KHOIRUNNISA XII TKJ 1

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKA

XII TKJ 1

1. Ada empatbuahtitik A,B,Cdan D bermuatan listrik. Titik A menolaktitik B, titik B menariktitik C dantitik C menolaktitik D. Jikamuatan D negatif, makamuatan yang lain berturut-turut . A. titik A, positif, B positif, C negatif B. titik A, positif, B negatif, C negatif C. titik A, negatif, B positif, C positif ` D. titik A, negatif, B negatif, C negatif E. titik A, positif, B positif, C positif Jawaban : Dik : titik A menolak titik B titik B menarik titik C titik C menolak titik D muatan D ( - ) muatan titik A,B dan C.? Berdasarkan hukum Coulomb antar muatan sejenis terjadi tolak menolak,sedangkan antara muatan tak sejenis terjadi tarik menarik.

Dit : Jwb :

D (-) = Tolakmenolakdengantitik C sehinggatitik C (-) agar salingtolakmenolak C (-) = Tarikmenarikdengantitiksehinggatitik B (+) agar salingTarikmenarik B (+) =TolakMenolakdengantitik A sehinggatitik A (+) agar salingtolakmenolak JAWABAN ( A ) 2. Tiga titik bermuatan listrik sama jenis dan besarnya, terletak pada sudut sudut segitiga sama sisi. Bila gaya antara 2 titik bermuatan tersebut adalah F, maka besarnya gaya pada setiap titik adalah A. FB. C. D. F E.

F F F

Jawaban : 0 Dik : q1= q2 = q3 F12 = F13 = F Dit : F masing masing titik ? Jwb : F1 =

SMK NEGERI 1 CILEGON

Page 1

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKA= = = = = JAWABAN ( A )

XII TKJ 1

3. Suatusegitigasamasisidenganpanjangsisi 30 cm terletakdiudara. Padatitik-titiksudut A,B, dan C berturut-turutterdapatmuatanlistriksebesar -2 x 10-6C dan 3 x 10-6 C, makabesargaya coulomb dititik C adalah. A. 0,6 N D. 0,9 N B. 0,7 N E. 1,0 N C. 0,8 N Jawaban : Diket : r = 30 cm = 3.10-1 m qa= 2.10-6 c qb= 3.10-6 C Ditanya : Fc = ..... ? Di jawab : Fc = k. = 9.10 9 JAWABAN ( A ) 4. PadagambarberikutdiketahuiQ1 = Q2 = 5 C, Q2 = 40 C, dan r = 2 m. Gaya yang dialamimuatan Q2 adalah( )

= 0,6 N

A. 0,30 N B. 0,45 N C. 0,5 N

D. 0,6 E. 0,9

N

N

Jawaban : Diket : Q1 = Q2 = 5 c 5.10-6 c Q2 = 40 c 4.10-6 c r=2m Dit : F2 ....? Jwb :


Page 2

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKAcara 1) F2 = K . F2 = 9. 109x Cara 2 ) F23 = K . = 9. 109 = 0,45 N = 0,45 N

XII TKJ 1

Cara 3 ) F2 = ( F2 =

)

(

)

(

)(

) = 0,45 N

JAWABAN ( B ) 5. Duapartikelmasing-masing q1dan q2 yang tidakdiketahuibesardanjenisnya, terpisahsejauh d. Antarakeduamuatanitudanpadagarispenghubungnyaterletaktitik P danberjarak 2/3 dari q1. bilakuatmedandititik P samadengannol, maka: A. muatan q1dan q2merupakanmuatan-muatan yang taksejenis B. potensialdititik P yang disebabkanoleh q1 dan q2 sama C. potensialdititik P samadengannol D. besarmuatan q1 = 2 kali besarmuatan q2 E. besarmuatan q1 = 4 kali besarmuatan q2 Jawaban : Dik : q1 = q1 q2 = q2 r1 = 2/3 d Dit : makada[at disimpulkanbahwa .?? Jwb : r2 = R r1 = d 2/3 d= 1/3 d karena E = 0 maka E1 : E2, sehingga

