Fisika IPA (TKD SAINTEK)

Pembahasan Soal

SBMPTN 2015 SELEKSI BERSAMA MASUK PERGURUAN TINGGI NEGERI Disertai TRIK SUPERKILAT dan LOGIKA PRAKTIS

Fisika IPA (TKD SAINTEK) Disusun Oleh :

Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)

Kumpulan SMART SOLUTION dan TRIK SUPERKILAT Pembahasan Soal SBMPTN 2015 TKD SAINTEK Fisika IPA Kode Soal 522 By Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) 16.

Posisi benda yang bergerak sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada gambar. Gerak benda dipercepat pada selang waktu .... TRIK SUPERKILAT: Benda dipercepat = kecepatan semakin besar = laju perubahan perpindahan semakin besar = garis semakin naik (maju) = garis semakin turun (mundur).... Nah, jelas benda bergerak dipercepat dari C ke D karena garis semakin turun (laju penurunan garis semakin besar).

A. B. C. D. E. Pembahasan: Ingat, BERGERAK MAJU

GLB

GLBB dipercepat

GLBB diperlambat

Grafik

Grafik

Grafik

Eits.. Jangan lupa, semua grafik tersebut dengan asumsi gerak benda adalah selalu maju. Kalau benda mundur, cukup cerminkan pada sumbu . Apabila benda bergerak mundur, maka grafiknya menjadi: BERGERAK MUNDUR

GLB

GLBB dipercepat

GLBB diperlambat

Grafik

Grafik

Grafik

Bimbel SBMPTN 2016 Fisika IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)

Halaman 1

Mari kita analisis satu persatu jawaban yang tersedia. A. Pada saat laju perubahan perpindahan yang ditempuh benda semakin lama semakin kecil. Hal tersebut dapat diamati dari laju kenaikan garis merah yang semakin lama semakin sedikit. Artinya benda mengalami gerak diperlambat, sehingga jenis gerak benda adalah GLBB diperlambat. B. Pada saat laju perubahan perpindahan yang ditempuh benda adalah nol. Hal tersebut dapat diamati dari garis merah yang tidak naik dan tidak turun, berbentuk garis mendatar. Artinya benda mengalami gerak dengan kecepatan nol alias tidak bergerak sama sekali, sehingga benda dikatakan diam. C. Pada saat , benda bergerak dari diperlambat, lalu benda diam mulai dari

dalam keadaan GLBB hingga .

D. Pada saat laju perubahan perpindahan yang ditempuh benda semakin lama semakin besar. Hal tersebut dapat diamati dari laju penurunan garis merah yang semakin lama semakin besar. Artinya benda mengalami gerak dipercepat (tapi benda bergerak mundur), sehingga jenis gerak benda adalah GLBB dipercepat. E. Pada saat laju perubahan perpindahan yang ditempuh benda setiap waktu selalu sama besar alias tetap. Hal tersebut dapat diamati dari laju penurunan garis merah yang memiliki kemiringan yang seragam. Artinya benda mengalami gerak dengan kecepatan konstan (tapi benda bergerak mundur), sehingga jenis gerak benda adalah GLB.

Jadi, setelah kita mengamati seluruh pilihan jawaban yang tersedia maka kesimpulannya adalah benda akan bergerak dipercepat pada selang waktu .


Halaman 2

17.

Sebuah balok dengan berat 100 newton terletak pada sebuah bidang datar. Pada saat s balok diam. Kemudian, dari waktu s sampai s balok didorong dengan gaya konstan newton sejajar bidang datar sehingga bergerak. Koefisien gesek kinetik antara balok dengan bidang datar adalah 0,2. Jika kelajuan balok pada s dua kali kelajuan balok pada s, maka nilai sama dengan ... newton. A. B. C. D. E.

