Penyelesaian Soal Fisika UAN SMA 2000

Transkripsi

1 Penyelesaian Soal Fisika UAN SMA 000. Benda dengan massa 0 Kg berada di bidang mendatar kasar (µ s = 0,40 ; µ k = 0,35) g = 0 m/s. Bila benda diberi gaya horizontal yang tetap sebesar 30 N, Besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut adalah (A) 0 N (C) 30 N (E) 40 N (B) 5 N (D) 35 N f N = 00 N mg = 00 N F = 30 N f s Maks = µ s N = 0,40(00) = 40 N Karena F < f s maks. maka benda masih diam. Menentukan besar f s yang bekerja pada benda, gunakan Hukum I Newton untuk benda diam : Σ F = 0 F - f s = 0 f s = F = 30 N. Balok A massanya Kg, balok B massanya Kg. Balok B mula-mula diam, dan bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai setelah selang waktu A g = 0 µ K = 0, m s² B 5 m (A) sekon (B) 5 sekon (C) 5 sekon (D) 4 sekon (E) 3 sekon f k A µk = 0, 5 m m A = kg m B = kg B W = mb.g Percepatan sistem : F m B g - fk a = = m tot m A + m B (0) - µ k m A g a = + 0 0,()0 a = = m /s ² 3 Menentukan waktu yang dibutuhkan agar B tiba di tanah, digunakan rumus GLBB sebagai berikut : S = at ² t = S = 50 a t = 5 = 5 sekon

2 3. C Pada sistem kesetimbangan benda tegar seperti ganbar di samping, AB homogen panjang 80 cm, beratnya 8 N, berat beban = 30 N, BC adalah tali. Jika jarak AC = 60 cm, tegangan pada tali (dalam Newton) : (A) 36 (D) 65 B (B) 48 (E) 80 A (C) 50 beban C T Ty = T sin AB = 80 cm ; AC = 60 cm BC = 80² + 60² = 00 cm Syarat setimbang : A = 0 A 8 N T B 30 N 8 (½ AB) + 30 AB T sin α (AB) = 0 3 8(40) + 30(80) = T (80) 5 T = 3 T = 65 N 3 5 Jawaban : D 4. Sebuah gaya F = (i + 3j) N melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah menurut r = (4i + aj) m dan vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu dan sumbu y pada koordinat Cartesian. Bila usaha itu bernilai 6 J maka nilai a sama dengan (A) 5 (C) 7 (E) (B) 6 (D) 8 Usaha = perkalian titik vektor gaya dengan vektor perpindahan W = F r 6 = (i + 3j)(4i + aj) 6 = 8 + 3a a = 8 /3 = 6 Jawaban : B 5. Sebuah perahu menyeberangi sungai yang lebarnya 80 meter dan kecepatan arus airnya 4 m /s. Bila perahu diarahkan menyilang tegak lurus sungai dengan kecepatan 3 m /s, maka setelah sampai di seberang perahu telah menempuh lintasan sejauh (A) 80 m (C) 300 m (E) 360 m (B) 40 m (D) 30 m Perhatikan gambar

3 v R = v p ² + v a ² = 3² + 4² = 5 m /s B C cos α = v P v R = AB AC 80 m Vp = 3 m/s 3 = 80 AC = 300 m 5 AC VR Va = 4 m/s A 6. Dua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar (A) ½ mv (C) ¼ mv (E) 3 mv (B) mv (D) ¾ mv B A h h h B = h A EP B = EP A Dengan demikian, di tanah : EK B = EK A = (½ mv ) EK B = mv Jawaban : B 7.,5 m³ gas helium yang bersuhu 7 C dipanaskan secara isobaric sampai 87 C. Jika tekanan gas helium 0 5 N/m², gas helium melakukan usaha sebesar (A) 60 kj (C) 80 kj (E) 660 kj (B) 0 kj (D) 480 kj Proses isobarik (V =,5 m³, T = (7 + 73) K = 300 K dan T = ( ) K = 360), maka V T 360 = V = (,5) =,8 m3 V T 300 Diketahui P = 0 5 N/m², maka usaha luar : W = P(V V ) = 0 5 (,8,5) = 60 0³ J = 60 kj Jawaban : A 8. Sepotong tembaga dijatuhkan dari ketinggian 40 meter di atas lantai. Kalor yang terjadi pada proses tumbukan dengan lantai 60%-nya diserap oleh tembaga untuk kenaikan suhunya. Jika kalor jenis tembaga = 40 J /kgºc, percepatan gravitasi bumi 0 ms -, maka kenaikan suhu tembaga adalah (dalam ºC) (A) 4 (C) (E) 6 (B) 7 (D)

