f_pembahasan ps 5_fisika_superintensif sbmptn 2013.pdf
TRANSCRIPT
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 79
1 D
Bersamaan dengan pelepasan bola A, benda B
diberi kecepatan vertikal ke atas sebesar v dari
permukaan tanah. Percepatan gravitasi g.
Agar A dan B mencapai tanah pada saat yang
sama, harus dipenuhi hubungan :
BOLA B BOLA A
waktu melayang tB = tA
g
v.2t
t.g.t.v0
t.g.t.vh
2
21
2
21
oB
g
v.2h
g
v.4.g.h
t.g.h
2
2
2
21
2
21
2 C
pesawat tempur tua terbang mendatar
pada ketinggian : y = 500 m
dengan kecepatan ; vox = 540 km/jam = 150 m/s.
melepaskan sebuah bom ke sebuah kapal
yang melaju : vK = 72 km/jam = 20 m/s
(searah dengan pesawat).
percepatan gravitasi : g = 10 m/s2,
1. waktu jatuhnya bom : 2. Jarak jatuh bom
s10t
t.10.500
t.g.h
2
21
2
21
m1500x
10.150x
t.vx ox
3. jarak yang ditempuh kapal dalam waktu 10 s :
m200x
10.20x
t.vx
K
K
KK
4. pilot itu harus
melepaskan bom ketika
jarak mendatar antara
pesawat dan kapal
sebesar
m1300x
2001500x
xxx kapalbom
3 --- (soal mengikuti gambar)
Perhatikan langkah penyelesaian soal berikut :
1. Tentukan gaya normal masing-masing balok :
Balok 1 : balok 2 :
N100N
0WN
0F
1
11
y
N2080100N
0W53sinFN
0F
2
1o
2
y
2. Tentukan gaya gesek masing-masing balok :
Balok 1 : balok 2 :
N40f
1004,0f
Nf
1sm
1sm
11sm
N8f
204,0f
Nf
2sm
2sm
22sm
3. buktikan apakah benda bergerak ?atau diam?
N48N60
ff53cosF 2sm1smo
berarti benda bergerak karena gaya luarnya
(F cos 53o) lebih besar dari gaya gesek total
4. selanjtunya, tentukan gaya gesek kinetik
Balok 1 : balok 2 :
N20f
1002,0f
Nf
1K
1K
11K
N4f
202,0f
Nf
2K
2K
22K
5. dan, tentukan percepatan balok :
2
T2k1ko
TT
s/m8,120/36a
a2042060
amff53cosF
amF
6. maka, besar tegangan tali adalah:
N38T
8,11020T
amfT
amF
11k
11
HANYA BOLEH DIBERIKAN MULAI PEKAN KE-6
PROBLEM SET
FISIKA SUPERINTENSIF 2013
PEMBAHASAN
540 km/jam
x
72 km/jam
F = 100 N
53 10 kg
s = 0,4; k = 0,2
10 kg T F cos 53
o
F sin 53o
fg fg
N1 N2
W1 W2
A
B
h
-
80 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
4 D
Saat balok naik :
N3
50f
3
125)f25(
5505,1)f105(
mvmvS)f30sinmg(
EESF
EW
K
K
2
21
K21
212
1222
1K
o
1K2K
K
balok berhenti di atas kemudian turun kembali ke
dasar dengan lintasan yang sama ( S =1,5 m) :
saat balok turun :
s/m5v
5v
v3
5)
3
5025(
0v55,1)f105(
mvmvS)f30sinmg(
EESF
EW
2
22
22
222
1K2
1
212
1222
1K
o
1K2K
K
5 B
Balok A dan B berturut turut bermassa 3 kg dan
4 kg bergerak saling mendekati di atas lantai
kasar dengan koefisien gesek = 2/7.
Sesaat sebelum bertumbukan, kelajuan balok A
12 m/s dan balok B 2 m/s.
Gunakan hukum kekekalan momentum
(karena tumbukan tidak lenting maka kecepatan
balok A dan B setelah tumbukan sama)
s/m4'v
'v728
'v43)2(4123
'vmmvmvm AABBAA
di atas lantai kasar dengan koefisien gesek
= 2/7, Sesaat setelah bertumbukan hingga
akhirnya berhenti A dan B menempuh jarak
m8,2S
470S)107(
mv0S)f(
E'ESF
EW
2
21
72
2
21
k
kok
K
6 E
Di atas bukit : di bawah bukit :
R
mvFsp
2A
R
mvFsp
2B
R
mvNmg
2A
R
mvmg'N
2B
R
mv100200
2A
R
mv200'N
2B
Hubungkan titik A dan B dengan Hukum
kekekalan energi mekanik :
EPA + EKA = EPB + EKB 2
B212
A21
A mv0mvmgh
Jika persamaan di atas dibagi R, maka
menjadi :
R
mv0
R
mv
R
mgh2
B
21
2A
21A
Substitusikan gaya yang sentripetal di atas :
)200'N(0)100200(R
R220021
21
100'N5040021
N1100'N
R
A
B
W
W
N
N
30 WA sin 30o
fK
EK1
A
A
WA sin 30o
fK
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 81
7 C
Posisi pusat massa dari benda homogen berbentuk
seperti gambar berikut berada di sekitar
Pusat titik berat benda :
Benda x y Luas
persegi 7,5 7,5 225
segitiga 12,5 7,5 225/4
Karena titikberat sumbu-y sudah sama yaitu
7,5 cm, maka tidak perlu dicari. Yang perlu dicari
adalah titik berat pada sumbu-x
cm8,5225
5,122255,7x
AA
AxAx
A
Axx
4225
4225
o
21
2211o
Maka pusat titik berat benda adalah :
xo = 5,8 cm, yo = 7,5 cm dari sudut kiri bawah
8 D
Gaya-gaya arah sumbu Y :
)1........(10T4T4
2TT
0WsinTsinT
0F
21
54
254
1
21
Gaya-gaya arah sumbu-X :
)2.(..........75T3T3
3)5(2,0TT
RmcosTcosT
R
mvF
21
2
53
253
1
221
2
(1) dan (2) di eliminasi . Diperoleh hasil :
T1 = 13,75 N (tegangan tali bagian atas)
9 A
Gelembung udara gas ideal :
32
52
5
1
1o
2
2o
1
11
2
22
cm80V
280
14)40101000101(
320
V)101(
T
V)ghP(
T
VP
T
VP
T
VP
10 B
Sebuah tangki besar disi air ( = 1000 kg/m3).
Sebuah lubang kecil dibuat di dinding tangki pada
kedalaman 10 m sehingga air memancar keluar
dan jatuh di lantai pada jarak R dari kaki tangki.
Agar jangkauannya menjadi 2R, pada permukaan
air perlu diberi tekanan
Kecepatan air keluar :
s/m210v
10102v
gh2v
Jangkauan pancar R :
vR
tvR
Agar jangkauannya menjadi 2R, maka
v = 2v = 220 m/s
dengan manganggap kelajuan pada permukaan
bejana v1 = 0 dan ketinggian lubang h2 = 0,maka
pada permukaan air perlu diberi tekanan sebesar :
atm4Pa400000P
100000400000100000P
0)220(1000101101010000P
ghvPghvP
1
1
2
215
1
22
221
212
121
1
40 m
2
1
y
h = 10 m
H
R
y
h = 10 m
H
2R
P =
5 m
2 N 8 m
15
45 x (cm)
y (cm)
7,5
7,5 15 0
1/3 t = 2,5
(7,5 , 7,5)
-
82 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
11 C
Sebuah logam diukur dengan mistar baja
(baja = 11x10-6
/C) pada suhu 30oC. Panjangnya
ternyata 20 cm eksak.
Batang logam dan mistar baja dipanaskan
bersama-sama sampai suhu 230oC. Pada saat itu
jika logam diukur dengan mistar yang sama,
panjangnya menjadi 20,01 cm.
Koefisien muai panjang logam (dalam /oC) adalah
C/105,13
105,2)1011(
01,0)1011(20020
01,0)(TL
01,0)TLL()TLL(
01,0LL
o6L
66L
6L
mLo
mooLoo
mistarLogam
12 E
Sebuah kubus dengan volume V terbuat dari
bahan yang koefisien muai panjangnya . Jika
suhu kubus dinaikkan sebesar T, maka luasnya akan bertambah sebesar Volume : luas (1 sisi)
V = s3 A = s
2
A = V2/3
Pemuaian volume: Pemuaian luas (1 sisi)
T3VV
TVV
T2AV
TAA
Maka pemuaian luas total kubus :
TV12A
TA12A
T2A6A
A6A
3/2total
total
total
total
13 C
berdaya : P = 3,5 kW
m = 3 kg air
T = 30oC,
Waktu pemanasan : t = 20 menit.
kalor jenis air : c = 4,2 kJ/kg oC
kalor penguapan air : Lu = 2,3103 kJ/kg
titik didih air 100oC,
maka banyaknya air yang menguap adalah
Hukum kekekalan energi :
Energi listrik energi kalor
liter44,1kg44,12300
3318m
m23003318
m23008824200
2300m702,43)6020(5,3
mLTmcPt
QQW
ua
uapair
14 E
Sebuah balok es bermassa : m = 50 kg
dan suhu : 0C didorong di atas papan horizontal yang juga mempunyai suhu 0
oC.
sejauh : S = 21 m.
Ternyata 25 gram es mencair karena gesekan
kalor lebur es : Les = 80 kal/g,
koefisien gesekan adalah
8,0
215002,48025
SmgLm
SFLm
WQ
eses
eses
15 C
mesin panas yang efisiensinya : = 20 % memiliki daya keluaran : P = 5 kW.
Mesin ini membuang kalor : Q2 = 8000 J/siklus.
Energi yang diserap per siklus oleh mesin dan interval waktu per siklusnya adalah
Energi yang interval waktu
diserap : Q1 = tiap siklus ; t =
siklus/J10000Q
8,0Q
8000
Q
800012,0
Q
Q1
1
1
1
1
2
s4,0k5
k2t
k2tk5
k8k10tk5
QQtP
QQW
21
21
21 m
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 83
16 A
Seseorang yang tingginya 160 cm
posisi mata 10 cm dari ujung atas kepalanya
maka tinggi minimal cermin datar yang
dibutuhkan adalah (x = tinggi cermin)
cm60m6,010
6x
5,05,4
6
5,0
x
17 E
sinar datang dari suatu medium ke udara.
Jika sudut datang lebih besar daripada 60, maka sinar akan terpantul sempurna.
Hal ini berarti bahwa:
(3) sudut kritis = 60
(4) sudut bias maksimumnya = 90 (2) Indeks bias medium > indeks bias udara Pemantulan sempurna terjadi jika sinar dari
medium rapat ke medium renggang.
(1) Indeks bias medium = 2/3
3
2n
13n
90sin160sinn
rsinnisinn
rsinnisinn
m
21
m
oom
um
21
18 C
Seorang yang bermata rabun jauh (miopi) memiliki titik dekat : PP = 12 cm
titik jauh : PR = 17 cm.
Orang tersebut menggunakan kacamata sehingga
dapat melihat benda jauh dengan jelas. Apabila
jarak lensa kacamata ke (lensa) mata adalah 2 cm
jarak titik jauh ke lensa kacamata adalah
PR = 17 2 = 15 cm s = 15 cm
Selanjutnya tentukan kacamata yang digunakan.
dioptri15
100p
15
100100P
's
100
s
100P
jarak titik dekat ke kacamata
PP = 12 2 = 10 cm s = 10 cm
cm30s
10
100
s
100
15
100
's
100
s
100P
maka jarak titik dekat orang tersebut ketika
menggunakan kacamata adalah 30 cm dari
kacamatanya, atau 32 cm dari matanya.