040 060 080 100 120

TRIK SUPERKILAT: Dari

dan

diperoleh Dan karena massa benda dan selang waktu pada kedua kondisi adalah sama, maka diperoleh hubungan

Misal dan karena maka

, maka dan

Jadi, ,

Kondisi 1 Kondisi 2

Pembahasan: Perhatikan,

Saat benda bergerak dari s sampai s balok didorong dengan gaya konstan . Namun, karena bidang datar memiliki koefisien gesek kinetik, artinya bidang datar kasar, sehingga terdapat juga gaya gesek kinetik yang bekerja pada benda. Dimana arah gaya gesek tersebut adalah berlawanan dengan benda yang bergerak searah terhadap gaya . Sehingga, kejadian tersebut dapat dilukiskan seperti gambar:

Perhatikan, karena

s dan

, maka:

Setelah s hingga s benda sudah tidak dikenai gaya lagi. Namun, karena bidang datar mempunyai koefisien gesek kinetik, maka artinya bidang datar kasar, sehingga masih terdapat satu gaya yang bekerja pada benda, yaitu gaya gesek kinetik. Dimana arah gaya gesek tersebut berlawanan terhadap arah gerak benda. Sehingga, untuk kejadian ini dapat dilukiskan pada gambar berikut:

Perhatikan, karena

Perhatikan, kelajuan balok pada

Padahal, karena Perhatikan juga,

s dua kali kelajuan balok pada

, maka dan

s dan

, maka:

s, dapat dituliskan sebagai:

. , maka:


Halaman 3

18.

Sebuah balok bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Pada peristiwa itu .... (1) usaha total pada balok sama dengan nol (2) usaha oleh gaya gravitasi bernilai positif (3) usaha oleh gaya gesek tidak sama dengan nol (4) usaha oleh gaya gravitasi sama dengan perubahan energi potensial balok Pernyataan yang benar adalah .... A. B. C. D. E.

(1), (2), dan (3) (1) dan (3) (2) dan (4) (4) (1), (2), (3), dan (4)

TRIK SUPERKILAT: Dari prinsip usaha-energi diperoleh: (1 benar) (3 otomatis benar) (4 benar) , apabila benda ke bawah maka Seles i eh…

(2 benar)

Pembahasan: Perhatikan ilustrasi di bawah! licin

kasar

Dalam kasus ini, benda diam di lalu meluncur ke bawah karena gaya beratnya, lalu sampai di benda selain tetap dipengaruhi gaya berat, benda juga mengalami gaya gesekan, karena permukaan bidang miring kasar. Nah, lalu beberapa saat di bagian yang kasar benda berhenti. Disini kita asumsikan balok berhenti saat di dasar bidang miring, yaitu di . Oke? Sehingga, benda bergerak pada dua lintasan berbeda, yaitu lintasan dan lintasan merupakan bidang miring kasar.

merupakan bidang miring licin,

 Pada bidang miring , benda bergerak pada lintasan licin, hal ini berarti tidak ada gaya gesek. Sehingga, balok hanya dipengaruhi oleh gaya berat (gaya gravitasi) saja. Ingat juga bahwa gaya berat merupakan gaya konservatif. Jadi, pada lintasan licin berlaku hukum kekekalan energi mekanik.

 Pada bidang miring , benda bergerak pada lintasan kasar, sehingga selain masih ada gaya berat yang bekerja pada benda, terdapat juga gaya gesek yang merupakan gaya nonkonservatif. Oleh karena itu, hukum kekekalan energi tidak dapat digunakan, tetapi kita dapat menggunakan teorema umum tentang usaha-energi, untuk mencari usaha oleh gaya gesekan. .


