Fisika EBTANAS Tahun 1997

Transkripsi

1 Fisika EBTANAS Tahun 997 EBTANAS-97-0 Perhatikan gambar percobaan vektor gaya resultan r r r R = F + F dengan menggunakan neraca pegas berikut ini () () () α α α Yang sesuai dengan rumus vektor gaya resultan secara analitis adalah gambar (), () dan () () (), dan () (), dan () () EBTANAS-97-0 Gambar di samping melukiskan perjalanan dari A ke C melalui Jarak AB 0 km ditempuh dalam waktu 0,5 jam, jarak BC 0 km ditempuh dalam waktu jam. Besar kecepatan rata-rata perjalanan itu 95 km jam C 8 km jam 5 km jam 8 km jam 0 km jam A B EBTANAS-97-0 Percepatan gravitasi rata-rata di permukaan bumi sama dengan a. Untuk tempat di ketinggian R (R = jari-jari bumi) dari permukaan bumi, memiliki percepatan gravitasi sebesar 0,5 a 0,50 a 0,500 a,000 a,000 a EBTANAS-97-0 Untuk menarik balok dengan posisi seperti gambar diperlukan gaya sebesar N. Dengan diberi usaha J, balok bergeser m ke arah kanan. Sudut α pada gambar tersebut 60 o 57 o 5 o α 7 o 0 o β EBTANAS Perhatikan gambar berikut! 500 kg M 0 m s 0 m s sedan truk Kedua mobil setelah bertumbukan, bergerak bersama dengan kecepatan 7,5 m s, maka massa truk (M) 500 kg 800 kg.00 kg.50 kg.500 kg EBTANAS Berkas cahaya merambat dari udara dibiaskan ke suatu medium yang mempunyai indeks bias 6 dengan anah seperti gambar di samping. Sudut α pada gambar tersebut 5 o 0 o 60 o 5 o 57 o α 60 o EBTANAS Tiga buah pegas disusun seperti pada gambar di samping. Konstanta masing-masing k = 00 Nm, k = 00 N m, k = 00 N m. Susunan pegas dipengaruhi beban B sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Jika g = 0 m s dan pertambahan panjang pegas dan sama, massa beban B 6,67 kg 7,50 kg k k, kg,67 kg 0,75 kg k EBTANAS Pada gambar di samping, air mengalir melewati pipa venturimeter. Jika luas penampang A dan A masingmasing 5 cm dan cm dan g = 0 m s, maka kecepatan (v) air yang memasuki pipa venturimeter m s m s 5 cm 5 m s 9 m s 5 m s

2 EBTANAS Tabel di bawah ini menunjukkan besaran-besaran pada kapasitas plat sejajar. Koefisien Luas Jarak Kapasitor dielektrikum keping keping C K A d C k A d C k A d k A d C C 5 5k A d Kapasitor yang memiliki kapasitas terbesar ialah C C C C C 5 EBTANAS-97-0 Dari percobaan hubungan tegangan (V) dengan kuat arus (I) pada resistor, dihasilkan grafik V I pada gambar di samping. Jika V =,5 volt maka besar kuat arus yang mengalir V(volt) 5 ma 0 ma 0 ma 0 ma 5 ma i(ampere) 0,0 EBTANAS-97- Sebuah lampu pijar bertuliskan 80 watt, 0 volt, dipasang pada suatu sumber tegangan 0 volt. Daya lampu pijar menjadi 80 watt 60 watt 0 watt 0 watt 0 watt EBTANAS-97- Berikut ini adalah gambar arah induksi megnetik (B) yang timbul di sekitar penghantar berarus listrik i () () () EBTANAS-97- Perhatikan gambar arah arus listrik (I), medan magnet (B) dan gaya magnetik (F) () () I () I B F B B F F I () I (5) B F B F I Keterangan: = arah menembus ke luar bidang gambar = arah menembus ke dalam bidang gambar Hubungan antara I, B dan F yang benar adalah pada gambar () () () () (5) EBTANAS-97- Sebuah transformator menurunkan tegangan listrik bolak-balik dari 0 volt menjadi 0 volt. Efisiensi transformator 60 %. Bila kuat arus pada kumparan sekunder 6,6 ampere, maka kuat arus pada kumparan primernya ampere 0,8 ampere 0,5 ampere 0, ampere 0, ampere EBTANAS-97-5 Sebuah benda diletakkan 0 cm di depan cermin cembung yang jarak fokusnya 0 cm. Letak dan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin tersebut adalah 60 cm di depan cermin, maya, tegak 60 cm di belakang cermin, nyata, tegak 60 cm di depan cermin, maya, terbalik cm di belakang cermin, maya, tegak cm di depan cermin, nyata, tegak () (5) Arah B yang benar adalah pada gambar () () () () (5)

