SOAL DAN PEMBAHASAN UN FISIKA SMA TAHUN 2012

Soal No. 1
Sebuah mikrometer digunakan untuk mengukur tebal suatu benda, skalanya ditunjukkan seperti gambar berikut.



Hasil pengukurannya adalah....
A. 2,13 mm
B. 2,63 mm
C. 2,70 mm
D. 2,73 mm
E. 2,83 mm

Pembahasan
Membaca mikrometer skrup cukup jelas, hasil pengukuran adalah 2,63 mm.

Soal No. 2
Budi berjalan sejauh 6 meter ke timur, kemudian 6 meter ke selatan, dan 2 meter ke timur. Perpindahan Budi dari posisi awal adalah.....
A. 20 m
B. 14 m
C. 12 m
D. 10 m
E. 8 m

Pembahasan
Dari ilustrasi berikut posisi awal di titik A, posisi akhir di titik C. Tarik garis lurus, aplikasikan rumus phytagoras pada segitiga ABC yang tentunya kita tambahkan sendiri.
AC = √( 6² + 8² ) = √100 = 10 meter



Soal No. 3
Perhatikan grafik kecepatan v terhadap t untuk benda yang bergerak lurus berikut.



Jarak yang ditempuh benda selama 10 detik adalah....
A. 16 m
B. 20 m
C. 24 m
D. 28 m
E. 36 m

Pembahasan
Jarak = luas trapesium dari 0-8 sekon + luas segitiga dari 8-10 sekon
= 1/2 (8 + 4)4 + 1/2 (2)4
= 24 + 4 = 28 meter

Soal No. 4
Baling-baling kipas angin berjari-jari ²⁰/_π cm mampu berputar 4 kali dalam 1 sekon. Kecepatan linier ujung baling-baling adalah....
A. 3,2 ms⁻¹
B. 1,6 ms⁻¹
C. 1,3 ms⁻¹
D. 1,0 ms⁻¹
E. 0,8 ms⁻¹

Pembahasan
Soal Gerak melingkar
Data dari soal:
frekuensi f = 4 Hz (4 putaran dalam 1 detik)
jari-jari = ²⁰/_π cm = ^0,2/_π m

Kecepatan linier
v = ω R
v = 2π f R = 2π (4)(0,2/π) = 1,6 m/s

Soal No. 5
Jika permukaan meja licin dan massa katrol diabaikan, maka sistem benda akan bergerak dengan percepatan sebesar....



A. 5 ms⁻²
B. 10 ms⁻²
C. 16 ms⁻²
D. 25 ms⁻²
E. 40 ms⁻²

Pembahasan
Ubah gram ke kilogram, hukum newton:
Σ F = ma
6 = (0,4 + 0,2)a
a = ⁶/_0,6 = 10 m/s²Soal No. 6
Berapakah besar gaya normal yang dialami oleh balok bermassa 3 kg (g = 10 m/s²) pada gambar di samping ini?



A. 44 N
B. 42 N
C. 30 N
D. 16 N
E. 14 N

Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah sebagai gambar berikut ini

Gaya berat benda (w), gaya luar F = 14 N dan gaya normal (N).




Σ F_y = 0, atau gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah.

N = W + F
N = mg + F
N = (3)(10) + 14 = 44 N

Jawaban A.

Soal No. 7
Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar.



Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan....
A. F = α . β . R
B. F = α . β² . R
C. F = α . (β .R)⁻¹
D. F = α . β . (R)⁻¹
E. F = R . (α . β)⁻¹

Pembahasan
Gerak rotasi
Σ τ = I α
dimana
τ adalah momen gaya
I = momen inersia
α = percepatan sudut

Σ τ = I α
F ⋅ R = β ⋅ α
F = (β ⋅ α) : R
F = β ⋅ α ⋅ R⁻¹ = α ⋅ β ⋅ R⁻¹

Jawaban yang tepat adalah D.

Soal No. 8
Perhatikan gambar!



Letak titik berat bidang homogen terhadap titik O adalah....
A. (0, 8 ⁵/₈)
B. (0, 7 ⁵/₈)
C. (0, 5 ⁶/₁₁)
D. (0, 4 ⁶/₁₁)
E. (0, 3 ⁵/₈)

Pembahasan
Data soal:
Bangun 1 persegipanjang
A₁ = (4)(10) = 40
y₁ = 5

Bangun 2 segitiga
A₂ = ¹/₂ (8)(6) = 24
y₂ = 10 + ¹/₃(6) = 12

Titik berat gabungan:



Soal No. 9
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 m s⁻¹ . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s⁻¹. Usaha total yang dikerjakan pada benda adalah....
A. 4 J
B. 9 J
C. 15 J
D. 21 J
E. 25 J

Pembahasan
Salah satu rumus usaha adalah
Usaha = selisih energi kinetik
W = Δ Ek

Data dari soal
m = 2 kg
v₁ = 2 m s⁻¹
v₂ = 5 m s⁻¹

Sehingga



Soal No. 10
Sebuah tali karet di beri beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m s⁻²). Energi potensial karet tersebut adalah....
A. 7,5 . 10⁻² joule
B. 6,0 . 10⁻² joule
C. 4,5 . 10⁻² joule
D. 3,0 . 10⁻² joule
E. 1,5 . 10⁻² joule

Pembahasan
Energi potensial pegas
Ep = ¹/₂ mgΔx = ¹/₂ (0,3)(10)(0,04) = 6,0 . 10⁻² joule

atau dengan cara kedua sebagai berikut:
Menentukan konstanta pegas lebih dulu dengan menyamakan gaya berat benda dan gaya pegas.



Setelah konstanta pegas ditemukan, masuk rumus energi potensial pegas:

Soal No. 11
Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan....

No	Gaya (N)	Pertambahan Panjang (m)
A.	7	3,5 ⋅ 10−2
B.	8	2,5 ⋅ 10−2
C.	6	2,0 ⋅ 10−2
D.	9	4,5 ⋅ 10−2
E.	10	3,3 ⋅ 10−2

Pembahasan
Dari rumus gaya pegas:

F = kΔx
k = F/Δ

Data A → 7 / 3,5 = 2
Data B → 8 / 2,5 = 3,2
Data C → 6 / 2,0 = 3
Data D → 9 / 4,5 = 2
Data E → 10 / 3,3 = 3,03
Paling besar B. 3,2

Soal No. 12
Sebuah benda bergerak dari titik A tanpa kecepatan awal. Jika selama gerakan tidak ada gesekan, kecepatan benda di titik terendah adalah....



A. 8 m.s⁻¹
B. 12 m.s⁻¹
C. 20 m.s⁻¹
D. 24 m.s⁻¹
E. 30 m.s⁻¹

Pembahasan
v = √(2gh)
v = √(2 x 10 x 20) = 20 m/s

Catatan
Rumus di atas digunakan jika kecepatan awal benda sama dengan nol.

