Pembahasan Simak UI Fisika 2012
PETUNJUK UMUM 1. Sebelum mengerjakan ujian, periksalah terlebih dulu, jumlah soal dan nomor halaman yang terdapat pada naskah soal. Naskah soal ini terdiri dari 10 halaman. 2. Tulislah nomor peserta Anda pada lembar jawaban jawaban di tempat yang disediakan. 3. Tulislah kode naskah soal ini, pada lembar jawaban jawaban di tempat yang disediakan. Kode naskah soal ini:
524
4. Bacalah dengan cermat cermat setiap petunjuk yang yang menjelaskan cara menjawab soal. 5. Pikirkanlah Pikirkanlah sebaik-baiknya sebaik-baiknya sebelum menjawab menjawab tiap soal, karena setiap jawaban yang salah akan mengakibatkan pengurangan pengurangan nilai (penilaian: benar +4, kosong 0, salah -1). 6. Jawablah Jawablah lebih dulu soal-soal soal-soal yang menurut Anda mudah, kemudian lanjutkan dengan menjawab soal-soal yang lebih sukar sehingga semua soal terjawab.
7. Tulislah jawaban jawaban Anda pada lembar jawaban ujian yang disediakan. 8. Untuk keperluan coret-mencoret, harap menggunakan tempat yang kosong pada naskah soal ini dan jangan pernah menggunakan lembar jawaban karena akan mengakibatkan jawaban Anda tidak dapat terbaca. 9. Selama ujian, Anda tidak diperkenankan diperkenankan bertanya bertanya atau meminta penjelasan mengenai soal-soal yang diujikan kepada siapapun, termasuk kepada pengawas ujian. 10. Setelah ujian selesai, selesai, Anda diharapkan diharapkan tetap duduk di tempat Anda sampai pengawas ujian datang ke tempat Anda untuk mengumpulkan mengumpulkan lembar jawaban. jawaban. 11. Perhatikan Perhatikan agar lembar jawaban jawaban ujian tidak kotor, tidak basah, tidak terlipat, dan tidak sobek.
PETUNJUK KHUSUS PETUNJUK A: Pilih satu jawaban yang paling tepat.
PETUNJUK B: Soal terdiri dari 3 bagian, yaitu PERNYA PERNYATAAN, TAAN, kata SEBAB, dan ALASAN ALASAN yang disusun berurutan. Pilihlah: (A) Jika pernyataan benar, benar, alasan benar, dan keduanya menunjukkan menunjukkan hubungan sebab dan akibat (B) Jika pernyataan benar, benar, alasan benar, tetapi keduanya keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab dan akibat (C) Jika pernyataan pernyataan benar dan alasan alasan salah (D) Jika pernyataan pernyataan salah dan alasan benar (E) Jika pernyataan pernyataan dan alasan keduanya keduanya salah
PETUNJUK C: Pilihlah: (A) Jika (1), (2), dan dan (3) yang benar (B) Jika (1) dan (3) (3) yang benar benar (C) Jika (2) dan (4) (4) yang benar benar (D) Jika hanya hanya (4) yang yang benar (E) Jika semuanya semuanya benar benar
Kode Naskah Soal:
524
FISIKA Gunakan Petunjuk A dalam menjawab soal nomor 25 sampai nomor 30. 25. Sebuah Sebuah elektron elektron (e = −1, 6 × 10 19 C) bergerak dengan V = (2 × 106ˆi + 3 × 106 jˆ) m/s memasuki ruang yang bermedan magnet = (0, 01ˆi − 0, 02 jˆ) T . Gaya yang dialami elektron B tersebut adalah .... −
−15
(11, 2 × 10
(−11, 2 × 10
−16
(2, 28 × 10
(−2, 28 × 10
−17
(−2, 28 × 10
ˆ) N k
ˆ) N k
−16
◦
25 g 27 g 30,4 g
ˆ) N k
−15
29. Sebuah Sebuah tabung tabung (V (V = = 30 L) berisi gas ideal dengan temperatur T = 0 C. Setelah sebagian gas keluar tabung, tekanan gas berkurang sebesar ∆ p = 0, 78 atm (temperatur gas konstan). Kerapatan gas dalam kondisi normal adalah ρ = 1, 3 g/L. Massa gas yang keluar tabung adalah .... 35,2 g 37,6 g
30. Sebuah balon besar berisi udara dijatuhkan dijatuhkan dari atap sekolah setinggi 10 m. Grafik berikut yang bisa merepresentasikan kecepatan balon terhadap waktu ketika balon jatuh secara vertikal adalah ....
