pembahasantertulisps1fisika

PEMBAHASAN PROBLEM SET 1, FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF 2012, NURUL FIKRI 1

1 D

benda bergerak selama: t = 10 sekon

dengan kecepatan awal ; vo = 20 m/s dan

percepatan : a = 5 m/s2,

maka kecepatan rata-ratanya adalah

s/m4510520v

atvv

t

attv

t

Sv

21

21

o

2

21

o

2 D

Sebuah peluru ditembakkan dari koordinat (0,0)

kecepatan awal : vo = 50 m/s

membentuk sudut : = 53o terhadap horizontal.

cari dulu

vox = vo cos = 50 cos 53o = 30 m/s

voy = vo cos = 50 sin 53o = 40 m/s

Setelah : t = 3 detik

posisi peluru berada pada koordinat

m90x

330x

tvx ox

m7545120y

310340y

gttvy

2

21

2

21

oy

Maka koordinat peluru adalah (90 m, 75 m)

3 E

Besarnya gaya normal pada balok dan percepatan

yang dialami balok adalah

Gaya normal : percepatan :

N6040100N

01008,050N

0W53sinFN

0F

o

y

2

o

s/m3a

a1030

ma53cosF

maF

4 C

batu bermassa : m = 1 kg

dilempar vertikal ke atas : vo = 20 m/s

dari ketinggian : ho = 10 m dari tanah,

energi kinetik batu saat berada

pada ketinggian : h’ = 5 m dari tanah adalah

Gunakan hokum kekekalan energi mekanik

joule25050300'Ek

400110101'Ek5101

mvmgh'Ek'mgh

EkEp'Ek'Ep

21

2o2

1o

oo

5 B

Dua buah benda A dan B bermassa masing-

masing 6 kg dan 4 kg bergerak berlawanan

dengan kelajuan 8 m/s dan 4 m/s. Sesaat setelah

tumbukan kedua benda bergerak bersama dengan

kelajuan

dengan hukum kekekalan momentum :

s/m2,3'v

'v10321648

'v)46()4(486

'v)mm(vmvm BABBAA

HANYA DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-2

F = 50 N

53 10 kg

F cos 53o

F sin 53o

W =100 N

N

PROBLEM SET

FISIKA SUPERINTENSIF 2012

PEMBAHASAN

y

=60m

t = 3 s


6 C

batu : m = 1 kg

lingkaran vertikal dengan jari-jari : R = 0,5 m. kecepatan putarnya : v = 5 m/s,

tegangan tali pada saat di lintasan terendahnya

adalah

N60T

5,0

5110T

R

mvWTF

2

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 A

Bila sebuah benda dicelupkan ke dalam air maka

1/3 bagiannya muncul di permukaan

berarti yang tenggelam 2/3 bagiannya

WV101

WgV

0WF

32

air

A

Bila benda itu dicelupkan ke dalam suatu fluida

yang massa jenisnya 8/9 g/cm3

V'V

V10'V10

W'gV

0WF

43

32

98

med

A

V’ adalah bagian yang tenggelam, maka bagian

yang muncul di permukaan fluida adalah ¼ bagian

9 E

Seorang anak berada di ujung batang seperti

gambar. jika batang homogen dan massa batang 20 kg

Gaya tumpuan di A dan di B adalah :

Jika seimbang maka :

600FF

0F600F

0F

AB

AB

Dan syarat berikut (dengan poros di A) maka:

N1900F

1600300F

044005,12001F

0

B

B

B

Kembali ke syarat awal, maka nilai FA adalah

N1300F

600F1900

600FF

A

A

AB

10 C

debit : Q = 20 liter/detik

ujung bawah pipa dengan kelajuan : v1 = 6 m/s,

perbedaan tekanan antara kedua ujungnya adalah

(air = 1000 kg/m3)

cari dahulu kelajuan ujung 2 (v2) :

s/m10v

v10201020

vAQ

2

243

Maka perbedaan tekanan : 2

221

222

121

11 vghPvghP

Karena h1 dan h2 sama maka :

2

21

21

22

21

21

21

222

121

m/N32000641000PP

6101000PP

vvPP

A2 = 20 cm2

v1=6 m/s

2,5 m

1 m

A

B

400 N

1 m

200 N

3 m

FA

FB

T

W

v


11 C

termometer di dalam sebuah mesin menunjukan

angka 60oC.

Angka tersebut menurut

skala Reamur, Fahrenheit

o

oo

54

oo

54

48R

0)060(R

0)0C(R

o

oo

59

oo

59

140F

32)060(F

32)0C(F

Kelvin : K = C + 273 = 60 + 273 = 333 K

12 A

T = 127 oC = 400 K v

T’ = 27oC = 300 K ..

Kecepatan rms :

v32

1'v

400

300

T

'T

v

'v

Tv

m

kT3v

13 D

10 kg es 0oC >< 3 kg uap air 100

oC.

Temperatur akhir campuran tersebut adalah …oC.

(kalor lebur es = 80 kkal/kg, kalor uap air = 540

kkal/kg)

C86C15,86t

1120t13

t33001620t10800

)t100(135403)0t(1108010

TcmLmTcmLm

QQQQ

QQ

oo

airuapuapuapaireseses

ba21

lepasserap

14 E

Gas ideal

melepas kalor : Q = - 400 kalori = 1680 J melakukan usaha : W = + 400 J.

maka energi dalam gas…

J2080U

)400(U1680

WUQ

U bernilai negatif (-) artinya energi dalam turun

15 D

Suatu mesin kalor ideal

T1 = 1227o

C = 1500 K

T2 = 102o

C = 375 K.

setiap siklus mesin menyerap kalor Q1= 3200 J,

besarnya usaha yang dihasilkan mesin adalah

Mesin kalor : usaha mesin :

joule800Q

1500

375

3200

Q

T

T

Q

Q

2

2

1

2

1

2

J2400W

8003200W

QQW 21

16 D

Cermin cekung :

jari-jari kelengkungan : R = 20 cm f = 10 cm

Jika bayangan diperbesar dua kali dari ukuran

bendanya,

s’ = 2s maka letak benda dari cermin adalah

(jika s = + 2s) (jika s’ = - 2s)

cm15s

s2

3

10

1

)s2(

1

s

1

10

1

's

1

s

1

f

1

R

2

cm5s

10s2

s2

1

10

1

s2

12

10

1

)s2(

1

s

1

10

1

17 A

100oC

0oC

3 kg air

10 kg es

t Q1 Q2

Qb

Qa

f2 = 12 cm f1 = 10 cm

benda

+

15 cm

26 cm

s’= 30 cm

s2= - 4 cm


I1 I2

I3

60o

Lensa 1 : Lensa 2 :

s = 15 cm s = - 4 cm

f = 10 cm f = 12 cm

cm30's

30

2

30

3

's

1

15

1

10

1

's

1

s

1

f

1

's

1

cm3's

12

3

12

1

's

1

)4(

1

12

1

's

1

s

1

f

1

's

1

bayangan akhirnya terletak sejauh 3 cm di

belakang lensa kedua

18 A

titik jauh : PR = 50 cm s’ = 50 cm

kacamata : P = 1,5 dioptri, jarak terjauh yang mampu dilihatnya adalah

m2cm200s

5,025,1s

100

)50(

100

s

1005,1

's

100

s

100P

19 D

fokusnya = +6,25 cm

seseorang bermata normal pp = 25 cm

benda kecil berjarak 5 cm s = 5 cm

perbesaran anguler lup :

kali5M

5

25M

s

ppM

20 B

Seberkas cahaya tidak terpolarisasi dengan

intensitas Io Sumbu polarisasi P1 dan P3 saling tegak lurus

dan sumbu polarisasi P2 membentuk sudut 60o

terhadap P1.

Intensitas cahaya yang keluar dari susunan

polaroid tersebut adalah

Nilai Intensitas P1 : I1 = ½ Io

Nilai Intensitas P2 : I2 = …

o812

o21

2

212

I)60(cosII

cosII

Intensitas cahaya yang keluar dari susunan

polaroid tersebut adalah : I3 = …

o3232

o81

3

223

I)30(cosII

cosII

21 C

Interferensi cahaya :

jarak gelap dan terang berdekatan :

mm25,0p

m105,2p

1052

102p

L

pd

4

7

21

3

21

22 C

benda membawa muatan : Q1 = 8,0 C

benda lainnya membawa muatan : Q2= 2,0 C. Jumlah elektron yang harus dipindahkan dari

benda pertama ke benda kedua agar muatan

keduanya sama adalah

muatan kedua benda sama sebesar :

C52

QQ'Q 21

Maka muatan yang berpindah sebesar :

C3Q

Dengan jumlah elektron sebanyak :

elektron109,1106,1

103

e

QN 13

19

6


23 B

Besar beda potensial antara titik A dengan titik B

adalah

volt5V

15V3

020

5V

20

20V2

020

5V

10

10V

0128

)1520(V

46

)10(V

0ii

AB

AB

ABAB

ABAB

ABAB

21

Karena yang ditanya adalah besar beda potensial

antara titik A dan B, maka jawabannya adalah

5 volt.

24 B

rangkaian listrik seri RLC di bawah !

Reaktansi induktif :

8008,01000LXL

Reaktansi kapasitif :

2001051000

1

C

1X

6L

Impedansi :

1000)200800()800(Z

)XX(RZ

22

2CL

2

Arus efektif :

A21,0

1000

2/200

Z

Vi ef

ef

Besar tegangan pada induktor L adalah

volt28080021,0V

XiV

L

LefL

25 C

Kawat panjang membentang pada ketinggian

10 m dari permukaan tanah. kawat dialiri arus 6 A ke arah utara,

maka besar induksi magnet tepat 4 m di atas tanah

adalah

T102B

62

6104

a2

iB

7

7o

26 C

partikel bermuatan : q = +5C medan magnet homogen : B = 0,8 T,

kecepatan : v = 1,5x105

m/s seperti gambar.

Sudut yang dibentuk antara kecepatan v dengan

medan magnet adalah 90o maka gaya yang

dialami partikel adalah

N6,090sin105,11058,0F

sinBqvF

56

27 C

kumparan memiliki : N = 400 lilitan

luas : A = 25 cm2.

Rapat fluks magnet dari 0,1 T menjadi 0,5 T

B = 0,4 T

dalam waktu : t = 1/40 detik. Ggl induksi yang diinduksikan pada kumparan

tersebut rata-rata adalah

volt16

40/1

10254,0400

t

ABN

t

N

4

x x x x

x x x x

x x x

x x x x

v

45o

C=5F R=800

V=200 sin 1000t

~

L = 0,8 H

Ingat :

R

Vi AB

10 m

4 m

6 A

4

B

12

6

20 V 10 V A

8 15 V

i1 i2


C27K300T

900

T

3

1

900

T

P

P

T

T

P

P

o

481

1

4

'

'

'

''

28 D

Solenoida

jumlah lilitan : N = 400, luas penampang lilitan : A = 25 cm

2 .

Besar induktansi diri dari solenoida tersebut

adalah

H108L

102

1025104)400(L

ANL

i

NBA

i

NL

4

1

472

o2

29 E

Getaran Harmonis :

saat percepatan benda 0,6 percepatan

maksimumnya a =0,6 am

8,0 cos 6,0sin

A6,0sinA

a6,0a

22

m

maka kecepatan benda adalah :

fAv

)f2(Av

A8,0v

cosAv

58

108

30 A (1, 2, 3 Benar)

Persamaan gelombang :

y = 10 sin (t – 3x) meter.

