Subhanallah: Penyelesaian Soal EPC 2010

KUNCI JAWABAN SOAL EPC 2010

EASY		MEDIUM		ADVANCE
No.	Jawaban	No.	Jawaban	No.	Jawaban
1	D	31	B	56	D
2	A	32	A	57	B
3	C	33	A	58	D
4	B	34	B	59	C
5	B	35	A	60	A
6	A	36	D	61	C
7	C	37	A	62	A
8	E	38	E	63	E
9	C	39	D	64	B
10	B	40	D	65	C
11	E	41	C	66	D
12	A	42	B	67	C
13	A	43	E	68	A
14	B	44	A	69	B
15	A	45	D	70	C
16	B	46	A	71	A
17	C	47	D	72	B
18	B	48	B	73	B
19	A	49	C	74	B
20	E	50	D	75	D
21	D	51	A	JUMLAH SOAL : 20
22	B	52	A
23	E	53	E
24	D	54	C
25	D	55	B
26	A	JUMLAH SOAL : 25
27	A
28	E
29	B
30	A
JUMLAH SOAL : 30

Soal 1

Jika suatu bola dilemparkan lurus ke atas dengan kecepatan awal 23 m/det, maka setelah t detik jarak h di atas ketinggian awal, dalam meter, diberikan oleh h(t) = 32t – 16t². Ketinggian titik maksimum yang dicapai bola adalah . . .

a. 13 m b. 14 m c. 15 m d. 16 m e. 17 m

Jawab :

Nilai ekstrim h(t) = 32t – 16t²

à t = 1 det

Jadi,

Soal 2

Pada waktu t = 0, suatu bola dilempar lurus ke atas dari ketinggian awal 7 m di atas tanah dengan kecepatan awal 40 m/det. Setelah t detik, jaraknya adalah h, dalam meter, diberikan oleh h(t) = 7 + 40t -16t ². Tinggi maksimum dari bola di atas tanah adalah . . .

a. 32 m b. 34 m c. 37 m d. 40 m e. 43 m

Jawab :

; Sehingga

atau

det

à t = 1,25 det

Soal 3

Jika temperatur T suatu zat padat/zat cair dengan volume V berubah sebesar DT, maka volume akan berubah sebesar DV=βVDT, dengan β adalah koefisien muai volume yang konstan untuk temperatur tidak terlalu tinggi. Truk tangki memuat 4000 gallon etil alkohol pada suhu 35°C dan mengirimkan muatannya beberapa waktu kemudian pada suhu 15°C. Banyak muatan etil alkohol yang dikirim adalah . . . (β = 7,5 x 10^-4 /°C)

a. 3.460 gallon b. 4.060 gallon c. 3.940 gallon d. 3.490 gallon e. 4.050 gallon

Jawab :

Soal 4

Sebuah satelit mempunyai persediaan power radio isotop yang power outputnya dalam watt diberikan oleh persamaaan

dimana t adalah waktu dalam hari yang menyatakan waktu penggunaan. Waktu yang dibutuhkan satelit untuk beroperasi dengan setengah kekuatan adalah . . .

a. 87,56 tahun b. 86,64 tahun c. 84,16 tahun d. 86,58 tahun e. 87,34 tahun

Jawab:

Power output mula-mula, t = 0

agar memenuhi setengah kekuatan

Soal 5

Gas sebanyak 2 mol memuai secara isothermal dari V₁ = 20 cm³ menjadi V₂ = 50 cm³ pada suhu 300 K. Usaha yang dilakukan gas ini adalah . . .

a. 5,77 x 10³ J b. 4,57 x 10³ J c. 2,00 x 10³ J d. 3,75 x 10³ J e. 7,05 x 10³ J

Jawab :

Soal 6

Seratus gram air hendak diubah menjadi uap air dengan mendidihkannya pada tekanan tetap 1 atm. Volume air mula-mula 100 cm³ dan setelah jadi uap volumenya menjadi 0,17 m³. Perubahan energi dalam sistem adalah . . . (Kalor uap air, L = 2260 J/gram)

a. 208.840 J b. 98.876 J c. 100.500 J d. 198.555 J e. 250.000 J

Jawab :

Usaha yang dilakukan oleh sistem adalah

Panas yang diterima sistem adalah

Perubahan energi dalam pada sistem adalah

Soal 7

Sebuah balon berbentuk bola mempunyai volume 4000 cm³ mengandung helium pada tekanan 2x10⁵ N/m2. Energi kinetik rata-rata masing-masing molekul (atom) helium 3,6x10^-22 J, maka jumlah mol helium pada balon adalah . . .

