soal osn pertaminafisika 2011

8/11/2019 Soal Osn Pertaminafisika 2011

1/23

Babak Penyisihan Seleksi Tingkat Provinsi, 27 September 2011, OSNPERTAMINA 2011Soal-soal osnpertamina.com di download d i www.osnpertamina.com 1

BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI

BIDANG KOMPETIS I
http://www.osnpertamina.com/


2/23


Olimpiade Sains Nasional Pertamina 2011

Petunjuk :

1. Tuliskan secara lengkap isian pada Lembar Jawab Komputer2. Ujian seleksi ini terdiri dari 50 soal pilihan ganda3. Setiap nomor jika dijawab benar akan diberi nilai 4 poin; namun jika dijawab

salah akan diberikan nilai -1 poin.4. Disediakan waktu 120 menit5. Gunakan pensil 2B untuk menjawab6. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia7. Peserta dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari pengaw as.8. Peserta harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas.9. Letakkan lembar jawaban di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan

ruangan.

10. Tidak diperkenankan menggunakan kalkulator.


3/23


Pilihlah jawaban yang paling tepat

1. Interaksi antara atom-atom dalam molekul diatomik yang memiliki ikatan lemah dapatdijelaskan melalui potensial Lennard-Jones, yaitu:

Molekul tersebut bervibrasi dari posisi seimbang. Tentukan frekuensi angular vibrasi

molekul jika massa masing-masing atom adalah m dan jarak antar atom dalam kadaan

seimbang adalah ro.

A.

B.

C.

D.

E .

2. Sebuah sistem zat padat magnetik terdiri dari N atom persatuan volume ditempatkandalam medan magnet homogen B. Tentukan magnetisasi sistem tersebut pada

temperatur T jika setiap atom memiliki spin dan momen magnet .

A.

B.

C.

D.

E .

3. Bahan germanium memiliki celah energi antara pita valensi dan pita konduksi sebesar0,67 eV. Untuk mengeksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi secara optik

dibutuhkan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang maksimum sekitar

... .

A. 414 nmB. 618 nmC. 1019 nmD. 1854 nmE . 2967 nm


4/23


4. Sebuah bahan semikonduktor silikon (Si) di-dopedengan arsenik (As). Anggap satu darilima elektron valensi arsenik beredar membentuk orbit Bohr di sekitar tiap-tiap ion As+

dalam kisi silikon tersebut. Jika masa efektif elektron dalam bahan tersebut sebesar

0,31 kali masa elektron bebas dan konstanta dielektrik silikon sebesar 12, maka jari-jariorbit Bohr pertama elektron tersebut adalah ... .A. 20,5

B. 1,97 C. 0,53 D. 0,21 E . 0,014

5. Sebuah sel surya (solar cell) dapat dimodelkan sebagai suatu devais yang terdiri atassebuah sumber arus ideal (sumber arus listrik yang dihasilkan dari hasil konversi

intensitas cahaya), phI ; sebuah dioda ideal, dI ; sebuah hambatan shunt, shR dan

sebuah hambatan seri, sR yang digambarkan sebagai berikut.

phId

I shR

sR

Dioda merupakan suatu devais yang bersifat non-ohmic, yang memiliki karakteristik

I V sebagai 1VoI I e , dengan dan oI adalah konstanta. Dengan

menganggap shR dan 0sR , ada dua karaktr tisti k solar cell yang dapat dicari yaitu

ocV : tegangan solar cell pada saat open circuit dan scI : arus solar cell pada saat closecircuit. Pernyataan yang benar adalah:

A. scI = 0

B. scI = oI

C. scI = 1V

p h oI I e

D.1

ln 1ph

oc

o

IV

I

E.1

ln 1scoco

IV

I

6. Sebuah bola pejal berjari-jari r dan bermassa m mulai menggelinding tanpa slip di ataspermukaan dalam sebuah silender berlubang dengan jari-jari dalam R (Lihat gambar di

bawah ini). Lagrangian sistem tersebut adalah ... .

A.

r

R

?


5/23


B.

C.

D.

E .