ˆ) N k ˆ) N k
26.
Besar ε pada gambar di atas agar arus yang mengalir di R3 sebesar 1,8 A adalah .... 3,8 V 4,0 V 8,6 V
14,3 V 24 V
27. Bola jatuh dari keadaan keadaan diam berjarak 6,0 m tepat di atas verteks cermin konkaf yang memiliki jari-jari kelengkungan 1 m. Waktu pada saat bola dan bayangannya bayangannya bertemu adalah .... 1,05 detik 1 detik 0,776 detik
0,645 detik 0,5 detik
28. Radionuklida Pt-199 Pt-199 memiliki waktu waktu paruh 30,8 menit. Sebuah sampel dipersiapkan memiliki aktivitas 7, 56 × 1011 Bq. Jumlah nukleus Pt-199 pada sampel adalah .... 2, 02 × 1015 3, 08 × 1015 3, 74 × 1015 4, 25 × 1015 7, 56 × 1015
c Universitas Indonesia
Halaman 5 dari 10 halaman
Kode Naskah Soal: Gunakan Petunjuk B dalam menjawab soal nomor 31 sampai nomor 33. 31. Posisi matahari matahari yang terlihat terlihat di pagi hari lebih tinggi daripada posisi matahari yang sebenarnya. SEBAB Posisi matahari yang terlihat di sore hari lebih tinggi daripada posisi matahari yang sebenarnya. 32. Sebuah benda berada berada 10 cm di depan depan lensa konvergen yang memiliki fokus 10 cm. Lima centimeter di belakang lensa konvergen diletakkan lensa divergen dengan fokus −15 cm. Sifat bayangan bayangan yang dibentuk oleh susunan lensa ini adalah tegak, maya, dan sama besar. SEBAB Bayangan akhir benda berada pada posisi benda semula.
524
35. Gelombang berjalan memiliki persamaan: x y(x, t) = 0, 008 sin(10πx − 8πt) di mana y mana y dan dan x dalam meter dan t dan t dalam dalam detik. Pernyataan yang BENAR adalah .... (1) Kecepatan gelombang gelombang adalah 0,8 0,8 m/detik (2) Frekuensi gelombang gelombang 4 Hz (3) Panjang gelombang gelombang adalah 0,2 m (4) (4) Simp Simpan anga gan n pada pada titi titik k 10 m dan dan waktu aktu 100 100 deti detik k adalah 0,004 m 36. Sensor piezoelektrik dapat dapat dimanfaatkan untuk mengukur besaran fisika secara langsung pada .... (1) tekanan tekanan (2) jarak (3) gaya gaya (4) frekuensi frekuensi
33. Sebuah kereta api yang yang bergerak pada lintasan lintasan di sepanjang sumbu-x , x(t) = 2t2 − 9t + 10 (di mana x dalam meter dan t dalam detik) akan selalu mengalami percepatan sepanjang per jalanannya. jalanannya. SEBAB Besarnya percepatan kereta adalah 4 m/detik2 dan selalu ke arah kanan.
