f_pembahasan ps3_fisika_ superintensif sbmptn 2013

7/21/2019 F_pembahasan Ps3_FISIKA_ Superintensif SBMPTN 2013

1/10

PROBLEM SET KEMAMPUAN IPA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2013 NURUL FIKRI 65

1 B

vo= 25 m/s

v =15 m/s

jarak : S = 40 m

Jarak total yang telah ditempuh oleh mobil

tersebut sampai akhirnya berhenti adalahPerlambatan benda : jarak total sampai berhenti :

2

2o

2

s/m5a

a80400

)40(a2625225

aS2vv

m5,62S

S10625

S)5(26250

aS2vv 2

o2

2 D

Gerak parabolaJarak x adalah ... m

Cari dahulu :

vox= vocos 37o= 40 m/svoy= vosin 37

o= 30 m/s

sumbu-y sumbu-x

(GLBB) (GLB)

s9t

03t9t5

0135t30t5

t5t30135

gttvy

2

2

2

21

oy

m360x

940x

tvx xo

3 D

Balok bermassa 10 kg yang berada di bidang datar

kasar ditarik dengan gaya 40 N s= 0,5; k= 0,4.seperti pada gambar.

Massa benda : m = 10 kg

Gaya : F = 40 N,(1) gaya normal yang diberikan lantai pada balok

adalah 100 newton

newton76N

24100N

10024N

W37sinFN

0F

o

(2) gaya gesek yang diberikan lantai adalah 50 N

Cari fsm:

newton38f

765,0f

Nf

sm

sm

ssm

Selanjutnya bandingkan dengan gaya yang

bekerja pada arah mendatar

3832

388,040

f37cosF sm

Berarti benda diam, maka gaya gesek yang

bekerja adalah gaya gesek statis (bukanmaksimum) yang nilainya sama dengan gaya

horisontalnya.

32Ff

0fF

0F

g

g

(3) percepatan balok adalah nol, karena balok diam

dan tidak bergerak.

(4) balok diam tidak bergerakBENAR

vo v berhenti

40 m

Jarak total

F = 40 N

F cos 37 = 32 N

F sin 37 = 24 N

N

fg

W=100 N

50 m/s

37o

135 mx

HANYA BOLEH DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-4

PROBLEMSET

FISIKASUPERINTENSIF 2013

PEMB H S N


2/10

66 PEMBAHASAN PS 3 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013 NURUL FIKRI

4 C

Penerjun payung loncat dari helikopter

kJ165W

kJ75kJ240W

)250060()4001060(W

)mv0()0mgh(W

)EE()EE(W

EEW

21

2B2

1A

KBPBKAPA

MBMA

5 C

Hukum kekekalan momentum :

mAvA+ mBvB= mAvA+ mBvB

2 (1/2) + 0 = 2(-1/8) + 6 vB6vB= 1+1/4 = 5/4

vB = 5/24 m/sjenis tumbukan :

67,0e

0

))((e

vv

)'v'v(e

32

21

31

21

243

245

21

81

245

AB

AB

elastis sebagian dengan e = 0,67

6 B

benda massa : m = 2 kg

jari-jari : R = 50 cm.

kecepatan sudut : = 10 rad/s dan g = 10 m/s2,Batu diputar vertikal dengan menggunakan tali :

posisi terendah : posisi tertinggi :

N120T

5,010220T

RmmgT

RmFsp

2

2

2

N80'T

5,010220'T

Rmmg'T

RmFsp

2

2

2

Maka perbandingannyaT : T = 120 : 80

Atau T : T = 3 : 2

7 C

Momen inersia : I =10 kg.m2.

kecepatan sudutnya awal : o= 10 rad/s.berotasi melalui sudut : = 10 rad,kecepatan sudutnya akhir : = 20 rad/s. Bila

perubahan kecepatannya terjadi secara beraturan,besar momen gaya yang dialaminya adalah

cari dahulu momen gaya :

percepatan sudutnya :

2

22

2o

2

s/rad15

10040020

1021020

2

Nm150

1510

I

8 C

Sebuah papan nama persegi panjang homogen

seberat 600 N berukuran 4m x 3m

digantung dengan sebuah tongkat homogen

horizontal sepanjang 6m yang beratnya 100 N.