a. 4,05 mol b. 2,00 mol c. 5,54 mol d. 3,32 mol e. 4,45 mol

Jawab :

Sehingga banyaknya molekul dalam balon adalah:

Jumlah mol gas ini adalah:

Soal 8

Dua buah roda A dan B dihubungkan dengan sebuah tali seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Jari-jari kedua roda-roda masing-masing 10 cm dan 25 cm. Perbandingan I_B/I_A, jika momentum sudut kedua roda tersebut sama besar adalah . . .

a. 3,4 b. 2,2 c. 2,25 d. 3,78 e. 2,5

Jawab :

Soal 9

Massa jenis gas Nitrogen pada keadaan normal (P = 1 atm; t = 0°C) adalah 1,25 kg/m³. Massa jenis gas Nitrogen apabila ditempatkan pada kondisi suhu 60°C dan 72 cmHg adalah . . .

a. 0,89 kg/m³ b. 0,79 kg/m³ c. 0,97 kg/m³ d. 0,55 kg/m³ e. 0,70 kg/m³

Jawab :

Soal 10

Kalorimeter dengan kapasitas kalor 1.000 J/kg.K diisi dengan 200 gram air yang suhunya 20°C (kalor jenis air 4.200 J/kg.K). Ke dalam calorimeter tersebut dimasukkan 300 gram besi yang suhunya 90°C (kalor jenis besi 500 J/kg.K). Suhu akhir campuran tersebut adalah . . .

a. 23,45 ^oC b. 25,28 ^oC c. 23,00 ^oC d. 22,45 ^oC e. 27,75 ^oC

Jawab :

Soal 11

Sebuah pegas bertambah panjang 2 cm jika diberi gaya 0,04 N. Periode getar sebuah benda yang bermassa 20 gram dan digantungkan pada salah satu ujung pegas adalah . . .

a. 1,23 s b. 1,05 s c. 0,95 s d. 0,75 s e. 0,63 s

Jawab :

sehingga

Persamaan periode getaran adalah

detik

Soal 12

Sebuah bandul matematis sederhana dapat membuat 20 ayunan dalam waktu 60 detik. Panjang tali bandul tersebut adalah . . .

a. 2,24 m b. 3,25 m c. 4,47 m d. 2,78 m e. 3,02 m

Jawab :

Frekuensi ayunan bandul

pada ayunan bandul, persmaan periode ayunan

karena

maka

Soal 13

Sebuah tangki berisi 2 mol gas helium pada 20°C. Anggap helium adalah gas ideal, maka energi kinetik rata-rata permolekul helium adalah . . .

a. 6,07 x 10^-21 J b. 7,78 x 10^-21 J c. 5,07 x 10^-21 J d. 5,56 x 10^-21 J e. 6,57 x 10^-21 J

Jawab :

Soal 14

Sebuah sumber gelombang X menghasilkan gelombang berjalan dengan frekuensi 20 Hz dan amplitudo 10 cm. Apabila terdapat titik q yang berjarak 9 m dari titik X, maka fase gelombang ketika titik X telah bergetar 16 kali adalah . . . (anggap cepat rambat gelombang 80 m/s)

a. 16,75 b. 13,25 c. 12,05 d. 10,78 e. 14,75

Jawab :

panjang gelombang l:

periode,

fase gelombang,

Soal 15

Sebuah mesin/motor mempunyai Taraf intensitas bunyi sebesar 75 dB. Apabila terdapat 15 buah mesin/motor yang dipakai secara bersamaan maka taraf intensitasnya menjadi . . .

a. 86,76 dB b. 90,00 dB c. 56,75 dB d. 77,45 dB e. 98,00 dB

Jawab :

Banyaknya mesin ketik adalah n, maka

Jadi untuk n = 15,®

Soal 16

Seorang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 10 m/s bergerak saling menjauhi dengan sebuah mobil ambulans yang kecepatannya 15 m/s. Angin bertiup searah dengan gerak ambulans dengan kecepatan 5 m/s. Jika sirine ambulans 700 Hz, maka frekuensi yang didengar oleh pengendara motor adalah . . .

a. 775 Hz b. 650 Hz c. 756 Hz d. 345 Hz e. 825 Hz

Jawab :

Bila kecepatan suara v, kecepatan ambulan v_m, kecepatan sepeda motor v_p, kecepatan angin v_a, dan frekuensi sirine f_s, maka frekuensi yang didengar oleh pengendara motor:

Soal 17

Sebuah partikel bergerak lurus dengan kecepatan

(dalam m/s) dan t detik dalam detik. Pada waktu

detik partikel ini berada pada posisi

.Maka posisi partikel pada saat

adalah . . .