Soal No. 13
Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v₁ = 4 m.s⁻¹ ke kiri. Setelah membentur tembok memantul dengan kecepatan v₁ = 2 m.s⁻¹ ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah....


A. 0,24 N.s
B. 0,12 N.s
C. 0,08 N.s
D. 0,06 N.s
E. 0,04 N.s

Pembahasan
Impuls adalah selisih momentum dimana momentum adalah P = mv
I = m(v₂ − v₁)
I = 0,02 (2 − (−4)) = 0,12 N.s

Soal No. 14
Perhatikan gambar!



Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada pipa kecil adalah....
A. 1 m.s⁻¹
B. 4 m.s⁻¹
C. 8 m.s⁻¹
D. 16 m.s⁻¹
E. 20 m.s⁻¹

Pembahasan
Persamaan kontinuitas
A1v1 = A2v2
dengan A dan v masing-masing adalah luas dan kecepatan. Jika diketahui diameter atau jari-jari maka
r1²v1 = r2²v2 atau D1²v1 = D2²v2
Data soal:
V1 = 4
D1 = 2
V2 =...? D2 = 1

2²4 = 1²v2
v2 = 16 m/s
Soal No. 15
Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya ke atas maksimal, seperti gambar.



Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara, maka sesuai azas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar....
A. v_A > v_B sehingga P_A > P_B
B. v_A > v_B sehingga P_A < P_B
C. v_A < v_B sehingga P_A < P_B
D. v_A < v_B sehingga P_A > P_B
E. v_A > v_B sehingga P_A = P_B

Pembahasan
Desain sayap pesawat
Agar
Tekanan Bawah > Tekanan Atas,
maka
Kecepatan Bawah < Kecepatan Atas

(Tekanan Besar pasangannya kecepatan Kecil, atau tekanan kecil pasangannya kecepatan besar)Soal No. 16
Perhatikan pernyataan berikut:
(1) konduktivitas logam
(2) perbedaan suhu ujung-ujung logam
(3) panjang logam
(4) massa logam

Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah....
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (4) saja
Pembahasan
Banyaknya kalor yang mengalir pada suatu penghantar ditunjukkan rumus berikut:
Q         kAΔ T
^__ = ^________
t             L

k = konduktivitas termal bahan
A = luas penampang bahan
L = panjang bahan
Δ T = selisih suhu ujung-ujung bahan

1, 2, 3 benar.

Soal No. 17
Air sebanyak 60 gram bersuhu 90°C (kalor jenis air = 1 kal.g⁻¹.°C⁻¹) dicampur 40 gram air sejenis bersuhu 25°C. Jika tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses ini, maka suhu akhir campuran adalah....
A. 15,4 °C
B. 23,0 °C
C. 46,0 °C
D. 64,0 °C
E. 77,0 °C

Pembahasan
Soal tentang azas black
Kalor yang dilepas air panas = kalor yang dterima air dingin.
m₁cΔT₁ = m₂cΔT₂
m₁ΔT₁ = m₂ΔT₂
(60)(90° − t) = (40)(t − 25°)
(6)(90° − t) = (4)(t − 25°)
540° − 6t = 4t − 100°
640° = 10t
t = 640° / 10 = 64 °

Soal No. 18
Di dalam ruang tertutup suhu suatu gas 27°C, tekanan 1 atm dan volume 0,5 liter. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 327°C dan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas menjadi....
A. 1 liter
B. 0,5 liter
C. 0,25 liter
D. 0,125 liter
E. 0,0625 liter

Pembahasan
Data soal:
T₁ = 27°C = 300 K
P₁ = 1 atm
V₁ = 0,5 liter

T₂ = 327°C = 600 K
P₂ = 2 atm
V₂ = ..........

P₁ V₁                P₂ V₂
_______ ₌ _______
  T₁                  T₂

(1)(0,5)          (2) V₂
_______ ₌ _______
  300                600

V₂ = 0,5 liter

Soal No. 19
Suatu gas ideal dalam ruang tertutup mengalami proses isokhorik sehingga :
(1) suhunya berubah
(2) volumenya tetap
(3) tekanan berubah
(4) usahanya = nol

Pernyataan yang benar adalah....
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2), dan (3) saja
C. (1) dan (3) saja
D. (2) dan (4) saja
E. (3) dan (4) saja

Pembahasan
Isokhoris atau nama lainnya isovolumis atau bisa juga disebut isometric adalah proses pada volume tetap → (2) benar.
Pada proses volume tetap, usaha adalah nol, ingat rumus W = P Δ V = P (0) = nol. → (4) benar.
Proses pada suhu tetap dinamakan isothermis / isothermal
Proses pada tekanan tetap dinamakan isobaris
(1) dan (3) juga benar.

Soal No. 20
Perhatikan gambar berikut!

Suatu gas mengalami proses A-B-C. Usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut adalah....
A. 2 joule
B. 4 joule
C. 8 joule
D. 12 joule
E. 16 joule

Pembahasan
Cara Pertama
W_AC = W_AB + W_BC
AB adalah proses isobaris sehingga → W_AB = PΔV = 4 x (3 − 1) = 8 joule
BC adalah proses isovolumis → W_bC = 0
W_AC = 8 joule + 0 = 8 joule

Cara kedua
W = Luas kurva grafik P-v
W = 4 (3 − 1) = 8 jouleSoal No. 21
Gambar di bawah ini menyatakan perambatan gelombang tali

Jika periode gelombang 2 s, maka persamaan gelombangnya adalah....
A. y = 0,5 sin 2π (t − 0,5x)
B. y = 0,5 sin π (t − 0,5x)
C. y = 0,5 sin π (t − x)
D. y = 0,5 sin 2π (t − x/4)
E. y = 0,5 sin 2π (t − x/6)
Pembahasan
Dari persamaan gelombang berjalan:
y = A sin (2πft − ^2π/_λ)
Dengan data yang didapat dari grafik sebagai berikut:
Amplitudo A = 0,5 m
Panjang gelombang λ = 4 m (jangan keliru ambil 6 m,..!!!)
Periode T = 2 s → frekuensi f = 1/T = 1/2 Hz

y = A sin (2πft − ^2π/_{λ x})
y = 0,5 sin (2π(1/2)t − ^2π/₄ x)
y = 0,5 sin (πt − ^π/₂ x)
atau
y = 0,5 sin π (t − 0,5x )

Soal No. 22
Perhatikan faktor-faktor berikut!
(1) memperbesar massa jenis kawat
(2) memperpanjang kawat
(3) memperbesar tegangan kawat
(4) memperbesar ukuran kawat

Faktor-faktor yang dapat mempercepat perambatan gelombang pada kawat adalah....
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (3) dan (4)
D. (1) saja
E. (3) saja

Pembahasan
Dari persamaan
ν = √ (F/μ)

dimana
μ adalah perbandingan massa persatuan panjang kawat

F = tegangan kawat

Terlihat jika tegangan kawat diperbesar, kecepatan ν bertambah besar juga, option (3) benar dan pilihan D pasti salah karena tidak ada (3) nya disitu.
Option (2) memperpanjang kawat adalah salah, meskipun μ = m/l, namun setiap kenaikan panjang kawat akan diikuti oleh kenaikan massa kawat, sehingga kecepatan gelombang akan tetap asalkan jenis bahan dan diameter kawatnya masih sama, dan pilihan A, B pasti salah karena ada (2) nya disitu.
atau persamaan

ν = √ (F/ρA)

dimana
ρ = massa jenis kawat
A = luas penampang kawat

Terlihat jika massa jenis kawat diperbesar, kecepatannya malah mengecil, (1) salah.
Demikian juga jika luas penampang kawat diperbesar, kecepatan menjadi kecil, (4) salah.
Jawaban : (3) saja

Soal No. 23
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk...
A. membunuh sel kanker
B. memeriksa cacat logam
C. mencari jejak sebuah benda
D. memasak makanan dengan cepat
E. mensterilkan peralatan kedokteran

Pembahasan
Untuk membunuh sel kanker dan sterilisasi alat kedokteran biasa digunakan sinar gamma
Untuk memeriksa cacat atau keretakan logam biasa digunakan sinar gamma atau sinar X
Untuk mencari jejak biasa digunakan gelombang RADAR
Gelombang mikro salah satunya bisa untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis (microwave oven).

Soal No. 24
Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut:

Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah....
A. 20 cm
B. 24 cm
C. 25 cm
D. 27 cm
E. 29 cm

Pembahasan
Cari jarak benda yang dibentuk oleh lensa obyektif terlebih dahulu:

  1         1         1        1        1     20 − 18      2
^_____ = ^_____ − ^_____ = ^____ − ^____ = ^_________ = _{^_____}
S'ob    fob       Sob    1,8       2         36          36

S'ob = 36/2 = 18 cm

Sinar sejajar → Mata tidak berakomodasi
Untuk mata tidak berakomodasi, panjang mikroskop:
d = S'ob + fok = 18 + 6 = 24 cm

Soal No. 25
Perhatikan gambar di samping!

Celah tunggal S selebar 0,2 mm disinari berkas cahaya sejajar dengan λ = 500 nm (1 nm = 10⁻⁹ m). Pola difraksi yang terjadi ditangkap pada layar yang berjarak 60 cm dari celah. Jarak antara garis gelap kedua dan terang pusat adalah....
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm

Pembahasan
Data:
Celah Tunggal
d = 0,2 mm → 2
λ = 500 nm → 5
L = 60 cm → 6
n = 2, Garis gelap
y = ....


        n λ L
y = ^__________
          d
      (2) (5) (6)
y = ^{_____________} = 30 → ambil 3 mm
Soal No. 26
Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kecepatan vs sambil membunyikan sirine yang menghasilkan frekuensi fs. Seorang pengendara sepeda motor bergerak dengan kecepatan vp mengikuti di belakang ambulans. Jika cepat rambat bunyi di udara v, maka frekuensi bunyi yang di dengar pengendara sepeda motor dapat dirumuskan….

Pembahasan
Efek Doppler gelombang suara:
Pendengar mendekati sumber → vp (+)
Sumber menjauhi pendengar → vs (+)

Jawaban : A

Soal No. 27
27. Sebuah sumber bunyi mempunyai taraf intensitas 60 dB (I_o = 10 ^{– 12} watt.m ^{– 2} ). Ketika 100 buah sumber bunyi yang sama berbunyi serentak, taraf intensitas bunyi yang dihasilkan adalah….
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB

Pembahasan
TI_n = TI₁ + 10 log n
TI_n = 60 + 10 log 100 = 60 + 10 (2) = 60 + 20 = 80 dB

Soal No. 28
Tiga buah muatan listrik disusun seperti gambar.



Besar dan arah gaya coulomb pada muatan B adalah….(k = 9 × 10⁹ Nm² ⋅ C ^{– 2} , 1μC = 10 ^{– 6} C)
A. 2,5 kQ²r ^–2 ke kiri
B. 2,5 kQ²r ^–2 ke kanan
C. 2 kQ²r ^–2 ke kiri
D. 2 kQ²r ^–2 ke kanan
E. 1 kQ²r ^–2 ke kiri

Pembahasan


Muatan B ditarik oleh muatan A sebesar



Sementara itu oleh muatan C, muatan B ditolak ke kiri sebesar



Resultan gaya pada B dengan demikian adalah



Arah ke kiri

Soal No. 29
Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah sejauh 30 cm. Kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak….(k = 9 × 10⁹ Nm² ⋅ C ^{– 2} , 1μC = 10 ^{– 6} C)



A. 10 cm di kiri B
B. 10 cm di kanan A
C. 10 cm di kiri A
D. 40 cm di kanan B
E. 40 cm di kiri A

Pembahasan
Jika kedua muatan sejenis, positif dengan positif, atau negatif dengan negatif, maka letak titik kuat medan nol berada DI ANTARA kedua muatan tersebut, sehingga jawaban C, D, dan E tidak mungkin untuk dipilih. Tinggal A dan B, kebetulan angkanya sama yaitu 10, gunakan clue kedua, kuat medan nol akan terletak lebih dekat ke muatan yang lebih kecil yaitu muatan A, sehingga jawabannya adalah 10 cm di kanan A.
Atau,
Kita lihat dengan perhitungan, misal jarak dari muatan A ke titik yang dimaksud namanya x:



Soal No. 30
Perhatikan kapasitor keping sejajar berikut!



Bahan dielektrik yang disisipkan memiliki konstanta dielektrik 2. Angka perbandingan kapasitas kapasitor (1) dan (2) adalah…..
A. 1 : 2
B. 3 : 4
C. 4 : 3
D. 5 : 6
E. 6 : 5

Pembahasan
Kapasitas kapasitor keping sejajar



dimana
k = konstanta bahan dielektrik (yang sisisipkan)
A= luas
d = jarak dua keping
dari soal diketahui perubahannya adalah jarak (d) dan konstanta dielektrik (k) saja sehingga:



Perbandingannya adalah 3 : 4
Soal No. 31
Pada rangkaian listrik di samping, besar arus listrik pada R₁ adalah.....
A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,3 A
D. 1,5 A
E. 2,0 A

Pembahasan
Hambatan R₁ dirangkai dengan hambatan (R₂ + R₃) secara paralel, hingga tegangan ujung-ujungnya akan sama. Karena tidak ada hambatan lain lagi, maka tegangan ujung-ujung sama dengan tegangan sumber arusnya yaitu 3 volt.

Dengan demikian kuat arus yang melalui hambatan R₁
I = ^V/ _R
I = ³/₃
I = 1 A

Soal No. 32
Perhatikan gambar!



