BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI BIDANG … · pada bidang miring seperti ditunjukkan pada gambar. Balok 5 kg didorong ke atas sepanjang bidang miring oleh gaya sebesar 150

__________________________________________ Laporan 2 Pelaksanaan OSN-PERTAMINA 2012 81

BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI

BIDANG KOMPETISI


Olimpiade Sains Nasional Pertamina 2012

Petunjuk :

1. Tuliskan secara lengkap Nama, Nomor Ujian dan data lainnya pada

Lembar Jawab Komputer (LJK).

2. Ujian seleksi ini terdiri dari 60 soal pilihan ganda.

3. Setiap jawaban benar akan mendapat nilai 2, 3, atau 4 tergantung

tingkat kesulitan soal; sedangkan jawaban yang salah akan diberi

nilai nol.

4. Tingkat kesulitan masing-masing nomor telah ditetapkan dan

dirahasiakan oleh Tim Soal dan tidak dicantumkan di lembar soal.

5. Waktu ujian berlangsung selama 120 menit.

6. Gunakan pensil 2B untuk mengisi jawaban anda pada lembar LJK.

7. Semua jawaban harus ditulis di lembar LJK yang tersedia.

8. Peserta dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari

pengawas.

9. Peserta tidak diperkenankan meninggalkan ruangan ujian sebelum

waktu ujian berakhir.

10. Peserta harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari

Pengawas.

11. Letakkan lembar jawaban di meja sebelah kanan dan segera

meninggalkan ruangan.

12. Tidak diperkenankan menggunakan kalkulator.


Pilihlah jawaban yang paling tepat

1. Suatu objek diam di posisi kjir ˆ0,2ˆ0,4ˆ0,3

m. Objek ini kemudian

mengalami percepatan jtia ˆ5,1ˆ0,1

m/s2, t dalam sekon. 2,0 sekon setelah

dipercepat, objek berada di posisi:

a. kjir ˆ0,8ˆ0,10ˆ0,9

m.

b. kjir ˆ0,4ˆ0,6ˆ0,5

m.

c. kjir ˆ0,2ˆ0,10ˆ0,5

m.

d. kjir ˆ0,2ˆ0,6ˆ0,5

m.

e. kjir ˆ0,4ˆ0,6ˆ0,5

m.

2. Sebuah sepeda bergerak dengan percepatan 0,2 m/s2. Sepeda tersebut

melintasi sebuah lintasan lengkung dengan jejari kelengkungan 10 m dengan

laju 1 m/s. Jika te dan re masing-masing merupakan vektor satuan arah

tangensial dan radial maka saat di lintasan ini, percepatan total sepeda adalah:

a. ˆ0,2 ta e m/s2

b. ˆ ˆ0,2 0,1t ra e e m/s2.

c. ˆ ˆ0,2 0,1r ta e e m/s2.

d. ˆ0,2 ra e m/s2.

e. ˆ ˆ0,2 0,1t ra e e m/s2.

3. Dua buah balok, salah satunya bermassa 5 kg dan lainnya 10 kg, terletak

pada bidang miring seperti ditunjukkan pada gambar. Balok 5 kg didorong

ke atas sepanjang bidang miring oleh gaya

sebesar 150 N. Anggap tidak ada gaya

gesek antara balok-balok dan bidang

miring, dan percepatan gravitasi 10 m/s2.

Tentukan besar gaya tekan yang diberikan

oleh balok 5 kg terhadap balok 10 kg.

a. 100√2 N

b. 100 N

c. 50√2 N

d. 50 N

e. 25√2 N

4. Sebuah mobil box bergerak dengan percepatan 8 m/s2 pada jalan

mendatar. Di dalam box mobil terdapat sebuah

peti bermassa 3 kg yang diikatkan ke dinding

box bagian depan melalui sebuah pegas seperti

ditunjukkan pada gambar. Antara lantai box

mobil dan peti terdapat gesekan dengan

koefisien gesek statik dan kinetik masing-masing


0,6 dan 0,4. Dari pilihan-pilihan berikut, situasi mana yang terjadi pada

pegas (anggap percepatan gravitasi 10 m/s2).

a. Pegas teregang sepanjang 12 cm.

b. Pegas tertekan sepanjang 12 cm.

c. Pegas teregang sepanjang 6 cm.

d. Pegas tertekan sepanjang 6 cm.

e. Pegas tidak teregang ataupun tertekan.

5. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah silinder pejal bermassa M pada

bidang miring dengan sudut kemiringan α.

