Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 (21-40)

21. Sifat Gas Ideal

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.21

Perhatikan pernyataan di bawah ini!

(1) Setiap partikel selalu bergerak dengan arah tertentu

(2) Partikel gas tersebar merata ke seluruh ruangan

(3) Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadah

(4) Setiap tumbukan partikel gas yang terjadi bersifat lenting sempurna

(5) Gaya tarik menarik antar partikel diperhitungkan

Pernyataan yang sesuai dengan sifat gas ideal adalah…

A. (1) dan (3) saja

B. (2) dan (4) saja

C. (1), (2) dan (3) saja

D. (2), (3) dan (4)

E. (3), (4) dan (5)

Pembahasan

Pernyataan yang benar adalah 1, 2, 3, 4.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.21

Di bawah ini adalah hal-hal yang berkaitan dengan gas :

(1) Partikel-partikel zat bergerak lurus dengan laju tetap secara acak

(2) Tumbukan yang terjadi antar partikel mengakibatkan partikel-partikel kehilangan sedikit energi

(3) Partikel-partikel gas tersebar merata ke seluruh ruangan

(4) Hukum-hukum Newton tentang gerak hanya berlaku untuk partikel gas monoatomik

(5) Selang waktu yang dibutuhkan dalam tumbukan antar partikel sangat singkat

Dari pernyataan-pernyaataan tersebut, yang termasuk sifat-sifat gas ideal adalah…

A. (1), (2), (5)

B. (1), (3), (5)

C. (2), (3), (4)

D. (2), (4), (5)

E. (3), (4), (5)

Pembahasan

Pernyataan yang benar adalah 1, 3, 5.

Jawaban yang benar adalah B.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.21

(1) Gas terdiri atas partikel-partikel yang tersebar merata

(2) Tumbukan partikel dengan dinding bersifat lenting sempurna

(3) Selang waktu tumbukan antar partikel berlangsung sangat singkat

(4) Volume gas sangat besar dibanding wadah yang ditempatnya

(5) Hukum Newton tidak berlaku untuk molekul karena ukurannya sangat kecil

Pernyataan yang tepat adalah…

A. (1), (2), dan (3)

B. (1), (2), dan (4)

C. (1), (3), dan (5)

D. (2), (3), dan (5)

E. (3, (4), dan (5)

Pembahasan

Pernyataan yang benar adalah 1, 2, 3.

Jawaban yang benar adalah A.

22. Persamaan Gas Ideal

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.22

Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V pada suhu T dan tekanan P. Jika gas dipanaskan sehingga suhunya menjadi 3/2 T dan tekanannya 4/3 P, maka volume gas menjadi…

A. 9/8 V

B. 9/5 V

C. 5/3 V

D. 4/3 V

E. 3/2 V

Pembahasan

Diketahui :

Volume awal (V₁) = V

Suhu awal (T₁) = T

Tekanan awal (P₁) = P

Suhu akhir (T₂) = 3/2 T

Tekanan akhir (P₂) = 4/3 P

Ditanya : Volume akhir (V₂)

Jawab :

Jawaban yang benar adalah A.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.22

Suatu gas ideal menempati ruang yang volumenya V₁ pada suhu T₁ dan tekanan P₁. Kemudian dipanaskan sehingga volume gas menjadi 4/3 V₁ dan tekanannya menjadi 5/2 P₁. Perbandingan suhu gas akhir dan gas mula-mula adalah…

A. 10 : 5

B. 10 : 3

C. 5 : 10

D. 3 : 10

E. 1 : 8

Pembahasan

Diketahui :

Volume awal = V₁

Suhu awal = T₁

Tekanan awal = P₁

Volume akhir = 4/3 V₁

Tekanan akhir = 5/2 P₁

Ditanya : Perbandingan suhu akhir dan suhu mula-mula

Jawab :

Hitung suhu akhir :

Jawaban yang benar adalah B.