3 EBTANAS-97-6 Hubungan antara jumlah proton (Z) dengan jumlah neutron (N) dilukiskan dalam grafik kestabilan inti di bawah ini. N Garis kestabilan N = Z atas bawah Z Dari grafik dapat dinyatakan : () Inti yang berada di atas garis kestabilan mempunyai kelebihan neutron () Inti di atas garis kestabilan memancarkan sinar menjadi stabil () Inti di bawah garis kestabilan mempunyai kelebihan proton. () Inti di bawah garis kestabilan bila memancarkan sinar α akan menjadi stabil. Pernyataan yang benar (), () dan () (), () dan () (), () dan () (), () dan () (), (), () dan () EBTANAS-97-7 Pernyataan-pernyataan berikut berkaitan dengan timbul nya jenis angin. () Penyebab angin musim adalah adanya daratan yang luas yang berseberangan dengan khatulistiwa. () Angin siklon disebabkan adanya daerah depresi minimum atau depresi maksimum. () Penyebab angin lembah karena tekanan udara di bagian lereng gunung lebih rendah dari pada di lembah. () Penyebab angin darat karena pada siang hari darat lebih cepat panas daripada laut. Yang benar adalah pernyataan (), () dan () () dan () () dan () () (), (), () dan () EBTANAS-97-8 Periode bumi mengelilingi matahari tahun. Bila jarijari lintasan suatu planet mengelilingi matahari dua kali jari-jari lintasan bumi mengelilingi matahari, maka periode planet tersebut ( =,) 0, tahun tahun, tahun,8 tahun 5,6 tahun EBTANAS-97-9 Salah satu penyebab terjadinya pergantian musim jarak bumi ke bulan yang berdekatan jarak bumi ke matahari yang berjauhan rotasi bumi pada porosnya kemiringan sumbu bumi terhadap ekliptika revolusi bulan mengelilingi bumi EBTANAS-97-0 Pada gambar di samping bintang-bintang yang memiliki tinggi yang sama Z () dan () () () dan () B () dan () S () U () dan () () () dan () T () N EBTANAS-97- Sebuah partikel bermuatan listrik mula-mula bergerak lurus dengan kecepatan 00 m s. Karena pengaruh ga ya listrik, partikel mengalami percepatan yang dinyatakan dengan persamaan a = ( 0t) m s (t adalah waktu lamanya gaya listrik bekerja). Kecepatan partikel setelah gaya bekerja selama sekon m s 8 m s m s 6 m s 0 m s EBTANAS-97- Sebuah piringan berbentuk silinder pejal homogen mula-mula berputar pada porosnya dengan kecepatan 9 rad s. Bidang piringan sejajar bidang horizontal. Massa dan jari-jari piringan 0,6 kg dan 0, m. Bila di atas piringan diletakkan cincin yang mempunyai massa dan jari-jari 0,6 kg dan 0, m dan pusat cincin tepat di atas pusat piring, maka piringan dan cincin akan bersama-sama berputar dengan kecepatan sudut rad s rad s rad s 5 rad s 6 rad s EBTANAS-97- Sebuah pegas bila diberi beban (m) mengalami pertambahan panjang ( x). Data hasil percobaan pada g = 0 m s dicatat pada tabel sebagai berikut: No. M (gram) X (cm) Bila pada pegas digantungkan beban m = 5 gram kemudian digetarkan harmonis, maka pegas bergetar dengan frekuensi hertz hertz,5 hertz 5 hertz 0 hertz 5

4 EBTANAS-97- Suatu gelombang stasioner mempunyai persamaan: y = 0, cos 5x sin 0t (y dan x dalam meter dan t dalam waktu). Jarak antara perut dan simpul yang berturutan pada gelombang ini 0, m 0, m 0, m,5 m 5 m EBTANAS-97-5 Jarak A ke sumber bunyi adalah kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Jika intensitas bunyi yang didengar A adalah I o, maka intensitas yang didengar B I o I 9 o I o I o 9 I o EBTANAS-97-6 Perhatikan gambar di samping!. Bila massa barang AB diabaikan maka besar dan titik tangkap gaya resultannya 0 N A 0, m,0 m 0 N 0 N dan 0,7 m di kiri A 0 N 0 N dan 0,7 m di kanan A 0 N dan m di kiri A 0 N dan m di kanan A 0 N dan m di kiri A EBTANAS-97-7 Berikut ini adalah grafik hu- E k bungan antara energi kinetik p rata-rata (Ek) satu nolekul gas monoatomik dengan suhu mutlak (T). Berdasar grafik tersebut, konstantan Boltzmann 0 q p q q p q p p q p q B T EBTANAS-97-8 Sebuah partikel alpha (m = 6, 0 7 kg, q =, 0 9 C) bergerak tegak lurus terhadap medan magnet B yang arahnya masuk bidang gambar. Jika B = 0, T dan kecepatan partikel 0 5 m/s, maka jari-jari lintasannya, m 0,75 m 0,0 m 0, m 0,0 m EBTANAS-97-9 Pernyataan-pernyataan berikut berkaitan dengan saat terjadinya keadaan resonansi pada rangkaian R-L-C seri: () Reaktansi induktif > reaktansi kapasitif () Reaktansi induktif = reaktansi kapasitif () Impedansi sama dengan nol () Impedansi sama dengan hambatan R Yang benar adalah pernyataan () dan () () dan () () dan () () dan () () dan () EBTANAS-97-0 Sepotong kawat penghantar yang panjangnya l digerakkan memotong tegak lurus suatu medan magnet B sehingga menimbulkan GGL induksi ε. Jika kecepatan gerak kawat dinaikkan kali semula dengan arah tetap dan panjang kawat di ubah menjadi nya, maka GGL induksinya menjadi 0,5 ε 0,50 ε ε ε ε EBTANAS-97- Urutan spektrum gelombang elektromagnetik yang benar untuk variasi frekuensi besar ke frekuensi kecil cahaya biru, cahaya hijau, sinar infra merah, gelombang radar. cahaya hijau, cahaya biru, sinar x, sinar gamma. sinar infra merah, sinar ultra violet, cahaya hijau, cahaya biru gelombang radar, cahaya hijau, cahaya biru, gelombang radio sinar x, sinar gamma, cahaya biru, cahaya hijau