Kawat lurus panjang berarus listrik 10 A diletakkan berimpit dengan sumbu y (μ_o = 4π × 10 ^{– 7} Wb A^{– 1} m ^{– 1}). Besar dan arah induksi magnetik di titik A yang berjarak 2 m dari pangkal koordinat adalah……
A. 10^{– 10} T ke arah sumbu + x
B. 10 ^{– 8} T ke arah sumbu +y
C. 10 ^{– 8} T ke arah sumbu +z
D. 10 ^{– 6} T ke arah sumbu – z
E. 10 ^{– 6} T ke arah sumbu +x

Pembahasan
Kuat medan magnet sekitar kawat lurus



Arah sesuaikan dengan kaidah tangan kanan, jempol arah arus (i) 4 jari arah putaran medan. Diperoleh arahnya sesuai – Z .
Lebih jelasnya perhatikan penerapan kaidah tangan kanan berikut



Pada kasus di atas, untuk titik yang berada di sebelah kanan kawat berarus, titik A misalnya, medan magnetnya masuk bidang gambar, atau sesuai sumbu koordinat yang disediakan adalah sumbu Z negatif, sementara untuk titik yang berada di sebelah kiri kawat nya, titik B misalkan, arah medan magnet adalah keluar bidang gambar atau sesuai dengan arah sumbu koordinat yang tersedia adalah z positif.


Soal No. 33
Perhatikan gambar berikut!



U = kutub utara magnet
S = kutub selatan magnet

Jika arus listrik dialirkan pada kawat AB, maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah….
A. ke arah B
B. ke kiri
C. ke kanan
D. tegak lurus masuk bidang kertas
E. tegak lurus keluar bidang kertas

Pembahasan
Kaidah tangan kanan untuk gaya magnetik
4 jari → arah medan magnet,soal dari kutub U ke S
jempol→ arah arus (i), pada soal ke bawah
telapak tangan→ arah gaya


Soal No. 34
Di antara pernyataan di bawah ini:
(1) banyaknya lilitan
(2) kuat arus yang melalui kumparan
(3) luas bidang kumparan
(4) hambatankumparan

Faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL pada generator adalah….
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (4)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4) saja

Pembahasan
GGL pada generator
ε = BANω sin ωt

dimana
B = kuat medan magnet
A = luas penampang kumparan
N = jumlah lilitan
ω = 2π f = kecepatan sudut

(1) dan (3)

Soal No. 35
Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping.



Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika X_L > X_C adalah….

A.		B.		C.
D.		E.

Pembahasan
X_L > X_C artinya rangkaian bersifat induktif. Pada rangkaian induktif, tegangan mendahului arus (V mendahului i) Grafik yang sesuai adalah C.
Soal No. 36
Pernyataan yang benar dari model atom Rutherford dan model atom Bohr adalah….

.	Rutherford	Bohr
A.	Semua muatan positif dan sebagian massa atom terdapat dalam inti atom.	Elektron tidak dapat berpindah disekitar inti melalui setiap lintasan.
B.	Muatan listrik positif dinetralkan oleh elektron-elektron yang tersebar diantara muatan.	Elektron-elektron atom menempati orbit lintasan yang disebut tingkat energi.
C.	Atom secara keseluruhan bersifat netral.	Energi elektron di dalam atom dinyatakan dengan tingkat energi
D.	Inti atom dan elektron tarik menarik menimbulkan gaya sentripetal pada elektron yang mengakibatkan elektron tetap pada orbitnya.	Elektron dapat pindah dari orbit (lintasan) yang satu ke lintasan yang lain dengan melepaskan energi atau menyerap energi.
E.	Inti dikelilingi oleh elektron-elektron yang berputar pada lintasan seperti planet.	Dalam suatu reaksi hanya elektron di bagian luar saja yang mengalami perubahan sedangkan inti tidak berubah.

Pembahasan
Eliminasi pernyataan yang diketahui pasti salahnya dulu:

.	Rutherford	Bohr
A.	Semua muatan positif dan sebagian massa atom terdapat dalam inti atom. SALAH →Seharusnya “sebagian BESAR massa atom”	Elektron tidak dapat berpindah disekitar inti melalui setiap lintasan.
B.	Muatan listrik positif dinetralkan oleh elektron-elektron yang tersebar diantara muatan. SALAH →Menurut Rutherford muatan-muatan positif berkumpul di inti, elektron berputar pada lintasannya pada jarak yang relatif jauh	Elektron-elektron atom menempati orbit lintasan yang disebut tingkat energi.
C.	Atom secara keseluruhan bersifat netral. SALAH →Sudah ada sejak Teorinya Thomson, jadi tidak khas Rutherford	Energi elektron di dalam atom dinyatakan dengan tingkat energi
D.	Inti atom dan elektron tarik menarik menimbulkan gaya sentripetal pada elektron yang mengakibatkan elektron tetap pada orbitnya.	Elektron dapat pindah dari orbit (lintasan) yang satu ke lintasan yang lain dengan melepaskan energi atau menyerap energi.
E.	Inti dikelilingi oleh elektron-elektron yang berputar pada lintasan seperti planet.	Dalam suatu reaksi hanya elektron di bagian luar saja yang mengalami perubahan sedangkan inti tidak berubah. SALAH →Tidak dibahas di teorinya Bohr

Jawaban: D

Catatan:
Jika ragu, silahkan didiskusikan kembali jawaban soal ini atau gunakan jawaban anda sendiri.

Soal No. 37
Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah….
A. peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang
B. elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensinya diperbesar
C. intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam
D. efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah
E. efek fotolistrik akan terjadi, asalkan intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar

Pembahasan
A. peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang
→ SALAH, yang benar dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai partikel

B. elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensinya diperbesar
→ SALAH, yang benar jumlah elektron akan berkurang jika intensitas cahaya dikurangi

C. intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam
→ BETUL, energi elektron yang keluar dari permukaan logam dipengaruhi oleh frekuensi cahaya yang disinarkan

Jawaban : C

Bagaimana dengan pilihan D dan E? Karena C sudah benar, harusnya D dan E salah.

D. efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah
→ SALAH
Kisaran frekuensi inframerah adalah 10¹¹ Hz hingga 10¹⁴ Hz
Fungsi kerja logam Natrium sebagai contoh adalah:
2,28 eV atau 2,28 × 1,6 × 10 ^{– 19} joule.

Kita hitung frekuensi ambangnya:



Jika diambil daerah bawah frekuensi inframerah misalkan 10¹¹ atau 10¹² , maka frekuensi tersebut masih jauh dibawah frekuensi ambang logam.

