Nurul Mushlihah: UN Fisika 2012 dan Pembahasan

1. Pada rangkaian listrik di bawah, besar arus listrik pada R₁ adalah.....

A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,3 A
D. 1,5 A
E. 2,0 A

2. Perhatikan gambar!

Kawat lurus panjang berarus listrik 10 A diletakkan berimpit dengan sumbu y (μ_o = 4π × 10 ^{– 7} Wb A^{– 1} m ^–
1). Besar dan arah induksi magnetik di titik A yang berjarak 2 m dari pangkal koordinat adalah……
A. 10^{– 10} T ke arah sumbu + x
B. 10 ^{– 8} T ke arah sumbu +y
C. 10^{– 8} T ke arah sumbu +z
D. 10 ^{– 6} T ke arah sumbu – z
E. 10 ^{– 6} T ke arah sumbu +x

3. Perhatikan gambar berikut!

U = kutub utara magnet
S = kutub selatan magnet

Jika arus listrik dialirkan pada kawat AB, maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah….
A. ke arah B
B. ke kiri
C. ke kanan
D. tegak lurus masuk bidang kertas
E. tegak lurus keluar bidang kertas

4. Di antara pernyataan di bawah ini:
(1) banyaknya lilitan
(2) kuat arus yang melalui kumparan
(3) luas bidang kumparan
(4) hambatankumparan

Faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL pada generator adalah….
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (4)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4) saja

5. Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping.

Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika X_L > X_C adalah….

6. Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah….
A. peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang
B. elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensinya diperbesar
C. intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam
D. efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah
E. efek fotolistrik akan terjadi, asalkan intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar

7. Sebuah roket yang panjangnya Lo bergerak dengan kecepatan ½ √ 3 c (c = kecepatan cahaya). Apabila dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket akan menjadi…..
A. 0,25 Lo
B. 0,5 Lo
C. 0,8 Lo
D. 1,0 Lo
E. 1,5 Lo

8. Massa inti nitrogen ¹⁴₇N adalah 14 sma. Massa proton = 1,0078 sma, massa neutron = 1,0086 sma dan 1 sma setara dengan 931 MeV, maka besar energi ikat inti ¹⁴₇N adalah….
A. 35,6 MeV
B. 53,5 MeV
C. 106,9 MeV
D. 213,8 MeV
E. 320,7 MeV

9. Pernyataan-pernyataan berikut:
(1) terapi radiasi
(2) mengukur kandungan air tanah
(3) sebagai perunut
(4) menentukan umur fosil

Yang merupakan pemanfaatan radioisotop di bidang kesehatan adalah...
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4) saja

Pembahasan

1. Hambatan R₁ dirangkai dengan hambatan (R₂ + R₃) secara paralel, hingga tegangan ujung-ujungnya akan sama. Karena tidak ada hambatan lain lagi, maka tegangan ujung-ujung sama dengan tegangan sumber arusnya yaitu 3 volt.

Dengan demikian kuat arus yang melalui hambatan R₁
I = ^V/ _R
I = ³/₃
I = 1 A

2. Kuat medan magnet sekitar kawat lurus

Arah sesuaikan dengan kaidah tangan kanan, jempol arah arus (i) 4 jari arah putaran medan. Diperoleh arahnya sesuai – Z .

3. Kaidah tangan kanan untuk gaya magnetik
4 jari → arah medan magnet,soal dari kutub U ke S
jempol→ arah arus (i), pada soal ke bawah
telapak tangan→ arah gaya

Didapat arah telapak tangan kita adalah keluar bidang kertas, atau menuju pembaca. Bisa dipelajari kembali gaya magnetik pada kawat di artikel jauh sebelumnya.

4. GGL pada generator
ε = BANω sin ωt

dimana
B = kuat medan magnet
A = luas penampang kumparan
N = jumlah lilitan
ω = 2π f = kecepatan sudut

(1) dan (3)

5. X_L > X_C artinya rangkaian bersifat induktif. Pada rangkaian induktif, tegangan mendahului arus (V mendahului i) Grafik yang sesuai adalah C.

6. A. peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang
→ SALAH, yang benar dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai partikel

B. elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensinya diperbesar
→ SALAH, yang benar jumlah elektron akan berkurang jika intensitas cahaya dikurangi

C. intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam
→ BETUL, energi elektron yang keluar dari permukaan logam dipengaruhi oleh frekuensi cahaya yang disinarkan

Jawaban : C

Bagaimana dengan pilihan D dan E? Karena C sudah benar, harusnya D dan E salah.

D. efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah
→ SALAH
Kisaran frekuensi inframerah adalah 10¹¹ Hz hingga 10¹⁴ Hz
Fungsi kerja logam Natrium sebagai contoh adalah:
2,28 eV atau 2,28 × 1,6 × 10^{– 19} joule.

Kita hitung frekuensi ambangnya:

Jika diambil daerah bawah frekuensi inframerah misalkan 10¹¹ atau 10¹² , maka frekuensi tersebut masih jauh dibawah frekuensi ambang logam.

E. efek fotolistrik akan terjadi, asalkan intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar
→ SALAH, yang benar efek fotolistrik akan terjadi jika energi cahaya melebihi energi ambang logam, atau frekuensi cahaya melebihi frekuensi ambang bahan logam

7. Relativitas :

8. Energi ikat inti atom
Jumlah proton = 7
Jumlah neutron = 14 – 7 = 7

9. Bidang kesehatan
(1) terapi radiasi dan (3) sebagai perunut