SOAL UN FISIKA DAN PENYELESAIANNYA 2008

Transkripsi

1 1. Untuk mengukur tebal sebuah balok kayu digunakan jangka sorong seperti gambar. Tebal balok kayu adalah... A. 0,31 cm D. 0,55 cm B. 0,40 cm E. 0,60 cm C. 0,50 cm Perhatikan gambar di atas! Dari gambar didapat: Skala utama 0,3 cm Skala nonius Panjang benda skala utama + skala nonius 0,3 + 0,1 0,4 cm 2. Seorang siswa mengukur diameter sebuah lingkaran hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah... ( 3,14) A. 267 cm D. 0,267 cm B. 26,7 cm E. 0,0267 cm C. 2,67 cm Diketahui: d 8,50 cm Keliling lingkaran d 8,50 x 3,14 26,69 cm 26,7 cm 3. Vektor 14 N dan 10N diletakkan pada diagram Cartisius seperti pada gambar. Resultan dinyatakan dengan vektor satuan adalah... A. 7i + 10 j D. 3i + 10j E. 3i + 7j A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 1

2 B. 7i + 10j C. 3i + 7 j F x F 1 cos F 2 cos 0 14(- ) + (10)(1) i F x F 1 sin F 2 sin 0 14( ) + 10(0) 7 j 4. Tetesan oli yang bocor jatuh dari mobil yang bergerak lurus dilukiskan seperti pada gambar! Yang menunjukkan mobil bergerak dengan percepatan tetap adalah... A. 1 dan 3 D. 1, 2, dan 3 B. 2 dan 3 E. 2, 3, dan 4 C. 2 dan 4 Dari gambar yang menunjukkan mobil bergerak dengan percepatan tetap adalah gambar (2 - percepatan) dan (3 - perlambatan). Bergerak dengan percepatan tetap artinya mengalami perubahan kecepatan ( v) dengan besar dan arah percepatannya tetap. 5. Informasi dari gerak sebuah mobil mulai dari bergerak sampai berhenti disajikan dengan grafik (v-t) seperti gambar. A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 2

3 Jarak tempuh mobil dari t 2 sekon hingga t 5 sekon adalah... A. 225 m D. 110 m B. 150 m E. 90 m C. 115 m Jarak yang ditempuh adalah t 2s hingga t 5s S BCD S BCD S BC + S CD S BC v 0 t +.at² ² m S CD v 0 t +.at² ² 50 + (-15) 35 m S BCD m 6. Sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan percepatan sentripetal (a s ). Agar percepatan sentripetal menjadi dua kali dari semula maka... A. v dijadikan 4 kali dan R dijadikan 2 kali semula B. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 4 kali semula C. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 2 kali semula A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 3

4 D. v tetap dan R dijadikan 2 kali semula E. v dijadikan 2 kali semula dan R tetap ; Agar percepatan sentripetal (a s2 ) menjadi dua kali dari semula (a s1 ) maka v 2 2v 1 dan R 2 2R 1 7. Perhatikan gambar di bawah ini! Jika massa balok 4 kg, dan antara balok dengan lantai tidak ada gesekan, maka balok tersebut dalam keadaan... A. diam (tidak bergerak) B. bergerak lurus berubah beraturan arah kanan C. bergerak lurus berubah beraturan arah ke kiri D. bergerak lurus beraturan arah ke kanan E. bergerak lurus beraturan arah ke kiri F F s F 1 cos 45 + F 2 cos F 3 cos (-1) , N Jadi balok bergerak lurus berubah beraturan arah kanan karena gaya lebih besar ke kanan dengan selisih 5 N. 8. Data fisis planet A, planet B, dan planet Bumi terhadap matahari terlihat seperti pada tabel! Perbandingan periode planet A dan B adalah... A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 4

5 A. B. D. E. C. G tetapan gravitasi M massa matahari R A 0,5 R R B 1,5 R Jadi 9. Benda bidang homogen pada gambar di atas, mempunyai ukuran AB BC Koordinat titik beratnya terhadap titik E adalah... A. (1 ; 1,7) cm D. (2 ; 6,2) cm B. (1 ; 3,6) cm E. (3 ; 3,4) cm C. (2 ; 3,8) cm cm. A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 5