Silinder tersebut dihubungkan dengan benda

bermasa m dengan tali melalui sebuah katrol

tak bermassa. Anggaplah silinder akan

menggelinding tanpa slip ke kiri. Tentukan

harga minimum M/m agar silinder

menggelinding dipercepat ke bawah.

a. 𝑀

𝑚 >

2

tan 𝛼

b. 𝑀

𝑚 >

2

3 sin 𝛼

c. 𝑀

𝑚 >

2

3 tan 𝛼

d. 𝑀

𝑚 >

1

2 sin 𝛼

e. 𝑀

𝑚 >

2

sin 𝛼

6. Gambar di bawah ini menunjukkan

sebuah benda titik bermassa m

bergerak dengan kecepatan

konstan v menuju sebuah tongkat

yang diam, bermassa m dan

panjang l. Arah v dan tongkat

saling tegak lurus. Benda tersebut

menumbuk tongkat secara tidak

elastis tepat diujungnya, sehingga

tongkat akan berotasi dengan

kecepatan sudut ω. Tentukanlah nilai ω.

a. 𝜔 =2𝑣

7𝑙

b. 𝜔 =1𝑣

2𝑙

c. 𝜔 =6𝑣

5𝑙

d. 𝜔 =1𝑣

12𝑙

e. 𝜔 =3𝑣

5𝑙


7. Tegangan tali rata-rata terhadap waktu pada pendulum sederhana dengan

panjang tali l, massa pendulum m dan amplitudo angular 𝜃 adalah:

a. 𝑚𝑔 +𝑚𝑔

2𝜃2

b. 𝑚𝑔 −𝑚𝑔

4𝜃

c. 𝑚𝑔 −𝑚𝑔

2𝜃

d. 𝑚𝑔 +𝑚𝑔

4𝜃2

e. 𝑚𝑔

8. Dua buah massa m dihubungkan satu sama lain dengan sebuah pegas dan

masing-masing juga dihubungkan ke tembok oleh dua buah pegas seperti

terlihat paga gambar. Ketiga pegas

tersebut memiliki konstanta pegas

yang sama, k. Jika frekuensi salah satu

mode vibrasi normal yang terjadi

adalah ω maka frekuensi mode

vibrasi normal yang lain adalah:

a. √2

3𝜔

b. √3𝜔

c. √1

2𝜔

d. 3𝜔

e. 2𝜔

9. Sebuah sumber memancarkan gelombang bola. Jika taraf intensitas pada

jarak 𝑟1 adalah 𝛽1 dan jarak 𝑟2 adalah 𝛽2. Maka perbandingan antara 𝛽2

dan 𝛽1 adalah:

a. 1 1 2

1

10 ( / )log r r

b. 1 1 2

1

0 ( /1 )log r r

c. 1 1 2

1

0 ( /2 )log r r

d. 1 1 2

1

0 ( /2 )log r r

e.

1 1 2

1

( / )log r r

10. Sebuah radar memancarkan gelombang mikro dengan frekuensi 𝑓𝑠 =

2,0 𝐺𝐻𝑧. Kemudian gelombang tersebut dipantulkan oleh sebuah mobil yang

bergerak menjauhi sumber dan perbedaan frekuensi yang terukur adalah

sebesar Δ𝑓 = 293 𝐻𝑧 . Jika kecepatan gelombang mikro di udara 3,0 ×

108 𝑚/𝑠 maka kecepatan mobil adalah:

a. 𝑣 = 18 𝑚/𝑠

b. 𝑣 = 22 𝑚/𝑠

c. 𝑣 = 26 𝑚/𝑠

d. 𝑣 = 30 𝑚/𝑠

e. 𝑣 = 35 𝑚/𝑠


11. Pipa Pitot ditempelkan pada pipa gas horisontal yang penampangnya S (lihat gambar). Anggap viskositas gas dapat diabaikan dan percepatan gravitasi di tempat itu g .

Jika perbedaan tinggi cairan pada pipa Pitot adalah h dan massa jenis gas dan cairan berturut-

turut adalah dan 0 , berapakah volume gas per

satuan waktu Q yang mengalir di dalam pipa?

a. 02Q S g h

b. 02Q S g h

c. 0

2Q S g h

d. 0

Q S g h

e. 0

2Q S g h

12. Sebuah silinder horisontal yang volumenya V berisi penuh air yang massa jenisnya . Ujung kiri dibatasi oleh piston yang dapat bergerak dan ujung

kanan dibatasi oleh dinding dengan lubang kecil yang luas penampangnya s (lihat gambar). Jika piston didorong ke kanan oleh gaya tetap selama t hingga airnya keluar semua, berapakah usaha W yang telah dilakukan oleh gaya tersebut?

a. 3

2 2

VW

s t

b. 3

2 22

VW

s t

c. 3

2 24

VW

s t

d. 3

2 26

VW

s t

e.

3

2 28

VW

s t

13. Sebuah satelit bermassa m mengorbit bumi yang massa M, dalam lintasan

eliptik. Di lintasan ini, jarak terjauh satelit ke bumi sebesar dua kali jarak

terdekat satelit ke bumi, Rrr 22 minmax . Kecepatan satelit di titik terdekat

adalah sebesar:

a. R

GM

3

b. R

GM

4

c. R

GM

4

3

d. R

GM

3

4

e. R

GM


14. Sebuah mobil bermassa 1300 kg dipacu dengan laju 72 km/jam ke arah utara di suatu tempat yang terletak 30° LU dan 90° BT. Akibat gaya koriolis, mobil ini memperoleh percepatan sebesar:

a. 1,45 x 10-3 m/s2 ke barat. b. 2,50 x 10-3 m/s2 ke selatan. c. 2,90 x 10-3 m/s2 ke timur.

d. 2,50 x 10-3 m/s2 ke utara. e. 1,45 x 10-3 m/s2 ke Timur.