= =

=

=

(

)

=

(

)

=

= 4 q2

JAWABAN ( E ) 6. Duabuahmuatanlistrikmasing-masingbermuatan Q1 = -4 C dan Q2 9 C terpisahsejauh 1 m. Q2 beradadisebelahkanan Q1. sebuahtitik yang mempunyaikuatmedanlistriknolterletak


Page 3

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKAA. B. C. D. E. 0,5 meter disebelahkanan Q1 0,5 meter disebelahkanan Q2 1,0 meter disebelahkiri Q1 2,0 meter disebelahkanan Q2 2,5 meter disebelahkiri Q1

XII TKJ 1

Penyelesaian : Dik : q1 = 4C q2 = 9C R = 1m Dit : jarak titik p dengan E = 0 . ? Jwb: Karena E = 0 maka

=

Diperoleh : r1 = 2 m, dan r2 = 3 m Dengan r1 = jarak p dengan q1, dan r2 = jarak p dengan r2 Maka letak titik p berada tepat pada jarak : 2 m di sebelah kiri q1 JAWABAN TIDAK TERDEFINISI 7. Di dalamtabungdioda, elektronkeluardarikatodadipercepatolehanoda yang beradapadapotensial 300 volt (arussearah) terhadapkatoda. Berapakecepatanelektronwaktusampai di anodajikamassaelektron elektron 10-27 gram danmuatanelektronadalah 1,6 x 10-19 C? Anggapbehwaelektronkeluardarikatodadengankecepatannol

A. B. C. D. E.

9,8 x 108 cm/detik 3,3 x 108 cm/detik 5,6 x 108 cm/detik 3,3 x 109 cm/detik 2,1 x 108 cm/detik Vp = 300 v m = 10-27 g = 10-30 kg q = 1,6 . 1019

Dik :

Dit : V = ..... ?


Page 4

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKAjwb : Cara 1) Vp = k r=k r = 9.109 r = 4,8 x 10-12 m Cara 2) F = Vp = 300 = 10-9 N Cara 3) F = m . a a= a= a = 1025 Cara 4) r = s s = Vo . t + a . t2 t= t= t = 9,8 x 10-19 s Cara 5) Vt = Vo + a. t = 0 + 1025 . 9,8 x 10-19 = 9,8 x 106 m/s JAWABAN TIDAK TERDEFINISI

XII TKJ 1

8. Sebuahtitikberadapadajarak r darisebuah bola konduktorbermuatan Q. Jari-jari bola konduktortersebut 1 cm. Apabilapadatitiktersebutkuatmedanlistriknya 20 V/m danpotensiallistriknya 8- Volt, besarnya Q = A. 2,2 x 10-9 C B. 2,7 x 10-9 C C. 2,2 x 10-8 C D. 2,7 x 10-8 C E. 4,5 x 10-8 C Dik : R = 1 cm = 10-2 m E = 20 v/m Vp = 80 V Dit : q ........ ? Jwb:


Page 5

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKACara 1) r = = =4m Cara 2) Vp = k , sehingga : q= = = 3, 56 . 10-10 C

XII TKJ 1

JAWABAN TIDAK TERDEFINISI

9. Duakepinglogamsejajardiberimuatanlistrik yang samabesarnyadanberlawanantanda. Kuatmedanlistrik di antaraduakepingitu... A. Berbandinglurusdenganrapatmuatannya B. Berbandingterbalikdenganrapatmuatannya C. Berbandingterbalikdenganjarakkuadratantarakeduakeping D. Berbandinglurusdenganjarakantarakeduakeping E. Arahnyamenujukekeping yang bermuatanpositif. Jawaban : Dit : hubungankuatmedan Jwb : E=K

