Soal dan Pembahasan Fisika UN SMA 2017 No.31-40

July 01, 2018

Berikut ini adalah Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA 2017 No. 31-40.

Fisika UN SMA No. 31
Daya yang dihasilkan dari bunyi mesin diesel pada jarak R sebesar 10π watt dan intensitas bunyi yang terdengar sebesar 70 dB. "Intensitas ambang bunyi

10^{- 12} w a t t . m^{- 2}

$10^{-12} \ watt.m^{-2}$ , maka jarak R tersebut dari mesin diesel adalah"…
A. 0,5 km
B. 1,0 km
C. 1,5 km
D. 2,5 km
E. 3,0 km
Pembahasan:
TI = 70 dB dan

I_{o} = 10^{- 12}

$I_o = 10^{-12}$ , maka:

\begin{matrix} T I & = 10. log \frac{I}{I_{o}} 70 & = 10. log \frac{I}{10^{- 12}} \frac{70}{10} & = log \frac{I}{10^{- 12}} 7 & = log \frac{I}{10^{- 12}} log 10^{7} & = log \frac{I}{10^{- 12}} 10^{7} & = \frac{I}{10^{- 12}} I & = 10^{7} {.10}^{- 12} I & = 10^{- 5} w a t t / m^{2} \end{matrix}

$\begin{align} TI &= 10.\log \frac{I}{I_o} \\ 70 &= 10.\log \frac{I}{10^{-12}} \\ \frac{70}{10} &= \log \frac{I}{10^{-12}} \\ 7 &= \log \frac{I}{10^{-12}} \\ \log 10^7 &= \log \frac{I}{10^{-12}} \\ 10^7 &= \frac{I}{10^{-12}} \\ I &= 10^7.10^{-12} \\ I &= 10^{-5} \ watt/m^2 \end{align}$

\begin{matrix} I & = \frac{P}{A} I & = \frac{P}{4 π R^{2}} 10^{- 5} & = \frac{10 π}{4 π R^{2}} R^{2} & = \frac{10 π}{4 π . 10^{- 5}} R^{2} & = 250000 R & = 500 m e t e r R & = 0, 5 k m \end{matrix}

$\begin{align} I &= \frac{P}{A} \\ I &= \frac{P}{4\pi R^2} \\ 10^{-5} &= \frac{10\pi}{4\pi R^2} \\ R^2 &= \frac{10\pi}{4\pi . 10^{-5}} \\ R^2 &= 250000 \\ R &= 500 \ meter \\ R &= 0,5 \ km \end{align}$
Jawaban: A

Fisika UN SMA No. 32
Seberkas cahaya dilewatkan pada kisi difraksi dengan 200 celah.cm-1, akan dihasilkan garis pita terang kedua pada layar berjarak 6 mm dari terang pusat. "Kisi difraksi kemudian diganti dengan 500

c e l a h . c m^{- 1}

$celah.cm^{-1}$ , maka jarak pita terang ke 6 pada layar mempunyai jarak dari terang pusat adalah"…
A. 6 mm
B. 12 mm
C. 16 mm
D. 24 mm
E. 45 mm
Pembahasan:

\frac{P d}{L} = n λ

$\frac{Pd}{L} = n\lambda$ karena

d = \frac{1}{N}

$d = \frac{1}{N}$ maka

\frac{P}{N L} = n λ

$\frac{P}{NL} = n\lambda$ .
Keterangan:

P

$P$ = jarak pita terang ke terang pusat.

N

$N$ = kisi difraksi

Baca Juga

L

$L$ = jarak layar ke kisi

n

$n$ = orde pita terang

λ

$\lambda$ = panjang gelombang
Perhatikan bahwa dalam hal ini

λ

$\lambda$ dan

L

$L$ adalah tetap, sehingga:

\frac{P_{1}}{P_{2}} = \frac{N_{1} . n_{1}}{N_{2} . n_{2}}

$\frac{P_1}{P_2} = \frac{N_1.n_1}{N_2.n_2}$

\frac{6 \times 10^{- 3}}{P_{2}} = \frac{200 \times 2}{500 \times 6}

$\frac{6\times 10^{-3}}{P_2} = \frac{200 \times 2}{500 \times 6}$

P_{2} = \frac{500 \times 6 \times 6 \times 10^{- 3}}{200 \times 2}

$P_2 = \frac{500 \times 6 \times 6 \times 10^{-3}}{200 \times 2}$

P_{2} = 45 \times 10^{- 3} m e t e r = 45 m m

$P_2 = 45 \times 10^{-3} \ meter = 45 \ mm$
Jawaban: E

Fisika UN SMA No. 33
Perhatikan rangkaian berikut!

