Pembahasan Ps 6 FISIKA Intensif 2015 OK

32 PEMBAHASAN PROBLEM SET 6, FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2013, NURUL FIKRI

1 A

roda bermassa : m = 20 kg

garis tengah : d = 1 m r = 0,5 m

gaya konstan : F = 40 N

dari keadaan diam : vo = 0

panjang tali yang terlepas

dari lilitan roda setelah 3 detik adalah

2

21

2

21

s/m4a

a2040

r

amrrF

I

m18S

340S

attvS

2

21

2

21

o

2 C

balok bermassa : m = 1 kg

Posisi balok 80 cm di atas pegas.

balok dilepas hingga menekan pegas 20 cm.

Jika g = 10 m/s2 , maka besar konstanta pegas

adalah...

Energi potensial energi pegas

m/N500k

)2,0(k)2,08,0(101

kxmgh

EE

2

21

2

21

PegasP

3 C

partikel bermassa 2m yang bergerak dengan

kecepatan v menumbuk partikel bermassa m yang

sedang diam. Jika setelah tumbukan kedua

partikel bergerak bersama,

v'v

'vmm20mv2

'vmmvmvm

32

212211

Energi kinaetik awal

22

21

awal

2222

12112

1awal

21awal

mv0mv2EK

vmvmEK

EKEKEK

Energi kinetik akhir :

2

322

94

21

akhir

2212

1akhir

21akhir

mvvmm2EK

'vmmEK

'EK'EKEK

maka perbandingan energi kinetik yang hilang

terhadap energi kinetik sebelum tumbukan adalah

3

1

mv

mv

EK

EKEK

EK

EK

2

2

31

awal

awalakhir

awal

Hilang

4 B

massa satelit m

massa bumi M

jari-jari bumi R

jari-jari orbit r

kelajuan konstan v

konstanta umum gravitasi G

energi mekanik satelit adalah

2

sp G

2

2 2

2

2

kelajuan satelit percepatan grafitasi

vF F wm

r

GMm v GMmm mg

rr r

GM GMv g

r r

energi mekanik

2

2

1Em Ek Ep mv mgh

2

1 GM GMEm m m r

2 r r

GMmEm

2r

HANYA DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-7

PROBLEM SET

FISIKA SUPERINTENSIF SBMPTN 2015

PEMBAHASAN

F

80 cm

R

r M

m

PEMBAHASAN ROBLEM SET 6, FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2015 NURUL FIKRI 33

M

Mg

N

mg

3/8 R R

R cos

5 A

Setengah bola pejal bermassa M

digantungi benda dengan massa m

Jika sistem dalam keadaan seimbang, maka

perbandingan antara m dan M adalah

pusat berat setengah bola = 3/8 R

Jika porosnya di lantai maka berlaku :

2

1

8

4

M

m

mM

RmgRMg

053cosRmg53sinRMg

0

84

53

54

83

oo

83

6 C

pancaran minyak dengan kecepatan : v = 15 m/s

kerapatan minyak 0,8 gr/cm3 = 800 kg/m

3

tekanan pada dinding adalah ...

(lihat pembahasan PS 2 no.10)

2AvF

t

v)xA(F

t

vVF

amF

Maka : tekanan adalah :

Pa108,1P

180000P

)15(800P

vP

A

Av

A

FP

5

2

2

2

7 B

Besi pejal sama panjang : L

Perbandingan luas : Aa : Ab : Ac = 1 : 2 : 3

Suhu ujung bebas batang pertama : TA

Suhu batang ketiga : TB

Suhu sambungan antara batang pertama dan kedua

adalah

a b a b

a b b c

a a b b b b c c

a b b c

1 A 2 1

batang a dan b...(*) batang b dan c...(**)

Q Q Q Q

t t t t

A A A Ak T k T k T k T

L L L L

1 T T 2 T T

2 1 B 2

1 A 2 2 B 1

2 T T 3 T T

3T T 2T 5T 3T 2T

subtitusi persamaan (*) ke (**)

1 AB 1

1 A B 1

1 A B

A B

1

3T T5 3T 2T

2

15T 5T 6T 4T

11T 5T 6T

5T 6TT

11

8 C

gas ideal dalam ruangan yang tutupnya bebas

bergerak seperti pada gambar.

Pada T = 27C = 300 K bermassa m.

diganti dengan M V’ = sepertiga V.

Temperatur pada saat itu adalah

(dalam kelvin)

TmV

nRTVA

mg

nRTVA

F

nRTPV

m/M100'T

300

'T

mV

VM

T

'T

mV

'V'm

31

9 A

suhu rendah : T2 = –23C

suhu tinggi : T1 = 27C

massa air : mair = 100 gram

suhu air mula-mula T1 = 27C

suhu akhir : T2 = –23C

kerja yang diperlukan adalah

kalor jenis es = 2100 J/kgC

kalor jenis air = 4200 J/kgC

kalor lebur es = 336000 J/kg)

T1 T2

TA TB

. . . ..