= π k = 3π

(1) frekuensinya : Hz5,022

f

(2) kecepatan rambatnya : s/m3

1

3kv

(3) kecepatan maksimum getaran partikel

mediumnya adalah s/m10Avm

(4) dua buah titik berjarak 1 m : x Maka beda fasenya :

5,12

3

3/2

1x

Artinya dua titik tersebut tidak sefase

31 E

Gelombang dawai

panjangnya : = 80 cm

massanya : m = 16 gram

tegangan : F = 800 N.

cari kecepatan rambat gelombang :

s/m200106,1

8,0800v

m

FFv

2

Frekuensi nada atas kedua yang dihasilkan adalah

Hz3758,02

2003f

2

v3f3f o

32 B

Mobil ambulance = sumber (menuju rumah sakit)

Pengendara motor = pendengar (dari rumah sakit) Pengendara motor mendengar bunyi dengan

frekuensi

Efek Doppler :

Hz700f

310

350

30340

10340

620

f

vv

vv

f

f

p

p

s

p

s

p

33 E

Radiasi Kalor :

T = 627oC = 900 K P watt.

T’ = … P’=1/81 kali semula

4

4

TP

TeAPt

Q

i = 5 A

20 cm

fs = 620 Hz vp = 10 m/s vs = 30 m/s

P S


34 C

Relativitas :

Ek = 1,5 Eo. Kecepatan elektron pada saat itu adalah

(c = kecepatan cahaya)

2

55,2

15,1

EEE5,1

EEE

EEE

ooo

ooK

oK

Dengan menggunakan segitiga di atas dapat

disimpulkan kecepatannya adalah 1/5 21 c

35 D

Fotolistrik :

f =3,21015

Hz Energi ambang : Wo =10,3 eV.

Energi kinetik elektron sebesar …

eV9,2Ek

3,102,13Ek

3,10106,1

102,3106,6Ek

WhfEk

19

1534

o

36 A

Pada atom Hidrogen,

panjang gelombang terbesar pada deret Balmer

transisi dari n = 3 ke n = 2

R5

36

36

R5

3

1

2

1R

1

B

22B

panjang gelombang terbesar pada deret Paschen

transisi dari n = 4 ke n = 3

R7

144

144

R7

4

1

3

1R

1

P

22P

Perbandingannya :

20

7

R7

144

R5

36

P

B

Performance by FCK

37 D

Panjang gelombang de Broglie (elektron) :

meV2

h

mK2

h

p

h

V1 = 100 volt

V2 = 400 volt

2100

400

V

V

V

1

1

2

2

1

38 C

energi ikat inti nitrogen O168 adalah :

MeV547,127E

931137,0E

931999,15136,16E

931999,15009,18008,18E

931mmmE

ikat

ikat

ikat

ikat

ntiinpikat

maka Energi ikat per nukleon-nya adalah

MeV972,716/547,127nukleon/E

39 E

Peluruhan : 210

Bi yang waktu paronya 5 hari

Po Bi 210210

mula-mula terdapat 72 g 210

Bi,

setelah 15 hari dihasilkan 210

Po sebanyak …

gram92

172

2

1mm

5/15T/t

o

artinya yang tersisa dari 210

Bi adalah 9 gram,

sedangkan yang meluruh (menjadi 210

Po)

sebanyak = 72 – 9 = 63 gram

40 D (4 saja)

S = Semi, P= Panas, G = Gugur, D = Dingin

Saat matahari berada di posisi no.2 maka

(1) belahan Bumi bagian Utara musim Panas

(2) terjadi antara bulan juni - september

(3) siangnya lebih panjang dari malamnya

(4) belahan Bumi bagian Selatan musim dingin

☼

0 0

23,5 0 LU

23,5 0 LS

Gerak semu tahunan matahari

21/3

☼ ☼ ☼

☼

21/3

22/12

23/9

22/6

S P G D

G D S P

5

2

21

v

pembahasantertulisps1fisika

Documents