Pembahasan Fisika UN 2017 No. 36 - 40
Jumat, 25 Mei 2018
Tambah Komentar
Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:
- energi potensial listrik,
- gaya magnetik,
- induksi elektromagnetik [transformator],
- fisika inti [reaksi inti],
- fisika inti [peluruhan].
Soal No. 36 tentang Energi Potensial Listrik
Dua keping sejajar bermuatan berbeda masing-masing memiliki potensial
+7,5 V dan −7,5 V terpisah pada jarak 4 cm. Gaya yang dialami sebuah
partikel bermuatan 6 μC saat bergerak di antara kedua keping adalah ….
A. 1,125 × 10−3 N
B. 2,125 × 10−3 N
C. 2,25 × 10−3 N
D. 3,25 × 10−3 N
E. 4,5 × 10−3 N
B. 2,125 × 10−3 N
C. 2,25 × 10−3 N
D. 3,25 × 10−3 N
E. 4,5 × 10−3 N
Pembahasan
Energi potensial listrik adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan di antara dua potensial listrik.
W = q ∙ ∆V
Sedangkan hubungan energi potensial listrik dengan gaya Coulomb dirumuskan:
W = F ∙ ∆r
Dari kedua rumus tersebut diperoleh hubungan:
![Hubungan antara gaya, jarak, muatan, dan potensial listrik Hubungan antara gaya, jarak, muatan, dan potensial listrik, F∙∆r=q∙∆V](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgCooZBAL47Pbu7Uey8fITVeEVAPgYqfdystrzDm7kxJG4BTateStJn2SbVDqHI0jHKaqiR9h4B1h-LUlBriLtCOKOlJC0ZXHUc8W0n7V7BBcIPyJyQAoHr4oLyLSH_2si_EgIheBK2Q7o/s1600/gaya-potensial-lisrtik.jpg)
Jadi, gaya yang dialami partikel tersebut adalah 2,25 × 10−3 N (C).
Soal No. 37 tentang Gaya Magnetik
Dua kawat sejajar searah dialiri arus listrik seperti pada gambar.
Letak kawat ketiga agar kawat tersebut tidak mengalami gaya magnetik adalah berjarak ….A. 30 cm dari kawat ke II
B. 26 cm dari kawat ke I
C. 21 cm dari kawat ke II
D. 16 cm dari kawat ke I
E. 12 cm dari kawat ke II
![Dua kawat sejajar dialiri listrik Dua kawat sejajar dialiri listrik , letak kawat ketida, gaya magnetik, soal UN Fisika 2017](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg6kKjI80YBsc5u5lmvx4epGTmId879035wAa0sJceb3uUU530BtuEXfN2s6FQSvNW9xm0uKo-3OgDSR6JKBj-63KOOgtvHda19HlESw2DnHZd5FyXBuI3c4aGZ7-ywTWMAq8mFDLwrNj4/s1600/3-kawat-sejajar.jpg)
Letak kawat ketiga agar kawat tersebut tidak mengalami gaya magnetik adalah berjarak ….A. 30 cm dari kawat ke II
B. 26 cm dari kawat ke I
C. 21 cm dari kawat ke II
D. 16 cm dari kawat ke I
E. 12 cm dari kawat ke II
Pembahasan
Dua kawat sejajar berarus listrik akan tarik-menarik bila dialiri arus
yang searah. Perhatikan arah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh
kawat I dan kawat II berikut ini.
![Arah induksi magnet pada kawat III oleh kawat I dan II Arah induksi magnet pada kawat III oleh kawat I dan II, medan magnet pada kawat III sama dengan nol](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgcGVNXJSmSASenTD8uuX5sRuttqoN4hL6aN6_ILjx5z2QeV74AHeu_E7afjNqdRtnfHtXAS6LDn7xmFxcT4-hQptKLw9ElPicnr0RVGFLyFyX05czZb8An9AK-TC25BPVgFrvM9jGObCg/s1600/arah-B-pd-kawat.jpg)
B1 adalah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat I, arahnya menjauhi pembaca (⊗). Sedangkan B2 adalah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat II, arahnya mendekati pembaca (⊙).
Gaya
magnetik pada kawat III akan nol apabila induksi magnetik yang
ditimbulkan oleh kawat I sama besar dengan induksi magnetik diakibatkan
oleh kawat II.
![Induksi magnet kawat I sama dengan induksi magnet kawsat II Induksi magnet kawat I sama dengan induksi magnet kawsat II](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEinPkAqvqv6aaruxtv0dbzrRbUMML-UlYly6xEvKp-gLFRnwcx2UkLFnYpy2AyaelKarTAfWUmk0nGBNw2umggF2AS0KblqKkdhK50AjtY3nQP-52xkuEFWe1jzCDKDSNVucGbSo6T0B80/s1600/b1-b2.jpg)
Dengan demikian letak kawat III adalah:
dari kawat I : x = 9
dari kawat II : 30 − x = 30 − 9 = 21
dari kawat II : 30 − x = 30 − 9 = 21
Jadi, agar kawat ketiga tidak mengalami gaya magnetik maka kawat tersebut harus diletakkan 21 cm dari kawat II (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya Magnetik.
Soal No. 38 tentang Induksi Elektromagnetik [transformator]
Sebuah transformator step-down dengan efisiensi 50% mempunyai tegangan
primer 240 volt dan tegangan sekunder 120 volt. Kuat arus pada kumparan
primer 2 A, maka besar daya yang hilang akibat panas dan faktor lainnya
adalah ….
A. 60 watt
B. 120 watt
C. 240 watt
D. 320 watt
E. 480 watt
B. 120 watt
C. 240 watt
D. 320 watt
E. 480 watt
Pembahasan
Cara I
Efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya sekunder terhadap daya primer.
![Efisiensi transformator Efisiensi transformator, perbandingan daya sekunder dan primer, η= P_s/P_p ×100%](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiMupo9E9UEsMtk3b_-e0KH2vLS3DCD_LiksdesaPYcnhko5-W1AX1172sOH86eAtChMKaAHyJtcxJcXTeP0UCiTWzXbdlVpL09AUH9nvIOvx717C-fYzfMVZyii41vWd-Xhp5Q9Al-Icw/s1600/efisiensi-trafo.jpg)
Daya primer dan sekunder transformator tersebut adalah:
Pp = Vp ∙ Ip
= 240 × 2
= 480
= 240 × 2
= 480
Ps = Vs ∙ Is
= 120 × 2
= 240
= 120 × 2
= 240
Daya yang hilang (Ph) merupakan selisih antara daya primer dan sekunder.
Ph = Pp − Ps
= 480 − 240
= 240
= 480 − 240
= 240
Cara II
Jika η adalah efisiensi transformator maka daya yang hilang adalah:
Ph = (1 − η) Pp
= (1 − 0,5) × 480
= 0,5 × 480
= 240
= (1 − 0,5) × 480
= 0,5 × 480
= 240
Jadi, besar daya yang hilang akibat panas dan faktor lainnya sebesar 240 watt (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Elektromagnetik.
Soal No. 39 tentang Fisika Inti [reaksi inti]
Pada reaksi inti:4Be9 + x → 6C12 + 0n1
maka x adalah ….
A. sinar α
B. sinar β
C. sinar γ
D. sinar X
E. proton
maka x adalah ….
A. sinar α
B. sinar β
C. sinar γ
D. sinar X
E. proton
Pembahasan
Misal nomor atom dan nomor massa x berturut-turut adalah a dan b, persamaan reaksi inti di atas menjadi:
4Be9 + axb → 6C12 + 0n1
Sehingga diperoleh:
4 + a = 6 + 0
a = 6 − 4
= 2
a = 6 − 4
= 2
9 + b = 12 + 1
b = 13 − 9
= 4
b = 13 − 9
= 4
Dengan demikian, partikel x adalah:
axb = 2He4 = 2α4
Jadi, partikel x adalah sinar α (A).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.
Soal No. 40 tentang Fisika Inti [peluruhan]
Peluruhan massa zat radioaktif X memenuhi grafik di bawah.
Berdasarkan grafik, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah … (ln 2 = 0,693).A. 0,344
B. 0,231
C. 0,116
D. 0,693
E. 0,062
![Grafik peluruhan zat radioaktif Grafik peluruhan zat radioaktif, soal fisika UN 2017](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhcJ6nu71s_RAFmDDIeJE3vhcKvfGQlbocexqBi4DDaGydFashPivcLlZ04-GtWt6urt5PCRE0PNADnDiuaoHAPjFRZEe2wmWxbzIBt9C0VeIXTt4qxL8gvxwBprL2KYJb01bxGuAiKzOA/s1600/grafik-peluruhan2.jpg)
Berdasarkan grafik, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah … (ln 2 = 0,693).A. 0,344
B. 0,231
C. 0,116
D. 0,693
E. 0,062
Pembahasan
Pada grafik di atas, massa awal zat radioaktif adalah 120 gram. Setelah 3
sekon massa zat menjadi 60 gram (menjadi separuhnya). Artinya, waktu
paruh zat radioaktif tersebut adalah 3 sekon.
t1/2 = 3 s
Sementara itu, waktu paruh dirumuskan sebagai:
![Rumus waktu paruh Rumus waktu paruh, konstanta peluruhan, t_(1⁄2)=ln2/λ](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhP69Obp2UdjwBko0beXncdcD6rT8OcPbBQzctNj4UbUmH-yTJfDuohrV31zHgEmwAXdyDqSbCMiV46VKj6d1Y4gtN5Q7HAIW5PQAXnBErkJwBiqRwEmpsbDu0g_1fO98zM18h2th8kPqc/s1600/rumus-waktu-paruh.jpg)
Dengan λ konstanta peluruhan, sehingga:
![Rumus konstanta peluruhan Rumus konstanta peluruhan, λ= ln2/t_(1⁄2)](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgUEW2fLYltkxI0xiuHHDMP23iPKbHSRYNSJ0jWvfdfHLXbCpkaTlrcuPOYlomFo2A46SFisEITeEk1JmWsw-KHjYH-I2jJJFwcwE_tIvsqemOt79A_8O2nv-1gzP18WxLs159Fm04kNpQ/s1600/konstanta-peluruhan.jpg)
Jadi, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah 0,231 (B).
Belum ada Komentar untuk "Pembahasan Fisika UN 2017 No. 36 - 40"
Posting Komentar