7. Gaya gravitasi bekerja pada sebuah benda titik bermassa m yang diakibatkan olehsebuah benda bermassa M berbentuk seperempat lingkaran berjari-jari R, sepert i

terlihat pada gambar di bawah ini. Tentukan besar gaya gravitasi tersebut.

A.

B.

C.

D.E .

8. Sebuah partikel bergerak pada lingkaran berjari-jari R yang terletak di bidang datar.Vektor posisi partikel terhadap titik P berotasi dengan kecepatan sudut tetap (lihatgambar). Bagaimanakah persamaan gerak partikel tersebut terhadap titik Q?

A. 20 sin

B. 20

C.2

0 sinD. 20 cos

E .20

P

Q

R

M

m R


6/23


9. Sebuah sistem terdiri dari katrol A, katrol B, dan tiga balok. Massa katrol diabaikan,sedangkan massa balok adalah 1 2 3M M M (lihat gambar). Katrol A tergantung di

tempat yang tetap, sedangkan katrol B tergantung pada katrol A. Jika dianggap tidak

ada gesekan pada sistem, berapakah percepatan 1M ?

A. 1 2 3

1 2 3

2 22 2

M M M gM M M

B. 1 2 1 3 2 3

1 2 1 3 2 3

4

4

M M M M M Mg

M M M M M M

C. 1 2 2 3 1 3

1 2 2 3 1 3

2

2

M M M M M Mg

M M M M M M

D. 1 2 3

1 2 3

4

4

M M Mg

M M M

E .1 2 1 3 2 3

2 2 2

1 2 3

M M M M M Mg

M M M

10. Dua batang identik, masing-masing panjangnya L , dihubungkan dengan engsel E padasatu ujungnya, kemudian diletakkan di atas lantai dengan sudu t 0 terhadap horisontal

(lihat gambar). Jika percepatan gravitasi g dan gesekan diabaikan, berapa lama waktu

yang dibutuhkan hingga engsel turun menyentuh lantai?

A.0

0

3

2 1 2 sin

L d

g

B.0

0

3

2 1 2sin

L d

g

C.0

0

2

3 1 2 sin

L d

g

D.0

0

2

3 1 sin

L d

g

E.0

0

2

3 1 sin

L d

g

1M

2

M

3M

A

B


7/23


11. Sebuah stasiun ruang angkasa selalu teramati di atas tempat yang sama di permukaanbumi. Jika jari-jari bumi R , periode rotasi bumi T , dan percepatan gravitasi dipermukaan bumi g , pada ketinggian berapa dari pusat bumi stasiun itu mengorbit?

A.

1/ 32 2

2

2R T g

B.

1/ 32 2

22

R T g

C.

1/ 32 2

2

R T g

D.

1/ 32 2

24

R T g

E.

1/ 32 2

2

4R T g

12. Sebuah bandul sederhana (massa m digantung dengan tali tak bermassa yangpanjangnya l) berada di ruang bebas gravitasi (misalnya pesawat ruang angkasa). Agarbandul itu beada dalam medan gravitasi dilakukan dengan cara titik pivot diputar

dengan kecepatan sudut terhadap satu tit ik poros, yang berjarak Rdari tit ik pivot

bandul, pada bidang yang datar yang sama seperti ditunjukkan pada gambar. Sehingga

bandul itu mengalami gerak osilasi seolah berada dalam medan gravitasi2

g R .

Langrangian dari sistem ini adalah:

0

E


8/23


A.2 2 21 (1 cos )

2L m x y m Rl

B.2

2 2 21 2 cos2

L m R l Rl

C . 22 2 2 21 2 cos (1 cos )2

L m R l Rl m Rl

D. 2 21

2L m R

E.2 2 21 (1 cos )

