SOAL DAN PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL 2010 FISIKA

Transkripsi

1 fisikastudycenter.com. Perhatikan gambar pengukuran panjang balok disamping ini! Hasil pengukuran yang diperoleh A. 3,00 cm cm B. 3,04 cm C. 3,09 cm D. 3,9 cm E. 4,9 cm. 3,9 cm 2. Seorang anak berjalan lurus 0 meter ke barat kemudian belok ke selatan sejauh 2 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 5 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal. A. 8 meter arah barat daya B. 4 meter arah selatan C. 3 meter arah tenggara D. 2 meter arah timur E. 0 meter arah tenggara Lebih dahulu tentukan posisi awal (O) dan posisi akhir (A) anak kemudian gunakan aturan Phytagoras : OA meter Arah tenggara 3. Kecepatan (v) benda yang bergerak lurus terhadap waktu (t) diperlihatkan grafik v-t berikut! Benda akan berhenti setelah bergerak selama. A. 4 sekon B. 5 sekon C. 8 sekon D. 0 sekon E. 20 sekon Dengan metode grafis membandingkan sisi samping dan sisi depan segitiga kecil dan segitiga besar, dapat diperoleh : t t t8 sekon 4. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 6 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Mula-mula benda B ditahan kemudian dilepaskan. Jika g = 0 ms -2 maka percepatan benda B A. 8,0 ms -2 B. 7,5 ms -2 C. 6,0 ms -2 D. 5,0 ms -2 E. 4,0 ms -2 Untuk soal dengan kondisi persis seperti soal diatas gunakan saja persamaan : a m xg ms m Perbandingan kuat medan gravitasi bumi untuk dua benda, yang satu dipermukaan bumi dan satu lagi di ketinggian yang berjarak ½ R dari permukaan bumi (R = jarijari bumi) A. : 2 B. 2 : 3 C. 3 : 2 D. 4 : 9 E. 9 : 4

2 2 fisikastudycenter.com g R 2 RR g R R Jawaban : E 3 2 R R Diagram melukiskan benda bidang homogen dengan ukuran seperti gambar! Koordinat titik berat benda gabungan adalah A. (3 ; 2,7) B. (3 ; 3,6) C. (3 ; 4,0) D. (3 ; 4,5) E. (3 ; 5,0) (3 ; 4,0) 7. Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar! Gesekan katrol dengan tali dan gesekan disumbu putarnya diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka hubungan yang tetap untuk menyatakan percepatan tangensial katrol A. α = F.R. β B. α = F.R. β 2 C. α = F.(R. β) D. α = F.R. (β) E. α = (F.R). β Jika yang dimaksud adalah percepatan sudut maka: Jika yang dimaksud adalah percepatan tangensial Dimana apercepatan tangensial percepatan singgung α percepatan sudut percepatan anguler Rjarijari Dalam soal diatas percepatan tangensial (a) dilambangkan dengan (memungkinkan terjadi kerancuan antara sebenarnya/ biasanya dipakai untuk kecepatan sudut atau anguler dengan dalam lambang soal sehingga: Jawaban : Perhatikan gambar perpindahan balok, sebagai berikut. Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai μk = 0,5, maka nilai perpindahan benda (S). Anggap g = 0 m.s -2 A. 5,00 m B. 4,25 m C. 3,00 m D. 2,50 m E. 2,00 m ,5. 2,50 m

