KUNCI JAWABAN SOAL EPC 2010

EASY MEDIUM ADVANCE

No. Jawaban No. Jawaban No. Jawaban1 D 31 B 56 D2 A 32 A 57 B3 C 33 A 58 D4 B 34 B 59 C5 B 35 A 60 A6 A 36 D 61 C7 C 37 A 62 A8 E 38 E 63 E9 C 39 D 64 B

10 B 40 D 65 C11 E 41 C 66 D12 A 42 B 67 C13 A 43 E 68 A14 B 44 A 69 B15 A 45 D 70 C16 B 46 A 71 A17 C 47 D 72 B18 B 48 B 73 B19 A 49 C 74 B20 E 50 D 75 D21 D 51 A JUMLAH SOAL :

20

22 B 52 A23 E 53 E24 D 54 C25 D 55 B26 A JUMLAH SOAL :

25

27 A28 E29 B30 AJUMLAH SOAL :

30

Soal 1Jika suatu bola dilemparkan lurus ke atas dengan kecepatan awal 23 m/det, maka setelah t detik jarak h di atas ketinggian awal, dalam meter, diberikan oleh h(t) = 32t – 16t2. Ketinggian titik maksimum yang dicapai bola adalah . . .

a. 13 m b. 14 m c. 15 m d. 16 m e. 17 m

Jawab :Nilai ekstrim h(t) = 32t – 16t2

t = 1 det

Jadi,

Soal 2Pada waktu t = 0, suatu bola dilempar lurus ke atas dari ketinggian awal 7 m di atas tanah dengan kecepatan awal 40 m/det. Setelah t detik, jaraknya adalah h, dalam meter, diberikan oleh h(t) = 7 + 40t -16t 2. Tinggi maksimum dari bola di atas tanah adalah . . .

a. 32 m b. 34 m c. 37 m d. 40 m e. 43 m

Jawab :

; Sehingga

atau det

t = 1,25 det

Soal 3Jika temperatur T suatu zat padat/zat cair dengan volume V berubah sebesar T, maka volume akan berubah sebesar V=βVT, dengan β adalah koefisien muai volume yang konstan untuk temperatur tidak terlalu tinggi. Truk tangki memuat 4000 gallon etil alkohol pada suhu 35C dan mengirimkan muatannya beberapa waktu kemudian pada suhu 15C. Banyak muatan etil alkohol yang dikirim adalah . . . (β = 7,5 x 10-4 /C)

a. 3.460 gallon b. 4.060 gallon c. 3.940 gallon d. 3.490 gallon e. 4.050 gallon

Jawab :

Soal 4

Sebuah satelit mempunyai persediaan power radio isotop yang power outputnya dalam watt diberikan oleh persamaaan

dimana t adalah waktu dalam hari yang menyatakan waktu penggunaan. Waktu yang dibutuhkan satelit untuk beroperasi dengan setengah kekuatan adalah . . .

a. 87,56 tahun b. 86,64 tahun c. 84,16 tahun d. 86,58 tahun e. 87,34 tahun

Jawab:

Power output mula-mula, t = 0

agar memenuhi setengah kekuatan

Soal 5Gas sebanyak 2 mol memuai secara isothermal dari V1 = 20 cm3 menjadi V2 = 50 cm3 pada suhu 300 K. Usaha yang dilakukan gas ini adalah . . .

a. 5,77 x 103 J b. 4,57 x 103 J c. 2,00 x 103 J d. 3,75 x 103 J e. 7,05 x 103 J

Jawab :

J

Soal 6Seratus gram air hendak diubah menjadi uap air dengan mendidihkannya pada tekanan tetap 1 atm. Volume air mula-mula 100 cm3 dan setelah jadi uap volumenya menjadi 0,17 m3. Perubahan energi dalam sistem adalah . . . (Kalor uap air, L = 2260 J/gram)

a. 208.840 J b. 98.876 J c. 100.500 J d. 198.555 J e. 250.000 J

Jawab :

Usaha yang dilakukan oleh sistem adalah

JPanas yang diterima sistem adalah

JPerubahan energi dalam pada sistem adalah

J

Soal 7Sebuah balon berbentuk bola mempunyai volume 4000 cm3 mengandung helium pada tekanan 2x105

N/m2. Energi kinetik rata-rata masing-masing molekul (atom) helium 3,6x10-22 J, maka jumlah mol helium pada balon adalah . . .

a. 4,05 mol b. 2,00 mol c. 5,54 mol d. 3,32 mol e. 4,45 mol

Jawab :

Sehingga banyaknya molekul dalam balon adalah:

Jumlah mol gas ini adalah:

Soal 8Dua buah roda A dan B dihubungkan dengan sebuah tali seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Jari-jari kedua roda-roda masing-masing 10 cm dan 25 cm. Perbandingan IB/IA, jika momentum sudut kedua roda tersebut sama besar adalah . . .

a. 3,4 b. 2,2 c. 2,25 d. 3,78 e. 2,5

Jawab :

Soal 9Massa jenis gas Nitrogen pada keadaan normal (P = 1 atm; t = 0C) adalah 1,25 kg/m3. Massa jenis gas Nitrogen apabila ditempatkan pada kondisi suhu 60C dan 72 cmHg adalah . . .

