SOAL Dan Pembahasan UN FISIKA 2011 Paket 12 (Rev 1)

Type & Solved by : Mariano N. (http://gurufisikamuda.blogspot.com)

PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA 2011 PAKET 12 1. Sebuah benda bergerak dengan lintasan seperti grafik berikut :

Perpindahan yang dialami benda sebesar A. 23 m B. 21 m C. 19 m D. 17 m E. 15 m JAWAB : D Perpindahan adalah jarak dari titik awal ke titik akhir, jika ditarik garis maka akan membentuk segitiga siku-siku dengan AB=15 m dan B-berhenti =8m, maka jarak sisi miring adalah 17 (pakai rumus segitiga pitagoras) 2. Kedudukan skala sebuah mikrometer sekrup yang digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola kecil seperti gambar berikut :

Berdasarkan gambar tersebut dapat dilalporkan diameter bola kecil adalah A. 11,15 mm B. 9,17 mm C. 8,16 mm D. 5,75 mm E. 5,46 mm JAWAB : C Skala utama mikrometer sekrup adalah mm, dan skala nonius berhenti di 8 mm lebih. Lebihnya adalah garis nonius (skala vertikal) yang disentuh oleh skala horizontal dari skala utama, yaitu 16, artinya bernilai 0,16 mm. Maka hasil pengukuran adalah 8 + 0,16 = 8,16 mm 3. Perhatikan gambar di samping!

Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah A. 300 J B. 400 J C. 500 J D. 600 J E. 700 J Page 1 of 13


JAWAB : C Gunakan rumus :

Dengan Q1 = 1000 J, T1 = 900 K, T2 = 450 K, maka diperoleh W = 500 J. 4. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas di dalam ruang tertutup: (1) Tekanan (2) Volume (3) Suhu (4) Jenis zat Pernyataan yang benar adalah A. (1) dan (2) B. (1) dan (3) C. (1) dan (4) D. (2) E. (3) JAWAB : E Rumus energi kinetik gas adalah : Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa energi kinetik gas hanya bergantung pada suhu (T) dan jumlah zat (n atau N) karena yang lain adalah konstanta (k dan R). 5. Sejumlah gas ideal berada di dalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 270C. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah A. 1080C B. 2970C C. 3000C D. 9270C E. 12000C JAWAB : D Ruangan tertutup artinya volume tetap, maka gunakan rumus gas ideal untuk volume tetap : Dengan T1 = 27 + 273 = 300 K, supaya P2 = 4P1 maka T2 = 4T1 = 4 x 300 = 1200 K 273 = 927 0C 6. Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimal, seperti gamar. Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara, maka sesuai dengan azas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar

A. B. C. D. E.

vA > vB sehingga PA > PB vA > vB sehingga PA < PB vA < vB sehingga PA < PB vA < vB sehingga PA > PB vA > vB sehingga PA = PB

JAWAB : B Asas Bernouli menyatakan bahwa jika kecepatan fluida besar maka tekanannya kecil dan berlaku sebaliknya. Sayap pesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga kecepatan aliran udara di atas sayap (vA) mengalir lebih cepat dari kecepatan udara di bawah sayap (vB), atau vA > vB, maka yang berlaku adalah PA < PB, sehingga pesawat naik karena tekanan dari bawah lebih besar dari tekanan dari atas.

Page 2 of 13


7. Batang logam yang sama ukurannya, tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar di samping ini. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah

A. B. C. D. E.

450 C 400 C 350 C 300 C 250 C

JAWAB : B Prinsipnya adalah laju aliran kalor secara konveksi dikedua batang adalah sama besar :

(t)

(t) (

k d

t

)

(

k d

t

)

Ukuran sama artinya A dan d untuk kedua batang sama,maka jika nilai yang ada dimasukkan ke rumus tersebut akan diperoleh t = 400C8. Perhatikan grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak lurus. Besar perlambatan yang dialami benda adalah

A. B. C. D. E.

2,5 m.s-2 3,5 m.s-2 4,0 m.s-2 5,0 m.s-2 6,0 m.s-2

JAWAB : A Perlambatan pada gravik v terhadap t ditandai dengan grafik linier yang turun, atau dari t = 15 s (v = 5 m/s) sampai t = 17 s (v = 0), maka perlambatannya adalah : a = 2,5 m/s 9. Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m.s-1. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka : (1) Frekuensi putarannya 4/ Hz (2) Percepatan sentripetalnya 32 m.s-2 (3) Gaya sentripetalnya 320 N (4) Periodenya 4 s. Pernyataan yang benar adalah A. (1), (2), (3), dan (4) B. (1), (2), dan (3) C. (1), dan (3) saja D. (2), dan (4) saja E. (3), dan (4) saja JAWAB : B Frekuensi : Percepatan sentripetal : Gaya Sentripetal : Periode : 10. Dua benda bermassa 2 kg dan 3 kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti gambar. Bila besar percepatan gravitasi = 10 m.s-2, gaya tegangan tali yang dialami sistem adalah Page 3 of 13


A. B. C. D. E.

20 N 24 N 27 N 30 N 50 N

JAWAB : B Pertama cari dulu percepatan sistem : Kemudian tinjau salah satu benda, misalnya benda 3 kg, maka :

11. Perbandingan massa planet A dan B adalah 2:3 sedangkan perbandingan jari-jari planet A dan B adalah 1:2. Jika berat benda di planet adalah w, maka berat benda tersebut di planet B adalah A. 3/8 w B. 3/4 w C. 1/2 w D. 4/3 w E. 8/3 w JAWAB : A Rumus berat benda adalah : Karena m sama, MB = 3/2 MA, dan RB =2RA, maka FB = 3/8 FA (FA = w) 12. Perhatikan gambar! Letak titik berat bidang tersebut terhadap B adalah

A. B. C. D. E.

5 cm 9 cm 11 cm 12 cm 15 cm

JAWAB : C Bagi gambar tersebut menjadi dua bidang, bidang persegi panjang (yang bawah) dengan bidang segitiga (yang atas), Koordinat x sejajar pada AB dan koordinat y pada sumbu simetri bidang, maka Bidang persegi panjang titik berat (0, 5), Luas = 200 cm2 Bidang segitiga titik berat (0, 15), Luas = 300 cm2 Titik berat :

Page 4 of 13


13. Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan vA = 4 m.s-1 dan vB = 5 m.s-1 seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan adalah

A. B. C. D. E.

4,5 m.s-1 ke kanan 4,5 m.s-1 ke kiri 1,0 m.s-1 ke kiri 0,5 m.s-1 ke kiri 0,5 m.s-1 ke kanan

JAWAB : D Karena tumbukan tidak lenting sempurna, maka kecepatan setelah bertumbukan adalah kecepatan gabungan, atau vC :

Hati-hati : salah satu kecepatan harus negatif ! 14. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 ms-1 dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 ms-1, maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah A. 6,8 joule B. 4,8 joule C. 3,8 joule D. 3 joule E. 2 joule JAWAB : B Hitung dulu Energi Mekanik sistem dari keadaan awal (karena EM sama di setiap titik dan di setiap waktu) : EM = EP + EK = mgh + mv2 = 5 + 1,8 = 6,8 J Maka pada ketinggian 2 m, Energi Mekaniknya adalah : EM = EP + EK 6,8 = 2 + EK EK = 4,8 J 15. Empat buah pegas identik masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 1600 N.m-1, disusun seri-paralel (lihat gambar). Beban W yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm Berat beban W adalah

A. B. C. D. E.

60 N 120 N 300 N 450 N 600 N

JAWAB : A Hitung dulu nilai k pengganti seluruh sistem. Tiga pegas pertama diseri, maka ks = 3k, lalu diseri dengan pegas paling bawah, maka diperoleh kTOT = k = 1200 N/m. Dengan Hukum Hooke : F = k.x = 60 N. 16. Odi mengendarai mobil bermassa 4.000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m.s-1. Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 m.s-1. Usaha oleh gaya pengereman adalah A. 200 kJ B. 300 kJ Page 5 of 13


C. 400 kJ D. 700 kJ E. 800 kJ JAWAB : E Gunakan hubungan usaha dan energi kinetik : Wf = EK = EK2 EK1 = mv22 - mv12 = - 800 kJ. 17. Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya masing-masing F1 = 20 N, F2 = 10 N, dan F3 =40 N dengan arah dan posisi seperti pada gambar. Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah

A. B. C. D. E.

40 N.m 39 N.m 28 N.m 14 N.m 3 N.m

JAWAB : B Semua gaya adalah tegak lurus batang dan titik putar di tengah-tengah batang, maka d1 = 70 cm, d2 = 30 cm, d3 = 70 cm. Dengan rumus torsi : = 1 + 2 + 3 = F1.d1 + F2.d2 + F3.d3 = 39 Nm Catatan : F1 dan F3 berputar searah dan F2 berlawanan arah, jadi F2 tandanya negatif ! 18. Benda bermassa 100 gr bergerak dengan laju 5 ms-1. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penahan F bekerja selama 0,2 s Besar gaya F adalah A. 0,5 N B. 1,0 N C. 2,5 N D. 10 N E. 25 N JAWAB : C Dengan teorema momentum impuls : F.t = m(v2 v1) , karena benda berhenti, maka v2 = 0, jadi melalui rumus tersebut diperoleh F = 2,5 N 19. Air bermassa 200 gram dan bersuhu 300C dicampur air mendidih bermassa 100 gram dan bersuhu 900C. (Kalor jenis air = 1 kal.gram-1 0C-1). Suhu air campuran pada saat keseimbangan termal adalah A. 100C B. 300C C. 500C D. 750C E. 1500C JAWAB : C Karena tidak ada perubahan wujud, maka melalui asas Black m1.c.(t t1) = m2.c.(t2 t) t = 500C 20. Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop berikut ini!

Page 6 of 13


Jika berkas sinar yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar, dan mata yang mengamati berpenglihatan normal, maka perbesaran mikroskop adalah [Sn = 25 cm] A. 10 kali B. 18 kali C. 22 kali D. 30 kali E. 50 kali JAWAB : E Kalimat: berkas sinar yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar menyatakan mata tidak berakomodasi, yaitu sok ada pada tak berhingga Dengan fob 2 cm dan sob 2,2 cm, maka dengan rumus lensa positif :

Masukkan ke rumus perbesaran mikroskop untuk mata tidak berakomodasi :

21. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam pengobatan memiliki efek menyembuhkan dan dapat merusak. Jenis gelombang elektromagnetik yang energinya paling besar sehingga dapat merusak jaringan sel manusia adalah A. Inframerah B. Gelombang mikro C. Sinar gamma D. Ultraviolet E. Cahaya tampak JAWAB : C Gelombang elektromagnetik dengan energi tertinggi adalah sinar gamma. 22. Perhatikan gambar di bawah. Ketiga muatan listrik q1, q, dan q2 adalah segaris. Bila q = 5,0 C dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah (k = 9 x 109 N m2 C-2)

A. B. C. D. E.

7,5 N menuju q1 7,5 N menuju q2 15 N menuju q1 22,5 N menuju q1 22,5 N menuju q2

JAWAB : A Muatan q mengalami gaya Coulomb dari q1 ke arah kiri (-) dan dari q2 ke arah kanan (+), jadi : Catatan : hati-hati dengan satuan, ubah ke dalam satuan mks! 23. Dua partikel masing-masing bermuatan qA = 1C dan qB = 4C diletakkan terpisah sejauh 4 cm (k = 9 x 109 N m2 C2 ). Besar kuat medan listrik di tengah-tengah qA dan qB adalah A. 6,75 x 107 N.C-1 B. 4,50 x 107 N.C-1 C. 4,20 x 107 N.C-1 D. 3,60 x 107 N.C-1 E. 2,25 x 107 N.C-1 JAWAB : A Titik di tengah-tengah qA dan qB mengalami kuat medan listrik dari qA (nilai +) dan dari qB (nilai -), jadi : Catatan : hati-hati dengan satuan, ubah ke dalam satuan mks! Page 7 of 13


24. Perhatikan pengukuran pada rangkaian listrik berikut!

Beda potensial pada ujung-ujung hambatan 20 ohm adalah A. 0,6 volt B. 1,2 volt C. 1,5 volt D. 3 volt E. 12 volt JAWAB : E Kuat arus yang mengalir dapat terlihat dari amperemeter, yaitu : (jangan terjebak mengalikan dengan 5 A) Karena tidak ada cabang, maka arus yang mengalir melalui hambatan juga adalah 0,6 A Maka tegangan di kedua ujung hambatan bisa diperoleh dengan Hukum Ohm : V = I.R = 12 V 25. Perhatikan rangkaian di bawah ini :