2L m R m Rl

13. Tiga buah bola pejal digantung pada tali yang ringan, masing-masing massanya adalahm, M dan 4m. Ketiga bola itu hampir saling bersentuhan, Bola bermassa 4mdirentangkan sehingga ketinggiannyah. Massa Magar diperoleh ketinggian maksimum

adalah :

h

l

A. 2M m

B. 0.5M m

C . 4M m

D. 0.25M m

E. M m

14. Sebuah bola pejal bermassa m bergerak rolling tanpa slip pada suatu silinder yangberotasi dengan kecepatan sudut . Sehingga antara bola dan silinder terdapat gaya

gesekfF N (koefisien gesek statik antara silinder dan bola adalah ). Bola itu

bergerak melingkar dengan jari-jari r dihitung dari titik poros silinder, yangmenunjukkan bahwa bola itu memiliki dua komponen gerak, yaitu gerak spin (bolaberputar terhadap pusat massa bola) dan gerak rotasi (bola bergerak terhadap porossilinder). Kecepatan sudut bola tsb, dihi tung terhadap t iti k poros silinder adalah:

r

r

g


9/23


A. Bola mungkin bergerak dengan kecepatan sudut 0 , karena bola mengalami

percepatan centripetal N

B. Supaya bola t idak berputar di tempat, maka pada bola itu harus ada torsi sebesar

s

f

d

dt

L a F

C. Arah kecepatan sudut bola, dan silinder, berlawanan, karena arah dari

momentum sudut bola yang bergerak spin, sL adalah searah dengan r

D. Arah kecepatan sudut bola, dan silinder, searah, karena arah dari

momentum sudut bola yang bergerak spin, sL adalah searah dengan r

E. relasi antara kecepatan sudu t bola, dan silinder, adalah2

5

15. Lubang berbentuk lingkaran dengan jari-jari rberada di dasar tempat penampungan air(toren). Diketahui kerapatan air adalah . Mula-mula tempat penampungan itu

ditutupi dengan bola bermassa m, jari-jari R dengan R > r. Karena ada kebocoran, makaketinggian air semakin lama semakin berkurang. Pada saat mencapai ketinggian

tertentu ho, bola penyumbat lubang itu terangkat. Dengan menganggap seluruh bagianbola masih tercelup air, maka ketinggian ho itu adalah: (hint: volume bola terpancung

adalah: 3 2 2 2 2( , ) 2 23

V r R R R r R r )

oh

R

r

A. 3 2 2 2 22

12 2

3oh R R r R r

r

B.3 2 2 2 2

2 2

12 2

3o

mh R R r R r

r r

C. 3 2 2 2 22 2

1 2 23

o mh R R r R r r r

D.3 2 2 2 2

2 2

12 2

3o

mh R R r R r

r r

E.2 22oh R r


10/23


16. Sebuah sistem tabung gas berisi gas diatomik dan monatomik dalam fraksi tertentu.

Derajat disosiasi didefinisikan sebagai di mana adalah massa gas

monatomik dan m adalah massa total sistem. Massa atomik gas monatomik adalah A

g/mol. Persamaan keadaan gas tersebut adalah ... .

A.

B.

C.

D.

E .

17. Dalam suatu sistem termodinamika, satu mol gas ideal mengalami proses sehinggaentropi gas tersebut berubah terhadap temperatur T dapat dinyatakan sebagai

, di mana a adalah konstanta posit if, dan Cv adalah kalor jenis molar

pada volume konstan. Tentukan temperatur gas pada proses tersebut sebagai fungsivolume jika pada T = T0, V = V0.

A.

B.

C.

D.

E .

18. Persamaan keadaan gas Van der Waals dinyatakan sebagai berikut:

, di mana a dan b adalah konstanta.

Koefisien ekspansi volume, untuk gas Van der Waals adalah ... .

A.

B.

C.

D.

E .


11/23


19. Andaikan persamaan fundamental dari sebuah sistem termodinamika dapat dituliskan

sebagai 22

0

2v

v

Rs

Ru , dengan uenergi dalam per mol, sentropi per mol,

dan vvolume per mol, serta R,?? dan v02 adalah konstanta-konstanta. Suhu (T) dari

sistem tersebut dapat diekspresikan sebagai

A.R

B.2

0v

R

C. sR

2

D. vv

R2

0

2

E. v

v

R2

0

2

2

20. Andaikan tersedia sejumlah zat cair dengan kapasitas panas Cv bersuhu T1 yangditempatkan dalam lingkungan udara yang bersuhu T0, di mana T1>T0 (T0 dan T1 dalamKelvin). Karena T1>T0 air akan melepaskan panas ke reservoir udara. Secara prinsip,sebagian panas yang dilepaskan air ini dapat dimanfaatkan untuk diubah menjadi kerja.