19 D
Sebuah lup : P = +5 dioptri f = 100/P = 20 cm
digunakan untuk mengamati permukaan sehelai
daun dengan berakomodasi maksimum.
Lup dipegang pada jarak : d = 2 cm dari mata.
Perbesarannya adalah
kali15,21,0125,1M
20
21
20
25M
f
d1
f
ppM
max
max
max
20 B
Mikroskop
pembesaran total : M = 750x
fokus obyektif : fob = 0,40 cm.
panjang tabung : d = 20 cm,
bayangan akhir benda pada posisi tak terhingga,
sok = - sehingga sok = fok mata normal : pp = 25 cm
Panjang fokus okuler adalah (mendekati)
Persamaan (1) : persamaan (2) :
ok'ob
ok'ob
ok'ob
f20s
fs20
fsd
ok
'ob
ob
okob
'ob
ok
p
ob
'ob
f.30
ss
f
25
s
s750
f
p
s
sM
6 m
4 m 0,5 m
1,5 m
4,5 m
x 6 m
-
84 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
90o
Persamaan (3) :
4,0s
4,0.ss
fs
f.ss
'ob
'ob
ob
ob'ob
ob'ob
ob
Substitusi persamaan (2) ke persamaan (3)
ok'ob
'ob
'ob
ok
'ob
f124,0s
4,0s
4,0.s
f.30
s
Hasilnya di substitusikan ke persamaan (1)
cm5,1f
6,19f13
f124,0f20
f124,0s
ok
ok
okok
ok'ob
21 C
Perangko berada di dasar kaca kaca ke air :
cm8's
02/33/4
's
3/4
9
2/3
R
nn
's
n
s
n aKaK
benda kedua jaraknya : s=|s|+ 8 = 16 cm
air ke udara :
cm12''s
03/41
''s
1
16
3/4
R
nn
's
n
s
n auua
22 D
Interferensi lapisan tipis :
)terangmaxuntuk()k(rcosnd2
)gelapminuntuk(krcosnd2
21
yang berfungsi sebagai lapisan tipisnya adalah
udara (n=1)yang berada di antara dua keping kaca Sinar datang tegak lurus kaca (r = 0
o)
maka :
nm12002
2400d
60040cosd12 o
23 D
Dua sumber titik sefase yang dipisahkan oleh
jarak d = 5 m
panjang gelombang : = 2 m,
lingkaran berjari-jari : R = 20 m
Di sekeliling lingkaran akan terjadi interferensi
maksimum dan minimum. Maka
Interferensi :
Syarat maksimum :
L = k = k2 m Syarat minimum :
L = (k ) =(k ) 2 m
Dari gambar dapat dilihat dan disimpulkan :
Titik A : S1A = S2A L = 0 interf. MAX
Titik C : S1C = S2C L = 0 interf. MAX Titik B : S1B = 22,5 m dan S2B = 19,5 m
Maka L = 5 m interf. MINIMUM Titik D : S2B = 22,5 m dan S1B = 19,5 m
Maka L = 5 m interf. MINIMUM
24 C
Nilai Intensitas P1 : I1 = Io
Nilai Intensitas P2 : I2 =
o8
32oo2
12
212
I)30(cosII
cosII
Intensitas cahaya yang keluar dari susunan
polaroid t(P3) ersebut adalah : I3 =
o32
32oo8
33
223
I)60(cosII
cosII
air, n = 4/3
kaca, n = 1,5
8 cm
9 cm
d
G0 G1 G2 G3 G4
nm600
udara
D B
A
C
S1
5 m
20 m
S2
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 85
25 D
Dua bola kecil, masing-masing, membawa
muatan + 3C dan 12 C ditempatkan pada
jarak d satu dengan yang lain. Gaya listrik antara keduanya adalah F1.
2
2
22
211
d
k36
d
)12)(3(k
r
QkQF
Kedua bola tersebut kemudian dikontakkan
C5,42
)12()3(
2
QQ'Q'Q'Q 2121
dan kemudian dipisahkan pada jarak seperti
semula, yaitu d, dan gaya antar keduanya adalah
F2.
2
2
22
212
d4
k81
d
)5,4)(5,4(k
r
QkQF
Perbandingan F1/F2 adalah
9
16
81
436
d4
k81
d
k36
F
F
2
2
2
2
2
1
26 B
Sebuah muatan titik positif yang besarnya Q
diletakkan di titik asal, dan sebuah muatan lain
yang tidak diketahui jenis dan besarnya
diletakkan di titik (a, 0). Ternyata medan listrik di (2a, 0) adalah nol.
22
2
21
1
21
r
kQ
r
kQ
EE
QQ
a
Q
)a2(
Q
41
2
2
2
2
Karena titik (2a,0) medan listriknya nol maka,
medan listrik dari Q2 harus kekiri, berarti muatan
Q2 bernilai negatif (lihat gambar).
Medan listrik pada titik (3a, 0) adalah
222)0,a3(
2
41
2)0,a3(
22
2
21
1)0,a3(
21)0,a3(
a144
kQ7
a16
kQ
a9
kQE
)a2(
Qk
)a3(
kQE
r
kQ
r
kQE
EEE
27 D
Muatan titik +75C diletakkan di
sumbu-y pada titik (0, -4m) dan
muatan titik -50C pada titik (0, 4m). Tentukan koordinat y dari semua
tempat pada sumbu-y (tidak termasuk
di ) dimana potensial listriknya
adalah nol!
Titik pertama terletak Titik kedua terletak
diantara (0,-4) dan (0,4) diatas (0,4)
m2,3a
16a5
a216a3
a8
3
a
2
a8
75
a
50
r
kQ
r
kQ
VV
2
2
1
1
21
m16a
16a5
a216a3
a8
3
a
2
a8
75
a
50
r
kQ
r
kQ
VV
2
2
1
1
21
a = 3,2 m dari (0,4) a = 16 m dari (0,4)
berarti di titik (0, 0,8m) berarti di titik (0,20m)
maka jawabannya : hanya di 0,8 m dan 20 m
28 B
Dua buah muatan titik + 5 C dan + 2 C yang
mula-mula diam dan berjarak : r1 = 1 cm
Kedua muatan bergerak saling menjauhi karena
gaya tolak-menolak antara keduanya.
Pada saat jarak keduanya : r2 = 10 cm.
energi kinetik total keduanya adalah
joule1,8EK
10210510990EK
QkQ90EK
EKQkQ10QkQ100
EK1,0
QkQ0
01,0
QkQ
EKr
QkQmv
r
QkQ
EKEPEKEP
2
6692
212
22121
22121
22
21212
1
1
21
2211
(0,0)
Q1 Q2
(a,0) (2a,0)
E2 E1
(3a,0)
(0,-4) +75C
(0,4) 50C
(0,0)
Sumbu y
(0,0)
Q1 Q2
(a,0) (2a,0)
E2 E1
(3a,0)
-
86 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
29 E
Dua pelat konduktor sejajar dihubungkan dengan
sumber tegangan tetap.
medan listrik antara kedua pelat : E = 2000 N/C. Bila tegangan dijadikan dua kali semula dan jarak
antara kedua pelat dikurangi sehingga menjadi
1/5 jaraknya semula, besar medan listriknya
sekarang adalah
Medan Listrik diantara dua plat :
d
VE
Maka :
C/N20000E
10dV
dV2
2000
E
dV
dV
E
E
2
151
1
112
21
12
1
2
30 E
Spesifikasi lampu 40 W/20 V artinya lampu akan
menyala 40 W jika tegangan yang diberikan 20 V.
