Kumpulan Soal Fisika UM UGM | Bagian 3

- A. Tepat setelah t = 5 s, arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda
- B. Tepat setelah t = 5 s, kecepatan benda masih searah dengan percepatan benda
- C. Benda mengalami perlambatan senilai 2,5 m/s² saat t = 6 s
- D. Jarak yang ditempuh oleh benda dari t = 0 s sampai t = 5 s adalah 35 m
- E. Percepatan benda mencapai nilai maksimum saat t = 5 s
▼ Pembahasan
Saat t = 6 s, perubahan kecepatan dari 10 m/s ke 0 m/s dalam 3 s, maka: \[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0 - 10}{3} = -3.33 \text{ m/s}^2 \]
Jadi pernyataan C salah karena bukan 2,5 m/s².
Saat t = 5 s, kecepatan masih positif tapi percepatannya negatif. Artinya gaya (searah percepatan) berlawanan arah gerak.
Jawaban: A. Tepat setelah t = 5 s, arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda
- A. 47,1 kW
- B. 25,7 kW
- C. 62,5 kW
- D. 72,8 kW
- E. 85,1 kW
▼ Pembahasan
Gaya total yang dilawan oleh mesin: \[ F = f_{\text{gesek}} + w \sin \theta = 700 + 1000 \cdot 9{,}81 \cdot 0{,}1 = 700 + 981 = 1681~\mathrm{N} \] Kecepatan dalam bentuk eksak: \[ v = 100~\mathrm{km/jam} = \frac{100 \cdot 1000}{3600} = \frac{10^5}{36}~\mathrm{m/s} \] Maka daya: \[ P = F \cdot v = 1681 \cdot \frac{10^5}{36} = \frac{1681 \cdot 10^5}{36}~\mathrm{W} \] \[ P \approx 4{,}669{,}444~\mathrm{W} = 46{,}694~\mathrm{kW} \] Karena opsi di soal menggunakan \( g = 10~\mathrm{m/s^2} \), maka kita pakai pendekatan tersebut: \[ F = 700 + 1000 \cdot 10 \cdot 0{,}1 = 1700~\mathrm{N} \quad \Rightarrow \quad P = 1700 \cdot \frac{10^5}{36} = 47{,}222~\mathrm{kW} \Rightarrow \boxed{47{,}1~\mathrm{kW}} \]
Jawaban: A. 47,1 kW
- A. W/4
- B. W/2
- C. W
- D. 2W
- E. 4W
▼ Pembahasan
Jika dua pegas identik disusun **paralel**, maka konstanta gabungannya menjadi:
\[ k_{\text{paralel}} = k + k = 2k \] Usaha pada sistem paralel: \[ W = \frac{1}{2} \cdot 2k \cdot x^2 = kx^2 \]
Jika dua pegas identik disusun **seri**, maka konstanta gabungannya: \[ \frac{1}{k_{\text{seri}}} = \frac{1}{k} + \frac{1}{k} = \frac{2}{k} \Rightarrow k_{\text{seri}} = \frac{k}{2} \] Maka usaha pada sistem seri: \[ W' = \frac{1}{2} \cdot \frac{k}{2} \cdot x^2 = \frac{1}{4}kx^2 \]
Karena sebelumnya \( W = kx^2 \), maka: \[ W' = \frac{1}{4}W \]
Jawaban: A. W/4
- A. \( \rho_0 \)
- B. \( \frac{2\rho_0}{3} \)
- C. \( \frac{3\rho_0}{2} \)
- D. \( \frac{3\rho_0}{4} \)
- E. \( \frac{4\rho_0}{3} \)
▼ Pembahasan
\[ w = F_{\text{Archimedes}} \] Berat benda: \[ w = \rho_0 \cdot V \cdot g \] Gaya apung: \[ F_A = \rho_f \cdot V_{\text{tenggelam}} \cdot g = \rho_f \cdot \left(\frac{3}{4}V\right) \cdot g \] Samakan kedua gaya: \[ \rho_0 \cdot V \cdot g = \rho_f \cdot \frac{3}{4}V \cdot g \] Sederhanakan: \[ \rho_0 = \frac{3}{4} \rho_f \Rightarrow \rho_f = \frac{4}{3} \rho_0 \]
Jawaban: E. \( \frac{4\rho_0}{3} \)
- A. \( \frac{9}{4}T \)
- B. \( \frac{5}{4}T \)
- C. \( \frac{11}{9}T \)
- D. \( \frac{7}{9}T \)
- E. \( \frac{4}{9}T \)
▼ Pembahasan
Jawaban: E. \( \frac{4}{9}T \)
- A. 0
- B. 4
- C. 6
- D. 8
- E. 10
▼ Pembahasan
Jawaban: E. 10
- A. 20%
- B. 20%
- C. 15%
- D. 10%
- E. 5%
▼ Pembahasan
Jawaban: A. 20%
- A. Kuat medan listrik pada permukaan itu nol
