UJIAN AKHIR SEMESTER JANUARI
–
JUNI 2005
TAHUN PERTAMA BERSAMA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
Mata Kuliah
: Fisika Dasar 2
Program Studi
: Semua Program Studi MIPA
Hari /Tgl
: Selasa , 21 Juni 2005
Waktu/Jam
: 120 Menit / 07.45
–
09.45
Bentuk Soal
: Objektif dan Essay
Pembina
: Tim Dosen Fisika Dasar
A. SOAL OBJEKTIF
Petunjuk
:
I.Untuk Soal no 1 s.d 15 Silangilah salah satu option. A, B,
C, D atau E yang anda anggap paling tepat pada
lembaran jawaban yang disediakan
II. Untuk soal 16 s.d 20 silangilah:
A. jika pernyataan betul alasan betul dan keduanya
menunjukkan hubungan sebab akibat
B. jika pernyataan betul alasan betul dan keduanya tidak
menunjukkan hubungan sebab akibat
C. jika pernyataan betul, alsan salah
D. jika pernyataan salah , alasan betul
E. jika pernyataan dan alasan salah
III. Untuk soal no. 21 s.d 30 Silangilah :
A. jika pernyataan 1,2,dan 3 betul
B. jika pernyataan 1 dan 3 betul
C. jika pernyataan 2 dan 4 betul
1. Sebuah partikel bergetar harmonis sederhana. Jika amplitudonya diubah dengan frekuensi tetap, maka besaran berikut yang berubah adalah:
A. Kecepatan maksimum B. Energi kinetiknya C. Energi potensialnya D. Energi totalnya
E. Semua jawaban benar 2. Pada gerak harmonis sederhana:
A. Energi kinetik berharga nol di titik keseimbangan
B. Percepatan selalu berlawanan arah dengan arah simpangan C. Energi potensial berbanding
lurus dengan simpangan D. Di titik simpangan terjauh gaya
pemulih berharga nol
E. Pada saat simpangan separuh amplitudonya, energi kinetik sama dengan energi potensialnya. 3. Yang benar dari pernyataan di bawah
ini adalah, kecuali:
A. Amplitudo gelombang berjalan di suatu titik selalu berubah
B. Gelombang mekanik tidak membutuhkan medium untuk menjalar.
C. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal D. Pada gelombang berjalan
terdapat perut dan simpul E. Cahaya adalah gelombang
elektromagnetik 4. Sebuah gelombang berjalan
memenuhi persamaan y = 0,2 sin 0,4
π (60t –x), y dan x dalam cm dan t dalam detik. Pernyataan yang tidak benar adalah:
A. Amplitudo gelombang adalah 0,2 cm
B. Frekuensi gelombang adalah 12 Hz
C. Panjang gelombang adalah 5 cm D. Cepat rambat gelombang adalah 2,4 cm/s
E. Bilangan gelombang adalah 0,4 π 5. Yang tidak termasuk spektrum
gelombang elektromagnetik adalah: A. Gelombang mikro
B. Sinar gamma C. Gelombang bunyi
D. Gelombang radio E. Sinar X
6. Istilah-istilah berikut untuk gelombang adalah benar, kecuali:
A. Banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tiap satuan waktu disebut perioda (T)
B. Jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu disebut cepat rambat gelombang (v)
C. Titik pada gelombang yang berada pada simpangan maksimum disebut perut gelombang.
D. Titik pada gelombang yang berada pada simpangan nol disebut simpul gelombang E. Simpangan maksimum pada
gelombang disebut amplitudo (A) 7. Gejala interferensi dan difraksi
merupakan gejala alam yang
membuktikan bahwa cahaya adalah gelombang, yang berarti memperkuat teori:
A. Einstein B. Huygens C. Newton D. Compton E. de Broglie
8. Pernyatan-pernyataan di bawah ini semua benar, kecuali:
A. Dua gelombang dikatakan koheren, bila mempunyai frekuensi yang sama dan beda sudut fase yang konstan. B. Percobaan Young, yang
menggunakan cahaya monokhromatis, analisisnya berdasarkan peristiwa interferensi C. Gejala interferensi tidak dapat
diperlihatkan melalui gelombang bunyi, karena bunyi adalah gelombang longitudinal.
D. Hasil interferensi dalam bentuk garis-garis gelap dan garis-garis terang dapat terjadi, bila
gelombang-gelombang berasal dari satu sumber yang sama, dengan lintasan yang berbeda. E. Polarisasi hanya terjadi pada
gelombang transversal.
A. Makin besar jarak antara dua celah, makin besar jarak antara dua garis terang terdekat.
B. Makin jauh jarak antara layar dan celah, makin kecil jarak antara garis gelap dan garis terang terdekat.
C. Makin besar frekuensi cahaya yang digunakan, makin besar pula jarak antara dua garis minimum terdekat.
D. Makin besar panjang gelombang yang digunakan, makin besar pula jarak antara dua garis maksimum terdekat.
E. Jarak antara dua garis gelap terdekat, selalu lebih besar dari jarak antara dua garis terang terdekat.
10. Cahaya yang merambat dari suatu medium bening ke medium bening lain yang berbeda kerapatannya, akan mengalami perubahan hal-hal berikut:
A. Cepat rambat dan frekuensi. B. Panjang gelombang dan
frekuensi
C. Panjang gelombang dan cepat rambat
D. Frekuensi dan amplitudo E. Panjang gelombang dan
amplitudo
11. Mata mengamati sebuah benda dengan menggunakan sebuah lup. Pernyataan berikut ini yang benar adalah, kecuali:
A. Mata akan berakomodasi bila benda tersebut berada di ruang I lup
B. Mata akan melihat tanpa
berakomodasi bila benda tersebut berada di titik jauh mata
C. Mata akan berakomodasi maksimum bila bayangan benda yang dibuat lup jatuh di titik dekat mata.
D. Mata akan berakomodasi bila bayangan yang dibentuk lup berada antara titik dekat dan titik jauh.
E. Perbesaran maksimum terjadi bila bayangan yang dibentuk lup jatuh pada titik jauh mata.
12. Sebuah lensa dipindahkan dari udara ke dalam air, maka hal-hal berikut berubah, kecuali:
A. Indeks bias relatif lensa B. Jarak fokus lensa C. Jari-jari lensa D. Kekuatan lensa
E. Sudut bias dalam lensa, untuk sudut datang tetap.
13. Pernyataan berikut yang benar adalah:
A. Pemantulan sempurna dapat terjadi jika sinar merambat dari kaca ke air
B. Jika sudut datang lebih besar dari sudut kritis, berarti terjadi
pemantulan sempurna
C. Sudut datang yang menyebabkan sudut bias 900 disebut sudut kritis D. Pada pemantulan sempurna
bidang batas antara kaca dan air bertindak sebagai cermin datar E. Pernyataan A,B,C dan D benar 14. Dua pesawat A dan B yang identik
bergerak dengan kecepatan masing-masing mendekati kecepatan cahaya dengan kecepatan pesawat A dan B adalah vA dan vB (vA > vB). Panjang (L) dan massa (m) kedua pesawat menurut pengamat yang diam di bumi adalah:
15.Dari peristiwa efek Compton yang terjadi akibat tumbukan foton sinar X terhadap elektron diam dapat
disimpulkan, kecuali:
A. Efek Compton membuktikan bahwa foton dapat bersifat partikel.
B. Panjang gelombang foton terhambur lebih kecil dari
panjang gelombang foton datang. C. Perbedaan panjang gelombang
foton terhambur dengan panjang gelombang foton datang
tergantung kepada besarnya sudut hamburan foton.
panjang gelombang foton terhambur semakin besar
E. Energi foton terhambur semakin kecil bila sudut hamburan
semakin besar.
16. Sebuah permata yang terletak di dasar kolam akan nampak lebih dekat ke permukaan daripada jarak sebenarnya.
SEBAB
Sinar datang dari permata akan dibiaskan oleh bidang batas menjauhi garis normal.