Besar Tegangan tali pada kabel adalah

N900T

460031003T

04W3W630sinT

0

BPo

3 m

6 m

4 m

60o

Wp

WB

T sin30o

Tanda (-) minuskarena vA

berbalik arah

400 m

50 m/s

diam

mgT

mg

T


3/10

PEMBAHASAN PS 3 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013 NURUL FIKRI 67

9 C

Sebuah bola plastik mengapung di air dengan

50% volumenya tenggelam, maka massa jenisbola adalah

3b

bbb

tcfbb

tcf

A

m/kg500

V%501000V

gVgVgVmg

FW

Bola yang sama mengapung di atas gliserin

dengan 40% volumenya tenggelam, maka massa

jenis gliserin adalah .

3f

bfb

tcfbb

tcf

A

m/kg12504,0

500

V%40V500

gVgV

gVmg

FW

10 A

Saluran air suatu rumah

berada 2 m di bawah tanah, (h =2 m)

dengan kecepatan aliran 2 m/s.mengalirkan air ke kamar mandi

di lantai dua 5 m di atas tanah (h= + 5 m)

kecepatan 7 m/s.

Beda tekanan antara aliran air di bawah tanah dandi lantai dua adalah

(air= 1000 kg/m3)

Pa1025,9PP

92500PP

1800074500PP

5000024500P200002000P

)5(1010710P

)2(1010210P

ghvPghvP

421

21

21

21

323

21

2

323

21

1

2222

121

212

11

Dengan tekanan di bawah tanah lebih besar

11 C

30oC + 40

oR + 50

oF = K

K909283323303K

273)3250(2734027330K95

45

12 B

a gram es -10oC dicampur dengan b gram air

bersuhu 20oC. Jika suhu akhir yang dicapai 5

oC,

kalor lebur es 80 kal/g, kalor jenis es 0,5 kal/goC,

maka perbandingana

b

adalah

6

1

90

15

b

ax15a90

151b51a80a105,0a

TcmTcmLmTcm

QQQQ

QQ

aaaireseseseses

air321

lepasserap

13 D

pada temperatur T1= 20oC = 293 KEk.

pada temperatur T2= TEk2= 2 Ek.Besar T adalah

Energi kinetik rata-rata molekul gas :

kTEk23 TEk

maka :

C313T

K5862932T2T

2TT

EkEk

o2

12

1

2

1

2

14 D

Usaha pada suhu konstan (isotermis) :

kJ5,12W

693,01018W

2ln106W

3

24ln1031020W

V

VlnpVW

VlnnRTdVV

nRTdVpW

3

33

35

1

2

100oC

0oC

b g air

20oC

a g es

-10oC

tc

Q1Q2 Q3

Qa


4/10


15 D

gambar suatu siklus Carnot.

Jika T1= 627oC = 900 K

dan T2= 27oC = 300 K,

menyerap kalor sebesar : Q1= 3000 J,

maka kerja yang dihasilkan dan efisiensi mesin

tersebut adalah

1000Q

300

900

Q

3000

T

T

Q

Q

:anperbanding

2

2

2

1

2

1

%67,66.

%100xQ

W.

:efisiensi

J.2000W

QQW

:kerja

1

21

16 A

Dua buah cermin datar X dan Y saling berhadapandan membentuk sudut 60

o.

Seberkas sinar menuju X dengan sudut datang 60o

hingga dipantulkan ke Y.