15. Sebuah pendulum sederhana bermassa m dan panjang l berayun di bidang xy dengan sudut t di sebuah mobil yang dipercepat dengan percepatan

a dalam arah x. merupakan sudut yang dibentuk oleh tali pendulum dengan garis vertikal yang melalui sumbu rotasi pendulum (sumbu y). Anggaplah bahwa saat t = 0 mobil berada di 0x dengan kecepatan

0vx . Persamaan gerak pendulum sederhana ini dapat dinyatakan dengan:

a. cossinl

a

l

g .

b. cossinl

a

l

g .

c. sincosl

a

l

g .

d. sinsinl

a

l

g

e. sincos

l

a

l

g

16. Sebuah pendulum sederhana dibuat dari beban bermassa m dan benang

tidak bermassa dengan panjang l. Pendulum berayun pada bidang vertikal

dengan laju pertambahan panjang tali konstan kdt

dl. Hamiltonian untuk

pendulum ini dapat dinyatakan dengan:

a. cos2

1

2

2

2

2

mglmkml

pH l .

b. cos2

1

2

2

2

2

mglmkml

pH .

c. cos2 2

2

mglml

pH .

d. 2

2

2

2

1

2mk

ml

pH l

e.

cos

2

1

2

2

2

2

mglmkml

ppH l

17. Dalam percobaan tetes minyak Milikan, sebuah tetes minyak memiliki jari-jari

𝑟 = 1,6 × 10−6 m dan kerapatan 𝜌 = 8,5 × 102 𝑘𝑔/𝑚3 jatuh bebas

memasuki medan listrik homogen E (arah E ke bawah). Untuk membuat tetes

minyak diam, besar medan listrik yang diperlukan adalah 𝐸 = 1,9 ×

105 𝑁/𝐶 . Muatan tetes minyak tersebut secara pendekatan dalam

parameter 𝑒 ( 𝑒 = 1,6 × 10−19 𝐶 ) adalah:

a. 2𝑒 b. 3𝑒 c. 4𝑒 d. 5𝑒 e. 6𝑒


18. Sebuah elektron bergerak pada sumbu x dengan kecepatan v memasuki

daerah medan listrik homogen E di dalam ruang dua keping sejajar (lihat gambar) dengan panjang keping a. Sebuah layar untuk mengamati posisi elektron ketika keluar dari keping sejajar tersebut dipasang pada jarak b dari ujung keping. Jarak vertikal elektron ketika mengenai layar y adalah:

V

Ee

y

X

a

b

a. 𝑦 =𝑒𝐸𝑎

𝑚𝑣2 (𝑎

2+ 𝑏)

b. 𝑦 =𝑒𝐸𝑎

2𝑚𝑣2(𝑎 + 𝑏)

c. 𝑦 =𝑒𝐸𝑎

𝑚𝑣2(𝑎 + 𝑏)

d. 𝑦 =𝑒𝐸𝑎

𝑚𝑣2(𝑎 + 2𝑏)

e. 𝑦 =𝑒𝐸𝑎

𝑚𝑣2(2𝑎 + 𝑏)

19. Sebuah kawat berbentuk seperempat lingkaran bermuatan

q yang terdistribusi secara homogen sepanjang kawat. Jika

jari-jari kelengkungan kawat R, tentukan kuat medan listrik

di titik O (lihat gambar) akibat distribusi muatan pada

kawat.

a. 𝑞√2

4𝜋𝜀0𝑅2

b. 𝑞√2

2𝜋𝜀0𝑅2

c. 𝑞√2

𝜋2𝜀0𝑅2

d. 𝑞

2𝜋2𝜀0𝑅2

e. 𝑞

4𝜋2𝜀0𝑅2

O

R


20. Sebuah kawat silindris dengan penampang

berjari-jari R membawa arus I dengan

distribusi kerapatan arus yang memenuhi

hubungan 𝐽 = 𝑐𝑟, dengan 𝑟 jarak ke sumbu

kawat, dan 𝑐 konstanta (lihat gambar).

Tentukan besar induksi magnetik pada setiap

titik di dalam kawat dengan 𝑟 < 𝑅

a. 𝜇0𝐼𝑟2

𝜋𝑅3

b. 𝜇0𝐼𝑟2

2𝜋𝑅3

c. 𝜇0𝐼𝑟2

4𝜋𝑅3

d. 𝜇0𝐼𝑟

2𝜋𝑅2

e. 𝜇0𝐼𝑟

4𝜋𝑅2

21. Sebuah bola konduktor berongga memiliki jari-

jari dalam a dan jari-jari luar luar c. Ruang di

antara dua permukaan bola ini diisi dengan dua

bahan dielektrik yang berbeda. Bahan dengan

konstanta dielektrikum K1 diletakan di antara a

dan b, sedangkan K2 di antara b dan C (lihat

gambar). Kapasitas kapasitor sistem ini adalah:

a. 𝐶 =4𝜋𝜀𝑜𝐾1𝐾2𝑎𝑏𝑐

𝐾2𝑐(𝑏−𝑎)+𝐾1𝑎(𝑐−𝑏)

b. 𝐶 =4𝜋𝜀𝑜𝐾1𝐾2𝑎𝑏𝑐


c. 𝐶 =2𝜋𝜀𝑜𝐾1𝐾2𝑎𝑏𝑐


d. 𝐶 =2𝜋𝜀𝑜𝐾1𝐾2𝑎𝑏𝑐


e. 𝐶 =4𝜋𝜀𝑜𝐾1𝐾2𝑎𝑏

𝐾2(𝑏−𝑎)+𝐾1(𝑐−𝑏)