23. Gelombang Stasioner

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.23

Senar sepanjang 3 m diikat pada salah satu ujungnya dan ujung lainnya dihubungkan dengan vibrator. Ketika vibrator digetarkan, pada senar terbentuk gelombang stasioner seperti gambar :

Letak perut ke 5 dari ujung terikat adalah…

A. 0,9 m

B. 1,2 m

C. 2,5 m

D. 2,7 m

E. 3,0 m

Pembahasan

Ujung senar yang dihubungkan dengan vibrator bisa bebas bergerak sedangkan ujung senar yang dihubungkan dengan tiang, terikat.

Jarak dua simpul terdekat = 3 meter / 5 = 3/5 meter.

Letak simpul ke 1 dari ujung terikat = 3/5 meter

Letak simpul ke 2 dari ujung terikat = 2 (3/5 meter) = 6/5 meter

Letak simpul ke 3 dari ujung terikat = 3 (3/5 meter) = 9/5 meter

Letak simpul ke 4 dari ujung terikat = 4 (3/5 meter) = 12/5 meter

Jarak satu simpul dan satu perut terdekat = 1/2 (3/5 meter) = 3/10 meter.

Letak perut ke 5 dari ujung terikat = jarak simpul ke 4 dari ujung terikat + Jarak satu simpul dan satu perut terdekat = 12/5 + 3/10 = 24/10 + 3/10 = 27/10 = 2,7 meter.

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.23

Pada percobaan Melde, diperoleh gelombang stasioner seperti tampak pada gambar. Jika panjang senar yang digunakan 1,5 m, maka letak simpul keempat dihitung dari sumber getaran adalah…

A. 0,40 m

B. 0,54 m

C. 0,96 m

D. 1,02 m

E. 1,10 m

Pembahasan

Jarak dua simpul terdekat = 1,5 meter / 11 = 1,5/11 meter.

Letak simpul ke 1 dari sumber getaran = 1,5/11 meter

Letak simpul ke 2 dari sumber getaran = 2 (1,5/11 meter) = 3/11 meter

Letak simpul ke 3 dari sumber getaran = 3 (1,5/11 meter) = 4,5/11 meter

Letak simpul ke 4 dari sumber getaran = 4 (1,5/11 meter) = 6/11 meter = 0,54 meter

Jawaban yang benar adalah B.

24. Gelombang Berjalan

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.24

Persamaan gelombang berjalan dinyatakan dalam satuan Sistem Internasional (SI) adalah y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

Dari pernyataan-pernyataan berikut :

(1) Cepat rambat gelombang 100 m.s^-1

(2) Pada x = 0 dan t = 0 simpangan gelombang = 0

(3) Frekuensi gelombang 20 Hz

(4) Amplitudo gelombang 2 cm

Manakah yang benar ?

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (4)

E. (2) dan (3)

Pembahasan

Tiga bentuk persamaan gelombang :

y = A sin (ωt – kx) ——> 1

ω = 2π / T dan k = 2π / λ

y = A sin (2π/T) t – (2π/λ) x

y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2

y = A sin 2π (f t – x/λ) ——-> 2

T = 1/f dan λ = v / f

y = A sin 2π (f t – f(x/v))

y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3

Persamaan gelombang berjalan pada soal di atas sama seperti bentuk 2 :

y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

y = 0,2 sin π (0,2x-20t)

y = 0,2 sin 2π (0,1x-10t)

y = 0,2 sin 2π (x/10 -10t)

y = A sin 2π (f t – x/λ)

A = amplitudo = 0,2 meter = 0,2 (100 cm) = 20 cm

f = frekuensi = 10 s^-1 = 10 Hertz

λ = panjang gelombang = 10 meter

v = cepat rambat gelombang = f λ = (10 s^-1)(10 m) = 100 ms^-1

Jawaban yang benar adalah A.