5 EBTANAS-97- Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0, mm satu dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat,5 mm, maka panjang gelombang cahaya,5 0 m,5 0 m,5 0 5 m,5 0 6 m,5 0 7 m EBTANAS-97- Pada saat bergerak, panjang sebuah pesawat menjadi panjang pesawat itu dalam keadaan diam. Jika c = kecepatan cahaya, maka kecepatan pesawat itu relatif terhadap pengamat yang diam c c c c c EBTANAS-97- Sebuah benda hitam bersuhu T Kelvin meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Bila λ mak dan f mak adalah panjang gelombang dan frekuensi dari gelombang yang meradiasikan kalor dengan intensitas maksimum, maka λ mak sebanding dengan T f λ mak sebanding dengan T λ mak sebanding dengan T f λ mak sebanding dengan T EBTANAS-97-6 Di bawah ini terdapat beberapa pernyataan yang berkaitan dengan ikatan ionik. () Pada ikatan ionik terdapat gaya elektrostatik () Ikatan antara atom-atom yang mudah menerima dan melepaskan elektron () Terjadi antara atom-atom yang stabil. Pernyataan yang benar () () () dan () () dan () () dan () EBTANAS-97-7 Pernyataan yang benar tentang pita energi pada isolator pita konduksi berisi penuh elektron, pita valensi kosong elektron, gap pita valensi dan pita konduksi sempit. pita konduksi berisi penuh elektron, pita valensi kosong elektron, gap pita valensi dan pita konduksilebar. Pita valensi maupun pita konduksi penuh elektron Pita valensi penuh elektron, pita konduksi berisi sebagian elektron Pita valensi penuh elektron, pita konduksi kosong elektron EBTANAS-97-8 Diantara rangkaian transistor di bawah ini: () () () (5) λ mak sebanding dengan T EBTANAS-97-5 Pada setiap atom terdapat beberapa jenis bilangan kuantum. Untuk bilangan kuantum utama n =, terdapat bilangan kuantum orbital sebanyak 0 () Yang lampu (L) nya menyala () () () () (5)

6 EBTANAS-97-9 Grafik di samping menunjukkan hubungan jumlah zat (N) terhadap waktu (t) pada peluruhan suatu unsur radioaktif. Waktu yang diperlukan sehingga unsur tersebut tinggal mol 0 hari 6 N(mol) 0 hari 0 hari 9 0 hari 50 hari 0 0 t (hari) EBTANAS-97-0 Perhatikan gambar penampang matahari berikut: Bagian prominensa ditunjukkan oleh nomor () () (5) () () () () () (5) () EBTANAS-97- Sejumlah air bersuhu o C dicampur dengan 0 gram es bersuhu 5 o Pada saat setimbang masih tersisa 5 gram es yang belum lebur. Jika diketahui c es = 0,5 kal gr o C, c air = kal gr o C dan L es = 80 kal gr, tentukan : a) Jumlah kalor yang dilepas air b) Massa air yang dicampurkan EBTANAS-97- Sebuah mikroskop jarak fokus obyektifnya 0 mm dan jarak fokus okuler 5 cm. Sebuah bayangan nyata terbentuk dari lensa obyektif pada jarak cm di belakangnya. Bila mata berakomodasi maksimum pada 5 cm, tentukan panjang mikroskop! EBTANAS-97- Tentukan frekuensi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh transisi elektron dari n= 5 deret Balmer spektrum atom hidrogen bila diketahui konstanta Rydberg R =, m dan cepat rambat cahaya c = 0 9 m s EBTANAS-97- Didalam suatu tangki tertutup terdapat 0,0 mol gas monoatomik dengan suhu 00 K. Berapa kalor yang diperlukan agar suhu gas naik menjadi 00 K jika tetapan gas R = 8, J mol K? EBTANAS-97-5 Elektron suatu bahan baru dapat terlepas bila disinari oleh cahaya yang panjang gelombangnya 00 (konstanta Planck 6,6 0 J s, cepat rambat cahaya 0 9 m s ). a) Berapa besarnya fungsi kerja bahan tersebut? b) Jika cahaya yang digunakan panjang gelombangnya 00 A, berapakah energi kinetik maksimum elektron yang lepas?