05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

download 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

of 12

Transcript of 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    1/12

    40 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    ,,

    1 C

    Dua mobil bergerak pada saat bersamaan lurus kearah yang sama

    posisi awal : mobil pertama 16 meter di depanmobil kedua.Kelajuan awal dan percepatan mobil pertamavo1= 6 m/sa1= 10 m/s

    2.Kelajuan awal dan percepatan mobil kedua

    vo2= 16 m/sa2= 8 m/s2.

    Cari waktu saat posisi kedua mobil sama (saatmenyusul = berdampingan) :

    s8t;s2t

    08t2t

    016t10t

    t10t616t8t16

    tatv16tatv

    S16S

    2

    2

    212

    21

    212

    11o

    222

    12o

    12

    Mobil kedua akan berada di depan mobil

    pertama pada saat :2 < t < 8 sekon, makajawaban yang mungkin adalah 3 s, 4 s, 5 s, 6 sdan 7 s.Artinya t < 2 s atau t > 8 s mobil berada di

    depan

    2 A

    benda dijatuhkan tanpa kecepatan awal padaketinggian h dari tanah dan tiba di tanah dalamwaktu t. Apabila satu detik sebelum menyentuhtanah ketinggian benda adalah 45 m. (percepatangravitasi bumi = 10 m/s2), maka ketinggian hadalah

    )1(t5h

    t50h

    gttvS

    2

    2

    2

    21

    o

    )2(5t10t545h

    1t5045h

    gttvS

    2

    2

    2

    21

    o

    Substitusikan persamaan (1) ke (2) :

    s5t

    50t10

    5t10t545t5 22

    Sehingga tinggi awal benda adalah : h = 125 m

    3 E

    Gerak parabola :

    xpm = jangkauan pusat massa

    m240

    10

    37cos37sin2)50(x

    g

    2sinvxx

    oo2

    pm

    2o

    maxpm

    ketika peluru pecah dalam perjalanan, makapecahannya akan memenuhi letak pusat massa.

    m320x

    mm

    mxm200240

    mm

    mxmx

    m

    mxx

    2

    31

    32

    31

    232

    21

    2211pm

    hh - 45

    45 m saat t - 1

    vo= 0

    x1 x2xpm

    HANYA BOLEH DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-6

    PROBLEMSET

    FISIKASUPERINTENSIF SBMPTN 2014

    PEMB H S N

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    2/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 41

    4 C

    Arah sumbu-x (searah permukaan bidang balok)

    m6,3f

    m4,2fm6

    )8,03(mf)6,010m(

    37cosamf37sinmg

    maF

    oo

    xx

    Arah sumbu-y (tegak lurus permukaan bidangbalok)

    m8,9N

    m8,1m8N

    )6,03(m)8,010m(N

    37sinam37cosmgN

    maF

    oo

    yy

    maka, koefisien gesek balok adalah :

    36,0m8,9

    m6,3

    Nf

    5 D

    EKo= 25 Jmvo2= 25

    2vo2= 25vo= 5 m/s

    Grafik pada soal dapat kita ubah menjadi grafik aVs t

    a =m

    F=2

    12= 6

    Kecepatan akhir benda dapat kita hitung denganmenggunakan integral :

    vt = 4

    0

    dta + vo = luas grafik + vo

    vt= 15 + 5 = 20 m/s

    EK = m vt2= 2202= 400 J

    6 B

    Tumbukan arah sumbu-x :

    cosvvcosv

    cosvmcosmv0mv

    vmvmvmvm

    o'B

    'Bo

    'BxB

    'AxAxBBAxA

    Tumbukan arah sumbu-y :

    sinvsinv

    sinvmsinmv00

    vmvmvmvm

    'B

    'B

    'ByB

    'AyAByByAA

    Substitusi Persamaan (1) dan (2) :

    cosvv

    sinvtan

    cosvv

    sinv

    sinv

    sinv

    o

    o'B

    'B

    7 B

    Titik P :

