Senin, 05 Maret 2012

SOAL LATIHAN OSTN SMK


SOAL LATIHAN OSTN FISIKA SMK
TAHUN 2011

MEKANIKA ( 30 % )

1.      Sebuah sedan yang sedang melaju 90 km/jam berada 100 m dibelakang mobil jip yang sedang melaju 75 km/jam. Berapa detik sedan untuk menyalip jip ? Dimana sedan menyusul jip ?

2.      Purnomo berlari dengan kelajuan 9,4 m/s berada 2 m dibelakang Mardi yang berlari dengan kelajuan 9,2 m/s. Berapa detik diperlukan Purnomo untuk menyusul Mardi ? Dimana Purnomo menyusul Mardi ?

3.      Pesawat-pesawat jet di Bandara Internasional Soekarno-Hatta dipercepat dari keadaan diam pada satu ujung landasan pacu sebesar 2,2 m/s2 dan mencapai kelajuan tinggal landas (take off) sebesar 95,0 m/s. Berapa panjang landasan minimum untuk pesawat?

4.      Sebuah mobil dengan kecepatan 36 km/jam direm mendadak sehingga terbentuk bekas di jalan sepanjang 20 m. Berapa waktu pengereman yang dibutuhkan sampai mobil berhenti ?

5.      Sebuah bola tenis dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 15 m/s. Gunakan g = 10 m/s2, untuk menghitung :  a. tinggi maksimum yang dicapai              b. lama bola di udara
c. selang waktu bola mencapai ketinggian 10 m di atas tempat pelemparan

6.      Dua buah vektor gaya memiliki besar yang sama yaitu F, mengapit sudut α satu sama lain, sehingga menghasilkan resultan gaya F Newton. Berapa sudut α tersebut ?

7.      Tiga buah vektor gaya F1 = 20 N, F2 = 30 N dan F3 = 8 N separti gambar. Tentukan besar dan arah gaya resultan ketiga gaya tersebut !
       F1
53o
 
                          
                                                       F2

                 F3

8.      Dua buah vector memiliki besar yang sama. Jika hasil bagi selisih dan resultan antara kedua vektor tersbut adalah ½ √2. Berapa cosinus sudut apit antara kedua vektor tersebut ?

9.      Sebuah sepeda bergerak pada jalan lurus dan posisinya setiap saat dapat dinyatakan dengan persamaan x  = 2t2 + 5t – 1, x dalam satuan meter dan t dalam sekon. Tentukan :
a. kecepatan rata-rata antara 1 sekon sampai 3 sekon.      b. kecepatan saat t = 2 sekon

10.  Posisi sebuah bola yang dipukul vertikal ke atas dinyatakan oleh persamaan y = 7t – 5t2 dengan y dalam meter dan t dalam sekon.
Tentukan : a. kelajuan awal bola                           c. ketinggian maksimum yang dicapai bola
                  b. kecepatan saat t = 1,2 s

11.  Posisi x sebuah roket percobaan yang sedang bergerak dinyatakan x = 5t + 8t2 + 4t3 – 0,25t4 dengan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan :
a.       kecepatan awal dan kecepatan saat t = 2 s     b. percepatan saat t = 2 s

12.  Percepatan sebuah partikel pada saat t adalah a = 4t.i – 6.j m/s2, jika mula-mula partikel bergerak dengan kecepatan 2.i  m/s. Tentukan: a. vektor dan besar kecepatan saat t = 2 sekon b. vektor posisi partikel setelah bergerak selama 3 sekon

13.  Gambar dibawah melukiskan percepatan benda sebagai fungsi waktu. Bila pada keadaaan mula-mula benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Berapa kecepatan benda pada t = 15 s ?
    a (m/s2)
            6
            4
            2
            0            6        12       18              t (s)

14.  Sebuah perahu motor menyebarangi sungai yang lebar dengan arah tegak lurus terhadap arah arus air, jika kecepatan perahu mootor terhadap air 5 m/s dan kecepatan arus air 3 m/s. Berapa lebar sungai tersebut jika waktu yang diperlukan untuk sampai ke seberang 15 s ?

15.  Seorang berjalan menuruni sebuah tangga eskalator yang sedang bergerak turun  dan memerlukan waktu 1 menit. Jika kecepatan berjalannya diduakalikan maka diperlukan waktu 40 sekon. Berapakah waktu yang diperlukan jika orang tersebut relaks (diam) ?

16.  Sebuah pesawat SAR menjatuhkan sebuah paket ransum darurat kepada sekelompok penjelajah yang terdampar. Jika pesawat terbang mendatar dengan kecepatan 40 m/s pada ketinggian 100 m di atas tanah. Dimana paket ransum itu menyentuh tanah relatif terhadap titik ransum itu mulai dijatuhkan g = 10 m/s2 ?

17.  Sebuah bola golf dipukul dengan kecepatan 6,5 m/s bersudut α terhadap horisontal ( sin α = 12/13 ) jika g = 10 m/s2. Tentukan : a. lama waktu yang diperlukan bola golf untuk sampai ke tanah lagi ? b. ketinggian maksimum yang dicapai          c. jarak terjauh yang dicapai

18.  Sebuah mobil hendak menyeberangi sebuah parit yang lebarnya 4 m. Perbedaan tinggi antara kedua sisi parit adalah 15 cm. Jika g = 10 m/s2. Berapa kelajuan minimum yang diperlukan mobil  agar penyeberangan mobil itu tepat dapat berlangsung ?

