F Pembahasan Ps1 FISIKA Superintensif SBMPTN 2013

PEMBAHASAN PROBLEM SET 1 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013 BKB NURUL FIKRI 47

1 B

lintasan lurus dengan percepatan tetap.

kecepatan awal : vo = 10 m/s

bergerak selama : t = 90 sekon

kelajuannya menjadi : v = 30 m/s.

Jarak yang telah ditempuh mobil adalah

m1800S

902

3010S

t2

vvS o

2 C

kelajuan awal : vo = 50 m/s,

membentuk sudut 53 dengan permukaan tanah percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s

2,

setelah 2 detik bola berada pada posisi

(x, y) dari titik asal, nilai x dan y adalah

cari dulu vox = vo cos = 50 cos 53

o = 30 m/s

voy = vo cos = 50 sin 53o = 40 m/s

Setelah : t = 2 detik

posisi peluru berada pada koordinat

m60x

230x

tvx ox

m602080y

210240y

gttvy

2

2

1

2

2

1oy

3 E

Besarnya gaya normal pada balok dan percepatan

yang dialami balok adalah

Gaya normal : percepatan :

N6040100N

01008,050N

0W53sinFN

0F

o

y

2

o

s/m3a

a1030

ma53cosF

maF

4 C

Berat batu = massa batu : m = 5 kg

dijatuhkan : vo = nol

dari ketinggian : ho = 20 m dari tanah,

energi kinetik batu saat berada

pada ketinggian : h = 8 m dari tanah adalah Gunakan hukum kekekalan energi mekanik

joule6004001000'Ek

020105'Ek8105

mvmgh'Ek'mgh

EkEp'Ek'Ep

2o2

1o

oo

5 E

Dua buah balok A dan B bermassa masing-masing

10 kg dan 6 kg bergerak berlawanan dengan

kelajuan 4 m/s ke kanan dan 8 m/s ke kiri.

tumbukan tidak lenting sama sekali

dengan hukum kekekalan momentum :

s/m5,0'v

'v164840

'v)610()8(6410

'v)mm(vmvm BABBAA

vA = 0,5 m/s ke kiri dan vB = 0,5 m/s ke kiri

HANYA BOLEH DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-2

y

=60m

t = 3 s

F = 50 N

53 10 kg

F cos 53o

F sin 53o

W =100 N

N

HANYA BOLEH DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-3

PROBLEM SET

FISIKA SUPERINTENSIF 2013

PEMBAHASAN

48 PEMBAHASAN PROBLEM SET 1 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2013, NURUL FIKRI

6 B

Seutas tali yang panjangnya 1 m mampu menahan

tegangan sampai 90 N. Apabila batu bermassa 1 kg diputar secara vertikal, kelajuan batu pada

saat berada di titik terbawah adalah

s/m54v

80v

1

2v11090

R

2mvWT

R

2mvF

2

sp

7 B

Sebuah silinder yang memiliki

momen inersia : I = 0,6 kg.m2

percepatan anguler konstan : = 2 rad/s2.

berputar dari keadaan diam : o = 0, selama : t = 5 detik

usaha yang dilakukan oleh momen gaya adalah

joule30W

52026,0W

ttIW

W

2

2

1

2

2

1o

8 D

Tegangan tali BC adalah

N1600T

4T4960

04sinT4960

0

5

3

9 D

di udara :

N 30WT

0F

di dalam air :

N 10'T

30)10210(1000 'T

mggV 'T

WFa 'T

0F

3-

a

10 A

Jari-jari penampang pada bagian yang tidak

terhalang adalah : r1 = 2 mm

pada bagian yang terhalang adalah : r2 = 1 mm.

kelajuan aliran pada bagian yang tidak terhalang

adalah 0,4 m/s, maka kelajuan aliran darah pada

bagian yang terhalang adalah

s/m6,1v

v)1(4,0)2(

vrvr

vAvA

QQ

2

222

22

212

1

2211

21

11 A

Suhu 30 C sama dengan ....

Reamur : R24C30Roo

5

4

Fahrenheit : F8632)C30(Foo

5

9

Kelvin : K303273C30K o

12 C

119,10t

2400t220

t2004000t201600

)t20(1200)t120()8020(

TcmTcmLm

QQ

airairaireseses

lepasserap

100oC

0oC

200 g air

20oC

20 g es

0oC

tc Q1 Q2

Qa

T

W

W

T

Fa

T

W


13 C

m = 16 gram gas Oksigen

volume : V = 5 liter pada tekanan : p = 2 atmosfer.