Gunakan Petunjuk C dalam dalam menjawab soal nomor 34 sampai nomor 36. 34. Simbol Simbol E, E, P, P, V , dan t dan t masing-masing masing-masing adalah simbol untuk energi listrik, daya daya listrik, tegangan listrik, dan waktu, sedangkan R sedangkan R merupakan merupakan simbol hambatan dari sebuah setrika. Jika setrika bertuliskan 220 V/300 W, maka perumusan daya untuk setrika tersebut yang paling tepat adalah .... E t (2) P = I 2 R
(1) P =
(3) P = I .V V 2 (4) P = R
c Universitas Indonesia
Halaman 6 dari 10 halaman
PEMBAHASAN FISIKA SIMAK UI 2012 Kode Soal 524 Soal nomor 25 Jawaban: (A) REVIEW KONSEP
⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ − ⃗
Muatan yang bergerak di dalam medan magnet akan mendapat gaya Lorentz
=
Perkalian vektor
( Karena
⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗
+
) ×(
×
) = (
+
)
⃗⃗ −
×
= 0,
×
=
× ×
= =0
,
Pembahasan:
Gaya Lorentz:
⃗ ⃗ ⃗ ⃗ − ⃗ − − − =
= ( 1,6 1,6 × 10
= ( 1,6 1,6 × 10
×
⃗ ⃗
⃗− ⃗ ⃗
)( 2×10 +3×10 ) ×(0,01
)( 4×10
0,02 )
3×10 ) = 11,2 × 10
Soal nomor 26 Jawaban: (C) REVIEW KONSEP
Hukum I Kirchhoff, di titik percabangan
− = = 0
Mencari kuat arus di sebuah cabang dengan Hukum II Ki rchhoff
= =
Pembahasan:
Karena kuat arus yang melalui R3 diketahui, kita bisa menghitung beda potensial antara kedua titik cabang
∙ =
www.kitabsimakui.com
= 1,8 1,8 7 = 12 12,,6 Volt Volt
Cabang lain memiliki beda potensial yang sama (karena titik-titik ujungnya sama). Dengan
− − − − − − −
demikian, kita bisa menghitung kuat arus yang melalui hambatan 3
= =
=
12,6 24 = 3,8 V 3
Dengan hukum pertama Kirchhoff kita dapat menghitung kuat arus yang melalui hambatan 2
+ + = 0 3,8 + + 1,8 = 0 = 2 A
Akhirnya, kita gunakan persamaan untuk menghitung arus di cabang tengah
= =
12,6 2 12,6 = 4 = 8,6 V 2=
Soal nomor 27 Jawaban: (B)
REVIEW KONSEP
Rumus pembentukan bayangan pada cermin cekung (konkaf)
1 1 1 = +
′ ℎ
Gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal = 0
=
1 2
Pembahasan:
Titik di depan cermin cekung di mana benda dan bayangannya berimpit adalah di titik pusat kelengkungan cermin (s = 2 f )
1 1 1 = + 2 1 1 1 1 = = 2 2
′ ′ − − ℎ ℎ ∙ = 2
Dengan demikian, benda dan bayangannya akan berimpit setelah benda menempuh jarak
6
1 = 5m
Gunakan persamaan gerak jatuh bebas untuk menghitung waktunya:
=
=
www.kitabsimakui.com
2
=
1 2
2 5 =1 10
Titik pusat kelengkungan cermin, tempat benda dan bayangan berimpit 6m
1m
Soal nomor 28 Jawaban: (A)
REVIEW KONSEP
Waktu paruh radioaktif
/
Dengan = tetapan peluruhan
=
0,693
Aktivitas radioaktif (kecepatan peluruhan)
=
Dengan N = jumlah partikel
Pembahasan:
⁄ = =
0,693
=
/
=
/
0,693
=
(7,56 7,56× × 10 )( 30 30,,8 × 60 s) = 2,02 × 10 0,693
Soal nomor 29 Jawaban: (C)
REVIEW KONSEP
Persamaan gas ideal
=
Jika pada suatu proses volum dan temperatur g as tetap, maka berlaku hubungan
www.kitabsimakui.com
=
atau
=
Pembahasan
Gas berada dalam tabung yang volumenya tetap ( V 1 = V 2). Temperatur pun kita asumsikan konstan.
Pada keadaan awal, massa gas yang ada:
=
= (1,3 1,3 g/ g/ L)( 30 L) = 39 g
Tekanan awal kita asumsikan = tekanan udara luar = 1 atm. Setelah proses, tekanan gas menjadi
1
−
0,78 0,78 = 0,22 0,22 atm atm
∙ ∆ − −
Selanjutnya gunakan perbandingan tekanan dengan massa:
=
1 39 = 0,22 = 39 0,22 0,22 = 8,58 8,58 g
Dengan demikian, massa gas yang keluar:
=
= 39
8,58 8,58 = 30 30,,42 g
Soal nomor 30
JAWABAN: (E) REVIEW KONSEP
Gaya gesekan dengan udara (dan fluida secara umum) adalah berbanding lurus dengan kecepatannya. Semakin cepat benda bergerak, semakin besar pula gaya gesekan yang dialaminya.
Pada benda-beda ringan yang jatuh bebas, seperti titik air hujan atau balon dalam soal ini, lama kelamaan gaya gesekan udara bisa menyamai besar gaya berat benda. Jika kondisi ini tercapai,
∑
= 0, maka benda akan bergerak dengan laju konstan. Kelajuan
ini disebut kecepatan terminal.