Besar daya hambatan 2 ohm adalah…

A. 2 watt

B. 4 watt

C. 5 watt

D. 6 watt

E. 9 watt

Pembahasan:

loop kiri:

4 I_{1} + 2 I_{3} - 4 = 0

$4I_1 + 2I_3 - 4 = 0$ .... (1)

4 I_{1} + 2 I_{3} = 4

$4I_1 + 2I_3 = 4$ .... (1)

I_{3} = I_{1} + I_{2}

$I_3 = I_1 + I_2$

I_{2} = I_{3} - I_{1}

$I_2 = I_3 - I_1$

loop kanan:

4 I_{2} + 2 I_{3} - 4 = 0

$4I_2 + 2I_3 - 4 = 0$

4 (I_{3} - I_{1}) + 2 I_{3} = 4

$4(I_3 - I_1) + 2I_3 = 4$

- 4 I_{1} + 6 I_{3} = 4

$-4I_1 + 6I_3 = 4$ .... (2)

Eliminasi persamaan (1) dan (2)

4 I_{1} + 2 I_{3} = 4

$4I_1 + 2I_3 = 4$

- 4 I_{1} + 6 I_{3} = 4

$-4I_1 + 6I_3 = 4$

----------------------- (+)

8 I_{3} = 8

$8I_3 = 8$

I_{3} = 1 A

$I_3 = 1 \ A$

Sehingga, daya pada hambatan

2 Ω

$2\Omega$ :

P = I_{3}^{2} R = 1^{2} .2 = 2 w a t t

$P = I_3^2R=1^2.2 = 2 \ watt$

Jawaban: A

Fisika UN SMA No. 34

Perhatikan gambar rangkaian 5 lampu berikut!

Lampu identik F dipasang pada kawat antara P dan Q. Bagaimana keadaan nyala lima lampu tersebut?

A. Lampu D dan E menyala lebih terang dari semula

B. Lampu A, B, C menyala lebih terang dari semula

C. Lampu D dan E menyala lebih terang dari pada A, B, dan C

D. Lampu D dan E lebih redup dari semula

E. Lampu D dan E terang, sama dengan keadaan awal.

Pembahasan:

Jika lampu identik F (hambatan R sama) dipasang pada kawat PQ, maka total hambatan di kawat PQ akan semakin besar, sehingga sesuai hukum Ohm

I = \frac{V}{R}

$I = \frac{V}{R}$ , hambatan semakin besar, arus yang mengalir akan semakin kecil sehingga lampu akan semakin redup.

Jawaban: D

Fisika UN SMA No. 35

Dua benda bermuatan listrik

Q_{1}

$Q_1$ dan

Q_{2}

$Q_2$ berjarak r cm menimbulkan gaya tolak-menolak sebesar 10 N. Kemudian muatan

Q_{1}

$Q_1$ digeser sehingga gaya yang timbul sebesar 40 N. Konstanta k = 9.109

N . m^{2} . C^{- 2}

$N.m^2.C^{-2}$ , maka muatan

Q_{1}

$Q_1$ harus digeser sebesar …

A. 1/2 r menjauhi

Q_{2}

$Q_2$

B. 1/2 r mendekati

Q_{2}

$Q_2$

C. 1 r menjauhi

Q_{2}

$Q_2$

D. 2r mendekati

Q_{2}

$Q_2$

E. 2r menjauhi

Q_{2}

$Q_2$

Pembahasan:

Gaya Coulomb

F = k . \frac{Q_{1} . Q_{2}}{R^{2}}

$F = k.\frac{Q_1.Q_2}{R^2}$

Tips dan Trik menghafalnya: "Gaya = kaQiQu perRih"

Fokus pada soal, ternyata kedua muatan tidak berubah, yang berubah adalah jarak (R), maka:

\begin{matrix} \frac{F_{1}}{F_{2}} & = \frac{k . \frac{Q_{1} . Q_{2}}{R_{1}^{2}}}{k . \frac{Q_{1} . Q_{2}}{R_{2}^{2}}} \frac{F_{1}}{F_{2}} & = \frac{R_{2}^{2}}{R_{1}^{2}} \frac{10}{40} & = \frac{R_{2}^{2}}{r^{2}} R_{2}^{2} & = \frac{10 r^{2}}{40} R_{2} & = \sqrt{\frac{10 r^{2}}{40}} R & = \frac{1}{2} r \end{matrix}

$\begin{align} \frac{F_1}{F_2} &= \frac{k.\frac{Q_1.Q_2}{R_1^2}}{k.\frac{Q_1.Q_2}{R_2^2}} \\ \frac{F_1}{F_2} &= \frac{R_2^2}{R_1^2} \\ \frac{10}{40} &= \frac{R_2^2}{r^2} \\ R_2^2 &= \frac{10r^2}{40} \\ R_2 &= \sqrt{\frac{10r^2}{40}} \\ R &= \frac{1}{2}r \end{align}$

karena gaya tolak-menolak setelah digeser semakin besar maka

Q_{1}

$Q_1$ digeser mendekati

Q_{2}

$Q_2$ .