a. 54,7 m b. 67,7 m c. 48,5 m d. 77,5 m d. 45,5 m

Jawab :

Soal 18

Sebuah piringan atau cakram berputar dengan kecepatan sudut konstan dan menempuh 6,28 radian tiap detik. Lama waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 10 putaran adalah . . .

a. 25 s b. 20 s c. 15 s d. 36 s e. 30 s

Jawab :

Soal 19

Sejumlah gas terkurung dalam suatu dinding silinder. Jika pada dinding terdapat sebuah lubang kecil seluas A, maka massa gas m yang keluar dari lubang dalam selang waktu singkat t dirumuskan oleh persamaan m/t = kp^b r^c A^d, dengan k sebagai tetapan tanpa dimensi, p adalah tekanan gas, dan r adalah massa jenis gas. Tentukanlah nilai-nilai b, c, dan d, serta nyatakan kembali persamaan di atas dengan memasukkan nilai b, c, dan d!

Jawab :

Dimensi tekanan p adalah ML^-1T^-2; Massa jenis r adalah ML^-3; dan luas A adalah L².

Soal 20

Seorang pilot bermassa 70 kg menerbangkan pesawat jet dengan kelajuan tetap 100 m/s untuk membuat manuver berbentuk lingkaran vertikal. Berapakah jari-jari manuver lingkaran yang harus ditempuh pesawat agar berat semu pilot di titik tertinggi sama dengan nol? (g = 10 m/s²)

a. 1.575 m d. 1.015 m

b. 1.500 m e. 1.000 m

c. 2.100 m

Jawab :

Gerak pada lingkaran vertikal ini merupakan gerak pada sebelah dalam lingkaran. Berat semu pilot ketika bergerak melingkar ini sama dengan besar gaya normal yang dikerjakan tempat duduk pada pilot. Agar di titik tertinggi berat pilot sama dengan nol, maka gaya normal dari tempat duduk terhadap pilot adalah nol di titik tertinggi.

Soal 21

Sebuah slide projektor yang menggunakan slide berukuran 5 cm x 5 cm menghasilkan sebuah gambar berukuran 3 m x 3 m pada layar. Jarak layar dari lensa proyeksi adalah 24 m. Berapakah jarak fokus dari lensa proyeksi tersebut.

a. f = 0,44 m d. f = 0,39 m

b. f = 0,56 m e. f = 0,48 m

c. f = 0,25 m

Jawab :

Ukuran slide 5 cm x 5 cm, berarti tinggi benda h = 5 cm.

Ukuran bayangan slide pada layar 3 m x 3 m, berarti tinggi bayangan h’ = -3 m = -300 cm (tanda minus (-) berarti bayangan terbalik. Jarak layar dari lensa proyeksi s’ = 24 m.

Perbesaran lensa proyeksi M adalah perbesaran linier, sehingga :

Soal 22

Sebuah lokomotif (kepala kereta api) yang bermassa 12.000 kg mampu menarik gerbong yang bermassa 44.000 kg dengan percepatan tetap 1,60 m/s². Jika lokomotif digunakan untuk menarik gerbong yang bermassa 76.000 kg, berapa percepatan yang dihasilkan?

a. 1,89 m/s² d. 2,37 m/s²

b. 1,02 m/s² e. 3,23 m/s²

c. 2,11 m/s²

Jawab :

Pada kasus soal berikut gaya tarik lokomotif F adalah konstan, sehingga :

Soal 23

Dua buah planet P dan Q mengorbit Matahari. Perbandingan antara jarak planet P dan planet Q ke Matahari adalah 4 : 9. Apabila periode planet P mengelilingi Matahari adalah 24 hari, tentukan periode planet Q?

a. 90 hari d. 124 hari

b. 56 hari e. 81 hari

c. 88 hari

Jawab :

Soal 24

Sebuah bejana dengan kapasitas kalor 150 J/K, berisi 0,5 kg air 20 ^oC, dipanaskan oleh sebuah pemanas listrik 2 kilowatt. Kalor yang hilang ke lingkungan sangat kecil sekali sehingga dianggap tidak ada kalor yang hilang, berapa lama diperlukan pemanas listrik untuk menaikkan suhu air hingga 100 ^oC? (kalor jenis air 4.200 J/Kg K)

a. 80 s d. 90 s

b. 78 s e. 55 s

c. 115 s

Jawab :

Kalor yang diberikan pemanas listrik, Q = Pt dengan t adalah lama pemanasan, sama dengan kalor yang diterima bejana, Q = C.DT, dan kalor yang diterima air Q = m c DT.

