Font size
S
M
L
XL
WorksheetsLATIHAN SAS FISIKA 12 GANJIL
Total questions: 40
Worksheet time: 2hrs 58mins
Name
Class
Date
1.
(Literasi: Keselamatan Kerja) Seorang teknisi listrik sedang bekerja di gardu induk tegangan tinggi. Ia mengetahui bahwa debu konduktif yang menempel pada isolator dapat menyebabkan flashover (loncatan bunga api) karena gaya tarik elektrostatik yang kuat. Jika teknisi mengamati bahwa pada musim hujan jarak aman isolator berkurang drastis dibandingkan musim kemarau, analisis fisika yang paling tepat menjelaskan fenomena gaya listrik ini adalah...
a)
Air hujan bersifat isolator murni sehingga meningkatkan konstanta dielektrik udara.
b)
Gaya Coulomb berbanding terbalik dengan permitivitas medium; uap air meningkatkan permitivitas udara sehingga Gaya Coulomb antar muatan berkurang, namun risiko konduksi meningkat.
c)
Gaya Coulomb berbanding lurus dengan kuadrat jarak, sehingga air hujan memperpendek jarak antar muatan secara fisik.
d)
Kelembaban udara menurunkan muatan pada isolator menjadi nol seketika.
e)
Air hujan meningkatkan muatan q1? dan q2? secara drastis sehingga gaya tolak menolak menjadi gaya tarik menarik.
2.
(Desain Partikel) Tiga muatan titik diletakkan pada sudut-sudut segitiga sama sisi. Insinyur ingin menempatkan muatan keempat di pusat segitiga sedemikian rupa sehingga resultan gaya pada muatan keempat tersebut adalah nol agar sistem stabil. Apa syarat yang harus dipenuhi?
a)
Ketiga muatan di sudut segitiga harus memiliki besar dan jenis yang sama.
b)
Salah satu muatan sudut harus berjenis negatif, dua lainnya positif.
c)
Ketiga muatan sudut harus bernilai nol.
d)
Muatan keempat harus memiliki massa yang sangat besar.
e)
Jarak antar muatan harus diubah menjadi tak hingga.
3.
(Fenomena Alam: Petir) Saat terjadi badai petir, orang yang berada di dalam mobil logam tertutup lebih aman daripada orang yang berada di lapangan terbuka. Konsep fisika yang mendasari fenomena perlindungan ini disebut Sangkar Faraday. Evaluasilah pernyataan berikut yang menjelaskan mengapa medan listrik tidak menyengat penumpang di dalam mobil!
a)
Ban karet mobil mengisolasi mobil sepenuhnya dari tanah sehingga petir tidak bisa menyambar.
b)
Muatan listrik dari petir akan tersebar merata di seluruh volume interior mobil.
c)
Medan listrik di dalam rongga konduktor yang berada dalam kesetimbangan elektrostatik adalah nol.
d)
Kaca mobil bersifat dielektrik kuat yang menolak sambaran petir.
e)
Rangka mobil menyerap energi petir dan mengubahnya menjadi panas tanpa mengalirkan muatan.
4.
(Teknologi: Printer Inkjet) Printer Inkjet tipe continuous menggunakan sepasang pelat defleksi untuk mengarahkan tetesan tinta bermuatan ke kertas. Tetesan tinta bermassa m dan bermuatan q bergerak dengan kecepatan v memasuki daerah di antara dua pelat yang memiliki medan listrik E konstan berarah ke bawah. Agar tetesan tinta dapat menyimpang lebih jauh ke atas (defleksi vertikal lebih besar) tanpa mengubah dimensi pelat, langkah rekayasa yang paling tepat adalah...
a)
Meningkatkan kecepatan awal (v) tetesan tinta.
b)
Mengurangi besar muatan (q) pada tetesan tinta.
c)
Meningkatkan besar medan listrik (E) dengan menaikkan tegangan antar pelat.
d)
Mengganti tinta dengan cairan yang bermassa (m) lebih besar.
e)
Memperbesar jarak antar kedua pelat defleksi.