19.  Sebuah peti massanya 40 kg terletak lantai datar yang kasar ( μs = 0,5 dan  μk = 0,2 ), kemudian dengan gaya F Newton. Berapa gaya gesekan dan percepatannya jika besarnya gaya tarik : a. F = 150 N                     b. 200 N

20.  Balok A dan B masing-masing massanya 2 kg dan 1 kg, mula-mula diam kemudian bergerak ke bawah hingga menyentuh tanah. Lihat gambar ! Jika benda A di meja kasar (μk = 0,2) dan ketinggian benda B adalah 25 m. Berapa waktu yang diperlukan benda B sampai menyentuh tanah (g = 10 m/s2) ?
 

       A

 

                                                       B 
                                                            25 m
                                                           

21.  Sebuah mobil massanya 3 ton melewati sebuah tikungan jalan yang merupakan bagian lingkaran horisontal dengan jari-jari 30 m. Jika kemiringan jalan 37o. Tentukan kecepatan minimum mobil yang diperbolehkan untuk kondisi :
a.       jalan licin karena berair
b.      jalan kering dengan koefisien gesekan statis 0,3

22.  Balok massanya 1 kg bergerak melingkar pada dinding sebelah dalam sebuah tong yang berpusing dengan koefisien gesek statis 0,4 jika jari-jari tong 1 m. Berapa kelajuan minimum balok bersama tong agar tidak terjatuh ?

23.  Dua benda masing-masing massanya 400 kg dan 900 kg, terpisah sejauh 40 cm. Dimana benda ketiga yang massanya 50 kg harus diletakan agar reslutan gayanya sama dengan nol ?

24.  Percepatan grafitasi pada permukaan bumi 9,8 m/s2. Hitung percepatan grafitasi pada permukaan planet yang memiliki massa sama dengan bumi , tetapi massa jenisnya dua kali massa jenis bumi !

25.  Dua planet P dan Q mengorbit matahari, jika antara jarak planet P dan Q ke matahari adalah 4 : 9 dan periode planet P megelilingi matahari adalah 24 hari. Berapa periode planet Q ?

26.  Sebuah roket beratnya 10.000 N ketika berada di permukaan bumi. Jika roket naik pada ketinggian yang sama dengan jari-jari bumi. Berapa beratnya pada ketinggian tersebut ?

27.  Sebuah bola massanya 150 gr dilempar mendatar ke kanan dengan kelajuan 20 m/s, setelah dipukul bola berbalik arah dengan kecepatan sama. Jika kayu pemukul dan bola bersentuhan selama 0,8 milisekon. Berapa gaya rata-rata yang diberikan kayu pemukul pada bola ?

28.  Seorang petembak memegang sebuah senapan massanya 3 kg dengan bebas, kemudian menembakan peluru massanya 5 gr dengan kecepatan 300 m/s. Berapa kecepatan hentakan setelah peluru ditembakan ?

29.  Dua bola biliard massanya sama bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 30 cm/s dan 20 cm/s. Jika tumbukan terjadi secara lenting sempurna. Berapa kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan ?

30.  Sebuah peluru massanya 10 gr ditembakan ke dalam suatu bandul balastik bermassa 1,49 kg hingga bandul bergerak naik mencapai sudut θ (cos θ = 0,75), seperti ditunjukan gambar. Jika panjang kawat ayunan 40 cm dan g = 9,8 m/s2. Berapa kelajuan peluru ditembakan ?

 

        θ

                   40 cm

       v = ... ?
 


31.  Dua orang berada dalam sebuah perahu yang massanya 200 kg yang sedang bergerak ke utara dengan kelajuan tetap 4 m/s, jika massa tiap orang 60 kg. Berapa kecepatan perahu sesaat setelah seorang meloncat ke selatan dengan kecepatan 4 m/s ?

32.   Sebuah batu gerinda 2 kg memiliki jari-jari 10 cm diputar pada 120 rad/s. Motor dipadamkan kemudian sebuah pahat ditekan pada permukaan batu gerinda dengan gaya 2 N sehingga mengalami perlambatan putaran. Berapa lama waktu batu gerinda untuk berhenti ?

33.  Sebuah katrol massanya M = 10 kg dan jari-jarinya 10 cm dililitkan seutas tali dan di ujung-ujung tali terikat dua buah benda 2 kg dan 3 kg. Tentukan percepatan benda jika katrol mengalami gerak rotasi !

34.  Sebuah katrol pejal massanya 300 gr berputar melepaskan diri dari lilitan tali jika g = 10 m/s2. Berapa tegangan tali ?

35.  Sebuah silinder homogen dengan jari-jari R massanya m berada di puncak suatu bidang miring yang ketinggiannya 30 cm kemudian menggelinding sampai di lantai, jika g = 10 m/s2. Berapa kecepatan silinder ketika sampai dasar lantai ?

36.  Sebuah bola pejal homogen menggelinding pada bidang horisontal dengan kelajuan 20 m/s, kemudian menggelinding ke atas bidang miring yang sudut kemiringannya 30o. Berapa ketinggian bola pejal yang dicapai sampai berhenti ?

37.  Batang AB panjangnya 1 m beratnya 100 N, terikat pada bagian ujungnya dengan sudut 30o terhadap horisontal, kemudian pada bagian ujungnya diberi beban 50 N. Berapa tegangan tali tersebut ?