22. Sebuah bahan dielektrik berbentuk silinder

berongga dengan jari-jari dalam 𝑎 dan

jari-jari luar 𝑏. Di sepanjang sumbu silinder

diletakkan muatan garis dengan rapat

muatan persatuan panjang 𝜆 . Jika

konstanta dielektrikum bahan dielektrik

adalah K, maka muatan induksi per satuan

panjang pada permukaan luar adalah:

a. 𝜆

𝐾

b. 9𝜆

𝐾

c. 𝜆𝐾

d. −𝜆

𝐾

e. −9𝜆

𝐾


23. Perhatikan gambar rangkaian DC dibawah ini. Mula-mula saklar S dalam

keadaan terbuka untuk dalam waktu yang lama, kemudian pada saat t =

0, saklar S ditutup. Arus listrik sebagai fungsi waktu, 𝑖(𝑡) setelah saklar

ditutup adalah:

a. 𝑖(𝑡) =𝑉

𝑅1+ (

𝑉

𝑅2) 𝑒

−𝑡

𝑅2

b. 𝑖(𝑡) =𝑉

𝑅2+ (

𝑉

𝑅1) 𝑒

−𝑡

𝑅2

c. 𝑖(𝑡) =𝑉

𝑅1+ (

𝑉

𝑅1) 𝑒

−𝑡

𝑅1

d. 𝑖(𝑡) =𝑉

𝑅1+

(𝑉

𝑅2+𝑅1) 𝑒

−(𝑡

𝑅2+𝑅1)

e. 𝑖(𝑡) = (𝑉

𝑅2) 𝑒

−𝑡

𝑅2

24. Sebuah rangkaian RL berfungsi sebagai high pass filter (yaitu rangkaian yang

dapat memfilter arus ac berfrekuensi rendah) diberikan pada gambar

dibawah ini. Hambatan R

merupakan hambatan dalam

dari induktor. Jika V1 dan V2

masing-masing adalah

tegangan input dan tegangan

output yang diukur terhadap

ground, maka frekuensi arus

ketika rasio tegangan 𝑉2

𝑉1=

1

2

adalah:

a. 𝑓 =1

2𝜋𝐿√

(𝑅+𝑟)2−𝑅2

3

b. 𝑓 =1

2𝜋𝐿√

4𝑅𝑟−𝑅2

3

c. 𝑓 =1

2𝜋𝐿√

(𝑅+𝑟)2−4𝑅2

3

d. 𝑓 =1

2𝜋𝐿√

(𝑅+𝑟)2−𝑅2

3

e. 𝑓 =1

2𝜋𝐿√

(𝑅+𝑟)2−𝑅2

4

S C

R

R1

V


25. Suatu ruangan diberi medan magnet uniform sebesar 5,0 x 10-2 T. Medan magnet tadi terletak di bidang xy dalam arah 30° terhadap sumbu x.

Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan iv ˆ100,4 6

m/s memasuki

daerah tadi. Massa dan muatan elektron masing-masing adalah 9,1 x 10-31 kg dan 1,6 x 10-19 C. Gaya magnet yang dialami elektron tadi dinyatakan dengan:

a. kF ˆ106,1 14

N.

b. kF ˆ106,1 14

N.

c. kF ˆ102,3 14

N.

d. jF ˆ108,2 14

N.

e. jF ˆ106,1 14

N.

26. Sebuah kawat dengan panjang L dilengkungkan membentuk sebuah tiga per

empat lingkaran. Kawat dialiri arus I dan diletakkan di lingkaran dengan jejari yang sama. Medan magnet di pusat lingkaran sebesar:

a. L

IB o

16

3

b. L

IB o

8

9

c. L

IB o

4

3

d. L

IB o

16

9

e. L

IB o

8

3

27. Bola dielektrik (jejari a , tetapan dielektrik 1 ) dibenamkan di dalam cairan

(tetapan dielektrik 2 ) yang mula-mula berada di dalam medan listrik

homogen 0E . Berapa potensial listrik pada suatu titik di dalam bola setelah

dibenamkan?

a. 2

1 2

2cosEr

b. 2

1 2

2cos

2Er

c. 2

1 2

2cos

3Er

d. 2

1 2

3cos

2Er

e.

2

1 2

3cos

2Er

28. Sebuah muatan Q berada pada ketinggian h di atas permukaan konduktor

yang luasnya tidak berhingga dan ditanahkan (potensial listrik nol). Berapa usaha W yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut ke titik yang jaraknya tidak berhingga dari permukaan konduktor?

a. 2

032

QW

h

b. 2

016

QW

h

c. 2

08

QW

h

d. 2

04

QW

h

e.