4 Prinsip soal : 60 % Energi potensial berubah menjadi kalor. 60% m g h = m c t (Dalam SI) 0,6 (0) 40 = 40 t t = 6 (40) = 7º C 40 Jawaban : B. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 800 K mempunyai efisiensi 0%. Untuk menaikkan efisiensi menjadi 36%, maka suhu reservoir kalor suhu tinggi dinaikkan menjadi (A) 8 K (C) 60 K (E) 380 K (B) 000 K (D) 00 K Keadaan awal : η = 0, dan T = 800 K η = T 0, = T T 800 T = 0,8 T = 640 K 800 Keadaan yang diinginkan : η = 0,36 T =? η = T 0,36 = 640 T T 640 = 0, = 0,64 T = 000 K T T Jawaban : B 0. Dalam sebuah bejana yang massanya diabaikan terdapat a gram air 4ºC di campur dengan b gram es 4ºC. Setelah diaduk ternyata 50% es melebur. Jika titik lebur es = 0ºC, kalor jenis es = 0,5 kal /g ºC, kalor lebur es = 80 kal /g, maka perbandingan a dan b adalah (A) : 4 (C) : (E) 4 : (B) : (D) : Perhatikan diagram kalor berikut. 0 0,5b air Q3 air (4 C) a gram Q es Q 0 es (- 4 C) b gram

5 Sesuai dengan Azas Black, maka kalor yang dilepas air (Q 3 ) sama dengan kalor yang diserap es untuk menaikkan temperaturnya (Q ) dan untuk melebur 50 % es (Q ). Q 3 = Q + Q m air c air t air = m es c es t es + 0,5 m es L es a() 4 = b(0,5) 4 + 0,5 (b) 80 4 a = 4 b a : b = :. Sebuah logam C merupakan campuran dari logam A dan B, massanya 00 gram jika ditimbang di udara, sedangkan jika ditimbang di dalam air massa yang tampak 85 gram. Jika kerapatan logam A 0 gram /cm 3 kerapatan logam B 0 gram /cm 3 dan kerapatan air gram /cm 3, maka massa logam A (A) 5 gram (C) 66,67 gram (E) 33,33 gram (B) 30 gram (D) 00 gram Perhatikan gambar. FA A B Misal percepatan gravitasi bumi dalam cgs = g, maka : - Berat logam di udara W = mg = 00 g dyne - Berat logam di air W a = m a g = 85 g dyne W = mg Menurut Hukum Archimedes : Pengurangan berat di air = gaya Archimedes F A W W a = F A 00 g 85 g = ρ a V' g 5 = () V ' V ' = 5 cm 3 Volume logam = 5 cm 3 Logam C terdiri dari logam A dan B, maka m c = m A + m B 00 = ρ A V A + ρ B V B 00 = 0 V A + 0(5 V A ) 0 = V A + 5 V A V A = 5 cm M A = ρ A V A = 0 (5) = 00 gram Jawaban : D. Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup-sebelah B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dengan pipa organa B adalah sebagai (A) : (C) : 3 (E) 4 :3 (B) : (D) 3 : Pipa organa terbuka : l A = λ, λ, 3 λ.

6 Pada nada atas pertama : l A = λ f A = v = v Pipa organa tertutup : l B = λ, 3 λ ; 5 λ Pada nada atas pertama : l B = 3 λ λ = 4 l B 4 3 f B = v v = = 3 v λ (4/3) l B 4 l B λ l A Untuk l A = l B maka v f A = l A = 4 f B 3 v 3 4 l B Jawaban : E 3. Sebuah titik materi melakukan getaran harmonik sederhana dengan amplitudo A. Pada saat simpangannya ½ A, maka fase getarannya terhadap titik seimbang adalah (A) /8 (C) ½ (E) (B) ¼ (D) (½) Persamaan simpangan getaran karmonis ; y = A sin ω t Menurut data pada soal : y = ½ A, maka : ½ A = A sin π f t π f t = 45º 360º f t = 45º f t = ⅛ karena f =, maka fasa t = T T 8 Jawaban : A 4. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirene menara dengan frekuensi 000 Hz. Jika sirene memancarkan bunyi dengan frekuensi 700 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m /s, maka kecepatan pesawat udara itu adalah (A) 6 km /jam (C) 6 km /jam (E) 36 km /jam (B) 00 km /jam (D) 0 km /jam Efek Dopler : f p = 000 Hz, f s = 700 Hz, v bunyi = 340 m /s, v sumber = 0 Kecepatan pesawat v p ditentukan sebagai berikut : f p = v ± vp fs ; karena fp > fs v p v ± vs