Jika gas dianggap gas ideal, maka temperatur gas

adalah

K244T

T082,052

nRTPV

32

16

14 B

gas ideal yang volumenya : V = 1 liter

diberi kalor : Q = 2250 joule

hingga volumenya menjadi : V = 4 liter.

tekanan gas dijaga tetap : p = 3 x 105 N/m

2,

perubahan energi dalamnya adalah

joule1350U

900U2250

103103U2250

VpUQ

WUQ

35

15 C

Sebuah mesin kalor di desain

temperatur reservoir panas : T1 = 1227oC

bertemperatur : T2 =27oC,

efisiensi maksimum mesin tersebut adalah

%80

%1001500

3001

%1002731227

273271

%100T

T1

1

2

16 D

cermin cekung mempunyai fokus : f = 20 cm.

Untuk menghasilkan bayangan maya dan berukuran empat kali tinggi benda,

h= 4h s = - 4s (tanda mius karena maya) maka benda tersebut harus ditempatkan di depan

cermin pada jarak (dalam cm)

cm15s

s4

3

20

1

)s4(

1

s

1

20

1

's

1

s

1

f

1

17 D

Lensa 1 : Lensa 2 :

s = 10 cm s2 = ds1= 2115 = 6 cm f = 6 cm f = 8 cm

cm15's

30

3

30

5

's

1

10

1

6

1

's

1

s

1

f

1

's

1

cm24's

24

4

24

3

's

1

6

1

8

1

's

1

s

1

f

1

's

1

bayangan akhirnya terletak sejauh 24 cm di depan/sebelah kiri lensa kedua. (karena s negatif)

f2 = 8 cm f1 = 6 cm

benda

+ +

10 cm 21 cm


18 C

Seorang siswa yang memakai

kacamata : P = +2D membaca dengan jelas tulisan pada jarak :

s = 25 cm.

Jika kacamatanya dilepas ia hanya dapat membaca

pada jarak

cm502

100's

242's

100

's

1

25

1002

's

100

s

100P

19 C

Sebuah lup

jarak titik apinya : f = 10 cm

mata normal : pp = 25 cm Perbesaran anguler lup jika mata berakomodasi

maksimum adalah

5,3110

25M

1f

ppM

20 B

Mikroskop :

sob = 2 cm

fob = 1,8 cm

fok = 6 cm

(pp = 24 cm)

garis sejajar tidak berakomodasi

cm18's

6,3

2,0

6,3

8,1

6,3

2

's

1

2

1

8,1

1

's

1

s

1

f

1

's

1

ob

ob

ob

obobob

36M

6

24

2

18M

f

pp

s

'sM

okob

ob

21 C

Teleskop

fokus obyektif = 180 cm

fokus okuler = 6 cm,

maka panjang teleskop dan perbesarannya

adalah.

cm186d

6180d

fokfobd

306

180M

f

fM

ok

ob

22 D

Percobaan interferensi dua celah

= 5000 = 5 x 10-4 mm jarak antara kedua celah : d = 1 mm

jarak dari layar ke celah L = 2 m = 2x103 mm

Jarak dari pita terang kedua ke pita terang ke

enam yang berdekatan adalah

mm4p

1054102

1p

4L

pd

4

3

23 C

Sebuah kisi

konstanta kisi : d = 2,4 x 106

m

terang orde kedua pada sudut : = 30 maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah

m106

m106,0

230sin104,2

nsind

7

6

6

fob fok


24 B

Intensitas cahaya yang keluar dari susunan

polaroid tersebut adalah

Nilai Intensitas P1 : I1 = Io

Nilai Intensitas P2 : I2 =

o8

32o2

12

212

I)30(cosII

cosII

Intensitas cahaya yang keluar dari susunan

polaroid tersebut adalah : I3 =

o32

92o8

33

223

I)30(cosII

cosII

25 E

Benda bermuatan +5C melepaskan

5 x 1013

elektron,

muatan benda itu sekarang adalah

Karena benda melepaskan elektron maka benda menjadi lebih positif

C1385'Q

)106,1105(5'Q

NeQ'Q

QQ'Q

1913

o

o

26 C

Gaya A dengan B (tarik menarik) :

N180)103(

106103109F

r

QkQF

22

669

AB

2

BAAB

Gaya A dengan C (tolak-menolak) :

N30)106(

104103109F

r

QkQF

22

669

AC

2

CAAC

Maka gaya total yang dialami A adalah

N15030180F

FFF

A

ACABA

27 C

Gambarkan vektor Medan listriknya

Medan listrik dari muatan +6nC:

C/N600)103(

106109E

r

kQE

21

99

1

2

11

Medan listrik dari muatan -6nC:

C/N600)103(

106109E

r

kQE

21

99

1

2

11

Maka Medan total akibat kedua muatan di titik

sudut ketiga adalah

C/N600E

120cos6006002600600E

cosEE2EEE

total

o22total

112

22

1total

28 A

Potensial di titik ketiga :

volt153045V

106

)102(109

106

103109V

r

kQ

r

kQV

VVV

T

1

99

1

99

T

21T

21T

3 cm 3 cm

qA = + 3C qB = - 6 C qC = + 4 C Q2 = - 2 nC Q1 = + 3 nC

6 cm

Q2 = - 6 nC Q1 = + 6 nC

6 cm E2

E1


29 B

Tiga kapasitor masing-masing bernilai 3 F, 4 F,

dan 6 F dirangkai secara seri. sumber tegangan : VT = 12 volt.