2

02

QW

h


29. Sebuah muatan titik Q bergerak dengan

kecepatan tetap v dengan v << c dan c kecepatan cahaya. Berapakah medan magnet H pada titik A (lihat gambar), yang terletak pada lingkaran yang berpusat di titik O, sebagai fungsi dari r , , dan v ?

a. 2

sin

8

Q vH

r

b. 2

cos

8

Q vH

r

c. 2

sin

2

Q vH

r

d. 2

cos

4

Q vH

r

e. 2

sin

4

Q vH

r

30. Medan listrik dari gelombang elektromagnetik berdiri cos cosmE E kx t

terjadi di sepanjang sumbu-x dalam vakum. Berapa proyeksi vektor Poynting pada sumbu-x?

a. 2

0

1sin 2 sin 2

2x mS cE kx t

b. 2

0

1sin 2 cos 2

2x mS cE kx t

c. 2

0

1sin 2 sin 2

4x mS cE kx t

d. 2

0

1sin 2 cos 2

4x mS cE kx t

e.

2

0

1cos 2 sin 2

4x mS cE kx t

31. Sebuah termometer dari bahan termistor dapat mengukur temperatur sebuah

benda berdasarkan perubahan hambatan dalam bentuk /0( ) B TR t R e , 𝑅(𝑡)

hambatan dalam satuan Ω, dan 𝑇 suhu dalam Kelvin. Konstanta 𝑅0 dan 𝐵

didapatkan dari pengukuran pada titik tetap yaitu titik beku (0℃) dan titik

didik air(100℃). Jika dalam pengukuran didapatkan 𝑅 = 7360 Ω pada

titik beku air dan 𝑅 = 153 Ω pada titik didih air. Nilai konstanta 𝑅0 dan 𝐵

yang bersesuaian adalah:

(ln 48 = 3,87 dan 𝑒14,4 = 1,8 × 106 dimana 𝑒 = 2,72)

a. 4,0 × 10−3Ω dan 4,0 × 103 𝐾

b. 4,0 × 10−4Ω dan 4,0 × 103 𝐾

c. 4,0 × 10−3Ω dan 4,0 × 104 𝐾

d. 4,0 × 10−4Ω dan 3,0 × 104 𝐾

e. 4,0 × 10−5Ω dan 4,0 × 105 𝐾


32. Sebuah tabung terbuat dari gelas mempunyai panjang 𝐿 = 1,280 𝑚. Pada

temperatur 20℃, tabung berisi cairan dengan tinggi setengah dari panjang

tabung. Jika diketahui koefisien muai panjang gelas, 𝛼𝑔𝑙𝑎𝑠𝑠 = 1,0 × 10−5/𝐾

dan koefisien muai volume, 𝛽𝑐𝑎𝑖𝑟𝑎𝑛 = 4,0 × 10−5/𝐾, maka perubahan tinggi

cairan pada tabung jika dipanaskan sampai temperatur 30℃ adalah:

a. 6,3 × 10−3 𝑚

b. 3,3 × 10−3 𝑚

c. 1,3 × 10−3 𝑚

d. 1,3 × 10−4𝑚

e. 3 × 10−3𝑚

33. Sebuah jembatan terbuat dari logam

mempunyai panjang L0 = 4 m. Ketika

terjadi perubahan temperatur ΔT =

49oC, jembatan tersebut terpotong di

tengahnya dan terangkat sejauh 𝑥

(lihat gambar). Jika jembatan

mempunyai koefisien muai panjang α = 25 × 10−5/∘C , maka panjang 𝑥

adalah:

a. 20 𝑚𝑚

b. 36 𝑚𝑚

c. 60 𝑚𝑚

d. 98 𝑚𝑚

e. 208 𝑚𝑚

34. Sebuah balon udara mempunyai mempunyai volume V = 1,5 m3 . Bagian

bawah balon tersebut terbuka. Pada tekanan udara 1 atm, temperatur udara

di bagian dalam adalah 77℃ dan temperature udara di sekitar adalah

27℃ . Jika mudara = 29gr

mol , k = 1,38 × 10−23 JK−1 , N = 6,0 × 1023

partikel/mol, dan g = 10 ms−2. Maka gaya netto pada balon udara

adalah:

a. 55,0 N

b. 35,2 N

c. 2,5 N

d. 0,5 N

e. 0,05 N


35. Sebuah mangkok terbuat dari tembaga dengan massa 150 gr berisi air

220 gr pada temperatur 20℃. Kemudian sebanyak 300 gr bijih tembaga

yang sangat panas dimasukan ke dalam air dan menyebabkan 5 gr air

menjadi uap. Jika temperatur sistem adalah 100℃ , kalor jenis air dan

tembaga masing-masing cair = 1cal

gr℃ dan ctembaga = 0,0923

cal

gr ℃, maka

temperatur awal bijih tembaga adalah:

a. 873℃

b. 203℃

c. 73℃

d. 33℃

e. 2073℃

36. Sebuah peluru terbuat dari timah bermassa m = 30 gr bergerak dengan

kecepatan v = 420 ms−1 menembus sebuah balok dan menyebabkan

setengah energi kinetiknya berubah menjadi panas. Jika temperatur awal

peluru 20℃ dan kalor jenis timah, ctimah = 0,128kJ

kg K, maka temperatur

peluru yang bersarang di dalam balok adalah:

a. 325℃

b. 365℃

c. 400℃

d. 450℃

e. 555℃

37. Jika massa jenis air dalam rentang temperatur 0℃ − 4℃ adalah 1 gr. cm−3

dan massa jenis air pada temperatur 100℃ adalah 0,958 gr. cm−3, maka

kapasitas panas cp 1 kg air pada temperatur antara 4℃ dan 100℃

adalah: (Diketahui modulus Bulk 𝐵𝑎𝑖𝑟 = 2 × 108 𝑁𝑚−2 dan kefisien muai

volme 𝛽𝑎𝑖𝑟 = 0,207 × 10−3 𝐾−1).

