48
Pembahasan Simak UI Fisika 2011

Fisika 2011 SIMAK UI ALL PAKET

Embed Size (px)

DESCRIPTION

soal dan pembahasan

Citation preview

  • Pembahasan Simak UI Fisika

    2011

  • PETUNJUK UMUM1. Sebelum mengerjakan ujian, periksalah terlebih

    dulu, jumlah soal dan nomor halaman yang terdapatpada naskah soal.Naskah soal ini terdiri dari 13 halaman.

    2. Tulislah nomor peserta Anda pada lembar jawabandi tempat yang disediakan.

    3. Tulislah kode naskah soal ini, pada lembar jawabandi tempat yang disediakan. Kode naskah soal ini:

    5114. Bacalah dengan cermat setiap petunjuk yang

    menjelaskan cara menjawab soal.

    5. Pikirkanlah sebaik-baiknya sebelum menjawab tiapsoal, karena setiap jawaban yang salah akanmengakibatkan pengurangan nilai (penilaian: benar+4, kosong 0, salah -1).

    6. Jawablah lebih dulu soal-soal yang menurut Andamudah, kemudian lanjutkan dengan menjawabsoal-soal yang lebih sukar sehingga semua soalterjawab.

    7. Tulislah jawaban Anda pada lembar jawaban ujianyang disediakan.

    8. Untuk keperluan coret-mencoret, harapmenggunakan tempat yang kosong pada naskah soalini dan jangan pernah menggunakan lembarjawaban karena akan mengakibatkan jawaban Andatidak dapat terbaca.

    9. Selama ujian, Anda tidak diperkenankan bertanyaatau meminta penjelasan mengenai soal-soal yangdiujikan kepada siapapun, termasuk kepadapengawas ujian.

    10. Setelah ujian selesai, Anda diharapkan tetap dudukdi tempat Anda sampai pengawas ujian datang ketempat Anda untuk mengumpulkan lembar jawaban.

    11. Perhatikan agar lembar jawaban ujian tidak kotor,tidak basah, tidak terlipat, dan tidak sobek.

    PETUNJUK KHUSUSPETUNJUK A:Pilih satu jawaban yang paling tepat.

    PETUNJUK B:Soal terdiri dari 3 bagian, yaitu PERNYATAAN, kata SEBAB, dan ALASAN yang disusun berurutan.Pilihlah:

    (A) Jika pernyataan benar, alasan benar, dan keduanya menunjukkan hubungan sebab dan akibat(B) Jika pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab dan

    akibat(C) Jika pernyataan benar dan alasan salah(D) Jika pernyataan salah dan alasan benar(E) Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

    PETUNJUK C:Pilihlah:

    (A) Jika (1), (2), dan (3) yang benar(B) Jika (1) dan (3) yang benar(C) Jika (2) dan (4) yang benar(D) Jika hanya (4) yang benar(E) Jika semuanya benar

  • Kode Naskah Soal: 511FISIKA

    Gunakan Petunjuk A dalam menjawab soal nomor 25 sampainomor 33.

    25. Sebuah mikroskop terdiri dari lensa obyektif(f1 = 0, 5 cm) dan lensa okuler (f2 = 2 cm). Jarakantara kedua lensa 22 cm. Jika jarak baca normalpengamat 15 cm dan ia mengamati bendamenggunakan mikroskop dengan mata tanpaberakomodasi, maka perbesaran alat adalah ....

    (A) 20 kali(B) 40 kali(C) 102 kali(D) 294 kali(E) tidak bisa ditemukan

    26. Massa balon udara dengan keranjangnya adalah200 kg. Volume balon udara adalah 400 m3. Jikatemperatur udara adalah 10 C, maka temperaturminimum udara di dalam balon agar dapat terbangadalah .... ( udara pada 10 C adalah 1,25 kg/m3)

    (A) 159 C(B) 169 C(C) 179 C(D) 189 C(E) 199 C

    27. Sebuah kabel yang panjang dialiri arus sebesar 2,5A. Sebuah elektron bergerak di dekat kabel. Padasaat elektron berada pada jarak 4,5 cm dari kabeldan bergerak dengan kecepatan 6 104 m/detik kearah kabel, besar gaya medan magnet padaelektron adalah ....

    (A) 1, 07 1019 N(B) 1, 57 1019 N(C) 2, 24 1019 N(D) 2, 47 1019 N(E) 2, 63 1019 N

    28. Elektron bermuatan e bermassam dipercepatdengan potensial V dan menumbuk partikel lain diudara sehingga arah kecepatan elektronmenyimpang 60 dari arah semula. Diketahuikonstanta Planck h. Panjang gelombang de Brogliesetelah hamburan adalah ....

    (A) =0, 5h

    2meV

    (B) =h

    2meV

    (C) =0, 5h2meV

    (D) =h

    2meV

    (E) =1, 5h2meV

    29.

    Lempeng konduktor memiliki kerapatan muatan+ dan bola konduktor bermassam bermuatan +qdigantungkan pada lempeng tersebut denganbenang sutera panjang l. Sudut yang terbentukkecil sekali, seperti tampak pada gambar. Nilai xadalah ....

    (A) x =mg0l

    q

    (B) x =mg0ql

    (C) x =q

    mg0l

    (D) x =l

    mg0q

    (E) x =ql

    mg0

    c Universitas Indonesia Halaman 5 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51130.

    Fluida ideal mengalir melalui pipa mendatardengan luas penampang Am2 , kemudian fluidamengalir melalui dua pipa yang luaspenampangnya lebih kecil seperti gambar di atas.Kecepatan fluida pada pipa yang luaspenampangnya 0,75 Am2 adalah ....

    (A) 0,5 m/detik(B) 2/3 m/detik(C) 1,5 m/detik

    (D) 2 m/detik(E) 2,5 m/detik

    31.

    Di atas bidang berbentuk setengah lingkarandengan permukaan kasar yang memiliki radius 1 mdiletakan bola pejal dengan radius 10 cm bermassa1 kg seperti pada gambar. Jika sudut = 60,kecepatan sudut bola di titik terendah adalah ....(g = 9, 8m/s2)

    (A) 21,1 rad/detik(B) 22,1 rad/detik(C) 23,1 rad/detik(D) 24,1 rad/detik(E) 25,1 rad/detik

    32. Sebuah sumber cahaya memancarkan cahayatampak dalam dua macam panjang gelombang = 430 nm dan = 510 nm. Sumber cahaya inidigunakan dalam interferensi celah rangkapdengan jarak antar celah 0,025 mm dan jarak celahke layar 1,5 m. Jarak antara kedua cahaya di ataspada pita terang ketiga adalah ....

    (A) 1,5 cm(B) 2,4 cm(C) 7,7 cm

    (D) 9,2 cm(E) 17 cm

    33. Benda dengan massa 2 kg dalam keadaan diammendapat gaya ~F = 8i 4tj N. Waktu yangdibutuhkan agar benda mencapai laju kecepatan15 m/detik adalah ....

    (A) 3 detik(B) 3,5 detik(C) 4 detik

    (D) 4,5 detik(E) 5 detik

    Gunakan Petunjuk B dalam menjawab soal nomor 34 .

