pembahasan umptn fisika

1. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
1. Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan
mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2m, sedangkan
gaya gesekan dapat diabaikan. Jarak yang ditempauh sebesar x dan lintasannya
berupa garis lurus. Pada saat berangkat (start) sampai garis finis, kedua kapal
layar memperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetic kapal A dan kapal B
pada saat digaris finis berturut-turut besarnya AEk dan BEk maka pernyataan
dibawah ini yang benar adalah …
A. BA EkEk = C. BA EkEk 2= E. BA EkEk 5,0=
B. BA EkEk > D. BA EkEk <
Jawab : A
Kedua perahu berlaku hubungan usaha dengan perubahan energi kinetic
EksFEkW ∆=↑∆= .
Pada kedua perahu A dan B bekerja gaya yang sama besar dan keduanya
menempuh jarak yang sama sehingga kedua perahu memiliki energi kinetic yang
sama besar ( BA EkEk = )
2. Satu mol gas ideal menempati suatu silinder berpengisap tanpa gesekan, mula-
mula mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan
konstan sehingga volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan
gas universal, maka besarnya usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk menaik
kan volumenya jadi adalah …
A.
4
RT
B. 4lnRT C. RT6 D. RT4 E. RT3
Jawab : E
R = tetapan gas umum----------T = suhu dalam Kelvin
RTnRTPVVVPVVPW
molnVVP
333)4()(
1:4:tetap:isobar
12
2
===−=−=
===
3. Dua buah sistim pegas massa pegas A dan B bergetar dengan frekuensi Af dan
Bf . Bila BA ff 2= dan tetapan pegas kedua sistim dianggap sama, maka kedua
massa Am dan Bm memenuhi hubungan …
A.
4
B
A
m
m = B.
2
B
A
m
m = C.
2
B
A
m
m = D. BA mm 2= E. BA mm 4=
Jawab : A
BABBBA
ABBABABA
mmffmm
ffmm
f
m
m
fmmff
4
122
22
2
4:1)2(::
::
11
...;2
=↑∴==
=↑=↑≈==
4. Sebuah loop arus berbentuk lingkaran berjari-jari r dialiri arus I yang
menimbulkan medan induksi (imbas) magnetic B di pusatnya P seperti pada
gambar. Besar dan arah B tersebut adalah …
Pembahasan Soal-soal Fisika
86

2. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
A.
r
I
2
0µ
, tegak lurus keluar bidang gambar
B.
r
I
π
µ
2
0
, tegak lurus keluar bidang gambar
C.
r
I
π
µ
2
0
, tegak lurus masuk bidang gambar
D.
r
I
2
0µ
, tegak lurus masuk bidang gambar
E. nol
Jawab : D
Pada lingkaran berarus listrik induksi magnet dipusat lingkaran adalah :
R
I
BP
2
0µ
= , arah induksi magnetic sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu
5. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan sudut
2
rad/s15 . Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 10 cm dari sumbu putar.
Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total
sebesar … 2
m/s
A. 1,5 B. 2,1 C. 3,6 D. 3,9 E. 5,1
Jawab : D
222222
222
2
0
3,9m/s6,35,1m/s5,11,015
rad/s6,3)1,0()6(6rad/s4,015αα0
?...:4,0:cm10:rad/s15:0
=+=+=↑===∴
===∴===+=
=====
sTT
s
aaaxRa
Raxtt
astR
α
ωω
αω
6. Perbandingan lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah
transformator adalah 1 : 4. Tegangan dan kuat arus masukannya masing-masing
10 volt dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada
transformator tersebut adalah 4 watt dan tegangan keluarannya adalah 40 volt,
maka kuat arus keluarannya adalah …A
A. 0,1 B. 0,4 C. 0,5 D. 0,6 E. 0,8
Jawab : B
0,4A
40
4)2)(10(
?...volt;40;watt4;A2;volt10;4:1:
hilang
hilang
hilang
=
−
=
−
=↑∴−=
======
S
PP
SPS
SSPPSP
V
PIV
IPPP
IVPIVNN
7. Dua buah baterai dengan ggl dan hambatan dalam berbeda dihubungkan secara
seri satu sama lain. Selanjutnya keduanya dihubungkan dengan secara seri pula
dengan suatu hambatan luar sehingga besar arus listrik dalam rangkaian tersebut
4 ampere. Kalau sekarang polaritas salah satu baterai dibalik maka besar arus
Pembahasan Soal-soal Fisika
r P I
87

3. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
lisrik dalam rangkaian berkurang menjadi 2 ampere. Dengan demikian besar
perbandingan ggl kedua baterai tadi adalah …
A. 2,0 B. 2,5 C. 3,0 D. 3,5 E. 4,0
Jawab : C
Pada gambar (a), maka :
)(4
)(4
1121
1121
rrREE
rrRIEEAI
++=+
++=+⇑=
Pada gambar (b), maka :
3/0)22(
)(422)(2)(2
212121
112111211121
=⇑=−−+∴
++=−↑++=−↑++=−↑=
EEEEEE
rrREErrREErrRIEEAI
8. Suatu partikel bertenaga rehat 0E sedang bergerak dengan tenaga kinetic Ek dan
kecepatan v sedemikian rupa sehingga 99,0=
c
v
.
0E
Ek
untuk partikel
besarnya…
A. 2 B. 4 C. 6,1 D. 9 E. 12,3
Jawab : C
1,614,61
14,0
1
1
1
1
)(1
1
14,0)
99,0
(1
?...:99,0
0
20
2
0
≈=−=
−=−
−
=↑=−=
=↔=
E
Ek
c
vE
Ek
c
c
EEkcv
γ
γ
9. Frekuensi ambang natrium adalah Hzx 14
104,4 . Besarnya potensial penghenti
dalam volt bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya
14
100,6 x Hz adalah …
A. 0,34 B. 0,40 C. 0,44 D. 0,66 E. 0,99
Jawab : D
volt66,0106,6
106,1
)104,4100,6(106,6)(
)(
volt?...:106,11:100,6:104,4
19
141434
0
0
191414
0
==
−
=
−
=↑=−=
====
−
−
−
xV
x
xxx
e
ffh
VeVffhEk
VJxeVHzxfHzxf
10. Perhatikan reaksi inti di bawah ini :
nBeZLiYCHBXHHeN 1
0
7
4
6
3
11
6
1
1
11
5
1
1
4
2
14
7 +→+↑+→+↑+→+
Maka X, Y dan Z adalah
A. O18
9 H1
1 H2
1
D. O17
9 n1
0 H2
1
E. O17
8 H2
1 e0
1−
Pembahasan Soal-soal Fisika
+ + + +
1E 1E2E 2E1r 1r2r 2r
R R
)(a )(b
I I
88

4. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
B. O17
9 H2
1
n1
0
C. O17
8 n1
0 H2
1
Jawab : C
} O
z
A
XHHeN 17
8
1
1
4
2
14
7
819
17118
→



=−=
=−=
→+→+
11. Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan tabung sinar X melalui
benda tegangan 50 kV antara target dan katoda adalah … mx 11
10−
A. 1,5 B. 2,5 C. 5,0 D. 6,0 E. 7,5
Jawab : B
)pembulatan(105,2
)50000)(106,1(
)103)(106,6(
?...:50
11
19
834
mx
x
xx
eV
hchc
EeVEp
kVV
−
−
−
===↑=↔=
==
λ
λ
λ
12. Suatu sistim resonansi mempunyai frekuensi dasar sebesar 100Hz. Bila diketahui
bahwa 300Hz dan 500Hz merupakan nilai-nilai frekuensi berikutnya yang
menghasilkan resonansi, maka dapat dikatakan bahwa sistim tersebut adalah …
1. pipa yang terbuka kedua ujungnya
2. pipa yang tertutup salah satu ujungnya dan terbuka ujung yang lain
3. tali bergetar yang terikat kedua ujungnya
4. tali bergetar yang hanya satu ujungnya terikat
Jawab: 2 dan 4 benar (C)
5:3:1:::maka500;300;100 310310 =↑=== fffHzfHzfHzf
Perbandingan tersebut terdapat pada pipa organa tertutup dan gelombang
stasioner pada tali yang salah satu ujungnya terikat
13. Seberkas sinar datang ke bidang batas antara dua medium, dibiaskan dari
medium yang indeks biasnya 1n ke medium yang berindeks bias 2n , sudut
datang sinar 1θ dan sudut biasnya 2θ . Bila kecepatan cahaya dalam medium 1
adalah 1v dan dalam medium 2 adalah 1v , maka :
1. 1221 :: vvnn =
2. 2121 :sin:sin nn=θθ
3. pemantulan sempurna bila 21 nn >
4. jika 21 nn > maka 2θ maksimum mencapai 0
90
Jawab : 1 dan 3 benar (B)
1. sesuai dengan Hukum snellius, bahwa :
2
1
2
1
1
2
2
1
sin
sin
λ
λ
θ
θ
===
v
v
n
n
(pernyataan 1 benar)
2.
1
2
2
1
sin
sin
n
n
=
θ
θ
(pernyataan 2 salah)
Pembahasan Soal-soal Fisika
89

5. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
3. pemantulan sempurna terjadi bila :
• sinar datang dari medium rapat (indeks bias lebih besar) ke medium
kurang rapat (indeks bias lebih kecil)
• sudut datang 1θ lebih besar dari sudut kritis (pernyataan 3 benar)
4. Pemantulan sempurna terjadi bila 21 nn < (pernyataan 4 salah)
Pembahasan Soal-soal Fisika
90

6. UMPTN 1999 Rayon C kode 25
3. pemantulan sempurna terjadi bila :
• sinar datang dari medium rapat (indeks bias lebih besar) ke medium
kurang rapat (indeks bias lebih kecil)
• sudut datang 1θ lebih besar dari sudut kritis (pernyataan 3 benar)
4. Pemantulan sempurna terjadi bila 21 nn < (pernyataan 4 salah)
Pembahasan Soal-soal Fisika
90