38.  Sebuah plat ABCDE seperti ditunjukan gambar. Jika panjang AB = BC = 60 cm. Dimana letak titik beratnya diukur dari alat ?
     A            60 cm          B

                                                     60 cm
                                  D          

                E                                  C
39.  Berapa daya keluaran mesin dari sebuah mobil bermassa 1,5 ton jika mobil mampu melaju dari 18 km/jam menjadi 108 km/jam dalam waktu 16 sekon ?

40.  Diperlukan gaya 1280 N untuk mempertahankan mobil massanya 1,5 ton yang sedang bergerak dengan kelajuan tetap, jika mesin memberikan daya 50 hp (horse power). Berapa kelajuan minimum mobil ?

41.  Sebuah balok bermassa 0,5 kg diatas meja yang licin diikat pada ujung sebuah pegas mendatar dengan tetapan gaya 200 N/m. Kemudian pegas ditekan sejauh 4 cm dan dilepaskan sehingga bergerak bolaik-balik sepanjang meja licin. Berapa kecepatan balok ketika melalui titik keseimbangan ?

42.  Sebuah peluru dengan massa 20 gr ditembakan dengan sudut elevasi 30o dan kecepatan peluru 40 m/s. Berapa energi potensial dan kinetik peluru pada titik tertinggi ?

43.  Sebuah balok bermassa 2 kg mula-mula diam dan dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang berbentuk seperempat lingkaran dengan jari-jari R. Kemudian balok meluncur pada biadng datar dan berhenti di B yang berjarak 3 m dari titik awal biadng datar A. Jika biang lengkung tersebut licin sedangkan gaya gesekan antara balok dan bidang datar 8 N. Berapa jari-jari R kelengkungan tersebut ?

 

     R
 

A            3 m                   B

44.  Seorang pemain ski meluncur menuruni bukit es setinggi 125 m dari dasar bukit. Jika g = 10 m/s2 dan dianggap tidak ada gesekan. Berapa kelajuan pemain ski pada saat tiba di dasar bukit ?

45.  Sebuah tongkat setinggi 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 0,5 m di atas ujungnya. Jika gaya tahan rata-rata 1 kN. Berapa banyak tumbukan martil yang diperlukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah ?












ELASTISITAS dan FLUIDA (10%)
1.      Untuk keamanan dalam mendaki seorang pendaki gunung menggunakan sebuah tali nilon panjangnya 50 m dan diameternya 1 cm, ketika menopang pendaki yang massanya 80 kg tali bertambah panjang 1,6 m. Berapa modulus elastisitas tali nilon tersebut ?

2.      Dua buah kawat x dan y dibuat dari bahan yang sama, jika diameter x dua kali y dan panjang x tiga kali y. Berapa perbandingan tetapan gaya kawat x dan y ?

3.      Sebuah benda bermassa 50 gr bergerak harmonik sederhana dengan amplitudo 10 cm dan periode 0,2 s. Berapa gaya yang bekerja pada sistem saat simpangannya stengah amplitudo ?

4.      Empat buah pegas memiliki konstanta yang sama, kemudian dua pegas dihubungkan secara secara seri dan disebut pegas A, sementara dua pegas lainnya dihubungkan secara paralel dan disebut pegas B. Jika keduanya diberikan beban yang sama besar. Berapa perbandingan frekuensi getar A dan B ?

5.      Sebuah mobil memiliki berat 16.000 N ditopang oleh empat buah pegas, tiap-tiap pegas memiliki tetapan gaya 7.104 N/m, jika berat orang 800 N menaiki mobil tersebut. Berapa jauh tiap pegas akan ditekan ?

6.      Dua pegas dengan konstanta k1 dan k2, jika pegas 1 dipotong menjadi 2 bagian yang sama persis kemudian kedua bagian ini dihubungkan paralel dan selanjutnya sistem ini dihubungkan seri dengan pegas 2. Berapa konstanta pegas gabungan sekarang ?

7.      Sebuah dongkrak hidrolik memiliki penghisap kecil berdiameter 6 cm dan penghisap besar 30 cm, jika pada penampang besar terdapat mobil massanya 1 ton. Berapa gaya tekan minimum agar bisa mengangkat mobil tersebut ?

8.      Sebuah balik kayu volumenya 0,5 m3, terapung di air (massa jenisnya = 1 gr/cm3), ternyata bagian yang tampat diatas air 25%, dengan g = 10 m/s2. Hitunglah :
a.       gaya keatas yang dialami balok kayu tersebut
b.      massa jenis balok kayu tersebut

9.      Sebuah benda beratnya 200 N ketika di udara kemudian dimasukan ke dalam minyak (massa jenisnya = 1 gr/cm3) shingga tenggelam dan beratnya menjadi 150 N. Berapa gaya keatas dan volume benda tersebut ?

10.  Sebuah patung emas massanya 9,65 kg (massa jenis 19.300 kg/m3) akan diangkat dari sebuah kapal yang tenggelam. Berapa tegangan paa kawat pengangkat ketika patung masih tercelup seluruhnya dalam air laut (massa jenis 1030 kg/m3) ?

11.  Sebuah balok tingginya 20 cm dan massa jenisnya 0,9 gr/cm3 mengapung diatas zat cair yang massa jenisnya 1,2 gr/cm3. Berapakah tinggi balok yang muncul di permukaan zat cair tersebut ?

