Soal SIMAK UI FISIKA 2012 dan Pembahasannya
SOAL #25
Sebuah gelas kayu kuno yang ditemukan di situs arkeologi memiliki aktivitas radiasi 2,1 Bq, sedangkan kayu sejenis yang baru ditebang dari pohonnya memiliki aktivitas radiasi 8,4 Bq. Bila waktu paruh karbon-14 = 5730 tahun, maka perkiraan usia cangkir kayu adalah . . . .
(A) 2865 tahun
(B) 5730 tahun
(C) 11460 tahun
(D) 17190 tahun
(E) 22920 tahun
Jawab:
Diketahui aktivitas radiasi setelah waktu t adalah A = 2,1 Bq, aktivitas radiasi awal A0= 8,4 Bq, waktu paruh T1/2 = 5730 tahun,
Dengan menggunakan persamaan
A = A0(1/2)(t/T1/2)
2, 1 = 8,4(1/2)(t/5730 tahun)
(1/4) = (1/2)t/5730 tahun
(1/2)2 = (1/2)t/5730 tahun
2 = t/5730 tahun
t = 2 x 5730 tahun = 11.460 tahun
Jadi perkiraan usia cangkir kayu 11.460 trilliun
SOAL #26
Stasiun luar angkasa melakukan revolusi sebanyak 15,65 kali dalam sehari dalam orbitnya mengelilingi bumi. Jika dianggap orbitnya lingkaran, ketinggian stasiun luar angkasa tersebut dari permukaan bumi jika massa bumi 5, 97 × 1024 kg dan jari-jari bumi 6, 38 × 106 m adalah ....
(A) 156 km
(B) 370 km
(C) 552 km
(D) 667 km
(E) 675 km
Jawab:
Anggap jari-jari Bumi adalah R dan jarak satelit ke pusat bumi adalah r dan h adalah jarak satelit dari permukaan bumi. Dan 1 hari = 86400 sekon, maka dengan menggunakan
Fgravitasi = Fsentripetal
GmM/r2 = mω2r
m = massa satelit, M = massa Bumi dan ω = kecepatan sudut satelit ketika berevolusi = 2π/T, dan T = periode satelit = t/n = 86400 sekon/15,65 = 5520,8 sekon, maka
r3 = GMT2/4π2
r3 = (6,67 x 10-11)(5,97 x 1024)(5520,8)2/(4π2) = 307,7 x 1018 m3
r = 6,75 x 106 m
jadi, h = r – R = 6,75 x 106 m – 6,38 x 106 m = 0,37 x 106 m = 370 km
SOAL #27
Sebuah elektron (e) bermassa m bergerak dengan energi kinetik K tidak akan menumbuk lempeng
berjarak d dari tempat mulai elektron bergerak jika medan magnet diberikan di permukaan lempeng.
Besar medan magnet tersebut adalah ....
Jawab:
Usaha oleh elektron sama dengan perubahan energi kinetik elektron,
W = F.d = ΔEK
Fmagnetd = 0 – K
B.e.v.d = –K
(B.e.v.d)2 = K2
Karena K = ½ mv2, maka v2 = 2K/m, sehingga
B2e2(2K/m)d2 = K2
B = [mK/(2e2d2)]1/2
SOAL #28
Sebuah elektron beredar mengelilingi inti atom, memenuhi model atom Bohr pada kulit L dengan
kelajuan v. Jari-jari lintasan elektron pada keadaan dasar adalah R. Jika me adalah massa elektron, e
adalah muatan elektron dan k konstanta Coulomb, maka kuat arus listrik pada orbit elektron adalah ....
Jawab:
Kuat arus yang timbul akibat putaran 1 elektron adalah
i = e/t
dengan t = s/v dan s = keliling lingkaran = 2πr.