5.
(Teknologi: Keyboard Komputer) Tombol pada keyboard komputer modern banyak yang menggunakan prinsip kapasitor keping sejajar. Ketika tombol ditekan, jarak antar keping logam (d) menyempit, sementara luas penampang (A) dan bahan dielektrik (udara/plastik) tetap. Bagaimanakah perubahan besaran listrik yang dideteksi oleh chip kontroler keyboard sehingga dapat mengenali tekanan tombol?
a)
Kapasitansi menurun, arus listrik terputus.
b)
Kapasitansi meningkat, menyebabkan lonjakan arus pengisian pada rangkaian sensor.
c)
Tegangan antar keping meningkat drastis melebihi tegangan tembus.
d)
Muatan pada keping hilang seketika karena grounding.
e)
Resistansi tombol menjadi nol.
6.
(Eksperimen Virtual) Sebuah kapasitor keping sejajar terhubung dengan baterai sehingga terisi penuh. Tanpa melepas baterai (tegangan V tetap), sebuah bahan dielektrik dengan konstanta K>1 disisipkan hingga memenuhi ruang antar keping. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan yang benar terkait kondisi akhir sistem dibandingkan kondisi awal!
a)
Kapasitansi sistem akan meningkat sebesar faktor K.
b)
Muatan (Q) yang tersimpan dalam kapasitor akan tetap (konstan).
c)
Energi potensial yang tersimpan dalam kapasitor akan meningkat.
d)
Kuat medan listrik (E) di antara keping akan menurun drastis.
e)
Muatan (Q) pada keping kapasitor akan bertambah.
7.
(Analisis Vektor) Dua muatan titik qA?=+4µC dan qB?=-4µC terpisah sejauh r. Sebuah muatan uji positif qC? diletakkan tepat di tengah-tengah garis hubung antara A dan B. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan yang benar mengenai gaya yang dialami qC?!
a)
Gaya total pada qC? bernilai nol.
b)
Gaya tolak dari A searah dengan gaya tarik dari B.
c)
Resultan gaya pada qC? mengarah ke muatan B (negatif).
d)
Jika qC? digeser mendekati A, gaya total yang dialaminya akan semakin kecil.
e)
Besar gaya yang dialami qC? adalah penjumlahan gaya dari A dan gaya dari B.
8.
(Evaluasi Rangkaian) Tersedia tiga buah kapasitor identik dengan kapasitansi C. Seorang siswa diminta merancang rangkaian untuk menyimpan energi listrik. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan yang benar mengenai perbandingan rangkaian Seri dan Paralel dari ketiga kapasitor tersebut jika dihubungkan dengan sumber tegangan V yang sama!
a)
Rangkaian Paralel akan memiliki kapasitansi total terbesar (3C).
b)
Rangkaian Seri akan menyimpan energi total paling besar.
c)
Muatan total yang tersimpan pada rangkaian Paralel lebih banyak daripada rangkaian Seri.
d)
Tegangan pada setiap kapasitor dalam rangkaian Paralel adalah sama besar (V).
e)
Rangkaian Seri memiliki kapasitansi pengganti 3C.
9.
(Aplikasi Medis: Defibrillator) Sebuah defibrillator (alat pacu jantung kejut) menggunakan kapasitor C yang diisi muatan hingga tegangan tinggi, kemudian dilepaskan ke tubuh pasien dalam waktu sangat singkat. Jika dokter ingin mengurangi energi kejut yang diberikan tanpa mengubah tegangan sumber, ia menambahkan kapasitor lain secara Seri dengan kapasitor utama. Apakah dampak penambahan ini terhadap sistem?
a)
Energi total yang tersimpan akan meningkat.
b)
Kapasitansi total sistem meningkat, sehingga energi kejut lebih besar.
c)
Kapasitansi total sistem menurun, sehingga energi yang tersimpan menjadi lebih kecil.
d)
Tegangan pada kapasitor utama menjadi dua kali lipat.
e)
Arus pelepasan muatan akan menjadi konstan.