7 000 = v p 700 v p = 60 m /s 340 v p = km /jam = 6 km /jam / Bila taraf intensitas percakapan adalah 60 db dan bunyi halilintar 00 db, maka besar kelipatan intensitas suara halilintar terhadap suara percakapan adalah n kali, dengan n adalah : (A) 00 (C) 000 (E) 0000 (B) 400 (D) 4000 Intensitas percakapan Intensitas halilintar I n = n I n =.. : I TI = 60 db : I n TI n = 00 db Pengaruh kelipatan intensitas terhadap TI adalah sebagai berikut : TI n = TI + 0 log n 00 = log n log n = 4 n = Jawaban : E 6. Suatu gelombang berjalan melalui titik A dan B yang berjarak 8 cm dalam arah dari A ke B. Pada saat t = 0 simpangan gelombang di A adalah 0. Jika panjang gelombangnya cm dan amplitudonya = 4 cm, maka simpangan titik B pada saat fase titik A = 3π adalah (dalam cm). (A) (C) 3 (E) 4 (B) (D) 3 Persamaan umum gelombang berjalan : y π B = A sin ( t π ) cm T λ Diketahui φ A = 3π π t = 3π, maka : T y B = 4 sin [ 3π - π 8 ] = 4 sin π = cm 6 Jawaban : A 7. Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan y = 0,0 sin π (50 t + ) m. Dari persamaan gelombang tersebut, pernyataan yang benar adalah () frekuensi gelombang 5 Hz (3) cepat rambat gelombang 50 m /s () panjang gelombang m (4) dua titik yang berjarak 50 m sefasa

8 Pers. Gelombang : y = 0,0 sin π (50 t + ) m y = 0,0 sin (50 π t + π ) m Pers. Umum : y = A sin (ωt + k) m ω = 50 π π f = 50 π f = 5 Hz Pernyataan () : Benar k = π π = π λ = m λ Pernyataan () : Benar v = f λ = 5 () = 50 m/s Pernyataan (3) : Benar = mλ untuk = 50 m didapat m = = 50 = 5 (bilangan bulat), berarti sefasa. Pernyataan (4) : Benar Jawaban : E λ 8. Pada saat energi kinetik benda yang bergetar selaras sama dengan energi potensialnya maka (A) sudut fasenya 80º (B) fasenya ¾ (C) sudut fasenya 45º (D) fasenya ¼ (E) percepatannya nol Persamaan pada getaran selaras : y = A sin ωt dan v = ωa cos ωt Bila EP = EK ky² = mv² ; k = mω² m ω² A² sin² ωt = m ω² A² cos² ωt sin² ωt = cos² ωt ( sin² ωt ) = cos² ωt tg² ωt = ωt = 45. Jarak titik api objektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut adalah,8 cm dan 6 cm. Pada pengamatan mikroorganisme dengan menggunakan mikroskop ini oleh mata normal tidak berakomodasi, jarak antara objektif dengan okuler 4 cm. Dalam hal ini mikroorganisme terletak di muka objektif sejauh (dalam cm) (A), (D),4 (B),0 (E),5 (C), d = 4 cm sok sob * Mata tidak berakomodasi, berarti : s' ok = s ok = f ok = 6 cm s' ob = d s ok = 4 6 = 8 cm s ob fok = 6 cm fob =,8 cm