Jika V = 20 volt P = 40 watt
Jika V = 10 volt P = 10 watt
Jika V = 5 volt P = 2,5 watt
penjelasannya :
watt10'P
20
10
40
'P
V
'V
P
'P
VPR
VP
2
2
2o
2
o
22
watt5,2'P
20
5
40
'P
V
'V
P
'P
VPR
VP
2
2
2o
2
o
22
Tegangan di lampu C adalah 10 V Pc = 10 W
Tegangan di lampu A adalah 5 V PA = 2,5 W
Tegangan di lampu B adalah 5 V PB = 2,5 W
Daya total ketiga lampu adalah 15 watt
31 A
Suatu rangkaian seri-RLC
R = 10 ,
L = 0,1H XL = L = 1000,1 = 10 dan kapasitansi C.
tegangan AC : v = 2 sin (100t).
Faktor daya : cos = 1/2.
Tentukan impedansi rangkaian
210Z
Z
10
2
1
Z
Rcos
Tentukan reaktansi capasitif-nya
20X
10X10
100100200X10
X10100200
X1010210
XXRZ
C
C
2C
2C
2C
2
2CL
2
Kapasitansi dari rangkaian adalah
F500C
F105,020100
1
X
1C
C
1X
3
C
C
32 A
Jumlah garis gaya = fluks :
weber106
53 cos )1010(200,5
cos AB
3
o4-
37
20 cm
10 cm
B=0,5 T
X
Y
Z
40 W / 20 V
40 W / 20 V
40 W / 20 V
20 V 10 V C
A
B
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 87
33 A
Sistem koordinat
sumbu-y positif menunjuk ke arah Utara
sumbu-x positif menunjuk ke arah Timur. kawat lurus
dialiri arus : i = 12 A pada sb.y arah ke Utara.
muatan : q = +3C
bergerak kecepatan : v = 500 m/s ke Utara
Besar dan arah gaya pada muatan pada saat
melewati titik (6m, 2m) adalah
Baratarahke,N106F
90sin50010362
12104F
90sin50010362
12104F
sinqva2
iF
sinBqvF
10
o67
o67
o
arahnya (kaidah tangan kanan) : v = jempol utara
B = 4 jari masuk
Maka F = telapak ke arah Barat
34 B
Urutan daerah pada grafik yang menghasilkan
besar GGL induksi yang terinduksi pada loop dari
yang terkecil ke yang terbesar adalah
t
BA.N
t
B
= gradient garisnya
1342 t
B
t
B
t
B
t
B
35 C
peluru : mp = 60 gram = 0,06 kg
menumbuk sebuah balok : mb = 3,94 kg yang
terpasang di ujung pegas yang tidak bermassa di bidang datar licin.
Setelah tumbukan, peluru bersarang dalam balok.
Gunakan Hukum Kekekalan Momentum :
6
'v400v
'v4v06,0
'v94,306,00v06,0
'vmmvmvm
p
p
p
bpbbpp
Jika getaran harmonik yang terjadi
frekuensi : f = (30/) Hz amplitudo : A = 15 cm = 0,15 m
Tentukan kecepatan maksimum getaran :
s/m9/30215,0'vAv'v max
maka kecepatan peluru ketika menumbuk balok
adalah
s/m600v
6
9400
6
'v400v
p
p
36 D
Sebuah sistem pegas dengan konstanta k diberi
beban bermassa m hingga pegas bergetar
harmonis dengan periode T.
k
m2T
Jika pegas dipotong separuhnya k= 2k
dan diberi beban yang sama lalu digetarkan, maka
periodenya menjadi
T7,0'T
T22
T'T
k2
m2
'k
m2'T
21
licin
(utara)
v
sb.x+
(Timur)
sb.y
6
2
B (masuk)
sb.x
(Barat)
-
88 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
37 B
Sebuah gelombang berdiri memiliki persamaan
)t1000cos(x3
20sinAy
, dengan x, y
dalam meter dan t dalam sekon.
Dari persamaan gelombang diatas dapat diperoleh panjang gelombang.
cm30m3,02
k
2
xsinAy
320
Amplitudo A/2 terjadi sudut fase =
oooo
21
320
st
330;210;150;30
sinAA
xsinAA
Beda fase terkecil atau terdekat adalah ooo 60150210
Maka jarak paling dekat antara dua titik berurutan
pada dawai yang amplitudonya A/2 adalah
cm530
360
60
360x
o
o
o
38 D
sumur air berdinding vertikal beresonansi dengan
nada berfrekuensi 8 Hz dan tidak beresonansi
dengan nada berfrekuensi di bawah 8 Hz. sumur = pipa organa tertutup
fo(POT) = 8 Hz (nada dasar)
Bila kecepatan bunyi di udara 340 m/s,
sumur tersebut memiliki kedalaman
m625,1084
340L
f4
vL
L4
vf
oo
39 E
Bunyi sebuah motor Bunyi sebuah mesin
vespa adalah 50 dB bajaj adalah 60 dB
Maka intensitasnya : Maka intensitasnya :
o5
o
5
o
o
I10I
I
Ilog10log5
I
Ilog1050
I
Ilog10TI
o6
o
6
o
o
I10I
I
Ilog10log6
I
Ilog1060
I
Ilog10TI
Maka bunyi 10 buah motor vespa dan 9 buah
bajaj yang mesinnya dinyalakan secara bersamaan
adalah.
Intensitas total :
Itotal = 10 Ivespa + 9 Ibajaj
Itotal = 10 (105Io)+ 9 (10
6Io)
Itotal = (106Io ) + (9x10
6Io)
Itotal = 10x106
Io =107 Io
Maka taraf intensitasnya :
dB70TI
10log10TI
I
I10log10TI
I
Ilog10TI
7
o
o7
o
40 C
Dua buah mobil mempunyai frekuensi bunyi
klakson yang sama mobil pertama sedang diam
sedang mobil kedua bergerak mendekatinya
dengan kecepatan 12 m/s.
(misalkan mobil pertama sebagai pendengar dan
mobil kedua sebagai sumber)
328
340
12340
340
f
f
vv
v
f
f
K
p
ps
p
sehingga terdengar pelayangan oleh pendengar
mobil pertama sebesar 6 Hz. Frekuensi klakson adalah ... Hz
Hz164f
f328
12ff
328
3406
fff
K
KKK
Kppel
P S
vS = 12 m/s diam
mobil 1 mobil 2
-
PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI 89
41 E
Relativitas (momentum relativistik) :
Tumbukan Hukum kekekalan momentum
12
5
36
15'v
'v9
1
'v9
4
15
1
'v9
1
'v4
1
'v50
8,0
c6,05
1
'vm
1
'vm
1
vm
1
vm
'p 'ppp
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
c
v
c
v
c
v
2
c
v
1
c
v
2o
c
v
1o
c
v
2o
c
v
1o
2121
dengan menggunakan segitiga :
c13
5 v': maka
12
5
x
y
r
y
x
r
42 B
h = konstanta Planck ; c = kecepatan cahaya
mo = massa diam ; K = energi kinetik K
panjang gelombang de Broglie-nya dapat
dinyatakan sebagai
p
h cari p dengan menggunakan relativitas
)cm2K(K
hc
:Broglie de gelombang panjang maka
)E2K(Kpc
)pc(KE2K
)pc(EEKE2K
)pc(E)EK(
:sehingga
)pc(EEdan
EKE
2o
o
2o
2
22o
2oo
2
22o
2o
22o
2
o
43 C
Bola lampu : 100W/220V
tegangan : V = 220 V maka dayanya P = 100 W
jejari kawat : r = 0,2 mm
panjang kawat : = 30 cm.
konstanta stefan = 5,510-8
W/m2K
4 dan
emisivitas wolfram : e = 1/, maka suhu kawat pijar adalah
K1015T
10151066
100T
T105,5)3,0102,02(100
T)r2(ewP
TeAwP
3
12124
4831
4
4
41
44 C
spektrum sinar-X tabung sinar-X
target tungsten sebagai target.