E. efek fotolistrik akan terjadi, asalkan intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar
→ SALAH, yang benar efek fotolistrik akan terjadi jika energi cahaya melebihi energi ambang logam, atau frekuensi cahaya melebihi frekuensi ambang bahan logam

Soal No. 38
Sebuah roket yang panjangnya Lo bergerak dengan kecepatan ½ √ 3 c (c = kecepatan cahaya). Apabila dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket akan menjadi…..
A. 0,25 Lo
B. 0,5 Lo
C. 0,8 Lo
D. 1,0 Lo
E. 1,5 Lo

Pembahasan
Relativitas:



Soal No. 39
Massa inti nitrogen ¹⁴₇N adalah 14 sma. Massa proton = 1,0078 sma, massa neutron = 1,0086 sma dan 1 sma setara dengan 931 MeV, maka besar energi ikat inti ¹⁴₇N adalah….
A. 35,6 MeV
B. 53,5 MeV
C. 106,9 MeV
D. 213,8 MeV
E. 320,7 MeV

Pembahasan
Energi ikat inti atom
Jumlah proton = 7
Jumlah neutron = 14 – 7 = 7



Soal No. 40
Pernyataan-pernyataan berikut:
(1) terapi radiasi
(2) mengukur kandungan air tanah
(3) sebagai perunut
(4) menentukan umur fosil

Yang merupakan pemanfaatan radioisotop di bidang kesehatan adalah...
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4) saja

Pembahasan
Bidang kesehatan
(1) terapi radiasi dan (3) sebagai perunut

SOAL DAN PEMBAHASAN UN FISIKA SMA TAHUN 2008

Soal No. 1
Seorang anak berjalan lurus 2 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter.

Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal...
A. 18 meter arah barat daya
B. 14 meter arah selatan
C. 10 meter arah tenggara
D. 6 meter arah timur
E. 2 meter arah tenggara
Pembahasan
Cari panjang garis c yang berawal dari tempat anak mulai berjalan hingga akhir posisi anak:





Arah antara timur dan selatan (tenggara)Soal No. 2
Sebuah balok diukur ketebalannya dengan jangka sorong. Skala yang ditunjukkan dari hasil pengukuran tampak pada gambar.



Besarnya hasil pengukuran adalah ...
A. 3,19 cm
B. 3,14 cm
C. 3,10 cm
D. 3,04 cm
E. 3,00 cmPembahasan
Tebal balok adalah 3,19 cm.Soal No. 3
Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km.jam^–1 setelah menempuh jarak 150 m kecepatan menjadi 72 km. jam^–1. Waktu tempuh mobil adalah ...
A. 5 sekon
B. 10 sekon
C. 17 sekon
D. 25 sekon
E. 35 sekon Pembahasan
Data:
Kecepatan awal V_o = 36 km/jam = 10 m/s
Kecepatan akhir V_t = 72 km/jam = 20 m/s
Jarak S = 150 m

Waktu tempuh mobil:
Soal No. 4
Grafik V – t sebuah mobil yang bergerak GLBB diperhatikan pada gambar!



Perlajuan yang sama terjadi pada ...
A. A – B dan B – C
B. A – B dan C – D
C. B – C dan C – D
D. C – D dan D – E
E. D – E dan E – F Pembahasan
Menghitung perlajuan dari grafik:
a = tan θ
dengan θ adalah sudut yang dibentuk garis garik v-t terhadap garis mendatar (sumbu t),, hati-hati mencari sudutnya terutama jika garis berarah miring ke bawah!!, dan nilai tan sebuah sudut adalah panjang sisi depan sudut dibagi panjang sisi samping sudut.
lintasan A-B → tan θ = 5 / 20 = 1/ 4
lintasan B-C → tan θ = 20 / 20 = 1
lintasan C-D → tan θ = 10 / 10 = 1
lintasan D-E → tan θ = 10 / 20 = 1 / 2
lintasan E-F → tan θ = 25 / 20 = 5 /4
Perlajuan (bukan percepatan!) yang sama adalah B-C dan C-DSoal No. 5
Letak titik berat bidang homogen di samping ini terhadap titik O adalah ...



A. (2, 2) cm
B. (2, 3) cm
C. (2, 4) cm
D. (3, 2) cm
E. (3, 3) cmPembahasan
Bagi luasan menjadi dua, persegi panjang dengan ukuran (10 x 1) dan persegi panjang dengan ukuran (5 x 2):
Data :
A₁ = 10 x 1 = 10
X₁ = 0,5
Y₁ = 5
A₂ = 5 x 2 = 10
X₂ = 1 + 2,5 = 3,5
Y₂ = 1



Koordinat titik berat : (X_o, Y_o) = (2, 3)Soal No. 6
Jika kedudukan benda A adalah 1/2 R di atas permukaan bumi, sedangkan kedudukan benda B adalah 2R di atas permukaan bumi (R = jari-jari bumi), maka perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B adalah ...
A. 1 : 8
B. 1 : 4
C. 2 : 3
D. 4 : 1
E. 8 : 1 Pembahasan
Kuat medan gravitasi bumi pada suatu titik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak titik ke pusat bumi.

Soal No. 7
Sebuah balok massa 5 kg dilepas pada bidang miring licin seperti pada gambar! (g = 10 m.s ⁻² dan tg 37 ^o = 3/4)



Percepatan balok adalah ...
A. 4,5 m.s⁻²
B. 6,0 m.s⁻²
C. 7,5 m.s⁻²
D. 8,0 m.s⁻²
E. 10,0 m.s⁻²

Pembahasan
Percepatan turunnya benda pada bidang miring yang licin adalah:
a = g sin α
a = (10)(0,6) = 6 m.s⁻²



atau

Σ F = ma
W sin 37^o = ma
(5)(10)(0,6) = 5a
30 = 5a
a = 6 m.s⁻²

Soal No. 8
Sebuah katrol pejal bermassa (M) dan jari-jarinya (R) seperti pada gambar!

Salah satu ujung tali tak bermassa dililitkan pada katrol, ujung tali yang lain digantungi beban m kg percepatan sudut katrol (α) jika beban dilepas. Jika pada katrol ditempelkan plastisin A yang bermassa ½ M, untuk menghasilkan percepatan sudut yang sama beban harus dijadikan ...
(I katrol = 1/2 MR²)
A. 3/4 m kg
B. 3/2 m kg
C. 2 m kg
D. 3 m kg
E. 4 m kg Pembahasan
Dengan asumsi bahwa penambahan plastisin akan menambah massa katrol dari M menjadi (M + ¹/₂ M = ³/₂ M) :
Soal No. 9
Gaya F₁, F₂, F₃, dan F₄ bekerja pada batang ABCD seperti gambar!



Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah ...
A. 15 N.m
B. 18 N.m
C. 35 N.m
D. 53 N.m
E. 68 N.m Pembahasan
Misal searah jarum jam (−)
Berlawanan jarum jam (+)
(Tanda boleh ditukar)



Ambil nilai positifnya 53 NmSoal No. 10
Tiga buah pegas dirangkai seperti gambar berikut ini.



Jika konstanta pegas k₁ = k₂ =3 Nm⁻¹ dan k₃ = 6 Nm⁻¹, maka konstanta susunan pegas besarnya ...
A. 1 Nm⁻¹
B. 3 Nm⁻¹
C. 7,5 Nm⁻¹
D. 12 Nm⁻¹
E. 15 Nm⁻¹

Pembahasan
Paralel pegas 1 dan 2, namakan k₁₂:
k₁₂ = k₁ + k₂ = 3 + 3 = 6 N/m

Seri k₁₂ dan k₃ menjadi k_total :¹/_ktotal = ¹/_k12 + ¹/_k3 = ¹/₆ + ¹/₆ = ²/₆
k_total = ⁶/₂ = 3 N/m
Soal No. 11
Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar.

Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah ...
A. 6 m.s⁻¹
B. 8 m.s⁻¹
C. 10 m.s⁻¹
D. 12 m.s⁻¹
E. 16 m.s⁻¹

Pembahasan
Kecepatan benda saat sampai dasar adalah :v =√(2gh) = √(2)(10)(5) = √100 = 10 m/sCatatan : Rumus diatas berlaku jika kecepatan awal balok adalah NOL, jika tidak NOL gunakan GLBB atau hukum kekekalan energi mekanik.Soal No. 12
Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada gambar!



Jika v'₂ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m.s⁻¹, maka besar kecepatan v'₁ (1) setelah tumbukan adalah ...
A. 7 m.s⁻¹
B. 9 m.s⁻¹
C. 13 m.s⁻¹
D. 15 m.s⁻¹
E. 17 m.s⁻¹ Pembahasan
Ambil perjanjian tanda dulu, misal :
arah kanan (+)
arah kiri (−)
Hukum kekekalan momentum
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v'₁ + m₂v'₂
Semua massa sama sehingga bisa dicoret (kl bingung isi aja dengan angka 1 kg untuk massanya)
(1)(8) + (1)(− 10) = (1)(v'₁) + (1)(5)
v'₁ = −7 m/s.
Tanda minus berarti besar kecepatannya 7 m/s dengan arah ke kiri sesuai perjanjian tanda diatas.Soal No. 13
Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam di atas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m.s⁻². Besar usaha yang terjadi adalah ...
A. 20 joule
B. 30 joule
C. 60 joule
D. 180 joule
E. 360 joule Pembahasan
Cari kecepatan saat 3 sekon terlebih dahulu:
v_t = v_o + at = 0 + (2)(3) = 6 m/s
Salah satu rumus usaha adalah : W = Δ Ek
W = Ek₂ − Ek₁ = Ek₂ − 0 = ¹/₂mv²
W = ¹/₂ (10)(6)² = 180 joule Soal No. 14
Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V dalam ruang tertutup. Jika tekanan gas dalam ruang tersebut diturunkan menjadi 1/4 kali semula pada volume tetap, maka perbandingan energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah ...
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 5 : 1 Pembahasan
Data :
P₁ = P
P₂ = 1/4 P
V₁ = V
V₂ = V^P₁/_T1 = ^P₂/_T2
^P/_T1 = ^{1/4 P}/_T2
^T₁/_T2 = ⁴/₁ ^Ek₁/_Ek2 = ^T₁/_T2 = ⁴/₁ Soal No. 15
Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di samping!



Jika kalor yang diserap (Q1) =10.000 joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah ...
A. 1.500 J
B. 4.000 J
C. 5.000 J
D. 6.000 J
E. 8.000 JPembahasan
Efisiensi Mesin Carnot:
η =(1− ^T_r/_Tt) → tak usah dikali 100 % biar mudah
η =(1− ⁴⁰⁰/₈₀₀) = ¹/₂
Rumus lain efisiensi :
η = ^W/_Q1
¹/₂ = ^W/_10.000
W = 5.000 jouleSoal No. 16
Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas penampang yang sama disambung menjadi satu seperti pada gambar di bawah ini. Koefisien konduksi termal batang penghantar kedua = 2 kali koefisien konduksi termal batang pertama



Jika batang pertama dipanaskan sehingga T₁ =100^oC dan T₂ = 25^oC, maka suhu pada sambungan (T) adalah ...
A. 30^oC
B. 35^oC
C. 40^oC
D. 45^oC
E. 50^oCPembahasan
Soal No. 17
Pernyataan di bawah ini berkaitan dengan gaya angkat pada pesawat terbang adalah ...
A. Tekanan udara diatas sayap lebih besar dari pada tekanan udara dibawah sayap
B. Tekanan udara dibawah sayap tidak berpengaruh terhadap gaya angkat pesawat
C. Kecepatan aliran udara diatas sayap lebih besar dari pada kecepatan aliran udara dibawah sayap
D. Kecepatan aliran udara diatas sayap lebih kecil dari pada kecepatan aliran udara dibawah sayap
E. Kecepatan aliran udara tidak mempengaruhi gaya angkat pesawat Pembahasan
Gaya angkat pesawat:
- Gaya di bawah sayap lebih besar dari gaya di atas sayap (tentu, kl tidak namanya bukan gaya angkat)
- Gaya besar berarti tekanan juga besar
- Diingat-ingat kalau tekanan besar maka kecepatan kecil atau sebaliknya tekanan besar maka kecepatannya kecilSoal No. 18
Gas ideal berada dalam ruangan tertutup dengan volume V, tekanan P dan suhu T. Apabila volumenya mengalami perubahan menjadi ½ kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam sistem tersebut menjadi ...
A. 8 P₁
B. 2 P₁
C. 1/2 P₁
D. 1/4 P₁
E. 1/8 P₁

Pembahasan
Data:
P₁ = P → 1
V₁ = V → 1
T₁ = T → 1
V₂ = 1/2 V₁ → 1/2
T₂ = 4 T₁ → 4
P₂ = ....... P₁

^{P₁ V₁}/_T1 = ^{P₂ V₂}/_T2
⁽¹⁾⁽¹⁾/₍₁₎ = ^{P₂ (1/2)}/₍₄₎
P₂ = (4)(2) = 8Soal No. 19
Gelombang elektromagnetik dengan periode 10⁻¹⁵ sekon (cepat rambat dalam ruang hampa 3,0×10⁸ m.s⁻¹ ) merupakan ...
A. Gelombang radio dan televisi
B. Gelombang mikro
C. Sinar inframerah
D. Cahaya tampak
E. Sinar ultraviolet Pembahasan
Inframerah : ( 10¹¹ Hz - 10¹⁴ Hz)
Ultraviolet : (10¹⁵ Hz - 10¹⁶ Hz)
Sinar X / Rontgent : ( 10¹⁶ Hz - 10²⁰ Hz)
Sinar gamma : (10²⁰ Hz - 10²⁵ Hz)T adalah periode (sekon), f adalah frekuensi (Hz)
T = ¹/_f
Jadi,..Soal No. 20
Sebuah gelombang yang merambat pada tali memenuhi persamaan: Y = 0,03 sin π (2t − 0,1x) , dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon, maka:
(1) panjang gelombangnya 20 m
(2) frekuensi gelombangnya 1 Hz
(3) cepat rambat gelombangnya 20 ms^–1
(4) amplitudo gelombangnya 3 m
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3) saja
C. (2) dan (4) saja
D. (4) saja
E. (1), (2), (3), dan (4) Pembahasan
Y = 0,03 sin π (2t − 0,1x)
Y = 0,03 sin (2πt − 0,1πx)
Y = A sin (ωt − kx)
A = 0,03 meter
ω = 2π
2πf = 2π → f = 1 Hz
k = 0,1π
2π / λ = 0,1π → λ = 20 meterv = λf = (20)(1) = 20 m/s
Soal No. 21
Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m.s⁻¹ mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan sumber bunyi di udara 340 m.s⁻¹, maka perbandingan kedua frekuensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan saat menjauhi sumber adalah ...
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34
Pembahasan
Efek Doppler gelombang bunyi:
Saat orang mendekati sumber → v_p = + 10 m/s, v_s = 0 → f_p1
Saat orang menjauhi sumber → v_p = − 10 m/s, v_s = 0 → f_p2
Soal No. 22
Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada kisi difraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm dan sudut deviasi sinar 30^o maka banyaknya garis terang yang terjadi pada layar adalah ...
A. 24
B. 25
C. 26
D. 50
E. 51 Pembahasan
Difraksi pada Kisi , jangan lupa ubah satuan ke meter:
d sin θ = nλ dengan d = 1/N → N = banyaknya kisi
((¹/₄₀₀) x 10⁻²)(¹/2) = n(500 x 10⁻⁹)
n = 25Soal No. 23
Taraf intensitas satu ekor lebah yang berdengung adalah 10 dB. Jika bunyi dengung masing- masing lebah tersebut dianggap identik dan intensitas ambang pendengaran manusia 10⁻¹² Wm⁻² maka intensitas bunyi dengung 1000 lebah adalah ...
A. 10⁻⁸ Wm⁻²
B. 10⁻⁷ Wm⁻²
C. 10⁻⁶ Wm⁻²
D. 10⁻⁵ Wm⁻²
E. 10⁻⁴ Wm⁻² Pembahasan
Taraf Intensitas Bunyi oleh Beberapa Sumber Bunyi yang Identik
TI_n = TI₁ + 10 log n
dengan n adalah banyaknya sumber dan TI₁ adalah Taraf Intensitas untuk satu sumber.
TI₁₀₀₀ = 10 + 10 log (1000) = 10 + 30 = 40 dB
Hubungan Taraf Intensitas dan Intensitas bunyi:
TI = 10 Log (^I/_Io)
40 = 10 Log (^I/_10⁻¹²)^I/_10⁻¹² = 10⁴
I = 10⁻⁸ W/m²

Soal No. 24
Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskop, dengan data seperti diagram berikut:



Perbesaran mikroskop adalah ...
A. 30 kali
B. 36 kali
C. 40 kali
D. 46 kali
E. 50 kali Pembahasan
Jarak bayangan dari lensa obyektif adalah:¹/_s'ob = ¹/_fob − ¹/_sob
¹/_s'ob = ¹/₁ − ¹/_1,2
¹/_s'ob = ^{(12 − 10)}/₁₂
s'_ob = 6 cm

Dari panjang mikroskop d = 10 cm
d = s'_ob + s_ok
10 = 6 + s_ok → s_ok = 4 cm

Mencari jarak akomodasi anak:¹/_s'ok = ¹/_fok − ¹/_sok
¹/_s'ok = ¹/₅ − ¹/₄
¹/_s'ob = ^{(4 − 5)}/₂₀
s'_ok = − 20 cm
Anak berakomodasi pada jarak X = 20 cm

Perbesaran mikroskop:
M = ( ^s'ob/_sob )( ^PP/_fok + ^PP/_X )
M = (⁶/_1,2)(²⁵/₅ + ²⁵/₂₀ ) = (5)(5 + 1,25) = (5)(6,25) = 31,25 kali

Jika maksud soal adalah anak berakomodasi maksimum ( X diisi dengan PP = 25 cm) maka:
M = ( ^s'ob/_sob )( ^PP/_fok + 1 )
M = ( ⁶/_1,2)(²⁵/₅ + 1) = (5)(6) = (5)(6) = 30 kaliSoal No. 25
Tiga muatan listrik disusun seperti gambar.



Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik muatan Q₁ dan Q₂, maka nilai x adalah ...
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 6 cm
D. 7 cm
E. 8 cm Pembahasan
Agar bebas dari pengaruh gaya listrik, maka kuat medan dari muatan 1 harus sama dengan kuat medan dari muatan 2 dengan arah yang berlawanan:
Soal No. 26
Perhatikan gambar di bawah ini!



Jika sebuah muatan +Q terletak antara A dan B, dimanakah muatan +Q harus diletakkan sehingga gaya coulumb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B
B. 4 cm dari muatan B
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
E. 6 cm dari muatan A Pembahasan
Misal posisi muatan + Q sejauh x di kanan A (di antara A dan B)

Posisi muatan adalah 3 cm dari A atau dari B sejauh 6 cm.Soal No. 27
Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada gambar!



Besar kuat arus I₁ adalah ...
A. 0,25 A
B. 0,30 A
C. 0,36 A
D. 0,45 A
E. 0,50 A Pembahasan
Misal loop 1(AFEBA), loop 2 (CDEBC)
Arus F ke E = I₁, arus D ke E = I₂, arus E ke D = I₃ :
Dengan I₃ = I₁ + I₂
Persamaan Loop I:
Σ ε + Σ IR = 0
−:6 + 2I₁ + 2I₃ = 0
2I₁ + 2I₁ + 2I₂ = 6
4I₁ + 2I₂ = 6

Persamaan Loop 2
−8 + 1I₂ + 2 I₃ = 0
I₂ + 2I₁ + 2I₂ = 8
2I₁ + 3I₂ = 8
Gabung Persamaan 1 dan 2:
4I₁ + 2I₂ = 6 | x 3 |
2I₁ + 3I₂ = 8 | x 2 |

12I₁ + 6I₂ = 184I₁ + 6I₂ = 16 _
8I₁ = 2
I₁ = 0,25 ASoal No. 28
Kapasitas kapasitor keping sejajar yang diberi muatan dipengaruhi oleh:
(1) konstanta dielektrik
(2) tebal pelat
(3) luas pelat
(4) jarak kedua pelat
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (2)
B. (1) dan (2)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (2)
E. (1), (3) dan (4) Pembahasan
Menentukan kapasitas kapasitor keping sejajar adalah dari ciri fisiknya, bukan dari muatan yang tersimpan di dalamnya ataupun tegangannya, seperti sebuah ember kapasitasnya tidak tergantung air ataupun minyak yang ditaruh dalam ember tapi dari ukuran fisiknya / diameter, tinggi. Ember dengan kapasitas 10 liter meskipun diisi air hanya 2 liter tetap saja kapasitasnya 10 liter:
C = kAε_o / d
dimana :
k = konstanta dielektrik (bahan penyisip)
A = luas pelat
d = jarak kedua plat
ε_o = permitivitas udara
Sehingga (1), (3) dan (4) benar.Soal No. 29
Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar!



Kuat arus terukur amperemeter adalah...
A. 0,1 A
B. 0,5 A
C. 1,0 A
D. 1,5 A
E. 3,0 A Pembahasan
Listrik arus searah
Σ ε + Σ IR = 0
− 1,5 + I(1,4 + 0,1) = 0
I = 1 ASoal No. 30
Sebuah kumparan dan 500 lilitan diletakkan di dalam medan magnet yang besarnya berubah terhadap waktu. Jika kumparan mengalami perubahan fluks magnet dari 0,06 T menjadi 0,09 T dalam waktu 1 s, maka GGL induksi yang dihasilkan kumparan adalah ...
A. 1,5 V
B. 3,0 V
C. 6,0 V
D. 9,0 V
E. 15 V Pembahasan
GGL induksi yang dihasilkan sebuah kumparan akibat perubahan medan magnet:
ε = N (^{Δ φ}/_{Δ t})
ε = 500 ( ^0,03/₁ )
ε = 15 volt
Soal No. 31
Kawat dialiri arus listrik I seperti pada gambar!

Pernyataan sesuai gambar di atas induksi magnetik di titik P akan:
(1) sebanding kuat arus I
(2) sebanding 1/a
(3) tergantung arah arus listrik I
Pernyataan yang benar adalah ...
A. 1, 2 dan 3
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. hanya 1 saja
E. hanya 2 saja

Pembahasan
Kuat medan magnet di sekitar kawat lurus berarus I berjarak a:
B = ^{μ_o I} / _{2π a}
- sebanding dengan I
- sebanding dengan 1 / a
- berbanding terbalik dengan a
- arah medan tergantung arah arus
(1), (2) dan (3) benar.
Soal No. 32
Perhatikan gambar di samping! Dari titik A sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v memasuki medan magnet B. Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron adalah ...



A. K – L – M
B. S – T – U
C. P – Q – R
D. P – K – R
E. S – K – U Pembahasan
Tanda silang (X) berarti medan magnet masuk tegak lurus bidang baca. Dengan kaidah tangan kanan didapatkan arah gaya Lorentz yang bekerja pada elektron adalah ke kanan sehingga lintasan elektron melengkung sesuai lintasan P - Q - R. Soal No. 33
Manakah grafik yang menyatakan gelombang sinus tegangan arus terhadap waktu dalam rangkaian RLC yang bersifat kapasitif?

A.


B.


C.


D.


E.
Pembahasan
Rangkaian kapasitif : Kuat arus (I) mendahului tegangan (V).
Rangkaian induktif : Tegangan (V) mendahului arus listrik (I)
Gambar C adalah kapasitif.Soal No. 34
Rangkaian RLC seri dirangkai seperti pada gambar!



Bila saklar S ditutup, beda potensial antara titik M dan N adalah ...
A. 25 V
B. 55 V
C. 96 V
D. 110 V
E. 130 VPembahasan
Rangkaian arus bolak-balik
Soal No. 35
Energi elektron pada keadaan dasar di dalam atom hidrogen adalah –13,6 eV. Energi elektron pada orbit dengan bilangan kuantum n = 4 adalah ...
A. 1,36 eV
B. 1,24 eV
C. 0,96 eV
D. 0,85 eV
E. 0,76 eV Pembahasan
Energi lintasan elektron atom hidrogen :
En = − ^13,6 / _n²
E₄ = − ^13,6 / _4² eV= − 0,85 eVSoal No. 36
Manakah pernyataan yang berasal dari model atom E. Rutherford?
A. Atom adalah bagian partikel yang tak dapat dibagi lagi.
B. Atom berbentuk bola yang bermuatan positif dan negatifnya tersebar merata.
C. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan sejumlah elektron yang mengelilinginya.
D. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain.
E. Elektron tidak menyerap dan membebaskan energi pada lintasan stasioner. Pembahasan
Dasar teori atom Rutherford berawal dari percobaan yang dilakukan dengan menembakkan partikel α pada logam (emas) yang memberikan hasil:
- sebagian besar partikel α menembus logam dengan lintasan yang lurus → sebagian besar ruang dalam atom logam adalah daerah kosong.
- partikel alpha sebagian dipantulkan namun jumlahnya sedikit sekali → partikel alfa menumbuk inti atom yang keras.
- partikel α sebagian kecil ada yang dibelokkan → inti atom muatannya sama dengan α yaitu positif
Pernyataan C benar.Soal No. 37
Grafik berikut ini menunjukkan hubungan antara intensitas radiasi (I) dan panjang gelombang (λ) pada radiasi energi oleh benda hitam.



Jika konstanta Wien = 2,90×10⁻³ m.K , maka besar suhu (T) permukaan benda adalah ...
A. 6.000 K
B. 5.100 K
C. 4.833 K
D. 2.900 K
E. 1.667 K Pembahasan
Hubungan panjang gelombang maksimum dan suhu :
λ_maks . T = konstanta Wien
(6000 x 10^{− 10} ) . T = 2,90 x 10^{− 3}
T = 4.833 KelvinSoal No. 38
Tiga pernyataan di bawah ini terkait dengan teori atom.
(1) Elektron mengorbit inti dalam lintasan-lintasan tertentu.
(2) Tidak ada pancaran / serapan energi oleh elektron saat berpindah lintasan.
(3) Elektron memiliki energi yang besarnya sembarang.
Pernyataan yang sesuai dengan teori kuantum adalah ...
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (1) saja
D. (2) saja
E. (3) saja Pembahasan
Pernyataan 1 benar.Soal No. 39
Pernyataan terkait dengan penerapan radio isotop dalam bidang hidrologi :
1. mengukur tinggi permukaan cairan dalam wadah tertutup
2. mengukur endapan lumpur di pelabuhan
3. menentukan letak kebocoran suatu bendungan
4. menentukan penyempitan pada pembuluh darah
Pernyataan yang benar adalah ...
A. 1, 2, 3 dan 4
B. 2, 3 dan 4 saja
C. 1, 3 dan 4 saja
D. 1 dan 4 saja
E. 2 dan 3 saja Pembahasan
Pernyataan nomor 4 adalah penerapan di bidang kesehatan. Sehingga A, B, C dan D pasti salah (karena ada pernyataan no 4 yang jelas salah) Soal No. 40
Perhatikan reaksi fusi di bawah ini! ²H₁ +³H₁→⁴He₃+¹n_o+Q
Jika : m H–2 =2,01400 sma; m H–3 = 2,016000 sma; m He–4 = 4,002600 sma; m n = 1,008665 sma. Banyak energi yang dibebaskan reaksi adalah ...
A. 2774,4 MeV
B. 2767,5 MeV
C. 2186,4 MeV
D. 2005,3 MeV
E. 1862,2 MeV Pembahasan
Energi reaksi :
E = Δm x 931 MeV
Catatan : Gunakan massa H–3 = 3,016000, bukan H–3 = 2,016000
E = (m_reaktan − m_produk) x 931 MeV
E = ([2,01400 + 3,01600] - [4,002600 + 1,008665]) x 931 MeV
Sehingga
E = (5,03 - 5,011256) x 931 MeV = 18,62 MeV