Halaman 4

Mari kita periksa satu persatu jawaban (1) usaha total pada balok sama dengan nol  BENAR Ingat, usaha total oleh jumlah setiap usaha oleh berbagai gaya yang bekerja pada suatu benda. Sehingga, usaha yang dilakukan oleh gaya berat dan gaya gesek adalah:  Usaha oleh gaya konservatif (gaya berat), tidak tergantung lintasan. Usaha oleh gaya berat adalah sama dengan perubahan energi potensial benda:

 Usaha oleh gaya nonkonservatif (gaya gesekan) tergantung lintasan. Gaya gesekan bekerja dari B ke C, sehingga besar usaha gaya gesekan dapat dicari menggunakan teorema usaha energi:

Jadi, besar usaha total pada balok adalah:

(2) usaha oleh gaya gravitasi bernilai positif  BENAR Perhatikan, usaha oleh gaya gravitasi adalah

.

Usaha oleh gaya gravitasi bernilai positif. (3) usaha oleh gaya gesek tidak sama dengan nol  BENAR Perhatikan, usaha oleh gaya gesek adalah

.

Usaha oleh gaya gesek tidak sama dengan nol. (4) usaha oleh gaya gravitasi sama dengan perubahan energi potensial balok  BENAR Perhatikan, usaha oleh gaya gravitasi adalah

.

Artinya, usaha oleh gaya gravitasi adalah sama dengan perubahan energi potensial balok. Jadi, pernyataan yang benar adalah (1), (2), (3) dan (4).


Halaman 5

19.

Bila dua kelereng identik bergerak saling mendekat dengan kelajuan sama bertumbukan secara elastik, maka energi kinetik masing-masing kelereng akan berubah. SEBAB Momentum kedua kelereng selalu berlawanan. A. Pernyataan benar, alasan benar, keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat. B. Pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat. C. Pernyataan benar, alasan salah. D. Pernyataan salah, alasan benar. E. Pernyataan dan alasan, keduanya salah.

TRIK SUPERKILAT: Pada tumbukan elastik, dengan massa sama maka besar kecepatan ditukar aja. Artinya kelajuan tetap arah berubah! Karena kelajuan sama hanya berubah arah saja, maka energi kinetik masing-masing kelereng tidak berubah. Serta, momentum kedua kelereng selalu berlawanan,

Pembahasan: Perhatikan ilustrasi berikut!

Dua kelereng identik, artinya massa kedua kelereng sama. Sehingga . Kedua kelereng memiliki kelajuan yang sama besar, namun berlawanan arah, sehingga kecepatan masing-masing kelereng adalah , dan . Padahal, tumbukan terjadi secara elastik, maka nilai koefisien restitusi

. Sehingga,

Pada tumbukan elastik, berlaku hukum kekekalan momentum:

Diperoleh

. Sehingga, kecepatan kelereng 2 adalah:

Mari kita periksa bagian PERNYATAAN: ”Bila dua kelereng identik bergerak saling mendekat dengan kelajuan sama bertumbukan secara elastik, maka energi kinetik masing- si elere berub h.” Energi kinetik sebelum tumbukan pada masing-masing kelereng adalah:

Dan, energi kinetik setelah tumbukan pada masing-masing kelereng adalah:

Jadi,

dan

, artinya energi kinetik masing-masing kelereng tidak berubah.

Jadi, PERNYATAAN SALAH.


Halaman 6

Mari kita periksa bagian ALASAN: ”Mo e u

e u

elere

sel lu berl w

.”

Momentum sebelum tumbukan pada masing-masing kelereng adalah: Dan, momentum setelah tumbukan pada masing-masing kelereng adalah: Jadi,

dan

, artinya momentum masing-masing kelereng selalu berlawanan.

Sehingga, ALASAN BENAR


Halaman 7

20.

Sebuah balok plastik homogen dimasukkan ke sebuah bejana yang penuh berisi cairan. Jika massa jenis balok 1,04 g/cc dan massa jenis cairan 1,3 g/cc, maka rasio volume cairan yang tumpah terhadap volume balok adalah .... A. B. C. D. E.

TRIK SUPERKILAT:

3:5 4:5 5:4 3:2 2:1

Untuk kasus benda mengapung dengan volume benda tercelup di zat cair adalah dan volume benda total adalah , maka berlaku:

Selesai deh!