6 Bangun 1 (A 1 ) 4 x 6 24 Bangun 2 (A 2 ) at X 1 ED (4) 2 cm X 2 AC (4) 2 cm Y 1 AE (6) 3 cm Y 2 t + AE (3) cm Jadi koordinat titik berat terhadap titik E adalah (2 ; 3,8) cm. 10. Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya 8 kg.m². Bila diputar melalui titik pusat O (AO OB), momen inersianya menjadi... A. 2 kg m² D. 12 kg m² B. 4 kg m² E. 16 kg m² C. 8 kg m² Diketahui: M AB 2 kg I A 8 kg m² (sumbu putar pada ujung batang) A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 6

7 Ditanyakan: I O? I O I A ml² ml² 8. 2 L² 8 L² L² 8 x 3/2 12 I O ml² kg m² 11. Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms -2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah... A. 15 J B. 30 J C. 35 J D. 45 J E. 50 J Diketahui: m 1,5 kg F 15 N g 10 m/s² Ditanya: W? sin 30 x 2 m (sisi miring) A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 7

8 h x sin 30 2( W E P mg (h - h 0 ) 1,5. 10 (1-0) 15 J ) 1 m 12. Grafik (F - x) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah... A. 20 joule D. 1,6 joule B. 16 joule E. 1,2 joule C. 3,2 joule Dari grafik diperoleh: E p luas segitiga yang berwarna E p a. t x F (0,08) 40 0,04 x 40 1,6 J 13. Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60 dan kecepatan 40 m.s -1 seperti gambar. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi... A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 8

9 A. 0 joule B. 4 joule C. 8 joule D. 12 joule E. 24 joule Ek puncak (m)(v a )² m(v 0 cos 60)². 0,02 (40. )² 0,01 x joule 14. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m.s -1. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m.s -1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah... A. 8 kg.m.s -1 B. 6 kg.m.s -1 C. 5 kg.m.s -1 Diketahui: massa bola m b 0,5 kg v 1 2 m.s -1 v 2-6 m.s -1 t 0,01 s Ditanyakan: M? M m v m b (v 2 - v 1 ) 0,5(-6-2) 0,5(-8) -4 kg.m.s -1 (-) menunjukkan arah D. 4 kg.m.s -1 E. 2 kg.m.s Potongan alumunium bermassa 200 gram dengan suhu 20 C dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80 C. Jika diketahui kalor jenis alumunium 0,22 kal/g C dan kalor jenis air 1 kal/g C, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati... A. 20 C B. 42 C C. 62 C D. 80 C E. 100 C A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 9

10 16. Diketahui: m al 200 g c al 0,22 kal/g C T al 20 C m air 100 g c air 1 kal/g C T air 80 C Q s Q L m al. c al. T al m air. c air. T air ,22(T c - 20) (80 - T c ) 44(T c - 20) 100(80 - T c ) 44T c T c 44T c - 100T c T c 8880 T c 62 C Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k. Kemudian keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujungujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar. Suhu (t) pada sambungan logam A dan B adalah... A. 80 C B. 100 C C. 120 C D. 150 C E. 160 C Diketahui: T A 210 C K A 2K T B 30 C K B K (Ukuran sama, maka L A L B dan A A A B ) Ditanyakan: t? Dua batang disambung maka: 420-2t t t + 2t A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 10

11 17. 3t 450 t 150 C Perhatikan peristiwa kebocoran tangki air pada lubang P dari ketinggian tertentu pada gambar di atas (g 10.m.s -2 ) Air yang keluar dari lubang P akan jatuh ke tanah setelah waktu t... A. s B. D. E. 2 s s C. s s 2 m/s s 18. Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27 C pada tekanan 1 atm (1 atm 10 5 Pa) berada A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 11

12 di dalam tabung. Jika konstanta gas umum R 8,314 J m -1 K -1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah... A. 0,83 x partikel B. 0,72 x partikel C. 0,42 x partikel Diketahui: T 27 C 300 K V 3 liter 3 x 10-3 m 3 P 10 5 Pa R 8,314 Jm -1 K -1 N 0 6,02 x partikel Ditanyakan: N? PV nrt x 10-3 n. 8, x 10² n. 2494,2 n 0,1203 D. 0,22 x partikel E. 0,12 x partikel N n. N 0 0, ,02 x ,72 x partikel 19. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan sebagai P Ek [P tekanan (Pa); N jumlah molekul (partikel) gas; V volume gas; dan E k adalah energi kinetik rata-rata molekul (J)] Berdasarkan persamaan ini, pernyataan yang benar adalah... A. tekanan gas terhadap dinding bergantung pada energi kinetik rata-rata molekul B. energi kinetik gas bergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding C. suhu gas dalam tabung akan berubah jika tekanan gas berubah D. jika jumlah molekul gas berkurang maka volume energi kinetik molekul akan berkurang E. jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang P E k jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang. A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 12

13 20. Grafik P-V dari sebuah mesin Carnot terlihat pada gambar atas! Jika mesin menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukan adalah... A. 105,5 J D. 466,7 J B. 252,6 J E. 636,7 J C. 336,6 J Diketahui: T K T K (suhu rendah) Q J Ditanya: W? W Q 1 (1 - ) 800(1 - ) 466,7 J 21. Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop di bawah ini: Jika berkas yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar, berarti jarak antara lensa objektif dan okuler adalah... A. 8 cm D. 30 cm B. 17 cm E. 39 cm C. 22 cm Dari gambar diperoleh: f ob 2 cm S ob 2,2 cm f ok 8 cm Ditanyakan: d? d S' ob + f ok A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 13

14 - S' ob 22 cm d cm 22. Perhatikan gelombang elektromagnetik berikut ini! 1. infra merah 3. ultra violet 2. televisi 4. sinar gamma Urutan yang benar, berdasarkan frekuensi dari yang paling besar sampai paling kecil adalah... A. (4), (3), (1), (2) B. (4), (3), (2), (1) C. (3), (4), (1), (2) D. (2), (3), (1), (4) E. (1), (2), (3), (4) Urutan berdasarkan frekuensi dari yang paling besar: - sinar - sinar X - sinar UV - cahaya tampak - infra merah - radar - gelombang TV - gelombang Radio 23. Gelombang berjalan merambat pada tali ujung tetap dilukiskan seperti pada diagram di bawah ini: Jika jarak AB 6 m ditempuh dalam selang waktu 0,25 (s), maka simpangan titik P memenuhi persamaan... A. D. y p 0,5 sin (12t - )m y p 0,5 sin (4t - )m B. E. y p 0,5 sin (12t + )m y p 0,5 sin (4t + )m C. y p 0,5 sin (6t - )m A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 14

15 Diketahui: X AB 6 m t AB 0,25 s 4 m Y p A sin 2 0,5 sin 2 0,5 sin 2 (6t - ) 0,5 sin (2. 6t - ) 0,5 sin (12t - )m Tanda dalam sinus negatif (-) karena gelombang merambat ke kanan. 24. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm maka jarak dua pita terang yang berdekatan adalah... A. 4,0 mm B. 6,0 mm C. 8,0 mm D. 9,0 mm E. 9,6 mm Diketahui: 640 nm 640 x 10-6 mm L 1,5 m 1,5 x 10³ mm d 0,24 mm A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 15

16 Ditanyakan: Y terang? Y terang 40 x ,0 mm 25. Jarak seorang pengamat A ke sumber gempa dua kali jarak pengamat B ke sumber gempa. Apabila intensitas gempa di pengamat B 8,2 x 10 4 W.m -2, berarti intensitas gempa di A sebesar... A. 2, W.m -2 B. 4, W.m -2 C. 8, W.m -2 Diketahui: R A 2 R B I B 8,2 x 10 4 W.m -2 Ditanyakan: I A? D. 1, W.m -2 E. 2, W.m -2 I A dicari nilai P I B 8,2 x 10 4 P 8,2 x 10 4 R B ² I A 2, W.m Seorang pemuda yang berdiri diam meniup peluit pada frekuensi 490 Hz ke arah mobil A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 16

