Soal Dan Pembahasan Fisika Un Sma 2017 No.21-30
Berikut ini yakni Soal dan Pembahasan Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 21-30.
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 21
"Grafik di bawah ini merupakan data dari proses pemanasan debu sampel zat tertentu bermassa 0,1 kg".
Berdasarkan data tersebut, kalor jenis sampel zat adalah…
A. 240 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
B. 420 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
C. 840 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
D. 2.400 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
E. 4.200 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
Pembahasan:
Gunakan salah satu nilai yang diberikan pada gambar (bebas). Dalam hal ini kita gunakan $Q = 420$ dan $\Delta T = 10$.
$Q = m.c.\Delta T$
$c = \frac{Q}{m.\Delta T}$
$c = \frac{420}{0,1.10}$
$c = 420 J.kg^{-1}.{}^0K^{-1}$
Jawaban: B
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 22
Dua benda dari logam sejenis A dan B yang massanya sama tetapi ukurannya berbeda, masing-masing bersuhu $T_A$ dan $T_B (T_A > T_B)$, diletakkan di dalam ruang tertutup yang bersuhu T dengan nilai $T_B < T < T_A$ menyerupai ditunjukkan pada Gambar.
Berdasarkan keadaan tersebut, hubungan antara kenaikan suhu logam A dan B terhadap waktu sanggup dinyatakan dengan grafik …
Pembahasan:
Suhu benda A lebih tinggi daripada suhu benda B, sebab $T_B < T < T_A$ maka suhu benda A akan menurun dan suhu B akan meningkat hingga pada suhu tetap atau keseimbangan.
Jawaban: E
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 23
Sebanyak 75 gram air yang suhunya $20^0C$ dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya tak diketahui. Jika suhu simpulan gabungan $40^0C$, maka suhu awal dari 50 gram air tersebut adalah… $^0C$
A. 70 B. 50 C. 40 D. 30 E. 20
Pembahasan:
$\begin{align} Q_{lepas} &= Q_{serap} \\
m \varepsilon \Delta T &= m \varepsilon \Delta T \\
50(T - 40) &= 75(40 - 20) \\
50T - 2000 &= 1500 \\
50T &= 3500 \\
T &= 70^oC \end{align}$
Jawaban: A
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 24
Tiga batang konduktor P, Q, dan R dari jenis berbeda mempunyai panjang dan luas penampang sama disambung menyerupai pada gambar.
"Suhu $T_1 = 20^0C$ dan $T_4 = 90^0C$, koefisien konduksi kp = 2 kQ = 4 kR, maka suhu $T_2$ dan $T_3$ adalah" ….
A. $T_2 = 40^0C$ dan $T_3 = 75^0C$
B. $T_2 = 40^0C$ dan $T_3 = 60^0C$
C. $T_2 = 35^0C$ dan $T_3 = 65^0C$
D. $T_2 = 30^0C$ dan $T_3 = 50^0C$
E. $T_2 = 30^0C$ dan $T_3 = 40^0C$
Pembahasan:
Konduktivitas:
$H = \frac{k.A.\Delta T}{L}$
sebab luas penampang (A) dan panjang batang (L) dari P, Q, R dianggap sama, maka:
$\begin{align} H_P &= H_Q \\
k_P.\Delta T &= k_Q.\Delta T \\
2k_Q.(T_2 - T_1) &= k_Q(T_3 - T_2) \\
2T_2 - 2T_1 &= T_3 - T_2 \\
3T_2 - 2T_1 &= T_3 \\
3T_2 - 2.20 &= T_3 \\
3T_2 - 40 &= T_3 \end{align}$
$T_3 = 3T_2 - 40$
$\begin{align} H_Q &= H_R \\
k_Q.\Delta T &= k_R.\Delta T \\
2k_R(T_3 - T_2) &= k_R(T_4 - T_3) \\
2T_3 - 2T_2 &= T_4 - T_3 \\
3T_3 &= T_4 + 2T_2 \\
3(3T_2 - 40) &= 90 + 2T_2 \\
9T_2 - 120 &= 90 + 2T_2 \\
7T_2 &= 210 \\
T_2 &= 30 \end{align}$
substitusi ke:
$T_3 = 3T_2 - 40 \Leftrightarrow T_3 = 3.30 - 40 \Leftrightarrow T_3 = 50$
Jawaban: D
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 25
Jika volume gas ideal dalam ruang tertutup dirubah menjadi 1/2 kali semula dalam proses isotermis, maka nilai tekanannya menjadi…
A. 1/4 kali semula
B. 1/2 kali semula
C. 1 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula
Pembahasan:
Proses isothermis $\Rightarrow$ suhu tetap
$\begin{align} \frac{P_1.V_1}{T} &= \frac{P_2.V_2}{T} \\
P_1.V_1 &= P_2.V_2 \\
P_1.V_1 &= P_2.\frac{1}{2}V_1 \\
2P_1 &= P_2 \end{align}$
Jadi, tekanannya menjadi 2 kali tekanan semula.
Jawaban: D
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 26
Pada percobaan pegas, beban yang massanya berbeda-beda digantung pada ujung pegas lalu diukur pertambahan panjang pegas. Data hasil percobaan tampak menyerupai pada tael berikut:
Dari tabel di atas sanggup disimpulkan bahwa:
A. semakin besar beban, semakin kecil pertambahan panjang
B. semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjang
C. semakiin besar gaya, semakin kecil pertambahan panjang
D. konstanta pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas
E. konstanta pegas berbanding terbalik dengan gaya.
Pembahasan:
Hukum Hooke:
$F = k.\Delta x$, ingat: $F = m.g$, maka:
$m.g = k.\Delta x$
Gaya $(F)$ berbanding lurus dengan pertambahan panjang $\Delta x$, semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjang pegas.
Jawaban: B
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 27
Mikroskop dengan fokus lensa objektif 1 cm dan okuler 10 cmdigunakan untuk mengamati sebah benda kecil". Saat pengamatan dengan mata tanpa akomodasi, jarak lensa objektif dan okuler yakni 21 cm. Pengamatan lalu diubah dengan mata berakomodasi maksimal (Sn = 30 cm) , maka jarak lensa objektif dan okuler kini adalah..
A. 23,5 cm
B. 21,0 cm
C. 18,5 cm
D. 15,0 cm
E. 13,5 cm
Pembahasan:
Teori:
Mata tanpa akomodasi: $d = s'_{ob} + f_{ok}$
Mata fasilitas maksimum: $d = s'_{ob} + s_{ok}$ dan $s'_{ok} = -s_n$
$d = s'_{ob} + f_{ok}$
$21 = s'_{ob} + 10$
$11 = s'_{ob}$
$\frac{1}{f_{ok}} = \frac{1}{s_{ok}} + \frac{1}{s'_{ok}}$
$\frac{1}{10} = \frac{1}{s_{ok}} - \frac{1}{30}$
$\frac{1}{10} + \frac{1}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$\frac{3+1}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$\frac{4}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$s_{ok} = \frac{30}{4} = 7,5$
Mata berakomodasi maksimum:
$d = s'_{ob} + s_{ok}$
$d = 11 + 7,5 = 18,5$ cm
Jawaban: C
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 28
Perhatikan gambar berikut!
Balok yang terkait dengan pegas dan ditarik sejauh 4 cm, lalu dilepaskan sehingga sistem bergetar harmonik. Dalam waktu 10 sekon terjadi 5 getaran, maka grafik hubungan simpangan dengan waktu getar adalah…
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 21
"Grafik di bawah ini merupakan data dari proses pemanasan debu sampel zat tertentu bermassa 0,1 kg".
A. 240 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
B. 420 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
C. 840 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
D. 2.400 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
E. 4.200 $J.kg^{-1}.{}^oK^{-1}$
Pembahasan:
Gunakan salah satu nilai yang diberikan pada gambar (bebas). Dalam hal ini kita gunakan $Q = 420$ dan $\Delta T = 10$.
$Q = m.c.\Delta T$
$c = \frac{Q}{m.\Delta T}$
$c = \frac{420}{0,1.10}$
$c = 420 J.kg^{-1}.{}^0K^{-1}$
Jawaban: B
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 22
Dua benda dari logam sejenis A dan B yang massanya sama tetapi ukurannya berbeda, masing-masing bersuhu $T_A$ dan $T_B (T_A > T_B)$, diletakkan di dalam ruang tertutup yang bersuhu T dengan nilai $T_B < T < T_A$ menyerupai ditunjukkan pada Gambar.
Suhu benda A lebih tinggi daripada suhu benda B, sebab $T_B < T < T_A$ maka suhu benda A akan menurun dan suhu B akan meningkat hingga pada suhu tetap atau keseimbangan.
Jawaban: E
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 23
Sebanyak 75 gram air yang suhunya $20^0C$ dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya tak diketahui. Jika suhu simpulan gabungan $40^0C$, maka suhu awal dari 50 gram air tersebut adalah… $^0C$
A. 70 B. 50 C. 40 D. 30 E. 20
Pembahasan:
$\begin{align} Q_{lepas} &= Q_{serap} \\
m \varepsilon \Delta T &= m \varepsilon \Delta T \\
50(T - 40) &= 75(40 - 20) \\
50T - 2000 &= 1500 \\
50T &= 3500 \\
T &= 70^oC \end{align}$
Jawaban: A
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 24
Tiga batang konduktor P, Q, dan R dari jenis berbeda mempunyai panjang dan luas penampang sama disambung menyerupai pada gambar.