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 , besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah A. 0,5 A B. 1,5 A C. 1,8 A D. 4,5 A E. 5,4 A JAWAB : B Karena tidak ada cabang, maka kuat arus yang mengalir adalah sama untuk semua hambatan Hambatan total adalah seluruh hambatan diserikan (karena tidak ada cabang) R = 6 Tegangan total adalah menjumlahkan kedua GGL sumber tegangan, karena sumber tegangan tidak searah, maka dikurangkan dengan arah arus searah dengan sumber tegangan yang lebih besar. V = 18 9 = 9 V Maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian : V = I.R I = 1,5 A 26. Gelombang permukaan air diidentifikasikan pada dua titik seperti pada gambar,

Persamaan gelombang dengan arah rambatan dari A. B. C. D. E.

ke B adalah

JAWAB : mungkin B Dari gambar dapat terlihat bahwa panjang gelombang = 2 m dan perioda T = 4 s Page 8 of 13


Ingat fungsi umum gelombang untuk gelombang merambat ke kanan dan permulaan rambatan ke arah atas : Titik awal kurva dimulai di sebelah kiri A sebesar setengah puncak atau 900, artinya fasanya ditambah 900 atau ! Jadi seharusnya : tidak ada jawaban yang tepat, mungkin B! 27. Sebuah gelombang berjalan di permukaan air memenuhi persamaan y = 0,03 sin 2 (60t 2x), y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah A. 15 m.s-1 B. 20 m.s-1 C. 30 m.s-1 D. 45 m.s-1 E. 60 m.s-1 JAWAB : C Melalui persamaan gelombang dapat diperoleh = 2f = 120 rad/s, k = 2/ = 4 rad/m Maka v = /k = 30 m/s 28. Sebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi 500 garis/cm digunakan untuk mendifraksikan cahaya pada layar yang berjarak 1 m dari kisi. Jika jarak antara dua garis terang berturutan pada layar 2,4 cm, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah A. 400 nm B. 450 nm C. 480 nm D. 560 nm E. 600 nm JAWAB : C Dengan mempergunakan rumus difraksi kisi : , dengan d = 1/N (N = konstanta kisi), y = jarak dua terang berurutan (artinya n = 1) dan L jarak layar kisi, maka diperoleh = 480 nm (hati-hati untuk mengubah satuan!) 29. Diketahui taraf intensitas bunyi sebuah mesin X adalah 45 dB (Io = 10-12 W/m2). Perbandingan taraf intensitas bunyi untuk 10 mesin X dengan 100 mesin X adalah A. 10 : 11 B. 11 : 12 C. 11 : 13 D. 12 : 13 E. 13 : 14 JAWAB : C Rumus untuk Taraf Intensitas yang jumlah sumber bunyi diperbanyak menjadi n adalah : TIn = TI1 + 10.log n Perbandingan 10 mesin dan 100 mesin :

30. Dini berada di dalam kereta api yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B) bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m.s-1 sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m.s-1, maka frekuensi peluit kereta B yang didengar oleh Dini adalah A. 680 Hz B. 676 Hz C. 660 Hz D. 656 Hz E. 640 Hz JAWAB : A Dini diam dalam kereta A, berarti vA = vP = 0 Kereta B mendekati kereta A, berarti vB = vS = -2 m/s Page 9 of 13


Dengan rumus Dopler :

fP = 680 Hz

31. Seutas kawat lurus dilengkungkan seperti gambar dan dialiri arus 2A.

Jika jari-jari kelengkungan 2 cm, maka induksi magnetik di P adalah (0 = 4 x 10-7 Wb.A.m-1) A. 5 x 10-5 T keluar bidang gambar B. 4 x 10-5 T keluar bidang gambar C. 3 x 10-5 T masuk bidang gambar D. 2 x 10-5 T masuk bidang gambar E. 1 x 10-5 T masuk bidang gambar JAWAB : E Karena letak titik berada pada lurusan kawat lurus, maka kawat lurus tidak menyumbangkan B ke titik P. Rumus BP di pusat lingkaranoleh setengah lingkaran : 32. Pemanfaatan radioisotop antara lain sebagai berikut : (1) Mengukur kandungan air tanah (2) Memeriksa material tanpa merusak (3) Mengukur endapan lumpur di pelabuhan (4) Mengukur tebal lapisan logam Yang merupakan pemanfaatan di bidang industri adalah A. (1), (2), (3), dan (4) B. (1), (2), dan (3) C. (2), (3), dan (4) D. (1), dan (3) saja E. (2), dan (4) saja JAWAB : E 33. Sebuah kawat PQ diletakkan di dalam medan magnet homogen seperti gambar.