10.
(Model Atom Bohr) Pada model atom hidrogen, elektron bergerak mengelilingi proton karena gaya tarik Coulomb yang berperan sebagai gaya sentripetal. Jika diketahui massa elektron me?, kecepatan v, dan jari-jari orbit r. Analisislah mengapa gaya gravitasi antara elektron dan proton sering diabaikan dalam perhitungan struktur atom ini!
a)
Gaya gravitasi tidak bekerja pada partikel bermuatan.
b)
Konstanta gravitasi G sangat kecil dibandingkan konstanta Coulomb k, dan massa partikel subatomik sangat kecil, sehingga Fgravitasi?«Flistrik?.
c)
Gaya gravitasi hanya bekerja jika benda diam, sedangkan elektron bergerak.
d)
Gaya gravitasi saling meniadakan dengan gaya magnetik.
e)
Jarak antar partikel terlalu dekat sehingga gravitasi menghilang.
11.
(Keselamatan Petir) Sebuah bola konduktor berongga diberi muatan listrik statis. Berdasarkan Hukum Gauss, analisis distribusi medan listrik di berbagai titik adalah krusial untuk proteksi aset elektronik sensitif. Jika sebuah chip sensitif diletakkan di pusat bola berongga tersebut, prediksi manakah yang benar mengenai kondisi chip tersebut?
a)
Chip akan rusak karena medan listrik di pusat bola bernilai maksimum.
b)
Chip aman karena potensial listrik di dalam bola adalah nol.
c)
Chip aman karena kuat medan listrik di seluruh bagian dalam bola konduktor adalah nol.
d)
Chip akan mengalami gaya tolak menolak yang kuat.
e)
Muatan akan menumpuk di pusat bola dan merusak chip.
12.
(Literasi Teknologi) Layar sentuh (touchscreen) tipe kapasitif bekerja dengan memanfaatkan sifat kelistrikan tubuh manusia. Layar terdiri dari matriks kapasitor transparan. Ketika jari menyentuh layar, terjadi perubahan pada sistem. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan fisika yang benar mengenai fenomena ini!
a)
Jari manusia berfungsi sebagai konduktor yang terhubung ke ground (tanah/tubuh), yang mengubah kapasitansi efektif di titik sentuh.
b)
Jari manusia memberikan panas yang mengubah resistansi layar (prinsip resistif).
c)
Kaca layar sentuh bertindak sebagai bahan dielektrik antara jari dan elektroda di bawah kaca.
d)
Menyentuh layar dengan sarung tangan tebal non-konduktif biasanya gagal karena tidak terjadi perubahan kapasitansi yang signifikan.
e)
Jari mengalirkan elektron dari layar masuk ke dalam tubuh secara terus menerus seperti arus DC.
13.
(Perancangan Sirkuit) Anda memiliki tiga buah kapasitor: C1?=2µF, C2?=3µF, dan C3?=6µF. Anda diminta membuat rangkaian dengan kapasitas pengganti sebesar 4µF. Desain rangkaian manakah yang memenuhi syarat tersebut?
a)
Ketiganya disusun secara Seri.
b)
Ketiganya disusun secara Paralel.
c)
C2? dan C3? diparalel, lalu diserikan dengan C1?.
d)
C2? dan C3? diseri, lalu diparalel dengan C1?.
e)
C1? dan C2? diparalel, lalu diserikan dengan C3?.
14.