Pembahasan: Ingat, Gaya angkat pada benda yang tercelup di zat cair dengan massa jenis zat cair adalah yang tercelup di zat cair adalah:

dan volume benda

Perhatikan, mula-mula bejana berisi penuh cairan.

Lalu, dimasukkan sebuah balok plastik homogen, sehingga ada sebagian dari volume zat cair yang tumpah.

Me uru hu u Archi e es ”sebu h be y ercelup seb i u seluruh y e l z c ir e l i y e s sebes r ber z c ir y ipi h ”. Ar i y p ? Volu e ir y u p h sama dengan volume benda yang tercelup di zat cair . Sehingga, besarnya gaya ke atas sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Perhatikan, gaya yang bekerja pada balok adalah gaya angkat ke atas

z

ih per perb i i

y

p so l y olu e c ir y

c ir y

i

u p h

dan gaya berat

.

olu e b lo

y l h u p h erh p olu e be

???


Halaman 8

21.

Sebuah balon yang awalnya berisi gas 1 liter ditambahkan gas yang sama sehingga volume balon menjadi 1,2 liter dan massa gas di dalam balon menjadi satu setengah kalinya. Jika suhu gas tetap, maka rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awal adalah .... A. B. C. D. E.

TRIK SUPERKILAT:

0,25 0,33 0,50 0,67 0,75

Dari , dan Padahal diketahui

M

. i e

Pembahasan:

, maka konstan, sehingga

i

ri se ul

Sehingga rasio kenaikan tekanan adalah

Ingat, Persamaan keadaan gas ideal: i

Perhatikan, Kondisi awal, Volume gas adalah

dan massa

.

Kondisi akhir, Volume gas adalah

dan massa

.

Perhatikan juga, Suhu gas tetap, artinya suhu awal dan akhir adalah sama, yaitu Massa relatif gas pada kondisi awal dan akhir juga sama, yaitu

. .

Sehingga,

Padahal, yang ditanyakan pada soal tersebut adalah rasio pertambahan tekanan terhadap tekanan awal dimana

,

, sehingga:


Halaman 9

22.

Untuk menaikkan suhu mol gas ideal secara isokhorik sebesar diperlukan kalor sebesar joule dengan adalah nominal konstanta umum gas ideal. Jika gas tersebut dipanaskan pada tekanan tetap dengan pertambahan suhu sebesar , maka kalor yang diperlukan joule. Jika suhu gas tersebut mulaul K suhu se el h ip s l h … K. A. B. C. D. E.

310 320 330 340 350

TRIK SUPERKILAT:

Karena suhu naik 10 K dan suhu awal 300 K, maka suhu akhir 310 K.

Pembahasan: Ingat, Hukum I Termodinamika:

Proses isokhorik adalah proses yang dialami oleh sistem tanpa adanya perubahan volume . Sehingga usaha oleh sistem gas adalah . Padahal, untuk menaikkan suhu sebesar diperlukan kalor joule. Sehingga,

Proses isobarik adalah suatu proses dimana sistem tidak mengalami perubahan besar tekanan . Padahal, untuk menaikkan suhu sebesar diperlukan kalor joule dan perubahan energi dalam gas . Sehingga,

Jadi,

K


Halaman 10

23.

Sebuah mesin menghasilkan intensitas bunyi W/m2. Intensitas batas ambang yang dapat didengar 2 adalah W/m . Per y beri u i i y be r l h …. (1) Taraf intensitas bunyi mesin tersebut adalah 70 dB (2) Taraf intensitas bunyi sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan adalah 72 dB (3) Intensitas bunyi dari sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan adalah

W/m2

(4) Taraf intensitas bunyi sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan sama dengan 10 kali dari taraf intensitas satu mesin TRIK SUPERKILAT: Pernyataan yang benar adalah .... A. B. C. D. E.

(1), (2), dan (3) (1) dan (3) (2) dan (4) (4) (1), (2), (3), dan (4)

TRIK SUPERKILAT mencari jika : Jika , maka Tinggal membayangkan pasangan angka ditambah berapa supaya jadi 12. Lalu kalikan dengan . artinya dB, ingat merubah menjadi apabila itu simpel, Jadi tinggal membayangkan pasangan angka 5 supaya dijumlah menjadi 12. Jadi pasangan angka 5 yaitu 7. Jadi dB. (1 benar) (3 otomatis benar) Ini cara berpikir menggunakan nalar. Karena sudah tidak pake logaritma lagi. TRIK SUPERKILAT mencari pada perubahan jumlah sumber bunyi: Setiap penambahan kali sumber bunyi, maka taraf intensitas bertambah Taraf intensitas dari 10 mesin? Karena , maka taraf intensitasnya cuma akan bertambah dB, menjadi 80 db. (2 salah) (otomatis 4 salah) Jadi, jawabannya adalah (1) dan (3).

Pembahasan: Ingat,

Taraf intensitas bunyi sebuah sumber bunyi dapat dirumuskan sebagai

lo

Jika pada kondisi 1 terdapat buah sumber bunyi dengan taraf intensitas dari kondisi 2 dimana terdapat sumber bunyi dapat dirumuskan sebagai

, maka taraf intensitas bunyi lo

Mari kita periksa satu persatu jawaban (1) Taraf intensitas bunyi mesin tersebut adalah 70 dB  BENAR Intensitas bunyi

W/m2, dan intensitas ambang bunyi

lo

W/m2, maka:

lo lo

(2) Taraf intensitas bunyi sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan adalah 72 dB  SALAH Jika

maka

, sehingga untuk lo

maka:

lo

(3) Intensitas bunyi dari sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan adalah BENAR

W/m2 

(4) Taraf intensitas bunyi sepuluh mesin yang identik yang beroperasi bersamaan sama dengan 10 kali dari taraf intensitas satu mesin  SALAH ???

Jadi, pernyataan yang benar adalah (1) dan (3).


Halaman 11

24.

Gelombang cahaya diarahkan pada celah ganda secara tegak lurus garis hubung antarcelah. Jika jarak antara celah ganda dan layar dijadikan dua kalinya, jarak antarpola terang yang berturutan menjadi setengah kalinya. SEBAB Interferensi maksimum pada percobaan Young terjadi jika beda panjang lintasan gelombang cahaya merupakan kelipatan bulat panjang gelombangnya. A. Pernyataan benar, alasan benar, keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat. B. Pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat. C. Pernyataan benar, alasan salah.

TRIK SUPERKILAT:

D. Pernyataan salah, alasan benar.

Kita tahu bahwa , dan pada dua kondisi diketahui jarak antarcelah, jarak celah ke layar, orde terang, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah tetap sehingga diperoleh hubungan . Karena jarak antar celah dijadikan dua kali, maka jarak antarpola terang menjadi dua kali juga. (Pernyataan SALAH). Kita tahu juga bahwa pola terang (interferensi maksimum) terjadi jika beda lintasan nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombang. (Alasan BENAR)

E. Pernyataan dan alasan, keduanya salah. Pembahasan: Ingat,

Pada interferensi celah ganda, untuk pita terang berlaku:

Perhatikan, Jika jarak antara celah ganda dan layar . Padahal, jarak antarcelah sama, sehingga .

dijadikan dua kalinya, maka

. Jadi misal

, maka

dan panjang gelombang cahaya yang digunakan pada dua kondisi adalah dan . Serta jarak pola terang berturutan memiliki orde 1, sehingga

Mari kita periksa bagian PERNYATAAN: ”Gelombang cahaya diarahkan pada celah ganda secara tegak lurus garis hubung antarcelah. Jika jarak antara celah ganda dan layar dijadikan dua kalinya, jarak antarpola terang yang berturutan menjadi setengah kalinya.” Perhatikan,

Sehingga, diperoleh perbandingan jarak antarpola terang berturutan pada dua kondisi, yaitu:

Jadi, jarak antarpola terang berturutan menjadi 2 kali semula. Jadi, PERNYATAAN SALAH.