25. Efek Doppler

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.25

Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kecepatan 72 km.jam^-1 sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 1500 Hz. Pengendara sepeda motor bergerak dengan kecepatan 20 m.s^-1 berlawanan arah dengan mobil ambulans. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m.s^-1, maka perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekat dan menjauh mobil ambulans adalah…

A. 25 : 36

B. 36 : 49

C. 64 : 81

D. 81 : 64

E. 100 : 61

Pembahasan

Aturan tanda :

v selalu positif

v_p positif jika pendengar mendekati sumber bunyi

v_p negatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi

v_s positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar

v_s negatif jika sumber bunyi mendekati pendengar

v_p = 0 jika pendengar diam

v_s = 0 jika sumber bunyi diam

Diketahui :

Frekuensi sumber bunyi (f) = 1500 Hz

Kecepatan pendengar (v_p) = 20 m/s

Kecepatan sumber bunyi (v_s) = 72 km/jam = 72 (1000 meter) / 3600 sekon = 72.000/3600 meter/sekon = 20 m/s

Cepat rambat bunyi (v) = 340 m/s

Ditanya : Perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekat dan menjauh mobil ambulans

Jawab :

Rumus efek Doppler :

Frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekati mobil ambulans

Keduanya berlawanan arah sehingga ketika sepeda motor mendekati mobil ambulans, keduanya saling mendekati. v_p positif jika pendengar mendekati sumber bunyi dan v_s negatif jika sumber bunyi mendekati pendengar.

Frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu menjauh dari mobil ambulans

Keduanya berlawanan arah sehingga ketika sepeda motor menjauh dari mobil ambulans, keduanya saling menjauhi. v_p negatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi dan v_s positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar.

Perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekati dan menjauhi mobil ambulans.

Jawaban yang benar adalah D.

26. Intensitas Bunyi

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.26

Perhatikan gambar berikut!

Jika titik P merupakan sumber bunyi yang memancar ke segala arah, maka perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q berturut-turut adalah…

A. 16 : 25 : 100

B. 16 : 50 : 200

C. 32 : 50 : 100

D. 36 : 25 : 100

E. 72 : 25 : 200

Pembahasan

Diketahui :

Jarak titik Q dari sumber bunyi (r_Q) = 3 meter

Jarak titik R dari sumber bunyi (r_R) = 6 meter

Jarak titik S dari sumber bunyi (r_S) = 5 meter

Intensitas bunyi di titik Q = I_Q

Intensitas bunyi di titik R = I_R

Intensitas bunyi di titik S = I_S

Ditanya : Perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q (I_S : I_R : I_Q)

Jawab :

Intensitas bunyi di titik S :

Intensitas bunyi di titik R :

Intensitas bunyi di titik S :

Perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q :

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.26

Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata. Titik A berjarak P dari sumber bunyi, titik B berjarak 2P dari sumber bunyi dan titik C berjarak 4P dari sumber bunyi. Perbandingan intensitas bunyi yang diterima A, B dan C adalah…

A. 16 : 4 : 1

B. 4 : 2 : 1

C. 4 : 1 : 16

D. 1 : 2 : 4

E. 1 : 4 : 16

Pembahasan

Diketahui :

Jarak titik A dari sumber bunyi (r_A) = P

Jarak titik B dari sumber bunyi (r_B) = 2P

Jarak titik C dari sumber bunyi (r_C) = 4P

Intensitas bunyi di titik A = I_A

Intensitas bunyi di titik B = I_B

Intensitas bunyi di titik C = I_C

Ditanya : Perbandingan intensitas bunyi di titik A, B, dan C (I_A : I_B : I_C)

Jawab :

Intensitas bunyi di titik A :

Intensitas bunyi di titik B :

Intensitas bunyi di titik C :

Perbandingan intensitas bunyi di titik A, B, dan C :

Jawaban yang benar adalah A.