(Kesetimbangan Gaya) Dua bola kecil bermuatan sejenis dan bermassa sama m digantung dengan tali isolator yang panjangnya sama L pada satu titik tumpu. Kedua bola tolak menolak hingga setimbang membentuk sudut ? terhadap garis vertikal. Pilihlah DUA atau LEBIH faktor yang akan menyebabkan sudut ? menjadi lebih kecil (bola semakin merapat)!
a)
Memperbesar massa (m) kedua bola.
b)
Memperbesar muatan (q) kedua bola.
c)
Membawa sistem ke tempat dengan gravitasi (g) lebih besar.
d)
Mengganti medium udara dengan minyak (konstanta dielektrik minyak > udara).
e)
Memendekkan panjang tali (L).
15.
(Interpretasi Data) Seorang siswa melakukan percobaan Hukum Coulomb dan memplot grafik hubungan antara Gaya (F) pada sumbu Y dan Jarak antar muatan (r) pada sumbu X. Bentuk grafik yang paling tepat menggambarkan hubungan kedua variabel tersebut adalah...
a)
Garis lurus miring ke kanan atas (Linear positif).
b)
Garis lurus miring ke kanan bawah (Linear negatif).
c)
Kurva hiperbola asimtotik yang menurun tajam (y~1/x2).
d)
Kurva parabola terbuka ke atas (y~x2).
e)
Garis horizontal konstan.
16.
(Rekayasa Sensor Regangan) Sebuah Strain Gauge adalah sensor yang resistansinya berubah jika ditarik/meregang. Sensor ini terbuat dari kawat logam halus. Saat jembatan dilewati truk, struktur meregang menyebabkan kawat sensor bertambah panjang 2 kali lipat dari panjang semula (2L), namun volumenya tetap konstan (kawat menipis). Jika hambatan awal adalah R, berapakah hambatan sensor saat meregang?
a)
Tetap R
b)
2R
c)
4R
d)
0,5R
e)
0,25R
17.
(Eksperimen Lab) Siswa melakukan percobaan mengukur arus (I) pada dua benda berbeda: Resistor Karbon dan Lampu Pijar (Filamen Tungsten) dengan memvariasikan tegangan (V). Data diplot menjadi grafik V-I. Resistor menghasilkan garis lurus linear, sedangkan Lampu Pijar menghasilkan garis melengkung (gradien berubah). Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan yang benar berdasarkan fenomena ini!
a)
Resistor Karbon mematuhi Hukum Ohm (Ohmic device).
b)
Lampu pijar adalah komponen Non-Ohmic karena hambatannya berubah akibat perubahan suhu saat menyala terang.
c)
Hambatan lampu pijar konstan meskipun tegangan dinaikkan.
d)
Pada lampu pijar, semakin tinggi tegangan, suhu filamen naik, sehingga hambatan jenisnya meningkat.
e)
Grafik melengkung pada lampu pijar menunjukkan bahwa arus berbanding terbalik dengan kuadrat tegangan.
18.
(Instalasi Rumah) Di sebuah ruang tamu terdapat 3 lampu identik (L1, L2, L3) yang dirangkai secara Paralel dan dihubungkan ke sumber tegangan rumah (220V). Tiba-tiba, filamen lampu L2 putus. Bagaimana kondisi nyala lampu L1 dan L3 dibandingkan sebelumnya?
a)
L1 dan L3 ikut mati karena rangkaian terputus.
b)
L1 dan L3 menyala lebih redup karena arus terbagi.
c)
L1 dan L3 menyala lebih terang karena beban berkurang.
d)
L1 dan L3 tetap menyala dengan terang yang sama seperti semula.
e)
L1 menyala terang, L3 menyala redup.
19.
(Jumper Aki Mobil) Mobil A mogok karena akinya soak (10V, hambatan dalam 1O). Mobil B (12V, hambatan dalam 0,5O) datang membantu untuk melakukan jump start. Kedua aki dihubungkan secara Paralel (kutub positif ketemu positif). Saat belum distarter (tidak ada beban luar), apa yang terjadi pada aliran arus antar aki?
a)
Tidak ada arus mengalir karena keduanya adalah sumber tegangan.
b)
Arus mengalir dari Aki A ke Aki B untuk mengisi ulang.
c)
Arus mengalir dari Aki B ke Aki A (charging), besarnya sekitar 1,33 Ampere.
d)
Arus mengalir bolak-balik menyebabkan korsleting.
e)
Tegangan total menjadi 22V.