12.  Suatu benda mengapung di atas permukaan raksa yang berlapiskan air dengan 1/3 volum benda di dalam raksa dan ½ volum di dalam airdan sisanya berada di atas permukaan air. Jika massa jenis raksa 13,6 gr/cm3 dan massa jenis air = 1 gr/cm3. Berapa massa jenis benda tersebut ?

13.  Fluida ideal mengalir dengan kecepatan 12,5 m/s di dalam pipa yang diameternya 8 cm. Berapa kecepatan aliran fluida setelah masuk ke dalam pipa yang diameternya 5 cm ?

14.  Air terjun setinggi 12 m dengan debit 15 m3/s dimanfaatkan untuk memutar turbin generator listrik mikro, jika 10 % energi air berubah menjadi energi listrik. Berapa daya out put (keluaran) pada generator tersebut (ρair = 1 gr/cm3)?

15.  Sebuah tangki berisi air setinggi 125 cm, ternyata pada bagian dindingnya berlubang pada ketinggian 0,8 m dari tanah, jika g = 10 m/s2. Tentukan : a. kecepatan aliran yang keluar dari dinding tangki b. jarak jatuhnya air di ukur dari dinding tangki















GETARAN dan GELOMBANG (10%)
1.      Beban yang digantungkan pada ujung sebuah pegas bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 30 Hz, jika beban diganti dengan massa sembilan kalinya. Berapa frekuensinya sekarang ?

2.      Periode sebuah bandul sederhana adalah 3 sekon. Berapa periode bandul tersebut jika panjang bandul ditambah 60% ?

3.      Empat buah pegas memiliki konstanta yang sama, kemudian dua pegas dihubungkan secara secara seri dan disebut pegas A, sementara dua pegas lainnya dihubungkan secara paralel dan disebut pegas B. Jika keduanya diberikan beban yang sama besar. Berapa perbandingan frekuensi getar A dan B ?

4.      Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan simpangan y = 0,1 sin ½ π ( 8t – 2x), dengan satuan x dalam meter dan t dalam satuan sekon. Berapa panjang gelombang dan kecepatan gelombang tersebut ?

5.      Energi yang dimiliki gelombang pada saat simpangannya 10 cm adalah 20 joule. Berapa energinya pada titik maksimum yang amplitudonya 20 cm ?

6.      Cahaya datang dari udara dengan kecepatan c dan sudut datang 30o masuk ke dalam air (indeks biasnya 4/3) sehingga dibiaskan. a. berapa kecepatan cahaya dalam air ?  b. sudut biasnya ?

7.      Sebuah senar panjangnya 1,5 m massanya 50 gram digetarkan sehingga merambat gelombang transversal pada kawat sebesar 10 m/s. Berapa gaya tegangan pada kawat ?
Jika terjadi nada dasar, berapa frekuensinya ?

8.      Gelombang bunyi terjadi dalam tabung berisi udara yang tertutup pada ujungnya yang lain. Jika panjang tabung 90 cm dan dapat beresonansi dengan frekuensi terendah 75 Hz. Berapa cepat rambat bunyi di udara?

9.      Sebuah sumber bunyi pada jarak 100 m intensitasnya 0,1 w/m2 jika intensitas ambang pendengaran 10-12 w/m2. Berapa taraf intensitas (TI) bunyi pada jarak 1 km ?

10.  Tingkat intensitas sejauh 15 m dari sebuah sumber bunyi adalah 50 dB. Berapa taraf intensitas bunyi pada jarak 10 m dari sumber bunyi tersebut ?

11.  Sebuah mesin ketik dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 25 dB. Berapa taraf intensitasnya jika 10 mesin ketik dibunyikan secara bersamaan ?

12.  Sebuah kereta api bergerak melewati stasiun Poncol Semarang dengan kecepatan 72 km/jam sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 2000 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa frekuensi bunyi yang didengar pengamat yang diam di stasiun ketika kereta :
a. mendekati stsiun                       b. menjauhi stasiun

13.  Tentukan dua frekuensi harmonik pertama dari seutas senar dengan panjang 2 m, jika massa persatuan panjang adalah 2,5.10-3 kg/m dan senar ditegangkan oleh gaya 100 N ?

14.  Sebuah seruling yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1700 Hz, jika kecepatan suara di udara 340 m/s. Berapa panjang seruling yang digunakan ?


SUHU, KALOR dan TERMODINAMIKA (15%)
1.      Termometer x mempunyai titik beku air pada suhu -10oX dan titik didih air 190oX. Jika sebuah benda diukur dengan termometer x menunjukan angka 60oX. Berapa angka yang ditunjukan dalam derajat Celcius ?

2.      Dua buah termometer A dan B menunjukan angka yang sama pada suhu 100o ketika digunakan untuk megukur air mendidih, dalam air yang agak hangat termometer A menunjukan angka 75o, sementara termometer B menunjukan angka 50o. Jika termometer A menunjukan angka 25o. Berapa nilai yang ditunjukan termometer B pada saat itu?

3.      Sebuah logam panjangnya 1 meter dipanaskan sehingga kenaikan suhunya 100oC akan mengalami pertambahan panjang 1 mm. Jika logam yang sama panjangnya 60 cm dipanaskan dengan kenaikan suhu 120oC. Berapa pertambahan panjang logam sekarang ?

4.      Sebuah bejana (wadah) terbuat dari baja (koefisien muai panjang baja = 11.10-6/oC) berisi penuh alkohol 4 liter, kemudian dipanaskan dari suhu 10oC sampai suhunya 80oC, jika koefisien muai volum alkohol = 0,001 /oC. Berapa alkohol yang tumpah ?

5.      Sepotong es massanya 0,5 kg bersuhu -10oC kemudian dipanaskan sehingga berubah seluruhnya menjadi air bersuhu 50oC. Berapa kalor total yang diperlukan (joule).
(diket : kalor jenis es ces = 0,5 kal/groC ; cair = 1,0 kal/groC ; Les = 80 kal/oC)

6.      Sepotong logam panas yang massanya 0,5 kg suhu 120oC dimasukan ke dalam 2 liter air dingin yang suhunya 10oC, jika kalor jenis air = 1,0 kal/groC dan kalor jenis logam = 2,5 kal/groC. Berapa suhu akhir setelah campuran ?

7.      Dua batang logam P dan Q berukuran sama, terbuat dari bahan yang berbeda. Kemudian disambung (lihat gambar!). Jika ujung kiri P bersuhu 110oC dan ujung kanan Q bersuhu 40oC, konduktivitas logam P = ½ konduktivitas logam Q, panjang AB = 2 BC. Berapa suhu pada sambungan P dan Q ?
A                     B                     C
                                    P                                    Q
                        110oC                                    40oC

8.      Kawa pijar seluas 50 mm2 meradiasikan energi laju 2,85 watt. Jika kawat pijar dianggap sebagai benda hitam. Berapa suhu permukaannya ?

9.      Berapa perbandingan jumlah energi radiasi kalor yang dipancarkan tiap deik tiap satuan luas permukaan dari dua benda hitam yang masing-masing bersuhu 47oC dan 367oC ?

10.  Jika tarif listrik Rp.500,0 per kWh. Berapa biaya pemakaian energi listrik untuk memaskan air dalam suatu kolam renang berisi air sebanyak 12m x 9m x 1,5m dari suhu 15oC menjadi suhunya 25oC ?

11.  Berapa lama yang diperlukan oleh elemen pemanas yang dayanya 100 watt untuk meleburkan 1 kg es pada suhu 0oC ?

12.  Jika suhu sebuah benda hitam dinaikan dari 127oC menjadi 527oC, dan energi radiasi mula-mula 4 kjoule. Berapa energi radiasi pada suhu akhir ?

13.  Volume gelembung udara pada dasar sebuah danau adalah 1,5 cm3. Kedalaman danau itu adalah 102 m. Berapa volume gelembung udara tersebut ketika berada tepat dibawah permukaan air ? ( Po = 1 atm dan massa jenis air = 1 gr/cm3)

14.  Sebuah tangi silinder yang mengandung 19 kg udara pada tekanan 9,5 atm disimpan pada tempat bersuhu 7oC. Ketika dipindahkan ke bengkel bersuhu 27oC, sebuah katub pengaman pada tangki bekerja membebaskan sejumlah udara. Jika katup meloloskan udara ketika tekanannya melebihi 10 kali tekanan atmosfer. Berapa massa udara yang lolos ?

15.  Suatu gas ideal dalam ruang tertutup memiliki suhu 37oC dan energi kinetik partikelnya Eo. Jika energi kinetiknya dijadikan dua kali semula (2Eo). Berapa suhu gas sekarang (oC) ?

16.  Laju efektif (RMS) molekul-molekul suatu gas ideal pada suhu tertentu adalah T.  Jika suhu gas diubah pada volume tetap sehingga tekanannya menjadi seperempatnya. Berapa kelajuan efektif sekarang ?

17.  Dalam ruangan yang bervolum 1,5 liter terdapat gas bertekanan 105 Pa. Jika partikel gas memiliki kelajuan rata-rata sebesar 750 m/s. Berapa massa gas yang terkurung dalam ruangan tersebut ?

18.  Gas dalam ruangan yang volumenya 0,3 liter dipanaskan pada tekanan tetap 2,0 atm sehingga volumenya menjadi 0,8 liter. Berapa usaha yang dilakukan oleh gas tersebut ( 1 atm = 105 Pa) ?

19.  Sebuah mesin kalor kecil menjalani siklus seperti ditunjukan gambar. Jika p1 = 1,2.105 Pa, p2 = 7,2.105 Pa, V1 = 0,25 liter dan V2 = 2 liter. Tentukan :
a.       berapa usaha yang dilakukan mesin setiap siklus ?
b.      jika mesin bekerja 6 siklus per sekon, berapa daya keluaran mesin itu ?
       p (pa)
        p1       B

  p2       A                         C
                                                 V (liter)
                 0        V1                 V2

20.  Seorang pejalan kaki melakukan usaha 2,5.105 joule dalam suatu latihan rutin. Energi dalamnya berkurang 6,8.105 joule. Berapa kalor yang dia serap atau keluarkan ?

21.  Sebuah mesin carnot bekerja diantara dua sumber panas 287oC dan sumber dingin 107oC, jika mesin tersebut menyerap kalor 800 joule dari sumber panas. Tentukan jumlah kalor yang dibuang dari mesin ?

22.  Sebuah mesin carnot menggunakan sumber suhu tinggi 800 K mempunyai efisiensi 40%. Untuk menaikan efisiensi menjadi 50%. Berapa suhu sumber tinggi harus dinaikkan ?