Halaman 12

Mari kita periksa bagian ALASAN: ”Interferensi maksimum pada percobaan Young terjadi jika beda panjang lintasan gelombang cahaya merupakan kelipatan bulat panjang gelombangnya.” Interferensi maksimum? Interferensi maksimum (terang) terjadi apabila dua gelombang cahaya yang sefase bersuperposisi. Artinya apa? Perhatikan ilustrasi berikut: Terang pertama

Jarak antarcelah

Terang pusat

Jarak celah ke layar Celah Layar

Saat terang pusat, gelombang menempuh 7 panjang gelombang baik dari celah lintasan yang ditempuh kedua gelombang sama dengan nol.

maupun

, maka beda

Saat terang terang pertama, gelombang menempuh 7 panjang gelombang dari celah , namun gelombang dari celah adalah sepanjang 8 panjang gelombang, maka beda lintasan yang ditempuh kedua gelombang sama dengan satu panjang gelombang. Untuk terang kedua maka beda lintasan adalah dua panjang gelombang. Dan seterusnya.... Jadi, beda lintasan untuk pola terang merupakan nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombang. Sehingga, ALASAN BENAR, namun kurang tepat. Karena tidak memuat nol, hanya bilangan bulat saja.


Halaman 13

25.

Sebuah lensa tebal memiliki permukaan bikonveks dengan jari-jari kelengkungan masing-masing 30 cm dan 50 cm. Jika indeks bias lensa 1,5 maka jarak fokus lensa ketika berada di udara adalah ... cm. A. B. C. D. E.

100 120 130 150 160

Pembahasan: Ingat, Kekuatan lensa bikonveks dapat dirumuskan sebagai:

Perhatikan, Pada soal diketahui jari-jari kelengkungan lensa bikonveks adalah Indeks bias lensa

c

dan

dan udara sebagai mediumnya memiliki indeks bias udara

c . .

Maka, Panjang jarak fokus lensa bikonveks tersebut adalah:

c Soal ini bonus tidak ada jawabannya. Mungkin maksud pembuat soal adalah lensa cembung cekung, dimana c dan c , sehingga:

c Ah, sudahlah.... Bonus kok...! 


Halaman 14

26.

Sebuah bola konduktor dengan jari-jari memiliki rongga berbentuk bola yang berjari-jari dihitung dari pusat bola konduktor, dengan . Di pusat bola konduktor diletakkan sebuah muatan titik dan bola konduktor itu diberi muatan listrik . Jika dengan adalah permitivitas listrik dalam udara, maka besar kuat medan listrik di sebuah titik yang berjarak dari pusat bola konduktor adalah .... A. 0 B. C. D. E.

TRIK SUPERKILAT: Kita tahu bahwa di dalam permukaan gauss berbentuk bola dengan jari-jari terdapat muatan di pusat bola adalah . Sehingga,

Pembahasan: Perhatikan ilustrasi berikut, Di soal diketahui muatan hanya tersebar di daerah arsir dan di pusat bola berongga saja. Sementara pertanyaan soal adalah kuat medan listrik di sebuah titik berjarak dari pusat bola konduktor. Ingat juga, bahwa daerah bola yang memiliki jari-jari lebih besar bola dengan jari-jari . Padahal, untuk mencari kuat medan listrik pada bola berongga dapat menggunakan o sep e hu u G uss y i u ” Jumlah garis gaya yang

keluar dari permukaan tertutup adalah sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi permukaan tersebut”. Ingat lagi tentang hukum Gauss ya!

Maka, Mari kita buat permukaan Gauss berbentuk bola dengan jari-jari

.