    (1)....)sin(cosgR2v

    vsinRg0cosRg

    mvmghmvmgh

    EKEPEKEP

    212

    Q

    2Q2

    121

    2Q2

    1Q

    2P2

    1P

    QQPP

    Titik Q :

    (2)....singRv

    R

    mvsinmg

    )0N(R

    mvNsinW

    R

    mvF

    22

    Q

    2

    Q2

    2Q

    2

    2Q

    substitusi (2) ke (1) :

    132

    2

    12

    212

    cossin

    cos2sin3

    )sin(cosgR2singR

    A B

    vodiam

    A v

    B

    v sin

    vB cos

    vB sin

    0 2 4

    6

    a (m/s2)

    t (s)

    3

    m

    37o

    a = 3 m/s2

    mg

    mg sin 37o

    mg cos 37o

    Nf

    a cos 37o

    a sin 37o

    1

    2

    P

    Q

    v = 0

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    3/12

    42 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    8 A

    roda bermassa : m = 20 kggaris tengah : d = 1 m r = 0,5 mgaya konstan : F = 40 Ndari keadaan diam : vo= 0

    panjang tali yang terlepasdari lilitan roda setelah 3 detik adalah

    2

    21

    2

    21

    s/m4a

    a2040

    r

    amrrF

    I

    m18S

    340S

    attvS

    2

    21

    2

    21

    o

    9 E

    balok bermassa : m = 4,8 kgkonstanta pegas : k = 96 N/m (ralat satuan k-nya)Panjang pegas normal adalah 2 m.Besar gaya yang meregangkan pegas adalah

    mx

    x2x4

    48x2

    2x96

    mgcosxk

    0WcosF

    0F

    32

    pegas

    y

    maka gaya pegas adalah :

    10 C

    balok di dalam air :

    2

    bba

    a

    A

    s/m15a

    aV40010V400V101000

    aVVggV

    mamggV

    maWF

    maF

    waktu sampai ke permukaan :

    11 C

    Sebuah kubus yang terbuat dari kayu dibebanibenda 200 gram di bagian atasnya sehingga kubusterapung di air.

    200mV1

    gmgmgV0WWF

    0F

    kubustc

    bendakubustcair

    bendakubusA

    Jika beban di ambil, kubus kayu naik setinggi2 cm ke permukaan air

    (A = luas permukaan kubus)

    kubustc

    kubustcair

    kubusA

    m)A2V(1

    gm'gV

    0WF

    0F

    Substitusi mkubuske persamaan (1) :

    cm10s100s100A

    200A2200)A2Vtc(V1

    2

    tc

    Volume kubus kayu tersebut adalahVol. kubus = s3= 1000 cm3

    12 B

    Es berbentuk balok bermassa : m = 20 kgdan suhu : 0C didorong di atas lantai kasar yang

    juga bersuhu 0C.Koefisien gesekan : = 0,4.

    kalor lebur es : Les= 80 kal/g,setelah menempuh jarak : S = 20 m,jumlah es yang mencair adalah sebanyak

    gram76,4m

    202004,02,480m

    SmgLm

    SFLm

    WQ

    es

    es

    eses

    eses

    13 B

    Keadaan setimbang :- tekanan sama

    - suhu samaPrinsip gas ideal :

    nRTPV

    4

    1

    28

    4

    12

    21

    Mr

    Mr

    m

    m

    L

    L

    Mr

    mLA

    nV

    1

    2

    2

    1

    2

    1

    2,7 m

    W

    FA

    20 m

    L2L1

    1 2

    F

    x2

    2cos

    4,8 kg

    tali

    2 m

    Fpegascos

    Fpegas

    W

    N6496F

    xkF

    32

    pegas

    pegas

    s6,0t

    36,0t

    t1507,2

    attvS

    2

    2

    21

    2

    21

    o

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    4/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 43

    14 C

    n = 1 mol gas oksigendipanaskan pada tekanan tetaptemperature : T1= 27C = 300 K.

