Embed Size (px)
Citation preview
Fisika inti dan Radioaktivitas
281
TEORI RELATIVITAS 1. UMPTN 1990 Rayon A
Menurut Einstein, sebuah benda dengan massa diam itu 0m setara dengan energi 2
0cm , dengan c adalah kecepatan rambat cahaya di dalam ruang hampa. Apabila benda bergerak dengan kecepatan v, maka energi total benda setara dengan …
1. 202
1 cm 2. )2( 220 vcm 3. )( 22
0 vcm 4.
2
2
20
1cv
cm
Jawab : 4 saja (D)
2
20
)(1: srelativita ridengan teo
cv
cmEtot
2. UMPTN 1990 Rayon C Sebuah electron yang mempunyai massa diam 0m bergerak dengan kecepatan 0,6c, maka energi kinetiknya … 2
0cm A. 0,25 B. 0,36 C. 1 D. 1,80 E. 2,80 Jawab : A
20
20
202
0
202
0
20 25,0
810
8,0
?...:8,06,0
cmcmcmcmcmcmcmEk
Ekcv
3. UMPTN 1990 Rayon C
Bila kelajuan partikel 0,6c, maka perbandingan massa relativistic partikel itu terhadap massa diamnya adalah … A. 5 : 3 B. 25 : 9 C. 5 : 4 D. 25 : 4 E. 8 : 5 Jawab : C
4:58,0:1:1::?...:;8,06,0 00
00
mm
mmmmcv
4. UMPTN 1997 Rayon C kode 45
Besarnya kecepatan gerak sepotong mistar panjang 2m agar panjangnya teramati sebesar 1m dari laboratorium adalah …c
A. 0,5 B. 321 C.
31 D.
32 E. 2
31
Jawab : B
3)21(1)(1)(1
?...:1:2
2122
0
20
0
ccllcv
cvll
cvmlml
Fisika inti dan Radioaktivitas
282
5. UMPTN 1998 Rayon A/C kode 54/52 Agar energi kinetic benda bernilai 25% energi diamnya dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa, maka benda harus bergerak dengan kelajuan …c A. ¼ B. ½ C. 3/5 D. ¾ E. 4/5 Jawab : C
?...%25 041
0 vEEEk
cccv
EEEc
EEkEcv
cvE
Ek
53
259)
54(1
)(1)(11)(1
1
2
2
0041
02
0
0
20
6. UMPTN 1998 Rayon B kode 25
Agar energi kinetic benda bernilai 20% energi diamnya dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa, maka benda harus bergerak dengan kelajuan …c A. ¼ B. ½ C. 3/5 D. ¾ E. 4/5 Jawab :
11636
11)65(1
)(1)(11)(1
1
?...%20
2
2
0051
02
0
0
20
051
0
cccv
EEEc
EEkEcv
cvE
Ek
vEEEk
7. UMPTN 1999 Rayon A kode 53
Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relative terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c= kecepatan cahaya), maka periode pendulum tersebut …detik A. 0,5 B. 1,5 C. 9,6 D. 15 E. 300 Jawab : C
detik 6,93122,03
)(1
: maka ,3122,0)95,0(1)(1
?...:cahaya) (kecepatan95,0:detik 3
0
2
0
22
0
T
cv
TT
cc
cv
TcvT
Fisika inti dan Radioaktivitas
283
8. UMPTN 1999 Rayon C kode 25 Suatu partikel bertenaga rehat 0E sedang bergerak dengan tenaga kinetic Ek dan
kecepatan v sedemikian rupa sehingga 99,0cv .
0EEk untuk partikel besarnya…
A. 2 B. 4 C. 6,1 D. 9 E. 12,3 Jawab : C
1,614,6114,01
111)(1
114,0)99,0(1
?...:99,0
0
20
2
0
EEk
cvE
Ekc
c
EEkcv
9. UMPTN 2000 Rayon A/B kode 26/25
Jari-jari lintasan gerak proton dalam sebuah sinklotron proton adalah 120m. Jika energi proton Jx 9106,1 , maka induksi medan magnetic yang diperlukan …T A. 0,02 B. 0,28 C. 1,20 D. 1,60 E. 2,50 Jawab : B
242220
2
2831
)()(
120?...:/10.3:10.1,9
pccmpcEE
mRBsmckgm
p
p
maka :/1033,5 10533,010.3106,1
10.31056,2
10.310.71,61056,2 3.
10.71,610.19,8)10.3)(10.1,9(
)proton( diam energi 2.1056,2106,1proton energi 1.