Sinar tersebut meninggalkan Y dengan sudut

pantul sebesar 0o(sudut pantul dihitung antara

sinar pantul dengan garis normal cermin Y, karena

sinar pantul dan garis normal cermin Y berhimpit

maka sudut pantulnya adalah 0o)

17 C

lapisan benzene (n=1,50) setebal 6 cm mengapung

di atas lapisan air (n = 1,33) sedalam 4 cm dalam

bejana. Jarak semu antara dasar bejana dan

permukaan atas benzene dipandang secara tegak

lurus dari atas adalah

Dasar bejanaair ke benzene:

cm5,4's

033,15,1

's

5,1

4

33,1

R

nn

's

n

s

nABBA

benda kedua jaraknya : s=|s|+ 6 = 10,5 cm

benzene ke udara :

cm7''s

05,11

''s

1

5,10

5,1

R

nn

's

n

s

n BuuB

18 E

titik jauh : PR = 75 cms = -75 cm

kacamata : P = - 1,25 dioptri,jarak terjauh yang mampu dilihatnya adalah

m12cm1200s

12

1

3

4

4

5

s

100

)75(

100

s

10025,1

's

100

s

100P

19 A

Sebuah lup dengan

perbesaran minimum : M = 8x

dipegang : s = 3 cm dari sebuah perangko.

Cari fokus lup bayangan perangko

cm8

25f

f

258

f

ppM min

cm75's

75

1

3

1

25

8

's

1

's1

31

258

's

1

s

1

f

1

Tanda (-) artinya bayangan maya.

benzen, n = 1,5

air, n = 1,33

6 cm

4 cm

T1

Q1

Q2T2

60o

60o

60o

X Y


5/10


20 A

Panjang tabung ; d = cm11

719 .

Jarak fokus obyektif ; fob= 2 cm

Jarak fokus okuler ; fok= 30 cm.

Agar perbesaran maksimum ; sok=25 cmpreparatnya perlu diletakkan pada jaraksdariobyektif.s = sob=

ok ok ok

ok

ok

7ok 11

ok

ob

1 1 1

f s s '

1 1 1

30 s ( 25)

1 1 1 11

s 30 25 150

150s 13 cm

11

setelah s diperoleh,kemudian cari s '

dengan menggunakan

d=panjang tabung

ob ok

7 7ob11 11

ob

ob ob ob

ok

ob

ob

d s ' s

19 s ' 13

s ' 6 cm

1 1 1

f s s '

1 1 1

2 s 6

1 1 1 3 1

s 2 6 6

s 3 cm

21 B

fokus obyektif ; fob= 750 mm

fokus okuler : fok= 25 mm

bayangan akhirnya berada 25 cmsok= - 25 cm

perbesarannya teleskop adalah

's

1

f

1f

s

fM

okokobok

ob

kali33)250(

750

25

750M

22 B (jarak celah ke layarnya 1 m)

Interferensi cahaya :

cahaya monokhromatis : = 5000 = 510-4mmdua celah sempit : d = 0,5 mm,

layar yang berjarak ; L = 1 m = 1103mmJarak dari pita terang ketiga ke pita gelap ke enam

yang berdekatan adalah(2,5)

mm5,2p

1055,2101

5,0p

5,2L

pd

4

3

23 C

cahaya monokromatis dengan panjang

gelombang 5000 mengenai kisi yang terdiri atas10000 celah/cm. Garis terang orde pertama

diamati terjadi pada sudut 30o.

Apabila kisi tersebut diganti dengan kisi yang

terdiri atas 7500 celah/cm, maka pada sudut 30o

tersebut akan diamati

N

1k

.kN

.sin

ksind

34

2

2

1

2

2

1

k

10000

7500

k

1

N

N

k

k

Kareana nilai k=orde yang diperoleh pada

percobaan 2 bukan bilangan bulat (TERANG)

ataupun bilangan pecahan setengah (GELAP),

maka disimpulkan pada percobaan 2tidakmenghasilkan garis terang/maksimum dan gelap/minimum

24 D

Polarisator B : Polarisator C :

2o21

1 cosII 2

12 cosII

substitusi I1ke persamaan I2:

o

21

4

161

4o2

1o32

1

4o212

60

cos

cos

cosII

cosII

25 C

Dua bola yang sama, A dan B, mempunyai

muatan yang sama Q(QA=QB)

Bola C tidak bermuatan. Mula-mula bola C

disentuhkan ke A,

akibatnya muatan bola A = muatan bola C

sehingga muatanya menjadi :

A21

CA QQ'Q

Io o21 I I1 I2=1/32 Io

A B C


6/10


Setelah itu bola C ditempelkan ke B,

akibatnya muatan bola C= muatan bola B

yaitu :

B43

B

A41B2

1CB

A21

BCB

Q'Q

QQ'Q'Q

2

QQ'Q'Q

Hasilnya, bola A, B dan C sekarang bermuatan.

Bola A Bola B Bola C

Q Q Q

26 B

partikel bermuatan : q = 5Cbermassa : m = 20 gram

bergerak dengan laju : v = 7 m/s

pada suatu lintasan melingkar.

pusat lingkaran terdapat : q =5C.Maka radius orbit partikel tersebut adalah

m23,0R

7102

102105109

mv

qkqR

R

mv

R

qkq

R

mvFsp

22

669

2

21

2

2

21

2

27 B

N/C9E

27E25,225,20

2

1012109E

8

101610925,20

r

kQ

r

kQ

r

kQE

EEEE

2

2

2

99

22

99

23

3

22

2

21

1T

321T

karena nilai E2negatif = artinya dari titik (8,0)

arahnya ke kiri (atau menuju muatan Q2), makamuatan Q2adalah negatif

nC25Q

C1025Q

25

Q1099

r

kQE

2

92

2

29

22

22

28 B

Sebuah partikel,

q = 1 mC

m = 1 mg,

medan listrik; E = 5 x 104N/C,

Jarak pelatnya : d = 10 cm.

Partikel dilepas dari pelat

positif tanpa kecepatan, dan

akan menumbuk pelat negatif

dengan energi kinetik sebesar

joule5E

1,0105101E

dEqEVqE

K

43K

K

K

29 D

Perhatikan langkah-langkah berikut ini :

1. Cari kapasitas total rangkaian :

C2dan C3di paralel :

F3CCC 323,2

C2,3di seri dengan C1:

F2C

6

21

3

1

6

1

C

1

C

1

C

1

T

3,21T

2. Cari muatan total rangkaian :

coulomb24122VCQ TTT

Maka muatan di C1dan C2,3juga sama3. Cari tegangan di bagian paralel

volt83

24

C

QV

3,2

3,2

3,2

Sehingga tegangan di V2dan V3juga sama

4. Besarnya muatan pada kapasitor C2adalah

coulomb1682VCQ 222

C1 = 6F C2 = 2F

C3 = 1F

12 V

10 cm

+

+

+

+

BA

_

_

_

_

q

(3,0) (6,0) (8,0)(0,0)

Q1=+16nC Q2=+12nCQ2 ET


7/10


6 volt/

12 watt

3 A 2 A

30 D

Jika daya yang diemisikan lampu pada rangkaian

di atas normal, maka arus pada lampu i=P/V=2 A.

Dan arus total yang melalui sumber :

A32

612i

sehingga arus yang melalui R adalah = 32 = 1A

besar hambatan R adalah

61/6i/VR

31 C

RANGKAIAN SERI RLC

Hambatan : R =40 ohm, kapasitansi : C = 100/3 Finduktansi : L = 13/30 henry,

tegangan bolak-balik : V = 400 sin (300t) volt.

Besar tegangan efektif di resistor adalah ...

130300LX3013

L

100

10300

1

C

1X

63

100L

50)XX(RZ 2CL2

arus maksimum : A850

400

Z

Vi mm

arus efektif : A242

8

2

ii m

ef

tegangan efektif di resistor : VR=ief R = 1602 volt

32 B

Dua kawat panjang sejajar menempati sudut-sudut

segitiga sama sisi, panjang sisi 20 cm.Kedua kawat dialiri arus sama besar 5 A.

1. Tentukan dulu arah induksi magnet di R (lihat

gambar)

2. Cari nilai B1dan B2:

Tesla1052,02

5104

a2

iB 6

7o

1

B1dan B2memiliki nilai yang sama

3. makakuat medan magnet ( induksi magnet )pada titik R adalah

T105BBBB2B

120cosBB2BBB

cosBB2BBB

6222

R

o22R

1122

21R

33 E

d = jari-jari gerak muatan dalam medan magnet

qd

mK2B

Bq

mK2

Bq

mvd

34 A

luas penampangnya : A = 4 cm2

medan magnet :B = - 0,2 T (menjauhi mata)

dalam waktu : t = 0,01 detik

medan magnet menjadi : B = 0,6 T (mendekati mata)Besar GGl induksi yang timbul

mV32

volt1032

01,0

)10(4)]2,0(6,0[)1(

t

ABN

tN

3

4-

serta arah arus induksinya adalah

Perubahan medan magnet dari menjauhi mata (X)

menjadi mandekati mata () menghasilkanperlawanan arah fluks magnet ke arah menjauhi

mata (X), sehingga muncul arus induksi pada loopkawat searah jarum jam.

B

dindingq

d

m

K

mK2p

m2

pK

mK

mvK

2

2

m

p

21

2

21

x x x x x x

x x x x x x

x x x x x x

x x x x x x

x x x x x x

x x x x x x

arah menjauhi pembaca

arah mendekati pembaca

R1B2

60o

B1

2

20 cm


8/10


35 B

JAM BANDUL :

gaya gravitasi planet = kali gaya gravitasi bumi.periode jam bandul di planet : Tp= 2 jam.

Periode jam bandul tersebut saat di bumi adalah

Periode bandul :

g

1Tberarti

g

L2T

Sehinga berlaku :

jam1T

2

1

g

g

2

T

g

g

T

T

b

41

b

b

p

p

b

36 B

Dari persamaan : y = 4 sin (40t 0,8x)Maka diperoleh :

Amplitudo : A = 4 cm

Frekuensi sudut : 40 rad/sKonstanta gelombang : 8,0k m-1

Panjang gelombang : cm5,2k

2

Dua titik yang berjarak : x = 8 cmBeda fase dua titik adalah :

5

13

5

16

5,2

8x

sehingga beda fasenya menjadi = 1/5

37 A

Persamaan gelombang stasioner

y = 25 cos 50t sin 4x,y dalam cm

t dalam detik.

Dapat disimpulkan bahwa

(1) periode : ms40s04,050

22T

(2) cepat rambat gelombang

s/m5,12450

kv

(3) gelombang tersebut adalah gelombang berdiri

ujung terikat.

y = 25 cos 50t sin 4x,atau

y = 25 sin 4x cos 50t,y = Astcos 50t, karena Astberbentuk sinus

berarti ujung terikat.

(4) pada saat t = 0,1 s maka simpangan titik yangberjarak 1 m dari sumber berharga MINIMUM

nol720sin90cos25y

4sin5,0cos25y

)1(4sin)1,0(50cos25y

oo

38 C

Dawai panjangnya : L = 90 cm.

Frekuensi nada atas pertama pipa tertutup

beresonansi dengan frekuensi nada atas kedua

dawai. Jika tegangan dan rapat massa dawai

adalah 200 N dan 0,05 g/cm3, maka panjang pipa

organa tertutup adalah (kecepatan bunyi di

udara saat itu adalah 300 m/s)

RESONANSI :

cm135L

902

50

2003

L4

3003

L2

F3

L4

v3

L2

v3

L4

v3

ff

T

T

DT

DT

DAWAI2POT1

39 A

Gelombang bunyi :TI = 80 dB

Luas gendang telinga : A = 4x10-4

m2.

Energi yang diserap gendang telinga tersebut per

detiknya adalah ... joule.

o8

o

o

I10I

I

Ilog1080

I

Ilog10TI

joule104E

I104E

1104I10E

tAIE

tPE

8

o4

4o

8


9/10


C327K600'T

300

'T2

300

'T

P

P16

T

'T

P

'P

o

4

4

40 A

kelajuan kereta : vs= 35 m/s (dianggap sumber)

frekuensi yang terdengar oleh penjaga pintu ketikakereta mendekat adalah : fp = 750 Hz.

cepat rambat bunyi di udara : v = 340 m/s,

maka ketika kereta menjauh, frekuensi bunyi yang

didengar penjaga (sebagai pendengar) adalah

saat mendekat : saat menjauh :

305

340

f

750

35340

340

f

750

vv

v

f

f

s

s

ss

p

375

340

f

'fp

35340

340

f

'fp

vv

v

f

f

s

s

ss

p

maka kedua persamaan tersebut di substitusi :

Hz610'fp

3052'fp

375'fp305750

41 C

Dua buah pesawat ruang angkasa, A dan B,

terbang saling menjauh dengan kelajuan, berturut-

turut, 0,5c dan 0,5c, relatif terhadap bumi (c =

kelajuan cahaya).

Orang di bumi : O

Kelajuan pesawat A : VAO= + 0,5 c

Kelajuan pesawat B : VBO= - 0,5 cKelajuan pesawat B relatif terhadap A: VBA =

c8,025,01

c1V

c

)c5,0()c5,0(1

)c5,0(c5,0

c

VV1

VVV

BL

22

OABO

OABOBA

42 C

benda bergerak sehingga panjangnya menjadi

setengah kali panjang ketika diam,L = Lo

maka kecepatan benda saat itu adalah

c3v

3c/v

cc/v

)c/v(1

)c/v(1LL

)c/v(1LL

21

21

22

22

41

22oo2

1

22o

43 C

Radiasi Kalor :T = 27oC = 300 K Powatt.

T = P=16 kali semula

4

4

TP

TeAPt

Q

Maka suhu benda perlu dinaikan sebesar :P = P - Po = 32727 = 300

oC

44 E

MerahJinggaKuningHijauBiruUngu

T

bT

1

Hukum Pergeseran Wien

Jika T kecil, maka besarMaka Bintang yang relatif dingin cenderung

berwarna Merah

AB

BUMI


10/10


45 A

Tegangan pesawat TV : V = 500 V.

momentum elektron tersebut saat membentur kacaTV adalah (dalam N.s.)

Ns102,1p

500106,11092p

meV2mK2p

mvp

23

1931

46 A

Panjang gelombang Ek = 3 eVjika panjang gelombang 2,Ek = 1 eVfotolistrik :

o

o

o

o

W3hc

Whc

3

W

hc

Ek

WEEk

)W1(2hc

W12

hc

W2hc1

Whc

Ek

o

o

o

o

maka fungsi kerja logam yang digunakan adalah

eV1W

W22W3

o

oo

47 D

Sebuah foton sinar-X menumbuk sebuah elektronbebas sehingga elektron tersebut terpental disebutsebagai peristiwa efek Compton, efek ini

menunjukan :

sinar X dapat berinteraksi dengan elektron

48 D

Menurut teori kuantum, elektron dapat berputar

mengelilingi inti atom hidrogen secara stasioner bilaorbitnya : memiliki keliling tepat sama dengan

panjang gelombang de Broglie elektron

Postulat Bohr : de Broglie :

2

nhmvr

mv

h

nr2

mv

hnr2

49 B

Dibandingkan dengan inti atom X yang bermassa

atom 207, inti atom X yang bermassa atom 206memiliki lebih sedikit netron

INGAT :A

ZX A = nomor massa = jumlah proton dan neutron

Z = nomor atom = jumlah protonJika A berbeda tetapi Z-nya sama disebut sebagai

isotop, berarti atom tersebut memiliki perbedaan

pada jumlah neutronya.

50 A

Uranium-238 akan meluruh menjadi Pb-206Sepotong fosil mengandung perbandingan U-238

dan Pb-206 = 1 : 15.

Umur fosil =

Sisa Uranium : o161 NN

tahun1018104,54 t

4Tt4Tt

NoNo

NoN

99

Tt

21

161

Tt

21

fotonelektron

Sungguh setiap ada kesulitan ada kemudahan.

Dan sungguh setiap ada kesulitanada kemudahan

(Al-Insyirah : 7 8)

f_pembahasan ps3_fisika_ superintensif sbmptn 2013

Documents