27. Alat Optik Lup

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.27

Seekor nyamuk dilihat oleh seseorang dengan Lup berjarak fokus 15 cm. Jika jarak baca normal mata orang tersebut = 30 cm, maka perbesaran maksimum lup adalah…

A. 1,5 kali

B. 2,0 kali

C. 3,0 kali

D. 4,0 kali

E. 4,5 kali

Pembahasan

Diketahui :

Titik dekat mata normal (N) = 30 cm

Panjang fokus lup (f) = 15 cm (positif karena lup merupakan lensa cembung)

Ditanya : Perbesaran maksimum lup

Jawab :

Perbesaran maksimum terjadi ketika mata berakomodasi maksimum. Perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :

M = (N/f) + 1

M = (30 cm / 15 cm) + 1

M = 2 + 1

M = 3 kali

Jawaban yang benar adalah C.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.27

Sebuah lup dengan kekuatan 20 dioptri digunakan oleh pengamat yang mempunyai jarak baca normal 25 cm. Jika pengamatan dilakukan dengan mata tidak berakomodasi, maka perbesaran yang dihasilkan adalah…

A. 2 kali

B. 4 kali

C. 5 kali

D. 6 kali

E. 8 kali

Pembahasan

Diketahui :

Titik dekat mata normal (N) = 25 cm

Kekuatan lup (P) = 20 dioptri

Ditanya : Perbesaran minimum lup

Jawab :

Panjang fokus lup :

P = 1/f

20 = 1/f

f = 1/20 = 0,05 meter = 5 cm

Perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi minimum :

M = N / f

M = (25 cm / 5 cm)

M = 5 kali

Jawaban yang benar adalah C.

28. Interferensi Cahaya

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.28

Dua celah sempit yang terpisah pada jarak 2 mm disinari secara tegak lurus. Pada layar yang jaraknya 1 meter dari celah, terbentuk garis terang ke 4 yang terletak 1 mm dari garis terang pusat. Panjang gelombang sinar yang dipakai adalah…

A. 24 x 10^-6 m

B. 8,0 x 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

D. 2,0 x 10^-6 m

E. 0,5 x 10^-6 m

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antar celah (d) = 2 mm = 2 x 10^-3 meter

Orde (n) = 4

Jarak antara layar dan celah (l) = 1 meter

Jarak garis terang ke 4 dari terang pusat (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 meter = 10^-3 meter

Ditanya : Panjang gelombang sinar (λ)

Jawab :

Rumus interferensi celah ganda (interferensi konstruktif) :

d sin θ = n λ

Jarak antara celah lebih kecil daripada jarak antara celah dan layar sehingga sudut sangat kecil. Sudut sangat kecil sehingga nilai sin θ mendekati tangen θ.

Panjang gelombang sinar (λ) :

Jawaban yang benar adalah E.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.28

Pada percobaan Young digunakan 2 celah sempit yang jarak antar celahnya 3 mm serta layar dipasang 1 m dari celah tersebut. Jika dihasilkan terang ke enam pada jarak 1 mm dari terang pusat, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…

A. 0,5 x 10^-6 m

B. 2,0 x 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

D. 8,0 x 10^-6 m

E. 24 x 10^-6 m

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antar celah (d) = 3 mm = 3 x 10^-3 meter

Orde (n) = 6

Jarak antara layar dan celah (l) = 1 meter

Jarak garis terang ke 6 dari terang pusat (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 meter = 10^-3 meter

Ditanya : Panjang gelombang sinar (λ)

Jawab :

Panjang gelombang sinar (λ) :

Jawaban yang benar adalah A.

29. Ciri-ciri Gelombang Cahaya

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.29

Ciri-ciri gelombang :

(1) bentuk gelombang longitudinal

(2) dapat berefraksi

(3) dapat berinterferensi

(4) dapat berpolarisasi

(5) dalam rambatannya memerlukan medium

Pernyataan di atas yang merupakan ciri-ciri gelombang cahaya adalah nomor…

A. (1), (2) dan (3)

B. (1), (2) dan (4)

C. (1), (3) dan (5)

D. (2), (3) dan (4)

E. (2), (2) dan (5)

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.29

Perhatikan pernyataan berikut!

(1) Dapat berinterferensi

(2) Mengalami polarisasi

(3) Mengalami difraksi

(4) Merambat tanpa medium

(5) Dapat dipantulkan

Pernyataan di atas yang benar tentang sifat gelombang bunyi adalah…

A. (1), (2), dan (3)

B. (1), (3), dan (5)

C. (1), (4), dan (5)

D. (2), (3), dan (4)

E. (3), (4), dan (5)

Pembahasan

(2) Polarisasi dialami oleh gelombang transversal. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal.