20.
(Fenomena Lampu Mobil) Saat malam hari, Andi menyalakan lampu depan mobil (terang). Ketika ia menstarter mesin mobil, lampu depan terlihat meredup sesaat. Analisis fisika yang paling tepat untuk menjelaskan fenomena ini adalah...
a)
Arus listrik terbagi rata antara lampu dan starter, sehingga lampu kekurangan daya.
b)
Motor starter menarik arus yang sangat besar, menyebabkan penurunan tegangan (voltage drop) yang signifikan pada hambatan dalam aki (Ir), sehingga tegangan jepit aki turun.
c)
Aki kehabisan muatan seketika saat starter dinyalakan.
d)
Starter mobil menyerap energi panas dari lampu.
e)
Kabel lampu mengalami kenaikan suhu tiba-tiba.
21.
(Efisiensi Energi) Sebuah keluarga ingin mengganti lampu pijar 60 Watt dengan lampu LED 9 Watt. Kedua lampu menghasilkan tingkat terang (lumen) yang setara. Lampu dinyalakan rata-rata 10 jam per hari. Harga listrik Rp1.500/kWh. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan evaluasi yang benar!
a)
Mengganti lampu pijar dengan LED menghemat daya sebesar 51 Watt per jam pemakaian.
b)
Biaya pemakaian lampu pijar per bulan (30 hari) adalah Rp27.000.
c)
Lampu LED lebih hemat karena memiliki hambatan listrik yang jauh lebih kecil daripada lampu pijar.
d)
Lampu LED mengubah sebagian besar energi listrik menjadi cahaya, sedangkan lampu pijar membuang energi terbanyak sebagai panas.
e)
Biaya pemakaian lampu LED per bulan hanya sekitar Rp4.050.
22.
(Pengukuran Presisi) Seorang teknisi menggunakan rangkaian Jembatan Wheatstone untuk mengukur hambatan kabel bawah tanah yang putus sebagian (Rx). Rangkaian seimbang (Galvanometer menunjuk nol) ketika R1?=100O, R2?=200O, dan resistor variabel R3? diatur pada 50O. Berapakah nilai hambatan kabel Rx tersebut berdasarkan prinsip kesetimbangan jembatan?
a)
25O
b)
100O
c)
150O
d)
200O
e)
400O
23.
(Teknik Pengukuran) Siswa ingin mengukur arus yang mengalir pada sebuah resistor dalam rangkaian tertutup menggunakan Amperemeter, dan mengukur tegangan jepit resistor tersebut menggunakan Voltmeter. Pilihlah DUA atau LEBIH prosedur atau analisis yang benar agar hasil pengukuran akurat dan alat tidak rusak!
a)
Amperemeter harus dipasang secara Seri dengan resistor.
b)
Voltmeter harus dipasang secara Paralel dengan resistor.
c)
Idealnya, Amperemeter memiliki hambatan dalam yang sangat besar (tak hingga).
d)
Idealnya, Voltmeter memiliki hambatan dalam yang sangat besar (tak hingga) agar tidak menarik arus dari rangkaian.
e)
Jika Amperemeter dipasang paralel dengan resistor, ada risiko korsleting karena hambatan Amperemeter sangat kecil.
24.
(Kabel Panas) Pada sebuah kabel penghantar yang dialiri arus DC besar, kabel tersebut menjadi panas. Fenomena ini dijelaskan secara mikroskopis oleh tumbukan elektron. Faktor manakah yang jika ditingkatkan akan mengurangi panas yang timbul pada kabel (dengan asumsi arus I yang dialirkan tetap sama)?
a)
Memperkecil luas penampang kabel.
b)
Memperpanjang bentangan kabel.
c)
Mengganti bahan kabel dengan logam yang memiliki resistivitas (?) lebih tinggi.
d)
Mengganti kabel dengan yang berdiameter lebih besar.
e)
Meningkatkan suhu lingkungan kabel.