Besar tegangan pada kapasitor 4 F adalah...

Cari kapasitas total :

F3

4C

12

9

6

1

4

1

3

1

C

1

C

1

C

1

C

1

C

1

otalT

otalT

321otalT

Muatan totalnya : Tegangan di 4 F :

C16123

4Q

VCQ

T

TTT

volt44

16

C

QV

30 C

lampu pijar L memiliki titik kerja 12V, 2 A

lampu L dan Hambatan R dirangkai paralel, maka

tegangan pada R : V = 12 volt

Berarti tegangan yang bekerja pada hambatan 3 adalah : 30 V 12V = 18 volt Dan arus yan melaluinya sebesar :

A63

18

R

Vi

Karena rangkaian paralel adalah rangkaian

pembagi arus, maka arus yang melalui R adalah :

A426i Agar lampu bekerja semestinya, maka besar

hambatan R haruslah

34

12

i

VR

31 D

Rangkaian SERI RLC :

Resistor : R = 60 , induktor : L = 320 mH

kapasitor ; C = 200 F tegangan V = 200 Sin 250 t, Besar impedansi rangkaian adalah

Reaktansi induktif :

8010320250LX 3L

Reaktansi kapasitif :

2010200250

1

C

1X

6L

Impedansi :

260)2080()60(Z

)XX(RZ

22

2CL

2

32 D

Kawat panjang pada ketinggian 10 m dari

permukaan tanah.

kawat dialiri arus 4 A ke arah utara,

maka besar induksi magnet tepat 8 m di atas tanah

adalah

T104B

22

4104

a2

iB

7

7o

33 * (1, 2 dan 4)

partikel bermassa : m = 0,4 gram

bermuatan : q = +2C ditembakkan dengan kecepatan : v = 5 x 10

5 m/s

medan magnet : B = 2 x 10-2

T

secara tegak lurus.

(1) gaya Lorentz yang dialami partikel adalah

N02,0F

90sin105102102F

sinBqvF

o562

(2) lintasan partikel berupa lingkaran

(3) jari-jari lintasannya

m102R

102102

105104

Bq

mvR

9

62

54

(4) kelajuannya tetap

L

3 30V

R

10 m

8 m

4 A


34 C

diameter saluran darah : d = = 2 mm medan magnet : B = 0,080 T

ggl yang terukur : E = 0,10 mV

Laju aliran darah adalah

s/m63,0v

16

10

1016

1,0v

v102108101,0

vB

2

323

35 A

y = 10 sin 0,2t,y dalam satuan cm dan dalam satuan detik,

setelah bergerak selama 2,5 detik,

Kecepatan fase

nolv

5,0cos2v

)5,2(2,0cos2v

t2,0cos2dt

dyv

t2,0sin10y

25,0

2

5,22,0

2

t

t

T

t

2

36 A

Persamaan gelombang :

y = A sin (t kx)

maka :

y = 25 sin (50t - 4x ),

(1) periode ms4004,050

22T

(2) dua titik yang berjarak 60 cm,

cari panjang gelombang dulu :

cm50m5,04

2

k

2

Maka beda fase :

2,150

60x

Karena hasilnya bukan bilangan bulat artinya

tidak sefase

(3) cepat rambat gelombang

s/m5,124

50

kv

(4) pada saat t = 0,1 s maka simpangan titik yang

berjarak 1 m dari sumber berharga

MINIMUM

nol0y

sin25y

45sin25y

141,050sin25y

37 C

gelombang stasioner

y = 10 sin (0,2x) cos (80t) cm dengan x dalam centimeter dan t dalam sekon.

Pernyataan di bawah ini yang benar adalah

(1) pada x= 5 cm dari titik ujung tetap terjadi

amplitudo MINIMUM

nolA

52,0sin10A

x2,0sin10A

st

st

st

(2) besar amplitudo maksimum adalah 10 cm

(3) frekuensi gelombang stasioner adalah

Hz40f

f280

f2

(4) amplitudo gelombang dapat memiliki harga nol

Karena Amplitudo gelombang berubah terhadap

fungsi x, x2,0sin10Ast

38 C

sebuah dawai dengan panjang : L = 25 cm

rapat massa : = 4 x 10-3 kg/m ditegangkan dengan gaya : F = 10 N adalah

kecepatan rambat gelombang pada dawai :

s/m50104

10Fv

3

Frekuensi nada dasar :

Hz10025,02

50

L2

vf

U

S


39 E

Sebuah sumber energi terdengar pada jarak

r1 = 5 m , taraf intensitas : TI1 = 30 dB jarak : r2 = 50 m , TI2 = 40 dB

maka jumlah sumbernya harus menjadi

1000n

30203040nlog10

20nlog103040

5/50log20nlog103040

rlog20nlog10TITI 12

40 C

Seorang mahasiswa pendengar Sebuah bus sumber fp 10% lebih tinggi dari fs , fp = 110% fs

maka kecepatan bus adalah (kecepatan bunyi di udara 330 m/s)

s/m30v

v330300

v330

330

100

110

v330

330

f

fs%110

vv

v

f

f

s

s

s

ss

ss

p

tanda minus (-) artinya sumber mendekati

pendengar atau mendekati halte

41 C

pengamat di bumi mengamati dua pesawat ruang

angkasa yang mendekati dari arah yang

berlawanan.

pesawat A dengan kelajuan : vAP = 1/2 c dan pesawat B kelajuan : vBP = - 1/3 c vPB = 1/3 c Menurut pengamat di pesawat B laju pesawat A

adalah : vAB =

c7

5

1

cv

c

)c(c1

cc

c

vv1

vvv

61

65

AB

2

31

21

31

21

2

PBAP

PBAPAB

42 A

Relativitas :

Ek = 0,5 Eo. kelajuan elektron pada saat itu adalah

(c = kecepatan cahaya)

2

35,1

15,0

EEE5,0

EEE

EEE

ooo

ooK

oK

Dengan menggunakan segitiga di atas dapat disimpulkan kecepatannya adalah 1/3 5 c

43 C

suhu : T1 = 127oC P1 = 20 W.

suhunya dinaikkan menjadi : T2 = 227oC,

laju radiasi kalornya sekarang mendekati : P2 = ...

Daya Radiasi Kalor :

4

4

TP

TeAP

watt49P

400

500

)273127(

)273227(

20

P

T

T

P

P

2

4

4

42

41

42

1

2

44 B

T = 5800 K.

konstanta Wien b == 2,910-3 mK gelombang maksimum dari radiasi kalor yang

dipancarkannya adalah

m105,0

109,25800

bT

6

3

= 500 nm

3

2

5

v


45 A

Cahaya kuning : = 610-7 m.

konstanta Planck h = 6,6 10-34 Js ,

kecepatan cahaya c = 3 108 m/s Jumlah foton : N = . per detik ; t = 1 s

dengan daya : P = 10 W

foton103N

103106,6

106110

hc

tPN

NhctP

NhfE

19

834

7

46 B

sinar ungu frekuensi : f = 1016

Hz

logam mempunyai energi ambang 2/3 kali kuanta

energi sinar ungu .

tetapan Planck : h = 6,6 10-34 Js, maka energi kinetik elektron yang lepas

joule102,2E

10106,6hfE

hfhfE

WEE

18K

1634

31

31

K

32

K

oK

47 B

Panjang gelombang de Broglie (partikel) :

meV2

h

mK2

h

p

h

EKA : EKB = 4 : 3

2

3

4

3

EK

EK

K

1

A

B

B

A

48 A

Pada atom Hidrogen,

panjang gelombang terbesar pada deret Lyman

transisi dari n = 2 ke n = 1

R3

4

4

R3

2

1

1

1R

1

L

22L

Pada atom Hidrogen,

panjang gelombang terbesar pada deret Balmer

transisi dari n = 3 ke n = 2

R5

36

36

R5

3

1

2

1R

1

B

22B

Perbandingannya :

27

5

R5

36R3

4

B

L

49 A

massa proton = 1,007 sma

massa neutron = 1,008 sma

massa inti nitrogen = 14,01 sma,

maka energi ikat inti nitrogen adalah [1 sma = 931 MeV]

energi ikat inti nitrogen

N

7

14adalah :

MeV445,88E

931095,0E

93101,14105,14E

93101,14008,17007,17E

931mmmE

ikat

ikat

ikat

ikat

ntiinpikat

50 D

Setelah 1 jam aktivitasnya tercatat 200

partikel/detik.

Setengah jam kemudian tercatat 100 partikel/detik.

Aktivitas zat radioaktif tersebut ketika dibeli

adalah (dalam partikel/detik)

200 100

1/2 jam 1 jam

400 800

Kami perintahkan kepada manusia supaya berbuat

baik kepada dua orang ibu bapaknya, ibunya telah

mengandungnya dengan susah payah, dan

melahirkan dengan susah payah (pula)

(An-Ahqaaf : 15)

F Pembahasan Ps1 FISIKA Superintensif SBMPTN 2013

Documents

Transcript of F Pembahasan Ps1 FISIKA Superintensif SBMPTN 2013