(4) Gelombang yang merambat tanpa medium hanya gelombang elektromagnetik, gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk merambat.

Jawaban yang benar adalah B.

30. Elastisitas

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.30

Perhatikan grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang pada pegas di samping. Apabila gaya diperbesar terus sampai melewati D maka pegas akan…

A. meregang secara linear

B. tidak bertambah panjang

C. meregang tapi tidak linear

D. tidak mampu lagi menahan gaya sehingga akan putus

E. bertambah panjang dan tidak akan kembali ke bentuk semula

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah D.

31. Gaya Coulomb

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.31

Tiga muatan titik terletak pada titik-titik sudut segitiga, seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb pada titik A adalah… (k = 9.10⁹ N.m².C^-2; 1 μ = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90√2 N

E. 100√2 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Muatan B (q_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

Muatan C (q_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ N.m².C^-2

Jarak antara muatan A dan B (r_AB) = 4 cm = 4 x 10^-2 meter

Jarak antara muatan A dan C (r_AC) = 3 cm = 3 x 10^-2 meter

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Ditanya : Gaya listrik pada titik A

Jawab :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, k = konstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Gaya listrik pada titik A :

F_AB dan F_AC membentuk sudut siku-siku sehingga resultan gaya dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah D.

32. Hukum Kirchhoff

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.32

Pada gambar rangkaian listrik di samping, besar beda potensial listrik pada hambatan R₃ adalah…

A. 0,5 V

B. 0,6 V

C. 0,9 V

D. 1,0 V

E. 1,3 V

Pembahasan

Diketahui :

Hambatan 1 (R₁) = 2 Ω

Hambatan 2 (R₂) = 4 Ω

Hambatan 3 (R₃) = 3 Ω

Sumber ggl 1 (E₁) = 6 Volt

Sumber ggl 2 (E₂) = 9 Volt

Ditanya : Beda potensial listrik pada hambatan R₃

Jawab :

Hitung kuat arus listrik (I) yang mengalir pada hambatan R₃

Terlebih dahulu hitung arus listrik yang mengalir pada rangkaian :

Pada penyelesaian soal ini, arah arus dipilih searah dengan putaran jarum jam.

E₁ – I R₁ – E₂ – I R₂ – I R₃ = 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

I = -3/9

I = -1/3

Kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah 1/3 Ampere. Kuat arus listrik bertanda negatif artinya arah arus listrik tidak sesuai dengan perkiraan tetapi berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Rangkaian tersusun seri sehingga kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian = kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R₃ = 1/3 Ampere.

Hitung beda potensial (V) pada hambatan R₃

V = I R₃ = (1/3)(3) = 1 Volt

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.32

Perhatikan gambar rangkaian di bawah!

Agar potensial listrik antara titik C dan D sama dengan 4 volt, maka besarnya nilai R adalah…

A. 1 Ohm

B. 2 Ohm

C. 4 Ohm

D. 8 Ohm

E. 10 Ohm

Pembahasan

Diketahui :

Hambatan 1 (R₁) = 2 Ω

Hambatan 2 (R₂) = 2 Ω

Hambatan 3 (R₃) = R

Sumber ggl 1 (E₁) = 8 Volt

Sumber ggl 2 (E₂) = 4 Volt

Beda potensial listrik antara titik C dan D (V_CD) = 4 Volt

Ditanya : Nilai hambatan R

Jawab :

Hitung nilai hambatan R

V_CD = I R

4 = I R

R = 4 / I

Bersambung…..

Hitung kuat arus listrik (I) yang mengalir pada hambatan R

Pada penyelesaian soal ini, arah arus dipilih searah dengan putaran jarum jam.