25.
(Lampu Hias) Dua buah lampu pijar memiliki spesifikasi: Lampu A (60W, 120V) dan Lampu B (40W, 120V). Jika kedua lampu tersebut dirangkai secara SERI dan dihubungkan ke sumber tegangan 120V, manakah pernyataan yang benar mengenai nyala lampu?
a)
Lampu A menyala lebih terang daripada Lampu B.
b)
Lampu B menyala lebih terang daripada Lampu A.
c)
Kedua lampu menyala dengan terang yang sama.
d)
Total daya yang dikonsumsi adalah 100 Watt.
e)
Lampu A akan putus seketika.
26.
(Jaringan Listrik) Listrik dari pembangkit dikirim ke rumah penduduk melalui kabel transmisi jarak jauh menggunakan tegangan ekstra tinggi (SUTET) dan arus searah tegangan tinggi (HVDC) mulai populer. Mengapa transmisi dilakukan pada Tegangan Tinggi dan Arus Rendah? Pilihlah DUA atau LEBIH alasan fisika yang tepat!
a)
Untuk meminimalkan energi yang hilang menjadi panas pada kabel (Ploss?=I2R).
b)
Agar kabel yang digunakan bisa lebih kecil penampangnya sehingga lebih murah dan ringan.
c)
Karena tegangan tinggi lebih aman bagi manusia daripada tegangan rendah.
d)
Untuk mempercepat aliran elektron sampai ke rumah.
e)
Mengurangi jatuh tegangan (voltage drop) di sepanjang kabel transmisi.
27.
(Keselamatan Listrik) Seorang anak secara tidak sengaja menghubungkan langsung kutub positif dan negatif sebuah baterai 9V dengan seutas kawat tembaga tebal tanpa beban (lampu/resistor). Kawat tersebut menjadi sangat panas dan baterai cepat rusak. Berdasarkan hukum Ohm, penyebab utamanya adalah...
a)
Tegangan baterai meningkat drastis saat tidak ada beban.
b)
Hambatan kawat mendekati nol, menyebabkan arus mengalir mendekati tak hingga (sangat besar).
c)
Hambatan kawat sangat besar sehingga menahan aliran energi.
d)
Baterai kehilangan sifat kelistrikannya karena kawat tembaga bukan konduktor.
e)
Elektron menumpuk di tengah kawat.
28.
(Desain Powerbank) Seorang insinyur merancang battery pack untuk laptop. Ia memiliki sel baterai Li-Ion dengan spesifikasi masing-masing 3,7 Volt dan kapasitas 2000 mAh. Laptop membutuhkan tegangan operasional 14,8 Volt dan kapasitas daya tahan yang besar. Konfigurasi rangkaian sel baterai manakah yang harus disusun?
a)
Semua sel diparalelkan.
b)
4 sel diserikan untuk mencapai tegangan, lalu beberapa grup seri tersebut diparalelkan untuk menambah kapasitas (misal 4S2P).
c)
Semua sel diserikan tanpa ada paralel.
d)
2 sel seri, kemudian diparalel dengan 2 sel seri lainnya.
e)
Sel disusun campuran acak.
29.
(Analisis Rangkaian Kompleks) Perhatikan titik percabangan kabel pada instalasi listrik. Masuk arus I1?=10A dan I2?=5A. Keluar arus I3?, I4?, dan I5?. Diketahui I3?=4A dan arah I5? masuk menuju titik cabang sebesar 2A. Pilihlah DUA atau LEBIH pernyataan yang benar mengenai arus I4?!
a)
Arus total yang masuk ke titik cabang adalah 17 A.
b)
Arus I4? pasti berarah keluar dari titik cabang.
c)
Besar arus I4? adalah 13 A.
d)
Hukum Kekekalan Muatan berlaku pada kasus ini.
e)
Besar arus I4? adalah 3 A.