Dalam kondisi ini gaya sentripetal sama dengan gaya Coulomb, maka
Fsentripetal = FCoulomb
mv2/R = ke2/R2
v = [ke2/mR]1/2
sehingga kuat arus yang timbul adalah
i = (e/2πR)[ke2/mR]1/2 = (e2/2π)[k/mR3]1/2
SOAL #29
Dinding berbentuk huruf “V” dibangun dari dua bidang miring identik tanpa gesekan. Jika benda
bermassa m mula-mula diletakan pada salah satu bidang miring tersebut, maka benda akan melakukan gerak harmonis sederhana.
Pada dinding tanpa gesekan tidak ada energi yang hilang sehingga benda pada bidang miring pertama akan bergerak turun, kemudian akan bergerak naik bidang miring kedua sampai ketinggian yang sama dan berulang terus menerus.
Jawab: A
Pernyataan benar, alasan benar dan saling berhubungan. (ingat konsep kekekalan energi pada gaya pemulih)
Soal #30
Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif pada benda hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda itu saja, tidak bergantung pada lintasan yang dilaluinya.
Gesekan membuat energi mekanik akhir suatu benda selalu lebih kecil dari energi mekanik awal benda tersebut.
Jawab:
Pernyataan benar, alasan benar dan tapi tidak saling berhubungan. (Ingat konsep gaya konservatif (pernyataan) dan adanya energi disipasi akibat gaya gesek (sebab))
SOAL #31
Pada mikroskop benda yang hendak diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan pusat lensa okuler.
Lensa okuler mikroskop berfungsi sebagai lup.
Jawab: D
Pernyataan salah. Seharusnya benda diletakkan pada fob < s < 2fob. Sebab benar
SOAL #32
Sebuah benda yang massanya 2,00 kg bergetar harmonis sederhana dengan persamaan simpangan, y = 0, 20 sin 45t dalam satuan SI, maka ....
(1) pada saat t = 2 detik simpangannya = 0,20 m
(2) pada saat t = 4/3 s, kecepatannya = 0,10 m/s
(3) energi kinetik maksimumnya = 81,00 J
(4) energi total benda = 9,00 J
Jawab: B
(1) y = 0,20 sin (45.2) = 0,20 m
(2) v = dy/dt = 9 cot 45t = 9 cot (45 x 4/3) = 4,5 m/s
(3) EKmaks = ½ mv2maks, maka vm = 9 m/s, maka
EKmaks = ½ x 2 x 92 = 81,00 J
(4) Energi total = energi kinetik maksimum (ingat hukum kekekalan energi)
SOAL #33
Simbol E, P, V, dan t masing-masing adalah simbol untuk energi listrik, daya listrik, tegangan listrik, dan waktu, sedangkan R merupakan simbol hambatan dari sebuah setrika. Jika setrika bertuliskan 220 V/300 W, maka perumusan daya untuk setrika tersebut yang paling tepat adalah ....
(1) P = E/t
(2) P = I2R
(3) P = I.V
(4) P = V2/R
Jawab: E (semua jawaban benar)
SOAL #34
Gelombang berjalan memiliki persamaan: y(x, t) = 0, 008 sin(10πx − 8πt) di mana y dan x dalam meter dan t dalam detik. Pernyataan yang BENAR adalah ....
(1) Kecepatan gelombang adalah 0,8 m/detik
(2) Frekuensi gelombang 4 Hz
(3) Panjang gelombang adalah 0,2 m
(4) Simpangan pada titik 10 m dan waktu 100 detik adalah 0,004 m
Jawab: A
(1) v = ω/k = koef(t)/koef(x) = 8/10 = 0,8 m/s
(2) f = ω/2π = 4Hz
(3) l = 2π/k = 2π/10π = 0,2 m
(4) y = 0,008 sin (10π x 10 - 8π x 100) = 0
SOAL #35
Pernyataan yang BENAR mengenai syarat-syarat gas riil agar dapat mendekati sifat gas ideal adalah
....
(1) Tekanan gas harus sangat rendah.
(2) Gas tersebut adalah gas monoatomik atau diatomik.
(3) Gas tersebut harus gas mulia dengan nomor atom yang kecil.
(4) Massa molekul gas besar, tetapi temperaturnya rendah.