Jawaban: B

Fisika UN SMA No. 36

"Sebuah elektron bermuatan q =

- 1, {6.10}^{- 19}

$-1,6.10^{-19}$ C dan bermassa m =

{9.10}^{- 31}

$9.10^{-31}$ kg", dilepaskan dari katoda menuju anoda di antara dua keping logam yang berjarak 80 cm dengan beda potensial antara dua keping 5000 volt. "Jika elektron bergerak dari keadaan diam maka gaya yang digunakan untuk menggerakkan elektron sampai di anoda adalah"…

{1.10}^{- 15}

$1.10^{-15}$ Newton

{2.10}^{- 15}

$2.10^{-15}$ Newton

{5.10}^{- 15}

$5.10^{-15}$ Newton

{8.10}^{- 15}

$8.10^{-15}$ Newton

{4.10}^{- 15}

$4.10^{-15}$ Newton

Pembahasan:

\begin{matrix} F & = q E = \frac{q V}{d} = \frac{1, 6 \times 10^{- 19} .5000}{8 \times 10^{- 1}} F & = 1 \times 10^{- 15} \end{matrix}

$\begin{align} F &= qE \\ &= \frac{qV}{d} \\ &= \frac{1,6 \times 10^{-19}.5000}{8\times 10^{-1}} \\ F &= 1 \times 10^{-15} \end{align}$

Jawaban: A

Fisika UN SMA No. 37

Perhatikan gambar berikut!

"Dua kawat lurus sejajar berarus listrik

i_{1}

$i_1$ = 2A dan

i_{2}

$i_2$ = 3A terpisah pada jarak a seperti pada gambar". Sebuah penghantar lurus yang lain (3) berarus listrik akan diletakkan sekitar kedua kawat sehingga kawat tersebut tidak mengalami gaya magnetik. Kawat (3) tersebut harus diletakkan pada jarak…

A. 0,5 a di kiri kawat (1)

B. a di kiri kawat (1)

C. 2 a di kiri kawat (1)

D. a di kanan kawat (2)

E. 2 a di kanan kawat (2)

Pembahasan:

Perhatikan sketsa gambar berikut:

F_{31} - F_{32} = 0

$F_{31}-F_{32} = 0$

F_{31} = F_{32}

$F_{31} = F_{32}$

\frac{μ_{o} . i_{1} . i_{3} . l}{2 π . a_{13}} = \frac{μ_{o} . i_{2} . i_{2} . l}{2 π . a_{23}}

$\frac{\mu_o.i_1.i_3.l}{2\pi.a_{13}} = \frac{\mu_o.i_2.i_2.l}{2\pi.a_{23}}$

\frac{2}{x} = \frac{3}{x + a}

$\frac{2}{x} = \frac{3}{x+a}$

3 x = 2 x + 2 a

$3x = 2x + 2a$

x = 2 a

$x = 2a$ di kiri kawat (1)

Jawaban: C

Fisika UN SMA No. 38

Sebuah trafo step down memiliki tagangan primer 220 volt dan tegangan sekunder 110 volt. Pada kumparan primer mengalir arus 3 A dan trafo memiliki efisiensi 60%, daya yang hilang akibat panas atau penyebab lainnya adalah…

A. 264 watt

B. 396 watt

C. 464 watt

D. 482 watt

E. 660 watt

Pembahasan:

η = \frac{V_{s} . I_{s}}{V_{p} . I_{p}}

$\eta = \frac{V_s.I_s}{V_p.I_p}$ x 100%

60%

= \frac{110. I_{s}}{220.3}

$= \frac{110.I_s}{220.3}$ x 100%

\frac{60}{100} = \frac{110. I_{s}}{660}

$\frac{60}{100} = \frac{110.I_s}{660}$

I_{s} = \frac{60 \times 660}{100 \times 110}

$I_s = \frac{60 \times 660}{100 \times 110}$

I_{s} = 3, 6 A

$I_s = 3,6 \ A$

Jawaban: A

Fisika UN SMA No. 39

Pada reaksi ini:

maka x adalah…

A. sinar

α

$\alpha$

B. sinar

β

$\beta$

C. sinar

γ

$\gamma$

D. sinar x

E. proton

Pembahasan:

Setarakan jumlah nomor atom dan nomor massa sebelum dan sesudah reaksi.

_{4}^{9} B e +_{2}^{4} x \Rightarrow_{6}^{1} 2 C +_{0}^{1} n

$_4^9 Be + _2^4x \Rightarrow _6^12C + _0^1n$

x

$x$ adalah inti helium atau sinar alfa.

Jawaban: A

Fisika UN SMA No. 40

"Peluruhan massa zat radiokatif X memenuhi grafik massa (m) terhadap waktu (t) seperti gambar berikut.

Berdasarkan grafik, konstanta peluruhan l zat radioaktif tersebut adalah"…

0, 116 s^{- 1}

$0,116 s^{-1}$

0, 230 s^{- 1}

$0,230 s^{-1}$

0, 345 s^{- 1}

$0,345 s^{-1}$

0, 560 s^{- 1}

$0,560 s^{-1}$

0, 693 s^{- 1}

$0,693 s^{-1}$
Pembahasan:

\begin{matrix} λ & = \frac{0, 693}{t_{1 / 2}} = \frac{0, 693}{6} = 0, 1155 s^{- 1} \approx 0, 116 s^{- 1} \end{matrix}

$\begin{align} \lambda &= \frac{0,693}{t_{1/2}} \\ &= \frac{0,693}{6} \\ &= 0,1155 s^{-1} \approx 0,116 s^{-1} \end{align}$

Jawaban: A

Baca juga: