soal un fisika 2019

SOAL UN FISIKA 2019 DAN PEMBAHASANNYA

1. Perhatikan gambar di bawah ini:

Hasil pengukuran volume balok kayu yang benar menurut aturan angka penting adalah …. A. 2,70 cm3
B. 2,71 cm3
C. 2,72 cm3
D. 2,716 cm3
E. 2,7 cm3

Pembahasan:
Volume = panjang x lebar x tinggi
Volume = 5,75 x 0,15 x 3,15
Volume = 2,716875 (7 angka penting)

Aturan angka penting untuk “perkalian angka penting dengan angka penting”, hasilnya harus ditulis sebanyak angka penting yang paling sedikit.
Jadi, nilai volume di atas harus ditulis sebanyak 2 angka penting, karena nilai yang dikalikan (panjang, lebar dan tinggi) paling sedikit memiliki 2 angka penting yaitu Lebar = 0,15 cm, sehingga nilai volume harus dibulatkan menjadi 2 angka penting, menjadi:

Volume = 2,7 cm3

Jawaban: E



2. Burhan berwisata dengan sepeda motor, rute perjalanannya terlihat seperti pada gambar. Perjalanan dimulai dari kota A menuju ke utara sejauh 60 km sampai di kota B, kemudian berbelok ke timur sejauh 40 km ke kota C dan selanjutnya berbelok ke Selatan sejauh 30 km berhentui di kota D.


Perpindahan dan arah yang dialami Burhan dari titik keberangkatan semula adalah ….
A. 30 km ke arah Utara
B. 40 km ke arah Timur
C. 50 km ke arah Timur Laut
D. 50 km ke arah Barat Daya
E. 130 km ke arah Timur Laut

Pembahasan:
Dari gambar di atas terlihat perpindahan yang dialami Burhan adalah dari A ke D searah Timur Laut (TL), yang besarnya:
 
∆𝒓 =  𝟓𝟎 𝒌𝒎

Jawaban: C

3. Perhatikan gambar berikut !


Diketahui percepatan sistem asistem percepatan gravitasi g serta perbandingan massa benda A dan benda B 2 : 1, maka formula untuk menentukan tegangan tali T adalah ….
A. 𝑇 = 𝑤𝐵 + 𝑓 − 𝑚𝐵 𝑎𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚
B. 𝑇 = 𝑤𝐵 + 𝑓 + 𝑚𝐵 𝑎𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚
C. 𝑇 = (𝑚𝐴 + 𝑚𝐵) 𝑎𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 − 𝑓
D. 𝑇 = 𝑚𝐵 𝑎𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 + 𝑓
E. 𝑻 = 𝒎𝑨 𝒂𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎 + 𝒇

Pembahasan:

• Perhatikan benda A
Benda A bergerak ke kanan ditarik oleh gaya tali T dan ditahan oleh gaya gesek f, sehingga menurut Hukum II Newton: ∑ 𝐹 = 𝑚𝐴 . 𝑎  𝑇 − 𝑓 = 𝑚𝐴 𝑎
𝑇 = 𝑚𝐴 𝑎 + 𝑓     ……….  (1)
• Perhatikan benda B
Benda B bergerak ke bawah ditarik oleh gaya berat WB dan ditahan oleh gaya tali  T, sehingga menurut Hukum II Newton: ∑ 𝐹 = 𝑚𝐵 . 𝑎 
𝑊𝐵 − 𝑇 = 𝑚𝐵 𝑎
𝑇 = 𝑊𝐵 − 𝑚𝐵 𝑎     ……….  (2)
Persamaan yang sesuai dengan pilihan jawaban, adalah persamaan (1).
Jawaban : E

4. Satelit Palapa termasuk satelit geostasioner yaitu satelit yang periode rotasinya sama dengan periode rotasi Bumi. Satelit Palapa memiliki ketinggian 36.000 km di atas permukaan Bumi. Sementara sebuah satelit navigasi memiliki ketinggian 14.800 km di atas permukaaan Bumi. Bila jari-jari Bumi 6.400 km, perbandingan periode orbit satelit Palapa dengan satelit navigasi tersebut sebesar ….
A. 𝟐  𝟏
B.  
C.  
D. 1 : 4
E. 1 : 8

Pembahasan:

Berdasarkan Hukum III Keppler:

𝑇𝑃 2 𝑅𝑃 3
( ) = ( )
𝑇𝑁 𝑅𝑁

𝑇𝑃 2 6400 + 36000 3
( ) = ( )
𝑇𝑁 6400 + 14800
2 3
( 𝑇𝑃) = (42400 )
𝑇𝑁 21200
𝑇𝑃 2 2 3 𝑇𝑃 2 8
( ) = ( )   ⟹   ( ) = 
𝑇𝑁 1 𝑇𝑁 1
𝑇𝑃
= =
𝑇𝑁 1 1
Jawaban : A

5. Perhatikan gambar berikut !
 
Gambar di atas  menunjukkan seorang Ibu mendorong kereta belanja di atas bidang datar licin dengan gaya F sehingga berjalan dalam selang waktu t. Tabel berikut ini berisi data-data tentang massa (M), gaya dorong (F), dan waktu (t).

No. M (kg) F (N) t (s) Usaha (𝑊 = ( 𝐹 .  𝑡)2)
2𝑚
1. 40 25 4 125 J
2. 30 30 2 60 J
3. 25 20 10 800 J
4. 50 10 5 25 J

Berdasarkan data di atas, maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terkecil adalah… A. (1) – (2) – (3) – (4)
B. (1) – (3) – (4) – (2)
C. (2) – (4) – (3) – (1) D. (3) – (1) – (2) – (4)
E. (4) – (2) – (1) – (3)

Pembahasan:
Usaha dirumuskan:
𝑊 = 𝐹 ∆𝑠
1 2)     ⟹     𝑎 = 𝐹 𝑊 = 𝐹 (𝑎𝑡
2 𝑚

1 𝐹 2)
𝑊 = 𝐹 (𝑡
2 𝑚
𝐹2𝑡2 (𝐹. 𝑡)2
𝑊 = =  
2𝑚 2𝑚
Jadi dengan menggunakan rumus di atas urutan nilai usaha dari yang terkecil adalah  25 J (4) , 60 J (2), 125 J (1), dan 800 J (3) Jawaban : E
6. Sebuah bola pejal dengan massa 4 kg terletak di ujung lemari kemudian didorong mendatar sehingga kecepatannya 2 m.s–1 pada saat lepas dari tepi atas lemari seperti tampak pada gambar di bawah.

