Kumpulan Soal Fisika SMA Beserta Pembahasan Lengkap Transformasi Energi, Gaya Gesek, Induktansi, dan Pembahasan Lainnya

byphysicsfun •
0

Nomor 1

Sebuah balok meluncur pada sebuah permukaan miring dengan kelajuan tetap. Transformasi energi yang terjadi adalah ....

  • A. energi potensial → energi kinetik
  • B. energi kinetik → energi potensial
  • C. energi potensial → energi termal
  • D. energi kinetik → energi termal
  • E. energi termal → energi kinetik
Nomor 2

Sebuah kotak diletakan pada bak mobil terbuka yang sedang mulai bergerak dengan percepatan 6 m/s². Massa kotak adalah 40 kg.

Ilustrasi soal fisika yang menampilkan sebuah kotak abu-abu di atas bak truk terbuka yang bergerak ke kanan

Jika koefisien gesekan statik dan kinetik antara lantai bak terbuka dan kotak berturut-turut adalah 0,8 dan 0,5, maka gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka pada kotak adalah sebesar ....

  • A. 120 N
  • B. 160 N
  • C. 200 N
  • D. 240 N
  • E. 320 N
Nomor 3

Sebuah batu dengan massa m diikatkan pada ujung tali yang panjangnya l dan kemudian diputar dengan laju sudut ω hingga lintasan batu berbentuk lingkaran pada bidang horizontal dan tali membentuk sudut θ terhadap vertikal (lihat gambar).

Diagram ayunan konis menampilkan sebuah batu bermassa m diikat pada tali sepanjang l yang berputar membentuk lintasan lingkaran horizontal dengan sudut teta terhadap garis vertikal.

Laju sudut batu adalah sebesar ....

  • A. \(\omega = \sqrt{\frac{g}{l \sin \theta}}\)
  • B. \(\omega = \sqrt{\frac{g \sin \theta}{l}}\)
  • C. \(\omega = \sqrt{\frac{g}{l \cos \theta}}\)
  • D. \(\omega = \sqrt{\frac{g \cos \theta}{l}}\)
  • E. \(\omega = \sqrt{\frac{l}{g \cos \theta}}\)
Nomor 4

Sebuah pemancar radio dioperasikan pada frekuensi 1 MHz dengan rangkaian osilasi mempunyai kapasitansi 200 pF. Besar induktansi rangkaian tersebut adalah ....

  • A. 140 \(\mu\text{H}\)
  • B. 127 \(\mu\text{H}\)
  • C. 114 \(\mu\text{H}\)
  • D. 101 \(\mu\text{H}\)
  • E. 88 \(\mu\text{H}\)

Jawaban Soal : B. 127 \(\mu\text{H}\)

Cara Pembahasan Soal:

  1. Identifikasi Nilai Diketahui:

    Frekuensi (\(f\)) = \(1 \text{ MHz} = 10^6 \text{ Hz}\)

    Kapasitansi (\(C\)) = \(200 \text{ pF} = 200 \times 10^{-12} \text{ F} = 2 \times 10^{-10} \text{ F}\)

  2. Gunakan Rumus Frekuensi Resonansi LC:

    \(f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)

    Kuadratkan kedua ruas:

    \(f^2 = \frac{1}{4\pi^2 LC}\)

    \(L = \frac{1}{4\pi^2 f^2 C}\)

  3. Hitung Nilai Induktansi (\(L\)):

    Gunakan pendekatan \(\pi^2 \approx 10\):

    \(L = \frac{1}{4 \times 10 \times (10^6)^2 \times (2 \times 10^{-10})}\)

    \(L = \frac{1}{40 \times 10^{12} \times 2 \times 10^{-10}}\)

    \(L = \frac{1}{80 \times 10^2} = \frac{1}{8000} \text{ H}\)

    \(L = 0,000125 \text{ H} = 125 \text{ }\mu\text{H}\)

    Nilai yang paling mendekati dengan perhitungan eksak menggunakan \(\pi \approx 3,1416\) adalah 127 \(\mu\text{H}\).

Nomor 5

Perhatikan rangkaian pada gambar. Besar tegangan listrik antara titik a dan b adalah ....

Diagram rangkaian listrik seri antara titik a dan b yang terdiri dari resistor R1 sama dengan 100 Ohm, resistor R2 sama dengan 700 Ohm, arus listrik I sama dengan 0,01 Ampere mengalir ke kanan, serta sebuah sumber tegangan epsilon sama dengan 3 Volt.

  • A. 8 Volt
  • B. 7 Volt
  • C. 6 Volt
  • D. 5 Volt
  • E. 4 Volt

Jawaban: D. 5 Volt

Cara Pembahasan Soal :

  1. Identifikasi Nilai Diketahui:

    Arus (\(I\)) = \(0,01 \text{ A}\) (mengalir dari a ke b)

    Hambatan total (\(R_{\text{total}}\)) = \(R_1 + R_2 = 100 \text{ }\Omega + 700 \text{ }\Omega = 800 \text{ }\Omega\)

    GGL (\(\varepsilon\)) = \(3 \text{ Volt}\) (ketika berjalan dari a ke b, kita menemui kutub panjang/positif terlebih dahulu)

  2. Gunakan Hukum Kirchhoff untuk Tegangan (\(V_{ab}\)):

    \(V_{ab} = \Sigma I \cdot R + \Sigma \varepsilon\)

    \(V_{ab} = (0,01 \times 800) + 3\)

    \(V_{ab} = 8 - 3\)

    \(V_{ab} = 5 \text{ Volt}\)

Nomor 6

Pada model atom hidrogen, sebuah elektron bergerak mengelilingi sebuah proton. Jika jari-jari orbit elektron 5,3 × 10-11 m maka laju elektron adalah ....

