Soal SIMAK UI FISIKA 2010 dan Pembahasannya
SOAL #25
Perhatikan grafik posisi (x) terhadap waktu (t) dari gerak sebuah mobil di atas. Berdasarkan grafik tersebut pernyataan yang benar adalah ....
(A) pada saat t = 15 s mobil berhenti
(B) besarnya kecepatan rata-rata mobil saat t = 0 s/d t= 15 s adalah 4 ms−1
(C) percepatan rata-rata terbesar terjadi pada saat t = 0 s sampai dengan t = 5 s
(D) percepatan rata-rata terbesar terjadi pada saat t = 9 s sampai dengan t = 12 s
(E) motor melaju dengan kelajuan konstan pada saat t = 5 s sampai dengan t = 9 s
Jawab: C
Kecepatan mobil adalah gradien (kemiringan grafik x vs t), maka saat
t = 0 s, v(0) = 0 (kemiringan garis singgung kurva nol)
t = 5 s, v(5) = ∞ (kemiringan garis singgung di t – 5 s vertikal), maka
a = Δv/Δt = [v(5) – v(0)]/5 = ∞
Soal #26
Pada rangkaian listrik seperti gambar, kuat arus I adalah ....
Jawab:
Rangkaian di atas dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini,
Maka
1/RT = 1/9 + 1/6 = 5/18
RT = 18/5 Ω
Sehingga kuat arus yang melewati rangkaian adalah
I = E/RT = 6/(18/5) = 5/3 A
Soal #27
Indeks bias udara besarnya 1, indeks bias air 4/3, dan indeks bias bahan suatu lensa tipis 3/2. Suatu lensa tipis yang kekuatannya di udara 4 dioptri di dalam air akan menjadi ....
(A) 3/5 dioptri
(B) 1 dioptri
(C) 5/4 dioptri
(D) 5/3 dioptri
(E) 5/2 dioptri
Jawab: B
Diketahui: indeks bias udara nu = 1; indeks bias air na = 4/3, indeks bias lensa nL = 3/2, dan kekuatan lensa di udara Pu = 4 D. Maka
P = 1/f = [nL/nm – 1][1/R1 + 1/R2]
Pa/Pu = [1,5/1,33 – 1]/[1,5/1 – 1] = ¼
Pa = ¼Pu = 1 D
Soal #28
Sebuah bola pejal dan sebuah silinder pejal memiliki jari-jari (R) dan massa (m) yang sama. Jika keduanya dilepaskan dari puncak bidang miring yang kasar, maka di dasar bidang miring ....
(A) Vbola < Vsilinder
(B) Vbola > Vsilinder
(C) Vbola = Vsilinder
(D) Vbola ≤ Vsilinder
(E) Tidak bisa dihitung
Jawab:
Besar kecepatan suatu benda tegar ketika berada pada dasar bidang miring diberikan oleh
v = [2gh/(k + 1)]1/2
dengan k = koefisien momen inersia benda tegar
Momen inersia bola pejal, I = 2/5 MR2, k = 2/5 = 0,4
Momen inersia silinder pejal, I = ½ MR2, k = ½ = 0,5
Jika k semakin besar maka kecepatan semakin kecil maka kesimpulannya adalah vbola > vsilinder.
Soal #29
Besar hambatan R dan arus yang terbaca pada amperemeter A1 pada rangkaian adalah ....
(A) 4Ω dan 12 A
(B) 6Ω dan 4 A
(C) 6Ω dan 12 A
(D) 12Ω dan 4 A
(E) 12Ω dan 6 A
Jawab: D
Hambatan total diberikan oleh
Rt = E/I = 12/5 Ω, maka
1/Rt = 1/3 + 1/R
5/12 – 1/3 = 1/R
R = 12 Ω
Kuat arus pada A1 adalah
I = 12 V/3Ω = 4 A (karena untuk rangkaian paralel, tegangan pada masing-masing hambatan sama besar)
Soal #30
Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 20 m/s mendekati sumber bunyi 680 Hz yang dalam keadaan diam. Jika cepat rambat bunyi 340 m/s, maka perbedaan frekuensi yang didengar pengendara mobil saat mendekati dan setelah melewati sumber tersebut adalah ....
(A) 17 Hz
(B) 80 Hz
(C) 340 Hz
(D) 640 Hz
(E) 720 Hz
Jawab: B
Diketahui: kecepatan pendengar vp = 20 m/s, kecepatan sumber vs = 0, cepat rambat udara v = 340 m/s dan frekuensi sumber fs = 680 Hz.
Saat mendekati sumber:
fp = (v + vp)fs/v = (20 + 340) x 680/340 = 720 Hz
Saat menjauhi sumber:
fp = (v – vp)fs/v = (340 – 20) x 680/340 = 640 Hz
maka perbedaan frekuensi keduanya adalah 80 Hz
Soal #31
Gas monoatomik sebanyak 2 mol mula-mula bersuhu 27◦C dan tekanannya 3 × 105 Pa mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 4 × 105 Pa. Besar perubahan energi dalam gas bila tetapan gas universal 8,31 J/mol K adalah
....
(A) 1108 J
(B) 2077 J
(C) 2493 J
(D) 2908 J
(E) 4155 J
Jawab: C
Besar perubahan energi dalam gas diberikan oleh
ΔU = 3/2 nRΔT
Gas mengalami proses isokhorik maka (V1 = V2) atau
P1/T1 = P2/T2
3 x 105/300 K = 4 x 105/T2
T2 = 400 K
Maka perubahan energi dalam gas adalah
ΔU = 3/2 nRΔT = (3/2) x 2 x 8,31 x 100 = 2493 J
Soal #32
Waktu paruh Thorium 231 adalah 25,6 jam. Jika pada t = 0 sampel terdiri atas 1012 atom, hitunglah laju peluruhan saat itu?
(A) 2,2 × 1010 atom/jam
(B) 2,7 × 1010 atom/jam
(C) 3,2 × 1010 atom/jam
(D) 3,7 × 1010 atom/jam
(E) 4,2 × 1010 atom/jam
Jawab:
Diketahui waktu paruh T1/2 = 25,6 jam. Maka konstanta peluruhan adalah
l = 0,693/T1/2 = 0,693/(25,6 x 3600) = 0,027
Maka aktivitas peluruhan adalah
A = lN = 0,027 x (1012) = 2,7 x 1010 atom/jam
Soal #33
Semangkuk sop 255 g dipanaskan menggunakan pemanas microwave (microwave oven). Bila setiap kenaikan suhu sop 1◦C membutuhkan 1.050 J, maka jumlah foton microwave (λ = 1,55 cm) yang diserap oleh sop untuk menaikkan suhunya dari 20◦C ke 95◦C adalah ....
(A) 2,5 × 1024
(B) 1,6 × 1024
(C) 6,2 × 1024
(D) 1,6 × 1027
(E) 6,2 × 1027
Jawab: E
Energi foton diberikan oleh
E = nhc/l dengan n = banyaknya foton dan h = konstanta Planck
Sedangkan energi radiasi diberikan oleh
E = CΔT, dengan C = kapasitas kalor, maka
CΔT = nhc/l
1050 x (95 – 20) = n(6,6 x 10-34)(3 x 108)/1,55x 10-2
n = 6,164 x 1027 foton
Soal #34
Sumber energi dari matahari adalah hasil reaksi termonuklier 41H1 → 2He4 + 20e1 ; Massa dari 1H1 dan 2He4 adalah 1,00813 sma dan 4,00386 sma. Jika jarak Matahari ke Bumi adalah 1,5 × 1011 m dan laju perubahan hidrogen menjadi helium 3,57 × 1038 atom per sekon, maka Energi yang diterima oleh permukaan Bumi persatuan waktu persatuan luas adalah ....
(A) 1,35 kWm−2
(B) 4,04 kWm−2
(C) 5,4 kWm−2
(D) 7,6 kWm−2
(E) 10,5 kWm−2
Jawab:
Energi reaksi inti tersebut adalah
E = (4,03252 – 4,00386) x 931 MeV = 26,68 MeV
Daya yang dihasilkan adalah
P = E/t = 26,68 x 3,57 x 1038/4 = 23,81 x 1038 MeV
P = 23,81 x 1038 x 106 x 1,6 x 10-19 = 3,81 x 1025 J
Maka intensitas radiasi adalah
I = P/A = 3,81 x 1025 J/[4 x 3,14 x (1,5 x 1011)2] = 1,348 x 103 W/m2
I = 1,348 kW/m2
Soal #35
Sebuah speaker bergetar dengan frekuensi 1000 Hz dan intensitas 0, 6 W/m2 . Beda taraf intensitas di titik A dan B yang masing-masing berjarak 1 m dan 10 m dari speaker tersebut adalah ....
(A) 6 dB
(B) 10 dB
(C) 20 dB
(D) 40 dB
(E) 60 dB
Jawab: C
Taraf intensitas bunyi diberikan oleh
TIA = TIB + 10 log (r2/r1)2
TIA – TIB = 10 log (10/1)2 = 20 dB
Soal #36
Sebuah benda bermassa 250 gram bergerak dengan kecepatan v= -2m/s. Benda itu lalu mengalami gaya sepanjang gerakannya yang ditunjukkan grafik. Kecepatan partikel setelah mengalami gaya F selama 1 detik ialah ....
(A) 0 m/s
(B) 1 m/s
(C) 2 m/s
(D) 4 m/s
(E) 6 m/s
Jawab:
Perubahan momentum = luas daerah di bawah grafik F-Δt, maka
0,25(v + 2) = ½ x 2 x 2
v + 2 = 8
v = 6 m/s
SOAL #25
(A) pada saat t = 15 s mobil berhenti
(B) besarnya kecepatan rata-rata mobil saat t = 0 s/d t= 15 s adalah 4 ms−1
(C) percepatan rata-rata terbesar terjadi pada saat t = 0 s sampai dengan t = 5 s
(D) percepatan rata-rata terbesar terjadi pada saat t = 9 s sampai dengan t = 12 s
(E) motor melaju dengan kelajuan konstan pada saat t = 5 s sampai dengan t = 9 s
Jawab: C
Kecepatan mobil adalah gradien (kemiringan grafik x vs t), maka saat
t = 0 s, v(0) = 0 (kemiringan garis singgung kurva nol)
t = 5 s, v(5) = ∞ (kemiringan garis singgung di t – 5 s vertikal), maka
a = Δv/Δt = [v(5) – v(0)]/5 = ∞
Soal #26
Jawab:
Rangkaian di atas dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini,
1/RT = 1/9 + 1/6 = 5/18
RT = 18/5 Ω
Sehingga kuat arus yang melewati rangkaian adalah
I = E/RT = 6/(18/5) = 5/3 A
Soal #27
Indeks bias udara besarnya 1, indeks bias air 4/3, dan indeks bias bahan suatu lensa tipis 3/2. Suatu lensa tipis yang kekuatannya di udara 4 dioptri di dalam air akan menjadi ....
(A) 3/5 dioptri
(B) 1 dioptri
(C) 5/4 dioptri
(D) 5/3 dioptri
(E) 5/2 dioptri
Jawab: B
Diketahui: indeks bias udara nu = 1; indeks bias air na = 4/3, indeks bias lensa nL = 3/2, dan kekuatan lensa di udara Pu = 4 D. Maka
P = 1/f = [nL/nm – 1][1/R1 + 1/R2]
Pa/Pu = [1,5/1,33 – 1]/[1,5/1 – 1] = ¼
Pa = ¼Pu = 1 D
Soal #28
Sebuah bola pejal dan sebuah silinder pejal memiliki jari-jari (R) dan massa (m) yang sama. Jika keduanya dilepaskan dari puncak bidang miring yang kasar, maka di dasar bidang miring ....
(A) Vbola < Vsilinder
(B) Vbola > Vsilinder
(C) Vbola = Vsilinder
(D) Vbola ≤ Vsilinder
(E) Tidak bisa dihitung
Jawab:
Besar kecepatan suatu benda tegar ketika berada pada dasar bidang miring diberikan oleh
v = [2gh/(k + 1)]1/2
dengan k = koefisien momen inersia benda tegar
Momen inersia bola pejal, I = 2/5 MR2, k = 2/5 = 0,4
Momen inersia silinder pejal, I = ½ MR2, k = ½ = 0,5
Jika k semakin besar maka kecepatan semakin kecil maka kesimpulannya adalah vbola > vsilinder.
Soal #29
(A) 4Ω dan 12 A
(B) 6Ω dan 4 A
(C) 6Ω dan 12 A
(D) 12Ω dan 4 A
(E) 12Ω dan 6 A
Jawab: D
Hambatan total diberikan oleh
Rt = E/I = 12/5 Ω, maka
1/Rt = 1/3 + 1/R
5/12 – 1/3 = 1/R
R = 12 Ω
Kuat arus pada A1 adalah
I = 12 V/3Ω = 4 A (karena untuk rangkaian paralel, tegangan pada masing-masing hambatan sama besar)
Soal #30
Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 20 m/s mendekati sumber bunyi 680 Hz yang dalam keadaan diam. Jika cepat rambat bunyi 340 m/s, maka perbedaan frekuensi yang didengar pengendara mobil saat mendekati dan setelah melewati sumber tersebut adalah ....
(A) 17 Hz
(B) 80 Hz
(C) 340 Hz
(D) 640 Hz
(E) 720 Hz
Jawab: B
Diketahui: kecepatan pendengar vp = 20 m/s, kecepatan sumber vs = 0, cepat rambat udara v = 340 m/s dan frekuensi sumber fs = 680 Hz.
Saat mendekati sumber:
fp = (v + vp)fs/v = (20 + 340) x 680/340 = 720 Hz
Saat menjauhi sumber:
fp = (v – vp)fs/v = (340 – 20) x 680/340 = 640 Hz
maka perbedaan frekuensi keduanya adalah 80 Hz
Soal #31
Gas monoatomik sebanyak 2 mol mula-mula bersuhu 27◦C dan tekanannya 3 × 105 Pa mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 4 × 105 Pa. Besar perubahan energi dalam gas bila tetapan gas universal 8,31 J/mol K adalah
....
(A) 1108 J
(B) 2077 J
(C) 2493 J
(D) 2908 J
(E) 4155 J
Jawab: C
Besar perubahan energi dalam gas diberikan oleh
ΔU = 3/2 nRΔT
Gas mengalami proses isokhorik maka (V1 = V2) atau
P1/T1 = P2/T2
3 x 105/300 K = 4 x 105/T2
T2 = 400 K
Maka perubahan energi dalam gas adalah
ΔU = 3/2 nRΔT = (3/2) x 2 x 8,31 x 100 = 2493 J
Soal #32
Waktu paruh Thorium 231 adalah 25,6 jam. Jika pada t = 0 sampel terdiri atas 1012 atom, hitunglah laju peluruhan saat itu?
(A) 2,2 × 1010 atom/jam
(B) 2,7 × 1010 atom/jam
(C) 3,2 × 1010 atom/jam
(D) 3,7 × 1010 atom/jam
(E) 4,2 × 1010 atom/jam
Jawab:
Diketahui waktu paruh T1/2 = 25,6 jam. Maka konstanta peluruhan adalah
l = 0,693/T1/2 = 0,693/(25,6 x 3600) = 0,027
Maka aktivitas peluruhan adalah
A = lN = 0,027 x (1012) = 2,7 x 1010 atom/jam
Soal #33
Semangkuk sop 255 g dipanaskan menggunakan pemanas microwave (microwave oven). Bila setiap kenaikan suhu sop 1◦C membutuhkan 1.050 J, maka jumlah foton microwave (λ = 1,55 cm) yang diserap oleh sop untuk menaikkan suhunya dari 20◦C ke 95◦C adalah ....
(A) 2,5 × 1024
(B) 1,6 × 1024
(C) 6,2 × 1024
(D) 1,6 × 1027
(E) 6,2 × 1027
Jawab: E
Energi foton diberikan oleh
E = nhc/l dengan n = banyaknya foton dan h = konstanta Planck
Sedangkan energi radiasi diberikan oleh
E = CΔT, dengan C = kapasitas kalor, maka
CΔT = nhc/l
1050 x (95 – 20) = n(6,6 x 10-34)(3 x 108)/1,55x 10-2
n = 6,164 x 1027 foton
Soal #34
Sumber energi dari matahari adalah hasil reaksi termonuklier 41H1 → 2He4 + 20e1 ; Massa dari 1H1 dan 2He4 adalah 1,00813 sma dan 4,00386 sma. Jika jarak Matahari ke Bumi adalah 1,5 × 1011 m dan laju perubahan hidrogen menjadi helium 3,57 × 1038 atom per sekon, maka Energi yang diterima oleh permukaan Bumi persatuan waktu persatuan luas adalah ....
(A) 1,35 kWm−2
(B) 4,04 kWm−2
(C) 5,4 kWm−2
(D) 7,6 kWm−2
(E) 10,5 kWm−2
Jawab:
Energi reaksi inti tersebut adalah
E = (4,03252 – 4,00386) x 931 MeV = 26,68 MeV
Daya yang dihasilkan adalah
P = E/t = 26,68 x 3,57 x 1038/4 = 23,81 x 1038 MeV
P = 23,81 x 1038 x 106 x 1,6 x 10-19 = 3,81 x 1025 J
Maka intensitas radiasi adalah
I = P/A = 3,81 x 1025 J/[4 x 3,14 x (1,5 x 1011)2] = 1,348 x 103 W/m2
I = 1,348 kW/m2
Soal #35
Sebuah speaker bergetar dengan frekuensi 1000 Hz dan intensitas 0, 6 W/m2 . Beda taraf intensitas di titik A dan B yang masing-masing berjarak 1 m dan 10 m dari speaker tersebut adalah ....
(A) 6 dB
(B) 10 dB
(C) 20 dB
(D) 40 dB
(E) 60 dB
Jawab: C
Taraf intensitas bunyi diberikan oleh
TIA = TIB + 10 log (r2/r1)2
TIA – TIB = 10 log (10/1)2 = 20 dB
Soal #36
(A) 0 m/s
(B) 1 m/s
(C) 2 m/s
(D) 4 m/s
(E) 6 m/s
Jawab:
Perubahan momentum = luas daerah di bawah grafik F-Δt, maka
0,25(v + 2) = ½ x 2 x 2
v + 2 = 8
v = 6 m/s
Post a Comment for "Soal SIMAK UI FISIKA 2010 dan Pembahasannya"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!