. .

. . . .

.

. . . ..

. .

. . . .

.


kalor air yang terserap

tot 1 2 3Q Q Q Q

1 air air

1

Q m c T

Q 0,1.4200.27 11340 J

2 air

2

Q m L

Q 0,1.336000 33600 J

3 air es

3

Q m c T

Q 0,1.2100.23 4830 J

tot 1 2 3

tot

tot

Q Q Q Q

11340 33600 4830Q

Q 49770 J

10 D

Perhatikan gambar berikut ini!

segitiga RST jumlah sudut-sudutnya adalah 180o

o

o o

o o o

o o

x 90 ... 1

x 50 180 .... 2

90 50 180

2 220 110

11 C

mengamati Bintang Cygnus dengan teleskop

lensa obyektif : fob = 80 cm

panjang teleskop : d = 84 cm.

Sudut diameter Bintang dengan mata telanjang

adalah : = 0,5o.

Sudut diameter Bintang jika dilihat dengan

teleskop adalah...

Panjang teleskop : perbesaran teleskop :

cm4f

f8084

ffd

ok

ok

okob

o

o

ok

ob

10

4

80

5,0

f

fM

12 C

tebal lapisan : d = 400 nm

indeks bias lapisan : n = 1,5

Cahaya yang tampak dipantulkan memiliki

panjang gelombang …

o

1m 2nd cos

2

32 400nm cos0

2

1m

2

2400 nm

2m 1

kita masukkan nilai m = 1, 2, 3, 4, dst …

2400m 1 nm 2400 nm

2.1 1

2400m 2 nm 800 nm

2.2 1

2400m 3 nm 480 nm

2.3 1

2400m 4 nm 342,9 nm

2.4 1

cahaya tampak memiliki panjang gelombang

antara 400 – 700 nm

jadi panjang gelombang yang terlihat 480 nm.

13 D

lebar celah : d

panjang gelombang : λ = 6000 angstrom.

lebar celah agar terjadi pola difraksi minimum

orde pertama pada sudut 30

o

dsin n

dsin 30 1.6000 angstrom

1d 6000 angstrom

2

d 12000 angstrom

T1 = 27o

0o 0o

T2 = -23o

Q1 Q2

Q3

A

B

40o 50o

x

x

R S

T

usaha yang

dilakukan

adalah

1 2

2 1

T TW

Q T

W 300 250

49770 250

W 9954 J

n = 1,5 d


14 D

jarak dua lampu : p = 122 cm.

diameter pupil mata : d = 2 mm

panjang gelombang : λ = 5000Å,

maka jarak mobil maksimal agar nyala lampu itu

masih terlihat terpisah adalah

37

3

pd1,22

L

1,22.2x101,22.5x10

L

L 4x10 m = 4 km

15 B

Perhatikan gambar berikut ini!

Beda potensial antara titik Y dan Z adalah …

kapasitansi XY : CXY = 6 µF

kapasitansi total tegangan YZ

tot tot tot

tot XY YZ

tot

tot

tot

tot YZ

YZ

1 1 1 Q V C

C C C

1 1 1 3 Q 12.2 24 F

C 6 3 6

Q 24 FC 2 F V 8 V

C 3

16 A

Kuat dan arah arus listrik hambatan 4 Ω adalah ...

perhatikan!

arus yang melewati

HABS adalah

HSV V i R r

12 6 i 6

i 1 A

karena positif maka arus mengalir dari A ke B

17 D

amperemeter

hambatan dalam : RA = 18 ohm

berdaya ukur 10 mA.

Agar daya ukur menjadi 100 mA,

harus dipasang hambatan

ohm21

18

1n

RR

10100

AS

Rs = hambatan shunt di paralel

18 B

benda seberat : m = 1,5 kg

ke atas setinggi : h = 3 m

g =10m/s2.

Tegangan : V = 12,5 V

Arus : i =1,5 A

efisiensi : = 60%,

waktu yang diperlukan motor listrik adalah...

1i

s4t

3105,1t5,15,126,0

mghVit

EW P

19 C

jumlah lilitan : N = 1000

arus : i = 8 A

luas penampang A = 100 cm2

Jari-jari : r = 20 cm.

fluks magnet : Φ = 1210-5

weber.

