . 0 2 1 2 1 2 1 = = + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − + =

∑

τ

(7)

( )

N L L L L L L L L L L L W L W F L W L W L F L W L W L F F A A A B B 200 200 100 100 4 1 400 2 1 200 2 1 200 4 1 2 1 . 4 1 2 1 . . 0 4 1 2 1 . . 0 . 0 2 1 2 1 2 1 = = + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − + =

∑

τ

Jadi besar gaya yang dilakukan penyangga pada batang FA adalah 200 N dan besar FB adalah 400 N

30. Diketahui : - n = 5 mol - R=8,31 J/mol K - P konstan Ditanya : CP…? K J R n C_P / 88 , 103 31 , 8 . 5 . 2 5 2 5 = = = 31. Diketahui : -T1 = 600 K - η = 50 % Ditanya : T2…?

(

)

C C K K K K K T T T T T T T T T 0 0 1 1 2 2 1 1 1 2 1 27 273 300 300 300 600 % 100 600 . % 50 600 % 100 % 100 % 100 . = − = = − = − = − = − = − = η η η 32. Diketahui : -ε1 = V -B1 = B2 -l2 = ¼ l1 -V2 = 6V1 Ditanya : ε2…?

(

)

V V V l B V l B V l B V l B V 2 1 1 4 6 . . 4 6 6 . 4 1 . . . . . 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 = = − = − = − = − = = ε ε ε 33. Diketahui : - r = 10 cm = 0,1 m - I1 = 400 mA = 0,4 A - I2 = 500 mA =0,5 A - µo = 4л x 10-7 Wb/Am Ditanya : ...? l F m N r I I l F l r I I F o o / 10 4 1 , 0 . 2 5 , 0 . 4 , 0 10 4 2 2 7 7 2 1 2 1 − − × = × = = = π π π π µ π µ 34. Diketahui :

(8)

- R = 60 ohm - V = 220 volt -R/Z = 0,6 Ditanya : arus I…?

A Z V I R Z Z R 2 , 2 100 220 100 6 , 0 60 6 , 0 6 , 0 = = = Ω = = = = 35. Diketahui : - R = 40 Ω - VZ = 100 V - VR = 80 V Ditanya : XL…?

( ) ( )

Ω = = = = = = = = = = = − = − = − = + = 30 2 60 2 2 40 80 60 3600 6400 10000 80 100 2 2 2 2 2 2 L L L L R R R R Z L L R Z I V X A I I I A R V I volt V V V V V V

36. Pernyataan yang benar tentang gelombang elektromagnetik adalah

- Tidak dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet

- Tidak dapat merambat melalui ruang hampa

- Tidak bermuatan listrik

-Tidak dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi 37. Diketahui : - d = 2 mm = 2 x 10-3 m - L = 1 m - n = 2 - y = 0,5 mm = 5 x 10-4 m Ditanya : λ…? m L n y d n L y d 7 4 3 10 . 5 1 . 2 10 . 5 . 10 . 2 . . . . − − − = = = = λ λ 38. Diketahui : -diameter pupil (D) = 2 mm = 2.10-3 m - panjang gelombang (λ) = 500 nm = 5.107 m

- Jarak maksimum mobil dan orang(L) =4.103 m

Ditanya : jarak daya urai(d0)…?

( )

(

) (

)

cm m D L d 122 22 , 1 10 . 2 10 . 4 . 10 . 5 . 22 , 1 . . 22 , 1 3 3 7 0 = = = = − − λ 39. Diketahui : - u = v -L2 =0,6 L1 -c = C Ditanya : u…?

(9)

C v C v C v C v L L C v C v L C u L L 8 , 0 64 , 0 36 , 0 1 6 , 0 1 6 , 0 6 , 0 1 1 6 , 0 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 = = − = = − = = − − = − =

Jadi nilai adalah 0,8 C 40. Ek =E-W

Ek = hf-hf0

Berdasarkan persamaan di atas, dapat diketahui bahwa energi kinetic fotoelektron tidak dipengaruhi oleh intensitas cahaya. 41. Diketahui : - mp = 1,008 sma -mn = 1,009 sma -minti = 2,016 sma Ditanya : E…?

(

)

[

]

(

)

[

]

[

MeV

]

MeV MeV m E i ikat Energi sma m Z m Z A Z A H deutron p 931 , 0 931 . 001 , 0 931 . : int 001 , 0 016 , 2 017 , 2 016 , 2 0009 , 1 008 , 1 . 1 016 , 2 0009 , 1 . 1 1 2 1 2 2 1 = = ∆ = = − = − + = − + = ∆ = − = − = = =

( )

gr N N T T N N t N T T T T T t 25 , 6 16 100 2 1 100 2 1 12 3 3 1 2 1 2 1 2 1 100 50 2 1 100 50 2 1 100 3 2 1 4 3 12 0 3 1 3 3 3 0 = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =

(10)

43. Diketahui : -ib = 0,05 mA -iC = 2,00 mA Ditanya : 40 05 , 02 = = = B C FE i i h

44. Pernyataan yang benar sesuai dengan teori pita energi adalah - koduktor = pita konduksinya berisi detengah bagian, pita konduksinya kosong, sedangkan pita valensinya terisi penuh

- Semikonduktor = pita konduksinya terdiri dari sebagian dan pita valensinya terdiri dari sebagian atau kosong, celah antara pita valensi dan pita konduksi adalah sempit

-Isolator : pita koduksinya kosong, pita valensinya penuh 45. Lapisan matahari yang dapat kita lihat menerupai piringan emas yang terang adalah fotosfer.