Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2017 (21-40)

21. Elastisitas

Perhatikan tabel data hasil percobaan pegas berikut ini!

Pegas diberi beban dan diukur pertambahan panjangnya. Dari pernyataan berikut :

(1) Pertambahan panjang pegas sebanding dengan berat beban

(2) Pertambahan panjang pegas berbanding terbalik dengan berat beban

(3) Nilai konstanta pegas konstan

(4) Energi potensial pegas konstan

Pernyataan yang merupakan kesimpulan yang benar adalah…

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Pembahasan

Rumus hukum Hooke :

k = F / Δx

k = w / Δx

Keterangan : F = gaya, w = gaya berat, k = konstanta pegas, Δx = pertambahan panjang pegas

k = 3 N / 6 cm = 1/2 N/cm

k = 5 N / 10 cm = 1/2 N/cm

k = 7 N / 14 cm = 1/2 N/cm

k = 9 N / 18 cm = 1/2 N/cm

k = 11 N / 22 cm = 1/2 N/cm

(1) Pertambahan panjang pegas sebanding dengan berat beban

Pernyataan ini benar. Berat beban semakin besar, pertambahan panjang semakin besar.

(2) Pertambahan panjang pegas berbanding terbalik dengan berat beban

Pernyataan ini salah.

(3) Nilai konstanta pegas konstan

Pernyataan ini benar

(4) Energi potensial pegas konstan

Pernyataan ini salah. Energi potensial pegas semakin besar.

EP = 1/2 k Δx²

Δx semakin besar, energi potensial pegas semakin besar.

Jawaban yang benar adalah B.

22. Gas Ideal

23. Perpindahan kalor

24. Asas Black

25. Kesetimbangan termal

Terdapat dua zat yang sejenis yang masing-masing memiliki suhu T₁ = 80^oC dan T₂ = 10^oC. Kemudian kedua benda tersebut dimasukkan ke dalam suatu ruangan yang memiliki suhu 35^oC dalam kurun waktu tertentu. Berdasarkan kondisi tersebut maka grafik yang sesuai adalah…

Pembahasan

Jawaban yang benar adalah A.

26. Kalor

Gambar di samping memperlihatkan grafik hubungan antara perubahan suhu (ΔT) terhadap kalor (Q) dari zat yang memiliki kalor jenis sebesar 400 J.kg^-1.^oC. Massa dari zat tersebut adalah…

A. 100 kg

B. 200 kg

C. 300 kg

D. 350 kg

E. 400 kg

Pembahasan

Q = m c ΔT

Keterangan :

Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu.

400.000 = (m)(400)(10)

400.000 = (m)(4000)

m = 400.000 / 4000

m = 400 / 4

m = 100 kg

Jawaban yang benar adalah A.

27. Difraksi cahaya

28. Intensitas bunyi

32. Mikroskop

Mikroskop dengan fokus lensa obyektif 1 cm dan okuler 10 cm digunakan untuk mengamati sebuah benda kecil. Saat pengamatan dengan mata tanpa akomodasi, jarak lensa obyektif dan okuler adalah 21 cm. Pengamatan kemudian diubah dengan mata berakomodasi maksimum (Sn = 30 cm), maka jarak lensa obyektif dan okuler sekarang adalah…

A. 23,5 cm

B. 21,0 cm

C. 18,5 cm

D. 15,0 cm

E. 13,5 cm

Pembahasan

Jarak lensa obyektif dan okuler = panjang mikroskop. Panjang mikroskop tetap baik ketika mata berakomodasi maksimum maupun mata berakomodasi minimum. Perbedaannya terletak pada perbesaran bayangan, di mana perbesaran bayangan lebih besar ketika mata berakomodasi maksimum.

Jawaban yang benar adalah B.

33. Gaya magnetik

34. Gaya Coulomb

35. Hambatan listrik

Lima buah lampu identik tersusun seperti gambar.

Sebuah lampu sejenis kemudian diletakkan di titik S maka lampu yang menyala paling terang adalah…

A. Lampu A dan B

B. Lampu A dan C

C. Lampu B dan D

D. Lampu B dan E

E. Lampu D dan E

Pembahasan

Arus listrik mula-mula mengalir melalui lampu A lalu arus terbagi menjadi dua yakni menuju lampu D, S, E dan menuju lampu B. Selanjutnya arus listrik yang terpisah tadi menyatu kembali dan mengalir melalui lampu C.

Arus listrik yang melewati A dan C lebih besar, sehingga lampu A dan lampu C menyala paling terang.

Jawaban yang benar adalah B.

36. Gerak muatan

Sebuah elektron bermuatan q = -1,6 x 10^-19 C dan bermassa m = 9 x 10^-31 kg, dilepaskan dari katoda menuju anoda di antara dua keping logam yang berjarak 80 cm dengan beda potensial antar keping 5.000 Volt. Jika elektron bergerak dari keadaan diam maka gaya yang digunakan untuk menggerakan elektron sampai di anoda adalah…

A. 1 . 10^-15 Newton

B. 2 . 10^-15 Newton

C. 5 . 10^-15 Newton

D. 8 . 10^-15 Newton

E. 4 . 10^-14 Newton

Pembahasan

Diketahui:

Muatan elektron (q) = -1,6 x 10^-19 C

Massa elektron (m) = 9 x 10^-31 kg

Jarak antara kedua keping logam (d) = 80 cm = 80 x 10^-2 m

Beda potensial antar keping (V) = 5000 Volt = 5 x 10³ Volt

Ditanya: Gaya untuk menggerakan elektron

Jawab:

F = q E

E = V / d

F = q V / d

Keterangan : F = gaya listrik, q = muatan, V = tegangan listrik = potensial listrik, d = jarak antara kedua keping.

F = q V / d

F = (1,6 x 10^-19)(5 x 10³) / 80 x 10^-2

F = (8 x 10^-16) / 80 x 10^-2

F = (8/80 x 10^-16) x 10²

F = 1/10 x 10^-14

F = 0,1 x 10^-14

F = 1 x 10^-15

Jawaban yang benar adalah A.

37. Hukum Kirchhoff

38. Transformator

Sebuah trafo step-down dengan efisiensi 80% mengubah tegangan 1000 Volt menjadi 200 Volt. Trafo ini dihubungkan dengan lampu dari 200 Volt, 80 Watt. Arus yang mengalir pada kumparan primer adalah…

A. 0,05 A

B. 0,01 A

C. 0,5 A

D. 0,1 A

E. 1,0 A

Pembahasan

Diketahui:

Efisiensi transformator (e) = 80%

Tegangan primer (V_p) = 1000 Volt

Tegangan sekunder (V_s) = 200 Volt

Tegangan lampu (V) = 200 Volt

Daya lampu (P) = 80 Watt

Arus listrik pada lampu (I) = P / V = 80 / 200 = 0,4 Ampere

Arus listrik sekunder (I_s) = 0,4 Ampere

Ditanya: Arus listrik primer (Ip)

Jawab:

Rumus transformator:

daya primer (P) / daya sekunder (P) = 80%

daya primer (P) / daya sekunder (P) = 0,8

V_p I_p / V_s I_s = 0,8

(1000)(I_p) / (200)(0,4) = 0,8

1000 I_p / 80 = 0,8

1000 I_p = (80)(0,8)

1000 I_p = 64

I_p = 64 / 1000

I_p = 0,064 Ampere

39. Radioaktivitas

Peluruhan massa zat radioaktif X memenuhi grafik di bawah. Berdasarkan grafik, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah… (ln 2 = 0,693)

A. 0,344 s-¹

B. 0,231 s^-1

C. 0,116 s^-1

D. 0,693 s^-1

E. 0,062 s^-1

Pembahasan:

Diketahui:

Ln 2 = 0,693

Waktu paruh (T_1/2) = 3 sekon

Ditanya: Konstanta peluruhan (λ)

Jawab:

Rumus konstanta peluruhan:

Jawaban yang benar adalah B.

40. Inti atom

Pada reaksi inti ₁H¹ + ₉F¹⁹ –> ₈O¹⁶ + X, partikel X adalah…

A. positron

B. elektron

C. proton

D. neutron

E. partikel alfa

Pembahasan

1 + 19 = 20 —> 20 – 16 = 4

1 + 9 = 10 —> 10 – 8 = 2

₁H¹ + ₉F¹⁹ –> ₈O¹⁶ + ₂⁴He

Partikel alfa = ₂⁴He atau ₂⁴ α

Jawaban yang benar adalah E.