3 3 fisikastudycenter.com 9. Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut: Percobaan F (N) Δx (cm) F = gaya beban pegas, Δx = pertambahan panjang pegas. Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar. A. 800 N.m B. 80 N.m C. 8 N.m D. 0,8 N.m E. 0,08 N.m Dari salah satu data pada tabel 88 0, Tiga pegas identik dengan konstanta 000 N.m disusun seperti gambar. (ΔL = pertambahan panjang pegas). Anggap susunan pegas hanya dipengaruhi oleh beban. Jika susunan pegas diberi beban sehingga bertambah panjang 6 cm, maka pertambahan panjang masing-masing pegas A. B. C. D. E. ΔL ΔL 2 ΔL 3 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 4 cm 4 cm 3 cm 3 cm 3 cm 4 cm 2 cm 3 cm 4 cm 2 cm 3 cm Pertambahan panjang pegas masing-masing adalah (6cm : 3 ) = 2 cm untuk masingmasing pegas Jawaban: A. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada dititik M A. E p : E k = : 3 B. E p : E k = : 2 C. E p : E k = 2 : D. E p : E k = 2 : 3 E. E p : E k = 3 : Cara lebih mudah: Karena 3 maka Lihat bahwa / / = : 2 2. Sebuah peluru karet berbentuk bola massanya 60 gram ditembakkan horizontal menuju tembok seperti gambar. Jika bola dipantulkan dengan laju sama, maka bola menerima impuls sebesar. A. 2 N.s B. 6 N.s C. 5 N.s D. 3 N.s E. 2 N.s Impuls: [Perhatikan tanda (+)/( ) pada v, jika ke kanan (+) maka ke kiri ( ) atau sebaliknya]

4 4 fisikastudycenter.com 3. Sepotong uang logam bermassa 50 g bersuhu 85 C dicelupan ke dalam 50 g air bersuhu 29,8 C (kalor jenis air = kal.g. C ). Jika suhu akhirnya 37 C dan wadah tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logam adalah A. 0,5 kal.g. C B. 0,30 kal.g. C C.,50 kal.g. C D. 4,8 kal.g. C E. 7,2 kal.g. C Asas pertukaran kalor: ,8 48 7,2 7,2 48 0,5 kal. g. C 4. Pernyataan di bawah ini yang berkaitan dengan gaya angkat pada pesawat terbang yang benar A. Tekanan udara di atas sayap lebih besar daripada tekanan udara di bawah sayap B. Tekanan udara dibawah sayap tidak berpengaruh terhadap gaya angkat pesawat C. Kecepatan aliran udara di atas sayap lebih besar daripada kecepatan aliran udara dibawah sayap D. Kecepatan aliran udara di atas sayap lebih kecil daripada kecepatan aliran udara dibawah sayap E. Kecepatan aliran udara tidak mempemgaruhi gaya angkat pesawat Pada sayap pesawat berlaku untuk gaya angkat (ke atas) : F bawah > F atas P bawah > P atas V bawah < V atas 5. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi T dan volumenya menjadi V, maka tekanannya menjadi. A. P B. P C. P D. P E. 2 P Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan sebagai E kt, T menyatakan suhu mutlak dan E = energi kinetik rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan diatas. A. Semakin tinggi suhu gas, energi kinetiknya semakin kecil B. Semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin lambat C. Semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin cepat D. Suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik gas E. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel gas Energi kinetik partikel gas ideal: Dari persamaan terlihat bahwa Ek sebanding dengan suhu gas, semakin tinggi suhu gas, semakin besar Energi kinetik gas (gerak partikel menjadi lebih cepat)

5 5 fisikastudycenter.com 7. Diagram P V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut! Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar. A. 660 kj B. 400 kj C. 280 kj D. 20 kj E. 60 kj Usaha = Luas Kurva = (3,5,5)(4 2 )0 5 =400 kj 8. Perhatikan diagram pembentukan bayangan alat optik X. Benda A diletakkan 3 cm dari lensa obyektif. Jika jarak fokus lensa obyektif dan okuler masing-masing 2 cm dan 6 cm (Sn = 30 cm), maka perbesaran sudut bayangan yang terjadi A. 4 kali B. 6 kali C. 8 kali D. 0 kali E. 20 kali Perbesaran sudut :, Dengan Dan f ok untuk mata tidak berakomodasi maka Urutan jenis gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke kecil A. Gelombang radio, inframerah, cahaya tampak, sinar X B. Sinar γ, ultraviolet, inframerah, gelombang mikro C. Sinar γ, inframerah, ultraviolet, gelombang radio D. Gelombang mikro, cahaya tampak, ultraviolet, sinar X E. Gelombang mikro, cahaya tampak, inframerah, sinar X Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke kecil : () Sinar gamma (2) Sinar rontgen (X) (3) Sinar ultra ungu / ultraviolet (4) Sinar tampak (5) Sinar inframerah (6) Gelombang RADAR (7) Gelombang TV (8) Gelombang Radio (Gelombang mikro : RADAR, TV, Radio) 20. Jenis gelombang elektromagnetik yang dapat menyebabkan terjadinya kanker kulit A. Inframerah B. Sinar X C. Sinar gamma D. Ultraviolet E. Cahaya tampak

6 6 fisikastudycenter.com 2. Suatu gelombang berjalan merambat melalui permukaan air dengan data seperti pada diagram! Bila AB ditempuh dalam waktu 8 s; maka persamaan gelombangnya A. Y 0,03 sin 2π 0,5t 2x m B. Y 0,03 sin π 0,5t 2x m C. Y 0,03 sin 5t 0,5x m D. Y 0,06 sin 5t 0,5x m E. Y 0,06 sin 2π 2t 0,5x m Persamaan gelombang: YAsin2π t T x λ m Y 0,03 sin 2π t 4 x m Y 0,03 sin 2π 0,25t x m Y 0,03 sin π 0,5t 2x m 22. Perhatikan diagram difraksi celah ganda (kisi) dengan data berikut ini. Jika panjang gelombang berkas cahaya 6000 dan jarak antar celah 0,6 mm, maka jarak antara terang pusat dengan gelap pertama pada layar A. 0,2 mm B. 0,4 mm C. 0,6 mm D. 0,9 mm E.,2 mm Jarak gelap ke-n pada celah ganda: dengan n = Tanpa menghitung pangkatnya (karena option pilihan beda semua!) maka : ,4 mm 23. Bunyi klakson sebuah sepeda motor saat dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 40 db, sedangkan bunyi klakson sebuah mobil saat dibunyikan adalah 60 db. (I o = 0-2 W.m -2 ). Jika 00 klakson sepeda motor dan 0 klakson mobil serentak dibunyikan, maka perbandingan taraf intensitas sepeda motor dengan mobil adalah A. 5 : 6 B. 6 : 7 C. 7 : 8 D. 8 : 9 E. 9 : 0 Taraf intensitas bunyi untuk banyak sumber : 0 Sehingga 40 0log log :7 24. Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m.s - sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi diudara 300 m.s - ). Jika mobil pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri di tepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar frekuensi sirine pada frekuensi. A. 375 Hz B. 575 Hz C. 600 Hz D. 620 Hz E. 725 Hz Efek Doppler, frekuensi yang didengar pendengar:

7 Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar! Kondisi I E I = E + E = 2 E Kondisi II 7 fisikastudycenter.com Resultan gaya yang bekerja pada muatan +q adalah F. Jika muatan 2 q digeser menjauhi muatan + q sejauh a, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan +q menjadi F 2. Nilai perbandingan F dengan F 2 adalah A. 2 : 5 B. 5 : 2 C. 5 : 8 D. 8 : E. 8 : Jawaban : E Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh a. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 NC. Jika titik A tersebut digeser a mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik di titik A setelah digeser menjadi. A. 4 NC B. 6 NC C. 32 NC D. 40 NC E. 80 NC Untuk lebih memudahkan menganalisa ubah jarak antar muatan menjadi 2x ( a = 2x) seperti gambar dibawah ini : Perhatikan faktor-faktor berikut ini! () Konstanta dielektrik (2) Tebal pelat (3) Luas pelat (4) Jarak kedua pelat Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keping sejajar jika diberi muatan A. () dan (2) saja B. (3) dan (4) saja C. (), (2), dan (3) D. (), (2), dan (4) E. (), (3), dan (4) Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor : () Konstanta dielektrik / bahan dielektrik / bahan penyisip antara 2 keping (2) Luas tiap keping

8 (3) Permitivitas udara (juga permitivitas relatif bahan) (4) Jarak antara dua keping (terkadang dimasukkan faktor VOLUME, karena perkalian antara luas dan jarak keping) Jawaban : E. (),(3), dan (4) Catatan penting : Untuk soal yang setipe dengan soal di atas, jangan sampai memilih beda potensial (tegangan) dan muatan pada kapasitor sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor bila ada dalam option pilihan, meskipun ada rumus Q = CV) 28. Sebuah lampu X dihubungkan dengan sumber tegangan searah seperti pada gambar di bawah. Dengan prinsip pembagi tegangan: Dua kawat penghantar dialiri arus listrik dengan arah dan besar seperti gambar (μ o = Wb (Am) ). 8 fisikastudycenter.com Daya lampu X A. 50 W B. 275 W C. 300 W D. 425 W E. 490 W Daya pada lampu (P) Jawaban : E 29. Rangkaian sederhana 3 hambatan identik R seperti gambar. Jika titik A dan C diberi beda potensial 20 volt, maka potensial V AB A. 48 volt B. 72 volt C. 80 volt D. 96 volt E. 00 volt Nilai induksi magnet di titik Q A tesla masuk bidang gambar B tesla masuk bidang gambar C tesla keluar bidang gambar D tesla masuk bidang gambar E tesla keluar bidang gambar Kuat medan magnet pada kawat penghantar lurus panjang : 2 Unuk dua kawat pada soal: karena arahnya sama-sama masuk, maka dijumlahkan Arah masuk ke bidang gambar

9 3. Sebuah elektron bergerak dari titik A dengan kecepatan v memasuki medan magnet homogen B, secara tegak lurus. Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron A. Mengikuti lintasan I B. Mengikuti lintasan II C. Mengikuti lintasan III D. Masuk ke bidang gambar E. Keluar dari bidang gambar Yang berpengaruh terhadap besarnya GGL induksi yang dihasilkan A. (), (2), (3), (4), dan (5) B. (), (2), (3), dan (4) saja C. (), (2), dan (4) saja D. (), (2), dan (3) saja E. (2), (3), dan (4) saja Pembahasan : Faktor yang mempengaruhi besarnya GGL induksi adalah: Jumlah lilitan, besar fluks magnet yang digunakan, kecepatan gerak magnet, luas penampang kumparan ( diwakili oleh jari-jari atau diameter kumparan) 9 fisikastudycenter.com Kaidah tangan kanan untuk menentukan arah gaya Lorentz pada muatan : - Ibu jari : arah gerak muatan listrik(v) - 4 jari : arah medan magnet (B) - Telapak tangan : arah gaya (F) jika muatan positif - Punggung tangan: arah gaya (F) jika muatan negatif Sesuai kaidah tangan kanan maka arah elektron yang benar adalah lintasan I 32. Gambar disamping menunjukkan rangkaian alt-alat yang digunakan untuk percobaan GGL induksi. Di antara faktor-faktor di bawah ini () Jumlah lilitan (N) (2) Kekuatan fluks (B) (3) Kecepatan relatif dari magnet (4) Diameter kawat kumparan (5) Kuat arus (i) 33. Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut. Besar impedansi pada rangkaian tersebut adalah A. 600 Ω B. 500 Ω C. 300 Ω D. 800 Ω E. 600 Ω Impedansi rangkaian listrik bolak-balik: Dengan Sehingga Z = 300 Ω

10 0 fisikastudycenter.com 34. Suatu rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi H dan kapasitas π kapasitor 25 μf, maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi A. 0,5 khz B.,0 khz C. 2,0 khz D. 2,5 khz E. 7,5 khz Frekuensi rangkaian resonansi seri: ,5 fisikastudycenter.com 35. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut: () Atom terdiri dari elektron yang bermuatan negatif dan inti atom yang bermuatan positif. (2) Elektron mengorbit inti atom seperti planet mengorbit matahari (3) Elektron mengorbit inti atom pada orbit yang stasioner tanpa memancarkan energi. Yang membedakan model atom Rutherford dan model atom Thomson adalah pernyataan. A. (), (2), dan (3) B. () saja C. (2) saja D. (3) saja E. () dan (3) saja Model atom Thomson () Atom bukan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi (ada elektron) (2) Atom berbentuk bola padat dengan dengan muatan-muatan listrik positif tersebar merata di seluruh bagian bola, dan dinetralkan oleh elektron-elektron negatif yang melekat pada bola seragam seperti kismis yang melekat pada sebuah kue Model atom Rutherford () Semua muatan positif dan sebagian besar massa atom berkumpul pada sebuah titik di tengah-tengah atom (inti atom) (2) Inti atom dikelilingi oleh elektronelektron yang pada jarak relatif jauh, pada lintasan-lintasan seperti planet mengelilingi matahari pada tata surya Model atom Bohr () Elektron atom hidrogen bergerak mengitari inti dalam orbit lingkaran (pengaruh gaya Coulomb) (2) Elektron berputar hanya melalui orbitorbit stabil tertentu tanpa meradiasikan energi (orbit stationer) (3) Elektron dapat berpindah orbit dengan menyerap atau memancarkan energi (4) Ukuran orbit ditentukan oleh momentum sudut orbit elektron terhadap intinya yang memenuhi mvr=nh/2 Kesimpulan yang bisa diambil : - Pernyataan atom terdiri dari elektron yang bermuatan negatif dan inti atom yang bermuatan positif bukan hanya pada Rutherford namun juga ada pada Bohr ( Thomson tidak ada). - Elektron pada Rutherford seperti planet yang mengorbit matahari, sementara pada Thomson seperti kue kismis. - Elektron mengorbit inti atom pada orbit yang stasioner tanpa memancarkan energi adalah milik Bohr.. (2) saja. Catatan : Jawaban soal di atas memungkinkan untuk diperdebatkan. 36. Jika persamaan energi lintasan elektron tunggal dari sebuah atom hidrogen adalah E, ev, maka, sebuah elektron yang tereksitasi dari lintasan n = ke n = 4 mengalami perubahan energi elektron sebesar. A. 2,75 ev B. 0,20 ev

11 fisikastudycenter.com C. 7,20 ev D. 6,85 ev E. 3,40 ev 3,6 3,6 2,75 4 Ambil harga mutlaknya 2, Benda hitam dengan daya radiasi 50 watt, meradiasi gelombang inframerah sebesar 22% dari total radiasi cahaya yang dilepaskan. Jika panjang gelombang cahaya merah 6000 Å, maka jumlah foton yang dipancarkan tiap sekon h 6,6 x 0 Js ; c 3 x 0 ms A. 2,0 x 0 foton B.,0 x 0 foton C.,2 x 0 foton D.,8 x 0 foton E. 2,0 x 0 foton Besar energi foton ,6 x 0 3 x x0,00 foton tiap detik. B 38. Elektron bermassa 9,0 x 0 kilogram bergerak dengan kecepatan 2,2 x 0 ms (Tetapan Planck = 6,6 x 0 Js ) memiliki panjang gelombang de Broglie sebesar. A. 3,3 x 0 m B. 4,5 x 0 m C. 5,2 x 0 m D. 6,7 x 0 m E. 8,0 x 0 m Panjang gelombang de Broglie: 6,6 x 0 9,0 x 0 2,2 x 0 3,3 x Massa inti atom adalah 40,078 sma. Jika massa proton =,0078 sma dan neutron =,0087 sma, defek massa pembentukan A. 0,65 sma B. 0,252 sma C. 0,262 sma D. 0,320 sma E. 0,330 sma Defek massa (susut massa): 20, , ,078 0, Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! () Sinar gamma digunakan untuk membunuh sel-sel kanker (2) Sinar gamma digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran (3) Sinar alfa digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran suatu pipa (4) Sinar beta digunakan untuk mendeteksi kebocoran suatu pipa Pernyataan yang merupakan manfaat sinar radioaktif yang dihasilkan radioisotop adalah A. (), (2), dan (3) B. () dan (3) saja C. (2) dan (4) saja D. (), (2), dan (4) E. () dan (4) saja Sinar gamma untuk mendeteksi kedatangan pasokan cairan pada suatu pipa Sinar beta untuk mendeteksi kebocoran suatu pipa Sinar gamma untuk mensterilkan alat kedokteran dan membunuh sel kanker. (),(2) dan (4)