18178
9
8
18
8
271820
2
22720
14283120
20
21829
skgmxxxp
xxc
EEp
JEJcmE
cmEJxEJxE
p
p
testa28,0 testa277,0)106,1)(120(
1033,5
: maka ,
19
18
2
xxB
Rqp
RqmvBBqv
RmvFF LSP
Fisika inti dan Radioaktivitas
284
10. UMPTN 2000 Rayon B kode 25 Perbandingan dilatasi waktu untuk sistim yang bergerak pada kecepatan 0,8c dengan sistim yang bergerak dengan kecepatan 0,6c adalah … A. 3 : 4 B. 4 : 3 C. 9 : 2 D. 9 : 16 E. 16 : 9 Jawab : B
3:46,0:8,0::?...:8,06,0;6,08,0
2dan 1 soal pada penentuan perhatikan
1221
212211
TTTTcvcv
11. UMPTN 2001 Rayon A kode 251
Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah berlawanan, masing-masing adalah pesawat A kecepatan nya 0,50c dan pesawat B kecepatannya 0,40c (c = kecepatan rambat cahaya). Menurut pilot pesawat A besar kecepatan pesawat B adalah …c A. 0,10 B. 0,25 C. 0,40 D. 0,75 E. 0,90 Jawab : D
cc
ccc
cc
cvvvvvvcvcv
BA
BABA 75,0
2,019,0
)4,0)(5,0(1
4,05,0
1?...:4,0:5,0
22
12. UMPTN 2001 Rayon C kode 352
Sebuah energi diamnya MeVE0 , energi totalnya E MeV. Maka apabila c kelajuan cahaya dalam ruang hampa …
1. kelajuan electron 21
20 )(1
EE
c
2. momentum linier
cEE 2
12
02
3. energi kinetiknya 0EE 4. beda potensial yang diperlukan untuk mempercepatnya dari keadaan diam
adalah voltxEE 60 10
Jawab : 1,2,3 dan 4 benar (E)
220
220
222
21
2020202
2
0
)( 2.
)(1)(1)()(1)(1
1.
EkEEEEEkpccmcmcEk
EEcv
EE
cv
EE
cv
cv
EE
Fisika inti dan Radioaktivitas
285
volt1010 4. 3.
)()()(
60
600
002
21
21
20
2
2
20
222
02222
02
xEEVeVxEEeVMeVEEeVMeVEEeVEEEkeVmvEk
cEE
pc
EEpEEpcpcEE
13. UMPTN 2001 Rayon B
Sebuah tangki berbentuk kubus mempunyai volume 1m3 bila diamati oleh pengamat yang diam terhadap kubus itu. Apabila pengamat bergerak relative terdapat kubus dengan kecepatan 0,8c, panjang rusuk yang teramati adalah … m3 A. 0,2 B. 0,4 C. 0,5 D. 0,6 E. 0,8 Jawab : D
30
20
30
6,0)6,0)(1)(1(6,0)(1
6,08,0:?....:1
mVlcvll
cvVmV
14. SPMB 2002 Regional II
Sebuah benda yang berkecepatan 0,6c memeiliki energi total 23 )105,1( cgx . Jika c adalah kecepatan cahaya, maka saat benda tersebut berkecepatan 0,8c, energi potensial menjadi … 2)( cgram A. 3102 x B. 3105,1 x C. 3102,1 x D. 31013,1 x E. 4109 x Jawab : A
232312
2
1
1
22
0
2
20
222
1123
1
)102()105,1(34
34
6,08,0
)(1
6,08,0:?...8,06,0:)105,1(
cgxcgxEE
EEcm
cv
cmE
cvEcvcgxE
15. SPMB 2002 Regional III kode 721
Positron dan electron dapat dihasilkan dari suatu foton berenergi hf, dengan h adalah konstanta planck dan f adalah frekuensi foton. Bila positron dan electron mempunyai massa yang sama besar (yaitu m) dan c kelajuan cahaya dalam vakum, maka besarnya energi kinetic total positron dan electron pada saat proses pembentukan mereka adalah … A. 2hf B. 22mc C. 22mchf D. 2mc E. hf
Fisika inti dan Radioaktivitas
286
Jawab : C
22 elektron energipositron energi 2.
elektron)dan (positron foton energi 1.
cmEcmE
hfE
eePP
f
20
22222
2 :adalah elektron dan positron talkinetik to energi 3.