    34. Nilai percepatan gravitasi bumi di ekuator lebihkecil daripada di kutub.

    SEBAB

    Nilai percepatan gravitasi bumi hanya dipengaruhioleh jari-jari bumi saja di mana jari-jari di ekuatorlebih besar daripada di kutub.

    Gunakan Petunjuk C dalam menjawab soal nomor 35 sampainomor 36.

    35. Seorang siswa membuat alat pengukur suhudengan menggunakan sensor yang terbuat daribahan metal dan dirangkai dengan rangkaianelektronika sehingga perubahan suhu yang didapatmerupakan konversi dari perubahan teganganlistrik atau arus listrik. Besaran fisika yangdimanfaatkan dari sensor tersebut adalah ....

    (1) perubahan nilai hambatan(2) perubahan nilai tegangan(3) perubahan nilai panjang(4) perubahan nilai arus

    c Universitas Indonesia Halaman 6 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51136.

    Grafik di atas didapat dari pengukuran arus listrik(I) dan frekuensi foton (f ) pada eksperimenfotolistrik.Bila tetapan Planck h = 6, 6 1034J.s, maka ....

    (1) bila cahaya datang dengan frekuensi lebih besardari 5, 2 1014Hz tidak akan terjadi efekfotolistrik

    (2) fungsi kerja logam = 2,15 eV(3) tak ada elektron yang keluar dari logam bila

    panjang gelombang cahaya yang datang = 400nm

    (4) foton dengan energi 3, 50 1019 J takakan mampu mengeluarkan elektron daripermukaan logam

    c Universitas Indonesia Halaman 7 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 512FISIKA

    Gunakan Petunjuk A dalam menjawab soal nomor 25 sampainomor 31.

    25.

    Dua buah lampu listrik L1 dan L2 mempunyai dayasama dipasang pada rangkaian listrik denganC = 1 F, L = 1 H, dan sumber tegangan AC 220 V /50 Hz. Pernyataan yang benar adalah ....

    (A) L1 lebih terang dari pada L2(B) L2 lebih terang dari pada L1(C) L1 sama terangnya dengan L2(D) L1 sama redupnya dengan L2(E) L1 dan L2 tidak menyala

    26. Sebuah atom hidrogen berada dalam keadaan n =2, l = 1, danml = 1 mengemisi foton ketikameluruh ke keadaan dasar n = 1, l = 0, danml = 0.Panjang gelombang foton tersebut adalah ....

    (A) 102 nm(B) 122 nm(C) 136 nm

    (D) 144 nm(E) 160 nm

    27.

    Lempeng konduktor memiliki kerapatan muatan+ dan bola konduktor bermassam bermuatan +qdigantungkan pada lempeng tersebut denganbenang sutera panjang l. Sudut yang terbentukkecil sekali, seperti tampak pada gambar. Nilai xadalah ....

    (A) x =mg0l

    q

    (B) x =mg0ql

    (C) x =q

    mg0l

    (D) x =l

    mg0q

    (E) x =ql

    mg0

    c Universitas Indonesia Halaman 5 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51228.

    Sebuah bola pejal kecil licin massam danberjari-jari r berada diam di puncak bola besarmassaM dan berjari-jari R (R r). Bolamkemudian meninggalkan bolaM . Kecepatan bolam sesaat sebelum meninggalkan permukaan bolaM adalah .... (diketahui Ibola = 2/5MR2)

    (A)

    1

    3gR

    (B)

    2

    3gR

    (C)

    3

    2gR

    (D)

    2gR

    (E)

    3

    3gR

    29. Benda dengan massa 2 kg dalam keadaan diammendapat gaya ~F = 8i 4tj N. Waktu yangdibutuhkan agar benda mencapai laju kecepatan15 m/detik adalah ....

    (A) 3 detik(B) 3,5 detik(C) 4 detik

    (D) 4,5 detik(E) 5 detik

    30. Pada bola perak berjari-jari 50 cm terdapatbayangan tiang bendera. Tinggi bayangan tersebutadalah 10 cm. Sebenarnya tinggi tiang benderatersebut adalah 6 m. Jarak tiang bendera terhadapbola perak tersebut adalah ....

    (A) 11,7 m(B) 12,7 m(C) 13,7 m

    (D) 14,7 m(E) 15,7 m

    31.

    Seorang siswa membuat alat ukur suhu denganmenggunakan sensor yang memiliki nilaihambatan berubah terhadap suhu. Sensor tersebutbertuliskan 5 C/V dan dipasang pada rangkaianjembatan Wheatstone dengan nilai R1 = 2R2, Rs(variable resistor) = 0 - 100 serta sumbertegangan 15 V. Jika tegangan titik ab 0 V dan nilaiRs = 10 maka suhu yang terukur adalah ....

    (A) 25 C(B) 50 C(C) 75 C(D) 100 C(E) 125 C

    Gunakan Petunjuk B dalam menjawab soal nomor 32 sampainomor 36.

    32. Gelombang ultrasonik digunakan untuk mengukurketebalan logam dengan memanfaatkan fenomenarefleksi gelombang.

    SEBAB

    Ketebalan logam dapat ditentukan denganmengalikan 1/2 waktu penjalaran gelombangdengan kecepatan gelombang pada logam tersebut.

    33. Kerja yang dilakukan gas N2 yang berada di dalamtabung tertutup (V = 4 L) ketika mendingin dari T =50 C menjadi 36C adalah 35 R (dengan Rkonstanta gas universal).

    SEBAB

    Gas nitrogen merupakan gas diatomik dan nilaiCv nya selalu lebih kecil dari pada Cp.

    c Universitas Indonesia Halaman 6 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51234. Sebuah bola pejal (massa M dan jari-jari R) dan

    bola kosong (massa M dan jari-jari R)menggelinding bersamaan dari puncak bidangmiring setinggi H. Kedua bola akan sampai diujung bidang miring secara bersamaan.

    SEBAB

    Kedua bola mengalami gaya gravitasi yang samabesar dan memiliki kecepatan yang sama.

    35. Pada umumnya cermin bisa memantulkan cahayadengan panjang gelombang 1 = 100 Angstromdan 2 = 5000 Angstrom.

    SEBAB

    Cermin bisa memantulkan gelombang cahayaapapun.

    36. Percepatan gravitasi bumi, g, di permukaan Bumisesungguhnya tidak konstan sebesarg= 9,8 m/detik2 dan arahnya pun tidak mengarahke pusat Bumi.

    SEBAB

    Rotasi bumi dengan gaya sentripetal dan gayakoriolisnya mempengaruhi nilai gravitasi bumi.

    c Universitas Indonesia Halaman 7 dari 13 halaman

  • Kode Naskah Soal: 513FISIKA

    Gunakan Petunjuk A dalam menjawab soal nomor 25 sampainomor 33.

    25. Radioisotop K-40 digunakan untuk mengetahuiumur sampel batu. Waktu paruh K-40 adalah1, 28 109 tahun . Jumlah peluruhan per detikterjadi pada sampel yang mengandung 1, 63 106gr K-40 adalah ....