Jawab: A
(1) Benar, sebab jika tekanan tinggi menyebabkan jarak antar partikel sangat dekat sehingga saling beriteraksi
(2) Benar, gas ideal adalah gas monoatomik dan diatomik suhu rendah. Sehingga pernyataan benar karena menggunakan atau ingat prinsip logika matematika.
(3) Benar, gas mulia adalah gas inert
(4) Salah, massa yang besar menyebabkan gravitasinya besar sehingga mereka saling berinteraksi
Soal #36
Benda berada 10 cm di depan cermin lengkung. Pernyataan yang BENAR adalah ....
(1) Jika yang terjadi bayangan semu, maka cermin yang digunakan adalah cermin konvek.
(2) Jika jarak bayangan lebih besar dari −10 cm, maka cermin yang digunakan adalah cermin
konvek.
(3) Jika jarak bayangan yang terjadi −20 cm, cermin yang digunakan cermin konkaf dengan jari-jari
kelengkungan 20 cm.
(4) Jika jarak bayangan yang terjadi −6 cm, cermin yang digunakan cermin konvek dengan jari-jari kelengkungan 30 cm.
Jawab:
(1) Salah, belum tentu. Cermin yang sudah pasti semu adalah cermin cembung (konveks) namun pada cermin cekung (konkaf) mungkin juga didapati bayangan negatif asal benda diletakkan pada ruang 1 (ingat rumus letak ruang benda + letak ruang bayangan = 5)
(2) 1/f = 1/10 – 1/s’, maka apabila s’ > -10 cm akan menghasilkan nilai fokus yang positif yang berarti itu merupakan cermin cekung.
(3) 1/f = 1/10 – 1/20 = 1/20. Fokus = 20 cm, sehingga R = 40 cm (tanda positif artinya cermin cekung)
(4) 1/f = 1/10 – 1/6 = -2/30. Fokus = -15 cm sehingg R = -30 cm (tanda negatif menunjukkan cermin cembung)
SOAL #25
Sebuah gelas kayu kuno yang ditemukan di situs arkeologi memiliki aktivitas radiasi 2,1 Bq, sedangkan kayu sejenis yang baru ditebang dari pohonnya memiliki aktivitas radiasi 8,4 Bq. Bila waktu paruh karbon-14 = 5730 tahun, maka perkiraan usia cangkir kayu adalah . . . .
(A) 2865 tahun
(B) 5730 tahun
(C) 11460 tahun
(D) 17190 tahun
(E) 22920 tahun
Jawab:
Diketahui aktivitas radiasi setelah waktu t adalah A = 2,1 Bq, aktivitas radiasi awal A0= 8,4 Bq, waktu paruh T1/2 = 5730 tahun,
Dengan menggunakan persamaan
A = A0(1/2)(t/T1/2)
2, 1 = 8,4(1/2)(t/5730 tahun)
(1/4) = (1/2)t/5730 tahun
(1/2)2 = (1/2)t/5730 tahun
2 = t/5730 tahun
t = 2 x 5730 tahun = 11.460 tahun
Jadi perkiraan usia cangkir kayu 11.460 trilliun
SOAL #26
Stasiun luar angkasa melakukan revolusi sebanyak 15,65 kali dalam sehari dalam orbitnya mengelilingi bumi. Jika dianggap orbitnya lingkaran, ketinggian stasiun luar angkasa tersebut dari permukaan bumi jika massa bumi 5, 97 × 1024 kg dan jari-jari bumi 6, 38 × 106 m adalah ....