B A

a. 0,89 kg/m3 b. 0,79 kg/m3 c. 0,97 kg/m3 d. 0,55 kg/m3 e. 0,70 kg/m3

Jawab :

Soal 10Kalorimeter dengan kapasitas kalor 1.000 J/kg.K diisi dengan 200 gram air yang suhunya 20C (kalor jenis air 4.200 J/kg.K). Ke dalam calorimeter tersebut dimasukkan 300 gram besi yang suhunya 90 C (kalor jenis besi 500 J/kg.K). Suhu akhir campuran tersebut adalah . . .

a. 23,45 oC b. 25,28 oC c. 23,00 oC d. 22,45 oC e. 27,75 oC

Jawab :

Soal 11Sebuah pegas bertambah panjang 2 cm jika diberi gaya 0,04 N. Periode getar sebuah benda yang bermassa 20 gram dan digantungkan pada salah satu ujung pegas adalah . . .

a. 1,23 s b. 1,05 s c. 0,95 s d. 0,75 s e. 0,63 s

Jawab :

sehingga

Persamaan periode getaran adalah

detik

Soal 12Sebuah bandul matematis sederhana dapat membuat 20 ayunan dalam waktu 60 detik. Panjang tali bandul tersebut adalah . . .

a. 2,24 m b. 3,25 m c. 4,47 m d. 2,78 m e. 3,02 m

Jawab :

Frekuensi ayunan bandul

pada ayunan bandul, persmaan periode ayunan

karena maka

Soal 13Sebuah tangki berisi 2 mol gas helium pada 20C. Anggap helium adalah gas ideal, maka energi kinetik rata-rata permolekul helium adalah . . .

a. 6,07 x 10-21 J b. 7,78 x 10-21 J c. 5,07 x 10-21 J d. 5,56 x 10-21 J e. 6,57 x 10-21 J

Jawab :

Soal 14Sebuah sumber gelombang X menghasilkan gelombang berjalan dengan frekuensi 20 Hz dan amplitudo 10 cm. Apabila terdapat titik q yang berjarak 9 m dari titik X, maka fase gelombang ketika titik X telah bergetar 16 kali adalah . . . (anggap cepat rambat gelombang 80 m/s)

a. 16,75 b. 13,25 c. 12,05 d. 10,78 e. 14,75

Jawab :

panjang gelombang :

periode,

fase gelombang,

Soal 15Sebuah mesin/motor mempunyai Taraf intensitas bunyi sebesar 75 dB. Apabila terdapat 15 buah mesin/motor yang dipakai secara bersamaan maka taraf intensitasnya menjadi . . .

a. 86,76 dB b. 90,00 dB c. 56,75 dB d. 77,45 dB e. 98,00 dB

Jawab :Banyaknya mesin ketik adalah n, maka

Jadi untuk n = 15,

Soal 16

Seorang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 10 m/s bergerak saling menjauhi dengan sebuah mobil ambulans yang kecepatannya 15 m/s. Angin bertiup searah dengan gerak ambulans dengan kecepatan 5 m/s. Jika sirine ambulans 700 Hz, maka frekuensi yang didengar oleh pengendara motor adalah . . .

a. 775 Hz b. 650 Hz c. 756 Hz d. 345 Hz e. 825 Hz

Jawab :Bila kecepatan suara v, kecepatan ambulan vm, kecepatan sepeda motor vp, kecepatan angin va, dan frekuensi sirine fs, maka frekuensi yang didengar oleh pengendara motor:

Soal 17Sebuah partikel bergerak lurus dengan kecepatan (dalam m/s) dan t detik dalam

detik. Pada waktu detik partikel ini berada pada posisi .Maka posisi partikel pada saat adalah . . .

a. 54,7 m b. 67,7 m c. 48,5 m d. 77,5 m d. 45,5 m

Jawab :

Soal 18Sebuah piringan atau cakram berputar dengan kecepatan sudut konstan dan menempuh 6,28 radian tiap detik. Lama waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 10 putaran adalah . . .

a. 25 s b. 20 s c. 15 s d. 36 s e. 30 sJawab :

Soal 19

Sejumlah gas terkurung dalam suatu dinding silinder. Jika pada dinding terdapat sebuah lubang kecil seluas A, maka massa gas m yang keluar dari lubang dalam selang waktu singkat t dirumuskan oleh persamaan m/t = kpb c Ad, dengan k sebagai tetapan tanpa dimensi, p adalah tekanan gas, dan adalah massa jenis gas. Tentukanlah nilai-nilai b, c, dan d, serta nyatakan kembali persamaan di atas dengan memasukkan nilai b, c, dan d!

a. d.

b. e.

c.

Jawab :Dimensi tekanan p adalah ML-1T-2; Massa jenis adalah ML-3; dan luas A adalah L2.

Soal 20Seorang pilot bermassa 70 kg menerbangkan pesawat jet dengan kelajuan tetap 100 m/s untuk membuat manuver berbentuk lingkaran vertikal. Berapakah jari-jari manuver lingkaran yang harus ditempuh pesawat agar berat semu pilot di titik tertinggi sama dengan nol? (g = 10 m/s2)

a. 1.575 m d. 1.015 mb. 1.500 m e. 1.000 mc. 2.100 m

Jawab :Gerak pada lingkaran vertikal ini merupakan gerak pada sebelah dalam lingkaran. Berat semu pilot ketika bergerak melingkar ini sama dengan besar gaya normal yang dikerjakan tempat duduk pada pilot. Agar di titik tertinggi berat pilot sama dengan nol, maka gaya normal dari tempat duduk terhadap pilot adalah nol di titik tertinggi.