30.
(Sensor Volume Audio) Potensiometer digunakan sebagai pengatur volume pada amplifier. Alat ini adalah voltage divider (pembagi tegangan). Jika potensiometer 10kO dihubungkan ke sumber 12V, dan wiper (pemutar) diputar tepat di tengah-tengah (50%), berapakah tegangan output yang masuk ke rangkaian amplifier? (Asumsi tidak ada arus beban).
a)
0 V
b)
3 V
c)
6 V
d)
9 V
e)
12 V
31.
(Eksperimen Oersted) Seorang siswa melakukan percobaan dengan membentangkan kawat lurus panjang dari Selatan ke Utara di atas meja. Kompas diletakkan tepat di bawah kawat. Saat arus dialirkan ke arah Utara, jarum utara kompas menyimpang ke Barat. Siswa tersebut ingin mengubah hasil percobaan agar jarum menyimpang ke Timur dengan sudut simpangan yang lebih besar. Langkah modifikasi manakah yang paling tepat?
a)
Membalik arah arus listrik menjadi ke Selatan dan menjauhkan jarak kompas dari kawat.
b)
Membalik arah arus listrik menjadi ke Selatan dan mendekatkan jarak kompas ke kawat.
c)
Tetap mengalirkan arus ke Utara tetapi melipatgandakan besar tegangan sumber.
d)
Menggeser kompas sehingga posisinya berada tepat di atas kawat tanpa mengubah arah arus.
e)
Mengganti kawat tembaga dengan kawat nikrom yang memiliki hambatan jenis lebih besar.
32.
(Transmisi Listrik) Dua kabel transmisi listrik tegangan tinggi (Kabel A dan Kabel B) terpasang sejajar dengan jarak d. Karena kesalahan instalasi, arus pada Kabel A mengalir sebesar I ke utara, sedangkan arus pada Kabel B mengalir sebesar 2I ke selatan (anti-paralel). Insinyur keselamatan perlu mengevaluasi risiko mekanis pada kabel. Pernyataan manakah yang benar terkait gaya interaksi kedua kabel?
a)
Kabel akan saling tolak-menolak, dimana gaya pada Kabel B dua kali lebih besar dari gaya pada Kabel A.
b)
Kabel akan saling tarik-menarik, dan gaya pada kedua kabel sama besar.
c)
Kabel akan saling tolak-menolak dengan besar gaya per satuan panjang yang sama pada kedua kabel.
d)
Tidak ada gaya magnetik yang bekerja karena arus total sistem tidak nol.
e)
Kabel A akan melengkung mendekati B, sedangkan Kabel B melengkung menjauhi A.
33.
(Pemisahan Isotop) Dalam sebuah alat spektrometer massa, ion positif ditembakkan tegak lurus ke dalam medan magnet seragam B dengan kecepatan v. Partikel tersebut bergerak melingkar dengan jari-jari R. Peneliti ingin memisahkan isotop yang memiliki massa lebih besar dari partikel awal, dengan muatan dan kecepatan masuk yang sama. Bagaimanakah prediksi lintasan isotop berat tersebut dibandingkan ion semula?
a)
Isotop berat akan menempuh lintasan dengan jari-jari lebih kecil (Rbaru?<R).
b)
Isotop berat akan menempuh lintasan dengan jari-jari lebih besar (Rbaru?>R).
c)
Isotop berat akan bergerak lurus menembus medan magnet tanpa berbelok.
d)
Isotop berat akan berbelok dengan arah putaran yang berlawanan (misal: dari searah jarum jam jadi berlawanan).
e)
Isotop berat akan berhenti lebih cepat di dalam medan magnet.
34.