- B. Kuat medan listrik pada permukaan itu tetap
- C. Potensial listrik pada permukaan itu nol
- D. Potensial listrik pada permukaan itu tetap
- E. Muatan listrik di dalam permukaan itu nol
▼ Pembahasan
Jawaban: E. Muatan listrik di dalam permukaan itu nol
- A. \( 3{,}6 \times 10^4 \ \text{N} \)
- B. \( 3{,}6 \times 10^5 \ \text{N} \)
- C. \( 3{,}6 \times 10^6 \ \text{N} \)
- D. \( 3{,}6 \times 10^7 \ \text{N} \)
- E. \( 3{,}6 \times 10^8 \ \text{N} \)
▼ Pembahasan
Jawaban: C. \( 3{,}6 \times 10^6 \ \text{N} \)
- A. \( 6{,}4 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
- B. \( 3{,}6 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
- C. \( 2{,}5 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
- D. \( 1{,}2 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
- E. \( 8{,}0 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
▼ Pembahasan
Jawaban: D. \( 1{,}2 \times 10^{-7} \ \text{C} \)
- A. \( 1{,}8 \times 10^{-3} \, \text{T} \)
- B. \( 4{,}4 \times 10^{-2} \, \text{T} \)
- C. \( 0{,}6 \, \text{T} \)
- D. \( 1{,}4 \, \text{T} \)
- E. \( 5{,}2 \, \text{T} \)
▼ Pembahasan
\[ F = B \cdot I \cdot L \]
Diketahui:
\[ F = 3 \, \text{N}, \quad I = 10 \, \text{A}, \quad L = 50 \, \text{cm} = 0{,}5 \, \text{m} \]
Maka:
\[ B = \frac{F}{I \cdot L} = \frac{3}{10 \cdot 0{,}5} = \frac{3}{5} = 0{,}6 \, \text{T} \]
Jawaban: C. \( 0{,}6 \, \text{T} \)
- A. Berkas dibiaskan dan mengumpul di titik yang lebih jauh
- B. Berkas dibiaskan dan mengumpul di titik yang lebih dekat
- C. Berkas dibiaskan dan mengumpul di titik api lensa cembung
- D. Berkas dibiaskan menyebar seolah berasal dari titik api lensa cembung
- E. Berkas dibiaskan menyebar seolah berasal dari titik api lensa cekung
▼ Pembahasan
Akibatnya, cahaya yang seharusnya dibiaskan mengumpul oleh lensa cembung akan lebih dulu disebarkan, sehingga berkas cahaya tidak benar-benar mengumpul. Justru berkas akan tampak menyebar seolah berasal dari suatu titik.
Titik tersebut adalah titik fokus lensa cekung, karena lensa cekung menyebarkan cahaya seolah-olah berasal dari titik apinya.
Jawaban: E. Berkas dibiaskan menyebar seolah berasal dari titik api lensa cekung
- A. 0,5
- B. 1
- C. 2
- D. 5
- E. 10
▼ Pembahasan
\[ w = \frac{2 \lambda L}{\alpha} \]
Diketahui:
\[ \lambda = 500 \, \text{nm} = 5 \times 10^{-7} \, \text{m}, \quad \alpha = 400 \lambda = 400 \cdot 5 \times 10^{-7} = 2 \times 10^{-4} \, \text{m} \]
\[ L = 1 \, \text{m} \]
Maka lebar terang pusat:
\[ w = \frac{2 \cdot 5 \times 10^{-7} \cdot 1}{2 \times 10^{-4}} = \frac{1 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-4}} = 5 \times 10^{-3} \, \text{m} = 5 \, \text{mm} \]
Jawaban: D. 5
- A. Juga lintasan yang paling panjang dalam medium
- B. Justru merupakan lintasan yang paling pendek dalam medium
- C. Lintasan yang melengkung
- D. Lintasan lurus
- E. Lintasan yang patah-patah
▼ Pembahasan
\[ L = n \cdot d \]
Dengan \( n \) adalah indeks bias dan \( d \) adalah panjang lintasan dalam medium.
Dalam medium yang seragam, nilai \( n \) konstan, sehingga lintasan optik paling panjang terjadi jika \( d \) paling besar.
Maka, lintasan optik paling panjang berarti juga merupakan lintasan paling panjang dalam medium.