(A) 156 km
(B) 370 km
(C) 552 km
(D) 667 km
(E) 675 km
Jawab:
Anggap jari-jari Bumi adalah R dan jarak satelit ke pusat bumi adalah r dan h adalah jarak satelit dari permukaan bumi. Dan 1 hari = 86400 sekon, maka dengan menggunakan
Fgravitasi = Fsentripetal
GmM/r2 = mω2r
m = massa satelit, M = massa Bumi dan ω = kecepatan sudut satelit ketika berevolusi = 2π/T, dan T = periode satelit = t/n = 86400 sekon/15,65 = 5520,8 sekon, maka
r3 = GMT2/4π2
r3 = (6,67 x 10-11)(5,97 x 1024)(5520,8)2/(4π2) = 307,7 x 1018 m3
r = 6,75 x 106 m
jadi, h = r – R = 6,75 x 106 m – 6,38 x 106 m = 0,37 x 106 m = 370 km
SOAL #27
Sebuah elektron (e) bermassa m bergerak dengan energi kinetik K tidak akan menumbuk lempeng
berjarak d dari tempat mulai elektron bergerak jika medan magnet diberikan di permukaan lempeng.
Besar medan magnet tersebut adalah ....
Jawab:
Usaha oleh elektron sama dengan perubahan energi kinetik elektron,
W = F.d = ΔEK
Fmagnetd = 0 – K
B.e.v.d = –K
(B.e.v.d)2 = K2
Karena K = ½ mv2, maka v2 = 2K/m, sehingga
B2e2(2K/m)d2 = K2
B = [mK/(2e2d2)]1/2
SOAL #28
Sebuah elektron beredar mengelilingi inti atom, memenuhi model atom Bohr pada kulit L dengan
kelajuan v. Jari-jari lintasan elektron pada keadaan dasar adalah R. Jika me adalah massa elektron, e
adalah muatan elektron dan k konstanta Coulomb, maka kuat arus listrik pada orbit elektron adalah ....
Jawab:
Kuat arus yang timbul akibat putaran 1 elektron adalah
i = e/t
dengan t = s/v dan s = keliling lingkaran = 2πr.
Dalam kondisi ini gaya sentripetal sama dengan gaya Coulomb, maka
Fsentripetal = FCoulomb
mv2/R = ke2/R2
v = [ke2/mR]1/2
sehingga kuat arus yang timbul adalah
i = (e/2πR)[ke2/mR]1/2 = (e2/2π)[k/mR3]1/2
SOAL #29
Dinding berbentuk huruf “V” dibangun dari dua bidang miring identik tanpa gesekan. Jika benda
bermassa m mula-mula diletakan pada salah satu bidang miring tersebut, maka benda akan melakukan gerak harmonis sederhana.
SEBAB
Pada dinding tanpa gesekan tidak ada energi yang hilang sehingga benda pada bidang miring pertama akan bergerak turun, kemudian akan bergerak naik bidang miring kedua sampai ketinggian yang sama dan berulang terus menerus.
Jawab: A
Pernyataan benar, alasan benar dan saling berhubungan. (ingat konsep kekekalan energi pada gaya pemulih)
Soal #30
Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif pada benda hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda itu saja, tidak bergantung pada lintasan yang dilaluinya.
SEBAB
Gesekan membuat energi mekanik akhir suatu benda selalu lebih kecil dari energi mekanik awal benda tersebut.
Jawab:
Pernyataan benar, alasan benar dan tapi tidak saling berhubungan. (Ingat konsep gaya konservatif (pernyataan) dan adanya energi disipasi akibat gaya gesek (sebab))
SOAL #31
Pada mikroskop benda yang hendak diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan pusat lensa okuler.
SEBAB
Lensa okuler mikroskop berfungsi sebagai lup.
Jawab: D
Pernyataan salah. Seharusnya benda diletakkan pada fob < s < 2fob. Sebab benar
SOAL #32
Sebuah benda yang massanya 2,00 kg bergetar harmonis sederhana dengan persamaan simpangan, y = 0, 20 sin 45t dalam satuan SI, maka ....