Soal 21

Sebuah slide projektor yang menggunakan slide berukuran 5 cm x 5 cm menghasilkan sebuah gambar berukuran 3 m x 3 m pada layar. Jarak layar dari lensa proyeksi adalah 24 m. Berapakah jarak fokus dari lensa proyeksi tersebut.a. f = 0,44 m d. f = 0,39 mb. f = 0,56 m e. f = 0,48 mc. f = 0,25 m

Jawab :Ukuran slide 5 cm x 5 cm, berarti tinggi benda h = 5 cm. Ukuran bayangan slide pada layar 3 m x 3 m, berarti tinggi bayangan h’ = -3 m = -300 cm (tanda minus (-) berarti bayangan terbalik. Jarak layar dari lensa proyeksi s’ = 24 m.Perbesaran lensa proyeksi M adalah perbesaran linier, sehingga :

Soal 22Sebuah lokomotif (kepala kereta api) yang bermassa 12.000 kg mampu menarik gerbong yang bermassa 44.000 kg dengan percepatan tetap 1,60 m/s2. Jika lokomotif digunakan untuk menarik gerbong yang bermassa 76.000 kg, berapa percepatan yang dihasilkan?a. 1,89 m/s2 d. 2,37 m/s2

b. 1,02 m/s2 e. 3,23 m/s2

c. 2,11 m/s2

Jawab :Pada kasus soal berikut gaya tarik lokomotif F adalah konstan, sehingga :

Soal 23Dua buah planet P dan Q mengorbit Matahari. Perbandingan antara jarak planet P dan planet Q ke Matahari adalah 4 : 9. Apabila periode planet P mengelilingi Matahari adalah 24 hari, tentukan periode planet Q?a. 90 hari d. 124 harib. 56 hari e. 81 haric. 88 hari

Jawab :

Soal 24Sebuah bejana dengan kapasitas kalor 150 J/K, berisi 0,5 kg air 20 oC, dipanaskan oleh sebuah pemanas listrik 2 kilowatt. Kalor yang hilang ke lingkungan sangat kecil sekali sehingga dianggap tidak ada kalor yang hilang, berapa lama diperlukan pemanas listrik untuk menaikkan suhu air hingga 100 oC? (kalor jenis air 4.200 J/Kg K)a. 80 s d. 90 sb. 78 s e. 55 sc. 115 s

Jawab :Kalor yang diberikan pemanas listrik, Q = Pt dengan t adalah lama pemanasan, sama dengan kalor yang diterima bejana, Q = C.T, dan kalor yang diterima air Q = m c T.Jadi, P.t = C.T + m.c.T

2.000 t = (150)(80) + (0,5) (4.200) (80)t = 80 (2.500) / 2.000 = 90 s

Soal 25Dua massa M dan m dihubungkan dengan sebuah batang yang panjangnya L dan massanya diabaikan.

Batang diputar di pusat massanya yang berjarak dari massa yang kecil dengan kecepatan

sudut . Energi kinetik rotasi sistem adalah . . .

a. d.

b. e.

c.

Jawab :

Soal 26

Seberkas sinar jatuh pada permukaan kaca planparalel dengan sudut datang 60o. Indeks bias kaca 1,44 dan tebalnya 8 cm. Tentukanlah pergeseran sinar yang keluar dari kaca terhadap sinar datangnya.a. 3,90 cm d. 4,45 cmb. 5,05 cm e. 3,34 cmc. 4,00 cm

Jawab :Sudut datang pertama dari kaca planparalel i = 60o, tebal kaca d = 8 cm. Untuk menentukan sudut bias pertama digunakan persamaan :

Soal 27Sebuah teropong bintang terdiri dari dua buah lensa dengan jarak fokus 60 cm dan 5 cm. Teropong ini digunakan untuk melihat suatu benda yang jauh sehingga bayangan akhir berada pada jarak tak terhingga. Manakah diantara pernyataan berikut yang benar ?

1. Lensa Objektif adalah salah satu lensa yang memiliki kekuatan lebih besar2. Perbesaran sudut teropong adalah 12 cm3. Jarak pisah lensa adalah 60 cm

a. hanya 2 d. hanya 1 dan 2b. hanya 1 dan 3 e. hanya 2 dan 3c. 1, 2, dan 3

Jawab :Pada teropong bintang fob > fok (pernyataan 1 salah)Ma = fob / fok = 60 cm / 5 cm = 12 (pernyataan 2 benar)d = fob + fok = (60 + 5) cm = 65 cm (pernyataan 3 salah)

Soal 28Sebuah gaya F = (5i + 4j) N memiliki lengan momen r = (ai + 2j) terhadap suatu titik poros. Vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu x dan y pada koordinat kartesian. Bila besar momen yang dilakukan gaya F terhadap titik poros bernilai 26 Nm, maka nilai a sama dengan ...a. 3 d. 8b. 4 e. 9c. 7

Jawab :

Soal 29

Suatu logam kalium disinari cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang 2.500 . Jika

fungsi kerja kalium 2,21 eV, konstanta planck 6,63x 10-34 Js, kecepatan cahaya 3x108 m/s dan 1 eV = 1,6x1019 J, maka energi kinetik elektron yang dipancarkan adalah.....a. 3,6 eV d. 0,3 eVb. 2,76 eV e. 0,4 eVc. 0,276 eV

Jawab :

Soal 30Perhatikan gambar rangkaian berikut ini.

Hitung hambatan listrik jika diukur antara titik A dan Ba. RAB = 8 d. RAB = 9,8 b. RAB = 5,4 e. RAB = 11,2 c. RAB = 5,8 Jawab :

Gambar (a)

Jika hambatan listrik diukur antara titik A dan B berarti kuat arus masuk dari A dan akhirnya keluar ke B. titik C dan D adalah terbuka sehingga arus tidak mengalir ke C dan D. jadi, hambatan 2 pada titik C dan D dapat dihilangkan.

Gambar (b) Gambar (c)Lihat gambar (b) hambatan 2 , 2 , 4 , 2 , 2 disusun seri sebab dilalui oleh arus yang sama I1. maka R1 = (2+2+4+2+2) = 12 Hambatan 6 dan R1 disusun paralel sebab tegangan jepitnya sama. Maka hambatan penggantinya adalah 1/R2 = 1/6 + 1/R1 jadi nilai R2 = 4 Lihat gambar (c), RAB = 2 seri R2 seri 2 , sehingga RAB = (2+4+2) = 8

Soal 31Dalam ruangan yang dianggap seperti system koordinat XYZ, sebuah electron bergerak dengan kecepatan tinggi kearah sumbu X positif dalam medan magnet serba sama ke arah sumbu Z negative.