    konstanta gas : R = 2 kal/mol K,supaya volume gas menjadi 2 kali volume awalberarti suhunya menjadi 2 kali : T2= 600 Kmaka jumlah kalor yang diperlukan adalah

    kkal5,1kal1500Q

    30060021Q

    TnRQ

    TnRTnRQ

    VpTnRQ

    WUQ

    25

    25

    23

    23

    15 A

    Mesin pendingin (refrigerator) idealreservoir rendah : T2=23C = 250 Ksuhu tinggi : T1= 27C = 300 KT = T1T2= 50 KAgar : m = 100 gram = 0,1 kg air bersuhu 27Cmenjadi es bersuhu23C, diperlukan kerjasebesar(kalor jenis es = 2100 J/kgC,kalor jenis air = 4200 J/kgC,kalor lebur es = 336000 J/kg)koefisien kinerja :

    T

    T

    W

    QK 22

    Q2= kalor yang dipompa oleh mesin untukmengubah air (27oC) menjadi es (-23oC)

    J9954W

    49770002,0W

    4830033600011340002,0W

    2321003360002742001,0W

    TmcmLTmcW

    QW

    25050

    esesairTT

    2TT

    2

    2

    16 B

    Satu mol gas ideal monoatomikmelakukan proses ABCA= siklus (Utotal= 0)Besar efisiensidalam satu siklus adalah(ln 2 0,7)

    Proses AB (isotermis)U = 0Q = W

    )kalormenyerap(joule1012,1Q

    joule1012,12ln106,1W

    4ln108,0W

    1,0

    4,0ln)1,0)(108(W

    V

    VlnVp

    V

    VlnnRTW

    5

    55

    5

    5

    A

    BAA

    A

    B

    Proses BC (isobaris)

    joule106,0W

    )3,0(102W

    VpW

    5

    5

    joule109,0U

    )106,0(U

    VpTnRU

    5

    5

    23

    23

    23

    Dan kalor proses BC adalah

    )kalormelepas(joule105,1Q

    )106,0()109,0(Q

    WUQ

    5

    55

    Proses CA (isokhoris)W = 0Q = U

    )kalormenerima(joule109,0Q

    joule109,0U

    U)109,0(00

    UUUU

    5CA

    5CA

    CA5

    CABCABtotal

    Maka efisiensi mesin adalah :

    %7,25257,01002,2

    1052,0

    )109,0()1012,1(

    0)106,0()1012,1(

    QQ

    WWW

    Q

    W

    5

    5

    55

    55

    CAAB

    CABCAB

    serap

    total

    p (105N/m2)

    V (m )

    0,1 0,4

    2,0

    8,0 A

    BC

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    5/12

    44 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    17 A

    s bernilai negatif karena bayangannya (cermincembung) adalah maya : s (a6)

    jarak fokus cermin cembung : f = - 24 cm,maka nilai a adalah

    cm18a324a288241236a

    36a

    12

    36a

    )6a()6a(

    24

    1

    )6a(

    1

    6a

    1

    24

    1

    's

    1

    s

    1

    f

    1

    2

    2

    22

    18 C

    Sebuah lensa tipis menghasilkan bayangan darisebuah benda pada layar ditempatkan 12 cm darilensa.

    12

    1

    s

    1

    f

    1

    Saat lensa digeser 2 cm menjauhi benda, layar

    harus digeser 2 cm mendekati benda agardiperoleh bayangan yang jelas.

    8

    1

    2s

    1

    f

    1

    substitusi persamaan (1) dan (2)

    cm6s

    )26(6)2s(s

    )24(2)2s(s

    24

    1

    24

    23

    )2s(s

    2

    12

    1

    8

    1

    2s

    1

    s

    1

    8

    1

    2s

    1

    12

    1

    s

    1

    Jarak fokus lensa tersebut adalah

    cm4f

    12

    3

    12

    12

    12

    1

    6

    1

    f

    1

    19 D

    lensa bikonveksjari-jari kelengkungan sama, : R1=R2=20 cm,membentuk bayangan nyata dari benda yang adadi depannya.Cari fokus lensa (misalkan lensa terbuat dari lensadengan indeks bias nL=1,5)