– E₁ – 2I + E₂ – 2I – IR = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – I (4/I) = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – 4 = 0

– 8 + 4 – 4 – 2I – 2I = 0

– 8 – 4I = 0

– 8 = 4I

I = -8 / 4

I = -2 Ampere

Kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah 2 Ampere. Kuat arus listrik bertanda negatif artinya arah arus listrik tidak sesuai dengan perkiraan tetapi berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Rangkaian tersusun seri sehingga kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian = kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R = 2 Ampere.

Nilai hambatan R

Lanjutkan…..

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 Ohm

Jawaban yang benar adalah B.

33. Arus Bolak Balik

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.33

Rangkaian R-L-C disusun seperti gambar di samping. Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika X_L > X_C adalah…

Pembahasan

Keterangan :

X_L = reaktansi induktif atau impedansi induktor, X_C = reaktansi kapasitif atau impedansi kapasitor

Pada induktor, tegangan listrik (V) mendahului arus listrik (I) sejauh ¼ putaran atau 90^o.

Pada kapasitor, arus listrik (I) mendahului tegangan listrik (v) sejauh ¼ putaran atau 90^o.

Apabila X_L > X_C maka rangkaian bersifat induktif, karenanya grafik gelombang sinus yang dihasilkan tampak seperti pada jawaban C di mana tegangan (v) mendahului arus (i) sejauh ¼ putaran atau 90^o.

Jawaban yang benar adalah C.

34. Gaya Magnet

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.34

Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet homogen seperti gambar. Arah gaya magnet yang dialami elektron adalah…

A. keluar bidang gambar

B. masuk bidang gambar

C. ke kanan tegak lurus v

D. ke kiri tegak lurus v

E. ke atas berlawanan dengan v

Pembahasan

Perhatikan gambar-gambar di atas. Simbol x artinya arah medan magnet B tegak lurus ke dalam menembus bidang monitor (menjauhi pembaca). Simbol o artinya arah medan magnet B tegak lurus ke luar (mendekati pembaca).

Arah gerak muatan listrik (v), arah medan magnet (B) dan arah gaya magnet (F) saling tegak lurus satu sama lain. Arah gerak muatan listrik, medan magnet dan gaya magnet ditentukan secara tepat menggunakan aturan tangan kanan.

Aturan tangan kanan

Rentangkan tangan kanan, tegakkan ibu jari dan rapatkan keempat jari yang lain. Atur agar keempat jari menunjukan arah medan magnet (B) dan ibu jari menunjukan arah gerak muatan (v). Jika muatan positif, telapak tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Jika muatan negatif, punggung tangan kanan menuju arah gaya magnet (F).

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.34

Perhatikan gambar berikut!

Elektron bergerak sejajar sumbu Y+ dalam medan magnet B. Apabila B searah sumbu Z+ (lihat gambar). Elektron akan mengalami gaya Lorentz yang searah…

A. Sumbu Y^–

B. Sumbu X^–

C. Sumbu Z⁺

D. Sumbu Y⁺

E. Sumbu X⁺

Pembahasan

Terapkan aturan tangan kanan.

Jawaban yang benar adalah B.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.34

Sebuah kawat berarus listrik I diletakkan di antara dua kutub magnet utara dan selatan seperti gambar. Arah gaya Lorentz pada kawat adalah…

A. Masuk bidang kertas

B. Keluar bidang kertas

C. Menuju kutub utara magnet

D. Menuju kutub selatan magnet

E. Dari kutub utara menuju kutub selatan

Pembahasan

Arah arus listrik (muatan positif) = ke atas.

Arah medan magnet = kutub utara ke kutub selatan magnet (ke kanan)

Terapkan aturan tangan kanan.

Jawaban yang benar adalah A.

35. Transformator

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.35

Perhatikan pernyataan berikut!

(1) Trafo step down untuk menurunkan tegangan

(2) Trafo step up untuk menurunkan tegangan

(3) Trafo yang dipasang pada generator pembangkit listrik adalah trafo step down

(4) Trafo selalu menggunakan sumber tegangan bolak balik

Pernyataan di atas yang benar berkaitan dengan trafo ditunjukkan oleh nomor…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (4)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (5)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

(2) Trafo step up untuk menaikan tegangan

(3) Trafo yang dipasang pada generator pembangkit listrik adalah trafo step up.

Jawaban yang benar adalah B.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.35

Berikut adalah pernyataan yang berkaitan dengan trafo.

(1) Transformator mengubah tegangan searah

(2) Jika efisiensi trafo 100% maka daya listrik kumparan primer sama dengan kumparan sekunder

(3) Transformator terdiri atas tiga bagian utama

(4) Transformator merupakan penerapan dari prinsip induksi elektromagnetik

Pernyataan di atas yang benar berkaitan dengan trafo ditunjukkan oleh nomor…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.35

Berikut pernyataan yang berkaitan dengan trafo

(1) Trafo menggunakan tegangan DC

(2) Trafo dapat menaikkan tegangan AC

(3) Trafo dapat mengubah tegangan DC

(4) Trafo ideal, daya primer sama dengan daya sekunder

Pernyataan yang benar berkaitan dengan trafo adalah…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (2) dan (4)

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah E.

36. Rangkaian Kapasitor

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.36

Perhatikan rangkaian kapasitor berikut! Besar muatan total pada rangkaian adalah…

A. 20 μC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 μC

Pembahasan

Diketahui :

Kapasitor 1 (C₁) = 3 μF

Kapasitor 2 (C₂) = 3 μF

Kapasitor 3 (C₃) = 4 μF

Kapasitor 4 (C₄) = 4 μF

Kapasitor 5 (C₅) = 8 μF

Tegangan (V) = 10 Volt

Ditanya : Muatan total pada rangkaian (Q)

Jawab :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁ dan C₂ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₁₂ = C₁ + C₂ = 3 + 3 = 6 μF

Kapasitor C₃ dan C₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1/C₃₄ = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C₃₄ = 4/2 = 2 μF

Kapasitor C₁₂, kapasitor C₃₄ dan kapasitor C₅ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C = C₁₂ + C₃₄ + C₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10^-6 Farad

Muatan listrik total

Muatan listrik pada kapasitor pengganti = muatan total pada rangkaian kapasitor :

Q = V C = (10 Volt)(16 x 10^-6 Farad) = 160 x 10^-6 Coulomb

Q = 160 mikroCoulomb = 160 μC

Jawaban yang benar adalah E.

37. Model Atom

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.37

Perbedaan teori atom Rutherford dengan teori atom Bohr adalah…

A. Pada teori atom Bohr, spektrum atom hidrogen diskrit, sedangkan pada teori atom Rutherford kontinu

B. Pada teori atom Bohr, elektron mengelilingi inti sambil memancarkan energi, sedangkan pada teori atom Rutherford tidak memancarkan energi

C. Pada teori atom Bohr, elektron berputar pada lintasan stasioner, sedangkan teori Rutherford berupa lintasan parabolik

D. Pada teori atom Bohr, lintasan stasioner tidak memiliki energi, sedangkan pada teori Rutherford setiap lintasan memiliki energi

E. Pada teori atom Bohr, elektron tidak dapat pindah lintasan, sedangkan pada teori Rutherford elektron dapat pindah lintasan

Pembahasan

Pelajari juga pembahasan soal tahun-tahun sebelumnya.

Jawaban yang benar adalah A.

38. Efek Fotolistrik

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.38

Perhatikan pernyataan berikut!

(1) Energi kinetik maksimum tidak bergantung pada intensitas

(2) Efek foto listrik terjadi pada daerah ultraungu

(3) Frekuensi ambang semua logam sama

(4) Frekuensi foton lebih besar dari frekuensi ambang

Pernyataan yang benar berkaitan dengan efek foto listrik adalah…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

Pelajari juga pembahasan soal efek fotolistrik pada pembahasan soal UN tahun-tahun sebelumnya.