Jadi, P.t = C.DT + m.c.DT

2.000 t = (150)(80) + (0,5) (4.200) (80)

t = 80 (2.500) / 2.000 = 90 s

Soal 25

Dua massa M dan m dihubungkan dengan sebuah batang yang panjangnya L dan massanya diabaikan. Batang diputar di pusat massanya yang berjarak

dari massa yang kecil dengan kecepatan sudut w. Energi kinetik rotasi sistem adalah . . .

Jawab :

Soal 26

Seberkas sinar jatuh pada permukaan kaca planparalel dengan sudut datang 60^o. Indeks bias kaca 1,44 dan tebalnya 8 cm. Tentukanlah pergeseran sinar yang keluar dari kaca terhadap sinar datangnya.

a. 3,90 cm d. 4,45 cm

b. 5,05 cm e. 3,34 cm

c. 4,00 cm

Jawab :

Sudut datang pertama dari kaca planparalel i = 60^o, tebal kaca d = 8 cm. Untuk menentukan sudut bias pertama digunakan persamaan :

Soal 27

Sebuah teropong bintang terdiri dari dua buah lensa dengan jarak fokus 60 cm dan 5 cm. Teropong ini digunakan untuk melihat suatu benda yang jauh sehingga bayangan akhir berada pada jarak tak terhingga. Manakah diantara pernyataan berikut yang benar ?

1. Lensa Objektif adalah salah satu lensa yang memiliki kekuatan lebih besar

2. Perbesaran sudut teropong adalah 12 cm

3. Jarak pisah lensa adalah 60 cm

a. hanya 2 d. hanya 1 dan 2

b. hanya 1 dan 3 e. hanya 2 dan 3

c. 1, 2, dan 3

Jawab :

Pada teropong bintang f_ob > f_ok (pernyataan 1 salah)

M_a = f_ob / f_ok = 60 cm / 5 cm = 12 (pernyataan 2 benar)

d = f_ob + f_ok= (60 + 5) cm = 65 cm (pernyataan 3 salah)

Soal 28

Sebuah gaya F = (5i + 4j) N memiliki lengan momen r = (ai + 2j) terhadap suatu titik poros. Vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu x dan y pada koordinat kartesian. Bila besar momen yang dilakukan gaya F terhadap titik poros bernilai 26 Nm, maka nilai a sama dengan ...

a. 3 d. 8

b. 4 e. 9

c. 7

Jawab :

Soal 29

Suatu logam kalium disinari cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang 2.500

. Jika fungsi kerja kalium 2,21 eV, konstanta planck 6,63x 10^-34 Js, kecepatan cahaya 3x10⁸m/s dan 1 eV = 1,6x10¹⁹ J, maka energi kinetik elektron yang dipancarkan adalah.....

a. 3,6 eV d. 0,3 eV

b. 2,76 eV e. 0,4 eV

c. 0,276 eV

Jawab :

Soal 30

Perhatikan gambar rangkaian berikut ini.

Hitung hambatan listrik jika diukur antara titik A dan B

a. R_AB = 8 W d. R_AB = 9,8 W

b. R_AB = 5,4 W e. R_AB = 11,2 W

c. R_AB = 5,8 W

Jawab :

Gambar (a)

Jika hambatan listrik diukur antara titik A dan B berarti kuat arus masuk dari A dan akhirnya keluar ke B. titik C dan D adalah terbuka sehingga arus tidak mengalir ke C dan D. jadi, hambatan 2W pada titik C dan D dapat dihilangkan.

Gambar (b) Gambar (c)

Lihat gambar (b) hambatan 2 W, 2 W, 4 W, 2 W, 2 W disusun seri sebab dilalui oleh arus yang sama I_1. maka R₁= (2+2+4+2+2) W = 12 W

Hambatan 6 W dan R₁ disusun paralel sebab tegangan jepitnya sama. Maka hambatan penggantinya adalah 1/R₂ = 1/6 + 1/R₁jadi nilai R₂ = 4 W

Lihat gambar (c), R_AB = 2 W seri R₂ seri 2 W, sehingga R_AB = (2+4+2) W = 8 W

Soal 31

Dalam ruangan yang dianggap seperti system koordinat XYZ, sebuah electron bergerak dengan kecepatan tinggi kearah sumbu X positif dalam medan magnet serba sama ke arah sumbu Z negative. Elektron membentuk lintasan lingkaran x² + y² – 12x – 14y + 76 = 0. Apabila terdapat suatu garis dengan persamaan y = – x, maka jarak terpendek pusat lintasan electron ke garis tersebut adalah . . .