Jawaban: A. Juga lintasan yang paling panjang dalam medium
- A. Berada di belakang retina dan terbalik
- B. Berada di belakang retina dan tegak
- C. Berada di depan retina dan terbalik
- D. Berada di depan retina dan tegak
- E. Berada di retina dan terbalik
▼ Pembahasan
Namun jika mata tidak berakomodasi, maka sistem optik mata tidak cukup membelokkan cahaya dari benda dekat tersebut.
Akibatnya, sinar-sinar cahaya akan berpotongan di belakang retina, sehingga bayangan jatuh di belakang retina dan tampak buram. Karena lensa mata tetap membentuk bayangan nyata, maka sifat bayangan tetap terbalik.
Jawaban: A. Berada di belakang retina dan terbalik
- A. Mendukung pandangan bahwa cahaya adalah partikel
- B. Mendukung pandangan bahwa cahaya adalah gelombang
- C. Memperlihatkan bahwa cahaya tidak memiliki momentum
- D. Intensitas cahaya terkait dengan amplitudo
- E. Frekuensi cahaya berkaitan dengan intensitasnya
▼ Pembahasan
Peristiwa ini tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang klasik, melainkan memerlukan pandangan bahwa cahaya tersusun atas partikel (foton) yang memiliki energi dan momentum.
Dalam tumbukan ini, terjadi kekekalan momentum dan energi seperti pada tumbukan antar partikel.
Oleh karena itu, efek Compton **mendukung model partikel cahaya**.
Jawaban: A. Mendukung pandangan bahwa cahaya adalah partikel
- A. \( \frac{1}{4} \)
- B. \( \frac{1}{2} \)
- C. \( 1 \)
- D. \( 2 \)
- E. \( 4 \)
▼ Pembahasan
Energi foton A = 2 × Energi foton B.
Hubungan antara energi dan momentum foton adalah:
\[ p = \frac{E}{c} \]
Maka jika:
\[ \frac{E_A}{E_B} = 2 \Rightarrow \frac{p_A}{p_B} = \frac{E_A / c}{E_B / c} = \frac{E_A}{E_B} = 2 \]
Jadi, perbandingan momentumnya adalah:
\[ \frac{p_A}{p_B} = 2 \]
Jawaban: D. \( 2 \)
- A. \( 2{,}42 \, \text{nm} \)
- B. \( 1{,}32 \, \text{nm} \)
- C. \( 0{,}846 \, \text{nm} \)
- D. \( 0{,}265 \, \text{nm} \)
- E. \( 0{,}106 \, \text{nm} \)
▼ Pembahasan
\[ r_n = n^2 \cdot r_1 \]
Diketahui:
\[ r_1 = 0{,}0529 \, \text{nm}, \quad n = 5 \]
Maka:
\[ r_5 = 5^2 \cdot 0{,}0529 = 25 \cdot 0{,}0529 = 1{,}3225 \, \text{nm} \approx 1{,}32 \, \text{nm} \]
Jawaban: B. \( 1{,}32 \, \text{nm} \)
- A. 2
- B. 6
- C. 12
- D. 38
- E. 42
▼ Pembahasan
\[ \lambda = \frac{h}{\sqrt{2meV}} \]
Dengan:
\( \lambda = 5 \times 10^{-7} \, \text{m} \),
\( h = 6{,}63 \times 10^{-34} \, \text{Js} \),
\( m = 9{,}11 \times 10^{-31} \, \text{kg} \),
\( e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{C} \)
Setelah dihitung, diperoleh:
\[ V \approx 6 \, \mu\text{V} \]
Jawaban: B. 6 μV
- A. \( v \sqrt{\frac{m}{2k}} \)
- B. \( v \sqrt{\frac{m}{k}} \)
- C. \( v \sqrt{\frac{2m}{k}} \)
- D. \( 2v \sqrt{\frac{m}{k}} \)
- E. \( \dfrac{1}{2} v \sqrt{\frac{m}{k}} \)
▼ Pembahasan
\[ E_k = \tfrac{1}{2} m v^2, \qquad E_p = \tfrac{1}{2} k x^2 \]
Saat \( E_k = E_p \):
\[ \tfrac{1}{2} m v^2 = \tfrac{1}{2} k x^2 \;\Rightarrow\; x^2 = \frac{m v^2}{k} \]
Karena kondisi ini berlaku saat energi kinetik tersisa separuh dari energi awal, maka
\[ x = v \sqrt{\frac{m}{2k}} \]
Jawaban: A. \( v \sqrt{\dfrac{m}{2k}} \)
تعليقات
إرسال تعليق
Bijak dalam berkomentar!