Jika kita dapat mengatur agar proses transfer panas dari air ke udara terjadi secara

reversible, sehingga entropi total air dan udara tidak berubah, maka kerja maksimumyang dapat dihasilkan dapat dihitung sebagai .

A.1

0

011

T

T

v dTT

TTCW

B.1

0 1

1

T

T

v dT

T

TCW

C.

1

0 1

1

T

T

v dT

T

TCW

D.1

0

01

T

T

v dTT

TCW

E.

1

0

01

T

T

v dTT

TCW

21. Sebuah kontainer dengan dinding adiabatik terbagi atas 2 ruang dengan volume sama.Pada dinding pemisah antara kedua ruang tersebut terdapat keran yang dapat dibuka-

tutup. Mula-mula keran ditutup, ruang sebelah kiri diisi gas ideal dengan suhu T0,

sedangkan ruang sebelah kanan divakumkan. Kemudian keran dibuka sehingga gas

ideal mengalir perlahan dari ruang sebelah kiri ke ruang sebelah kanan sampai tercapaikeadaan setimbang baru. Suhu setimbang baru adalah .A. 0,25 T0B. 0,5 T0


12/23


C. T0D. 2 T0E. 4 T0

22. Entropi dari sebuah paramagnet ideal dalam medan magnetik diberikan secara

pendekatan oleh 20 aUSS , di mana U energi sistem spin dan S0 dan aadalah

konstanta-konstanta. Dari persamaan di atas hubungan antara Udan Tdapatditurunkan sebagai .

A.aT

U2

1

B.aT

U 1

C.aT

U 1

D.aT

U2

1

E. 2T

aU

23. Dua mol gas helium berada pada tekanan 1 atm dan temperatur 273 K. Tekanannya

lalu diturunkan secara adiabatik sampai 0,4 atm. Diketahui kapasitas panas gas helium

Cp = 5,004 kal.K-1.mol-1 dan Cv = 3,014 kal.K-1.mol-1. Temperatur akhir gas helium adalah

.

A. 186,4 K

B. -80,8 C

C. -100,6 C

D. 109,2 K

E. -83,4 C

24. Sebuah mesin Carnot memiliki temperatur atas dan bawah 600 K dan 300 K. Gas yang

bekerja di dalamnya sebanyak 5 mol dengan batas-batas tekanan 246 atm dan 61,5

atm. Kerja yang dilakukan gas dalam satu siklus adalah ....

A. 25,92 kJ

B. 17,28 kJ

C. 12,96 kJ

D. 8,64 kJ

E. 4,32 kJ


13/23


25. Satu setengah k ilogram air (H2O) dipanaskan sehingga berubah seluruhnya menjadi uap

pada 100 C dan tekanan tetap 1 atm. Diketahui kalor penguapan air 540 kal.g-1. Massa

jenis uap air pada temperatur 100 C dan tekanan tetap 1 atm yaitu 0,593 kg/m3.

Perubahan energi dalam H2O adalah .

A. 4,2 MJB. 3,2 MJ

C. 2,2 MJ

D. 1,2 MJ

E . 0,2 MJ

26. Komponen medan listrik gelombang elektrommagnet yang merambat pada sumbu zdiyatakan sebagai berikut:

Komponen medan magnet gelombang EM tersebut adalah ... .

A.

B.

C.

D.

E .

27. Dalam suatu rangkaian seri RLC, arus yang mengalir dalam rankaian tersebut berosilasimemenuhi kondisi yaitu: saat t = 0, I = I0 dan dI/dt = 0. Jika osilasi listrik dalamrangkaian ini bersifat crit ical damping, maka persamaan arus listrik sebagai fungsi

waktu adalah ... .

(Gunakan definisi berikut : )

A.

B.

C.

D.

E .


14/23


28. Seorang mahasiswa Fisika mencoba menggulung kawat konduktor yang memilikipanjang d dan jari-jari r ke suatu induktor berbentuk silinder dengan penampang

lingkaran berjari-jari R. Kawat digulung secara ketat tanpa terjadi tumpang tindih antar

kawat. Induktansi diri induktor tersebut adalah ... .