a. 8,8 b. 9,2 c. 7,5 d. 9,5 e. 8,3

Jawab:

Pusat lingkaran

persamaan garis

jarak terpendek = jarak tegak lurus dari titik ke garis

Soal 32

Jika roket meluncur vertical dengan laju 880 m/det ketika ketinggian 4000 m. Cepat perubahan sudut elevasi kamera yang terletak 3000 m dari peluncuran roket agar tetap berada pada jangkauan pandang adalah . . .

a. 0,11 rad/det b. 0,25 rad/det c. 0,16 rad/det d. 0,21 rad/det e. 0,17 rad/det

Jawab:

Kedua sisi persamaan diatas diturunkan terhadap t

ketika

Jadi,

Soal 33

Pada skala Richter, besar gempa bumi M dihubungkan dengan energy yang dibebaskan E dalam Joule (J) oleh persamaan:

Besar energy E dari gempa bumi San Francisco tahun1906 yang besarnya 8,2 skala Richter adalah . . .

a.10^16,7 b. e^-14,7 c. 10^-16,7 d. e^16,7e. 10^-15,8

Jawab :

;

Soal 34

Hukum Boyle dalam fisika menyatakan bahwa di bawah kondisi yang sesuai, tekanan p yang diterima gas dihubungkan dengan volume v oleh pv = c dimana c konstanta yang bergantung pada satuan dan macam-macam factor fisik. Bila volume gas naik dari v₀ ke v₁, maka tekanan rata-rata terhadap volume adalah . . .

Jawab:

Soal 35

Suatu benda bermassa 2 kg diikatkan pada sebuah pegas 200 Newton/m. Sistem diletakkan dalam bidang datar yang licin. Pada saat t = 0 simpangan benda 0,05 m dan kecepatannya 0,6 m/s. Persamaan simpangan benda tersebut adalah . . .

Jawab:

rad/s

Persamaan simpangan:

Ketika t = 0, maka q₀ = 39,9° = 0,7 rad, sehingga

Soal 36

Sebuah bandul digantung di atas sebuah kereta yang bergerak dipercepat dengan percepatan 5 m/s². Periode bandul bila kereta diam adalah 1,3 detik. Besar periode bandul ketika kereta bergerak adalah

(bandul berayun tegak lurus dengan arah gerak kereta). . . .

a. 0,50 s b. 1,15 s c. 0,92 s d. 1,23 s e. 0,87 s

Jawab:

dengan

sehingga

Soal 37

Suatu silinder kecil dengan jari-jari 1 m dan massa 2 kg diletakkan di atas permukaan air raksa yang massa jenisnya 13.600 kg/m³. Apabila selinder ditekan kemudian dilepaskan, maka frekuensi getaran yang terbentuk adalah . . .

a. 72,84 Hz b. 70,50 Hz c. 74,86 s d. 75,06 Hzs e. 71,23 Hz

Jawab:

Ketika silinder diberi tekanan kebawah sejauh y, maka kesetimbangan akan terganggu dan akan zat cair memberikan gaya ke atas sebesar

dengan menggunakan hukum Newton ke-2, maka

Soal 38

Pada percobaan pipa Quincke, frekuensi sumber getarnya 340 Hz dan kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Jarak pipa variabel yang harus digeser agar selisih fase gelombang yang berinterferensi naik dari ¼ menjadi ½ adalah . . .

m b.

m c.

m d.

m e.

Jawab:

Soal 39

Suhu udara pada suatu waktu adalah 15°C. Suhu udara yang dibutuhkan agar pipa orgel dapat meninggikan suara rendahnya menjadi 1 terst adalah . . .

a. 468 K b. 505 K c. 475 K d. 450 K e. 514 K

Jawab:

, dengan T₁ = 15°C = 15 + 273 = 288 K

apabila dibuat perbandingan,

Soal 40

Suatu partikel mula-mula diam, dan bergerak dengan kecepatan

. Kecepatan partikel dalam fungsi x adalah . . .

Jawab:

Soal 41

Sebuah bola plastik yang jari-jarinya 7 cm dan massanya 120 gram, mempunyai lubang kecil di bagian sisi atasnya. Ke dalam lubang tersebut diisi cairan timbal (Pb). Massa cairan yang dapat dituangkan sebelum bola tercelup seluruhnya dalam air (r_air = 1 gr/cm³) adalah . . .

a. 1287,90 gram b. 1309,25 gram c. 1317,33 gram d. 1320,15 gram e. 1326,78 gram

Jawab:

Volume benda = volume bola;

Massa total benda m_gab = m₁ + m₂ = (120 + m₂) gram à m₁: massa bola; m₂: massa timbal

Massa jenis benda

Pada keadaan melayang, maka r_benda = r_fluida

Soal 42

Daya pancar benda hitam dengan luas permukaan A dan suhu mutlak T dinyatakan dengan persamaan

, dengan e adalah tetapan tanpa dimensi dan s adalah tetapan dengan dimensi MT^-3q^-4. Tentukanlah nilai-nilai dari l, m, dan n, serta nyatakan kembali persamaan diatas dengan memasukkan nilai-nilai l, m, dan n.