Dari rumus tersebut dapat disimpulkan kuat medanlistrik berbanding lurus dengan rapat muatan dan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua keping . JAWABAN ( C ) 10. Duakepinglogam yang sejajardanjaraknya 0,5 cm satudari yang lain diberimuatanlistrik yang berlawanan, sehinggatimbulbedapotensial 10.000 volt. Bilamuatanelaktronsamadengan 1,6 x 10-19 C makabesardanarahgaya coulomb padasebuahelektron yang adadiantarakeduakepingadalah .... A. 0,8 x 10-7 N, keatas B. 0,8 x 10-17 N, kebawah C. 3,2 x 10-13 N, keatas D. 3,2 x 10-13 N, kebawah E. 12,5 x 1024 N, keatas


Page 6

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKAJawab Dik Dit JWB : :

XII TKJ 1

r = 0,5 cm = 5 . 10 -3 m q = 1,6 . 10 -19 Vp = 10 4 v : F ? : F = Vp = 104 = 3,2 X 10 -13N

JAWABAN ( C )


Page 7

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKA14.7 SOAL UJI KOMPETENSI Soal 14.1. Tentukan resistansi ekivalen (resistansi pengganti) dari lima resistor pada rangkaian disamping. a. 28 b. 74 c. 22 d. 54 Dik : R1=10 R2=15 R3=50 R4=37 Rek = ??? Rs = R1 + R2 = 10 + 15 = 25 Rp = = =16,7 Rek = Rp + R4 = 16,7 + 37 = 53,7

XII TKJ 1

Dit Jwb

: :

JAWABAN TIDAK TERDIFINISI Soal 14.2. Hukum Kirchhoff dihasilkan dari dua hukum dasar dalam Fisika yaitu a. Hukum Kekekalan Energi dan perhitungan Muatan b. Hukum Kekekalan Energi dan Kekekalan Momentum c. Hukum Kekekalan Muatan dan Hukum Kekekalan Energi d. Hukum Coulomb dan Hukum Kekekalan Muatan. Jwb : HUKUM KIRCHHOFF Hukum Kirchhoff ada 2 yaitu Hukum Kirchhoff I dan Hukum Kirchhoff II Hukum Kirchhoff I berlandaskan hukum kekekalan muatan yaitu jumlah arus yang masuk pada suatu rangkaian sama denagn jumlah arus yang keluar dari rangkaian tersebut sedangkan , Hukum Kirchhoff II berlandaskan hukum kekekalan energi yaitu jumlah teganganyang mengalir pada suatu rangkaian tertutup besarnya harus sama dengan 0.


Page 8

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKAJAWABAN ( C ) Soal 14.3. Tinjau rangkaian sebuah kapasitor dirangkai dengan tiga resistor seperti gambar berikut. Bila sakelar S ditutup, kemudian dibiarkan dalam waktu yang lebih lebih besar daripada tetapan waktu kapasitor, maka arus pada resistor 2 adalah .. a. 2 A b. 4 A c. 3 A d. 1 A Dik : R1 = 2 R2 = 1 V =6V Dit : arus pada R3=..? Jwb : Rs = R1 + R2 =2+1 = 3 i = = = 2A JAWABAN ( A )

XII TKJ 1

Soal 14.4. Tinjau kawat pertama berbentuk silindris dari bahan tembaga, kawat kedua juga terbuat dari bahan yang sama tetapi ukuran panjang dan jejarinya dibuat dua kali ukuran kawat pertama, maka kawat kedua memiliki resistansi .. a. sama dengan resistansi kawat pertama b. dua kali resistansi kawat pertama c. setengah resistansi kawat pertama d. empat kali resistansi kawat pertama e. seperempat kali resistansi kawat pertama Dik Dit Jwb : : :1= 2 L1 = 2L2 r1 = 2r2 R1=?

A1 = r2 = 3,14 x 12

A2 = r2 = 3,14 x 22


Page 9

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKA= 3,14m2 = = 0.32 =12,56m2 = = 0,16

XII TKJ 1

= x 0,32 = 0,32

= x 0,16 = 0,16

DARI HASIL DI ATAS DI DAPAT R2 = SETENGAH RESISTANSI KAWAT PERTAMA Soal 14.5. Arus yang melewati resistor 9 disamping adalah .. a. 347 mA b. 581 mA c. 716 mA d. 1,32 A Dik : R1 = 4 R2 = 7 R3 = 11 R4 = 9 V = 6V Dit : I =.? Jwb : Rp= = = pada rangkaian

Rtot= Rp + R4 + R1 = = = +9+4 + 13 = 17,27

I yang melewati 9 I= = = 0,347 A = 347 mA JAWABAN ( A )


Page 10


XII TKJ 1

Soal 14.6. Suatu kawat yang dialiri arus listrik memiliki luas penampang irisan yang berubah semakin kecil secara bertahap sepanjang kawat, sehingga bentuk kawat mirip corong yang sangat panjang. Bagaimanakah perubahan kecepatan derip terhadap panjang kawat.. a. Mengecil secara bertahap mengikuti perubahan luas penampang irisan yang juga semakin kecil. b. Semakin bertambah besar bila luas penampang irisan mengecil c. Tidak berubah d. Berubah secara kuadratis terhadap perubahan luas penampang irisan kawat Jwb :yang berarti bahwa resistansi suatu kawat

R=

bergantung pada panjang kawat, yaitu makin panjang kawat makin besar pula resistansinya. l= berbanding terbalik dengan luas penampang kawat. = berbanding lurus dengan jenis bahan. Misal kawat tembaga memiliki resistansi yang rendah. Dalam rumusan di atas dinyatakan dengan besaran , yaitu resistivitas. Dari rumus tersebut dapat disimpulkan bahwa Kawat akan makin panjang bentuknya Jika Resistansinya besar tetapi luas penampangnya kecil Soal 14.7. Suatu pemanggang roti dengan nilai daya 550 W dihubungkan dengan sumber 130 V. Maka arus yang melewati pemanggang adalah . a. 5,04 A b. 1,83 A c. 2,12 A d. 4,23 A Dik: Dit: Jwb: = = 4,23 A JAWABAN ( D ) Soal 14.8. P = 550 W V=130 V I = .......?


Page 11


XII TKJ 1

Suatu beda potensial sebesar 11 volt digunakan untuk menghasilkan arus sebesar 0,45 A pada kawat sepanjang 3,8 m. Resistivitas kawat adalah . a. 204 .m b. 2,04106 .m c. 2,94 .m d. 2,94104 .m Dik : V = 11V I = 0,45 A l = 3,8 m r = 3,8 mm = 3,8 x 10-3m Dit : =.......? Jwb : R= = = 24,4 A= r2 = 3,14 x (3,8 x 10-3)2 = 4,5 x 10-5 m2 = = 0,84 x 10 -5 =8,4 x 104

= 24,4 = 2,9 x 10-4/m JAWABAN ( D ) Soal 14.9. Tinjau muatan positif dan muatan negatif yang bergerak horizontal melalui empat daerah seperti pada gambar. Bila arus positif idefinisikan sebagai muatan positif yang bergerak dalam arah X+. Susunlah urutan besar arus yang melewati empat daerah tersebut dari yang paling tinggi sampai dengan yang paling rendah. a. Ia > Ic = Id > Ib b. Ia > Id > Ic > Ib c. Id > Ia > Ib > Ic d. Ia > Id = Ib > Ic Berdasarkan perjanjian arus konvensional : - Arah muatan positif searah dengan arah arus listrik Arah muatan negaatif (elektron)berlawanan arah dengan arah arus listrik Ia > Ic karena muatan positif lebih banyak Ia Id> Ib karena muatan positif Ib berlawanan arah dengan arus listrik, JAWABAN ( A )


Page 12


XII TKJ 1

Soal 14.10. Dalam rentang waktu 1,37 s muatan berjumlah 1,73 C melewati lampu bohlam. Berapakah jumlah elektron yang lewat dalam waktu 5 s? a. 8,471019 b. 4,581017 c. 3,951019 d. 7,901018 Penjelasan : Arus yang mengalir I = (1,73C)/1,37 s = Jumlah muatan per detik. Muatan satu elektron e = 1,610-19 C/electron Jumlah elektron yang mengalir = [5(1,73C)/1,37 s]/[1,610-19 C/elektron] = 3,951019 elektron JAWABAN ( C ) Soal 14.11. Suatu beda potensial 11 volt digunakan menghasilkan arus 0,45 A dalam kawat serbasama sepanjang 3,8 m dengan jejari 3,8 mm. Tentukan resistivitas kawat tersebut. a. 200 m b. 2,9 m c. 2106 m d. 2,9104 m Penjelasan : Dik : V = 11V I = 0,45 A l = 3,8 m r = 3,8 mm = 3,8 x 10-3m Dit : =.......? Jwb:

R= = = 24,4

A= r2 = 3,14 x (3,3 x 10-3)2 = 4,5 x 10-5m2

= = 0,84 x 10 -5 =8,4 x 104

= =

= 2,9 x 10-4/mAtau


Page 13

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKA( )

XII TKJ 1

=R

=

=(

)

= 2,9 x 104 = 2,9 x 104 . m JAWABAN ( D ) Soal 14.12. Tinjau salah satu dari empat rangkaian yang tepat apabila digunakan mengukur arus dan tegangan pada resistor? Anggaplah voltmeter, amperemeter dan batere adalah ideal a. rangkaian (a) b. rangkaian (b) c. rangkaian (c) d. rangkaian (d) JWB : Untuk mengukur arus pada resistor (R), Amperemeter dipasang secara seri dengan resistor (R) sedangkan Untuk menuukur tegangan pada resistor (R), Voltmeter dipasang secara paralel dengan resistor (R) Rangkaian yang memenuhi syarat diatas adalah rangakaian (a) JAWABAN( A ) Soal 14.13. Suatu arus I mengalir pada dua resistor yang besarnya masing masing adalah R dan 2R yang terangkai seri seperti pada gambar. Di titik B pada kawat penghubung kedua resistor dikaitkan dengan tanah (ground). Tentukan beda potensial antara titik A dan C relative terhadap tanah. a. Va = I R Vc = 2I R b. Va = 0 Vc = 3I R c. Va =+I R Vc = +2I R d. Va =+I R Vc = 2I R Penjelasan : Vab = Va Vb = I R dan Vb = 0 sehingga Va = + I R Vcb = Vc Vb = 2I R dan Vb = 0 sehingga Vc = 2I R JAWABAN ( D )


Page 14

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKASoal 14.14. Untuk mengisi kembali batere 9 volt diperlukan energi 3,6106 J. Tentukan jumlah elektron yang harus bergerak melewati beda potensial 9 volt hingga penuh. a. 11025 elektron b. 21024 elektron c. 41012 elektron d. 811013 elektron Penjelasan :

XII TKJ 1

Prinsipnya Hukum Kekekalan Energi, energi total untuk mengisi batere sama dengan jumlah energi untuk menggerakkan satu electron melewati beda potensial 9 volt dikalikan dengan jumlah elektron n. Energi Potensial = ne V = n (1,610-19 Coulomb)(9 volt) = 3,6106 J Jumlah elektron yang bergerak = n = (3,6106 J)/(1,610-19 Coulomb)(9volt) = 21024 elektron JAWABAN ( B ) Soal 14.15. Suatu Glvanometer memiliki resistansi dalam 0,12 ; Arus maksimum yang dapat dile watkan galvanometer adalah 15 A. Bila galvanometer diran cang untuk dapat digunakan membaca arus sebesar 1 A, tentukan hambatan R yang harus digunakan. Jawab: 1,8 Penjelasan Dik: : RG= 0,12 . Im= 15A= 1,5 x 10-5A I = 1A R =.....? n=

Dit : Jwb:

=( = 6,6 x 104R= =

)

= 1,8 x

((

)

)

10-6.

= 1,8.


Page 15


XII TKJ 1

Soal 14.16. Dengan mengabaikan resistansi dalam batere, tentukan arus pada tiap cabang. Penjelasan : Dik : R1= 3. R2 = 5. = 12 V Dit : V pada kedua ujung R2 =......?

Jwb : karena R1 dan R2 di pasang secara seri maka berlaku rumus : Rs = R1 + R2 =3+5 = 8. I =

= = 1,5 AV = I x R2= 1,5 x 5 = 7,5 V

Soal 14.17. Hitunglah beda potensial pada resistor 2 dan resistor 4 untuk rangkaian pada soal no 2.

[Jawab: 160/27) volt dan 320/27) volt] Soal 14.18. Lima resistor disusun seperti gambar berikut,dihubungkan dengan batere = 12 volt. Tentukan beda poten-sial pada kedua ujung resistor 5 . [Jawab: 7,5volt]


Page 16

KHOIRUNNISA _ UJI KOMPETENSI FISIKADik : R1 = 3 R2 = 5 V = 12 V V pada R2.? Rs = R1 + R2 =3+5 =8 JAWABANYA 7,5 V Soal 14.19. Tunjukkan bahwa resistansi total untuk rangkaian pada Gambar berikut adalah : I = = = 1,5 A V = I x R2 = 1,5 x 5 = 7,5 V

XII TKJ 1

Dit : Jawab :

Rtotal = R1 +

Soal 14.20. Tujuh buah lampu bohlam masing - masing dengan resistansi R = 15 dihubung-kan sebuah batere = 6 V. a. Tentukan resistansi ekivalen (hambatan pengganti) untuk ketiga lampu bohlam. [Jawab: 48 ] b. Tentukan arus dari batere [Jawab: 0,125 A] Penjelasan Dik : Dit : : R1 = R2 = R3=R 4=R 5=R 6= R 7=15 =6V a) Rek=.....? b) I =......?


Page 17


XII TKJ 1

Jawab : a) Berdasarkan gambar Rangkaian R2, R3 dan R 4serta R1 dan R 7 disusun secara seri sehingga hambatan pengganti dapaty di cari dengan rumus : R234 = R2 + R3 + R 4 = 15 + 15 + 15 = 45 R17 = R1 + R7 =15 + 15 = 30 R234 dan R17 disusun secar paralel maka berlaku rumus : Rp = = = = 18 Resistensi ekivalen tersusun ssecara seri, maka berlaku rumus : Rek = Rp + R6 + R5 = 18 + 15 + 15 = 48 Resistensi ekivalen = 48 b) = =0,125A Kuat arus batere = 0,125A Soal 14.21. Rangkaian arus searah (dc) terdiri atas dua batere 1 = 12 V; 2 = 9 V yang hambatan dalamnya dapat diabaikan, disambungkan dengan dua resistor R1 =150 ; R2 = 50 seperti pada gambar. a. Berapakah beda potensial pada R2? b. Berapakah arus pada resistor R2? c. Lakukan perhitungan yang sama untuk R1.


Page 18


XII TKJ 1

Soal 14.22. a. Dengan mengabaikan resistansi dalam batere, tentukan arus pada tiap cabang. Jawab: ; I1 = - 5,53A ; I2 = -5,79A b. Hitunglah beda potensial Vaf ; Vbe ;Vbd Jawab: Vaf = 11,06 Volt ; Vbe = 1,05 Volt ; Vbd = 1,05 Volt ;


Page 19

KHOIRUNNISA XII TKJ 1

Documents

Transcript of KHOIRUNNISA XII TKJ 1