Elektron membentuk lintasan lingkaran x2 + y2 – 12x – 14y + 76 = 0. Apabila terdapat suatu garis

dengan persamaan y = – x, maka jarak terpendek pusat lintasan electron ke garis tersebut adalah . . .

a. 8,8 b. 9,2 c. 7,5 d. 9,5 e. 8,3

Jawab:

Pusat lingkaran

persamaan garis jarak terpendek = jarak tegak lurus dari titik ke garis

Soal 32Jika roket meluncur vertical dengan laju 880 m/det ketika ketinggian 4000 m. Cepat perubahan sudut elevasi kamera yang terletak 3000 m dari peluncuran roket agar tetap berada pada jangkauan pandang adalah . . .

a. 0,11 rad/det b. 0,25 rad/det c. 0,16 rad/det d. 0,21 rad/det e. 0,17 rad/det

Jawab:

Kedua sisi persamaan diatas diturunkan terhadap t

ketika ,

Jadi,

Soal 33Pada skala Richter, besar gempa bumi M dihubungkan dengan energy yang dibebaskan E dalam Joule (J) oleh persamaan:

Besar energy E dari gempa bumi San Francisco tahun1906 yang besarnya 8,2 skala Richter adalah . . .

a.1016,7 b. e-14,7 c. 10-16,7 d. e16,7 e. 10-15,8

Jawab :

;

Soal 34Hukum Boyle dalam fisika menyatakan bahwa di bawah kondisi yang sesuai, tekanan p yang diterima gas dihubungkan dengan volume v oleh pv = c dimana c konstanta yang bergantung pada satuan dan macam-macam factor fisik. Bila volume gas naik dari v0 ke v1, maka tekanan rata-rata terhadap volume adalah . . .

a. b. c.

d. e.

Jawab:

x

3000

Soal 35Suatu benda bermassa 2 kg diikatkan pada sebuah pegas 200 Newton/m. Sistem diletakkan dalam bidang datar yang licin. Pada saat t = 0 simpangan benda 0,05 m dan kecepatannya 0,6 m/s. Persamaan simpangan benda tersebut adalah . . .

a.

b.

c.

d.

e.

Jawab:

m

rad/s

Persamaan simpangan:

Ketika t = 0, maka 0 = 39,9 = 0,7 rad, sehingga

Soal 36Sebuah bandul digantung di atas sebuah kereta yang bergerak dipercepat dengan percepatan 5 m/s2. Periode bandul bila kereta diam adalah 1,3 detik. Besar periode bandul ketika kereta bergerak adalah (bandul berayun tegak lurus dengan arah gerak kereta). . . .

a. 0,50 s b. 1,15 s c. 0,92 s d. 1,23 s e. 0,87 sJawab:

dengan

sehingga

Soal 37

a

g g'’

Suatu silinder kecil dengan jari-jari 1 m dan massa 2 kg diletakkan di atas permukaan air raksa yang massa jenisnya 13.600 kg/m3. Apabila selinder ditekan kemudian dilepaskan, maka frekuensi getaran yang terbentuk adalah . . .

a. 72,84 Hz b. 70,50 Hz c. 74,86 s d. 75,06 Hzs e. 71,23 Hz

Jawab:Ketika silinder diberi tekanan kebawah sejauh y, maka kesetimbangan akan terganggu dan akan zat cair memberikan gaya ke atas sebesar

dengan menggunakan hukum Newton ke-2, maka

Soal 38Pada percobaan pipa Quincke, frekuensi sumber getarnya 340 Hz dan kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Jarak pipa variabel yang harus digeser agar selisih fase gelombang yang berinterferensi naik dari ¼ menjadi ½ adalah . . .

a. m b. m c. m d. m e. m

Jawab:

Soal 39Suhu udara pada suatu waktu adalah 15C. Suhu udara yang dibutuhkan agar pipa orgel dapat meninggikan suara rendahnya menjadi 1 terst adalah . . .

a. 468 K b. 505 K c. 475 K d. 450 K e. 514 K

Jawab:

, dengan T1 = 15C = 15 + 273 = 288 K

apabila dibuat perbandingan,

Soal 40

Suatu partikel mula-mula diam, dan bergerak dengan kecepatan . Kecepatan partikel dalam

fungsi x adalah . . .

a. b. c. d. e.

Jawab:

Soal 41Sebuah bola plastik yang jari-jarinya 7 cm dan massanya 120 gram, mempunyai lubang kecil di bagian sisi atasnya. Ke dalam lubang tersebut diisi cairan timbal (Pb). Massa cairan yang dapat dituangkan sebelum bola tercelup seluruhnya dalam air (air = 1 gr/cm3) adalah . . .

a. 1287,90 gram b. 1309,25 gram c. 1317,33 gram d. 1320,15 gram e. 1326,78 gram

Jawab:

Volume benda = volume bola;

Massa total benda mgab = m1 + m2 = (120 + m2) gram m1: massa bola; m2: massa timbal

Massa jenis benda

Pada keadaan melayang, maka benda = fluida

Soal 42Daya pancar benda hitam dengan luas permukaan A dan suhu mutlak T dinyatakan dengan persamaan nml ATeP , dengan e adalah tetapan tanpa dimensi dan adalah tetapan dengan dimensi MT-3-4. Tentukanlah nilai-nilai dari l, m, dan n, serta nyatakan kembali persamaan diatas dengan memasukkan nilai-nilai l, m, dan n.

a. 22 ATeP d. 32 ATeP b. ATeP 4 e. 24 ATeP c. 23 ATeP

JawabDimensi daya P adalah ML2T-3; suhu mutlak T adalah ; dan luas A adalah L2.