A. $T_2 = 40^0C$ dan $T_3 = 75^0C$
B. $T_2 = 40^0C$ dan $T_3 = 60^0C$
C. $T_2 = 35^0C$ dan $T_3 = 65^0C$
D. $T_2 = 30^0C$ dan $T_3 = 50^0C$
E. $T_2 = 30^0C$ dan $T_3 = 40^0C$
Pembahasan:
Konduktivitas:
$H = \frac{k.A.\Delta T}{L}$
sebab luas penampang (A) dan panjang batang (L) dari P, Q, R dianggap sama, maka:
$\begin{align} H_P &= H_Q \\
k_P.\Delta T &= k_Q.\Delta T \\
2k_Q.(T_2 - T_1) &= k_Q(T_3 - T_2) \\
2T_2 - 2T_1 &= T_3 - T_2 \\
3T_2 - 2T_1 &= T_3 \\
3T_2 - 2.20 &= T_3 \\
3T_2 - 40 &= T_3 \end{align}$
$T_3 = 3T_2 - 40$
$\begin{align} H_Q &= H_R \\
k_Q.\Delta T &= k_R.\Delta T \\
2k_R(T_3 - T_2) &= k_R(T_4 - T_3) \\
2T_3 - 2T_2 &= T_4 - T_3 \\
3T_3 &= T_4 + 2T_2 \\
3(3T_2 - 40) &= 90 + 2T_2 \\
9T_2 - 120 &= 90 + 2T_2 \\
7T_2 &= 210 \\
T_2 &= 30 \end{align}$
substitusi ke:
$T_3 = 3T_2 - 40 \Leftrightarrow T_3 = 3.30 - 40 \Leftrightarrow T_3 = 50$
Jawaban: D
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 25
Jika volume gas ideal dalam ruang tertutup dirubah menjadi 1/2 kali semula dalam proses isotermis, maka nilai tekanannya menjadi…
A. 1/4 kali semula
B. 1/2 kali semula
C. 1 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula
Pembahasan:
Proses isothermis $\Rightarrow$ suhu tetap
$\begin{align} \frac{P_1.V_1}{T} &= \frac{P_2.V_2}{T} \\
P_1.V_1 &= P_2.V_2 \\
P_1.V_1 &= P_2.\frac{1}{2}V_1 \\
2P_1 &= P_2 \end{align}$
Jadi, tekanannya menjadi 2 kali tekanan semula.
Jawaban: D
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 26
Pada percobaan pegas, beban yang massanya berbeda-beda digantung pada ujung pegas lalu diukur pertambahan panjang pegas. Data hasil percobaan tampak menyerupai pada tael berikut:
A. semakin besar beban, semakin kecil pertambahan panjang
B. semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjang
C. semakiin besar gaya, semakin kecil pertambahan panjang
D. konstanta pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas
E. konstanta pegas berbanding terbalik dengan gaya.
Pembahasan:
Hukum Hooke:
$F = k.\Delta x$, ingat: $F = m.g$, maka:
$m.g = k.\Delta x$
Gaya $(F)$ berbanding lurus dengan pertambahan panjang $\Delta x$, semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjang pegas.
Jawaban: B
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 27
Mikroskop dengan fokus lensa objektif 1 cm dan okuler 10 cmdigunakan untuk mengamati sebah benda kecil". Saat pengamatan dengan mata tanpa akomodasi, jarak lensa objektif dan okuler yakni 21 cm. Pengamatan lalu diubah dengan mata berakomodasi maksimal (Sn = 30 cm) , maka jarak lensa objektif dan okuler kini adalah..
A. 23,5 cm
B. 21,0 cm
C. 18,5 cm
D. 15,0 cm
E. 13,5 cm
Pembahasan:
Teori:
Mata tanpa akomodasi: $d = s'_{ob} + f_{ok}$
Mata fasilitas maksimum: $d = s'_{ob} + s_{ok}$ dan $s'_{ok} = -s_n$
$d = s'_{ob} + f_{ok}$
$21 = s'_{ob} + 10$
$11 = s'_{ob}$
$\frac{1}{f_{ok}} = \frac{1}{s_{ok}} + \frac{1}{s'_{ok}}$
$\frac{1}{10} = \frac{1}{s_{ok}} - \frac{1}{30}$
$\frac{1}{10} + \frac{1}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$\frac{3+1}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$\frac{4}{30} = \frac{1}{s_{ok}}$
$s_{ok} = \frac{30}{4} = 7,5$
Mata berakomodasi maksimum:
$d = s'_{ob} + s_{ok}$
$d = 11 + 7,5 = 18,5$ cm
Jawaban: C
Fisika UN Sekolah Menengan Atas 2017 No. 28
Perhatikan gambar berikut!