2
mchfEEEEEk
mcmcmccmcmE
ePftot
ePeP
16. SPMB 2004 kode 150 (13)
Seorang astronot mengamati sebuah pesawat angkasa yang berada dalam keadaan diam relative terhadapnya mempunyai penampang berbentuk jari-jari R, Apabila kemudian pesawat angkasa tersebut bergerak mendekati astronot dengan kelajuan relative 0,8c, maka penampang akan nampak berbentuk … A. lingkaran dengan jejari < R B. lingkaran dengan jejari sama dengan R C. oval dengan diameter kecil < R dan diameter besar = R D. oval dengan diameter kecil > R dan diameter besar = R E. lingkaran dengan jejari > R Jawab : B
Pada kontraksi panjang untuk 0LL , maka jejari yang searah dengan kecepatan pesawat akan berubah 0RR sedangkan jejari arah lain tidak mengalami perubahan sehingga bentuk lingkaran akan menjadi berbentuk oval dengan diameter kecil > R dan diameter besar = 2R.
Dan karena arah gerakan pesawat tidak diketahui terhadap jari-jari lingkaran, maka jawaban yang paling mungkin adalah jejari R tidak berubah
17. Ganesa Operation
Perbandingan dilatasi waktu untuk sistim yang bergerak pada kecepatan 321 c (c
= kecepatan cahaya) dengan sistim yang bergerak dengan kecepatan c21 adalah
A. 1 : 2 B. 3:1 C. 1:3 D. 2 : 3 E. 3 : 2 Jawab : C
1:3:3::
3)(1)(1)3
(1)(1
?...:;:3
21
21
1221
2122
122
22122
121
1
2121
221
1
TTcc
cv
cc
cv
TTcvcv
cv 8,0 R
Fisika inti dan Radioaktivitas
287
18. Ganesa Operation Sebuah pesawat antariksa bergerak secara relativistic dan pada suatu saat energi kinetiknya adalah 1/12 kali energi diamnya. Kelajuan pesawat pada saat itu adalah …c A. 5/13 B. 5/12 C. 7/12 D. 7/13 E. 12/13 Jawab : A
cccEE
Ec
EEkE
cv
cvE
EkvEEk
135
16925)
1312(1)(1)(1
1)(1
1?...
22
00121
02
0
0
20012
1
19. Sebuah roket bergerak dengan kecepatan 0,8c. Apabila dilihat oleh pengamat
yang diam, panjang roket itu akan menyusut …% A. 20 B. 36 C. 40 D. 60 E. 80 Jawab : C
%404,04,06,0
6,0)(1?...:6,08,0
0
0
0
00
0
00
0
0
0
0021
00
ll
lll
lll
lll
ll
llcvll
llcv
20. Setiap detik matahari terjadi perubahan kgx 9104 materi menjadi energi radiasi.
Bila kelajuan cahaya dalam vakum adalah scmx /103 10 , daya yang dipancarkan oleh matahari adalah …watt A. 30106,3 x B. 10100,5 x C. 18102,1 x D. 26106,3 x E. 27108,4 x Jawab : D
watt106,31
)103)(104(?...:/103:104
252892
89
xxxt
mct
WP
Psmxckgxm
21. Jika c adalah kecepatan cahaya di udara, maka agar massa benda menjadi 125
persennya massa diam, benda harus digerakkan pada kelajuan …c A. 1,25 B. 1 C. 0,8 D. 0,6 E. 0,5 Jawab : D
ccm
mc
mm
cv
cv
mm
vmm
6,0)108(1)
25,1(1)(1
)(1
?...:%125
22
0
020
2
0
0
Fisika inti dan Radioaktivitas
288
22. Jari-jari lintasan gerak proton dalam sebuah sinklotron proton adalah 120m. Jika energi proton Jx 9106,1 , maka induksi medan magnetic yang diperlukan …T A. 0,02 B. 0,28 C. 1,20 D. 1,60 E. 2,50 Jawab : B
maka :/1033,5 10533,010.3106,1
10.31056,2
10.310.71,61056,2
3.
10.71,610.19,8)10.3)(10.1,9(
)proton( diam energi 2.1056,2106,1proton energi 1.
)()(
120?...:/10.3:10.1,9
18178
9
8
18
8
271820
2
22720
14283120
20
21829
242220
2
2831
skgmxxxp
xxc
EEp
JEJcmE
cmEJxEJxE
pccmpcEE
mRBsmckgm
p
p
p
p
testa28,0 testa277,0)106,1)(120(
1033,5
: maka ,
19
18
2
xxB
Rqp
RqmvBBqv
RmvFF LSP