Soal 43Pada hari yang cerah, suhu di luar rumah 31C dan suhu di dalam rumah yang mempunyai AC adalah 18C. Bila diasumsikan tekanan udara di luar dan di dalam sama yaitu 1 atm, perbedaan massa jenis udara di luar dan di dalam adalah . . .

a. 0,81 b. 0,84 c. 0,98 d. 0,78 e. 0,96Jawab;

Soal 44Dua buah titik bergerak harmonik sederhana pada satu garis lurus. Kedua titik ini mula-mula berangkat dari titik kesetimbangan dan bergerak dalam arah yang sama. Periode masing-masing titik

adalah s dan s. Waktu yang dibutuhkan agar tecapai fase berlawanan untuk yang ketiga kalinya

adalah . . . a. 1,25 s b. 1,30 s c. 1,34 s d. 1,38 s e. 1,40 sJawab:

Beda fase

fase berlawanan jika

jadi waktu terjadinya fase berlawanan untuk ketiga kalinya

; sehingga detik

Soal 45Pada suhu 27,9 oC sebuah bola besi berdiameter 50,00 mm berada di atas lubang pelat kuningan yang diameternya 49,98 mm. Sampai suhu berapakah keduanya harus dipanaskan agar bola besi dapat melewati lubang tersebut? Koefisien muai besi B = 12 x 10-6 K-1 dan Koefisien muai kuningan K = 19 x10-6 K-1.a. 90,50 oC d. 85,00 oCb. 56,67 oC e. 80,87 oCc. 75,70 oCJawabAgar bola besi dapat melewati lubang pada pelat kuningan, diameter minimum lubang harus sama dengan diameter bola. Kita cukup meninjau pemuaian panjang kedua benda (bola dan lubang) yaitu pemuaian diameternya. Misalkan simbol besi adalah B dan simbol kuningan adalah K, maka :

Diameter bola besi, LB = 5,000 cmDiameter kuningan, LK = 4,998 cmSuhu mula-mula T1 = 27,9 oCAgar bola dapat melewati lubang maka : LB’ = LK’

Soal 46Sebuah cincin tembaga memiliki diameter dalam dan luar masing-masing 180 mm dan 200 mm. Jika suhu cincin dinaikkan 500 K, hitunglah berapa nilai perubahan diameter dan perubahan luas lubang tersebut? (Koefisien muai panjang tembaga adalah 1,68 x 10-5 K-1)

a. 1,680 mm dan 429 mm2 d. 2,750 mm dan 430 mm2

b. 1,756 mm dan 350 mm2 e. 2,750 mm dan 430 mm2

c. 1,756 mm dan 429 mm2

JawabPerubahan diameter d1 = d1 T d1 = (1,68 x 10-5)(180 mm)(500) = 1,512 mm d2 = (1,68 x 10-5)(200 mm)(500) = 1,680 mmA : selisih antara luas lingkaran dalam setelah dipanaskan, dengan luas sebelum dipanaskan.

Soal 47Sebuah lensa akromatis disusun oleh dua lensa tipis yang dilengketkan. Lensa pertama adalah lensa cembung dengan jarak fokus 150 mm dan lensa kedua adalah lensa lensa cekung dengan jarak fokus 100 mm. Berapakah jarak fokus dan kuat lensa gabungan ?a. fgab = -150 mm, Pgab = -3,56 dioptri d. fgab = -300 mm, Pgab = -3,33 dioptrib. fgab = -240 mm, Pgab = -4,33 dioptri e. fgab = -335 mm, Pgab = -4,20 dioptric. fgab = -200 mm, Pgab = -2,00 dioptri

JawabLensa 1, f1 = 150 mm (cembung), lensa 2, f2 = -100 mm (cekung). Jarak fokus, f, lensa gabungan dihitung dari persamaan berikut :

Soal 48Sebuah granat yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian tersebut adalah m1 : m2 = 1 : 2. Bila energi yang dibebaskan adalah 3 x 105 Joule, maka perbandingan energi kinetik pecahan granat pertama dan kedua adalah ...

a. 1 : 1 b. 2 : 1 c. 1 : 3 d. 5 : 1 e. 7 : 5Jawab

Soal 49Dua benda A dan B bermassa sama masing-masing 2 kg saling bertumbukan. Kecepatan sebelum tumbukan adalah dan .

Kecepatan benda A setelah tumbukan adalah . Persentase energi

kinetik yang hilang setelah tumbukan adalah ....a. 10% d. 60%b. 20% e. 80%c. 40%

Jawab

Soal 50Sebuah lampu pijar yang filamennya terbuat dari tungsten memiliki hambatan 200 ketika berpijar putih (kira-kira 2.020 oC). Tentukan hambatan lampu pijar pada suhu ruang (20 oC)? (Koefisien suhu tungsten pada suhu 20 oC = 0,0045 oC -1)

a. 45 d. 20 b. 67 e. 15 c. 30

Jawab

Soal 51Sebuah alat pemanas air yang hambatan elemennya 50 dan dialiri arus listrik 3 A digunakan untuk memanaskan 1 liter air (kalor jenis = 4.200 J/Kg oC dan massa jenis = 1.000 kg/m3

bersuhu 27 oC selama 7 menit). Jika dianggap hanya air yang menerima kalor, berapakah suhu akhir air?

a. 72 oC d. 34 oCb. 64 oC e. 55 oCc. 48 oC

Jawab

Soal 52Permukaan suatu lempeng logam tertentu disinari dengan cahaya monokromatis. Percobaan ini diulang dengan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Ternyata, tidak ada elektron yang keluar jika lempeng disinari dengan panjang gelombang di atas 500 nm dengan menggunakan panjang gelombang tertentu , ternyata dibutuhkan tegangan 3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar dari lempeng. Panjang gelombang tersebut dalam nm adalah.......a. 223 d. 384b. 273 e. 442c. 332

Jawab

Soal 53Ditinjau berkas foton dan elektron monoenergetik dengan panjang gelombang de Broglie

yang sama, yaitu 5 . Dapat disimpulkan bila Ef dan Ee berturut-turut adalah energi foton dan

elektron maka Ef / Ee dekat nilainya dengan.......

a. 6,4 x 108 d. 8,5 x 102

b. 2,3 x 104 e. 4,1 x 102

c. 1 x 103

Jawab

Soal 54Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah. Jika hambatan R1 = 8 ohm, R2 = 16 ohm, R3 = 16 ohm, R4 = 8 ohm, R5=12 ohm. Berapakah besar tegangan antara A dan B ?