    cm20f

    20

    25,0

    f

    1

    20

    1

    20

    11

    1

    5,1

    f

    1

    R

    1

    R

    11

    n

    n

    f

    1

    21m

    L

    Jarak minimum antara benda dan bayangannyaadalahdmin= 4f = 80 cm

    Perhatikan penjelasan berikut :Jarak benda dan layar Ls + s = LPanjang fokus maksimum suatu lensa yangditempatkan antara benda dan layar agar objektetap terfokus di layar adalah

    L

    ssLf

    ssL

    L

    f

    1

    sL

    1

    s

    1

    f

    1

    's

    1

    s

    1

    f

    1

    2

    2

    Fokus akan maksimum jika

    0ds

    df

    Ls'makaLsLs2

    1

    L

    s2

    0L

    s21

    ds

    df

    21

    21

    Sehingga nilai fokusnya adalah

    f4LL

    4

    L

    2

    L

    2

    f

    1

    L

    1

    L

    1

    's

    1

    s

    1

    f

    1

    21

    21

    a

    S

    6 cm

    a

    kacacermin

    cembung

    S

    s = a+6 s = a- 6

    s s= 12benda layar

    s s= 8benda layar

    2 cm

    2 cm

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    6/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 45

    20 A

    prisma yang berindeks bias : n = 1,5bersudut bias : = 6o.Sinar yang keluar dari prisma mengalami deviasiminimum sebesar : D = (n-1)= 3o.Sinar kemudian dipantulkan oleh sebuah cermindatar sehingga sinar pantulnya juga horisontal,maka D = i + r = 2sehingga =1,5o

    21 A

    hipermetropititik dekat : pp = 75 cms = - 75 cmkacamata : P = 1,33 dioptri.menggunakan lup yang fokusnya : f = 12,5 cm.

    Dengan menggunakan Kacamata maka titikdekat yang dapat dilihatnya adalah

    cm5,37'ppcm5,37s

    s

    100

    3

    8)75(

    100

    s

    100

    3

    433,1

    's

    100

    s

    100Patau

    's

    1

    s

    1

    f

    1

    sehingga perbesaran lup saat mata takberakomodasi adalah

    kali35,12

    5,37

    f

    'ppM

    22 B

    Mikroskoppembesaran total : M = 750x

    fokus obyektif : fob= 0,40 cm.panjang tabung : d = 20 cm,bayangan akhir benda pada posisi tak terhingga,sok= - sehingga sok= fokmata normal : pp = 25 cmPanjang fokus okuler adalah (mendekati)

    Persamaan (1) : persamaan (2) :

    ok'ob

    ok'ob

    ok'ob

    f20s

    fs20

    fsd

    ok

    'ob

    ob

    okob

    'ob

    ok

    p

    ob

    'ob

    f.30

    ss

    f

    25

    s

    s750

    f

    p

    s

    sM

    Persamaan (3) :

    4,0s

    4,0.ss

    fs

    f.ss

    'ob

    'ob

    ob

    ob'ob

    ob'ob

    ob

    Substitusi persamaan (2) ke persamaan (3)

    ok'ob

    'ob

    'ob

    ok

    'ob

    f124,0s

    4,0s

    4,0.s

    f.30

    s

    Hasilnya di substitusikan ke persamaan (1)

    cm5,1f

    6,19f13

    f124,0f20

    f124,0s

    ok

    ok

    okok

    ok'ob

    23 A

    kisi difraksi : N = 4000 garis tiap cmcahaya :, A= 6500 dan B= 4500 .

    jarak kisi ke layar : L = 1 meter.Orde ke-2 kedua sinar tersebut akan terpisahsejauh .(1 = 10-8cm)

    cm16p

    10)45006500(400012p

    kLNp

    kLNp

    kLN

    pk

    L

    pd

    8

    =6 cermin

    n=1,5

    D

    cermin

    D

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    7/12

    46 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    24 A

    celah sempit diterangi dengan cahaya merah= 640 nmlayar ditempatkan dari celah : L = 1,6 mBila jarak antara dua minimum pertama di sisiterang pusat 4 mmp = 2 mmlebar celah tersebut adalah mendekati

    mm512,0d

    2

    106,1106401d

    p

    Lkdk

    L

    pd

    36

    25 A

    Nilai Intensitas P1: I1= Io

    Nilai Intensitas P2: I2=

    o412o

    o21

    2

    212

    I)45(cosII

    cosII

    Intensitas cahaya yang keluar dari susunanpolaroid tersebut adalah : I3=

    o812o

    o41

    3

    223

    I)45(cosII

    cosII

    26 B

    Dua buah bola kecil bermuatan,

    qA= +4e dan qB= 6e, saling tarik-menarikdengan gaya sebesar Fo. (e = besarnya muatanelektron).

    2

    2

    22

    21o

    r

    ke24

    r

    e6e4k

    r

    qkqF

    Bila 7 buah elektron bola B dipindahkan ke bolaA,bola B jadi lebih positif dan bola A jadilebih negatif, yaitu qA= 3e dan qB= +1e

    2

    2

    22

    211

    r

    ke3

    r

    e1e3k

    r

    qkqF

    gaya tarik-menarik antara keduanya akan menjadiF1= 1/8 Fo

    27 C

    Titik A mempunyai kuat medan listrik sama dengannol.

    cm12x60x5

    x360x8

    8

    3

    x20

    x

    64

    9

    32

    5,4

    96

    5,13

    x20

    x

    )x(

    5,13

    )x20(

    96

    r

    kq

    r

    kq

    EE

    0EEE

    2

    22

    22

    2

    21

    1

    21

    21A

    jarak x diukur dari muatan q2, maka jarak titik Adari muatan q1adalah 32 cm

    28 B

    Dua buah muatan titik + 5 C dan + 2 C yangmula-mula diam dan berjarak : r1= 1 cmKedua muatan bergerak saling menjauhi karenagaya tolak-menolak antara keduanya.Pada saat jarak keduanya : r2= 10 cm.energi kinetik total keduanya adalah

    joule1,8EK

    10210510990EK

    QkQ90EK

    EKQkQ10QkQ100

    EK1,0

    QkQ0

    01,0

    QkQ

    EKr

    QkQ

    mvr

    QkQ

    EKEPEKEP

    2

    6692

    212

    22121

    22121

    22

    21212

    1

    1

    21

    2211

    29 C

    Sebuah elektron yang mula-mula diam, dipercepatoleh beda potensial 1500 V. Jika massa elektron9,1110-31kg dan muatannya -1,610-19C, makaenergi kinetiknya akan bertambah sebesar

    joule106,11500EKatau

    eV1500EK

    volt1500eEK

    VqWEK

    19

    q1=+ 96C q2= 13,5C

    20 cm x A

    I1I2

    I3

    45o

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    8/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 47

    30 C

    Rangkaian jembatan untuk mengukur kapasitansikapasitor

    Apabila saat saklar terhubung tidak ada arus yangmengalir pada galvanometer maka rangkaian

    jembatan tersebut berada dalam keadaanseimbang (I1= I2) dan (Q1 = Q2)arus hanya mengalir melalui R1dan R2 saja

    sehingga tegangan di R1= tegangan di C1(VR1= VC1) dan tegangan di R2= tegangandi C2(VR2= VC2)

    11

    1C1R

    C/QRi

    VV

    dan22

    2C2R

    C/QRi

    VV

    sehingga :

    12

    12

    2211

    CR

    RC

    CRCRQ

    i

    31 C

    ketel listrik 200 watt/220 volt

    ketika masih baru: 10 menit untuk mendidihkan250 gram air dari suhu 20 oC.Sekarang: 15 menit untuk mendidihkan sejumlahair yang sama dari suhu 40 oC.Efisiensi Ketel baru : efisiensi ketel sekarang :

    %707,0

    6010200

    )20100(420025,0

    Pt

    Tmc

    E

    E

    E

    E

    listrik

    kalor

    in

    out

    %3535,0

    6015200

    )40100(420025,0

    Pt

    Tmc

    E

    E

    E

    E

    listrik

    kalor

    in

    out

    Maka Perubahan efisiensi ketel l istrik tersebutadalah = 70 % - 35 % = 35 %

    32 D

    Rangkaian listrik bolak-balik dipasang komponenkapasitor, induktor dan sebuah lampu 60 W/12 Vsecara seri dgn sumber tegangan V = 62 sin t.Vef= 6 voltJika rangkaian terjadi resonansi, maka lampu akanmenyala dengan daya

    watt15P

    6012

    6

    6012

    6P

    R

    V

    Z

    VP

    2

    2

    2

    2ef

    2ef

    33 C

    Rumus induksimagnet kawat berarus i denganpanjang L di suatu titik berjarak a :

    21o

    P coscosa4

    iB

    Induksi magnet di titik P berjarak a dari lekukankawat bagian 1 adalah

    22

    1a4

    iB

    45cos90cosa4

    iB

    oP

    oooP

    Dengan arah menuju pembaca.Induksi magnet di titik P berjarak a dari lekukankawat bagian 2 adalah

    22

    1a4

    iB

    90cos45cosa4

    iB

    oP

    oooP

    Dengan arah menuju pembaca.Maka besar resultannya :

    BR =

    2

    2

    1a4

    io +

    2

    2

    1a4

    io = 2a4

    io

    Pa

    1

    2

    i

    Pi a

    a

    45o

    45o

    G

    R1 R2

    C1 C2

    VS

    I1 I2

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    9/12

    48 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    34 D

    Dalam daerah bermedan magnet seragam B(dengan arah menembus masuk bidang kertas) dua

    pertikel bermuatan (q1dan q2) bergerak melingkardengan kelajuan yang sama. Bila kedua muatan

    bermassa sama maka dapat disimpulkan bahwa

    Kaidah tangan kanan :Jempol = vpanah pada lingkaran

    4 jari = Bmasuk bidang gambarTelapak = F (muatan positif)maka q1< 0, q2> 0maka q1negatif, q2positif

    Jari-jari lintasan :

    qmakaR

    Bq

    mvR

    | q1 | > | q2 |

    35 D

    rangkaian listrik yang berada di daerah medanmagnet seragam yang arahnya masuk bidangkertas. (arah fluks magnet asal)Jika medan magnet bertambah dengan laju 150 T/smaka arus pada yang terbaca pada amperemeteradalah

    Ggl induksi :

    volt51 10100150t

    ABN

    tN

    4

    ,

    Arus induksi :

    A15010

    51

    Ri ,

    ,

    Ketika medan magnet betambah, maka pada loopakan muncul fluks magnet induksi yang arahnya

    berlawanan dengan fluks magnet asalnya. yaitukeluar bidang kertas, sehingga menghasilkan arusinduksi pada loop yang arahnya berlawanan jarum

    jam. Akibatnya arus yang terbaca padaAmperemeter menjadi :I = 0,5 + 0,15 = 0,65 A, karana arus padarangkaian searah arah dengan arus induksi.

    36 E

    partikel bergerak harmonik sederhanaperiode : T = 16 s.saat t = 2 s, melewati titik setimbangy = 0

    4o

    o4

    o4

    o8

    o

    0

    sin0sin

    2sinA0

    tsinAy

    saat t = 4 s kecepatannya : v = 4 m/s.Amplitudo dari getaran tersebut adalah

    232

    2

    64A

    2A4

    cosA4

    4cosA4

    tcosAv

    21

    8

    48

    488

    o

    37 A

    Gelombang tali :Merambat ke sumbu-x positifA = 15 cm, = 40 cm, f = 8 HzSaat x = 0 dan t = 0 simpangannya (y =)15 cmSudut fase awalnya :

    2

    22sin

    2sin

    22sin1

    240

    0082sin1515

    2

    xtf2sinAy

    kxtsinAy

    o

    o

    o

    o

    o

    o

    q2 q1

    x

    5 V

    A

    10

    10 cm

    10 cm

    x x

    x x x

    x

    5 V

    AOxx x x

    Iinduksi

    Irankaian

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    10/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 49

    38 D

    Seorang peselancar ketika mengayuh papanselancarnya dengan kecepatan 2 m/s searah dengangelombang laut akan merasakan gelombang lautmelaluinya setiap 12 s.

    12)2v(Tvgel

    11

    Tetapi ketika mengayuh papan selancarnya dengankecepatan 3 m/s berlawanan dengan gelombanglaut akan merasakan gelombang laut melaluinyasetiap 8 s,

    8)3v(

    Tv

    gel

    22

    substitusikan persamaan (1) dan (2) :

    s/m12v

    48v4

    2424v8v12

    8)3v(12)2v(

    gel

    gel

    gelgel

    gelgel

    Maka panjang gelombang laut tersebut adalah

    m1208)312(

    Tv 22

    39 C

    massa jenisnya kg/m3[ML-3]panjang gelombang : m[L]percepatan gravitasi : gm/s2[LT-2]dan k adalah suatu konstanta tak berdimensi

    kecepatan gelombang : v m/s[LT-1]

    gkv

    gkv:maka

    1/2b

    1)2/1(b0

    1cba3

    1/2c

    c21

    0a

    ]T[]L[]M[]LT[

    ]LT[]L[]ML[]LT[

    gkv

    21

    210

    c2cba3a1

    c2ba31

    cba

    40 C

    Dua buah mobil mempunyai frekuensi bunyiklakson yang sama mobil pertama sedang diamsedang mobil kedua bergerak mendekatinyadengan kecepatan 12 m/s.

    328

    340

    12340

    340

    f

    f

    vvv

    ff

    K

    p

    ps

    p

    sehingga terdengarpelayangan oleh pendengarmobil pertama sebesar6 Hz. Frekuensi klaksonadalah ... Hz

    41 B

    pesawat ruang angkasa, A dan B, terbang salingmenjauh dengan kelajuan, berturut-turut, 0,5c dan0,4c, relatif terhadap bumi (c = kelajuan cahaya).vAO=0,5cvOA= + 0,5cvBO= + 0,4ccari kelajuan B terhadap A :

    c75,0c4

    3

    2,01

    c9,0v

    c

    )c5,0()c4,0(1

    c5,0c4,0v

    c

    vv1

    vvv

    BA

    2

    BA

    2

    OABO

    OABOBA

    Bila pesawat B menembakkan peluru kendalidengan kelajuan 0,4c relatif terhadap B ke arah A,vPB=0,4cmaka kelajuan peluru tersebut relatif terhadap Aadalah

    c5,07,0

    c35,0

    3,01

    c35,0v

    c

    )c4,0()c75,0(

    1

    c4,0c75,0v

    c

    vv1

    vvv

    BA

    2

    BA

    2

    BAPB

    BAPBPA

    P S

    vS = 12 m/svS = 12 m/sdiam

    mobil 1 mobil 2

    Hz164f

    f328

    12ff

    328

    3406

    fff

    K

    KKK

    Kppel

    0,5c

    0,4cAB

    0,4c

    P

    O

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    11/12

    50 PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014, NURUL FIKRI

    42 D

    Waktu perjalanan menurut pengamat di Bumi :

    s1001038,0

    10104,2

    v

    St

    8

    37

    waktu menurut pengamat di pesawat :

    s6064,01

    t100

    1

    tt

    o

    cv

    o

    2

    2

    Banyaknya pembelahan(waktu paruh partikel T =12 s) :

    512

    60

    T

    t

    t

    o

    peluruhan unsur radioaktif :

    o

    5

    o N32

    1

    2

    1NN

    maka unsur yang hilang adalah o3231N

    43 B

    Panel surya : A = 5 cm x 1 cmtegangan : V = 3 voltarus : i = 0,2 mA.