Jawab

Dimensi daya P adalah ML²T^-3; suhu mutlak T adalah q; dan luas A adalah L².

Soal 43

Pada hari yang cerah, suhu di luar rumah 31°C dan suhu di dalam rumah yang mempunyai AC adalah 18°C. Bila diasumsikan tekanan udara di luar dan di dalam sama yaitu 1 atm, perbedaan massa jenis udara di luar dan di dalam adalah . . .

a. 0,81 b. 0,84 c. 0,98 d. 0,78 e. 0,96

Jawab;

Soal 44

Dua buah titik bergerak harmonik sederhana pada satu garis lurus. Kedua titik ini mula-mula berangkat dari titik kesetimbangan dan bergerak dalam arah yang sama. Periode masing-masing titik adalah

s dan

s. Waktu yang dibutuhkan agar tecapai fase berlawanan untuk yang ketiga kalinya adalah . . .

a. 1,25 s b. 1,30 s c. 1,34 s d. 1,38 s e. 1,40 s

Jawab:

Beda fase

fase berlawanan jika

jadi waktu terjadinya fase berlawanan untuk ketiga kalinya

; sehingga

detik

Soal 45

Pada suhu 27,9 ^oC sebuah bola besi berdiameter 50,00 mm berada di atas lubang pelat kuningan yang diameternya 49,98 mm. Sampai suhu berapakah keduanya harus dipanaskan agar bola besi dapat melewati lubang tersebut? Koefisien muai besi a_B = 12 x 10^-6 K^-1 dan Koefisien muai kuningan a_K = 19 x10^-6 K^-1.

a. 90,50 ^oC d. 85,00 ^oC

b. 56,67 ^oC e. 80,87 ^oC

c. 75,70 ^oC

Jawab

Agar bola besi dapat melewati lubang pada pelat kuningan, diameter minimum lubang harus sama dengan diameter bola. Kita cukup meninjau pemuaian panjang kedua benda (bola dan lubang) yaitu pemuaian diameternya. Misalkan simbol besi adalah B dan simbol kuningan adalah K, maka :

Diameter bola besi, L_B = 5,000 cm

Diameter kuningan, L_K = 4,998 cm

Suhu mula-mula T₁ = 27,9 ^oC

Agar bola dapat melewati lubang maka : L_B’ = L_K’

Soal 46

Sebuah cincin tembaga memiliki diameter dalam dan luar masing-masing 180 mm dan 200 mm. Jika suhu cincin dinaikkan 500 K, hitunglah berapa nilai perubahan diameter dan perubahan luas lubang tersebut? (Koefisien muai panjang tembaga adalah 1,68 x 10^-5 K^-1)

a. 1,680 mm dan 429 mm² d. 2,750 mm dan 430 mm²

b. 1,756 mm dan 350 mm² e. 2,750 mm dan 430 mm²

c. 1,756 mm dan 429 mm²

Jawab

Perubahan diameter Dd₁= a d₁ DT

Dd₁ = (1,68 x 10^-5)(180 mm)(500) = 1,512 mm

Dd₂ = (1,68 x 10^-5)(200 mm)(500) = 1,680 mm

DA : selisih antara luas lingkaran dalam setelah dipanaskan, dengan luas sebelum dipanaskan.

Soal 47

Sebuah lensa akromatis disusun oleh dua lensa tipis yang dilengketkan. Lensa pertama adalah lensa cembung dengan jarak fokus 150 mm dan lensa kedua adalah lensa lensa cekung dengan jarak fokus 100 mm. Berapakah jarak fokus dan kuat lensa gabungan ?

a. f_gab = -150 mm, P_gab = -3,56 dioptri d. f_gab = -300 mm, P_gab = -3,33 dioptri

b. f_gab = -240 mm, P_gab = -4,33 dioptri e. f_gab = -335 mm, P_gab = -4,20 dioptri

c. f_gab = -200 mm, P_gab = -2,00 dioptri

Jawab

Lensa 1, f₁ = 150 mm (cembung), lensa 2, f₂ = -100 mm (cekung). Jarak fokus, f_,lensa gabungan dihitung dari persamaan berikut :

