Soal dan Pembahasan Fisika (Saintek) Bagian 5

  1. Soal
  2. Fisika (Saintek)

  1. Jika kecepatan rata-rata sebuah benda sama dengan nol, maka ?

    1. Benda bergerak dengan kecepatan tetap

    2. Jarak yang ditempuhnya sama dengan nol

    3. Benda bergerak bolak-balik

    4. Perpindahan benda itu sama dengan nol

    5. Kelajuan rata-rata benda sama dengan nol

    Jawaban : d

    𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 = 𝑃𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛 / 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢

    Karena kecepatan rata-rata = 0, maka perpindahan = 0

  2. Benda dengan massa 2 kg bergerak dengan laju konstan 10 ms−1, kemudian menabrak sebagai pegas yang dalam keadaan bebas sehingga tertekan sebesar 10 cm. Jika gesekan-gesekan diabaikan maka konstanta pegas tersebut adalah ….

    1.  1100 Nm−1

    2. 1400 Nm−1

    3.  1700 Nm−1

    4. 2000 Nm−1

    5. 2400 Nm−1

    Jawaban : d

    Benda dengan massa 2 kg yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s mempunyai energi kinetik sebesar:

    Ek = ½mv2

    = ½ × 2 × 102 joule

    = 100 joule

     

    Saat menabrak pegas, energi kinetik tersebut diserap oleh pegas dan diubah menjadi energi potensial sehingga pegas tertekan 10 cm (10−1 m).

    𝐸𝑘 = 𝐸𝑝

    100 =  ½.𝑘.𝑥2

    100 = ½ × ð‘˜ × (10 − 1)2

    𝑘  =  20.000

    Jadi, konstanta pegas tersebut adalah 20.000 N/m (-).

  3. Reaksi fisi uranium diberikan sebagai berikut:

    𝑛 + 92𝑈235 → 92𝑈236 → 56𝐵𝑎141 + 36𝐾𝑟92 + 𝑥

    x adalah ….

    1. n

    2. α

    3. β

    4. γ

    5. 3n

    Jawaban : e

    anb + 92U235 → 92U236

    Dengan menggunakan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, diperoleh:
     
    𝑎  +  92  =  92

    𝑎   = 0
     
    𝑏  +  235  =  236

    𝑏  =  1

    ∴  𝑛  =  0𝑛1
     
    Selanjutnya uranium tersebut mengalami fisi menjadi Barium dan Kripton.

    92𝑈236 → 56𝐵𝑎141 + 36𝐾𝑟92 + 𝑎𝑥𝑏

    92 = 56 + 36 + 𝑎

    92 = 92 + 𝑎

    𝑎 = 0

     

    236  =  141  +  92  +  𝑏

    236  =   233  +  𝑏

    𝑏  =  3

     

    ∴  𝑥   = 0𝑥3

    =  3  ×  0𝑛1

    =  3𝑛

    Jadi, x adalah 3n (E).

  4. Suatu benda bergetar harmonic dengan amplitude 5 cm dan frekuensi 8 Hz. Saat simpangannya mencapai 2.5 cm, jika sudut fase awal nol, maka sudut fase getarannya adalah….

    1. 60o

    2. 45o

    3. 60o

    4. 90o

    5. 30o

    Jawaban : e

    Diketahui :
    𝑦 = 2.5 𝑐𝑚
    𝐴 = 5𝑐𝑚

    Persamaan dasar gerak harmonic
    𝑦 = 𝐴 𝑠𝑖𝑛 (𝑤𝑡 + 𝜃0) = 5 𝑠𝑖𝑛 (𝑤𝑡 +  𝜃0)
    0.5 = 𝑠𝑖𝑛 (𝑤𝑡 + 𝜃0)
    (𝑤𝑡  +  𝜃0)  =  30o

  5. Seutas tali yang panjangnya 8 m memiliki massa 1,04 gram. Tali digetarkan  sehingga sebuah gelombang transversal menjalar dengan persamaan y = 0,03 sin (x+30t), x dan y dalam meter dan t dalam detik. Maka tegangan tali tersebut adalah …

    1. 0,12

    2. 0,13

    3. 0,14

    4. 0,15

    5. 0,16

    Jawaban : a

    Diketahui
    L = 8 m, m = 1,04 g, ω = 30, k= 1, y = 0,03 sin (x+30t)

    Besar tegangan tali :

    𝐹   =  𝜌.𝑣2

    𝐹 = (𝑚/𝐿)( 𝜔/𝑘)2

    𝐹 = (1,04𝑥10−3 / 8)(30/1)2

    𝐹 = (0,13𝑥10−3)(900)

    𝐹 = 117𝑥10−3

    𝐹 = 0,117 = 0,12

  6. Peristiwa berikut disebabkan oleh rotasi bumi ....

    1. terjadinya siang dan malam

    2. terjadinya pergantian musim

    3. terjadinya pembelokan arah angin

    4. perubahan tahunan posisi zenit matahari

    Jawaban : b

    Akibat rotasi bumi adalah :

    • adanya siang malem,
    • adanya pembagian daerah waktu,
    • adanya pembelokan arah angin pada daerah tertentu.

  7. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1 : 4. Tegangan dan kuat arus masukannya masing-musing 10 V dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator tersebut adalah 4 W dan tegangan keluarannya adalah 40 V, maka kuat arus keluarannya bernilai ....

    1. 0,1 A

    2. 0,4 A

    3. 0,5 A

    4. 0,6 A

    5. 0,8 A

    Jawaban : b

    𝑛𝑝/𝑛𝑠 = 1/4
    𝑉𝑝   =  10 𝑉
    𝐼𝑝   =  2 𝐴
    𝑉𝑠   =  40 𝑉
    Philang = 4 watt

    𝐼𝑠   = ?
    𝑃𝑠   =  𝑃𝑝  − 𝑃ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔
    𝑉𝑠. 𝑖𝑠 = 𝑉𝑝. 𝑖𝑝 − 𝑃ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔
    40 . 𝑖𝑠 = (10 . 2) − 4
    40 𝑖𝑠   = 16
    𝐼𝑠   =  0,4 𝐴

  8. Seseorang astronot melayang dalam kapal angkasa yang sedang mengitari bumi, karena pada posisi itu ....

    1. gaya gravitasi bumi pada astronot nol.

    2. gaya gravitasi bumi dan bulan pada astronot di orbit itu saling meniadakan.

    3. gaya gravitasi bumi dan gaya Archimedes saling meniadakan.

    4. gaya gravitasi bumi pads astronot dan kapal angkasa bertindak sebagai gaya sentripetal.

    Jawaban : d

    (1)(4) Untuk benda yang bergerak melingkar bekerja gaya sentri petal dan yang bertindak sebagai gaya sentri petal adalah gaya gravitasi bumi pada astronot dan kapal angkasa. Jadi gaya gravitasi bumi pada astronot dan kapal tidak not.

    (2) Belum tentu terletak pada garis hubung antarabumi dan bulan.

    (3) Tidak ada pengaruh gaya Archimides karena kerapatan udara angkasa sangat kecil.

  9. Sebuah benda yang mula-mula diam ditumbuk oleh benda lain. Bila massa kedua benda sama dan tumbukan lenting sempurna, maka ....

    1. setelah tumbukan, kecepatan benda yang menumbuk menjadi nol dan benda kedua kecepatannya sama dengan benda pertama sebelum menumbuk.

    2. koefisien restitusinya satu.

    3. jumlah momentum, linear kedua benda, sebelum dan sesudah tumbukan sama besar.

    4. sebelum dan sesudah tumbukan, jumlah energi kinetik kedua benda itu sama besar.

    Jawaban : e

    (1)
    EA + EB = EA’ + EB’
    1/2𝑚𝑉𝐴² + 1/2𝑚𝑉𝐵² = 1/2𝑚𝑉𝐴’² + 1/2𝑚𝑉𝐵’²
    1/2𝑚𝑣𝐴²  +  0  =  0  +  1/2𝑚𝑣𝐵′²
    VA = VB' → kecepatan A sama besar kecepatan B setelah tumbukan.

    (2) lenting sempurna e = 1

    (3) satu benar tiga benar

    (4) dari persamaan di atas mVA² = mVB² berarti energi kinetik A sebelum tumbukan sama besar energi kinetik B setelah tumbukan

  10. Ketika suatu inti mengalami peluruhan radioaktif, nomor massa inti yang baru adalah ….

    1. selalu lebih besar dari nomor massa yang awal

    2. selalu lebih kecil dari nomor massa yang awal

    3. selalu sama dengan nomor massa yang awal

    4. tidak pernah lebih besar dari nomor massa yang awal

    5. tidak pernah lebih kecil dari nomor massa yang awal

    Jawaban : d

    Pada saat peluruhan:

    Jika memancarkan partikel α ⇒ A’ < A
    Jika memancarkan electron ⇒ A’ = A
    Jika memancarkan positron ⇒ A’ = A
    Jika memancarkan gamma ⇒ A’ = A

    Dengan A’ = massa inti yang baru dan A = massa inti awal.

    Penjelasan di atas menunjukkan massa inti baru tidak pernah lebih besar dari massa yang awal.