17. Okuler dari teropong panggung terdiri dari lensa cekung, yang juga berfungsi sebagai pembalik.
SEBAB
Benda yang terletak di depan lensa cekung selalu menghasilkan
bayangan semu yang terbalik. 18. Sebuah benda tiba-tiba pecah
menjadi dua bagian yang sama besar, masing-masing bergerak dengan kecepatan 0,6 c dalam arah yang berlawanan, ternyata massa diam masing-masing pecahan adalah X kg. Berarti massa diam benda sebelum pecah adalah sama dengan 2X.
SEBAB
Menurut hukum kekekalan energi, energi mula-mula = energi akhir 19. Menurut kesetaraan massa dan
energi, energi kinetik suatu benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya lebih kecil dari energi
totalnya.
SEBAB
Energi kinetik suatu benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya = selisih antara energi total dengan energi diamnya.
20. Besarnya fungsi kerja logam emitter pada peristiwa efek fotolistrik
ditentukan oleh panjang gelombang sinar yang datang padanya.
SEBAB
Semakin panjang gelombang sinar yang datang, semakin kecil
kemungkinan terjadinya efek fotolistrik.
21. Frekuensi suatu bandul sederhana tergantung kepada:
1. Percepatan gravitasi Bumi 2. Massa beban bandul 3. Panjang tali bandul 4. Amplitudo bandul
22. Cepat rambat gelombang pada dawai:
1. Sebanding dengan frekuensinya 2. Sebanding dengan akar tegangan
dawai
3. Berbanding terbalik dengan akar massa dawai
4. Berbanding lurus dengan akar massa dawai
23. Pada tali merambat gelombang dari kiri ke kanan, pada saat t = 0, simpangan y = 0. Bila cepat rambat gelombang v, panjang gelombang λ dan setelah t detik , gelombang menempuh jarak x berarti gelombang tersebut memenuhi persamaan:
24. Permukaan cermin cekung di arahkan ke sinar matahari. Cermin cekung diatur sedemikian rupa, sehingga pantulan sinar matahari membentuk suatu titik terang pada layar di depan cermin pada jarak 25 cm dari cermin. Berarti:
1. Bayangan yang terjadi di titik pusat kelengkungan cermin cekung
2. Cermin cekung bersifat divergen 3. Cermin cekung dapat digunakan
sebagai kaca spion mobil. 4. Jarak fokus cermin cekung ¼ meter
25. Seberkas cahaya merambat dari udara ke air, maka:
1. Kecepatan cahaya semakin kecil 2. Frekuensi cahaya tetap
3. Panjang gelombang cahaya makin kecil
26. Pernyataan berikut ini, yang benar adalah:
1. Pergeseran sinar datang dan sinar keluar pada kaca planparalel semakin pendek jika sudut sinar datang semakin besar.
2. Sudut deviasi minimum prisma semakin besar jika prisma
dipindahkan ke medium renggang yang indeks biasnya semakin kecil.
3. Sebuah lensa bikonkaf akan bersifat mengumpulkan sinar, jika berada dalam medium yang lebih renggang.
4. Sebuah lensa bikonvek akan bersifat menyebarkan sinar, jika berada dalam medium yang lebih rapat dari bahan lensa.
27. Seseorang yang menderita cacat mata presbiop-miop harus memakai kacamata bifokal berkekuatan 2D dan -0,4D, berarti:
1. Tanpa kacamata orang tersebut hanya mampu melihat paling jauh 2,5 m
2. Orang tersebut mempunyai titik dekat 50 cm.
3. Dengan memakai kacamata orang tersebut dapat membaca pada jarak 25 cm
4. Titik jauh orang tersebut berada di jauh tak berhingga.
28. Sebuah mikroskop terdiri dari lensa objektif dan okuler, maka:
1. Jarak fokus objektif lebih kecil dari fokus okuler.
2. Untuk mata berakomodasi
maksimum bayangan lensa okuler terjadi pada titik dekat mata yang menggunakan.
3. Bayangan yang dibentuk objektif ini sejati dan terbalik.
4. Untuk mata normal
berakomodasi bayangan yang dihasilkan oleh objektif terletak di titik fokus okuler.