R1

a. 6 V b. 7 V c. 8 V d. 9 V e. 10 V

Jawab:

Perhatikan penyederhanaan rangkaian bawah ini.

Jumlah kuat arus I1 + I2 = I = 4 A; Maka I1 = 1/2 x 4 A = 2 A.Lihat kembali gambar (b), VAB = I1RAB = (2)(4) = 8 volt.

Soal 55Sebuah balok bermassa 50 kg ditahan diam oleh gaya P dengan sistem katrol seperti pada gambar. Tentukan tegangan tali T1, T2, T3, T4, T5, dan besar gaya P?

a. T4 = 550 N d. T5 = 675 Nb. P = 245 N e. T1 = 250 Nc. T3 = 240 N

Jawab

Gaya-gaya yang bekerja pada sistem ditunjukkan pada gambar berikut. Berat balok mg = (50 kg)(9,8 m/s2) = 490 N. Tali yang menghubungkan titik-titik a-b-c-d-e adalah tali yang sama. Oleh karena itu tegangan tali pada titik-titik ini memiliki besar yang sama T1 = T2 = T3. Selanjutnya diasumsikan arah ke atas sebagai arah positif.

Tinjau sistem I :

Tinjau sistem II :

Tinjau sistem III :

Tinjau sistem IV :

Soal 56

T5

P M

T3T2

T4

T1

T5

P MM

T3T2

T4

T1

Rumus fss

111

disebut rumus Gauss untuk lensa tipis. Bentuk rumus lain adalah rumus

Newton, yang diperoleh dengan menetapkan x sebagai jarak antara benda ke titik fokus pertama dan x’ sebagai jarak antara bayangan ke titik fokus kedua (lihat gambar) berapa nilai dari kuadrat fokus lensa tipis ( f 2 ).

a. f 2 = 2.x.x’ d. f 2 = x.x’b. f 2 = 8.x.x’ e. f 2 = 2,5.x.x’c. f 2 = 4x.x’

JawabPerhatikan gambar berikut, s = x + f, dan s’ = x’ + f.

Soal 57Suatu gaya F bekerja dengan sudut terhadap garis horizontal yang diperlukan untuk memindahkan sebuah peti kayu dengan berat W = 150 Newton sepanjang permukaan horizontal pada kecepatan konstan diberikan oleh

dengan koefisien gesekan antara peti dengan permukaan, µ = 0,3. Maka pada saat = 30 jika

turun pada laju 0,5/detik adalah . . .a. 9,56 N/det b. 10,47 N/det c. 10,76 N/det d. 9,98 N/det e. 10,35 N/det

Jawab:

dan

S

benda

bayanganF

x’

ffx

F

S

benda

bayanganF

x’

ffx

F

Soal 58Keasaman dari bahan diukur dengan nilai pH-nya yang didefinisikan dengan rumus:

diamana [H3O+ ] menunjuk-kan konsentrasi ion hydrogen yang terlarut dalam air diukur dalam mol per

liter dengan konstanta kesetimbangan air kW = 10-14 (pH netral). Apabila [H+ ] dari asam sitrat 3,9 x 10-8 mol per liter, maka pH-nya adalah . . .

a. 7,41 b. 6,56 c. 7,00 d. 6,79 e. 7,24

Jawab:kW = [H3O+][OH-]dalam air [H+] = [OH- ]= x [H3O+] = [H+]air + [H+]asam sitrat

Ambil solusi positif,

[H3O+]

Soal 59Kecepatan rata-rata, , dari molekul suatu gas ideal diberikan oleh

Dimana v kecepatan molekuler, T temperatur gas, M berat molekul gas dan R konstanta gas. Apabila

diberikan , maka besar adalah . . .

a. b. c. d. e.

Jawab:

m/det

Soal 60Sebuah dilatometer diisi 120 cm3 zat cair pada suhu 0oC, kemudian dipanaskan sampai suhunya 900C. teryata volume zat cair naik 1,5 cm3. Koefisien muai volume zat cair jika dilatometer 3,0x10-6 C-1

adalah . . . (0C-1)a. 1,42 x 10-4 b. 2,53 x 10-4 c. 3,74 x 10-4 d. 1,57 x 10-4 e. 1,67 x 10-4

Jawab :

dengan

Soal 61Sebatang kawat vertikal yang terikat pada salah satu ujungnya digantungi beban dan frekuensi yang terdengar 100 Hz. Apabila benda tersebut kemudian dimasukkan ke dalam air, maka frekuensinya sekarang adalah . . . (air = 1.000 kg/m3, benda = 2.700 kg/m3)

a. 55,76 Hz b. 77,76 Hz c. 79,35 Hz d. 56,5 Hz e. 89,91 Hz

Jawab:Ketika benda dicelupkan dalam air Ketika benda diletakkan di udara

frekuensi sebelum beban tercelup,

frekuensi setelah beban tercelup,

sehingga diperoleh ;

dan

Soal 62

Apabila cahaya berfrekuensi cukup tinggi jatuh pada permukaan logam, elektron-elektronnya terpancar. Dalam penjelasan fenomena ini, Albert Einstein menunjukkan bahwa voltase V (V≥0) yang diperlukan untuk mempertahankan pancarannya berkaitan secara linear dengan frekuensi dari cahaya berdasarkan persamaan:

dengan k = 4,1 x 10-15 Volt/Hz dan P = 1,77 Volt untuk Sodium. Frekuensi maksimum agar elektron tidak terpancar adalah . . .a. 4,32 x 1014 Hz b. 3,83 x 1014 Hz c. 4,32 x 1013 Hzd. 4,45 x 1014 Hz e. 3,32 x 1013 hz