A.B.

C.

D.

E .

29. Komponen medan listrik dan medan magnet gelombang elektromagnet dinyatakansebagai berikut:

dan

Rata-rata Intensitas gelombang EM tersebut terhadap waktu adalah ... .

A.

B.

C.

D.

E . 0

30. Sebuah partikel dengan massa m dan muatan Q mengalami dua macam medan

homogen, yaitu medan gravitasi g arah sb-y negatif dan medan listrik E arah sb-x

positif. Partikel itu ditembakan dengan kecepatan v pada bidang vertikal dan

membentuk sudut terhadap horizontal. Jarak terjauh lintasan partikel tsb adalah:

A.2

sin2vX

g

B.

22 2 2 2

2

vX EQ m g E Q

mg

C .

2

sin 2 1 cos 2v EQ

Xg mg

D.2

sin 2 1 tan 2v EQ

Xg mg

E.

2

tan2v

Xg


15/23


31. Sebuah magnet A yang sangat pendek bermassa m digantungkan dengan seutas talipanjangnya l . Ada magnet lain B yang juga sangat pen dek d idekatkan secara perlahanlahan ke magnet A, sedemikian rupa sehingga sumbu horizontal selalu sama. Pada saat

magnet A berjarak s dari posisi awal dan jarak antar magnet adalah d , magnet Asecara spont an bergerak dan menempel ke magnet B. Diketahu i int eraksi gaya magnet

adalah ( )magnet nKF xx

. Tentukan nilai n

l

s d

A. dns

B.s

nd

C.d

ns

D. 2

E. 3

32. Dua buah bahan berbentuk sama, dapat dimodelkan sebagai kapasitor dan hambatan,seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Jika dianggap sebagai kapasitor, konduktor

itu terisi bahan dengan permit ivitas homogen , sebaliknya jika dianggap sebagai

hambatan konduktor itu terisi bahan dengan konduktivitas homogen . Berdasarkan

hukum gauss4

E dan hukum ohm J E , kedua model itu dapat dihitung

nilai kapasitansi dan hambatannya, asalkan:


16/23


A. bahan itu berupa bola kosentrik

B.4

RC

C.1

4RC

D.1 d

RA

(dengan A: luas penampang, d:jarak efektif antar titik A dan B)

E.A

Cd

33. Seutas kabel koaksial, diameter bagian dalam 1r dan diameter bagian luar 2r ,

diantaranya diisolasi. Salah satu ujung kabel itu dihubungkan dengan batere Vdanujung lainnya dihubungkan hambatan R seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Karena diberi batere, maka diantara kabel koaksial itu t imbul medan listrik. Sebaliknya

karena pada ujung lainnya diberi hambatan, maka akan ada arus yang mengalir di kabeltsb, akibatnya akan timbul medan magnet. Dari kondisi ini akan t imbul Poynting vektor

sebesar: (untuk 2 1r r r )

A.2

2 2

1

2 ln

VS

rr R

r

B.

2V

SR

C .2 2

1

2 ln

VSr

rr

D.

2

1

ln

VS

rr

r


17/23


E.

2

oVSrR

34. Osilasi medan listrik dinyatakan sebagai sino

E E kz t yang merambat dalam

udara (hampa secara elektromagnet), dengan k: bilangan gelombang, : frekuensi

sudut, Eo : amplitudo medan listrik, dan z: osilasi gelombang dalam arah sumbu-z. Jikaosilasi ini merupakan osilasi gelombang elektromagnet, maka memenuhi:

A.1

o ok

B. sino

B B kz t , dengan B: induksi medan magnet

C .

2

2

o

o

EI

c, dengan I: nilai rata-rata dari poynting vektor, c: kecepatan gel. EM

D.