a. cp = 10,2J

kg.K

b. cp = 42,2J

kg.K

c. cp = 80,2J

kg.K

d. cp = 100,2J

kg.K

e. cp = 300,3J

kg.K


38. Dua mol gas ideal monatomik pada

titik D mempunyai tekanan dan

temperatur masing-masing 2 atm

dan 360 𝐾. Pada titik B, volume gas

adalah tiga kali dari titik D dan

tekanannya dua kali dari titik C.

Proses AB dan CD adalah proses

isotermal. Jika diketahui konstanta gas

R = 8,314J

mol.K= 0,082

L.atm

mol.K, maka kerja total proses siklus DABCD:

a. 𝑊 = 6,6 𝑘𝐽

b. 𝑊 = 9,9 𝑘𝐽

c. 𝑊 = 13,2 𝑘𝐽

d. 𝑊 = 19,5 𝑘𝐽

e. 𝑊 = 30,5 𝑘𝐽

39. Gambar berikut menunjukkan proses-

proses pada mesin diesel, dengan ab

adalah kompresi adiabatik, bc adalah

ekspansi tekanan tetap, cd adalah

ekspansi adiabatis, dan da adalah

proses pendinginan dengan volume

tetap. Maka efisiensi 𝜂 yang tepat

untuk proses mesin diesel adalah:

a. ( / ) ( / )1

( / / )c b

b

a

c a

a

bV V V V

V V V V

b. 1 1( / ) ( / )

1( / / )

c b b a

c a b a

V V V V

V V V V

c. ( / ) ( / )1

( / / )c b b a

c a b a

V V V V

V V V V

d. ( / ) ( / )1

( / / )c b

c b a

a

b

aV V V V

V V V V

e.

1 1( / ) ( / )1

( / / )c b a

c b a

a

b

V V V V

V V V V

Pendinginan

Isokhoris


40. Titik didih air di sekitar permukaan bumi menurun terhadap ketinggian dari

permukaan laut. Kerapatan uap pada temperatur 100℃ adalah 0,598 𝑘𝑔/

𝑚3 dan kalor laten penguapan air adalah 𝐿 = 2,44 × 103 𝐽

𝑘𝑔. Dengan

asumsi temperatur udara adalah 300 𝐾 dan kerapatan udara pada 0℃

dan 1 atm adalah 1,29 𝑘𝑔/𝑚3), maka perubahan titik didih air terhadap

ketinggian (℃/𝑘𝑚) adalah:

a. −0,05 ℃/𝑘𝑚

b. −0,87 ℃/𝑘𝑚

c. −2,25 ℃/𝑘𝑚

d. −10,20 ℃/𝑘𝑚

e. −20,32 ℃/𝑘𝑚

41. Sebuah sistem termodinamika yang volumenya dijaga konstan ditempatkan

dalam kontak termal dengan sebuah reservoir panas. Sistem mencapai

kesetimbangan termal dengan reservoir apabila:

a. energi dalamnya minimum

b. energi bebas Helmhotz-nya minimum

c. energi bebas Gibbs-nya minimum

d. entalpinya minimum

e. entropinya minimum

42. Jika S, F, G, T, V, dan P berturut-turut menyatakan entropi, fungsi Helmholtz,

fungsi Gibbs, suhu, volume, dan tekanan, manakah hubungan yang benar di

antara pilihan-pilihan berikut?

a. 𝑆 = (𝜕𝐹

𝜕𝑇)

𝑃

b. 𝑆 = − (𝜕𝐹

𝜕𝑇)

𝑃

c. 𝑆 = (𝜕𝐹

𝜕𝑇)

𝑉

d. 𝑆 = − (𝜕𝐺

𝜕𝑇)

𝑃

e. 𝑆 = − (𝜕𝐺

𝜕𝑇)

𝑉

Diketahui fungsi partisi sebuah sistem partikel sebagai =𝑒

−12

𝛽ℏ𝜔

1−𝑒−𝛽ℏ𝜔 , dengan 𝛽 =

1

𝑘𝑇. Energi rata-rata termodinamik sistem tersebut dapat diturunkan sebagai:


f. �� = ℏ𝜔 (1 +1

𝑒𝛽ℏ𝜔+1)

g. �� = ℏ𝜔 (1 −1

𝑒𝛽ℏ𝜔−1)

h. �� = ℏ𝜔 (1

2−

1

𝑒𝛽ℏ𝜔+1)

i. �� = ℏ𝜔 (1

2+

1

𝑒−𝛽ℏ𝜔−1)

j. �� = ℏ𝜔 (1

2+

1

𝑒𝛽ℏ𝜔−1)