9 Lensa objektif : = + = + f ob s ob s' ob,8 s ob 8 0 = + = 0 - = s ob = cm 8 s ob 8 s ob Jawaban : B 0. Titik dekat mata seseorang 00 cm di muka mata. Agar orang itu dapat melihat pada jarak 5 cm maka perlu kaca mata berkekuatan (dalam dioptri) (A) 3,5 (C) 0, (E) 0,5 (B) 0, (D) 0,4 P lensa = 4 Jawaban : A 00 = 4 00 S n 00 = 3,5 D. Berkas cahaya datang dari medium A ke medium B dengan sudut datang 30 dan dibiaskan dengan sudut sebesar 45. Maka indeks bias relatif medium A terhadap B adalah (A) (B) (C) 3 (D) (E) Hukum Snellius : n A sin 30 = n B sin 45. Indeks bias relatif medium A dan B adalah n A, n B Maka : n A = sin 45 = ½ n B sin 30 ½ = Jawaban : D. Jika kekuatan dua lensa tipis yang digabungkan 4 dioptri dan jarak fokus lensa pertama 5 cm, maka jarak fokus lensa kedua adalah (A) 6,5 cm (C),50 cm (E) 5 cm (B) 6,5 cm (D),50 cm Pgab = 00 =

10 4 = 00 + f = Jawaban : A fgab f f 00 5 f f 00-6 cm = - 6,5 cm 00 = 4 0 = Dua gelas minum dalamnya sama ialah 0 cm. Gelas yang satu diisi penuh alkohol (n =,36). Gelas yang lain diisi air (n =,333) dan di atasnya diisi minyak (n =,473) hingga penuh. Jika kedua gelas disinari tegak lurus permukaan dari atas dengan sinar monokromatik, jumlah gelombang sinar di dalam kedua gelas sama. Tebal lapisan minyak adalah (A) 3, cm (C),4 cm (E),8 cm (B) 3,0 cm (D),0 cm sinar sinar 0 cm Alk minyak air cm (0 ) cm I II Jumlah gelombang di dalam alkohol = jumlah gelombang di dalam minyak dengan air. Karena jumlah gelombang = panjang lintasan per λ, maka : * 0 = + ( 0 ) ; λalk λm λa λ berbanding terbalik dengan indeks bias n, maka : 0 nalk = n m + (0 ) n a 0 (,36) = (,473) + (0 ),333 3,6 =, ,33,333 0,8 = 0,4 = cm Tebal lapisan minyak sama dengan,0 cm Jawaban : D 4. Sebuah kisi yang memiliki 3000 garis tiap cm kita gunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya. Sudut antara garis pusat dan garis pada orde I adalah 8º (sin 8º = 0,40). Dari hasil di atas, panjang gelombang cahaya itu adalah (A), m (C) 3, m (E) 4, m (B) 3, m (D) 4, m Gunakan syarat terang untuk kisi, yaitu : d sin α = m λ

11 Dengan : jarak antara garis kisi d = 3000 terang orde pertama : m = cm maka : (0,40) = () λ 3000 λ = 4, cm = 4, m Jawaban : E 5. Sebuah elektron yang mula-mula rehat kemudian bergerak melalui beda potensial 500 V. Jika massa elektron, 0-3 kg dan muatannya -,6 0 - C, maka energi potensialnya akan turun sebesar (dalam ev) (A) 6,3 0 4 (C) 500 (E) 6, 0 (B) 3,3 0 3 (D), 0 Penurunan energi potensial : EP = q V = e V(eV) EP = 500 ev = 500 ev 6. Tegangan maksimum pada generator listrik bolak balik (ac) bergantung pada () kecepatan sudut perputaran rotornya () besar induksi magnetik yang digunakan (3) jumlah lilitan rotornya (4) luas bidang lilitan rotornya Penyelesaian: Tegangan pada generator : V = N A B ω sin ωt Penyataan (), (), (3) dan (4) benar Jawaban : E 7. Seseorang bermaksud mendidihkan, kg air dari 8ºC dalam suatu panci berkapasitas kalor 50 kalori/ºc dengan menggunakan kompor listrik 500 watt, 0 volt. Waktu yang diperlukan untuk maksud ini (dalam menit) adalah (A) 3,0 (C) 8,0 (E),5 (B) 7,5 (D),0 Prinsip soal : Energi listrik Kalor untuk air dan panci. P t = m a c a t + c p t, c a = 400 J/kgºC ; c p = 50 (4,) J/ ºC 500 t =, (400) (00-8) + 50 (4,) (00-8) 500 t = (7) t = 756 det. =,5 menit