Jawab:Elektron tidak terpancar apabila

Soal 63Sebuah partikel bergerak lurus dengan percepatan dengan dinyatakan dalam m/s2 dan v

dalam m/s sedangkan b adalah sebuah konstanta. Apabila pada kecepatan partikel v0 dan s0 = 0, kecepatan partikel sebagai fungsi waktu adalah . . .

a. c. e.

b. d.

Jawab:

; Jadi :

Soal 64

Sebuah partikel bergerak melalui lintasan tertentu menurut persamaan posisi . Dari beberapa

grafik berikut ini yang menunjukkan perubahan posisi partikel adalah . . .a. b. c.

d. e.

Jawab:- Simetri pada garis x karena penggantian x dengan –x tidak mengubah persamaan- Pada tidak ada penyelesaian sehingga tidak memotong sumbu x- Pada memotong sumbu y pada - Asimptot tegak tidak ada karena fungsi kontinu- Asimptot datar

Jadi, merupakan asimptot datar- Turunan-turunan

- Selang naik-turun + + + + +

0

- Kecekungan - - - - - - -

-1 1

Soal 65

Sebuah elektron ditembakkan dengan kecepatan awal 5x106 m/s dan sudut elevasi 530 dari tepi kiri pelat bawah seperti terlihat pada gambar. Bila diketahui bahwa kuat medan listrik di antara kedua pelat adalah E = 2.000 N/m dengan arah vertical ke atas, jarak pisah pelat adalah d = 1 cm dan panjang pelat adalah L = 10 cm. Dimanakan elektron menumbuk ? (ditinjau dari x)

a. 9,76 mm d. 7,80 mmb. 8,72 mm e. 6,00 mmc. 8,56 mm

Jawab :

Karena massa elektron sangat kecil, maka gaya beratnya diabaikan terhadap gaya listrik yang bekerja padanya. Jadi gerak elektron hanya dipengaruhi oleh gaya listrik

Karena kecepatan elektron dan percepatannya tidak segaris, maka elektron bergerak parabolis, sehingga titik tumbuk berada pada titik P (lihat gambar).

Soal 66Suatu benda dan layar terpisah pada jarak tetap D. Sebuah lensa konvergen berada diantara benda dan layar. Dengan menggeser-geser kedudukan lensa konvergen ternyata ada dua kedudukan yang relatif terhadap benda yang akan memberikan suatu bayangan tajam pada layar. Tentukanlah persamaan untuk menunjukkan letak dua kedudukan yang relatif terhadap benda (x) ?

a.

D

fDx

2511

2 d.

D

fDx

411

2

b.

D

fDx 21

2

3e.

D

fDx

2321

2

c.

D

fDx

2411

2

3

Jawab

E530

Vo

Y

d

XA

E530

Vo

Y

d

XA

Benda nyata

s’s= x

lensaLayar tempat

MenangkapBayangan

nyataBenda nyata

s’s= x

lensaLayar tempat

MenangkapBayangan

nyata

Soal 67Terdapat dua buah alat pemanas, apabila kedua alat tersebut dipergunakan secara sendiri-sendiri akan membutuhkan waktu masing-masing 15 dan 10 menit untuk mendidihkan air dalam satu panci. Apabila keduanya dihubungkan secara paralel, dengan sumber GGL yang tetap sama seperti semula, maka air satu panci akan mendidih dalam waktu (nyatakan dalam satuan menit) ...

a. 8,7 d. 5,7b. 9,1 e. 5,4c. 6,0

Jawab :Misalkan alat pemanas 1 memiliki hambatan R1 dan diberi tegangan V maka energi

untuk mendidihkan air selama t1 adalah Untuk pemanas 2 dengan hambatan R2

dan tegangan V maka energi untuk mendidihkan air selama t2 adalah

Ketika dua alat tersebut disusun secara paralel dan dipasang pada tegangan V, maka

energi untuk mendidihkan air selama t adalah

Dimana sehingga

Energi yang diperlukan untuk mendidihkan satu panci, baik oleh alat pemanas 1 sendiri, alat pemanas 2 sendiri, atau alat pemanas 1 dan 2 disusun paralel adalah sama. Maka :

Soal 68Satelit observasi bumi dapat melihat hanya sebagian dari permukaan bumi. Satelit tersebut mempunyai sensor horizontal yang dapat mendeteksi dengan sudut (sudut diapit garis yang ditarik dari pusat bumi ke satelit dan garis singgung satelit ke permukaan bumi). Apabila jari-jari bumi r (asumsikan bentuk bola) dan h jarak satelit dari permukaan bumi. Jarak h sebagai fungsi r dan adalah . . .

a. r (cosec -1) b. r (cos -1) c. r.tan - 1d. r.sin - 1 e. r (cos -1)

Jawab:

Soal 69Udara ditiupkan dengan laju aliran (debit) 0,050 m3/s melalui elemen listrik sebuah pemanas listrik 2,0 kW. Berapa kenaikan suhu yang dialami oleh udara yang melalui elemen pemanas lisrik tersebut? Massa jenis udara = 1,2 kg/m3, kalor jenis udara = 1.000 J/Kg K.