(Proyek DIY Motor) Seorang siswa membuat motor listrik sederhana menggunakan kumparan kawat, magnet permanen, dan baterai. Saat diuji, motor berputar namun putarannya sangat lambat dan lemah. Berdasarkan prinsip Torsi Magnetik (t=NIABsin?), modifikasi desain manakah yang paling efektif untuk meningkatkan kecepatan putar motor secara signifikan?
a)
Mengurangi jumlah lilitan kawat pada kumparan agar beban putar lebih ringan.
b)
Menambahkan inti besi lunak ke dalam kumparan dan memperbanyak jumlah lilitan.
c)
Mengganti magnet permanen dengan magnet yang lebih lemah agar tidak mengerem putaran.
d)
Menggunakan kawat yang diameternya lebih kecil untuk meningkatkan hambatan listrik kumparan.
e)
Mengubah bentuk kumparan dari persegi panjang menjadi lingkaran dengan luas penampang yang lebih kecil.
35.
(Eksperimen Fisika Modern) Sebuah elektron bergerak lurus dengan kecepatan tetap melewati daerah yang memiliki medan listrik E tegak lurus dengan medan magnet B (Velocity Selector). Kondisi awal gaya listrik menyeimbangkan gaya magnet (qE=qvB). Apa yang akan terjadi pada lintasan elektron jika tiba-tiba besar medan magnet B diperbesar dua kali lipat?
a)
Elektron tetap bergerak lurus namun kecepatannya berkurang setengahnya.
b)
Elektron akan membelok ke arah gaya magnet karena Fmagnet? menjadi lebih dominan.
c)
Elektron akan membelok ke arah gaya listrik karena medan magnet menghambat geraknya.
d)
Elektron akan berhenti seketika karena efek pengereman induksi.
e)
Elektron akan bergerak melingkar dengan jari-jari tak hingga.
36.
Sebuah benda A bermuatan +6 µC ditempatkan 4 cm dari benda B yang bermuatan −3 µC. Ketika benda A digeser sedikit menjauhi benda B, siswa mengatakan “gaya elektrostatik pada A akan berkurang karena A menjauh.”
Analisis pernyataan siswa tersebut menggunakan konsep gaya Coulomb. Jelaskan apakah pernyataan tersebut benar secara fisika, dan apa variabel yang memengaruhi besar gaya.
4 lines
37.
Sebuah pabrik ingin mengurangi polusi debu menggunakan alat penangkap debu elektrostatis (electrostatic precipitator).
Evaluasilah mengapa pemberian muatan pada partikel debu dapat membantu memisahkan debu dari udara, dan jelaskan mengapa efisiensi alat ini dapat menurun saat udara sangat lembap.
4 lines
38.
Suatu rangkaian DC terdiri dari baterai 12 V dan dua hambatan, R₁ = 4 Ω dan R₂ = 8 Ω disusun seri.
Seorang siswa mengatakan bahwa “arus yang mengalir akan lebih besar jika hambatan 4 Ω dilepas, karena tinggal hambatan 8 Ω.”
Analisis pernyataan siswa tersebut.
4 lines
39.
Dua alat listrik rumah tangga, setrika 300 W dan kipas angin 60 W, keduanya dipasang pada tegangan AC 220 V.
Evaluasilah manakah yang lebih banyak menyerap energi per satuan waktu, dan jelaskan hubungan antara daya nominal, arus, dan desain internal alat.
4 lines
40.
Anda diminta merancang rekomendasi penggunaan listrik AC dan DC pada sebuah sistem rumah hibrida yang menggunakan panel surya (menghasilkan DC) dan tetap terhubung listrik PLN (AC).
Buatlah argumen terstruktur yang menjelaskan komponen mana yang sebaiknya menggunakan DC langsung, mana yang lebih cocok AC, dengan mempertimbangkan:
Efisiensi energi
Keamanan
Biaya instalasi
Kemudahan integrasi perangkat
4 lines
Reset