Perhatikan, Karena di dalam bola berjari-jari muatan sebesar . Maka .

yang ditandai dengan garis merah putus-putus hanya terdapat

Sehingga,


Halaman 15

27.

Sebuah rangkaian listrik ditunjukkan oleh gambar berikut. Kuat arus yang melalui kawat K adalah ....

A. B. C. D. E.

0,2 A 0,4 A 0,5 A 0,6 A 0,7 A

Pembahasan: Perhatikan,

Dengan menerapkan hukum I Kirchoff dan hukum II Kirchoff diperoleh: Pada titik A: Pada titik B: Pada titik C: Pada titik D: Pada loop I: Pada loop II: Pada loop III: Perhatikan, Dari

dan

diperoleh:

Padahal, yang ditanyakan adalah besar arus yang melewati kawat K, yaitu . Dengan mensubstitusikan

dan

, maka diperoleh:

A


Halaman 16

28.

Seorang siswa menginginkan tegangan keluaran AC 6 V. Ia memiliki baterai 12 V dan transformator yang jumlah lilitannya 100 dan 200. Ia menghubungkan lilitan 200 dengan baterai. Ternyata ia tidak mendapatkan tegangan yang diharapkan. Perbaikan yang dapat dilakukan adalah .... A. mengganti baterai 12 V dengan sumber tegangan AC 12 V B. tidak mengubah sesuatupun karena rangkaian sudah benar C. mengubah hubungan lilitan 200 dengan baterai 12 V menjadi lilitan 100 dengan sumber tegangan AC 12 V D. mengganti transformator dengan transformator ideal dan baterai 20 V dengan baterai 6 V E. mengganti transformator dengan transformator yang jumlah lilitannya 200 dan 400 Pembahasan: Ingat, Transformator hanya dapat bekerja jika diberikan arus AC (arus bolak-balik). Arus DC (arus searah) tidak akan bisa memfungsikan transformator (trafo). Hal ini disebabkan karena prinsip dasar dari sistem kerja tranformator adalah adanya induksi yang terjadi karena tegangan sinus yaitu tegangan AC. Sehingga, transformator tidak akan bekerja bila di tegangan DC. Prinsip trafo adalah menginduksi medan magnet dari gulungan primer ke gulungan sekunder. Induksi medan magnet ini harus berubah-ubah dan kontinu. Kalau trafo dialiri arus DC maka pada awalnya akan terjadi induksi tapi medan magnet yang tercipta tetap dan tidak berubah-ubah sehingga selanjutnya tidak terbangkit tegangan pada gulungan sekunder. Namun, sebenarnya arus DC juga dapat dimasukkan ke trafo, asalkan arus DC ini dibuat pulsa-pulsa (on-off) secara kontinu dengan oscilator maka bisa terbangkit tegangan pada gulungan sekunder, sehingga trafo dapat bekerja. Perhatikan, Seorang siswa memiliki baterai 12 V, dimana tegangannya DC. Ia menginginkan tegangan keluaran AC 6 V. Untuk menghasilkan tengangan AC maka seharusnya siswa tersebut mengganti baterai 12 V dengan sumber tengangan AC 12 V. Perhatikan lagi, Siswa tersebut menghubungkan lilitan 200 dengan sumber tegangan AC 12 V (Ingat, baterai 12 V sudah tidak digunakan lagi), maka lilitan 200 merupakan lilitan primer, sehingga . Dan lilitan 100 merupakan lilitan sekunder, sehingga . Serta tegangan masukan V dan tegangan keluaran yang diharapkan adalah V. Sehingga, Pada transformator berlaku,

. . V Dan ternyata benar diperoleh tegangan keluaran 6 V. Jadi, Perubahan yang harus dilakukan siswa tersebut adalah mengganti tegangan masukan baterai 12 V menjadi sumber tegangan AC 12 V.


Halaman 17

29.

Menurut model atom Bohr, jika elektron pada atom hidrogen bertransisi dari keadaan maka perubahan radius atom hidrogen adalah sebanding dengan ....

ke keadaan

,

A. B. C. D. E. Pembahasan: Ingat, Jari-jari lintasan ke- dalam atom hidrogen memenuhi rumus: Dimana, uli

e

…

se erus y

Perhatikan, Pada keadaan , maka radius atom hidrogen adalah Pada keadaan

.

, maka radius atom hidrogen adalah

.

Sehingga, perubahan radius atom hidrogen apabila yang elektronnya bertransisi dari keadaan adalah:

Karena

adalah konstanta, maka perubahan radius atom hidrogen akan sebanding dengan


ke keadaan

.

Halaman 18

30.

Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak menjauhi bumi dengan kelajuan tetap yang mendekati laju cahaya. Seorang pengamat A di dalam pesawat mengamati suatu benda bermassa dan bergerak dengan laju konstan terhadap pesawat. Pengamat B diam di bumi. Menurut pengamat B massa benda lebih besar dari . SEBAB Massa benda tidak bergantung pada kelajuannya. A. Pernyataan benar, alasan benar, keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat. B. Pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat. C. Pernyataan benar, alasan salah. D. Pernyataan salah, alasan benar. E. Pernyataan dan alasan, keduanya salah.

TRIK SUPERKILAT: Kita tahu bahwa

, akibatnya

(Pernyataan BENAR). Kita tahu juga bahwa dari

Pembahasan:

. Padahal

besarnya massa dipengaruhi

oleh kelajuan benda tersebut. (Alasan BENAR)

Ingat, Menurut definisi klasik, massa benda konstan tidak bergantung pada kecepatan. Akan tetapi, berdasarkan teori relativitas Einstein, massa benda adalah besaran relatif. Massa benda bergerak relatif terhadap seorang pengamat akan lebih besar dari massa diam benda tersebut karena benda yang bergerak memiliki energi kinetik tambahan. Massa benda yang bergerak dengan kecepatan adalah:

Sehingga, apabila relatif sangat kecil, maka tidak ada perubahan massa benda. Sedangkan, untuk kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya , maka massanya mengalami perubahan yang signifikan. Mari kita periksa bagian PERNYATAAN: ”Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak menjauhi bumi dengan kelajuan tetap yang mendekati laju cahaya. Seorang pengamat A di dalam pesawat mengamati suatu benda bermassa dan bergerak dengan laju konstan terhadap pesawat. Pengamat B diam di bumi. Menurut pengamat B massa benda lebih besar dari .” Perhatikan,

Sehingga, saat

mendekati kecepatan cahaya

. Akibatnya,

. Sehingga diperoleh

.

Jadi, massa benda akan lebih besar dari massa diam. Jadi, PERNYATAAN BENAR.

Mari kita periksa bagian ALASAN: “Massa benda tidak bergantung pada kelajuannya.” Perhatikan lagi,

Sehingga, massa benda menurut teori relativitas Einstein tersebut adalah besaran relatif, yang besarnya tergantung pada kelajuan benda tersebut. Pada kecepatan yang relatif kecil, nyaris tidak ada perubahan sama sekali. Namun, pada kecepatan mendekati kecepatan cahaya terjadi perubahan massa yang signifikan. Jadi, ALASAN SALAH. Bimbel SBMPTN 2016 Fisika IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)

Halaman 19

Untuk pembahasan soal-soal SBMPTN dan SNMPTN yang lain silahkan kunjungi http://pak-anang.blogspot.com. Untuk download rangkuman materi, kumpulan SMART SOLUTION dan TRIK SUPERKILAT dalam menghadapi SBMPTN dan SNMPTN serta kumpulan pembahasan soal SBMPTN dan SNMPTN yang lainnya jangan lupa untuk selalu mengunjungi http://pak-anang.blogspot.com. Terimakasih, Pak Anang.


Halaman 20

Fisika IPA (TKD SAINTEK)

Recommend Documents