43. Sebuah sistem termodinamika terdiri atas N osilator harmonik dua dimensi

yang saling bebas (tidak saling berinteraksi). Jika dihitung dengan

menggunakan prinsip ekuipartisi, energi internal sistem ini adalah:

a. 𝑈 = 4𝑁𝑘𝑇

b. 𝑈 = 2𝑁𝑘𝑇

c. 𝑈 = 𝑁𝑘𝑇

d. 𝑈 =1

2𝑁𝑘𝑇

e. 𝑈 =1

4𝑁𝑘𝑇

44. Dua pesawat antariksa, A dan B, yang panjangnya sama 0 ketika diam,

bergerak saling mendekat dengan panjang pesawat sejajar kecepatan. Jika pengamat pada pesawat A mencatat selang waktu selama dua pesawat berpapasan, berapakah kecepatan relatif v pesawat tersebut satu sama lain?

a. 0

2

0

/

1 (2 / )v

c

b. 0

2

0

/

1 ( / 2 )v

c

c. 0

2

0

/

1 ( / )v

c

d. 0

2

0

2 /

1 ( / )v

c

e.

0

2

0

/ 2

1 ( / )v

c

45. Massa jenis sebuah benda yang diam adalah 0 . Jika massa jenis benda

bertambah sebesar 0 ketika bergerak, berapakah kecepatannya?

a.

(2 )

1 2

cv

b.

(1 )

1 2

cv

c.

(2 )

1

cv

d.

(1 2 )

1

cv

e.

2 (2 )

1

cv

46. Seberkas elektron dengan energi seragam menabrak target yang terbuat

dari bahan Tungsten. Panjang gelombang terpendek sinar -X yang dihasilkan

peristiwa ini sebesar 1,74 × 10−1 nm. Elektron di berkas bergerak dengan


laju: (Gunakanlah konstanta Planck J.s1063,6 34h , massa elektron

gme k1011,9 31 , dan muatan elektron C1060,1 19e )

a. 3,11 x 107 m/s. b. 1,60 x 107 m/s. c. 5,01 x 107 m/s.

d. 7,63 x 107 m/s. e. 9,77 x 107 m/s.

47. Foton dengan momentum 1,00 x 10-23 kg.m/s menabrak elektron bebas yang

diam. Foton yang terhambur membentuk sudut 60° dari arah foton datang.

Karena hamburan, panjang gelombang foton menjadi sebesar sebesar:

(Gunakanlah konstanta Planck J.s1063,6 34h , massa elektron

gme k1011,9 31 , dan muatan elektron C1060,1 19e )

a. 1,63 x 10-11 m.

b. 3,21 x 10-11 m.

c. 4,51 x 10-11 m.

d. 5,10 x 10-11 m.

e. 6,75 x 10-11 m

48. Satu foton dengan panjang gelombang 20,0 nm diserap oleh atom hidrogen

dalam keadaan dasar. Setelah menyerap foton tersebut: (Gunakanlah

konstanta Planck J.s1063,6 34h , massa elektron gme k1011,9 31 , dan

muatan elektron C1060,1 19e )

a. atom hidrogen tereksitasi ke keadaan eksitasi ketiga b. atom hidrogen tereksitasi ke keadaan eksitasi kedua c. atom hidrogen terionisasi dan elektron terlepas dengan energi kinetik

48,6 eV. d. atom hidrogen terionisasi dan elektron terlepas dengan energi kinetik

62,2 eV. e. atom hidrogen terionisasi dan elektron terlepas dengan energi kinetik

75,8 eV 49. Sebuah orbit Bohr elektron pada atom hidrogen mempunyai jejari 1,00 x 10-

5 m. Atom hidrogen dalam keadaan dengan jejari orbit elektron tersebut

mempunyai energi sebesar: (Gunakanlah konstanta Planck J.s1063,6 34h ,

massa elektron gme k1011,9 31 , dan muatan elektron C1060,1 19e )

a. -13.6 eV. b. -3,40 x 10-2 eV. c. -5,44 x 10-3 eV.

d. -2,18 x 10-4 eV. e. -7,19 x 10-5 eV.

50. Spektrum rotasi molekul diatomik AB diamati dengan menggunakan sistem spektroskopi gelombang mikro. Jika panjang ikatan tersebut r dan massa


masing-masing atom penyusun adalah m1 dan m2, maka jarak antar garis spektrum rotasi molekul ini adalah … (dalam satuan energi).

a. ℎ2(𝑚1+𝑚2)

4𝜋2𝑟2𝑚1𝑚2

b. ℎ2(𝑚1+𝑚2)

2𝜋2𝑟2𝑚1𝑚2

c. ℎ2(𝑚1+𝑚2)

𝑟2𝑚1𝑚2

d. 4𝜋ℎ2(𝑚1+𝑚2)

𝑟2𝑚1𝑚2

e. ℎ2𝑟2(𝑚1+𝑚2)

4𝜋2𝑚1𝑚2

51. Energi rotasi molekul dapat dinyatakan dengan 𝐸𝑗 =ℎ2

8𝜋2𝐼 𝑗(𝑗 + 1) di mana

I momen inersia dan j bilangan kuantum rotasi. Intensitas garis spektrum ini sebanding dengan jumlah populasi setiap keadaan tingkat energinya.