  • A.   8,76 × 106 ms-1
  • B.   6,57 × 106 ms-1
  • C.   4,36 × 106 ms-1
  • D.   2,19 × 106 ms-1
  • E.   1,09 × 106 ms-1
Nomor 7

Frekuensi ambang untuk emisi fotolistrik pada kalsium adalah 7,7 × 1014 Hz. Jika sinar dengan panjang gelombang 3000 Å diarahkan pada permukaan kalsium, maka energi kinetik maksimum elektron fotolistrik yang lepas adalah ....

  • A.   1,52 × 10-19 J
  • B.   3,04 × 10-19 J
  • C.   6,08 × 10-19 J
  • D.   12,16 × 10-19 J
  • E.   24,32 × 10-19 J
Nomor 8

Waktu paruh torium 234 sekitar 25 hari. Jika 32 gram torium disimpan selama 100 hari, maka massa torium yang masih tersisa adalah ....

  • A.   2 g
  • B.   4 g
  • C.   8 g
  • D.   16 g
  • E.   20 g
Nomor 9

Planet A mengitari sebuah bintang pada lintasan berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan periode T. Jika planet B mengitari bintang yang sama pada lintasan lingkaran berjari-jari 4R, maka periode edar planet B adalah ....

  • A.   T⁄2
  • B.   2T
  • C.   4T
  • D.   8T
  • E.   16T
Nomor 10

Sebuah es dengan massa jenis 0,90 g/cm3 dimasukkan ke dalam minyak dengan massa jenis 0,80 g/cm3. Gejala yang terjadi adalah ....

  • A.   es terapung
  • B.   1⁄9 bagian es tenggelam
  • C.   1⁄2 bagian es tenggelam
  • D.   8⁄9 bagian es tenggelam
  • E.   es tenggelam seluruhnya
Nomor 11

Suatu gelombang sinusoidal bergerak dalam arah x-positif, mempunyai amplitudo 15,0 cm, panjang gelombang 40,0 cm dan frekuensi 8,0 Hz. Jika posisi vertikal dari elemen medium pada t = 0 dan x = 0 adalah 15,0 cm, maka bentuk umum fungsi gelombangnya adalah .... (x dalam cm dan t dalam sekon)

  • A.   \(y = (15,0 \text{ cm})\sin\left(0,157x + 50,3t - \frac{\pi}{2}\right)\)
  • B.   \(y = (15,0 \text{ cm})\cos\left(0,157x + 50,3t + \frac{\pi}{4}\right)\)
  • C.   \(y = (15,0 \text{ cm})\sin\left(0,157x + 50,3t + \frac{\pi}{2}\right)\)
  • D.   \(y = (15,0 \text{ cm})\cos(0,157x - 50,3t)\)
  • E.   \(y = (15,0 \text{ cm})\cos(0,157x + 50,3t)\)
Nomor 12

Seorang anak berdiri di depan cermin cekung sehingga bayangan yang terbentuk adalah tegak dan dua kali lebih besar dari dirinya. Jika kelengkungan cermin itu adalah 3,00 m, maka jarak anak tersebut ke cermin adalah ....

  • A.   0,75 m
  • B.   1,50 m
  • C.   2,25 m
  • D.   3,00 m
  • E.   4,50 m
Nomor 13

Gunakan PETUNJUK B untuk menjawab soal!

Pada getaran selaras sederhana, jika \( t = 0 \), \( x = x_0 \) dan \( v = v_0 \) maka amplitudo getarannya adalah \( \sqrt{x_0^2 + \left(\frac{v_0}{\omega}\right)^2} \).

SEBAB

Energi totalnya sebesar \( \frac{1}{2}kA^2 \).

Nomor 14

Gunakan PETUNJUK C untuk menjawab soal nomor 14 sampai dengan nomor 15!

Sebuah wadah tertutup diisi \( n \) mol gas ideal monoatomik. Suhu dan tekanan gas adalah \( T_0 \) dan \( P_0 \), sedangkan volumenya wadah dijaga tetap \( V_0 \). Ketika suhunya diturunkan menjadi \( \frac{3}{4}T_0 \) maka ....

  • (1)   Tekanannya menjadi \( \frac{3}{4}P_0 \).
  • (2)   Energi yang dilepas adalah \( \frac{3}{4}nRT_0 \).
  • (3)   Usaha yang dilakukan gas adalah nol.
  • (4)   Perubahan energi dalamnya adalah \( -\frac{3}{4}nRT_0 \).

Nomor 15

Dua buah lampu listrik A dan B disusun seri dan dipasang pada tegangan 220 V seperti gambar di bawah. Spesifikasi lampu A adalah 36 W; 220 V dan lampu B adalah 18 W; 220 V. Pada susunan lampu tersebut berlaku:

Diagram rangkaian listrik menampilkan dua lampu, yaitu lampu A (36 Watt, 220 Volt) dan lampu B (18 Watt, 220 Volt), yang disusun secara seri dan dihubungkan ke sumber tegangan AC sebesar 220 Volt.

  • (1)   Tegangan pada kedua lampu sama.
  • (2)   Arus pada kedua lampu sama.
  • (3)   Daya pada kedua lampu sama.
  • (4)   Jumlah daya pada kedua lampu \( 12\text{ W} \).
Tags:
إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم