SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

download SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

of 22

  • date post

    07-Apr-2018
  • Category

    Documents

  • view

    260
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

  • 8/6/2019 SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

    1/22

    Typed by Mariano N.

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    Soal Olimpiade Astronomi Tingkat Provinsi 2011 (Rev. 1)Typed and Solved by Mariano N.

    Mohon saya dikontak jika ada yang perlu direvisi

    mariano.nathanael@gmail.com

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    Pilihan Berganda, 20 Soal

    1. Jika jarak rata-rata planet Mars adalah 1,52 SA dari Matahari, maka periodeorbit planet Mars mengelilingi Matahari adalah

    a. Sekitar 321,75 hari lebih panjang dari periode sideris orbit planet Bumib. Sekitar 414,75 hari lebih panjang dari periode sideris orbit planet Bumic. Sekitar 321,75 hari lebih panjang dari periode sinodis orbit planet Bumid. Sekitar 414,75 hari lebih panjang dari periode anomalistik orbit planet Bumie. Jawaban a, b, c, dan d salah semua

    JAWAB : E

    Periode planet ada beberapa istilah :

    1) Periode Sideris, adalah waktu yang diperlukan planet untuk mengelilingiMatahari 1 putaran penuh atau dalam sudut tempuh tepat 3600. Contoh:Periode sideris Bumi adalah 1 tahun atau 365,25 hari (tepatnya secara rata-rata : 365,256363051 hari = 365 hari 6 jam 9 menit 9,7676 detik)

    2)Periode Sinodis, adalah waktu yang diperlukan planet untuk kembali ke faseplanet yang sama jika dilihat dari bumi

    3)Periode anomalistik, adalah waktu yang diperlukan planet untuk menempuhtitik terjauh (aphelion) atau titik terdekat (perihelion) secara berurutan.Sudut tempuhnya belum tentu 3600, karena ada pergeseran (rotasi) darisetengah sumbu panjang orbitnya. Untuk mengetahui panjang periodeanomalistik harus mengetahui dulu berapa besar pergeseran setengah sumbupanjangnya dan arahnya kemana. Contohnya pergeseran setengah sumbupanjang Bumi adalah 11,25 tiap tahun dengan arah yang searah revolusiBumi, sehingga tahun anomalistik Bumi lebih besar dari tahun siderisnya

    Yang ditanyakan di soal adalah periode orbit planet Mars mengelilingi

    Matahari, maka yang dimaksud tentu periode sideris Mars.

    Hitung periode sideris Mars melalui hukum Kepler III (setengah sumbupanjang Mars = a = 1,52 SA) : T2 = a3 TMars = 1,87 tahun x 365,25 = 683,02hari. Selisih dengan periode sideris Bumi adalah : 683,02 365,25 = 317,77hari.

  • 8/6/2019 SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

    2/22

    Typed by Mariano N.

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    2.Layaknya seperti manusia, bintang termasuk Matahari juga mengalami fasekehidupan lahir dan akhirnya mati. Diantara pernyataan berikut ini, manakah

    yang dapat menggambarkan evolusi Matahari dari awal sampai akhir tersebut?

    a. Katai putih, raksasa merah, deret utama, protostarb.

    Raksasa merah, deret utama, katai putih, protostar

    c. Protostar, deret utama, raksasa merah, katai putihd. Protostar, raksasa merah, deret utama, katai putihe. Protostar, deret utama, katai putih, raksasa merah

    JAWAB : C

    Pembahasan lebih detil mengenai garis besar evolusi bintang dari lahir sampaiakhirnya ada di pembahasan OSK 2011.

    Karena Matahari adalah bintang dengan massa diantara 0,5 6 M, makaMatahari akan menjadi raksasa merah, kemudian menjadi planetary nebula yangakan meninggalkan bintang katai putih di pusatnya.

    3. Selama evolusinya, reaksi nuklir di pusat bintang-bintang seperti Mataharitidak dapat menghasilkan unsur besi, hal ini disebabkana. Semua unsur besi dilontarkan ketika bintang menjadi planetary nebulab. Semua besi yang terbentuk dari reaksi nuklir diubah menjadi uraniumc. Unsur besi tersimpan di atmosfer akibat adanya medan magnet yang kuat

    dari bintang-bintang tersebut

    d. Temperatur di pusat bintang tidak cukup tinggi untuk memicu terjadinyareaksi nuklir menjadi besi

    e. Semua pernyataan di atas salah

    JAWAB : D

    Unsur besi hanya dihasilkan oleh bintang dengan massa di atas 10 M, karenatekanan gravitasi bintang yang masif ini masih sanggup untuk menahan tekananradiasi nuklir dari pusat bintang itu. Hal ini menyebabkan inti bintangmengalami berbagai macam reaksi nuklir sehingga inti menjadi kaya denganberbagai unsur hasil reaksi nuklir sbb. : Hidrogen Helium Karbon Oksigen Neon Magnesium Silikon Besi. Unsur-unsur tersebut masing-masingmengalami reaksi nuklir sehingga menghasilkan unsur berikutnya dan semakinberat unsurnya maka semakin tinggi suhu yang diperlukannya untuk bereaksi.

    Pada bintang bermassa kecil, tekanan gravitasi tidak sanggup menahan tekananradiasi dari pusat bintang sehingga suatu saat selubung luar bintang akan

  • 8/6/2019 SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

    3/22

    Typed by Mariano N.

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    terhembuskan keluar dan menjadi planetary nebula dan inti yang panastersingkap yang disebut dengan katai putih

    Unsur terakhir yang sanggup dihasilkan inti bintang adalah besi, karena reaksiinti besi akan terurai menghasilkan helium. Proses ini menyerap energi dan akanmeledakkan bintang.

    4. Ketika Matahari berevolusi menjadi rakasa merah, pusatnya akana. Mengembang dan memanasb. Mengembang dan mendinginc. Mengerut dan memanasd. Mengerut dan mendingine. Mengembang dengan temperatur tetap seperti sebelumnya

    JAWAB : C

    Ketika bintang ada di deret utama, pembakaran hidrogen (reaksi proton-proton) adalah reaksi yang utama di pusatnya. Reaksi ini menghasilkan helium,dan ketika helium sudah bertumpuk di pusat bintang dan telah mencapai 10% -

    20% massa bintang (disebut batas Schonberg Chandrasekar) maka yangterjadi adalah pusat Helium runtuh dengan cepat karena tekanan dari radiasipembakaran hidrogen tidak dapat lagi menahan tekanan gravitasi ke dalam.Keruntuhan pusat helium menyebabkan terjadinya reaksi triple alpha yangmembakar helium menjadi karbon (disebut helium flash, yang terjadi dengansangat cepat dalam orde jam). Bagian luar bintang mengembang keluar dankarena itu temperatur permukaan mendingin dan gelombang cahaya yangdipancarkannya bergeser ke arah merah, disebut bintang raksasa merah atau

    maharaksasa merah.

    5. Kala hidup bintang di deret utama yang massanya 4 kali lebih besar dari massaMatahari dan luminositasnya 100 kali lebih besar dari luminositas Matahariadalah

    a. 4 kali lebih lama daripada Mataharib. 400 kali lebih lama daripada Mataharic. 4 kali lebih singkat daripada Mataharid. 100 kali lebih singkat daripada Mataharie. 25 kali lebih singkat daripada MatahariJAWAB :

    Rumus untuk menentukan usia bintang adalah :

  • 8/6/2019 SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

    4/22

    Typed by Mariano N.

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    Massa dan Luminositas dalam satuan Matahari. Karena usia Matahari adalah 10milyar tahun, maka rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi :

    Jadi usia bintang di soal adalah:

    Jadi kala hidupnya 25 kali lebih cepat dari Matahari.

    Catatan : Untuk bintang-bintang yang normal, maka ada hubungan antaraLuminositas dan Massa sbb. : L = (M)p, dengan besar p diantara 3 dan 4.

    Bintang massif dengan M > 30M, nilai p = 3, untuk bintang dengan M < 10 Mmaka nilai p adalah 4. Bintang dengan massa diantara 10 M - 30 M nilai pdiantara 3 dan 4. Jadi dengan mengetahui hanya massanya saja, kita dapatmenaksir umur bintang tersebut.

    6. Sebuah bintang raksasa mempunya luminositas yang sama dengan luminositasbintang di deret utama. Karena bintang raksasa tersebut lebih besar

    ukurannya, maka ______________ daripada bintang deret utama.a. Sudut paralaksnya lebih kecilb. Sudut paralaksnya lebih besarc. Temperaturnya lebih rendahd. Temperaturnya lebih tinggie. Tidak ada pernyataan yang benar

    JAWAB : C

    Menurut Hukum Radiasi Stefan Boltzman : L = 4R2..T4, jika luminositas samatetapi R lebih besar, maka tentu temperaturnya akan lebih rendah.

    7. Bintang A mempunyai ukuran yang sama dengan bintang B. Jika luminositasbintang A tersebut makin besar, maka ______________ daripada bintang B.

    a. Sudut paralaksnya lebih kecilb. Sudut paralaksnya lebih besarc. Temperaturnya lebih rendahd. Temperaturnya lebih tinggi

  • 8/6/2019 SOLUSI OSP ASTRO 2011(1)

    5/22

    Typed by Mariano N.

    http://soal-olim-astro.blogspot.com

    e. Tidak ada pernyataan yang benar karena besaran fisis kedua bintang akanselalu sama

    JAWAB : D

    Menurut Hukum Radiasi Stefan Boltzman : L = 4R2

    ..T4

    , jika ukurannya samatetapi Luminositas lebih besar, maka tentu temperaturnya akan lebih tinggi.

    8. Ketika terjadi pembakaran hidrogen di selubung, lapisan luar bintang menjadipanas. Ini menyebabkan lapisan terluar bintang ______________ sertatemperaturnya ______________ dan luminositas ______________. Setelahitu bintang akan berevolusi menuju tahap Raksasa Merah.

    a. mengerut; bertamba; bertambahb. mengerut; bertambah; berkurangc. mengembang; menurun; bertambahd. mengembang; menurun; berkurange. mengembang; tetap sama; tetap sama

    JAWAB :Pembakaran hidrogen sudah tidak di pusat bintang, tetapi di selubung, artinyatekanan gravitasi dari luar selubung hidrogen bukan berasal dari massakeseluruhan bintang, jadi tekanan gravitasi lebih kecil dari tekanan radiasisehingga selubung bintang akan mengembang, karena mengembang, makatemperaturnya menurun, tetapi luminositas akan bertambah besar karenapengembangan jari-jari jauh lebih besar daripada penurunan suhu (sesuaihukum Stefan-Boltzman.

    9. Bagaimana kita melakukan pengamatan untuk menentukan gerak diri bintang,tanpa dipengaruhi oleh efek palaks trigonometri?

    a. Kita lakukan pengamatan paralaks trigonometri secara terpisah, kemudianhasil pengamatan gerak diri dikoreksi terhadap paralaks yang diamatisecara terpisah.

    b. Kita hanya cukup mengamati bintang tersebut pada tanggal yang samaselama bertahun-tahun untuk memperoleh data gerak diri.

    c. Kita hitung jarak bintang dengan menggunakan metode sekunder, diperolehparalaks yang akan menjadi faktor koreksi pengamatan gerak diri.

    d. Butuh informas