1 adalah minimum sinar-X bremstrahlung
nilai 1 dipengaruhi oleh tegangan kerja
tabung sinar-X dengan persamaan :
eV
hc
2 dan 3 adalah karakteristik sinar-X
2 adalah panjang gelombang K-
3 adalah panjang gelombang K-
2 , 3 ditentukan berdasarkan bahan target yang digunakan.Sehingga bila tegangan kerja
tabung sinar-X dikecilkan, perubahan yang
terjadi pada hanya 1yaitu 1 bertambah,
sedangkan 2 dan 3 tetap
x
y r
v
Intensitas
2 3 1
-
90 PEMBAHASAN PS 5 FISIKA, PROGRAM SUPERINTENSIF SBMPTN 2013, NURUL FIKRI
+
45 B
konstanta Planck : h = 6,6 10-34
Js,
muatan elektron : e = 1,6 10-19
C,
kelajuan cahaya : c = 3 108 m/s,
maka agar dihasilkan spektrum kontinu dari sinar-
X dengan panjang gelombang minimum :
= 0,1 nm beda potensial listrik yang harus diberikan pada
elektron adalah :
volt12375V
volt10375,12V
1010375,12V
101106,1
103106,6
e
hcV
3
2926
1019
834
46 D
Pada efek foto listrik, energi fotoelektron
bertambah dengan bertambahnya intensitas
cahaya yang datang, SALAH
Energi fotoelektron bergantung pada frekuensi
cahaya
Berkas cahaya dengan intensitas yang kuat
menghasilkan fotoelektron lebih banyak dari pada
berkas yang intensitasnya lemah pada frekuensi
sama , BENAR
Intensitas bergantung pada jumlah foton cahaya
sehingga mempengaruhi jumlah fotoelektron yang
keluar dari permukan logam.
INGAT : Energi elektron dipengaruhi frekuensi cahaya
Jumlah elektron dipengaruhi intensitas cahaya.
47 C
Massa benda : MA = 289MB
energi kinetik yang sama.
de Broglie partikel A = 0,2 nm,
de Broglie partikel B adalah
mK2
h
mv
h
p
h
m
1
de Broglie partikel B adalah
nm4,3
17m
m289
2,0
m
m
B
B
BB
B
A
A
B
48 B
Arus akibat perputaran 1 elektron :
r2
vee
t
ei
vs
32
42
mr4
ke
mr
ke
r2
ei
Karena bergerak melingkar, maka berlaku :
Gaya sentripetal
mr
kev
r
mv
r
ke
r
mvF
2
22
2
2
sp
49 D
inti U-238 yang dalam keadaan diam
memancarkan partikel alfa.
EK1 adalah energi kinetik partikel alfa
EK2 adalah energi kinetik inti anaknya, 234
904
2238
92 XU
Berlaku hukum kekekalan momentum, sehingga
Xpp
Jika m2
pE
2
K , maka m
1EK
maka EK1/EK2 =...
4
234
m
m
EK
EK
1
2
2
1
50 C
Waktu paruh 2760 Co : T1/2 = 5,25 tahun.
1 tahun = 3 x 107 detik
aktivitas A = 1 Ci
1 Ci = 3,7 x 1010
Bq
Massa Co6027 adalah...
kg103,8m
gram103,8m
10325,5
7,01002,6
60
m107,31
T
2lnN
Mr
mA
NA
7
4
7
2310
2/1A
U
X He
2 1