E B

t y , dengan y: osilasi gelombang dalam sumbu-y

E.2

k , dengan : panjang gelombang

35. Sebuah partikel terperangkap dalam kotak potensial satu dimensi dalam rentangax0 . Pada t= 0 fungsi gelombangnya diberikan oleh

a

x

a

xx

2sin2sin6

5

1)0,( . Probabilitas untuk menemukan partikel

tersebut pada keadaan dasar pada t= 0 adalah ... .A. 0,4B. 0,5C. 0,6

D.2

1

E .5

2

36. Pandang sebuah pegas hipotetik dengan konstanta pegas k, yang hanya dapat diregang(stretched) tetapi tidak dapat ditekan (compressed) dari keadaan seimbangnya. Sebuahpartikel bermassa mdiikatkan pada salah satu ujung pegas tersebut, sedangkan ujung

pegas lainnya didiikatkan pada sebuah titik tetap. Secara mekanika kuantum, sistem inidapat dipandang sebagai masalah partikel yang berada dalam potensial yangdidefinisikan dengan

02

1

0

)( 2xuntukkx

xuntuk

xV

Energi eksitasi pertama dari sistem ini adalah ... .


18/23


A.m

k

2

1

B.m

k

C. m

k

2

3

D.m

k2

E .m

k

2

5

37. Jika Asebuah operator kuantum dan A adalah conjugate hermitiannya, maka di antarapilihan-pilihan berikut, kombinasi operator-operator yang tidak memiliki sifat hermitianadalah .

A. A+ A

B. i(A- A

)C. A -A

D. AA

E . AA

38. Sebuah partikel dengan spin berada dalam keadaan spin yang direpresentasikan

dengan fungsi g elombang spin4

3iA , dengan Akonstanta normalisasi. Jika

operator komponen-ydari momentum angular spinnya direpresentasikan dengan

0

0

2 i

isy , maka harga ekspektasi, ys , pada keadaan kuantum tersebut

adalah ... .

A.25

12

B.25

24

C.5

3

D.5

4

E .4

3

39. Sebuah sistem kuantum memiliki dua keadaan (states) sehingga dalam keadaan tanpagangguan luar (perturbasi) Hamiltoniannya dapat dituliskan dalam bentuk matriks

sebagaiB

AH

0

00 , dengan Adan Bbilangan-bilangan riil dan A>B. Sistem ini

kemudian mengalami gangguan (perturbasi) sedemikian hingga Hamiltonian


19/23


perturbasinya dapat dituliskan sebagai0*

0'

V

VH dengan Vbilangan kompleks.

Jika dihitung dengan teori perturbasi sampai pendekatan orde ke-2, harga-harga energisistem tsb setelah dikoreksi adalah ... .

A.

BA

VA

2||

danBA

VB

2||

B.BA

VA

2||

danBA

VB

2||

C.2

|| V

BAA dan

2|| V

BAB

D.22

||42

1

2VABBA

BA

E .22 ||4

2

1

2VABBA

BA

40. Sebuah partikel bermassa m terkurun g di dalam pot ensial satu dim ensi yang diberikanoleh

0

untuk 0 dan

( ) untuk 0 / 2

0 untuk / 2

x x L

V x V x L

L x L

Jika energi kinetik partikel jauh lebih besar dibandingkan 0V , berapakah energi

keadaan dasarnya hingga koreksi pertama?

A.2 2

02

VmL

B.2 2

0

1

2

V

mL

C.

2 2

0

1

4 2V

mL

D.2 2

0VmL

E .

2 2

0

1

2 2V

mL

41. Hamiltonian dari osilator harmonis sederhana adalah2 2

2

2 2

p mH x

m. Jika relasi

komutasi [ , ]x p i , apakah hasil dari relasi komutasi 2[ ,[ , ]]H H x ?

A.2

2 2(2 ) x H

m

B.2

2 2 4(2 ) x H

m

C.

22 2 4

( ) x Hm


20/23


D.2

2 2 2(4 ) x H

m

E .

22 2

( ) x Hm

42. Diketahui 1 dan 2 adalah keadaan eigen ternormalisasi yang memiliki nilai eigensama. Jika

1 2* d a dengan d elemen volume dan a bilangan ril,

bagaimanakah kombinasi linier 1 dan 2 yang ortonormal terhadap 1 + 2 ?

