Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan Ujian Nasional Fisika SMA 2009 Kode Soal P45 No. 21-30 Tahun Pelajaran 2008/2009

Soal No. 21
Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m.s−1 mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan sumber bunyi di udara 340 m.s−1, maka perbandingan kedua frekuensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan saat menjauhi sumber adalah ...
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34

Pembahasan
Efek Doppler gelombang bunyi:
Saat orang mendekati sumber → vp = + 10 m/s, vs = 0 → fp1
Saat orang menjauhi sumber → vp = − 10 m/s, vs = 0 → fp2


Soal No. 22
Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada kisi difraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm dan sudut deviasi sinar 30o maka banyaknya garis terang yang terjadi pada layar adalah ...
A. 24
B. 25
C. 26
D. 50
E. 51

Pembahasan
Difraksi pada Kisi , jangan lupa ubah satuan ke meter:
d sin θ = nλ dengan d = 1/N → N = banyaknya kisi
((1/400) x 10−2)(1/2) = n(500 x 10−9)
n = 25

Soal No. 23
Taraf intensitas satu ekor lebah yang berdengung adalah 10 dB. Jika bunyi dengung masing- masing lebah tersebut dianggap identik dan intensitas ambang pendengaran manusia 10−12 Wm−2 maka intensitas bunyi dengung 1000 lebah adalah ...
A. 10−8 Wm−2
B. 10−7 Wm−2
C. 10−6 Wm−2
D. 10−5 Wm−2
E. 10−4 Wm−2

Pembahasan
Taraf Intensitas Bunyi oleh Beberapa Sumber Bunyi yang Identik
TIn = TI1 + 10 log n
dengan n adalah banyaknya sumber dan TI1 adalah Taraf Intensitas untuk satu sumber.
TI1000 = 10 + 10 log (1000) = 10 + 30 = 40 dB
Hubungan Taraf Intensitas dan Intensitas bunyi:
TI = 10 Log (I/Io)
40 = 10 Log (I/10−12)
I/10−12 = 104
I = 10−8 W/m2

Soal No. 24
Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskop, dengan data seperti diagram berikut:



Perbesaran mikroskop adalah ...
A. 30 kali
B. 36 kali
C. 40 kali
D. 46 kali
E. 50 kali

Pembahasan
Jarak bayangan dari lensa obyektif adalah:
1/s'ob = 1/fob1/sob
1/s'ob = 1/11/1,2
1/s'ob = (12 − 10)/12
s'ob = 6 cm

Dari panjang mikroskop d = 10 cm
d = s'ob + sok
10 = 6 + sok → sok = 4 cm

Mencari jarak akomodasi anak:
1/s'ok = 1/fok1/sok
1/s'ok = 1/51/4
1/s'ob = (4 − 5)/20
s'ok = − 20 cm
Anak berakomodasi pada jarak X = 20 cm

Perbesaran mikroskop:
M = ( s'ob/sob )( PP/fok + PP/X )
M = (6/1,2)(25/5 + 25/20 ) = (5)(5 + 1,25) = (5)(6,25) = 31,25 kali

Jika maksud soal adalah anak berakomodasi maksimum ( X diisi dengan PP = 25 cm) maka:
M = ( s'ob/sob )( PP/fok + 1 )
M = ( 6/1,2)(25/5 + 1) = (5)(6) = (5)(6) = 30 kali

Soal No. 25
Tiga muatan listrik disusun seperti gambar.



Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik muatan Q1 dan Q2, maka nilai x adalah ...
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 6 cm
D. 7 cm
E. 8 cm

Pembahasan
Agar bebas dari pengaruh gaya listrik, maka kuat medan dari muatan 1 harus sama dengan kuat medan dari muatan 2 dengan arah yang berlawanan:


Soal No. 26
Perhatikan gambar di bawah ini!



Jika sebuah muatan +Q terletak antara A dan B, dimanakah muatan +Q harus diletakkan sehingga gaya coulumb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B
B. 4 cm dari muatan B
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
E. 6 cm dari muatan A

Pembahasan
Misal posisi muatan + Q sejauh x di kanan A (di antara A dan B)

Posisi muatan adalah 3 cm dari A atau dari B sejauh 6 cm.

Soal No. 27
Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada gambar!



Besar kuat arus I1 adalah ...
A. 0,25 A
B. 0,30 A
C. 0,36 A
D. 0,45 A
E. 0,50 A

Pembahasan
Misal loop 1(AFEBA), loop 2 (CDEBC)
Arus F ke E = I1, arus D ke E = I2, arus E ke D = I3 :
Dengan I3 = I1 + I2
Persamaan Loop I:
Σ ε + Σ IR = 0
−:6 + 2I1 + 2I3 = 0
2I1 + 2I1 + 2I2 = 6
4I1 + 2I2 = 6

Persamaan Loop 2
−8 + 1I2 + 2 I3 = 0
I2 + 2I1 + 2I2 = 8
2I1 + 3I2 = 8
Gabung Persamaan 1 dan 2:
4I1 + 2I2 = 6 | x 3 |
2I1 + 3I2 = 8 | x 2 |

12I1 + 6I2 = 18
4I1 + 6I2 = 16 _
8I1 = 2
I1 = 0,25 A

Soal No. 28
Kapasitas kapasitor keping sejajar yang diberi muatan dipengaruhi oleh:
(1) konstanta dielektrik
(2) tebal pelat
(3) luas pelat
(4) jarak kedua pelat
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (2)
B. (1) dan (2)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (2)
E. (1), (3) dan (4)

Pembahasan
Menentukan kapasitas kapasitor keping sejajar adalah dari ciri fisiknya, bukan dari muatan yang tersimpan di dalamnya ataupun tegangannya, seperti sebuah ember kapasitasnya tidak tergantung air ataupun minyak yang ditaruh dalam ember tapi dari ukuran fisiknya / diameter, tinggi. Ember dengan kapasitas 10 liter meskipun diisi air hanya 2 liter tetap saja kapasitasnya 10 liter:
C = kAεo / d
dimana :
k = konstanta dielektrik (bahan penyisip)
A = luas pelat
d = jarak kedua plat
εo = permitivitas udara
Sehingga (1), (3) dan (4) benar.

Soal No. 29
Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar!



Kuat arus terukur amperemeter adalah...
A. 0,1 A
B. 0,5 A
C. 1,0 A
D. 1,5 A
E. 3,0 A

Pembahasan
Listrik arus searah
Σ ε + Σ IR = 0
− 1,5 + I(1,4 + 0,1) = 0
I = 1 A

Soal No. 30
Sebuah kumparan dan 500 lilitan diletakkan di dalam medan magnet yang besarnya berubah terhadap waktu. Jika kumparan mengalami perubahan fluks magnet dari 0,06 T menjadi 0,09 T dalam waktu 1 s, maka GGL induksi yang dihasilkan kumparan adalah ...
A. 1,5 V
B. 3,0 V
C. 6,0 V
D. 9,0 V
E. 15 V

Pembahasan
GGL induksi yang dihasilkan sebuah kumparan akibat perubahan medan magnet:
ε = N (Δ φ/Δ t)
ε = 500 ( 0,03/1 )
ε = 15 volt

Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan Ujian Nasional Fisika SMA 2009 Kode Soal P45 No. 21-30 Tahun Pelajaran 2008/2009

Soal No. 21
Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m.s−1 mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan sumber bunyi di udara 340 m.s−1, maka perbandingan kedua frekuensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan saat menjauhi sumber adalah ...
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34