23.  Sebuah kulkas memilki koefisien performansi 6,0. Jika suhu ruang di luar kulkas 28oC. Berapa suhu paling rendah di dalam kulkas yang dapat diperoleh ?
LISTRIK dan MAGNET (15%)
1.      Sebuah partikel bermuatan 5 μC diletakan pada garis hubung dan diantara partikel-partikel negatif bermuatan -9 μC dan -4 μC yang berjarak 50 cm satu sama lain. Dimana partikel 5 μC harus diletakan agar gaya coulombnya sama dengan nol ?

2.      Bola bermassa 1 gr dan bermuatan 1 μC, dilepaskan pada ketinggian 20 m di atas permuakaan tanah dalam medan listrik 3.104 N/C. Berapa kecepatan bola tersebut setelah bergerak sejauh 10 m ?

3.      Dua buah muatan listrik postif 5 μC dan 20 μC berjarak 1 m satu sama lain. Berapa jarak titik P dari muatan pertama sehingga menghasilkan kuat medan listrik sama dengan nol ?

4.      Dua buah muatan A dan B masing-masing 4 μC dan 6 μC, berjarak 4 cm. Berapa perubahan energi potensialnya terhadap kedudukan awal jika jaraknya diubah menjadi 8 cm ?

5.      Empat buah muatan listrik masing-masing 10 μC, 20 μC, -30 μC dan 40 μC ditempatkan pada titik sudut sebuah persegi panjang ABCD dengan sisi AB = 80 cm dan BC = 60 cm. Berapa potensial listrik pada titik tengah persegi panjang tersebut ?

6.      Sebuah bola bermassa 0,6 gram dimasukan ke dalam                             
ruangan dimana terdapat kuat medan listrik 900 N/C                              E       37o
     dengan arah horisontal, bola dalam keadaan seimbang
      pada posisi seperti gambar. Apa jenis muatan itu dan
      berapa besarnya ? ( sin 37º = 0,6)

7.      Konduktor dua keping sejajar jarak antar keping 4 cm, kemudian dihubungkan dengan baterai 240 volt sehingga kedua keping mendapatkan muatan yang sama tetapi berlawanan arah. Berapa kuat medan listrik homogen diantara kedua keping ?

8.      Sebuah konduktor bola berongga jari-jarinya 4 cm diberi muatan 0,2 μC. Titik A, B dan C berturut-turut 2 cm, 4 cm dan 6 cm dari pusat bola. Berapa potensial di titik A, B dan C ?

9.      Sebuah kapasitor dengan jarak pisah antar keping 1 mm diisi dengan udara, dan dimuati oleh baterai 12 v. Kemudian baterai dilepas dari kapasitor dan ruang antar keping diisi dengan minyak ( εr = 2,5 ). Berapa kapasitas, muatan, beda potensial dan kuat medan listriknya ?


10.  Tiga buah kapasitor masing-masing C1 = 3 μC, C2 = 2 μC dan C3 = 4 μC dipasang dengan cara C2 dipasang paralel dengan C3 kemudian diserikan dengan C1, dan dihubungkan dengan tegangan 12 volt. Berapa kapasitas pengganti, muatan tegangan pada C1 dan energi yang tersimpan pada C2 ?

11.  Seutas kawat panjangnya 100 m diameternya 2 mm, memiliki hambatan jenis 6,28.10-8 Ωm. Berapa kawat kedua dari bahan dan berat yang sama tetapi diameternya dua kali semula ?

12.  Kawat x dan y memiliki diameter yang sama, tetapi panjang x dua kali panjang y. Jika hambatan jenis x = ¼ hambatan jenis y. Berapa hasil bagi antara hambatan x dan y ?

13.  Dua buah hambatan listrik masing-masing R1 = 6 Ω dan R2 = 3 Ω dipasang secara paralel kemudian diserikan dengan R3 = 3 Ω dan dipasang pada teganghan 12 volt. Berapa tegangan pada R3 dan energi kalor yang muncul pada R1 selama 2 menit ?

14.  Sebuah alat pemanas air memiliki hambatan elemen 56 Ω dan dihubungkan dengan arus listrik 2 A, kemudian digunakan untuk memanaskan 1 liter air (kalor jenis 4200 J/KgoC dan massa jenisnya 1000 kg/m3) yang bersuhu 27oC. Berapa waktu yang diperlukan untuk memanaskan air tersebut sampai suhunya mencapai 59oC ?

15.  Sebuah rumah keluarga menyewa listrik PLN sebesar 2000 watt dengan tegangan 240 volt. Jika rumah itu menggunakan lampu 200 v, 50 watt untuk penerangan. Berapa jumlah maksimum lampu yang dapat dipasang pada rumah itu ?

16.  Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 v mempunyai hambatan 20 Ω, jika kompor itu digunakan untuk memanaskan 1 liter air bersuhu 10oC. Berapa suhu akhir air setelah dipanaskan selama 10 menit ? (kalor jenis 4200 J/KgoC dan massa jenisnya 1000 kg/m3)

17.  Dua kawat lurus panjang dan sejajar berjarak 0,2 m dialiri arus listrik dengan arah berlawanan masing-masing 5 A dan 10 A. Berapa kuat medan magnet di titik yang terletak di tengah-tengah antara kedua kawat tersebut ?

18.  Dua kawat lurus dan panjang sejajar berjarak 15 cm, dialiri arus listrik yang sama arah masing-masing 8 A dan 4 A.  Tentukan titik yang menghasilkan kuat medan magnetnya nol yang berada diantara kedua kawat tersebut !