Permeabilitas bahan toroida adalah

m

5 3 2m

1

7

m

iBA N A

2 r

.812x10 10 .10

2 .2x10

6 x10 weber/ampere

12 V

4 Ω

6 V

2 Ω

6 Ω

S

H


20 D

rangkaian listrik yang berada di daerah medan

magnet seragam yang arahnya masuk bidang

kertas. (arah fluks magnet asal)

Jika medan magnet bertambah dengan laju 150 T/s

maka arus pada yang terbaca pada amperemeter

adalah

Ggl induksi :

volt51

10100150

t

ABN

tN

4

,

Arus induksi :

A15010

51

Ri ,

,

Ketika medan magnet betambah, maka pada loop

akan muncul fluks magnet induksi yang arahnya

berlawanan dengan fluks magnet asalnya. yaitu

keluar bidang kertas, sehingga menghasilkan arus

induksi pada loop yang arahnya berlawanan jarum

jam. Akibatnya arus yang terbaca pada

Amperemeter menjadi :

I = 0,5 + 0,15 = 0,65 A, karana arus pada

rangkaian searah arah dengan arus induksi.

21 A

efisiensi : η = 100%.

NS : NP = 1 : 20

VP = 240 V

RS = 6

Arus yang mengalir pada kumparan primer adalah

tegangan sekunder arus sekunder

s s

s p s

p

s s

N VV V i

N R

1 12V 240 12 i 2 A

20 6

maka arus primer trafo adalah

s

p p

p

N 1i i 2 0,1 A

N 20

22 D

getaran harmonis

amplitudo : A.

Energi potensialnya = 2 kali energi kinetiknya

pada saat simpangannya sama dengan...

6Ay

Ay

Ay

kAky

kAEE

kAEEE

31

2

322

22

23

2

212

21

23

2

21

P21

P

2

21

MKP

23 C

Frekuensi bunyi yang akan terdengar adalah ... Hz

L n

111,1

4

0, 4 m

maka frekuensinya adalah

v 340f 850 Hz

0,4

24 A

Seorang anak menjauhi suatu sumber bunyi titik.

Taraf intensitas bunyi yang terdengar ternyata

berkurang 10 dB dari semula. Jarak anak tersebut

ke sumber bunyi, sekarang, adalah

10rr

10r

r

r

rlog10log

2

1

r

rlog2010

r

rlog20TI10TI

r

rlog20TITI

12

1

2

1

221

1

2

1

211

1

212

jaraknya sekarang menjadi 10 kali jarak

semula

1,1 m

x

5 V

A

10

10 cm

10 cm

x x

x x x

x

5 V

AO x

x x x

Iinduksi

Irankaian


25 A

S1 dan S2 mengahasilkan gelombang kohenren

panjang gelombang : λ = 0,1 m

amplitudo : A1 = A dan A2 = 2A

jarak S1P = 3 dan S2P = 2,8 m

besar amplitudo gabungan kedua gelombang di

titik P adalah

syarat interferensi

makaismum minimum

1P 2P

tot 1 2

S S n

A A A

11P 2P 2

tot 1 2

S S 2n 1

A A A

amplitudo total nya adalah

3 2,8 n.0,1 n 2

karena beda lintasan menghasilkan bilangan bulat

maka amplitudo totalnya adalah

tot 1 2

tot

A A A

A A 2A 3A

26 B

sisi bujursangkar : s = 20 cm

kecepatan : v = 0,6c

luas bujursangkarnya adalah

v = (10/6)c maka γ = 10/8

' ' s A 400A s s s

10 8

A' 320 cm

27 A (1, 2, 3 Benar)

Merah – Jingga – Kuning – Hijau – Biru – Ungu

T

bT

1

Hukum Pergeseran Wien

Jika suhu T turun, maka naik

Hijau menjadi Kuning, Jingga atau Merah

28 B

Efek compton

Sudut foton terhambur : = 150o.

foton mula-mula : = 0,4 nm,

foton terhambur : ’ = ...

nm4045,0'

104500,0104,0'

)86,0(1100024,0104,0'

150cos1103109

106,6104,0'

cos1cm

h'

99

99

o

831

349

o

29 B

Empat buah partikel , , proton, dan neutron

yang bergerak dengan kecepatan 4106 m/s, serta

foton ditembakkan ke dalam medan magnet

homogen secara tegak lurus.

partikel , , proton akan mengalami gaya

magnet sehingga membentuk lintasan

melingkar, sedangkan neutron dan foton

tidak dibelokan medan magnet karena tidak

bermuatan.

Sehingga yang lintasannya memiliki jari-jari

terkecil diantara partikel , , dan proton adalah

muatan yang memiliki perbandingan massa

dengan muatan terkecil yaitu partikel

Bq

mvR

30 C

Matahari dapat menimbulkan panas yang tinggi,

karena di sana terjadi

(1) reaksi fusi

(2) penggabungan helium menjadi inti karbon

(3) pembentukan inti helium dari hidrogen

(4) penggabungan inti hidrogen

A B

D C

v = 0,6c

20 cm

20

cm

Pembahasan Ps 6 FISIKA Intensif 2015 OK

Documents

Transcript of Pembahasan Ps 6 FISIKA Intensif 2015 OK