12 Jawaban : E q 0 cm 8. Pada gambar di samping terlukis bahwa kawat panjang lurus pq i a i b 0 cm dilalui arus listrik sebesar i = 0 A dan kawat empat persegi panjang abcd dilalui arus i = 5 A. Resultante gaya yang dialami kawat empat persegi panjang abcd (dalam mikronewton) d c (A) 0 (D) 80 (B) 60 (E) 0 p cm (C)0 q i p Fad i 0 cm a d cm cm b Fbc i 3 c 0 cm i = 0 A ; i = i 3 = 5 A ; bc = 0 cm - kawat ab dan cd tidak mengalami gaya dari kawat pq - kawat abcd adalah satu kesatuan sehingga gaya tolak-menolak antar kawat ab dan cd saling meniadakan dan gaya tolakmenolak antar kawat ad dan bc juga saling meniadakan. - Gaya total pada kawat abcd adalah gaya kawat pq terhadap kawat ad dan terhadap kawat bc sebagai berikut : Fad = µ o i i l = π a 4π π 0-0, = 0-4 N Fbc = µ o i i 3 l = 4π , = 0, 0 N π a π 0(0- ) Ftot = Fad - Fbc =,8 0-4 N searah dengan Fad Ftot =, µ N = 80 µ N (ke kiri) Jawaban : D. Kuat medan magnetik (induksi magnetik) di pusat kawat yang melingkar berjari-jari R meter dan berarus i ampere, Bila µ o = 4π 0-7 weber ampere - meter - adalah (dalam tesla) (A) µ o i / (R) (C) µ o i / (πr) (E) µ o i / (4πR ) (B) µ o i / (R ) (D) µ o i / (4πR) Rumus induksi magnetik di pusat kawat berbentuk lingkaran adalah : B = µ o i tesla (dalam SI) R Jawaban : A

13 30. Sebuah kawat yang panjangnya m bergerak tegak lurus pada medan magnetik dengan kecepatan m/s. Pada ujung-ujung kawat tadi timbul beda potensial sebesar,8 V. Besar induksi magnetik adalah (dalam tesla) GGL induksi yang terjadi dihitung dengan rumus berikut. ε ind = B l v ; B = induksi magnetik,8 = B B =,8 = 0,075 tesla 4 Besarnya induksi magnetik adalah 0,075 tesla. Jawaban : A v B (A) 0,075 (B) 0.38 (C) 0,75 (D) 3 (E) Sebuah zarah bermuatan listrik bergerak dan masuk ke dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga lintasannya berupa lingkaran dengan jari-jari 0 cm. Jika zarah lain bergerak dengan laju, kali zarah pertama, maka jari-jari lingkarannya 0 cm. Ini berarti bahwa perbandingan antara massa per muatan zarah pertama dengan zarah kedua adalah sebagai (A) 3 : 5 (C) : (E) 5 : 4 (B) 4 : 5 (D) 5 : 6 Zarah : R = 0 cm, massa = m Zarah : v =, v ; R = 0 cm ; massa = m Pada gerak melingkar ini berlaku : F Lorentz = F sentripetal B q v = m v m BR ( ) = atau m ~ R R q v q v sehingga ( m / q ) = R v = 0, = 6 = 3 ( m / q ) R v Jawaban : A 3. Kapasitas kapasitor dapat diperbesar dengan cara-cara sebagai berikut () ruang antar lempeng diisi minyak () luas lempengnya diperbesar (3) jarak kedua lempeng diperkecil (4) dengan pasangan paralel beberapa kapasitor Kapasitas kapasitor keping sejajar adalah

14 C = k ε o A d Kapasitas C akan bertambah besar jika : - k diperbesar, misalnya dengan mengisi ruang antar lempeng dengan minyak luas lempeng (A) diperbesar - jarak kedua lempeng (d) diperkecil Dengan memasang beberapa kapasitor secara paralel maka kapasitas total (gabungan) lebih besar tetapi tidak mengubah kapasitas (masing-masing) kapasitor. Pilihan (), (), (3) : Benar Pilihan (4) : Salah Jawaban : A 33. Sebuah elektron bergerak searah dengan sumbu y positif dan masuk ke dalam medan magnet homogen sehingga menjalani gerak melingkar seperti pada gambar. Ini menunjukan bahwa medan magnet searah dengan sumbu Y+ (A) z positif (C) positif (E) y positif (B) z negatif (D) negatif X+ Z+ Z I. FL V Dari lintasan elektron didapatkan - F Lorentz searah dengan sb z - Elektron searah sb y ekivalen dengan arus listrik mengalir ke arah sb y X Y Dengan aturan tangan kanan : I = ibu jari ; Induksi magnetik B = jari telunjuk dan gaya Lorentz ke luar dari telapak tangan, maka diperoleh bahwa B searah dengan sumbu positif 34. Sebuah zarah bermuatan listrik bergerak memasuki ruang yang mengandung medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan juga tegak lurus pada kecepatan zarah. Jika besar induksi magnet 0,4 T dan kuat medan listrik v /m, sedangkan zarah bergerak lurus, maka kecepatan zarah adalah (A) m /s (C) m /s (E) m /s (B) 0 5 m /s (D) m /s B = 0,4 T F lor F list v E = v/m Syarat zarah bergerak lurus : F lor = F list B q v = q E v = E B v = 8 04 = 0 5 m/s 0,4