Jawaban yang benar adalah D.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.38

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

(1) Frekuensi foton > frekuensi ambang, elektron terlepas dari logam

(2) Energi kinetik maksimum dipengaruhi oleh elektron foton

(3) Intensitas memperbesar kecepatan elektron

(4) Frekuensi = frekuensi ambang, kecepatan elektron terbesar

Pernyataan yang benar berkaitan dengan efek fotolistrik adalah…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah B.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.38

Perhatikan pernyataan berikut!

(1) Intensitas mempengaruhi terlepas atau tidaknya elektron dari logam

(2) Panjang gelombang mempengaruhi jumlah elektron yang terlepas dari logam

(3) Energi kinetik maksimum dipengaruhi oleh frekuensi

(4) Jumlah elektron yang lepas dari logam dipengaruhi oleh intensitas jika frekuensi sinar > frekuensi ambang logam

Pernyataan di atas yang benar berkaitan dengan efek foto listrik adalah….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah E.

39. Energi ikat atom

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.39

Perhatikan reaksi penembakan α berikut!

Jika massa inti Be, He, C, n berturut-turut 9,033 sma; 4,002 sma; 12,001 sma; 1,009 sma dan 1 sma ~ 931 MeV, maka energi yang dihasilkan adalah…

A. 20,025 MeV

B. 23,275 MeV

C. 32,275 MeV

D. 37,240 MeV

E. 41,890 MeV

Pembahasan

Massa reaktan dan produk :

Massa reaktan (m_reaktan) = 9,033 sma + 4,002 sma = 13,035 sma

Massa produk (m_produk) = 12,001 sma + 1,009 sma = 13,01 sma

Massa yang hilang selama reaksi :

Δm = m_reaktan – m_produk

Δm = 13,035 sma – 13,01 sma

Δm = 0,025 sma

Massa yang hilang pada reaksi fusi adalah 0,025 sma.

1 sma setara dengan energi sebanyak 931 MeV. 0,025 sma setara dengan energi sebanyak 0,025 x 931 MeV = 23,275 MeV.

Jawaban yang benar adalah B.

40. Radioaktivitas

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.40

Perhatikan grafik peluruhan zat radioaktif berikut!

Aktivitas zat radioaktif setelah meluruh selama 13,86 jam adalah…

A. 0,693 No.jam^-1

B. 0,250 No.jam^-1

C. 0,139 No.jam^-1

D. 0,125 No.jam^-1

E. 0,025 No.jam^-1

Pembahasan

Diketahui :

Waktu paruh (T_1/2) = 6,93 jam

Selang waktu peluruhan (t) = 13,86 jam

Ditanya :

Jawab :

Keterangan :

A = aktivitas radioaktif, λ = Konstanta peluruhan, N_t = Jumlah atom radioaktif setelah meluruh selama selang waktu tertentu, T_1/2 = Waktu paruh

Konstanta peluruhan :

Jumlah atom radioaktif setelah meluruh selama selang waktu tertentu :

Aktivitas radioaktif

Jawaban yang benar adalah E.

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.40

Perhatikan gambar grafik peluruhan berikut!

Setelah zat radioaktif meluruh selama 15 menit, maka zat radioaktif yang tersisa adalah…

A. 0,25 gram

B. 0,50 gram

C. 0,75 gram

D. 1,00 gram

E. 1,50 gram

Pembahasan

Keterangan :

N_o = Jumlah atom radioaktif mula-mula

N_t = Jumlah atom radioaktif setelah meluruh selama selang waktu tertentu (t)

t = Selang waktu peluruhan

T 1/2 = Waktu paruh unsur radioaktif

Hitung waktu paruh

Diketahui :

N_o = 8 gram

N_t = 2 gram

t = 6 menit

Ditanya : Waktu paruh (T 1/2)

Jawab :

Hitung zat radioaktif yang tersisa

Diketahui :

Jumlah atom radioaktif mula-mula (N_o) = 8 gram

Selang waktu peluruhan (t) = 15 menit

Waktu paruh (T 1/2) = 3 menit

Ditanya : Zat radioaktif yang tersisa (N_t)

Jawab :

Jawaban yang benar adalah A.