19.  Dua kawat panjang P dan Q dipisahkan pada jarak 4 cm dan dialiri arus listrik dengan arah yang sama masing-masing 2 A dan 4 A, lihat gambar. Berapa gaya persatuan panjang yang disebabkan oleh kedua kawat tersebut ?
I1 = 2 A              I2 = 4 A


 

  4 cm

20.  Sebuah proton dengan energi kinetik 33,4 pJ (pikojoule) bergerak tegak lurus memasuki suatu daerah medan magnet homogen 0,25 T yang terdapat dalam sebuah kamar gelembung. Berapa jari-jari busur lingkaran yang ditempuh proton? (mp = 1,67.10-27kg, qe = 1,6.10-19C)

21.  Sebuah elektron dengan tenaga kinetik sebesar 5000 eV memasuki daerah bermedan magnet homogen sebesar 200 gauss (1 gauss = 10-4 T) yang tegak lurus terhadap arah geraknya. Berapa jari-jari lintasan elektron tersebut dalam medan magnet ?

22.  Sebuah kawat lingkaran dengan hambatan 6 ohm diletakan dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu dinyatakan dengan persamaan : Ф = (t + 4)3 dengan Ф dalam weber dan t dalam sekon. Berapa kuat arus yang mengalir melalui pada kawat saat t = 2 sekon ?

23.  Sebuah kumparan jari-jarinya 5 cm terdiri 40 lilitan diletakan tegak lurus dalam medan magnet yang mengalami perubahan 0,3 tesla dalam selang waktu 0,02 s. Berapa ggl induksinya antara ujung-ujung kumparan ?

24.  Sebuah trafo step down dengan efisiensi 80% mengubah tegangan 1000 v menjadi 80 v. Jika trafo dihubungkan dengan lampu 220 v ; 40 w. Baerapa kuat arus pada kumparan primer trafo ?

25.  Sebuah transformator digunakan untuk menyalakan sebuah lampu 140 w, 24 v dari suplai listrik 240 v, jika arus melalui kabel 0,7 A.  Berapa efisiensi trafo tersebut ?

26.  Sebuah trafo step up mempunyai efisiensi 80%, jira jumlah lilitan primer dan sekunder masing-masing 200 lilitan dan 400 lilitan dan daya yang diberikan pada bagian primer 1000 watt dan kuat arus 2 A. Berapa daya dan kuat arus sekunder ?

27.  Rangkaian RLC seri dengan R = 600 Ω. L = 2 H dan C = 10 μF dihubungkan sumber tegangan AC sebesar v = 100√2 sin 100t volt. Tentukan : impedansi, arus efektif sumber dan daya disipasi pada rangkaian !

28.  Sebuah induktor dan kapasitor masing-masing nilainya 20μH dan 4F dihubungkan secara seri dengan generator 60 Hz, 120 v. Berapa tegangan pada induktor tersebut ?

29.  Rangkain RLC seri dengan resistor R = 200Ω, induktor L = 5 H dan kapasitor C = 5 μF, kemudian rangkaian ini dihubungkan ke sumber tegangan AC 100 v. Berapa frekuensi resonansi rangkai tersebut ?


CAHAYA dan OPTIK (10%)
1.      Dua cermin datar masing-masing panjangnya 1,6 m disusun berhadapan, jarak antara kedua cermin 20 cm. Suatu berkas sinar jatuh tepat pada ujung salah satu cermin dengan sudut 30o. Berapa kali sinar terebut akan mengalami pemantulan setelah keluar dari pasangan cemin ?

2.      Seseorang berdiri di depan cermin datar sejauh x meter dan di belakangnya terdapat tembok, jika letak mata orang tersebut tepat pada pertengahan cermin setinggi 1 m dan jarak cermin ke tembok 21 meter. Berapa nilai x supaya orang tersebut dapat melihat seluruh lebar dinding yang berada di belakangnya ?

3.      Dimanakah sebuah benda harus diletakan di depan cermin cekung yang memiliki jari-jari 12 cm agar terbentuk bayangan 2 kali besar benda ( ada 2 kemungkinan ) ?

4.      Sebuah benda terletak di depan cermin cekung dengan jarak fokus 30 cm. Untuk mendapatkan bayangan tegak yang diperbesar 2 kali. Berapa cm jarak benda harus diletakan di depan cermin tersebut ?

5.      Cermin cekung dan cembung masing-masing dengan jari-jari yang sama 60 cm disusun saling berhadapan dengan sumbu utama berimpit dan berjarak 100 cm. Suatu benda setinggi 8 cm diletakan di tengah-tengah antar kedua cermin. Hitunglah letak dan ukuran bayangan akhir dibentuk oleh pemantulan pertama oleh cermin cembung kemudian cermin cekung !

6.      Sebuah benda diletakan pada sumbu utama berjarak 12 cm didepan lensa cembung yang mempunyai jarak fokus 10 cm. Dibelakang lensa tersebut diletakan lensa cekung yang mempunyai jarak fokus 25 cm. Tentukan letak dan sifat bayangan akhir jika jarak antara kedua lensa 50 cm !

7.      Sebuah lensa konvergen di udara mempunyai jarak fokus 25 cm, jika indeks bias lensa 1,5. Berapa jarak fokus lensa ketika dimasukan ke dalam air yang indek biasnya 4/3 ?