15 Jawaban : B 35. Sebuah partikel yang bermasa m dan bermuatan q bergerak melingkar dengan laju v dalam medan magnet homogen yang kuat medannya B, maka () kecepatan sudut partikel adalah Bq / m () arah v selalu tegak lurus B (3) jari-jari lintasannya adalah (mv)/(bq) (4) momentum sudut partikel adalah R²Bq Muatan bergerak melingkar dalam medan magnet : Fsentripetal = FLorentz m v² = B q v R atau mv = R B q, sehingga didapat : m v = Bq karena v = ω, maka ω = Bq Pernyataan () : Benar R R m Pernyataan () : Benar R = mv Pernyataan (3) : Benar Bq Momentum sudut : L = m v R (mv) R = (R B q) R L = R²Bq Pernyataan (4) : Benar Jawaban : E 36. Pada keempat sudut bujur sangkar (sisi 30 cm) terletak muatan listrik. Tentukan potensial listrik di titik pusat bujur sangkar jika dua muatan yang bertetangga masing-masing adalah +µc dan yang lain µ C (A) 3,4 0 5 volt (C),7 0 5 volt (E) nol (B) 3,4 0 5 volt (D) -,7 0 5 volt D r D r C C Q A = Q B + µc Q C = Q D = - µc P Dari gambar diperoleh : r A = r B = r C = r D r A r B A B Rumus Potensial listrik : Q V = k r Karena Q A + Q B (muatan positif) dan r A = r B, maka di titik P : V A = V B (positif) Karena Q C + Q D (muatan negatif) dan r C = r D, maka dititik P :

16 V C = V D (negatif) V total = V A + V B - V C - V D = 0 Jawaban : E 37. 3Ω C = 00 µ F V 6V Pada rangkaian ini, perbandingan daya pada Ω dan 3 Ω adalah + + Ω C Ω (A) (C) 3 (E) 4,5 3 (B) (D) 3,5 V + 6V + I R = 3 Ω R = Ω Kapasitor tidak dilalui oleh arus sehingga rangkaian menjadi seperti gambar. (Rangkaian seri) P I²R P = = = 3 P I²R P 3 E = 4 V 38. Jika di dalam rangkaian listrik ini, jarum galvanometer tidak menyimpang maka tegangan antara P dan Q adalah P E =,5 V Q G (A) 5,5 V (D),5 V (B) 4,0 V (E) 0,75 V (C),0 V Perhatikan rangkaian pengganti berikut. Jarum galvanometer tidak menyimpang, berarti I G = O ε = 4 V V PQ = ε + I G R G Q P V PQ =,5 + 0 (R G ) =,5 volt I R I G Jawaban : D 3. Sinar-X, ε =,5 bila V dilewatkan R G ke medan listrik tidak akan membelok SEBAB Sinar Xmempunyai daya tembus besar Sinar-X tidak bermuatan listrik (gelombang elektromagnetik) sehingga tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet

17 Pernyataan Benar Sinar-X mempunyai daya tembus besar Alasan benar tapi tidak ada hubungan sebab akibat antara pernyataan dan alasan Jawaban : B 40. Sesudah jam, seperenambelas bagian suatu unsur radioaktif masih radioaktif, maka waktu paronya adalah (A) 5 Menit (C) 45 menit (E) 0 menit (B) 30 menit (D) 60 menit Hubungan bahan radioaktif yang tersisa terhadap waktu paruh adalah : N = N 0 ( ) t/t N 0 = N 0 ( ) /T 6 T 6 = ( ) 4 = 4 T = jam = 30 menit Waktu paro bahan radioaktif adalah 30 menit. Jawaban : B 4. Pada model atom Bohr, elektron atom hidrogen bergerak dengan orbit lingkaran dengan laju sebesar, 0 6 m/s. Besarnya arus pada orbit tersebut (e =,6 0 - coulomb, m e =, 0-3 kg) (A),06 pa (C),06 A (E),06 A (B),06 na (D),06 m A q Kuat arus pada orbit elektron : I = t Untuk lintasan berbentuk lingkaran, untuk satu putaran : t = perioda T. Karena v =, maka T = sehingga q π(r/v) I = = Dengan mengingat jari-jari orbital elektron pada kulit pertama model atom Bohr : R = 0,53 Å diperoleh I = 3,4 (0,53 0 = X ) 3,4 0,53 I =, a =,06 ma Jawaban : D πr T q v π R,6 0 -, 0 6 πr v,6, 4. Semikonduktor intrinsik pada 0 K bersifat sebagai isolator, karena (A) jarak celah energi antara pita valensi dan pita konduksi terlalu besar (B) tidak ada tingkat energi akseptor pada pita energi (C) tidak ada tingkat energi donor pada pita energi (D) tidak cukup energi bagi elektron untuk pindah ke pita konduksi (E) tidak ada pembawa muatan yang diberikan dari luar

18 Sifat konduktivitas listrik suatu bahan ditentukan oleh celah (perbedaan) energi antara pita valensi dan pita konduksi. Semikonduktor intrinsik pada 0 K mempunyai elektron yang mengisi pita valensi secara penuh dan tidak cukup energi bagi elektron untuk pindah ke pita konduksi sehingga bersifat sebagai isolator. Jawaban : D 43. Bila elektron berpindah dari kulit M ke kulit K pada atom hidrogen dan R adalah konstanta Rydberg, maka panjang gelombang yang terjadi besarnya 8 R (A) (B) (C) (D) (E) 8R 7 R 7R R Pada inti atom kulit K = kulit dan kulit M = kulit 3 Perpindahan elektron menghasilkan λ sebagai berikut : λ n A² n B² = R ( - ) ; n A = kulit yang dituju n B = kulit yang ditinggalkan Elektron dari kulit M ke K, maka n B = 3 dan n A = λ ² 3² = R ( - ) = R atau λ = λ 8 8R Jawaban : B 44. Dalam model atom Bohr, energi yang dibutuhkan oleh elektron hidrogen untuk pindah dari orbit dengan bilangan kuantum ke 3 adalah (energi dasar = -3,6 ev). (A),50 ev (C),35 ev (E) 3,60 ev (B),0 ev (D),0 ev Energi yang dibutuhkan : E = E 3 E Diketahui E = - 3,6 ev E Dari rumus : En = diperoleh : E 3 = -3,6-3,6 = ev -3,6 E = - ( -3,6) = - = 3,6 ( - ) E = 3,6 Jawaban : D =,0 ev 45. Bila laju partikel 0,6 c, maka perbandingan massa relativistik partikel itu terhadap massa diamnya adalah (A) 5 : 3 (C) 5 : 4 (E) 8 : 5 (B) 5 : (D) 5 : 4 8 n² -3,6-3,6 3² Rumus relativitas massa adalah : m m o m = 0,8 m o - v² c² 0 8 m m o 5 4

19 maka : = = = Massa inti He dan H masing-masing 4,00603 sma dan,040 sma. Jika sma = 3 MeV, maka energi minimum yang diperlukan untuk memecahkan partikel alpha menjadi dua deuteron adalah (A) 4 MeV (C) 4 MeV (E) 44 MeV (B) 4 MeV (D) 34 MeV 4 Reaksi pembentukan : H + H He Massa defek : m = (massa H) - massa He m = (,040) 4,00603 = 0,00560 sma Energi ikat = m 3 MeV = 4 MeV Energi pemecahan minimum = 4 MeV g unsur P dengan paruh hari meluruh menjadi unsur Q. Massa P dan Q setelah tahun ialah P (dalam g) Q (dalam g) (A) 00 0 (B) 87,5,5 (C) (D) 5 75 (E),5 87,5 Unsur P : N o = 00 g ; t = 366 hari ; T = hari N = N o ( ) t/t N = 00 ( ) 366/ N = 00 ( )³ = 00 8 =,5 gram (unsur P yang tinggal) Unsur Q yang terbentuk = 00,5 = 87,5 gram