Soal 48

Sebuah granat yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian tersebut adalah m₁ : m₂= 1 : 2. Bila energi yang dibebaskan adalah 3 x 10⁵ Joule, maka perbandingan energi kinetik pecahan granat pertama dan kedua adalah ...

a. 1 : 1 b. 2 : 1 c. 1 : 3 d. 5 : 1 e. 7 : 5

Jawab

Soal 49

Dua benda A dan B bermassa sama masing-masing 2 kg saling bertumbukan. Kecepatan sebelum tumbukan adalah

dan

. Kecepatan benda A setelah tumbukan adalah

. Persentase energi kinetik yang hilang setelah tumbukan adalah ....

a. 10% d. 60%

b. 20% e. 80%

c. 40%

Jawab

Soal 50

Sebuah lampu pijar yang filamennya terbuat dari tungsten memiliki hambatan 200W ketika berpijar putih (kira-kira 2.020 ^oC). Tentukan hambatan lampu pijar pada suhu ruang (20 ^oC)? (Koefisien suhu tungsten pada suhu 20 ^oC a = 0,0045 ^oC ^-1)

a. 45 W d. 20 W

b. 67 W e. 15 W

c. 30 W

Jawab

Soal 51

Sebuah alat pemanas air yang hambatan elemennya 50W dan dialiri arus listrik 3 A digunakan untuk memanaskan 1 liter air (kalor jenis = 4.200 J/Kg ^oC dan massa jenis = 1.000 kg/m³ bersuhu 27 ^oC selama 7 menit). Jika dianggap hanya air yang menerima kalor, berapakah suhu akhir air?

a. 72 ^oC d. 34 ^oC

b. 64 ^oC e. 55 ^oC

c. 48 ^oC

Jawab

Soal 52

Permukaan suatu lempeng logam tertentu disinari dengan cahaya monokromatis. Percobaan ini diulang dengan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Ternyata, tidak ada elektron yang keluar jika lempeng disinari dengan panjang gelombang di atas 500 nm dengan menggunakan panjang gelombang tertentu l, ternyata dibutuhkan tegangan 3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar dari lempeng. Panjang gelombang l tersebut dalam nm adalah.......

a. 223 d. 384

b. 273 e. 442

c. 332

Jawab

Soal 53

Ditinjau berkas foton dan elektron monoenergetik dengan panjang gelombang de Broglie yang sama, yaitu 5

. Dapat disimpulkan bila E_f dan E_e berturut-turut adalah energi foton dan elektron maka E_f/ E_edekat nilainya dengan.......

a. 6,4 x 10⁸ d. 8,5 x 10²

b. 2,3 x 10⁴ e. 4,1 x 10²

c. 1 x 10³

Jawab

Soal 54

Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah. Jika hambatan R₁ = 8 ohm, R₂ = 16 ohm, R₃ = 16 ohm, R₄ = 8 ohm, R₅=12 ohm. Berapakah besar tegangan antara A dan B ?

R₁

a. 6 V b. 7 V c. 8 V d. 9 V e. 10 V

Jawab:

Perhatikan penyederhanaan rangkaian bawah ini.

Jumlah kuat arus I₁ + I₂ = I = 4 A; Maka I₁ = 1/2 x 4 A = 2 A.

Lihat kembali gambar (b), V_AB = I₁R_AB = (2)(4) = 8 volt.

Soal 55

Sebuah balok bermassa 50 kg ditahan diam oleh gaya P dengan sistem katrol seperti pada gambar. Tentukan tegangan tali T₁, T_2,T_3,T_4,T₅, dan besar gaya P?

a. T₄ = 550 N d. T₅= 675 N

b. P = 245 N e. T₁ = 250 N

c. T₃= 240 N

Jawab

Gaya-gaya yang bekerja pada sistem ditunjukkan pada gambar berikut.

Berat balok mg = (50 kg)(9,8 m/s²) = 490 N. Tali yang menghubungkan titik-titik a-b-c-d-e adalah tali yang sama. Oleh karena itu tegangan tali pada titik-titik ini memiliki besar yang sama T₁= T₂ = T₃. Selanjutnya diasumsikan arah ke atas sebagai arah positif.