a. 40 oC b. 33 oC c. 23,3 oC d. 42,4 oC e. 30,5 oC

JawabDari data laju aliran udara V/t = 0,050 m3/s dapat dihitung laju massa udara m/t, yaitu :m = V, dengan massa jenis udara = 1,2 kg m-3

m/t = (V/t) Kedua ruas dibagi dengan tm/t = (1,2) (0,050)

Energi kalor dari pemanas listrik dengan daya P = 2,0 kW digunakan untuk menaikkan suhu udara sebesar T. Energi listrik = kalor untuk menaikkan suhu

Soal 70Sebuah dwikutub dengan muatan q = 5 x 10-6 C dan jarak pisah r = 3 mm diletakkan dalam medan listrik yang besarnya E = 8 x 106 N/C. Berapakah torsi maksimum yang dialami oleh dwikutub listrik tersebut dan hitunglah kerja yang dilakukan pada dwikutub ini, bila arah dwikutub listrik mula-mula tegak lurus arah medan listrik dan akhirnya membentuk sudut 370 dengan arah medan listrik ?(Secara berturut-turut hitunglah Torsi maksimum dan kerja, nyatakan dalam Nm)

a. 0,12 dan + 0,077 d. 1,20 dan – 0,096 b. 1,23 dan + 0,056 e. 1,12 dan – 0,096 c. 0,12 dan + 0,096

Jawab :

Besarnya gaya-gaya listrik yang bekerja pada muatan adalah :

r

r h

r ɵE

F1

+q

-qF2

d

Ketika arah dwikutub tegak lurus arah medan listrik, berarti = 900. Jadi kerja yang dilakukan oleh gaya listrik untuk mengubah arah dwikutub dari = 900 menjadi = 370 adalah :

Soal 71Sebuah kawat AB yang panjangnya 40 cm diberi muatan per satuan panjang 10 C/m. Titik P berada 3 cm di kanan ujung B kawat tersebut. Hitunglah potensial listrik di titik P.

A

X = 0x dx

da

r

B P

X = 40 X = 43 X (cm)

A

X = 0x dx

da

r

B P

X = 40 X = 43 X (cm)

a. 23,94 x 104 volt d. 32,74 x 104 voltb. 20,35 x 104 volt e. 34,00 x 104 voltc. 25,65 x 104 volt

Jawab :Ambil elemen muatan dq = dx C, maka potensial listrik yang disebabkan elemen muatan ini di titik P adalah dVP = k.dq/r ;dengan r adalah jarak dari elemen muatan dq ke titik P, sehingga

Potensial listrik di titik P yang disebabkan seluruh kawat bermuatan dengan demikian adalah :

Soal 72Figure shows a rod that can turn around an axis A at its middle. It is supported at P. Find from what heights y the mass M can be dropped without the rod being lifted from P, when R = 0,50 m, M = 3,0 kg and m = 4,0 kg .

P A

mg

m M

Mg

y

PP AA

mg

m M

Mg

y

a. 6,00 cm b. 6,25 cm c. 6,72 cm d. 8,00 cm e. 5,52 cm

Jawab :Benda m tidak akan terangkat naik jika Mg + mv2/R < mg (v adalah kecepatan M di dasar lintasan).Gunakan hukum kekekalan energi :

Soal 73Mass M is supported by a free pulley on the wire S, which is attached to the ceiling at one end and to an elastic spring at the other. The spring will extend 2 mm per Newton stretching force. With M at rest the spring is extended 98 mm. The masses of pulley, wire and spring are negligible. M is slowly pushed upward until the spring tension is zero, then it is released. How far will M sink before it returns upwards ? Finds the period of the oscillation that follows.

a. 0,50 s d. 1,21 sb. 0,88 s e. 1,15 sc. 0,45 s

Jawab :

Amplitudo pegas = 98 mm, jadi amplitude M adalah 49 mm, hal ini berarti bahwa M akan turun sejauh 98 mm dihitung dari saat ia dilepaskan. Konstanta pegasnya :

Jadi periode osilasi benda M adalah :

Soal 74A car engine with power output of 65 hp has a thermal efficiency of 24 percent. Determine the fuel consumption rate of this car if the fuel has a heating value of 19.000 Btu/lbm (that is 19.000 Btu of energy is released for each lbm of fuel burned).

T= M.g 2

1T pegas

katrol

T= M.g 2

1T pegas

katrol

a. 24,0 lbr/hb. 36,3 lbr/hc. 40,5 lbr/hd. 42,0 lbr/he. 28,8 lbr/h

Jawab : A schematic car engine is given figure the car engine is powered by converting 24 percent of the chemical energy released during the comsumption process to work. The amount of energy input required to produce a power output of 65 hp is determined from the definition of thermal efficiency.

To supplay energy of this rate, the engine must burn fuel at a rate of :

So, 19.000 Btu of thermal energy is released for each lbr of fuel burned

Soal 75Sebuah Carnot Heat-Engine seperti pada gambar menerima 500 kJ heat setiap siklus dari reservasi temperature tinggi 6520C dan membuang sebagian heat sink yang bertemperatur lebih rendah 300C, tentukan efisiensi termal dari mesin carnot serta jumlah heat yang dibuang ke sink pada setiap siklus ?

a. 220,10 kjb. 155,45 kjc. 204,90 kjd. 163,78 kje. 142,30 kj

Jawab :Carnot Heat-Engine ini adalah HE reversible sehingga efisiensinya diperoleh :

Dan QL dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut :

REVISI SOAL EPC 2010

Revisi Soal 52Ralat pilihan ganda :

CAR ENGINE

a. 223 b. 273 c. 332 d. 384 e. 442

Revisi Soal 60Ralat pilihan ganda : (seluruh jawaban orde 10-4)

a. 1,42 x 10-4 b. 2,53 x 10-4 c. 3,74 x 10-4 d. 1,57 x 10-4 e. 1,67 x 10-4