29. Dari hasil analisis efek fotolistrik dapat disimpulkan bahwa:
1. Seluruh energi foton yang datang pada logam katoda digunakan untuk energi kinetik elektron yang terlepas.
2. Energi yang digunakan untuk memberhentikan gerak elektron sama dengan hasil perkalian muatan elektron tersebut dengan besarnya potensial stopping yang di pasang.
3. Berapapun besar frekuensi foton yang datang terhadap logam katoda, efeknya selalu terlepasnya elektron dari katoda 4. Semakin pendek panjang
gelombang foton yang datang terhadap katoda semakin besar kemungkinan terjadinya efek fotolistrik.
30. Wien dari hasil perhitungannya menyatakan hukum pergeseran Wien, yang digambarkan seperti grafik di bawah.
Jika sumbu X menyatakan panjang gelombang dan sumbu Y
menyatakan intensitas radiasi. fA , fB , fC menyatakan frekuensi di titik A,B dan C dan TA, TB ,TC, menyatakan suhu mutlak di titik A,B dan C, maka:
1. λA> λB> λC 2. fA < fB < fC 3. TA < TB < TC
4. λA. TA= λB. TB= λC.TC
A
B
C
Petunjuk : 1. Kerjakan 3 dari 4 soal di bawah ini dalam kertas doublefolio yang telah disediakan.
2. Jawaban harus ditulis dengan Ballpoin/Pulpen, tidak dibenarkan menggunakan Pensil.
3. Semua jawaban harus disertai langkah penyelesaiannya. Soal:
1. Gelombang harmonik sederhana merambat dalam arah x positif pada dawai dengan rapat massa 5 g/m dan gaya tegangan 50N. Bila amplitudo dan panjang gelombang berturut-turut adalah 10 cm dan 50 cm, maka:
a. Tentukan kecepatan fase, frekuensi dan perioda dari gelombang
b. Pada saat t = 0 diketahui partikel ujung kiri dawai berada pada x = 0 dan memiliki laju transversal maksimum dengan arah ke bawah. Tentukanlah fase awal gelombang dan tuliskan fungsi gelombangnya dalam bentuk fungsi sinusoida.
c. Berapa kecepatan maksimum gelombang transversal dalam dawai
2. Sebuah mikroskop yang memiliki lensa objektif dan okuler masing-masing berkekuatan 80D dan 40D. Jika objek diletakkan pada jarak 1,5 cm di depan mikroskop, dan pengamatan dilakukan oleh pengamat bermata normal untuk mendapatkan perbesaran maksimum, tentukanlah:
a. Panjang mikroskop
b. Perbesaran okuler dan perbesaran objektif. c. Perbesaran total mikroskop
3. Sinar X dengan panjang gelombang 0,200 nm didatangkan pada suatu lempeng karbon yang tipis. Jika sinar X yang dihamburkan membentuk sudut 900 terhadap arah semula, tentukanlah:
a. Panjang gelombang terhambur b. Energi sinar X terhambur
c. Energi kinetik elektron yang terpental
4. Si kembar A melakukan perjalanan pergi-pulang menumpang pesawat angkasa dengan laju konstan 0,8c ke suatu planet yang berjarak 20 tahun cahaya dari bumi, sedangkan si kembar B tinggal di bumi. Tentukanlah:
a. Jarak planet dari bumi menurut si kembar A dan si kembar B
b. Waktu yang diperlukan si kembar A pergi-pulang menurut perhitungan si kembar A dan si kembar B
c. Umur mereka masing-masing setelah si kembar A kembali ke bumi, jika umur mereka sebelum berpisah 20 tahun.
Konstanta fisis yang mungkin diperlukan:
Konstanta Planck :(h) = 6,626 x 10-34 Js hc = 1240 eV.nm Muatan elektron :e = 1,6 x 10-19 C 1 eV = 1,6 x 10-19 J Massa elektron :mo = 9,1 x 10-31 kg h/moc = 0,0243 nm 1 nm = 10-9 m