 
Percepatan gravitasi g adalah 10 m.s–2, maka energi mekanik partikel pada saat benda berada pada ketinggian 1 m dari tanah sebesar ….
A. 40 J
B. 48 J
C. 80 J
D. 88 J
E. 96 J

Pembahasan:

Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik:
𝐸𝑀𝐴 = 𝐸𝑀𝐵
𝐸𝑀𝐵 = 𝐸𝑘𝐴 + 𝐸𝑝𝐴
𝐸𝑀𝐵 = 1 2 + 𝑚𝑔ℎ𝐴
𝑚 𝑣𝐴
2
𝐸𝑀𝐵 = 1 2 + 4(10)(2)
 (4)(2)
2
𝐸𝑀𝐵 = 88 𝐽

Jawaban : D

7. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan kecepatan (v) dan waktu (t) dari dua mobil A dan B yang bergerak lurus pada lintasan dan arah yang sama.
 
Jika 𝑡𝑔 𝛼 = 0,5 𝑚. 𝑠−2, maka:
(1) Pada saat t = 20 s, laju mobil A = 30 m.s–1 dan mobil B = 40 m.s–1
(2) Percepatan mobil B = 2 m.s–2
(3) Mobil B tidak dapat menyusul mobil A
(4) Jarak yang ditempuh mobil B pada waktu mobil A tersusul adalah 1.600 m

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor ….

A. (1) dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)   

Pembahasan:

Dari grafik pada soal dapat diketahui:

Benda A

Pada saat  t0 = 0 ,  v0 = 30 m/s
Pada saat  t = 20 s ,  vt = 40 m/s
Percepatan benda A ;
𝑣𝑡 − 𝑣0
𝑎 = 
𝑡 − 𝑡0
𝑎 = 
𝑎 = 0,5 𝑚/𝑠2

Pernyataan (1) ; SALAH
Pernyataan (2) ; BENAR

Benda B

Pada saat  t0 = 0 ,  v0 = 0
Pada saat  t = 20 s ,  vt = 40 m/s
Percepatan benda A ;
𝑣𝑡 − 𝑣0
𝑎 = 
𝑡 − 𝑡0
𝑎 = 
𝑎 = 2,0 𝑚/𝑠2

Karena percepatan (a) benda B lebih besar dari benda A, maka benda B akan mampu menyusul benda A.
Pernyataan (3) ; SALAH

Pada saat benda B akan menyusul benda A, jarak yang ditempuh benda A sama dengan jarak yang ditempuh benda B, maka:


𝑠𝐴 = 𝑠𝐵
𝑣0𝐴 𝑡 + 1 𝑎 𝑡2 = 𝑣0𝐵 𝑡 + 1 𝑎𝐵𝑡2
𝐴
2 2
30 𝑡 +   (0,5) 𝑡2 = (0) 𝑡 +   (2)𝑡2
1 2 = 𝑡2        kedua ruas dibagi dengan t
30 𝑡 + 𝑡
4
30 +   𝑡 = 𝑡     ⟹       𝑡 = 30
𝑡 = 40 𝑠
Jarak yang ditempuh benda B;
𝑠𝐵 = 𝑣0𝐵 𝑡 + 1  𝑎𝐵𝑡2
2
 𝑠𝐵 = (0)𝑡 +   (2) (40)2
𝑠𝐵 = 1600 𝑚
Pernyataan (4) ; BENAR

Jawaban : D

8. Bola 1 bermassa 2 kg berada di tepi meja (posisi A) tepat di atas bola 2 bermassa 1 kg (posisi B) setinggi 1,25 m. Secara bersamaan kedua bola digerakkan pada arah mendatar (gesekan diabaikan)
 

Jika percepatan gravitasi Bumi 10 m.s–2, syarat agar kedua bola sampai di titik yang sama (titik
C) pada waktu yang sama yaitu;
(1) Waktu yang diperlukan bola untuk mencapai tanah 0,5 s
(2) Kecepatan lepas bola 1 dari meja 8 m.s–1
(3) Kecepatan lepas bola 2 bergerak mendatar 6 m.s–1
(4) Kecepatan bola 1 saat sampai di tanah 5 m.s–1.

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor ….
A. (1) dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Pembahasan:

(1) Waktu yang diperlukan Bola 1 untuk mencapai tanah;
𝑡 
𝑡 
𝑡 
𝑡 =  0,5 𝑠
Pernyataan ; BENAR
(2) Kecepatan lepas bola 1 dari meja:
𝑥
𝑣𝑥 = 
𝑡
𝑣𝑥 =   =  6 𝑚/𝑠
Pernyataan ; SALAH
(3) Kecepatan lepas bola 2 bergerak mendatar;
𝑥
𝑣𝑥 = 
𝑡
𝑣𝑥 =   =  6 𝑚/𝑠
Pernyataan ; BENAR
(4) Kecepatan bola 1 saat di tanah;
𝑣 
𝑣𝑦 
𝑣𝑦 
𝑣𝑦   𝑚/𝑠
𝑣𝑥 =  6 𝑚/𝑠  (dari pernyataan 2)
𝑀𝑎𝑘𝑎:
𝑣 
𝑣    𝑚/𝑠
Pernyataan ; SALAH
Jawaban : A

9. Sebuah koin terletak di piringan yang sedang berputar dengan kecepatan sudut 8 rad.s–1 dan koefisien gesekan koin dengan piringan 0,128, seperti tampak pada gambar di bawah ini.