17 yang sedang bergerak mendekati anak tersebut seperti pada gambar. Pelayangan yang terdengar antara gelombang langsung dan gelombang yang dipantulkan mobil adalah 10 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s -1, maka kecepatan mobil adalah... A. 6,9 m.s -1 B. 5,8 m.s -1 C. 4,4 m.s -1 Diketahui: f s 490 Hz v s 0 f p Hz v 340 m.s -1 Ditanyakan: v p? D. 3,8 m.s -1 E. 3,4 m.s , , v p v p 6,9 m.s -1 Muatan listrik +q 1 10 C; +q 2 20 C dan q 3 terpisah seperti pada gambar di atas. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q 2 nol; maka muatan q 3 adalah... A. +2,5 C D. -25 C B. -2,5 C E. +4 C C. +25 C Diketahui: Q 1 10 C Q 2 20 C Ditanyakan: agar F Q2 0 F 2.1 F 2.3 A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 17

18 28. Q 3 0,25 x ,5 C 29. Kapasitor X, Y, dan Z dirangkai seperti pada gambar di atas! Bila sakelar S ditutup selama 5 sekon, energi listrik yang tersimpan pada kapasitor Z adalah... A. 144 joule D joule B. 720 joule E joule C. 864 joule E c. V². 12. (24)² 6 x Joule Untuk mengetahui nilai hambatan (R AB ) kawat AB, digunakan rangkaian dengan penunjukan voltmeter dan ampermeter seperti pada gambar. Nilai hambatan kawat (R AB ) adalah... A. 10,0 ohm B. 8,0 ohm C. 6,0 ohm D. 4,0 ohm E. 2,0 ohm A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 18

19 Dari gambar diperoleh: Pada Volmeter (V) x 10 8 V Pada Amperemeter (i) 2/5 x 10 4 A ir AB - V + i rd 0 4R AB (0,5) 0 4R AB R AB 8 R AB 2 ohm 30. Perhatikan rangkaian gambar di bawah ini! Bila sakelar S ditutup, maka daya pada R 4 adalah... A. 6 W D. 20 W B. 9 W E. 36 W C. 18 W Ditanyakan: Daya pada R 4 (P) adalah? Dari gambar diketahui: i 1 i 2 + i 3... (1) Loop I 2i 2 + 4i (2) Loop II 6-2i 2 0 2i 2 6 i 2 3A Persamaan (2) 2i 2 + 4i (3) + 4i A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 19

20 i i 1 6 i 1 1,5 A Daya pada R 4 adalah: P i 1 ². R 1,5². 4 9 W Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik 5 A seperti gambar. [ 4 x 10-7 WbA -1 m -1 ]. Besar dan arah induksi magnet dititik P adalah... A. 4 x 10-5 T, ke kanan B. 4 x 10-5 T, ke kiri C. 5 x 10-5 T, tegak lurus menuju bidang kertas D. 5 x 10-5 T, tegak lurus menjauhi bidang kertas E. 9 x 10-5 T, tegak lurus menjauhi bidang kertas Diketahui: a 2 cm 2 x 10-2 i 5A 4 x 10-7 WbA -1 m -1 (arah menggunakan kaidah tangan kanan I) 5 x 10-5 T, tegak lurus menjauhi bidang kertas A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 20

21 32. Dua kawat lurus (1) dan (2) diletakkan sejajar dan terpisah 4 cm seperti gambar. Kawat ke-3 akan diletakkan di dekat kawat (1) dan (2). Agar kawat itu mengalami gaya magnetik sekecil-kecilnya, maka diletakkan di daerah... A. PQ B. QR C. RS D. QS E. ST Jika i 1 searah i 2 terjadi gaya tarik-menarik yang sama. Jika i 1 berlawanan arah dengan i 2 terjadi gaya tolak-menolak. 33. F 1 F 2 r jarak kedua kawat F ~ gaya terkecil bila i kecil dan jarak (r) besar. Jadi, agar kawat itu mengalami gaya magnetik sekecil-kecilnya, maka diletakkan di daerah PQ. Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar di atas. Besar dan arah arus induksi pada kawat PQ adalah... A. 1 ampere dari P ke Q B. 1 ampere dari Q ke P C. 4 ampere dari P ke Q Diketahui: L 50 cm 0,5 cm B 0,02 T v 2 m.s -1 R 0,02 Ditanyakan: i? BLV D. 4 ampere dari Q ke P E. 4,8 ampere dari P ke Q A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 21

22 ir BLV 34. i 1 A Karena PQ digeser ke kanan maka menimbulkan gaya Lorentz ke kiri. Sesuai dengan kaidah tangan kanan 3, sehingga arus bergerak dari atas ke bawah (P ke Q). Rangkaian RLC seri dirangkaikan seperti pada gambar di atas. Bila sakelar s ditutup, beda potensial antara titik B dan D adalah... A. 6 volt D. 72 volt B. 12 volt E. 96 volt C. 48 volt Diketahui: R 8 L 32 x 10-3 H C 8 x 10-4 F 125 rad/s 120 V Ditanyakan: V BD? X L L L x X C 10 z 10 i 12A Beda potensial antara B dan D V BD A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 22

23 V BD V AD 120 (misalkan x V BC - V CD ) 120² 96² + x² x² 120² - 96² x 72 V x (V BC - V CD ) V BD 72 V 35. Roket yang sedang diam panjangnya 10 m. Jika roket bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c kecepatan cahaya 3 x 10 8 m.s -1 ) maka menurut pengamat di bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah... A. 5 m B. 6 m C. 7 m Diketahui: L 0 10 m v 0,8 c Ditanyakan: L? D. 8 m E. 9 m L 6 m A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 23

24 36. Diketahui atom Carbon terdiri dari nomor atom A 12 dan nomor massa Z 6. Gambar model atom Carbon menurut teori atom Niels Bohr adalah... A. D. B. E. C. Carbon nomor atomnya 6 Susunan elektronnya 2, 4 n Suatu benda hitam pada suhu 27 C memancarkan energi R dipanaskan sampai 327 C energi radiasinya menjadi... A. 16 RJ.s -1 D. 6 RJ.s -1 B. 12 RJ.s -1 E. 4 RJ.s -1 C. 10 RJ.s -1 Diketahui: T 1 27 C 300 K T C 600 K P 1 RJs -1 Ditanyakan: P 2? P P 1 e A(T 1 ) 4 e A(300) 4 e A 81 x 10 8 P 2 e A(T 2 ) 4 e A(600) 4 e A 1296 x 10 8 e A(81 x ) 16P 1 16 RJ.s Pernyataan berikut ini yang tidak menggambarkan teori kuantum Planck... A. semua foton merupakan gelombang elektromagnet A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 24

25 B. efek Compton menerapkan teori kuantum Planck C. kecepatan foton sama dengan kecepatan cahaya D. cahaya terdiri atas kuantum-kuantum E. energi dalam satu foton adalah E h (h tetapan Planck, c kecepatan cahaya) E h 39. Jika Nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti Oksigen dan sebuah proton seperti terlihat pada reaksi inti berikut ini: Diketahui massa inti: 4, sma 14,00307 sma 16,99913 sma 1,00783 sma Jika 1 sma setara dengan energi 931 MeV, maka pada reaksi di atas... A. dihasilkan energi 1,20099 MeV B. diperlukan energi 1,20099 MeV C. dihasilkan energi 1,10000 MeV D. diperlukan energi 1,10000 MeV E. diperlukan energi 1,00783 MeV m (m + m ) - (m + m ) m (4, ,00307) - (16, ,00783) 18, , ,00129 sma E m 931-0,00129 x 931-1,20099 MeV 40. Massa unsur radioaktif P mula-mula X gram dengan waktu paruh 2 hari. Setelah 8 hari unsur yang tersisa Y gram. Perbandingan antara X : Y adalah... A. 16 : 1 D. 1 : 8 B. 8 : 1 E. 1 : 16 C. 4 : 1 Diketahui: N 0 X A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 25

26 T 2 hari t 8 hari N t Y Ditanyakan:? 41. Jadi X : Y 16 : 1 Grafik (F - x) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah... A. 20 joule D. 1,6 joule B. 16 joule E. 1,2 joule C. 3,2 joule Dari grafik diperoleh: E p luas segitiga yang berwarna E p a. t x F (0,08) 40 0,04 x 40 1,6 J A N H A R I A Q S O F I S I K A S M A N 2 T A M S E L 26