Fisika

Gerakan sebuah mobil digambarkan oleh grafik kecepatan waktu berikut ini.
Percepatan ketika mobil bergerak semakin cepat adalah ….

• 
  

   $0,5\ ms^{-2}$  
  

•  $1,0\ ms^{-2}$  

•  $1,5\ ms^{-2}$  

•  $2,0\ ms^{-2}$  

•  $3,0\ ms^{-2}$  

Answer explanation

Percepatan adalah perubahan kecepatan pada selang waktu tertentu. Berdasarkan grafik kecepatan berubah dari 10  m/s menjadi 30  m/s  pada selang waktu 10 detik.
 $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$  
 $a=\frac{30-10}{30-20}$  
 $a=\frac{20}{10}$  
 $a=2\ ms^{-2}$  

Sebuah mobil melintasi jalan lurus selama 40 menit dengan kecepatan tetap 1,5 km/menit. Jika kemudian mobil tersebut berbalik arah dan menempuh jarak 30 km dengan kecepatan yang sama, besar kecepatan rataratanya adalah ….

• 2,5 km/menit
  

• 2,0 km/menit

• 1,5 km/menit

• 1,0 km/menit

• 0,5 km/menit

Answer explanation

Mencari perpindahan mobil saat kondisi sebelum berbalik arah:
 $s=vt$  

 $s=1.5\left(40\right)$  
 $s=60\ km$ 
 Waktu yang ditempuh saat berbalik arah:

 $t=\frac{s}{v}$  
 $t=\frac{30}{1.5}$  
 $t=20\ menit$  
Kecepatan rata-rata:
 $v=\frac{\Delta s}{\Delta t}$  
 $v=\frac{60-30}{40+20}$  
 $v=\frac{30}{60}$  
 $v=0.5\ \frac{km}{menit}$  

Di sebuah rumah terpasang dua buah bola lampu masing-masing tertulis 60 watt, 120 volt dan 40 watt, 120 volt. Jika kedua bola lampu tersebut dihubungkan seri pada tegangan 120 volt. Berapa jumlah daya pada kedua bola lampu tersebut?

• 36 W

• 30 W

• 24 W

• 18 W

• 12 W

Answer explanation

Resistor pada lampu 60 watt 120 volt: $R_2=\frac{V^2}{P}=\frac{120^2}{40}=360\ volt$  

Resistor pada lampu 40  watt 120 volt:

 $R_2=\frac{V^2}{P}=\frac{120^2}{40}=360\ volt$  
Total seluruh daya lampu (susun seri):
 $P=\frac{V^2}{R_{total}}$  
 $P=\frac{120^2}{240+360}$  
 $P=\frac{14400}{600}$  
 $P=24\ watt$  

Suatu mesin Carnot mempunyai efisiensi 30% dengan temperature reservoir suhu tinggi sebesar 750 k. Agar efisiensi mesin naik menjadi 50%, maka temperature reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi ….

• 1050 k

• 1000 k

• 950 k

• 900 k

• 850 k

Answer explanation

Kondisi pertama:

$\eta=1-\frac{T_r}{T_t}$
$0.3=1-\frac{T_r}{750}$
$-0.7=-\frac{T_r}{750}$
$T_t=525\ K$
Kondisi kedua saat 525 K menjadi reservoir suhu rendah. Mencari reservoir suhu tinggi :
$\eta=1-\frac{T_r}{T_t}$
$0.5=1-\frac{525}{T_t}$
$-0.5=-\frac{525}{T_t}$
$T_t=\ 1050\ K$

Gambar di atas memperlihatkan profik sebuah gelombang pada suatu saat tertentu.

Titik A, B, dan C segaris. Begitu juga titik D dan E. Simpangan titik A sama dengan 0,5 amplitude, sedangkan simpangan titik F -0,5 amplitude. Berapa kali panjang gelombang jarak titik C dari titik A?

• 1/4

• 1/2

• 1

• 3/2

• 2

Answer explanation

Panjang gelombang adalah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Perhatikan gambar di atas.
Garis merah menyatakan satu pola gelombang. Kemudian dari ujung garis merah berlanjut garis biru sampai titik C. Sehingga jarak dari A ke C sejumlah 2 gelombang (2λ).

Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang 2 m. Titik A dan B pada medium yang dilewati gelombang terpisah sejauh 60 cm. Berapakah beda fase gelombang antara titik A dan B?

• $54^o$

• $108^o$

• $162^o$

• $216^o$

• $235^o$

Answer explanation

Gunakan persamaan beda fase gelombang:
$∆φ=\frac{\Delta x}{\lambda}\left(360^o\right)$
$∆φ=\frac{0.6}{2}\left(360^o\right)$
$∆φ=108^o$

Untuk menambah panjang sebuah kawat logam dari 50,0 mm menjadi 50,1 mm, temperature cincin harus dinaikkan sebesar 80°C. Perubahan temperature yang diperlukan untuk menambah panjang sebuah kawat logam yang sama dari 100,0 mm menjadi 100,1 mm adalah ….

• $20^o$

• $40^o$

• $80^o$

• $120^o$

• $160^o$

Answer explanation

Gunakan persamaan koefisien muai panjang:
$\Delta L=L_o\alpha\Delta T$
Karena logamnya sama, maka koefisien muai panjangnya sama:
$\alpha_1=a_2$
$\frac{\Delta L_1}{L_{o1}\Delta T_1}=\frac{\Delta L_2}{L_{o2}\Delta T_2}$
$\frac{\left(50.1-50\right)}{50\left(80\right)}=\frac{\left(100-100.1\right)}{100\Delta T_2}$
$\frac{1}{4000}=\frac{1}{100\Delta T_2}$
$\Delta T_2=\frac{4000}{100}$
$\Delta T_2=40^oC$

Pada gambar rangkaian listrik berikut A, B, C, D dan E adalah lampu pijar identik.
Jika lampu B dilepas, lampu yang menyala lebih terang adalah ….

• Lampu A dan C

• Lampu A dan D

• Lampu C dan D

• Lampu C dan E

• Lampu D dan E

Answer explanation

Lampu A, B, dan C disusun secara paralel. Sedangkan lampu D dan E disusun seri. Lampu D dan E menyala paling terang, karena susun seri mendapatkan arus listrik yang paling besar. Jadi walaupun lampu B dicabut, tidak mempengaruhi terang atau tidaknya lampu D dan E.

Cahaya dengan frekuensi  $8\times10^{14\ }Hz$   dijatuhkan pada suatu logam. Jika fotoelektron dengan energi kinetik maksimum sebesar  $1,6\times10^{-19}$ dilepaskan oleh permukaan logam tersebut, maka fungsi kerja dari logam tersebut adalah …. (konstanta Planck adalah  $6,63\times10^{-34}J^{-8}$  )

•  $3,70\times10^{-19}J$  

•  $4,70\times10^{-19}\ J$  

•  $5,30\times10^{-19}\ J$  

•  $6,70\times10^{-19}\ J$  

•  $7,30\times10^{-19}\ J$  

Answer explanation

Fungsi kerja pada efek fotolistrik adalah:
 $W_o=hf-EK_{maks}$   $W_o=\left(6.63\times10^{-34}\right)\left(8\times10^{14}\right)-\left(1.6\times10^{-19}\right)$  $W_o=3.7\times10^{-19}\ Joule$  

Pasangan fenomena di bawah ini yang menunjukkan perilaku sifat dualism yaitu gelombang sebagai partikel dan partikel sebagai gelombang berturut-turut adalah ….

• Efek fotolistrik dan efek Compton

• Difraksi sinar-X dan efek fotolistrik

• Difraksi elektron dan difraksi sinar-X

• Efek Compton dan difraksi electron

• Difraksi sinar-X dan efek Compton

Answer explanation

Dualisme cahaya adalah cahaya sebagai partikel dan juga cahaya sebagai gelombang. Contoh cahaya sebagai partikel (foton) adalah efek compton dan efek fotolistrik. Sedangkan untuk contoh cahaya sebagai gelombang saat cahaya mengalami difraksi elektron.