A. 1 2

2 2a

B. 1 2

2 2

a

a

C. 1 2

2 2a

D. 1 22 2

a

a

E .1 2

2 2a

43. Sebuah sistem kuantum terdiri dari 2 partikel yang masing-masing berspin 1 2S .

Apabila sistem memiliki momen inersia I dan berada pada keadaan dengan

momentum orbital 2L , maka energi rotasi sistem yang mungkin adalah .

A.

22

I

B. 23

2I

C.24

I

D.25

2I

E .26

I

44. Jika untuk atom hidrogen berlaku 2 2 2 2102

5 1 3 ( 1)r a n n l l , carilah 2z

untuk atom hidrogen yang berada pada keadaan 211nlm . Diketahui

311 8

siniY r e dan 1521 8

sin cosiY r e .


21/23


A. 0

B.2

02a

C.2

05a

D.2

06a

E .2

010a

45. Tingkatan energi untuk partikel bermassa m yang terperangkap dalam ruang 1

dimensi 0 x a adalah

2 2 2

22

n

nE

ma.

Jika 5 elektron dan 5 partikel berspin 1 terperangkap dalam ruang tersebut, sementarainteraksi antar partikel diabaikan, maka energi sistem pada keadaan dasar adalah .

A.2 2

2

19

ma

B.2 2

2

12

ma

C.

2 2

2

10

ma

D.2 2

2

5

ma

E.

2 2

252ma

46. Sebuah foton dengan energi E menumbuk sebuah nukleon bermassa M yang sedangdiam. Jika setelah tumbukan foton lenyap dan dihasilkan pion dengan massa m dannukleon tetap ada, berapakah E minimal untuk menghasilkan pion tersebut?

A. 1 m

MM

B. 12

MM

m

C. 1 M

Mm

D. 12

mm

M

E. 1 m

mM


22/23


47. Energi ikat nuklir dengan nomor massa A dan nomor atom Z diberikan oleh rumussemi-empiris

22 / 3 5

1 2 3 41/ 3 3/ 4

( 1) ( 2 ) aZ Z A ZE a A a A a a n

A A Adengan ( 1,0)n . Suku manakah yang merupakan koreksi energi asimetri?A. suku ke-1B. suku ke-2C. suku ke-3D. suku ke-4E. suku ke-5

48. Sebuah inti atom A meluruh menjadi inti atom B dengan tetapan peluruhan A .

Kemudian inti atom B meluruh menjadi inti atom C dengan tetapan peluruhan B . Jika

mula-mula ada 0N int i atom A, tidak ada inti atom B, dan inti atom C stabil, berapakah

jumlah in ti atom B setelah waktu t?

A. 0 exp( ) exp( )B

A B

B A

N t t

B. 0 exp( ) exp( )B

A B

B A

N t t

C. 0 exp( ) exp( )A

A B

B A

N t t

D. 0 exp( ) exp( )A

A B

B A

N t t

E. 0 exp( ) exp( )A

A B

B A

N t t

49. Inti memiliki beberapa sifat yang serupa dengan sifat setetes cairan. Sehubungan

dengan hal itu energi ikat inti sebanding dengan jumlah nukleon penyusunnya. Namun,

sesungguhnya tidak semua nukleon penyusun inti terikat sama kuat; nukleon yang

berada di kulit inti terikat lebih lemah dibandingkan dengan nukleon yang berada di

dalam inti. Karena itu, besar energi ikat inti di atas harus dikoreksi oleh faktor, yang

ditentukan oleh suatu parameter dan nomor massa A . Jika 0 , faktor tersebut

adalah .

A.2

3A

B.2

3A

C. 23A

D. 23A

E. A


23/23

50. Nukleon memiliki spin dan isospin . Jika sebuah inti berada pada keadaan dasar,

volumenya V , nilai momentum Fermi (momentum tertinggi ) nukleon penyusunnya

Fp , maka inti tersebut tersusun dari A nukleon, dengan nilai A menurut model inti

gas Fermi adalah .

A.3

2 33

Fp V

B.3

2 3

Fp V

C.

3

2 3

2

3

Fp V

D.3

2 3

2 Fp V

E.3

2 343

Fp V

soal osn pertaminafisika 2011

Documents