Populasi tersebut sebanding dengan distribusi Boltzmann ( 𝑘𝐵 =konstanta Boltzmann) dan faktor degenerasi momentum angular molekul. Tingkat energi rotasi ke j yang menunjukkan intensitas tertinggi pada temperatur T adalah:

a. 𝑗 = √4𝜋2𝐼𝑘𝐵𝑇

ℎ2− 1

b. 𝑗 = √4𝜋2𝐼𝑘𝐵𝑇

ℎ2+

1

2

c. 𝑗 = √4𝜋2𝐼𝑘𝐵𝑇

ℎ2−

1

2

d. 𝑗 = √4𝜋2𝐼𝑘𝐵𝑇

ℎ2+ 1

e. 𝑗 = √ℎ2

4𝜋2𝐼𝑘𝐵𝑇−

1

2

52. Jika jejari sebuah inti atom ditentukan oleh 1/31.3R A (R dalam fm) dengan A adalah nomor massa, berapakah kira-kira jumlah nukleon per cc ?

a. 361.1 10

b. 381.1 10

c. 401.1 10

d. 421.1 10 e.

441.1 10

53. Radioisotop A dengan tetapan peluruhan a meluruh menjadi radioisotop B

dengan tetapan peluruhan b . Jika mula-mula hanya ada radioisotop A

sejumlah 0N , berapakah jumlah N radioisotop B setelah t sekon?

a. 0

at btaN N e e

b a

b. 0

at btaN N e e

b a

c. 0

at btaN N e e

b a

d. 0

at btbN N e e

b a

e. 0

at btbN N e e

b a


54. Sebuah partikel berada pada keadaan dasar dari potensial sumur tak berhingga satu dimensi yang lebarnya 0 x . Berapakah peluang P

partikel tersebut ditemukan dalam daerah 1 2

3 3x ?

a. 1 3

3 2P

b. 1 3

3P

c. 1 3

2 2P

d. 1 3

2P

e.

1 2

2P

55. Sebuah partikel bermassa m berada dalam potensial satu dimensi seperti pada gambar. Persamaan manakah yang menentukan tingkat energi partikel

tersebut untuk kondisi 0E U ?

a. 2

2

0

sin k km U

b. 2

2

0

cos2

k km U

c. 2

2

0

sin2

k km U

d. 2

2

0

cos4

k km U

e.

2

2

0

sin4

k km U

56. Jika 𝑂 merupakan suatu operator kuantum, contoh operasi 𝑂 yang

menunjukkan sifat operator linier adalah:

a. 𝑂𝜓(𝑥) = 𝜓(𝑥) + 𝑥2

b. 𝑂𝜓(𝑥) = {𝜓(𝑥) + 𝑥2}1/2

c. 𝑂𝜓(𝑥) = {𝜓(𝑥)}2

d. 𝑂𝜓(𝑥) = 𝜓(5𝑥2 + 3)

e. 𝑂𝜓(𝑥) = {𝑑𝜓(𝑥)

𝑑𝑥}

3

57. Tinjau 𝐴 sebagai suatu operator kuantum yang dinyatakan dalam

representasi matriks, di mana 𝑎, 𝑏, 𝑐, dan 𝑑 bilangan-bilangan real, dan 𝑖 =

√−1. Dari pilihan-pilihan berikut, contoh ekspresi 𝐴 yang menunjukkan 𝐴

sebagai operator observable fisis adalah:

a. [𝑎 𝑖𝑐𝑖𝑑 𝑏

]

b. [𝑎 −𝑖𝑐𝑖𝑑 𝑏

]

c. [𝑎 𝑖𝑐

−𝑖𝑐 𝑏]

d. [𝑎 𝑐𝑑 𝑖𝑏

]

e. [𝑖𝑎 𝑐−𝑐 𝑖𝑏

]


58. Tinjau osilator harmonik kuantum satu dimensi dengan frekuensi sudut

karakteristik 𝜔, dengan fungsi-fungsi eigennya yang dinyatakan dengan

𝜙𝑛. Pada suatu saat osilator berada pada keadaan yang dilukiskan dengan

fungsi gelombang 𝜓 =1

5(4𝜙0 + 3𝜙4) . Hitung harga ekspektasi energi

osilator pada keadaan tersebut.

a. 97

50ℏ𝜔

b. 127

50ℏ𝜔

c. 81

50ℏ𝜔

d. 12

25ℏ𝜔

e. 24

25ℏ𝜔

59. Suatu saat atom hidrogen berada dalam keadaan kuantum yang dinyatakan

dengan 𝜓 =1

√14(3𝜙100 + 2𝜙210 + 𝜙211) , dengan 𝜙𝑛𝑙𝑚 =

𝑅𝑛𝑙(𝑟)𝑌𝑙𝑚(𝜃, 𝜑) fungsi-fungsi eigen atom hidrogen. Pada keadaan tersebut

probabilitas atom hidrogen untuk memiliki energi sebesar −13,6

4 eV adalah:

a. 1

14 b.

2

7 c.

4

7 d.

5

14 e.

9

14

Documents

BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI BIDANG … · pada bidang miring seperti ditunjukkan pada gambar. Balok 5 kg didorong ke atas sepanjang bidang miring oleh gaya sebesar 150