    (A) 0,172 peluruhan/detik(B) 0,245 peluruhan/detik(C) 0,316 peluruhan/detik(D) 0,421 peluruhan/detik(E) 0,693 peluruhan/detik

    26. Indeks bias prisma dengan sudut pembias 75adalah 1,414. Sudut datang minimum agar cahayadapat keluar dari sisi yang lainnya adalah ....

    (A) 30

    (B) 37

    (C) 45

    (D) 53

    (E) 60

    27.

    Lempeng konduktor memiliki kerapatan muatan+ dan bola konduktor bermassam bermuatan +qdigantungkan pada lempeng tersebut denganbenang sutera panjang l. Sudut yang terbentukkecil sekali, seperti tampak pada gambar. Nilai xadalah ....

    (A) x =mg0l

    q

    (B) x =mg0ql

    (C) x =q

    mg0l

    (D) x =l

    mg0q

    (E) x =ql

    mg0

    c Universitas Indonesia Halaman 5 dari 12 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51328.

    Sebuah proton bergerak dengan kecepatan1,2 km/detik memasuki medan magnet denganarah tegak lurus terhadap medan magnet. Protonkeluar medan magnet dengan arah tegak lurusterhadap arah datangnya. Proton bergerak sejauh3,14 cm selama di medan magnet. Besar medanmagnet tersebut adalah ....(mp = 1, 6 1027kg,qp = 1, 6 1019C)

    (A) 6 104 T(B) 6 103 T(C) 6 102 T(D) 3 103 T(E) 3 102 T

    29. Benda dengan massa 2 kg dalam keadaan diammendapat gaya ~F = 8i 4tj N. Waktu yangdibutuhkan agar benda mencapai laju kecepatan15 m/detik adalah ....

    (A) 3 detik(B) 3,5 detik(C) 4 detik

    (D) 4,5 detik(E) 5 detik

    30.

    Tongkat bermassa 1 kg memiliki sumbu putartanpa gesekan pada pusat massanya, seperti padagambar. Sebongkah tanah liat memiliki kecepatan10 m/detik menumbuk tongkat dan tetapmenempel pada tongkat. Kehilangan energi padaperistiwa ini adalah ....

    (A) 1,84 joule(B) 2,69 joule(C) 3,84 joule

    (D) 2,54 joule(E) 1,54 joule

    31. Sebuah mesin kalor bekerja di antara reservoirdingin (T1 = 35 C) dan reservoir panas(T2 = 140 C). Jika mesin menyerap kalor darireservoir panas sebesar 90 J dan membuang kalorke reservoir dingin sebesar 150 J, maka efisiensimesin tersebut adalah ....

    (A) 75,0 %(B) 74,6 %(C) 40,0 %

    (D) 25,4 %(E) 25,0 %

    32. Suatu benda bergetar harmonik sederhana denganamplitude 8 cm dan frekuensi 0,5 Hz, saat energipotensial 1/3 kali energi kinetiknya, maka besarpercepatan benda adalah .... (Gunakan pi2 = 10 )

    (A) 0,4 m/s2

    (B) 0,42m/s2

    (C) 0, 43m/s2

    (D) 0,2 m/s2

    (E) 0,22m/s2

    c Universitas Indonesia Halaman 6 dari 12 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51333.

    Bola berada pada puncak bangunan 1/2 boladengan radius 100 m. Bola diberi kecepatan awalagar bola tidak pernah mengenai bangunan. Nilaiminimum z adalah ....

    (A) 0 m(B) 11,45 m(C) 41,42 m

    (D) 35,36 m(E) 25,35 m

    Gunakan Petunjuk B dalam menjawab soal nomor 34 sampainomor 35.

    34. Pemanfaatan sinar-X dalam foto rontgen dapat puladigunakan untuk melihat cacat di dalam suatumaterial.

    SEBAB

    Sinar-X dapat merusak organ manusia biladosisnya melebihi batas tertentu.

    35. Dua buah piringan logam memiliki massa yangsamaM dan ketebalan yang sama t. Rapat massapiringan pertama 1 lebih kecil daripada rapatmassa piringan kedua 2. Maka momen inersiapiringan pertama I1 lebih kecil daripada momeninersia piringan kedua I2.

    SEBAB

    Momen inersia suatu benda secara substansialbergantung kepada rapat massanya.

    Gunakan Petunjuk C dalam menjawab soal nomor 36 .

    36. Bulan memiliki stabilitas orbit dan setia tidakmeninggalkan bumi karena bulan memiliki ....

    (1) momentum sudut total konstan(2) energi total konstan bernilai positif(3) energi total konstan bernilai negatif(4) energi total sama dengan nol

    c Universitas Indonesia Halaman 7 dari 12 halaman

  • Kode Naskah Soal: 514FISIKA

    Gunakan Petunjuk A dalam menjawab soal nomor 25 sampainomor 32.

    25.

    Lempeng konduktor memiliki kerapatan muatan+ dan bola konduktor bermassam bermuatan +qdigantungkan pada lempeng tersebut denganbenang sutera panjang l. Sudut yang terbentukkecil sekali, seperti tampak pada gambar. Nilai xadalah ....

    (A) x =mg0l

    q

    (B) x =mg0ql

    (C) x =q

    mg0l

    (D) x =l

    mg0q

    (E) x =ql

    mg0

    26. Cahaya laser dengan panjang gelombang 633 nmmenembus kaca flinta yang indeks biasnya 1,65.Kecepatan dan panjang gelombang cahaya didalam kaca flinta yang berada di dalam air (n air =1,33) adalah ....

    (A) 5, 50 107 m/s dan 384 nm(B) 1, 82 107 m/s dan 384 nm(C) 1, 82 108 m/s dan 261 nm(D) 1, 82 108 m/s dan 384 nm(E) 5, 50 108 m/s dan 261 nm

    27. Jika Ek, E, dan E0 adalah energi kinetik, energitotal, dan energi diam suatu benda, maka energikinetik benda yang bergerak dengan kelajuan v =0,6 c adalah ....

    (A) Ek = 5E

    (B) Ek =1

    5E

    (C) Ek = 4E

    (D) Ek =1

    4E

    (E) E =5

    4E

    28.

    Dua buah bendam1 danm2 (massa masing-masing2 kg) terhubung oleh sebuah pegas tak bermassa(konstanta pegas k = 2 N/m. Sistem benda iniberada di atas bidang datar licin.Bendam2 ditekansejauh x = 5 cm kemudian dilepaskan. Kecepatanpusat massa sistem ketika bendam1 meninggalkandinding adalah ....

    (A) 2,5 cm/s(B) 2,0 cm/s(C) 1,0 cm/s

    (D) 0,5 cm/s(E) 0,25 cm/s

    29. Entropi 4 mol gas CO2 (dianggap sebagai gas ideal)berubah sebesar 23 J/K ketika ia melakukanekspansi isotermal. Maka perubahan volume yangterjadi adalah ....

    (A) 1 kali(B) 2 kali(C) 3 kali

    (D) 4 kali(E) 5 kali

    c Universitas Indonesia Halaman 5 dari 12 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51430. Pada suatu balapan mobil, mobil A dan B bergerak

    dengan kecepatan maksimum, yaitu 70 m/detikdengan arah sama. Mobil A akan melakukanpemberhentian sementara (pit stop) pada jarak245 m dengan memperlambat sampai berhenti.Mobil A melakukan pit stop selama 5 detik danmempercepat mobilnya sampai kecepatanmaksimum menempuh jarak 350 m. Jarak antaramobil A dan mobil B jika mobil B bergerak dengankecepatan konstan adalah ....

    (A) 490 m(B) 595 m(C) 700 m

    (D) 945 m(E) 1540 m

    31.

    Peluru ditembakkan dengan sudut elevasi a = 60di dasar bidang miring dengan sudut kemiringanb = 30 seperti pada gambar. Jika kecepatan awalpeluru 29,4 m/detik dan percepatan gravitasi9, 8m/detik2, maka besar jarak d adalah ....

    (A) 58,80 m(B) 29,40 m(C) 26,13 m

    (D) 36,28 m(E) 49,80 m

    32. Benda dengan massa 2 kg dalam keadaan diammendapat gaya ~F = 8i 4tj N. Waktu yangdibutuhkan agar benda mencapai laju kecepatan15 m/detik adalah ....

    (A) 3 detik(B) 3,5 detik(C) 4 detik

    (D) 4,5 detik(E) 5 detik

    Gunakan Petunjuk B dalam menjawab soal nomor 33 .

    33. Setelah beda tegangan listrik ditiadakan, medanlistrik dalam kapasitor tanpa dielektrik lebih kecildari medan listrik kapasitor tersebut diisidielektrik.

    SEBAB

    Medan listrik dari lempeng-lempeng kapasitormengarahkan momen-momen dipole listrikdielektrik sehingga jumlah medan listrik totalnyamenjadi lebih kecil dari medan listrik kapasitortanpa dielektrik.

    Gunakan Petunjuk C dalam menjawab soal nomor 34 sampainomor 36.

    34. Dua lensa positif terpisah sejauh 50 cm. Lensasebelah kiri mempunyai fokus 10 cm dan lensasebelah kanan fokus 20 cm. Untuk menghasilkanbayangan di tengah antara dua lensa, maka jarakbenda harus diatur. Pernyataan berikut yang benaradalah ....

    (1) Jarak benda 63,5 cm di sebelah kiri lensa kanan.(2) Bayangan yang dihasilkan tegak atau searah

    dengan benda.(3) Sifat bayangan maya.(4) Bayangan diperkecil.

    35. Seorang ibu mencari program siaran televisi yangdiinginkannya dengan cara menekan tombolpencari channel sampai ditemukan dengan kualitasgambar serta suara yang bagus di televisinya.Rangkaian penerima di televisi ibu tersebutmengalami ....

    (1) impedansi minimum(2) frekuensi resonansi(3) aliran arus maksimum(4) optimalisasi daya

    c Universitas Indonesia Halaman 6 dari 12 halaman

  • Kode Naskah Soal: 51436. Sebuah gelombang pada tali memiliki persamaan

    simpangan sebagai berikut:y = 0, 12 sin(

    10pix

    3) cos 5pit .y dan x dalam meter, t

    dalam detik. Pernyataan berikut yang benar adalah....

    (1) Gelombang tersebut merupakan gelombangtegak yang dihasilkan ujung tali tetap.

    (2) Cepat rambat gelombang adalah 1,5 m/detik.(3) Amplitudo titik x = 75 cm adalah 0,12 m(4) Simpul kedua dari ujung pantul berjarak 0,4 m.

    c Universitas Indonesia Halaman 7 dari 12 halaman

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 1

    SOAL&PEMBAHASAN FISIKA

    SIMAK UI 2011

    KODE 511

    No. 25 Jawaban: (D)

    PEMBAHASAN: Kita mulai perhitungan dari lensa okuler (mata tanpa akomodasi berarti = (tak hingga) 1

    = 1

    + 1

    12 = 1 + 1 = 2 cm

    (ingat

    = 0)

    Dari jarak kedua lensa, kita bisa menghitung jarak bayangan objektif

    = + 22 = + 2 = 20 cm

    Lalu kita hitung jarak benda terhadap lensa objektif

    1

    = 1

    + 1

    10,5 = 1 + 120 1

    = 10,5 120 = 3920 = 2039

    Nah, baru kita hitung perbesaran

    = = = 2020 39 152 = 39 152 = 292,5 Kesimpulan: tidak ada jawaban yang benar, yang paling mendekati adalah jawaban (D) 294

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1.

    =

    +

    (pembentukan bayangan pada lensa)

    2. = + (panjang mikroskop) 3. = = (perbesaran mikroskop untuk mata tidak

    berakomodasi)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 2

    No. 26 Jawaban: (E)

    PEMBAHASAN: Konsep soal: Balon bisa terbang karena ada gaya angkat ke atas (gaya Archimedes). Dalam soal ini, kondisinya adalah kesetimbangan antara gaya ke atas (gaya Archimedes) dengan gaya ke bawah (berat udara panas + berat keranjang).

    Jika = massa jenis udara (di luar balon) dan = massa jenis udara panas di dalam balon maka

    = + = + (1,25)(400) = (400) + (200) 500 = 400 + 200

    = 300400 = 0,75 kg m Selanjutnya, suhu bisa dihitung dengan persamaan gas ideal = . Hubungan massa jenis didapat dengan sedikit memodif persamaan tersebut (ingat n = m/Mr):

    =

    =

    Terlihat bahwa berbanding terbalik dengan V sehingga (jangan lupa suhu dalam Kelvin)

    =

    1,250,75 = 283 = 471,7 K = 198,7C 199C

    No. 27 Jawaban: (A) PEMBAHASAN:

    muatan listrik yang bergerak di dalam medan magnet akan mendapat gaya magnet (gaya Lorentz) Di soal ini, muatan listriknya adalah elektron, dan medan magnetnya berasal dari kawat berarus

    listrik

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = (gaya Archimedes; = massa jenis cairan, V= volum benda tercelup) 2. = (persamaan gas ideal

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 3

    = = = , [ ][,][, ] = ,

    No. 28 Jawaban: (E)

    PEMBAHASAN

    Elektron yang dipercepat dengan beda potensial V memiliki panjang gelombang

    =

    = 2

    Peristiwa tumbukan dalam soal ini mirip dengan efek hamburan Compton, di mana panjang gelombang elektron sesudah tumbukan:

    =

    (1 cos ) Sehingga:

    = +

    (1 cos 60) = + 0,5

    = + 0,52

    Masukkan =

    = 2 + 0,52 = 1,52

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    =

    (panjang gelombang de Broglie)

    2. =

    (1 cos) (hamburan Compton)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = (Gaya Lorentz pada muatan dalam medan magnet) 2. =

    (medan magnet di sekitar kawat lurus panjang)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 4

    No. 29 Jawaban: - (tidak ada yang benar)

    PEMBAHASAN:

    Setiap benda bermuatan akan menimbulkan medan listrik di sekitarnya

    Sebuah keping logam bermuatan akan menimbulkan medan di sekitarnya sebesar

    = 2 Muatan yang berada dalam medan magnet

    akan mendapat gaya =

    Sehingga muatan di atas akan mendapat gaya sebesar:

    = = 2

    Nilai x kita cari dengan prinsip kesetimbangan gaya. Tiga gaya setimbang bisa kita susun menjadi segitiga, dan segitiga ini akan sebanding dengan segitiga jarak-jarak:

    Kita mencari nilai x dari tan dan sin di mana sin = dan tan =

    ,

    jika sudut kecil, maka sin = tan sehingga

    =

    =

    = 2

    = 2 Kesimpulan: tidak ada jawaban

    No. 30

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    (medan listrik keping bermuatan)

    2. = (gaya yang dialami muatan dalam medan listrik)

    w

    F

    T

    x

    l

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 5

    Jawaban: (B)

    PEMBAHASAN :

    Hukum Kontinuitas atau hukum kekekalan debit

    = + = +

    2 = 0,5 3 + 0,75 2 = 1,5 + 0,75 = 0,50,75 = 23 m detik

    No. 31 Jawaban: (E)

    PEMBAHASAN:

    Gunakan hukum kekekalan energi mekanik:

    + = + ( + ) + 0 = 0 + 12 + 12 = 12 + 12 25

    = 710 = 10 7 = 10 9,8 0,457 = 6,3 = 2,51

    =

    = 2,510,1 = 25,1 rad detik

    No. 32 Jawaban: (A)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. + = + (hukum kekekalan energi mekanik) 2. =

    (hubungan kecepatan sudut dan kecepatan linear)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: = (persamaan kontinuitas)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 6

    PEMBAHASAN:

    Persamaan interferensi Young (celah ganda) untuk terang ke-3 adalah

    = 3

    Jika digunakan 2 sinar dengan panjang gelombang masing-masing dan maka akan berlaku

    = 3 dan = 3 atau jika kita kurangkan kita dapatkan

    = 3( )

    Maka

    = 3( )

    = 3(5,1 4,3) 10(1,5)(2,5 10) = 1,44 10 m = 1,44 cm Kesimpulan: tidak ada jawaban yang tepat, namun yang paling mendekati adalah jawaban (A)

    No. 33 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Cari dulu percepatan dengan Hukum Newton:

    =

    = 8 42 = 4 2 Kecepatan dihitung dengan mengintegralkan percepatan:

    = dt = 4 Kelajuan = besar kecepatan: || = (4) + () Agar kelajuan bernilai 15: 15 = (4) + () 225 = (4) + () () + 16 225 = 0

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    = (persamaan interferensi Young untuk garis terang ke-n)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 7

    ( + 25)( 9) = 0 = 9 = 3 s

    No. 34

    Jawaban: (C) pernyataan benar, alasan salah

    PEMBAHASAN:

    Persamaan percepatan gravitasi: =

    Bumi berbentuk pepat, dengan Rekuator > Rkutub sehingga gekuator < gkutub PERNYATAAN BENAR

    Lihat persamaan di atas, percepatan gravitasi ditentukan oleh jari-jari (R) dan massa (M) ALASAN SALAH

    No. 35

    Jawaban: (B), pernyataan (1) dan (3) benar

    PEMBAHASAN:

    Bila suhu berubah, maka besaran yang berubah dari

    Setiap benda: panjangnya

    sensor metal/logam adalah hambatannya

    No. 36 Jawaban: - (tidak ada jawaban)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    =

    (percepatan gravitasi)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (hukum Newton) 2. = dt (hubungan kecepatan dan percepatan) 3. || = () + () (menghitung besar kecepatan)

  • Fisika SIMAK UI 2011 [Pick the date]

    www.simakui2012.com 8

    Efek fotolistrik adalah keluarnya elektron dari permukaan logam akibat logam disinari dengan cahaya/ gelombang elektromagnetik.

    Elektron baru keluar dari permukaan logam kalau frekuensi/energi foton cahaya yang datang lebih dari energi ikat (= fungsi kerja) atau frekuensi ambang. Frekuensi minimal yang dapat membebaskan elektron disebut frekuensi ambang (fo).

    Dari grafik, frekuensi ambang = 5,2 1014 Hz sehingga jika cahaya datang memiliki frekuensi lebih dari nilai tersebut, efek fotolistrik akan terjadi PERNYATAAN (1) SALAH

    Nilai frekuensi ambang fo setara dengan panjang gelombang

    = = 3 10 5,2 10 = 5,8 10m Karena panjang gelombang berhubungan terbalik dengan frekuensi, maka hanya foton dengan lebih kecil dari 5,8 10m (=580 nm) yang akan menghasilkan fotolistrik. Jadi, seharusnya = 400 nm menghasilkan fotolistrik PERNYATAAN (3) SALAH

    Nilai frekuensi ambang dapat diubah menjadi energi ambang atau fungsi kerja: = = (6,6 10)(5,2 10) = 3,432 10 J

    Atau jika diubah dalam satuan eV:

    = 3,432 101,6 10 = 2,15 eV PERNYATAAN (2) SALAH

    Energi foton 3,4 x 10-19 > daripada fungsi kerja (lihat perhitungan di atas) , sehingga seharusnya efek fotolistrik akan terjadi PERNYATAAN (4) SALAH

    Kesimpulan: karena hanya pernyataan (2) yang benar, maka soal ini tidak ada jawabannya.

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (cepat rambat cahaya) 2. = (energi foton)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 1

    SOAL&PEMBAHASAN FISIKA

    SIMAK UI 2011

    KODE 512

    No. 25Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Untuk memeriksa mana yang lebih terang, kita harus hitung dulu hambatan masing-masing

    = 1 = 12 = 12 50 1= 1100 ohm = = 2 = 2 50 1 = 100 ohm Jelas, > sehingga menurut hukum Ohm, IL < IC sehingga lampu L1 (lampu yang dipasang seri dengan kapasitor C) akan menyala lebih terang.

    No. 26 Jawaban: (B)

    PEMBAHASAN: 1

    = 1

    1 1

    = (1,097 10) 11 12= (1,097 10) 34

    = 43 1,097 10 = 1,22 10 m= 122 nm

    No. 27 Jawaban: - (tidak ada yang benar)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    =

    (panjang gelombang foton yang

    dipancarkan jika elektron turun ke energi yang lebih rendah.

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = (reaktansi kapasitif) 2. = (reaktansi induktif)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 2

    PEMBAHASAN:

    Setiap benda bermuatan akan menimbulkan medan listrik di sekitarnya Sebuah keping logam bermuatan akan menimbulkan medan di sekitarnya sebesar

    = 2 Muatan yang berada dalam medan magnet akan mendapat gaya

    = Sehingga muatan di atas akan mendapat gaya sebesar:

    = = 2 Nilai x kita cari dengan prinsip kesetimbangan gaya. Tiga gaya setimbang bisa kita susun

    menjadi segitiga, dan segitiga ini akan sebanding dengan segitiga jarak-jarak:

    Kita mencari nilai x dari tan dan sin di mana sin = dan tan =

    , jika sudut kecil,

    maka sin = tan sehingga

    =

    =

    = 2

    = 2 Kesimpulan: tidak ada jawaban

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    (medan listrik keping bermuatan)

    2. = (gaya yang dialami muatan dalam medan listrik)

    w

    F

    T

    x

    l

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 3

    No. 28 Jawaban: (B)

    PEMBAHASAN:

    Kelajuan bola m ketika lepas dari permukaan bola dapat dihitung dengan kekekalan energi mekanik

    = 2 = 2(1 cos ) Di titik tersebut bola m memenuhi persamaan gerak melingkar

    = cos =

    = cos Dari persamaan (1) dan (2) kita peroleh: 2(1 cos ) = cos 2 = 3 cos

    cos = 23 Persamaan ini dapat kita masukkan ke persamaan (1) atau (2) dan kita dapatkan

    = 23

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = 2 (kelajuan benda yang dilepas tanpa kecepatan awal dari ketinggian h, tanpa gesekan)

    2. = (gaya sentripetal)

    = (1 cos )

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 4

    No. 29 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Cari dulu percepatan dengan Hukum Newton:

    =

    = 8 42 = 4 2 Kecepatan dihitung dengan mengintegralkan percepatan:

    = dt = 4 Kelajuan = besar kecepatan: || = (4) + () Agar kelajuan bernilai 15: 15 = (4) + () 225 = (4) + () () + 16 225 = 0 ( + 25)( 9) = 0

    = 9 = 3 s

    No. 30 Jawaban: (D)

    PEMBAHASAN: 1 = 1

    + 1

    125 = 1 + 1 160 = 1 60

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (hukum Newton) 2. = dt (hubungan kecepatan dan percepatan) 3. || = () + () (menghitung besar kecepatan)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 5

    125 = 59

    = 25 59 = 1475 cm = 14,75 m

    No. 31 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Rangkaian di atas membentuk Jembatan Wheatstone.

    Dalam rangkaian Wheatstone, jika vAB = 0 ini berarti

    = (2) = 10 = 5

    Dengan demikian, tegangan sensor dapat ditentukan berdasarkan kesebandingan V dan R pada rangkaian seri:

    = +

    15 = 55 + 10 = 5 V

    Karena kenaikan suhu adalah 5oC tiap 1 volt, maka kenaikan suhunya:

    = (5 V)(5/V) = 25C

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (perkalian silang hambatan pada rangkaian Wheatstone) 2.

    =

    (kesebandingan V dan R pada rangkaian seri)

    1 = 1

    + 1

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 6

    No. 32 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Gelombang ultrasonik yang dilewatkan pada sebuah bahan akan menerobos bahan dan sebagian dipantulkan (direfleksikan) oleh permukaan di ujung lain. (PERNYATAAN BENAR)

    Jika waktu total yang diperlukan gelombang untuk bolak-balik adalah t, maka ketebalan d dapat ditentukan dengan

    = 2 (v = cepat rambat gelombang ultrasonic dalam bahan tersebut) . (ALASAN BENAR)

    DAN KEDUA PERNYATAAN BERHUBUNGAN SEBAB AKIBAT.

    No. 33 Jawaban: (D)

    PEMBAHASAN:

    Perhatikan, gas berada dalam tabung tertutup, ini menandakan volum gas konstan. Jika volum gas tidak berubah, maka usaha bernilai nol, karena

    = PERNYATAAN SALAH

    CV = kapasitas kalor pada volum tetap:

    = = 32 = 32 CV = kapasitas kalor pada tekanan tetap:

    d

    Gelombang datang

    Gelombang pantul

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 7

    = = 32 = 52 Baik gas diatomik maupun monoatomik, nilai selalu lebih kecil daripada

    ALASAN BENAR

    No. 34 Jawaban: (E)

    PEMBAHASAN:

    Bola pejal dan bola kosong memiliki nilai momen inersia yang berbeda. Untuk bola pejal: =

    , dan untuk bola kosong =

    . Untuk benda yang menggelinding dari puncak

    bidang miring, percepatan yang akan dialaminya adalah:

    = sin1 + Dengan k adalah konstanta inersia (2/5 untuk bola pejal, 2/3 untuk bola kosong)

    momen inersia bola kosong lebih besar daripada bola pejal percepatan bola kosong akan lebih kecil daripada bola pejal bola pejal akan sampai terlebih dahulu di dasar bidang miring PERNYATAAN SALAH

    Karena kedua bola mengalami percepatan yang berbeda, tentu saja kecepatan kedua bola pun akan berbeda. Di dasar bidang miring, benda akan memiliki kelajuan sebesar:

    = 21 + ALASAN SALAH

    No. 35 Jawaban: (E)

    PEMBAHASAN:

    Yang dimaksudkan pemantulan pada cermin adalah pemantulan teratur yang bisa menghasilkan bayangan, sementara pada umumnya benda, pemantulan yang terjadi adalah pemantulan baur, yang tidak akan menghasilkan bayangan. Perbedaan jenis pemantulan ini ditentukan oleh rata atau tidaknya sebuah permukaan.

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 8

    Cahaya tampak (sinar ungu sampai merah) memiliki panjang gelombang hanya dalam jangkauan 4000 sampai 7000 . Jadi, yang kita bicarakan di sini bukan hanya cahaya tampak, tapi juga cahaya (=gelombang elektromagnetik) lainnya, seperti sinar infra merah, ultraviolet, sinar-X, dll.

    Kasar atau halusnya sebuah permukaan adalah relatif, bergantung pada panjang gelombang yang datang. Permukaan yang tampak rata bagi sinar dengan panjang gelombang tertentu, belum tentu rata bagi sinar dengan panjang gelombang yang lebih kecil seperti sinar-X. Jadi, cermin tidak bisa memantulkan semua cahaya PERNYATAAN SALAH

    Ketika kita becermin, kita bisa melihat semua warna cahaya, berarti cermin bisa memantulkan sinar yang panjang gelombangnya lebih dari 5000 angstrom ALASAN SALAH

    No. 36 Jawaban: (C)

    PEMBAHASAN:

    Nilai percepatan gravitasi bumi tidak konstan, karena jari-jari bumi yang tidak sama, dan struktur di bawah tanah yang berbeda-beda. Karena bentuk bumi yang pepat, arahnya pun tidak selalu persis ke pusat bumi PERNYATAAN BENAR

    Nilai gravitasi bumi tidak dipengaruhi rotasi bumi maupun gaya koriolis ALASAN SALAH

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 1

    SOAL&PEMBAHASAN FISIKA

    SIMAK UI 2011

    KODE 513

    No. 25 Jawaban: (D)

    PEMBAHASAN:

    Peluruhan per detik (aktivitas radioaktif) A dihitung dengan

    = Dengan = konstanta radioaktif, dan N = jumlah zat radioaktif pada saat itu. Karena = ,

    / (dengan / = waktu paruh) maka

    = 0,693/

    = 0,693(1,28 10 tahun)(3,14 10 detik tahun )1,63 10 6,03 1040 = 0,421 peluruhan/detik

    No. 26 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (aktivitas radioaktif) 2. = ,

    / (konstanta radioaktif)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 2

    Saat sinar keluar dari prisma ke udara, kondisinya adalah kondisi sudut batas/sudut kritis: sin = sin = 11,414 = 12 = 45

    dari udara ke dalam prisma:

    sin = sin 1 sin = 1,414 sin 45 sin = 12 = 30

    No. 27 Jawaban: - (tidak ada yang benar)

    PEMBAHASAN:

    Setiap benda bermuatan akan menimbulkan medan listrik di sekitarnya

    Sebuah keping logam bermuatan akan menimbulkan medan di sekitarnya sebesar

    = 2 Muatan yang berada dalam medan magnet

    akan mendapat gaya =

    Sehingga muatan di atas akan mendapat gaya sebesar:

    = = 2

    Nilai x kita cari dengan prinsip kesetimbangan gaya. Tiga gaya setimbang bisa kita susun menjadi segitiga, dan segitiga ini akan sebanding dengan segitiga jarak-jarak:

    Kita mencari nilai x dari tan dan sin di mana sin = dan tan =

    ,

    w

    F

    T

    x

    l

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. sin = sin (hukum Snellius untuk pembiasan) 2. sin = (menghitung sudut batas/sudut kritis)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 3

    jika sudut kecil, maka sin = tan sehingga

    =

    =

    = 2

    = 2 Kesimpulan: tidak ada jawaban

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 4

    No. 28 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Konsep: benda bermuatan listrik akan dibelokkan dalam medan magnet oleh Gaya Lorentz Gaya Lorentz pada muatan dalam medan magnet sebesar = Akibat gaya Lorentz, muatan akan bergerak melingkar dengan jari-jari yang dapat diturunkan dari

    persamaan gaya sentripetal dengan memasukkan gaya Lorentz sebagai gaya sentripetal

    = =

    =

    Jari-jari pada soal di atas dapat dihitung dengan rumus keliling lingkaran:

    = 14 (keliling lingkaran) 3,14 = 14 (2) = 14 (2 3,14 ) = 2 cm

    Dengan persamaan jari-jari di atas, kita dapat hitung medan magnet:

    =

    = (1,6 10)(1200)(0,02 m)(1,6 10) = 6 10T

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (gaya Lorentz pada muatan dalam medan magnet) 2. = (gaya sentripetal)

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    (medan listrik keping bermuatan)

    2. = (gaya yang dialami muatan dalam medan listrik)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 5

    No. 29 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Cari dulu percepatan dengan Hukum Newton:

    =

    = 8 42 = 4 2 Kecepatan dihitung dengan mengintegralkan percepatan:

    = dt = 4 Kelajuan = besar kecepatan: || = (4) + () Agar kelajuan bernilai 15: 15 = (4) + () 225 = (4) + () () + 16 225 = 0 ( + 25)( 9) = 0

    = 9 = 3 s

    No. 30 Jawaban: (C)

    PEMBAHASAN:

    Hukum kekekalan momentum sudut (momentum sudut sebelum dan sesudah tumbukan harus sama)

    Momentum sudut tanah liat sebelum = momentum sudut tongkat + tanah liat sesudah

    = ( + )

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (hukum Newton) 2. = dt (hubungan kecepatan dan percepatan) 3. || = () + () (menghitung besar kecepatan)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 6

    = 112 + (0,1 kg)(10 m/s)(0,5 m) = 112 [1 kg][1 m] + [0,1 kg][0,5 m] 0,5 = 112 + 0,025 0,5 = 13120 = 6013 rad/s

    Energi sebelum tumbukan:

    = 12 = 12 0,1 10 = 5 J Energi sesudah tumbukan:

    = 12 ( + ) = 12 13120 6013 = 1513 = 1,15 J Energi yang hilang = 5 1,15 = 3,85 Joule

    No. 31 Jawaban: -

    PEMBAHASAN:

    Soal ini tidak dapat diselesaikan karena ada kesalahan konsep, yaitu kalor yang dibuang (150 J) lebih besar daripada kalor yang diserap (90 J). Seharusnya sebaliknya.

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (momentum sudut partikel) 2. = (momentum sudut benda tegar) 3. Hukum kekekalan momentum sudut 4. =

    (energi kinetik partikel)

    5. = (energi kinetik benda tegar)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 7

    No. 32 Jawaban: (E )

    PEMBAHASAN:

    Perbandingan EP dan EK pada getaran harmonis:

    = tan 13

    = tan

    tan = 13

    = 30 Percepatan pada getaran harmonis:

    = sin = (0,08 m)(2 0,5) 12 = 0,4 m s

    No. 33 Jawaban: (C )

    PEMBAHASAN:

    Pada keadaan awal, gunakan persamaan gerak melingkar:

    = =

    = Gerak parabola

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = sin (percepatan GHS) 2.

    = tan (perbandingan EP dan EK pada GHS)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 8

    = 2

    Jarak x maksimum:

    = = 2

    = 2 = 1002 = 141,42 m Sehingga

    = 141,42 100 = 41,42 m

    No. 34 Jawaban: (B )

    PEMBAHASAN:

    Sinar-X selain untuk keperluan foto rontgen, juga digunakan di bandara untuk mengecek isi tas / koper penumpang, dalam dunia seni untuk mengetahui lapisan-lapisan suatu lukisan, dll. PERNYATAAN BENAR

    Sinar-X tergolong gelombang elektromagnetik yang berenergi tinggi, sehingga bisa berbahaya bagi tubuh jika digunakan melebihi dosis tertentu. ALASAN BENAR

    TAPI TIDAK ADA HUBUNGAN SEBAB AKIBAT

    No. 35 Jawaban: (D )

    PEMBAHASAN:

    Massa dan ketebalan kedua silinder sama, tetapi (silinder 2 lebih rapat daripada silinder 1) maka berarti jari-jari silinder 1 lebih besar daripada silinder 2 (R1 > R2)

    Karena momen inersia sebanding dengan R2, berarti momen inersia 1 > momen inersia 2 PERNYATAAN SALAH

    Perumusan momen inersia adalah = atau = . Jadi, nilai momen inersia bergantung pada persebaran partikel suatu benda. Benda dengan massa jenis besar

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = (gaya sentripetal / gerak melingkar) 2. =

    (gerak benda jatuh tanpa kecepatan awal arah vertical)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 9

    menunjukkan partikel-partikel yang lebih rapat (R lebih kecil), dengan sendirinya akan memiliki momen inersia yang lebih kecil untuk ukuran massa yang sama. Begitu pula sebaliknya.

    ALASAN BENAR

    No. 36 Jawaban: (B )

    PEMBAHASAN:

    Bulan mengelilingi bumi dengan waktu putaran yang sama momentum sudut konstan PERNYATAAN (1) BENAR

    Energi total bulan bernilai negatif:

    = + = + 12 = + 12 = 12 PERNYATAAN (3) BENAR

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 1

    SOAL&PEMBAHASAN FISIKA

    SIMAK UI 2011

    KODE 514

    No. 25 Jawaban: - (tidak ada yang benar)

    PEMBAHASAN:

    Setiap benda bermuatan akan menimbulkan medan listrik di sekitarnya

    Sebuah keping logam bermuatan akan menimbulkan medan di sekitarnya sebesar

    = 2 Muatan yang berada dalam medan magnet

    akan mendapat gaya =

    Sehingga muatan di atas akan mendapat gaya sebesar:

    = = 2 Nilai x kita cari dengan prinsip

    kesetimbangan gaya. Tiga gaya setimbang bisa kita susun menjadi segitiga, dan segitiga ini akan sebanding dengan segitiga jarak-jarak:

    Kita mencari nilai x dari tan dan sin di mana sin = dan tan =

    ,

    jika sudut kecil, maka sin = tan sehingga

    =

    =

    = 2

    = 2 Kesimpulan: tidak ada jawaban

    No. 26 Jawaban: (D )

    PEMBAHASAN:

    Ketika cahaya memasuki medium lain, kelajuan dan panjang gelombangnya berubah, berbanding terbalik dengan indeks bias.

    Kelajuan:

    =

    w

    F

    T

    x

    l

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 2

    11,65 = 3 10 = 1,82 10 m/s

    Panjang gelombang:

    =

    11,65 = 633 = 6331,65 = 383 nm

    No. 27 Jawaban: (B )

    PEMBAHASAN:

    Energi kinetik relativistik:

    = =

    11 1

    =

    11 (0,6) 1 =

    10,8 1 = 14 Karena energi total E = jumlah dari energi diam (Eo) dan energi kinetik (EK):

    = + = + 14 = 54 Sehingga

    = 1454 = 15 Atau

    =

    =

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 3

    = 15

    No. 28 Jawaban: (A )

    PEMBAHASAN:

    Hitung frekuensi sudut m2

    = = 22 = 1 rad/s Kelajuan maksimum bisa dihitung dengan persamaan = , tetapi karena yang ditanyakan di sini adalah kelajuan pusat massa, maka persamaan tersebut harus dikalikan dengan rasio

    ( ) = + = 22 + 2 (5 10)(1) = 2,5 10 ms = 2,5

    No. 29 Jawaban: (B )

    PEMBAHASAN:

    Perubahan entropi:

    =

    =

    = ln

    23 = 0,4 8,02 ln

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    atau =

    (frekuensi osilasi pegas-massa)

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = =

    1 (energi kinetik relativistic) 2. = + (energi total)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 4

    ln

    = 7,2

    = 1,97 2

    No. 30 Jawaban: (D )

    PEMBAHASAN:

    Jika gerak mobil A dan B digambarkan dalam bentuk grafik:

    Keterangan: selisih jarak antara A dan B saat A berhenti (s1) maupun saat A kembali melaju (s3) sama dengan jarak yang ditempuh A.

    = + + = 245 + 350 + 350 = 945 m

    No. 31 Jawaban: (A )

    PEMBAHASAN:

    5 s Berhenti di pit

    V (m/s)

    t (s)

    Kurva mobil B 70

    0

    Kurva mobil A = = 70 5 = 350 m

    Mobil A menempuh jarak 245 m untuk berhenti

    Mobil A menempuh jarak 350 m untuk melaju

    kembali

    Selisih jarak S1 = 245 m

    Selisih jarak S3 = 350 m

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    (perubahan entropi pada suhu tetap)

    2. = ln

    (usaha yang dilakukan gas pada proses isothermal)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 5

    Kecepatan awal dan percepatan gravitasi harus diuraikan ke sumbu x dan sumbu y

    Perhitungan sumbu y gunakan persamaan GLBB = + = cos ( ) 12 ( cos ) 0 = 29,4 12 12 9,8 123

    = 29,4 29,83 = 23 s

    Sumbu x, gunakan persamaan yang sama

    = sin ( ) 12 ( sin) = 29,4 123 23 12 9,8 12 23 = 88,2 29,4 = 58,8 m

    No. 32 Jawaban: (A)

    PEMBAHASAN:

    Cari dulu percepatan dengan Hukum Newton:

    =

    = 8 42 = 4 2

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. = + (GLBB)

    sin

    cos

    sin( ) = 60 30 = 30

    cos ( )

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 6

    Kecepatan dihitung dengan mengintegralkan percepatan:

    = dt = 4 Kelajuan = besar kecepatan: || = (4) + () Agar kelajuan bernilai 15: 15 = (4) + () 225 = (4) + () () + 16 225 = 0 ( + 25)( 9) = 0

    = 9 = 3 s

    NO. 33 Jawaban: (A )

    PEMBAHASAN:

    Jika kapasitor diisi bahan dielektrik, maka diperlukan tegangan yang lebih besar untuk mengarahkan dipole-dipol listrik dalam bahan dielektrik (lihat gambar). Ini artinya, jika kapasitor yang diisi dan tidak diisi dielektrik diberi tegangan yang sama, medan listrik pada kapasitor yang diisi dielektrik akan lebih kecil.

    PERNYATAAN DAN ALASAN BENAR, DAN ADA HUBUNGAN SEBAB AKIBAT

    REVIEW PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN: 1. = (hukum Newton) 2. = dt (hubungan kecepatan dan percepatan) 3. || = () + () (menghitung besar kecepatan)

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 7

    No. 34 Jawaban: (B )

    PEMBAHASAN:

    bayangan akhir di tengah berarti bayangan maya PERNYATAAN (3) BENAR bayangan maya bersifat tegak terhadap benda sebelumnya (bayangan lensa 1) berarti bersifat

    terbalik terhadap lensa pertama PERNYATAAN (2) SALAH

    Perhitungan di lensa kedua (s = -25 cm) 1 = 1

    + 1

    120 = 1 + 125 1

    = 120 + 125 = 9100 = 1009 cm

    Dari persamaan jarak dua lensa: = + 50 = + 1009

    = 50 1009 = 3509 cm Perhitungan di lensa pertama: 1 = 1

    + 1

    110 = 1 + 1350 9 = 1 + 9350 1

    = 110 9350 = 26350 = 35026 = 13,46 13,5 cm

    Jadi, benda terletak sejauh 13,5 cm di sebelah kiri lensa kiri, atau 13,5 + 50 = 63,5 cm di sebelah kiri lensa kanan. PERNYATAAN (1) BENAR

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 8

    = 25 cm > s = 13,5 cm , berarti bayangan diperbesar PERNYATAAN (4) BENAR

    No. 35 Jawaban: (E )

    PEMBAHASAN:

    Pencari channel pada televisi dan radio menggunakan prinsip frekuensi resonansi. Pada keadaan ini:

    Impedansi minimum, yaitu = Arus dan daya maksimum

    SEMUA PERNYATAAN BENAR

    No. 36 Jawaban: (A )

    PEMBAHASAN:

    Gelombang dengan persamaan = sin cos adalah persamaan gelombang stasioner/ berdiri/ tegak dengan ujung terikat/tetap. (untuk ujung bebas, persamaannya = sin cos ). PERNYATAAN (1) BENAR

    Cepat rambat gelombang

    =

    = 510 3 = 32 = 1,5 m/s PERNYATAAN (2) BENAR

    Amplitudo di x = 75 cm

    = sin = 0,12 sin 10 0,753 = 0,12 sin 2,5 = 0,12 m PERNYATAAN (3) BENAR

    Cari dulu panjang gelombang : =

    =

    = 0,6 m , simpul kedua akan berjarak sebesar = 0,6 m PERNYATAAN (4) SALAH

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1.

    =

    +

    2. = +

  • Fisika SIMAK UI 2011

    www.simakui2012.com 9

    REVIEW PERSAMAAN-PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN:

    1. =

    (cepat rambat gelombang)

    2. = sin cos persamaan gelombang stasioner ujung terikat 3. =

    (bilangan gelombang)