Pembahasan TKD Saintek Fisika tahun 2018 Kode naskah : 453 no. 6-10

 6. Pemanas A dapat menaikkan suhu 200 gram air sebesar 20 derajat C dalam waktu 105 detik. Pemanas B yang berdaya 200 watt digunakan untuk memanaskan 200 gram air sebesar 20 derajat C dalam waktu 140 detik. Jika pemanas B memiliki efisiensi 75% dari efisiensi pemanas A dan kalor jenis air 4,2 J/g.K, daya pemanas A adalah ...

A. 300 watt

B. 280 watt

C. 250 watt

D. 220 watt

E. 200 watt

Pembahasan :

Massa air dan suhu yang ingin dinaikkan itu sama antara pemanas A dan pemanas B sehingga energi kalor antara kedua pemanas itu sama. Sehingga kita hanya membandingkan energi listrik antara pemanas A dan pemanas B sebagai berikut,

Jadi daya pemanas A adalah 200 watt. Jawaban (E)

7. Suatu bejana kokoh berisi gas ideal dikocok berulang-ulang. Manakah pernyataan yang benar tentang keadaan gas tersebut setelah dikocok?

A. Temperatur gas bertambah meskipun energi dalamnya tetap

B. Temperatur gas bertambah tanpa gas melakukan usaha

C. Energi dalam gas berkurang karena sebagian menjadi kalor

D. Gas melakukan usaha sebesar penambahan energi dalamnya

E. Temperatur gas bertambah sebanding dengan penambahan kelajuan molekul gas.

Pembahasan :

Saat bejana kokoh dikocok, partikel-partikel gas akan semakin cepat bergerak dan akan saling bertumbukan lenting sempurna sehingga suhu gas akan bertambah. Akan tetapi karena tidak ada perlakuan lain pada bejana tersebut maka massa dan volumenya tetap. Karena volemunya tetap kita sebut dengan proses isokhorik, saat proses isokhorik sistem tidak melakukan usaha ( W = 0 ). Jadi pada bejana tersebut akan mengalami kenaikan suhu atau temperatur tanpa melakukan usaha. Jawaban (B)

8. Dua balok kayu kecil A dan B terapung di permukaan danau. Jarak keduanya adalah 150 cm, ketika gelombang sinusoidal menjalar pada permukaan air teramati bahwa pada saat t = 0 detik, balok A berada di puncak, sedangkan balok B berada di lembah. Keduanya dipisahkan satu puncak gelombang. Pada saat t = 1 detik, balok A berada di titik seimbang pertama kalo dan sedang bergerak turun. Manakah pernyataan yang benar tentang gelombang pada permukaan air tersebut?

A. Gelombang air memiliki panjang 200 cm

B. Pada saat t = 1 detik, balok B berada di titik setimbang dan sedang bergerak turun.

C. Frekuensi gelombang adalah 0,25 Hz

D. Amplitudo gelombang adalah 75 cm

E. Balok A akan kembali berada di puncak saat t = 4,5 detik

Pembahasan :

Kita bisa gambarkan keadaan balok pada permukaan seperti berikut,

Kita lihat gambar yang pertama, jarak balok A dan B adalah 150 cm, dan ada 1,5 gelombang antara balok A dan balok B, sehingga kita bisa mencari panjang gelombangnya,

Balok B pada saat t = 1 detik , berada pada posisi setimbang akan tetapi bergerak naik.

Balok A menempuh 1/4 gelombang pada saat 1 detik, sehingga kita bisa mencari frekuensi dan periodenya,

Balok A akan kembali ke puncak setelah 4 sekon. Jadi jawaban yang benar adalah frekuensi gelombang sebesar 0,25 Hz. Jawaban (C)

9.  

Sebuah voltmeter V dirangkai seperti yang terdapat pada gambar. Jika saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah ...

A. Tidak ada perubahan tegangan yang terbaca pada voltmeter

B. Voltmeter tidak dilalui arus.

C. Arus pada voltmeter mengecil

D. Tegangan yang terbaca pada volmeter berkurang

E, Hubungan singkat pada voltmeter.

Pembahasan : 

Saat saklar S dipasang, rangkaian 1 akan menjadi paralel dan hambatan R1 akan menjadi kecil menjadi setengah kali R1, karena hambatan dan tegangan berbanding lurus, maka tegangan yang terbaca pada volmeter di R1 akan mengecil. Jawaban (D)

10. 

Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut Θ = 30 derajat terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kedua kawat terhubung dengan sebuah resistor R = 3 Ω. Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk satu rangkaian tertutup. Pada daerah tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besanrnya B = 2T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan v= 3 m/s , massa batang m adalah ...

A. 0,2 kg

B. 0,4 kg

C. 0,6 kg

D. 0,8 kg

E. 1,0 kg

Pembahasan : 

Kita cari arus listrik yang timbul akibat induksi elektromagnetiknya, 

Karena arah medan magnet ke kanan, maka akan timbul gaya magnetik ke kanan atas dan akan berlawanan dengan arah gaya berat benda pada bidang miring. Karena kecepatannya konstan maka jumlah gayanya sama dengan  nol, sehingga kita bisa dapatkan massa batangnya dengan cara,

Jadi massa batangnya adalah 0,2 kg. Jawaban (A)