 
Agar tetap berputar bersama piringan, maka jarak maksimum koin terhadap sumbu putar adalah
….
A. 1 cm
B. 2 cm
C. 4 cm
D. 8 cm
E. 16 cm

Pembahasan :
Pada benda yang bergerak melingkar dengan kecepatan sudut , berlaku persamaan:
∑ 𝐹 = 𝑚𝜔2𝑅 
Gaya yang bekerja pada koin di atas piringan hanya gaya gesek, maka berlaku:
𝑓 = 𝑚𝜔2𝑅 
𝜇 𝑚 𝑔 = 𝑚𝜔2𝑅
2𝑅    ⟹     𝑅 = 𝜔𝜇𝑔2
𝜇 𝑔 = 𝜔
𝑅 =       ⟹   𝑅 = 
𝑅 = 0,02 𝑚 = 2 𝑐𝑚
Jawaban : B

10. Dari rekaman CCTV yang dipasang di suatu ruas jalan lurus, terekam peristiwa tabarakan antara mobil dan motor. Dari analisis rekaman diperoleh data bahwa besar kecepatan mobil dan motor sebelum tabrakan masing-masing 8 m.s–1 dan 4 m.s–1. Setelah tabrakan motor terpental ke belakang dengan kecepatan 8 m.s–1 dan mobil bergerak dengan arah seperti semula.

 

Dari data di atas dapat dinyatakan bahwa:
(1) Massa mobil 600 kg dan motor 100 kg. kecepatan mobil setelah tumbukkan 6 m.s–1.
(2) Tabrakan yang terjadi dapat dikategorikan sebagai tumbukkan lenting sebagian (3) Koefisien restitusi yang dihasilkan pada peristiwa tabrakan sama dengan 1
(4) Berlaku kekekalan energi kinetik. 

Pernyataan yang benar adalah ….
A. (1) dan (2)
B. (2) dan (3)
C. (3) dan (4)
D. (1) dan (3) E. (2) dan (4)

Pembahasan:

Misal mobil benda 1 dan motor benda 2,  dengan menggunakan hukum kekekalan momentum:
𝑚1𝑣1 + 𝑚2𝑣2 = 𝑚1𝑣′1 + 𝑚2𝑣′2
(1) 600 (8) + 100 (−4) = 600 𝑣′1 + 100 (8)
4800 − 400 = 600 𝑣′1 + 800
3600 = 600 𝑣′1
𝑣′1 = 6 𝑚/𝑠
Pernyataan : BENAR
(2) Koefisien restitusi
𝑣′2 − 𝑣′1
𝑒 = − ( )
𝑣2 − 𝑣1
𝑒 = − ( )
𝑒 = 0,5
Karena koefisien restitusi nilainya 0 < e < 1, maka tumbukkan bersifat lenting sebagian, sehingga tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik. Pernyataan  ; BENAR
(3) Pernyataan  ; SALAH
(4) Pernyataan  ; SALAH

Jawaban ; A

11. Gambar di bawah ini menunjukkan gambar penampang lintang sayap pesawat terbang yang luasnya 40 m2.
 

Gerak pesawat terbang menyebabkan kelajuan aliran udara di bagian atas sayap sebesar 250 m.s– 1 sedang kelajuan udara di bagian bawah sayap sebesar 200 m.s–1. Jika kerapatan udara adalah
1,2 kg.m–3, besar gaya angkat pesawat adalah ….
A. 10.800 N
B. 24.000 N
C. 98.500 N
D. 540.000 N
E. 608.000 N

Pembahasan:

Gaya angkat pesawat dirumuskan:
𝐹 =   𝜌𝐴 (𝑣12 − 𝑣22)
𝐹 =   (1,2) (40) (2502 − 2002)
𝐹 = 24 (22.500)  =  540.000 𝑁
Jawaban : D

12. Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (gambar 1), piringan B diletakkan di atas piringan A (gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama.

 

Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm. Momen inersia piringan adalah ½ mR2 , maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bersama-sama adalah ….

A. 0,67 π rad.s–1 
B. 0,83 π rad.s–1
C. 1,92 π rad.s–1
D. 4,28 π rad.s–1
E. 5,71 π rad.s–1

Pembahasan:
Frekuensi piringan A;
𝑁
𝑓 = 
𝑡
𝑓𝐴 = 
𝑓𝐴 =   = 2 𝐻𝑧 Momen Inersia piringan A;
𝐼𝐴 = 1  𝑚𝐴𝑅𝐴2
2
𝐼𝐴 = 1  (0,1)(0,5)2
2
𝐼𝐴 = 0,0125

Kecepatan sudut piringan A ;
𝜔𝐴 = 2𝜋𝑓𝐴
𝜔𝐴 = 2𝜋(2)
𝜔𝐴 = 4𝜋  𝑟𝑎𝑑/𝑠

Momen Inersia piringan B;
𝐼𝐵 = 1  𝑚𝐵𝑅𝐵2
2
𝐼𝐵 = 1  (0,3)(0,3)2
2
𝐼𝐵 = 0,0135

Pada kasus di soal berlaku hukum kekekalan momentum sudut:
𝐼𝐴 𝜔𝐴 = (𝐼𝐴 + 𝐼𝐵) 𝜔′
(0,0125) 4𝜋 = (0,0125 + 0,0135) 𝜔′
0,05 𝜋 = 0,026 𝜔′
′ = 0,05 𝜋
𝜔
0,026
𝜔′ = 1,92 𝜋  rad.s–1 Jawaban : C

13. Perhatikan gambar berikut !

 

B




Budi yang beratnya 520 N naik tangga dari titik C menuju titik A yang panjangnya 5 m. Tangga homogen seberat 130 N disandarkan pada dinding yang licin dan membentuk sudut 530. Jika koefisien gesekan tangga terhadap lantai 0,4 jarak maksimum yang ditempuh Budi agar tidak tergelincir adalah ….
A. 1,63 m
B. 1,75 m
C. 1,83 m
D. 2,50 m
E. 2,71 m

Pembahasan:


B. ( 2 ; 2,5 ) cm
C. ( 2 : 2,75 ) cm
D. ( 2 : 3,29 ) cm
E. ( 2 : 3,5 ) cm 

Pembahasan:
Bidang A x y A . x A . y
1 8 2 2 16 16
2 6 2 5 12 30
Jumlah 14 28 46

𝑥 
𝑥 
𝑥0 =  2 𝑐𝑚
Jawaban : D

𝑦 
𝑦 
𝑥0 =  3,29 𝑐𝑚

15. Setiap rangkaian pegas terdiri dari pegas – pegas identik dengan konstanta masing-masing 12 N.m–1, seperti pada gambar. Urutan konstanta pegas total untuk keempat susunan pegas di atas melalui dari yang paling besar adalah ….


Catatan:
• Jika ada N pegas identik dengan konstanta pegas k , maka:
- Disusun seri : 𝑘𝑠 = 𝑁 𝑘
- Disusun paralel : 𝑘𝑝 = 𝑁. 𝑘
• Jika ada dua buah pegas dengan konstanta k1 dan k2 , maka:
- Disusun seri : 𝑘𝑠 = 𝑘𝑘11+ .   𝑘𝑘22
- Disusun paralel : 𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 
A. P – Q – R – S 
B. P – R – Q – S 
C. R – P – S – Q 
D. S – Q – P – R 
E. S – P – R – Q 



Diketahui:   k = 12 N/m
P ;   𝑘𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 44𝑘𝑘  +.   𝑘𝑘  =    𝑘  =    (12) = 9,6 𝑁/𝑚
Q ;   𝑘𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑘2 + 𝑘3  =    𝑘  =    (12) = 10 𝑁/𝑚
R ;   𝑘𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑘𝑘  +.   𝑘𝑘  =    𝑘  =    (12) = 6 𝑁/𝑚
S ;   𝑘𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 33𝑘𝑘  +.   22𝑘𝑘  =    𝑘  =    (12) = 14,4 𝑁/𝑚
Urutan konstanta pegas dari yang terbesar adalah :  S – Q – P – R  Jawaban : D

16. Perhatikan pernyataan berikut:
(1) dapat direfleksikan
(2) dapat direfraksikan
(3) dapat dipolarisasikan
(4) berbentuk gelombang longitudinal
(5) merambat tanpa medium

Pernyataan di atas yang merupakan ciri-ciri gelombang bunyi adalah ….
A. (1), (2), dan (4)
B. (1), (4), dan (5)
C. (2), (3), dan (4)
D. (2), (4), dan (5) E. (3), (4), dan (5)

Pembahasan:

Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang hanya dapat merambat melalui suatu medium atau perantara. 
Gelombang bunyi juga merupakan gelombang longitudinal, yang tidak dapat dipolarisasi, tetapi dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi) ataupun dapat dipadukan dengan gelombang bunyi lainnya (interferensi)

Jawaban: A
 
17. Seorang anak menjatuhkan sebuah kayu di permukaan air sehingga pada permukaan air akan terbentuk gelombang. Jika menganggap persamaan simpangan gelombang yang dihasilkan     
𝑦 = 6 sin(0,2𝜋𝑡 + 0,5𝜋𝑥) dimana y dan x dalam cm dan t dalam sekon, dapat disimpulkan:
(1) Amplitudo gelombang 6 cm
(2) Frekuensi gelombang 0,4 Hz
(3) Panjang gelombang 4 cm
(4) Cepat rambat gelombang 1,6 cm.s – 1 

Kesimpulan yang benar adalah ….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Pembahasan:

Persamaan umum gelombang:
𝑥
𝑦 = 𝐴 sin 2𝜋 (𝑓𝑡 + )
𝜆
Persamaan gelombang pada soal :
𝑦 = 6 sin (0,2𝜋𝑡 + 0,5𝜋𝑥)
𝑥
𝑦 = 6  sin 2𝜋 ( 0,1 𝑡 +   )
4
Jika persamaan tersebut dicocokan dengan persamaan umum gelombang, maka diperoleh:

𝑥
𝑦 = 6  sin 2𝜋 ( 0,1  𝑡 +         )
4
𝑥
𝑦 = 𝐴  sin 2𝜋 (  𝑓    𝑡 +        )
𝜆

(1) Amplitudo (A) = 6 cm
(2) Frekuensi (f) = 0,1 Hz
(3) Panjang gelombang () = 4 cm
(4) Cepat rambat gelombang (v) = f .   = 0,1 x 4 = 0,4 cm/s

Jawaban : B 

18. Perhatikan gambar berikut:

 
Dari gambar tersebut, titik – titik yang mempunyai fase 1,5 adalah ….
A. P dengan V
B. P dengan U
C. Q dengan U
D. Q dengan T
E. R dengan S

Pembahasan:
Dua titik yang mempunyai fase 1,5 adalah dua titik yang terpisah oleh 1,5 gelombang, maka dua titik tersebut adalah titik P dengan V

Jawaban : A

19. Sebuah detektor bunyi yang diletakkan pada jarak R dari sumber bunyi menangkap intensitas I dan amplitudo bunyi A. Kemudian detektor bunyi digeser sejauh 0,6 R mendekati sumber bunyi dari posisi semula. Intensitas dan amplitudo bunyi yang ditangkap detektor sekarang adalah ….

A. 𝐼 𝑑𝑎𝑛   𝐴
B. 𝟐𝟓  𝑰 𝒅𝒂𝒏 𝟓  𝑨
𝟒 𝟐
C. 𝐼 𝑑𝑎𝑛   𝐴
D. 𝐼 𝑑𝑎𝑛  𝐴
E. 𝐼 𝑑𝑎𝑛   𝐴

Pembahasan:
Intensitas bunyi sebanding terbalik dengan kuadrat jarak ;
1 𝐼1 𝑅2 2
𝐼 ~ 𝑅 2     ⟺    𝐼2 = (𝑅1)
Jarak detektor digeser 0,6R mendekati sumber bunyi, maka R2 = R – 0,6R  = 0,4R
𝐼 0,4𝑅 2
= ( )
𝐼2 𝑅
𝐼 2 2 𝐼 4   = ( )     ⟺   = 
𝐼2 5 𝐼2 25
 𝐼2 =   𝐼
Intensitas bunyi sebanding lurus dengan kuadrat Amplitudo ;
2 ⟺    𝐼1 𝐴 2
𝐼 ~ 𝐴
𝐼2 𝐴2
𝐴
=
𝐴2 𝐼2
𝐴
=
𝐴2 25
𝐴  𝐴
Jawaban : B

20. Mobil patroli polisi bergerak dengan kelajuan 28 m.s–1 mengejar pengendara sepeda motor. Mobil polisi tersebut menyembunyikan sirine dengan frekuensi 640 Hz. Jika kelajuan sepeda motor 21 m.s–1 dan cepat rambat bunyi di udara 348 m.s–1, maka frekuensi sirine mobil polisi yang didengar pengendara motor adalah ….
A. 738 Hz
B. 661 Hz
C. 654 Hz
D. 640 Hz
E. 628 Hz

Pembahasan:
Pada soal di atas Mobil polisi sebagai sumber bunyi (S) dan pengendara sepedah motor sebagai pendengar (P), dengan kondisi Sumber bunyi mendekat (vs bernilai positif) dan Pendengar menjauh (vp bernilai positif) , maka persamaan efek doppler menjadi:

𝑣 + 𝑣𝑃
𝑓𝑃 =    𝑓𝑆
𝑣 + 𝑣𝑆
𝑓𝑃 =    (640)

𝑓𝑃 =    (640)  = 628 𝐻𝑧
Jawaban : E

21. Cahaya dengan panjang gelombang tertentu melewati dua celah sempit dengan jarak antar celah d. pola interferensi ditangkap oleh layar sejauh l dari celah ganda. Jika sumber cahaya diganti dengan cahaya dengan panjang gelombang 1½ kali dari panjang gelombang cahaya mula-mula , hal yang dapat dilakukan tanpa mengubah lebar pita terang adalah ….

A. menggeser layar mendekati celah menjadi   kali semula
B. menggeser layar mendekati celah menjadi   kali semula
C. menggeser layar menjauhi celah menjadi 2 kali semula
D. menggeser layar mendekati celah menjadi 𝟐 kali semula
𝟑
E. menggeser layar menjauhi celah menjadi   kali semula

Pembahasan:
Lebar pita pada interferensi celah ganda dirumuskan:

𝜆 𝐿 𝑑 ∆𝑝
∆𝑝 =       ⟺     𝐿 = 
𝑑 𝜆
Jika panjang gelombang dirubah menjadi   𝜆 , maka jarak layar ke celah menjadi:
 
𝑑 ∆𝑝 2 𝑑 ∆𝑝
𝐿2 =        ⟺     𝐿2 =    
  𝜆 3 𝜆

𝐿2 =    𝐿

Jawaban : D
22. Sebuah benda setinggi 10 cm diletakkan 4 cm di depan kaca spion yang mempunyai jarak fokusnya 8 cm.  Jika benda digeser menjauhi kaca spion sehingga jaraknya menjadi 16 cm, perbandingan jarak bayangan sebelum digeser dan sesudah digeser adalah ….

 
A. 1 : 4
B. 1 : 3
C. 1 : 5
D. 1 : 2
E. 1 : 6

Pembahasan:
Kaca spion adalah cermin cembung yang merupakan cermin negatif, jarak fokusnya bernilai negatif. Jarak bayangan pada cermin cembung dirumuskan:

′ = 𝑠 𝑥  𝑓
𝑠
𝑠 − 𝑓
Perbandingan jarak bayangan sebelum benda digeser (𝑠′1)  dengan jarak bayangan setelah benda  digeser (𝑠′2)  adalah :

𝑠′1 𝑠1 (𝑠2 − 𝑓)
 = 𝑠′2 𝑠2 (𝑠1 − 𝑓)

𝑠′1 4 (16 − (−8))
=
𝑠′2 16 (4 − (−8))

𝑠′1 1 (24) 1
= = 
𝑠′2 4 (12) 2

Jawaban : D

23. Alkohol yang suhunya 0℃ bermassa 1 kg dipanaskan pada suatu pemanas. Grafik perubahan suhu terhadap kalor diberikan pada gambar di bawah ini. 
 

Kalor yang dibutuhkan alkohol dari keadaan suhu 0℃ sampai mencapai suhu 78℃ dan seluruhnya telah berubah wujud adalah….
(kalor jenis alkohol = 2400 J/kg.℃; kalor uap alkohol = 2,1 x 105 J/kg)
A. 187,2 kJ
B. 210,2 kJ
C. 397,2 kJ
D. 450,2 kJ E. 497,2 kJ

Pembahasan:

Dari grafik di soal dapat diketahui bahwa alkohol mengalami perubuhan suhu dari 0 – 780 terus mengalami perubahan wujud, maka kalor yang diserapnya adalah ….

𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑇 + 𝑚 𝐿𝑢 
𝑄 = 1 (2400)(78 − 0) + 1 (2,1 𝑥 105) 
𝑄 = 187.200 + 210.000 
𝑄 = 397.200 𝐽
𝑄 = 397,2 𝑘 𝐽
Jawaban : C

24. Di sebuah laboratorium, sekelompok siswa melaksanakan percobaan tentang suhu dan kalor. Percobaan dilakukan dengan memasukan es yang bersuhu -10℃ ke dalam segelas air hangat yang bersuhu 50℃. Massa es dan massa air hangat masing-masing 100 gram dan 190,48 gram. Setelah es dimasukkan ke dalam air hangat, campuran diaduk secara perlahan sampai keseimbangan termal. Pernyataan yang benar tentang kondisi es sekarang adalah…. (kalor jenis air = 4200 J/kg.℃; kalor lebur es = 336.000 J/kg)
A. es masih tersisa 50 gram
B. tidak ada es yang mencair
C. seluruh es telah mencair
D. setengah bagian es mencair
E. es masih tersisa 10 gram

Pembahasan:

Pada kasus di soal, ketika es di masukkan ke dalam air hangat, maka es akan menyerap kalor  untuk merubah suhu dan merubah wujud dan air hangat akan melepas kalor sehingga mengalami perubahan suhu, menurut asas Black ;

𝑄𝑠𝑒𝑟𝑎𝑝 = 𝑄𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠
𝑚𝑒𝑠 𝑐𝑒𝑠 ∆𝑇𝑒𝑠 + 𝑚𝐿𝑙 + 𝑚𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑖𝑟 ∆𝑇𝑠 = 𝑚𝑎𝑖𝑟 𝑐𝑎𝑖𝑟 Δ𝑇𝑎𝑖𝑟
0,1(2100)(0 − (−10)) + (0,1)(336.000) + 0,1 (2100) (𝑇𝑠 − 0) = (0,19048)(4200)(50 − 𝑇𝑠)
2100 + (33600) + 210 𝑇𝑠 = 40000 − 800 𝑇𝑠
1010 𝑇𝑠 = 40000 − 35700
1010 𝑇𝑠 = 4300
𝑇𝑠 = 
𝑇𝑠 =  4,26 0𝐶
Suhu akhir pada saat kesetimbangan termal besarnya lebih dari 00C yaitu 4,260C, itu artinya seluruh es sudah mencair.

Jawaban : C

25. Suatu perusahaan ingin membuat ruang untuk melayani pelanggan yang dindingnya terbuat dari kaca. Agar jumlah kalor yang masuk ke dalam ruangan minimal, maka dibutuhkan kaca dengan jenis K dan ketebalan tertentu. Kaca yang dibutuhkan perusahaan tersebut adalah kaca  dengan jenis….
  Jenis kaca Konduktivitas K (kkal.s-1.m℃-1) Ketebalan L (MM) 𝑄
 
𝑡
A 1 2,9 x 10-4 8 0,036
B 2 3,1 x 10-4 9 0,034
C 3 3,2 x 10-4 8 0,040
D 4 3 x 10-4 7 0,043
E 5 3,1 x 10-4 7 0,044

Pembahasan:

Kecepatan kalor yang berpindah secara konduksi dirumuskan:

𝑄 𝑘 𝐴 Δ𝑇
=
𝑡 𝐿

𝑄 𝑘
≈
𝑡 𝐿

Dengan persamaan tersebut diperoleh data 𝑄  pada tabel yang diarsir, jadi yang mengahsilkan
𝑡 perpindahan kalor yang minim adalah jenis kaca 2.

Jawaban : B

26. Suatu gas ideal dalam ruang tertutup mengalami isokhorik sehingga:
(1) suhunya berubah
(2) volumenya tetap
(3) tekanannya berubah
(4) usahanya = nol
Pernyataan yang benar adalah….
A. 1, 2, 3 dan 4
B. 1, 2 dan 3 saja
C. 1 dan 3 saja
D. 2 dan 4 saja E. 3 dan 4 saja

Pembahasan:
Proses isokhorik :
- Volumenya tetap
- Tekanan berubah
- Suhu berubah
- Usaha = 0

Jawaban :  A

27. Suatu gas ideal monoatomik di dalam ruang tertutup mengalami proses termodinamika dan menghasilkan usaha sebesar 10.000 Joule. Grafik P – V yang menggambarkan proses tersebut adalah….


 
Bidang yang dibentuk grafik berbentuk segi tiga, dengan arah siklus berlawanan arah putaran jarum jam, maka besar usahanya:

𝑊 = −(𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖𝑡𝑖𝑔𝑎)
𝑊 = −   (20 − 10)𝑥10−3(15 − 5) 𝑥105
𝑊 = −5.000 𝐽  (Menerima Usaha)

A

 
Bidang yang dibentuk grafik berbentuk segi empat, dengan arah siklus berlawanan arah putaran jarum jam, maka besar usahanya:

𝑊 = − (𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖 𝑒𝑚𝑝𝑎𝑡)
𝑊 = − (20 − 10)𝑥10−3(15 − 5) 𝑥105
𝑊 = − 10.000 𝐽 (Menerima Usaha)

B

 
Bidang yang dibentuk grafik berbentuk segi tiga, dengan arah siklus  searah putaran jarum jam, maka besar usahanya:

𝑊 = (𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖𝑡𝑖𝑔𝑎)
𝑊 =   (20 − 10)𝑥10−3(15 − 5) 𝑥105
𝑊 = 5.000 𝐽  (Melakukan usaha)

C

 
Bidang yang dibentuk grafik berbentuk segi empat, dengan arah siklus searah putaran jarum jam, maka besar usahanya:

𝑊 =  (𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖 𝑒𝑚𝑝𝑎𝑡)
𝑊 =  (20 − 10)𝑥10−3(15 − 5) 𝑥105
𝑊 = 10.000 𝐽 (Melakukan Usaha)

D

 
Bidang yang dibentuk grafik berbentuk segi tiga, dengan arah siklus berlawanan dengan arah putaran jarum jam, maka besar usahanya:

𝑊 = −(𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖𝑡𝑖𝑔𝑎)
𝑊 = −   (20 − 10)𝑥10−3(15 − 5) 𝑥105
𝑊 = −5.000 𝐽  (Menerima Usaha)

E



Pembahasan:

Pada grafik P – V , besar usaha sama dengan luas bidang yang dibentuk grafik.

Jawaban : D

28. Mesin Carnot yang bekerja diantara suhu tinggi 1.700 K dan suhu rendah T2 menghasilkan usaha sebesar 700 Joule setiap siklus. Jumlah kalor yang masuk ke mesin 1.400 J

 
Jika efisiensi mesin dirubah menjadi 1,5 kali semula, maka ….
A. suhu T1 dibuat tetap dan T2 menjadi 150 K
B. suhu T1 dibuat tetap dan T2 menjadi 300 K
C. suhu T2 dibuat tetap dan T1 menjadi 1133 K
D. suhu T2 dibuat tetap dan T1 menjadi 3400 K
E. suhu T2 menjadi 300 K dan T1 menjadi 3400 K





Pembahasan:

Efisiensi mesin Carnot: Persamaan (1) substitusi ke persamaan (2),
𝑇2diperoleh:
𝜂 = (1 −  ) 𝑥100%
𝑇1𝑇2 = (1 − 0,5) 1700
𝑇2 = (1 − 𝜂)𝑇1   ……  (1) 𝑇2 = 850 K
Efisiensi mesin Carnot juga bisa dirumuskan: 
Jika efisiensi dirubah menjadi 𝜂′ , dimana : 𝑊
𝜂 =  (𝑄  ) 𝑥 100% 𝜂′ = 1,5 𝑥 𝜂  , 
1 maka diperoleh :
𝜂 =  () 𝑥 100%
𝜂′ = 1,5 𝑥 0,5 = 0,75 
𝜂 =  50% = 0,5  ……. (2) 

Jika 𝑇1 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 , maka: Jika 𝑇2 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 , maka:
𝑇′2 = (1 − 𝜂′)𝑇1 𝑇2 = (1 − 𝜂′)𝑇′1
𝑇′2 = (1 − 0,75) 1700  850 = (1 − 0,75) 𝑇′1 
𝑇′2 = 425 𝐾 𝑇′1 = 850 = 3400 𝐾
Jawaban : D

29. Berikut ini pernyataan tentang bahaya radiasi gelombang elektromagnetik:
(1) menyebabkan kanker kulit
(2) menyebabkan katarak mata
(3) memudarkan warna
(4) menyebabkan kemandulan
(5) menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia

Pernyataan yang benar tentang bahaya sinar ultraviolet bagi kehidupan adalah ….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1), (2), dan (4)
C. (1), (3), dan (4)
D. (2), (3), dan (4)
E. (2), (3), dan (5)

Pembahasan:
Bahaya sinar UV :
- Mengakibatkan efek kemerahan pada kulit
- Memicu eriterna
- Memicu pertumbuhan kanker kulit - Mengakibatkan katarak - Menggelapkan warna kulit.

Jawaban : A



30. Massa sebuah inti atom 126𝐶 = 12,0000 𝑠𝑚𝑎 , massa proton = 1,0078 sma dan massa neutron =
1,0087 sma, besarnya defek massa pada pembentukan inti 126𝐶 adalah ….
A. 0,099 sma
B. 1,078 sma
C. 6,047 sma
D. 6,052 sma
E. 12,099 sma

Pembahasan:
Defek massa dirumuskan:
Δ𝑚 = { 𝑍 . 𝑚𝑝 + (𝐴 − 𝑍). 𝑚𝑛 − 𝑚𝐴𝑍𝑋 }
Δ𝑚 = {6 . (1,0078) + (12 − 6)(1,0087) − 12,0000}
Δ𝑚 = {6,0468 + 6,0522 − 12,0000}
Δ𝑚 = 0,099 𝑠𝑚𝑎
Jawaban : A

31. Perhatikan grafik hubungan antara gaya listrik (F) yang dialami oleh dua buah muatan listrik q1 dan q2 terhadap jarak antar keduanya (R).
 
Apabila q1 = 2q2 dan kedua muatan berada di udara, besar kedua muatan tersebut masing-masing adalah …. (k = 9 . 109 Nm2.C–2) A. q1 = 0,1 . 10–6 C , q2 = 0,2 . 10–6 C
B. q1 = 0,2 . 10–6 C , q2 = 0,1 . 10–6 C
C. q1 = 1,0 . 10–6 C , q2 = 0,5 . 10–6 C
D. q1 = 2,0 . 10–6 C , q2 = 1,0 . 10–6 C
E. q1 = 3,0 . 10–6 C , q2 = 1,5 . 10–6 C

Pembahasan:
Dari grafik diketahui:
F = 20 N
R = 3 cm = 3 x 10 – 2 m q1 = 2q2
Besar gaya elektrostatik antara dua muatan dirumuskan:
𝑞1 𝑞2
𝐹 = 𝑘 𝑟2
20 = 9𝑥10
9 (3 2𝑥𝑞102 𝑞−22)2      ⟹     20 = 9𝑥109 92 𝑥 𝑞1022− 4
1 = 1012  𝑞22    ⟹    𝑞22 = 10−12 
𝑞2 = 1 . 10−6 
𝑞1 = 2 . 10−6

Jawaban : D 

32. Beberapa kapasitor identik memiliki kapasitas masing-masing 0,5 µF. Kapasitor– kapasitor ini kemudian disusun secara paralel. Rangkaian paralel kapasitor tersebut, ujung–ujungnya  dihubungkan dengan tegangan listrik sebesar 0,5 volt. Muatan listrik yang dapat disimpan dalam rangkaian 1 µC. Banyaknya kapasitor yang dirangkai adalah ….
A. 1 buah
B. 2 buah
C. 4 buah
D. 5 buah
E. 8 buah

Pembahasan: 
N buah kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing 0,5 µF, disusun paralel, maka kapasitas totalnya adalah:
𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑁 . 𝐶 𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑁 . 0,5 𝜇𝐹

Hubungan nilai kapasitansi dengan tegangan dan muatan dirumuskan;

𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 
𝑉
𝑁 . 0,5 =       ⟹    𝑁 . 0,5 = 2
𝑁 = 4

Jawaban :  C

33. Perhatikan gambar berikut !

 
Dua muatan A dan B yang besarnya masing-masing 3C dan 8C berada pada posisi seperti pada gambar. Besarnya kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak 1 m dari A dan 4 m dari B dalam garis hubung adalah ….
A. 4,5 x 109 N.C–1
B. 22,5 x 109 N.C–1
C. 27,0 x 109 N.C–1
D. 31,5 x 109 N.C–1
E. 40,0 x 109 N.C–1 
Pembahasan:


1 m 4 m

Arah kuat medan listrik yaitu, menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif.

Dari gambar di atas, besar kuat medan listrik di titik P dapat dirumuskan:

𝐸𝑃 = 𝐸𝐴 − 𝐸𝐵       (Kedua medan berlawanan arah)

𝑄𝐴 𝑄𝐵 𝑄𝐴 𝑄𝐵
𝐸𝑃 = 𝑘 𝑟𝐴2 − 𝑘 𝑟𝐵2     ⟹   𝐸𝑃 = 𝑘 (𝑟𝐴2 − 𝑟𝐵2)
9 (132 −)
𝐸𝑃 = 9 𝑥 10
𝐸𝑃 = 9 𝑥 109 (2,5)    ⟹   𝐸𝑃 = 22,5 𝑥 109 N/C

Jawaban : B

34. Gambar berikut adalah menunjukkan jarum voltmeter AC saat pengukuran.
Skala terukur
Skala maksimum

Apabila batas ukur 300 volt, tegangan yang terukur adalah ….
A. 60 volt
B. 75 volt
C. 150 volt
D. 225 volt
E. 300 volt

Pembahasan:
𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑢𝑘𝑢𝑟
𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 =   𝑥 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟
𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚
𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 =   𝑥 75
𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 = 225 𝑉𝑜𝑙𝑡

Jawaban : D
35. Suatu rangkaian listrik searah tampak seperti pada gambar !
 

Jika resistor 15  diganti dengan resistor yang hambatannya 7 , perbandingan kuat arus listrik pada rangkaian sebelum dan sesudah pergantian resistor adalah ….
A. 2 : 11
B. 5 : 11
C. 11 : 5
D. 11 : 15
E. 15 : 7

Pembahasan:
Menurut persamaan Hukum Ohm :
𝑉 1
𝐼 =      ⟹     𝐼 ~ 
𝑅 𝑅
𝐼1 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 2
𝐼 2 = 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1              𝑘𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑟𝑖, 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3
𝐼1 7 + 5 + 10 22 11
= = = 
𝐼2 15 + 5 + 10 30 15

Jawaban : D

36. Perhatikan gambar di bawah !
 

Rangkaian RLC di atas dialiri arus listrik AC dengan sumber tegangan yang berubah terhadap waktu V = 220 sin 100t volt. Berdasarkan gambar dan data di atas dapat ditentukan:
(1) Tegangan maksimum rangkaian 220 V
(2) Impedansi rangkaian 1.000 
(3) Kuat arus maksimum 0,44 A
(4) Rangkaian bersifat kapasitif
Pernyataan yang benar adalah ….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4) E. (3) dan (4)

Pembahasan:

Tegangan arus bolak-balik fungsi waktu dirumuskan:
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 sin 𝜔𝑡 

(1) 𝑉 = 220 sin 100𝑡 
𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 = 220 𝑉
𝜔 = 100 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Pernyataan : BENAR
1
𝑋𝐶 = 
𝜔 𝐶
𝑋𝐶 = 

𝑋𝐶 =  100  Ω
𝑍 = √𝑅2 + (𝑋𝐿 − 𝑋𝐶)2
𝑍 
𝑍 =  500 Ω
Pernyataan : SALAH
(3) 𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠𝑍
𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 = 
𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0,44 𝐴
Pernyataan : BENAR
(4) 𝑋𝐿 > 𝑋𝐶
Rangkaian bersifat Induktif Pernyataan : SALAH
 Jawaban : B



37. Gambar di bawah ini merupakan dua buah kumparan melingkar dialiri arus listrik dengan pusat yang sama.
Induksi magnetik di titik P oleh kumparan 1 arahnya
MASUK Bidang (X) , sedangkan oleh kumparan 2 arahnya KELUAR Bidang (o)
Menentukan arah induksi magnetik menggunkan kaidah tangan KANAN, dimana EMPAT JARI yang mengepal menunjukkan arah medan magnet, dan IBU JARI yang terbuka menunjukkan arah kuat arus

 

Kumparan 1 memiliki jumlah lilitan = 1.500 dialiri arus i1 = 0,2 A, dan berjari-jari R1 = 5 cm. Kumparan 2 memeiliki 5.000 lilitan, dialiri arus i2, dan berjari-jari R2 = 10 cm. Bila kuat medan magnet total di pusat lingkaran nol, besar arus listrik yang mengalir pada kumparan 2 (i2) adalah…. A. 0,02 A
B. 0,12 A
C. 0,90 A
D. 5,50 A
E. 18,0 A 

Pembahasan :

Arah medan magnet di titik P berlawanan arah, sehingga besar induksi magnetiknya dirumuskan:
𝐵𝑃 = 𝐵2 − 𝐵1
0 = 𝐵2 − 𝐵1
𝐵1 = 𝐵2
𝜇0 𝑖1 𝑁1 𝜇0 𝑖2 𝑁2
  = 
2𝑅1 2𝑅2
𝜇0 (0,2) (1500) 𝜇0 𝑖2 5000
  = 
2(5) 2(10)
(0,2) (15) 𝑖2 50
  = 
1 2
6
𝑖2 50 = 6    ⟹     𝑖2 =   = 0,12 𝐴
50
Jawaban : B

38. Perhatikan pernyataan berikut !
(1) Perunut fungsi kelenjar tiroid
(2) Menentukan umur fosil
(3) Mengawetkan bahan makanan
(4) Memotret organ tubuh

Pernyataan yang merupakan manfaat radioisotop dalam kehidupan sehari-hari adalah ….
A. (1) dan (2) saja
B. (3) dan (4) saja
C. (1), (2), dan (3)
D. (1), (2), dan (4) E. (2), (3), dan (4)

Pembahasan:
Beberapa fungsi radioisotop diantaranya:
- Mendeteksi gangguan pada otak
- Mendeteksi kerusakan jantung
- Mendeteksi kelainan pada kelenjar tiroid
- Mendeteksi kebocoran pipa
- Mensterilkan alat-alat kedokteran
- Menentukan umur fosil
- Membuat benih tumbuh lebih unggul
- Mengawetkan bahan makanan
- Dll

Jawaban: C

39. Suatu benda yang sedang bergerak secara relativistik energi kinetiknya (Ek) menjadi 0,25 energi saat diam (E0). Bila c = kelajuan cahaya dalam ruang hampa, maka kelajuan benda tersebut

adalah ….
A. 0,25 c
B. 0,3 c C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 1,25 c

Pembahasan:

Pada soal diketahui:
𝐸𝑘 = 0,25 𝐸0 Energi foton dirumuskan:
𝐸 = 𝐸0 + 𝐸𝑘
Berdasarkan data dari soal, diperoleh:
𝐸 = 𝐸0 + 0,25𝐸0
𝐸 = 1,25𝐸0
5
𝐸 =   𝐸0  … … … . (1)
4
Energi relativistik dirumuskan:
𝐸   … … … . (2)

Jawaban : D
Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh:
       ⟹     
Kedua ruas dikuadratkan, maka:
16
=
25
16 𝑣2 9
 = 1 − 25    ⟹    𝑐2 = 25
   Kedua ruas diakar kuadratkan, maka:
3
   ⟹   𝑣 =   𝑐 
5

40. Berikut ini adalah grafik hubungan antara daya P terhadap panjang gelombang () yang dipancarkan oleh suatu benda hitam pada suhu (T) yang berbeda-beda.

 

Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa ….
A. pada suhu yang rendah, panjang gelombang maksimum (maks) memiliki nilai yang lebih rendah dibanding saat suhunya tinggi
B. pada suhu yang rendah, panjang gelombang maksimum (maks) memiliki nilai yang lebih tinggi dibanding saat suhunya tinggi
C. pada suhu yang tinggi, panjang gelombang maksimum (maks) memiliki nilai yang lebih tinggi dibanding saat suhunya tinggi
D. panjang gelombang maksimum (maks) bergeser membesar saat suhunya naik
E. panjang gelombang maksimum (maks) tidak bergantung pada suhu mutlak benda


Pembahasan :

Berdasarkan Hukum Pergeseran Wien :
 
“Panjang gelombang radiasi saat intensitasnya maksimum berbanding terbalik dengan suhu mutlak bendanya”.

 Atau menyatakan:
“Panjang gelombang pada intensitas maksimum akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek (ke frekuensi yang lebih tinggi) apabila suhunya semakin meningkat”.

Berdasarkan hukum tersebut pernyataan yang benar adalah pernyataan pada pilihan jawaban B.

Jawaban : B