Pembahasan:
Mula-mula benda bergerak makin lama l ama makin cepat, dengan percepatan yang teratur, namun setelah waktu tertentu, saat gaya gesekan = gaya berat, kecepatan benda akan konstan. kelajuan
v terminal
waktu
www.kitabsimakui.com
Soal nomor 31 Jawaban: (B) Karena sinar matahari mengalami pembiasan saat melalui atmosfer bumi, matahari masih dapat terlihat walaupun secara geometris sudah berada di bawah horison. Ini membuat pada saat matahati terbit dan terbenam, posisi matahari yang terlihat lebih tinggi daripada posisi sebenarnya.
Soal nomor 32
Jawaban: (D)
Review Konsep
Rumus pembentukan bayangan untuk lensa cekung/cembung sama saja:
1 1 1 = +
′
Catatan: untuk lensa cekung (divergen) nilai f negatif, negatif, untuk lensa cembung (konvergen) nilai f positif positif
Untuk pembentukan bayangan oleh susunan dua lensa berlak u hubungan
= +
Dengan d = = jarak antara kedua cermin/lensa.
Pembentukan bayangan pertama oleh lensa konvergen/cembung
1 1 1 = +
′ ′
1 1 1 = + 10 10
www.kitabsimakui.com
′ − ∞ 1 1 = 10 =
1 =0 10
1 = 0
Bayangan ini menjadi benda bagi lensa kedua (cekung/divergen):
1 1 1 = +
′ − ∞ ′ ′ − −− −
1 1 1 = + 15 1 1 1 = 0= 15 15 = 15 cm
Tanda minus menunjukkan bayangan bersifat maya dan berada di depan lensa. benda
10 cm
5 cm
Bayangan akhir terletak 15 cm di depan lensa cembung, berarti berimpit dengan bendanya, tetapi nilai s’ = 15 cm > s = 10 cm, sehingga kesimpulannya bayangan diperbesar dan terbalik
PERNYATAAN
SALAH, ALASAN BENAR
Soal nomor 33
Jawaban: (A) Pembahasan:
Kita dapat mengetahui percepatan kereta api dengan melakukan diferensial dua kali.
− −
= 2 =
=
9 + 10
= 4
9
= 4 m/ s
Terlihat bahwa nilai percepatan konstan artinya sepanjang perjalanannya kereta api mengalami 2
percepatan sebesar 4 m/s yang arahnya ke kanan (ditandai dengan nilai positif) PERNYATAAN
DAN ALASAN BENAR, DAN ADA HUBUNGAN SEBAB AKIBAT
www.kitabsimakui.com
Soal nomor 34
Jawaban: (D)
Review Konsep
Ada 4 rumus untuk menghitung daya listrik:
=
=
=
=
Diketahui: setrika bertuliskan 220 V/300 W Pembahasan: Untuk alat listrik dengan spesifikasi voltase dan daya yang sudah tertentu, maka hubungan V, P, dan R yang biasa digunakan adalah:
=
Atau, jika kita ingin menghitung besar hambatan setrika:
=
PERNYATAAN
(4) SAJA YANG BENAR
Soal Nomor 35
Jawaban: (A)
Review Konsep
Persamaan gelombang berjalan:
− =
dengan
sin(
= 2
=
=
2
=
www.kitabsimakui.com
2
)
−
0,08 sin(10 Diketahui: persamaan gelombang berjalan = 0,0 dan t dalam detik.
8 ) di mana y dan x dalam meter
Pembahasan:
= 0,8 m/m/ s = = = 4 Hz = = = 0,20,2 m
(1) Cepat rambat gelombang: (2) Frekuensi gelombang: (3) Panjang gelombang:
= =
BENAR BENAR
(4) Pada x = = 10 m dan t = = 100 s:
−
= 0,0 0,08 sin(100
SALAH
BENAR
−
800 ) = 0,0 0,08 sin( 700 ) = 0
(Catatan: untuk sudut kelipatan 2, sinus bernilai nol)
Soal Nomor 36 Jawaban: (D) Pembahasan:
Piezoelektrik adalah bahan yang dapat mengubah tekanan mekanik menjadi tegangan listrik. Oleh karena itu bahan piezoelektrik dapat digunakan sebagai sensor tekanan dan gaya. (1) DAN (3) BENAR
www.kitabsimakui.com
PERNYATAAN