8.      Sebuah lensa konvergen di udara mempunyai jarak fokus 20 cm, lensa terbuat dari kaca yang indeks biasnya 1,6. Jika lensa tersebut dimasukan ke dalam zat cair sehingga jarak fokusnya menjadi 60 cm. Berapa indeks bias zat cair tersebut ?

9.      Sebuah lup memiliki kekuatan 20 dioptri. Seorang pengamat dengan jarak titik dekat 30 cm menggunakan lup tersebut. Tentukan perbesaran lup untuk :
a. mata berakomodasi maksimum             b. mata berakomodasi pada jarak 20 cm

10.  Sebuah mikroskop memiliki jarak fokus okuler 2,5 cm dan obyektif 1,2 cm jika jarak antara kedua lensa 23 cm. Tentukan perbesaran total mikroskop untuk :
a. mata berakomodasi maksimum             b. mata tidak berakomodasi

11.  Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dan okuler dengan jarak fokus masing-masing 0,8 cm dan 5 cm. Seseorang memasang preparat 10 mm didepan lensa obyektif untuk diamati tanpa akomodasi. Jika panjang preparat 0,5 mm dan titi dekat normal orang tersebut 25 cm. Berapa panjang obyek tersebut akan terlihat ?

12.  Sebuah teropong bintang memiliki jarak fokus lensa obyektif dan okuler masing-masing 150 cm dan 10 cm. Teropong ini digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh. Tentukan panjang dan perbesaran teropong tersebut untuk :
a. penggunaan normal                               b. mata berakomodasi maksimum

13.  Dua celah berjarak 0,2 mm disinari tegak lurus sehingga terjadi pita terang ketiga berjarak 7,5 mm dari terang pusat pada layar yang jaraknya 1 m dari celah. Berapa panjang gelombang yang digunakan ?

14.  Seberkas sinar monokromatik menyinari tegak lurus pada kisi yang terdiri 200 garis/cm, dengan sudut deviasi 30o. Berapa panjang gelombang yang digunakan jika pada layar terjadi garis terang orde kedua ?

15.  Pada suatu malam sebuah mobil menjauhi seseorang, jika kedua lampu dipisahkan sejauh 1,2 m, diameter lensa mata 7,0 mm dan panjang gelombangnya 660 nm. Berapa jauh jarak mobil tampak menyatu akibat pengaruh difraksi ?

FISIKA MODERN, FISIKA ATOM dan RELATIVITAS (10%)
1.      Sebuah lampu natrium berdaya 20 w berwarna kuning panjang gelobangnya 589 nm. Jika tetapan Plank 6,6.10-34 J.s dan kecepatan cahaya di udara 3.108 m/s. Berapa energi foton yang dipancarkan dan banyaknya foton setiap sekon ?

2.      Suatu permukaan logam disinari cahaya dengan panjang gelombang 300 nm. Jika fungsi kerja logam 2,46 eV. Tentukan :
    1. energi kinetik maksimum elektron yang dikeluarkan
    2. panjang gelombang ambang

3.      Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan kedua elektron dari atom Helium (He) pada keadaan tingkat dasar adalah 79 eV. Berapa energi yang dibutuhkan utnuk mengionisasi (melepaskan satu elektron) atom Helium tersebut ?

4.      Elektron atom hidrogen mengadakan transisi menghasilkan frekuensi terkecil pada deret Pashen. Jika energi elektron pada tingkat dasar -13,6 eV. Berapa energi yang dipancarkan pada saat itu ?

5.      Sebuah partikel yang bermassa 8.10-31 kg bergerak dengan kecepatan 1,5.107 m/s. Jika tetapan Plank h = 6,626.10-34 J.s. Berapa panjang gelombang partikel tersebut ?

6.      Sebuah elektron yang dipercepat melalui beda potensial 100 volt mempunyai laju 5,93.106 m/s. Jika me = 9,1.10-31 kg dan h = 6,626.10-34 J.s. Berapakah panjang gelombang de Broglie elektron tersebut ?

7.      Sebuah roket panjangnya 100 m ketika diam di bumi, kemudian diluncurkan dengan kecepatan 0,6c m/s. Berapa panjang roket pada saat bergerak menurut pengamat dibumi ?

8.      Sebuah kubus volumenya 2000 cm3 ketika diamati oleh seseorang yang diam. Berapa volume kubus menurut pengamat yang sedang bergerak dengan kecepatan 0,6c terhadap kubus dalam arah yang sejajar dengan salah satu rusuknya ?

9.       Sebuah elektron massanya me = 9,1.10-31 kg bergerak dengan kecepatan 0,96c. Berapa momentum yang dimiliki elektron yang sedang bergerak tersebut ?

10.  Jika energi proton adalah tiga kali energi diamnya dan massa proton mp = 1,67.10-27 kg dan c = 3.108 m/s. Berapa kelajuan dan energi kinetik proton (eV) ?

11.  Sebuah benda mempunyai massa diam 2 kg. Jika benda bergerak dengan kecepatan 0,6c. Berapa massa benda pada saat bergerak ?

12.  Jika c adalah kelajuan cahaya di udara, agar massa benda menjadi 125% nya dari massa diam. Berapa kecepatan benda tersebut ?

13.  Jika energi total sebuah proton adalah 4 kali energi diamnya. Berapa kelajuan proton tersebut dalam c ?

14.  Daya yang dipancarkan matahari ke bumi adalah 1,5.1016 w. Berapa massa materi yang diproses di matahari untuk menyinari bumi dalam waktu 1 hari ?



Tidak ada komentar:

Poskan Komentar