    merubah 25% energi cahaya menjadi energilistrik,intensitas cahaya minimal adalah

    2

    34

    41

    listrikcahaya

    m/W8,4I

    102,03)105(I

    ViIA%25

    VitPt%25

    EE%25

    44 D

    Daya yang diradiasikan oleh sebuah benda hitamadalah P dan intensitas maksimumnya terjadi pada

    panjang gelombang m. Jika suhu benda hitamdiubah sehingga intensitas maksimumnya terjadi

    pada panjang gelombang 2/3 m,

    suhu : TDaya : Ppanjang gelombang : msuhu : Tdaya : .panjang gel. 2/3 m,daya radiasi : pergeseran Wien :

    4

    4

    TP

    TeAP

    1T

    bT

    daya yang diradiasikan akan berubah denganfaktor pengali

    Maka hubungan daya dengan panj.gel :4

    1P

    PP

    16

    81

    2

    3

    P

    P

    PP

    PP

    1681

    2

    42

    4

    32

    2

    4

    2

    1

    1

    2

    45 D

    Pada efek foto listrik, energi fotoelektronbertambah dengan bertambahnya intensitascahaya yang datang, SALAHEnergi fotoelektron bergantung pada frekuensi

    cahayaBerkas cahaya dengan intensitas yang kuatmenghasilkan fotoelektron lebih banyak dari pada

    berkas yang intensitasnya lemah pada frekuensisama , BENARIntensitas bergantung pada jumlah foton cahayasehingga mempengaruhi jumlah fotoelektron yangkeluar dari permukan logam.

    INGAT :Energi elektron dipengaruhi frekuensi cahayaJumlah elektron dipengaruhi intensitas cahaya.

    Bumi

    planet

    S= 2,4 x 107 km

    v = 0,8c

  • 8/10/2019 05 Pembahasan Ps 5 Fisika Sbmptn2014

    12/12

    PEMBAHASAN PROBLEM SET FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2014 NURUL FIKRI 51

    46 D

    Panjang gelombang sinar-X : = 0,1 .Sinar-X ini menumbuk sebuah elektron danterhambur dengan sudut 90o.Besar panjang gelombang sinar-X yang terhamburadalahEfek Compton :

    angstrom124,0'

    )angstromdalam(024,01,0'

    90cos1103109

    106,61,0'

    cos1cm

    h'

    o

    831

    34

    o

    47 E

    Panjang gelombang de Broglie neutron

    bertemperatur : T = 300 Kmassa neutron : m = 1,67 x 1027kg

    m105,1

    300101,38101,673

    106,6

    3mkT

    h

    m

    3kTm

    h

    m

    3kT v

    mv

    h

    10

    1227

    34

    48 C

    Jika mesin sinar-X memiliki potensialpemercepat 60 kVpanjang gelombang sinar-X terpendek :

    m10206,0

    m1006,2

    60000106,1

    103106,6

    eV

    hc

    10

    11

    19

    834

    = 0,206

    49 D

    Model atom Bohr :jari-jari lintasan elektron atom hidrogen adalah

    m10n53,0r 102 = 0,53 .massa elektron me= 9,110

    -31 kg

    konstanta Planck h = 6,6 10-34

    Js= 3,14,kecepatan gerak elektron pada lintasan n = 2 :

    s/m101,1v

    10)2(53,0101,914,32

    106,62

    mr2

    nhv

    2

    nhmvr

    6

    10231

    34

    50 C

    Waktu paruh 2760

    Co : T1/2= 5,25 tahun.1 tahun = 3 x 107detikaktivitas A = 1 Ci1 Ci = 3,7 x 1010Bq

    Massa Co6027 adalah...

    kg103,8m

    gram103,8m

    10325,5

    7,01002,6

    60

    m107,31

    T

    2lnN

    Mr

    mA

    NA

    7

    4

    7

    2310

    2/1

    A