jawaban : Jadi pada grafik V terhadap t sumbu Vv = o sedangkan pada sumbu t,t = 0 grafik yang benar adalah grafik D. Jawab: D

Transkripsi

1 UMPTN 1996 FISIKA 1. Sebuah benda berubag gerak secara beraturan dari kecepatan m/s sampai diam, jarak yang dicapainya adalah 1 meter. Gerak benda itu dapat ditunjukkan oleh grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t): A. B. C. D. E.

2 Dari soal diperoleh data: - kecepatan awal benda (vo) m/s pada saat t 0 berarti pada grafi V terhadap t pada sumbu V m/s dan pada saat t 0 - kecepatan akhir vt 0 (diam) jarak yang ditempuh S 1 m, waktu yang diperlukan untuk berhenti dari keadaan bergerak hingga menempuh jarak 1 m adalah v v + as t o 0 + ai 0 4 a a m/ s vt vo + at 0 + ( )t 0 t t Is Jadi pada grafik V terhadap t sumbu Vv o sedangkan pada sumbu t,t 0 grafik yang benar adalah grafik D. Jawab: D. Untuk meregangkan sebuah pegas sebesar 4 cm diperlukan usaha sebesar 0,16 J. Untuk meregangkan pegas itu sebesar cm diperlukan gaya (Newton): A. 0,8 D. 3, B. 1,6 E. 4,0 C.,4 Dari soal diperoleh data pertambahan panjang x 4cm 4.10 m usaha W 0,16J 1 Mencari konstanta pegas dari : W k x 1 0,16 k(4.10 ) 4 0, k k 00 N / m Besar gaya untuk meregangkan pegas sejauh cm adalah: F k x N Jawab: E

3 3. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 4 o C dan tekanan 7 atm serta volumenya 8L. Apabila gas sipanasi sampai 87 o C, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas adalah: A. berkurang 10% B. tetap C. berkurang 0% Dari soal diperoleh data Tekanan awal P1 7 atm Volume awal V1 8 L Suhu awal T1 4 o C 315 K Tekanan akhir T 8 atm Volume akhir V? Suhu akhir T 87 o C 360 K D. berkurang 15% E. betambah 1% Persamaan gas Boyle-Gay Lussac: PV 1 1 PV T1 T V v v 8L Jadi, volume gas tetap. Jawab: B 4. Sebuah generator listrik dirumah sakit menghasilkan arus searah bertegangan 100 V. Jika lima buah lampu, masing-masing 100 W 100V, disusun paralel dan dihubungkan ke generator listrik tersebut, maka arus yang harus dialirkan sumber sehingga lampu-lampu dapat digunakan semestinya adalah (ampere): A. 1 B. 5 C. 10 D. 50 E. 100 Karena kelima lampu memiliki daya, tegangan yang sama dan dipasang paralel maka tiap lampu dialiri arus yang sama besar. Besarnya kuat arus yang mengalir pada salah satu lampu adalah: P V.I I I 1 ampere

4 Besarnya kuat arus yang harus dialirkan sumber tegangan adalah It I1 + I + I3 + I4 + I5 karena I 1A, maka It 5 A. Jawab: B 5. Tali yang panjangnya 5 m bertegangan N dan digetarkan sehingga terbentuk gelombang stasioner. Jika massa tali 6,5x10-13 kg, maka cepat rambat gelombang adalah (m/s): A. B. 5 C. 6 D. 10 E. 40 Jawab: E 6. Suatu sumber bunyi bergerak relative terhaap pendengar yang diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 35 m/s dan kecepatan sumber bunyi 5 m/s maka perbandingan frekuensi yang diterima pendengar itu pada saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah: A. 5:6 B. 6:7 Dari soal diperoleh data: Kecepatan sumber bunyi vs 5 m/s Kecepatan pendengar vp 0 (diam) Cepat rambat bunyi v 35 m/s C. 7:6 D. 6:5 E. 5:4 Persamaan umum efek Doffler: Vp + pendengar mendekati sumber v± v Vp pendengar menjauhi sumber p f p fs Vs + sumber menjauhi pendengar v ± vs Vs sumber mendekati pendengar Pada saat sumber bunyi mendekati pendengar yang diam (vp 0) v f p1 fs v v s 35 f p1 fs 35 5 Pada saat sumber bunyi menjauhi pendengar v fp fs v + v fs fp fs f p Perbandingan. f p s Jawab: C

5 7. Grafik disamping ini menunjukka hubungan antara energi kinetic maksimum elektron (EK) terhadap frekuensi foton (f) pada efek fotolistrik. JIka konstanta Planck 6,6x10-34 Js dan 1eV1,6x10-19 J maka besar f (Hz) adalah: A. 48x10 14 B. 1x10 14 C. 14x10 14 D. 9,5x10 14 E. 8,9x10 14 Dari grafik diperoleh data 19 1eV 1,6x10 J 34 h 6,6x10 Js 19 0 EK 0,eV 0,x1,6x10 J 3,x10 J W 3,7eV 3,71,610 x x J 5,910 x J o Persamaan efek fotolistrik: hf E + W K 6,6x10 f 3,x10 + 5,9x10 o ,4x10 6,6x f 9,5x10 Hz 34 Jawab: D 8. Massa partikel A 4x massa partikel B dan kecepatan A 1/3 x kecepatan B, maka perbandingan panjang gelombang partikel A dan panjang gelombang partikel B adalah: A. 1:4 B. 4:1 C. 3:4 D. 4:3 Dari soal doperoleh data: m A 4 m B v A 1/3 v B Panjang gelombang partikel dihitung dengan persamaan: h λ mv. h Panjang gelombang partikel A λ A karena m A 4m B m A. v A dan va 1/3 vb E. 1:1

6 h maka 1A 1 4 mb. vb 3 3h 1A 4 mb. vb h panjang gelombang partikel B1B m B. v B Perbandingan panjang gelombang partikel A dan B adalah: λ A 3h mb. vb x λb 4 mb. vb h λ A 3 λb 4 Jawab: C 9. Lampu X besar arus listrik yang melalui lampu pada rangkaian arus listrik searah seperti pada gambar disamping adalah (ampere): A. 0,75 B. 1,5 C.,5 D. 3,00 E. 3,75 Jawab: C 10. Air terjun setinggi 0 m digunakan untuk m pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m 3. Jika efisiensi generator 55% dan percepatan gravitasi 10 m/s maka daya rata-rata yang dihasilkan (dalam kw) adalah: A. 110 B C. 00 Tinggi air h 0 m Volume/detik debit Q 10 m 3 /s Massa jenis air φ 10 3 kg/m 3 Efisiensi h 55% 0,55 Percepatan gravitasi g 10 m/s Energi potensial berubah menjadi energi listrik Efisiensi daya keluaran daya masukkan daya listrik η energi potensial/detik EP mgh m ϕv V Q D. 500 E. 5500

7 P η E P P nmgh. P nϕqgh P 3 0, P W P 1100kW Jawab: B 11. Tinggi maksimum akan dicapai peluru jika ditembakkan dengan sudut elevasi 90 o SEBAB Arah kecepatan peluru yang ditembakkan dengan sudut elevasi bergantung pada waktu dan posisinya Pernyataan : benar, karena energi akan maksimum bila lintasannya dekat. Alasan : salah, karena tidak bergantung pada waktu dan lintasan. Jawab: C 1. Sebuah lensa plankonveks dengan jari-jari 0 cm dan indeks bias 3/. Sebuah benda terletak di depan lensa dan dibentuk bayangan dengan perbesaran x, maka: 1). Letak benda 60 cm di depan lensa ). Jarak fokus lensa 60 cm 3). Letak bayangan 10 cm di belakang lensa 4). Bayangan bersifat tegak R1 0 cm, R - (permukaan lensa datar) Perbesaran M kali Indeks bias lensa 3/ Fokus lensa dicari dengan ( n )( + ) f R R ( 1)( + ) f ( ) ( + 0) f 1 1 f 40 f 40cm

8 Jarak benda benda dari perbesaran f s s' s s s s s s 60cm s ' M s s ' s s' s Jarak bayangan s s s cm Bayangan yang dibentuk nyata, terbalik diperbesar sebab benda terletak di ruang II maka bayangan berada di ruang III. Jadi pilihan yang benar adalah (1) dan (3). Jawab: B 13. Jika cahaya monokromatis merambat dari dalam kaca menuju ruang hampa, maka: 1). Kecepatannya berubah menjadi lebih lambat ). Frekuensinya tetap 3). Panjang gelombangnya menjadi lebih pendek 4). Energi fotonnya tetap Cahaya merambat dai medium lebih rapat (kaca) ke medium yang kurang rapat (hampa udara) ini menyebabkan: - kecepatan cahaya jadi lebih besar - frekuensi cahaya tetap - panjang gelombang lebih besar - energi fotonnya tetap karena frekuensi tetap Jawab: C 14. Kapasitor C1 dan C yang dipasang paralel masing-masing mempunyai kapasitas µf dan 4µF. Jika tegangan ujung-ujunga kapasitor adalah 1 V, maka: 1). Kapasitas pengganti kedua kapasitor itu adalah 6µF ). Muatan listrik C adalah 48µF 3). Energi yang tersimpan di C1 adalah 1,44x10-4 J 4). Energi yang tersimpan di C adalah 5,76x10-4 J Kapasitas C1 µf.10-6 F Kapasitas C 4µF F Tegangan kapasitor V 1 V Rangkaian kapasitor paralel: C1 C1+ C

9 C1 µ F + 4µ F C1 6µ F Karena kapasitor tersusun paralel, maka regangan kedua kapasitor sama besarnya yaitu 1 V muatan pada C adalah: Q CV 6 Q Q C Q 48µ C 1 Energi pada C1 adalah W CV (1) W 4 W 1,44.10 J 1 Energi pada C adalah W CV (1) W 4 W,88.10 J Pilihan yang benar adalah (1), (), dan (3) Jawab: A 15. Hanbatan R, indukor L, dan kapasitor C masing-masing 330 ohm, 0,9 Henry, dan µf. JIka ketiga komponen listrik tersebut dihubungkan seri dan diberi tegangan efektif ac sebesar 50 volt sedangkan frekuensi sudut ac 1000 rad/s, maka: 1). Impedansi rangkaian 500 ohm ). Arus efektif rangkaian 0,1 A 3). Tegangan melintasi L adalah 90 volt 4). Tegangan melintasi C adalah 50 volt hambatan R 300 ohm induktansi diri L 0,9 H kapasitas kapasitor C 4µf F frekuensi angular ω 1000 rad/s Reaktansi induktif XL ω.l XL ,9 XL 900 ohm 1 Reaktansi kapasitif X C ω. C

10 Impedansi rangkaian X X C C ohm 6 Z R + ( X X ) L C Z ( ) Z Z 500ohm Vef Arus efektif Ief Z 50 Ief 0,1A 500 Tegangan pada induktor ( LV ) L I ef X L VL 0,1.900 VL 90V Tegangan pada kapasitor ( CV ) C I ef X C VC 0,1.500 VC 50V Pilihan semua benar. Jawab: E