Jika kawat dialiri arus dari menuju P, maka arah kawat akan melengkung A. Ke bawah B. Ke atas C. Ke samping D. Keluar bidang gambar E. Masuk bidang gambar JAWAB : A Terapkan kaidah tangan kanan untuk gaya Lorentz pada kawat! 34. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut!

Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 200 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah A. 1,5 A B. 2,0 A C. 3,5 A D. 4,0 A Page 10 of 13


E. 5,0 A JAWAB : B Dari gambar, bisa ditentukan besar impedansi : Nilai I ditentukan melalui Hukum Ohm : V = I.Z I = 2 A 35. gar arah induksi di hambatan R dari ke B, maka magnet harus digerakkan

A. B. C. D. E.

Mendekati kumparan Menjauhi kumparan Arah ke atas Arah ke bawah Diputar perlahan-lahan

JAWAB :A Gunakan kaidah tangan kanan untuk arus induksi! 36. Rangkaian R L C disusun seperti gambar di samping. Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah

JAWAB : C Untuk rangkaian XL > XC, artinya rangkaian bersifat induktif, maka tegangan akan mendahului kuat arus, atau dalam grafik, V mencapai puncak lebih dulu daripada I. 37. Yang menunjukkan perbedaan pendapat tentang atom menurut Rutherford dan Bohr adalah Rutherford Bohr A Atom terdiri dari elektron yang bermuatan Elektron tersebar merata di dalam inti atom negatif dan inti atom yang bermuatan positif B Elektron tersebar merata di dalam inti atom Atom terdiri dari elektron yang bermuatan Page 11 of 13


C D E

Elektron bergerak mengorbit inti atom Orbit elektron dalam atom menempati lintasan yang tetap Elektron yang tereksitasi akan menyerap energi

negatif dan inti atom yang bermuatan positif Orbit elektron dalam atom menempati lintasan yang tetap Elektron dapat berpindah lintasan dengan menyerap/melepas energi Elektron yang bertransisi ke lintasan terdalam akan melepas energi

JAWAB : mungkin D Ditinjau dari jawaban tiap option, kemungkinan jawaban adalah D Tetapi orbit elektron dalam teori Rutherford sebenarnya tidak menempati lintasan yang tetap, hal ini dikarenakan elektron yang bergerak akan memancarkan energi menurut teori gelombang elektromagnetik Maxwell, sehingga elektron akan kehilangan energi dan lintasannya akan semakin dekat dengan inti atom 38. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju vA = vB = c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat menurut pilot pesawat B adalah A. 9/16 c B. 8/9 c C. 24/25 c D. 4/3 c E. 3/2 c JAWAB : C Karena kedua pesawat saling mendekati, maka vA = vB = c, dan dengan menggunakan rumus transformasi kecepatan Lorentz untuk kecepatan relativistik diperoleh :

39. Inti atom yang terbentuk memenuhi reaksi fusi berikut ini : Diketahui : Massa = 1,0078 sma Massa = 2,01410 sma Massa = 0,00055 sma 1 sma = 931 MeV Nilai E (energi yang dihasilkan) pada reaksi fusi tersebut adalah A. 0,44 MeV B. 0,88 MeV C. 0,98 MeV D. 1,02 MeV E. 1,47 MeV JAWAB : B Jumlah massa sebelum reaksi = 2,0156 sma Jumlah massa setelah reaksi = 2,01465 sma Selisih massa = 0,00095 sma Energi yang dihasilkan = 0,00095 sma x 931 = 0,88445 MeV 40. Perhatikan diagram pergeseran Wien berikut ini!

Jika suhu benda dinaikkan, maka yang terjadi adalah A. Panjang gelombang tetap B. Panjang gelombang bertambah C. Panjang gelombang berkurang D. Frekuensi tetap Page 12 of 13


E. Frekuensi berkurang JAWAB : C Dengan mengasumsikan yang dimaksud oleh soal adalah panjang gelombang yang memiliki intensitas maksimum, maka menurut hukum Wien : max berbanding terbalik dengan T, artinya jika suhu naik, maka max akan turun.

Page 13 of 13

SOAL Dan Pembahasan UN FISIKA 2011 Paket 12 (Rev 1)

Documents

Transcript of SOAL Dan Pembahasan UN FISIKA 2011 Paket 12 (Rev 1)