(1) pada saat t = 2 detik simpangannya = 0,20 m
(2) pada saat t = 4/3 s, kecepatannya = 0,10 m/s
(3) energi kinetik maksimumnya = 81,00 J
(4) energi total benda = 9,00 J
Jawab: B
(1) y = 0,20 sin (45.2) = 0,20 m
(2) v = dy/dt = 9 cot 45t = 9 cot (45 x 4/3) = 4,5 m/s
(3) EKmaks = ½ mv2maks, maka vm = 9 m/s, maka
EKmaks = ½ x 2 x 92 = 81,00 J
(4) Energi total = energi kinetik maksimum (ingat hukum kekekalan energi)
SOAL #33
Simbol E, P, V, dan t masing-masing adalah simbol untuk energi listrik, daya listrik, tegangan listrik, dan waktu, sedangkan R merupakan simbol hambatan dari sebuah setrika. Jika setrika bertuliskan 220 V/300 W, maka perumusan daya untuk setrika tersebut yang paling tepat adalah ....
(1) P = E/t
(2) P = I2R
(3) P = I.V
(4) P = V2/R
Jawab: E (semua jawaban benar)
SOAL #34
Gelombang berjalan memiliki persamaan: y(x, t) = 0, 008 sin(10πx − 8πt) di mana y dan x dalam meter dan t dalam detik. Pernyataan yang BENAR adalah ....
(1) Kecepatan gelombang adalah 0,8 m/detik
(2) Frekuensi gelombang 4 Hz
(3) Panjang gelombang adalah 0,2 m
(4) Simpangan pada titik 10 m dan waktu 100 detik adalah 0,004 m
Jawab: A
(1) v = ω/k = koef(t)/koef(x) = 8/10 = 0,8 m/s
(2) f = ω/2π = 4Hz
(3) l = 2π/k = 2π/10π = 0,2 m
(4) y = 0,008 sin (10π x 10 - 8π x 100) = 0
SOAL #35
Pernyataan yang BENAR mengenai syarat-syarat gas riil agar dapat mendekati sifat gas ideal adalah
....
(1) Tekanan gas harus sangat rendah.
(2) Gas tersebut adalah gas monoatomik atau diatomik.
(3) Gas tersebut harus gas mulia dengan nomor atom yang kecil.
(4) Massa molekul gas besar, tetapi temperaturnya rendah.
Jawab: A
(1) Benar, sebab jika tekanan tinggi menyebabkan jarak antar partikel sangat dekat sehingga saling beriteraksi
(2) Benar, gas ideal adalah gas monoatomik dan diatomik suhu rendah. Sehingga pernyataan benar karena menggunakan atau ingat prinsip logika matematika.
(3) Benar, gas mulia adalah gas inert
(4) Salah, massa yang besar menyebabkan gravitasinya besar sehingga mereka saling berinteraksi
Soal #36
Benda berada 10 cm di depan cermin lengkung. Pernyataan yang BENAR adalah ....
(1) Jika yang terjadi bayangan semu, maka cermin yang digunakan adalah cermin konvek.
(2) Jika jarak bayangan lebih besar dari −10 cm, maka cermin yang digunakan adalah cermin
konvek.
(3) Jika jarak bayangan yang terjadi −20 cm, cermin yang digunakan cermin konkaf dengan jari-jari
kelengkungan 20 cm.
(4) Jika jarak bayangan yang terjadi −6 cm, cermin yang digunakan cermin konvek dengan jari-jari kelengkungan 30 cm.
Jawab:
(1) Salah, belum tentu. Cermin yang sudah pasti semu adalah cermin cembung (konveks) namun pada cermin cekung (konkaf) mungkin juga didapati bayangan negatif asal benda diletakkan pada ruang 1 (ingat rumus letak ruang benda + letak ruang bayangan = 5)
(2) 1/f = 1/10 – 1/s’, maka apabila s’ > -10 cm akan menghasilkan nilai fokus yang positif yang berarti itu merupakan cermin cekung.
(3) 1/f = 1/10 – 1/20 = 1/20. Fokus = 20 cm, sehingga R = 40 cm (tanda positif artinya cermin cekung)
(4) 1/f = 1/10 – 1/6 = -2/30. Fokus = -15 cm sehingg R = -30 cm (tanda negatif menunjukkan cermin cembung)
Post a Comment for "Soal SIMAK UI FISIKA 2012 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!