Tinjau sistem I :

Tinjau sistem II :

Tinjau sistem III :

Tinjau sistem IV :

Soal 56

Rumus

disebut rumus Gauss untuk lensa tipis. Bentuk rumus lain adalah rumus Newton, yang diperoleh dengan menetapkan x sebagai jarak antara benda ke titik fokus pertama dan x’ sebagai jarak antara bayangan ke titik fokus kedua (lihat gambar) berapa nilai dari kuadrat fokus lensa tipis ( f ²).

a. f ² = 2.x.x’ d. f ² = x.x’

b. f ² = 8.x.x’ e. f ² = 2,5.x.x’

c. f ² = 4x.x’

Jawab

Perhatikan gambar berikut, s = x + f, dan s’ = x’ + f.

Soal 57

Suatu gaya F bekerja dengan sudut q terhadap garis horizontal yang diperlukan untuk memindahkan sebuah peti kayu dengan berat W = 150 Newton sepanjang permukaan horizontal pada kecepatan konstan diberikan oleh

dengan koefisien gesekan antara peti dengan permukaan, µ = 0,3. Maka

pada saat q = 30° jika q turun pada laju 0,5°/detik adalah . . .

a. 9,56 N/det b. 10,47 N/det c. 10,76 N/det d. 9,98 N/det e. 10,35 N/det

Jawab:

à dan

Soal 58

Keasaman dari bahan diukur dengan nilai pH-nya yang didefinisikan dengan rumus:

diamana [H₃O⁺] menunjuk-kan konsentrasi ion hydrogen yang terlarut dalam air diukur dalam mol per liter dengan konstanta kesetimbangan air kW = 10^-14 (pH netral). Apabila [H⁺ ] dari asam sitrat 3,9 x 10^-8 mol per liter, maka pH-nya adalah . . .

a. 7,41 b. 6,56 c. 7,00 d. 6,79 e. 7,24

Jawab:

kW = [H₃O⁺][OH^-]

dalam air à [H⁺] = [OH^-]= x

[H₃O⁺] = [H⁺]_air + [H⁺]_{asam sitrat}

Ambil solusi positif,

[H₃O⁺]

Soal 59

Kecepatan rata-rata,

, dari molekul suatu gas ideal diberikan oleh

Dimana v kecepatan molekuler, T temperatur gas, M berat molekul gas dan R konstanta gas. Apabila diberikan

, maka besar

adalah . . .

Jawab:

m/det

Soal 60

Sebuah dilatometer diisi 120 cm³zat cair pada suhu 0^oC, kemudian dipanaskan sampai suhunya 90⁰C. teryata volume zat cair naik 1,5 cm³. Koefisien muai volume zat cair jika

dilatometer 3,0x10^-6 C^-1 adalah . . . (⁰C^-1)

a. 1,42 x 10^-4 b. 2,53 x 10^-4 c. 3,74 x 10^-4 d. 1,57 x 10^-4 e. 1,67 x 10^-4

Jawab :

dengan

Soal 61

Sebatang kawat vertikal yang terikat pada salah satu ujungnya digantungi beban dan frekuensi yang terdengar 100 Hz. Apabila benda tersebut kemudian dimasukkan ke dalam air, maka frekuensinya sekarang adalah . . . (r_air = 1.000 kg/m³, r_benda = 2.700 kg/m³)

a. 55,76 Hz b. 77,76 Hz c. 79,35 Hz d. 56,5 Hz e. 89,91 Hz

Jawab:

Ketika benda dicelupkan dalam air Ketika benda diletakkan di udara

frekuensi sebelum beban tercelup,

frekuensi setelah beban tercelup,

sehingga diperoleh ;

dan

Soal 62

Apabila cahaya berfrekuensi cukup tinggi jatuh pada permukaan logam, elektron-elektronnya terpancar. Dalam penjelasan fenomena ini, Albert Einstein menunjukkan bahwa voltase V (V≥0) yang diperlukan untuk mempertahankan pancarannya berkaitan secara linear dengan frekuensi dari cahaya berdasarkan persamaan:

dengan k = 4,1 x 10^-15 Volt/Hz dan P = 1,77 Volt untuk Sodium. Frekuensi maksimum agar elektron tidak terpancar adalah . . .

a. 4,32 x 10¹⁴Hz b. 3,83 x 10¹⁴ Hz c. 4,32 x 10¹³ Hz

d. 4,45 x 10¹⁴ Hz e. 3,32 x 10¹³ hz

Jawab:

Elektron tidak terpancar apabila

Soal 63

Sebuah partikel bergerak lurus dengan percepatan

dengan

dinyatakan dalam m/s² dan v dalam m/s sedangkan b adalah sebuah konstanta. Apabila pada

kecepatan partikel v₀ dan s₀ = 0, kecepatan partikel sebagai fungsi waktu adalah . . .

Jawab:

; Jadi :

Soal 64

Sebuah partikel bergerak melalui lintasan tertentu menurut persamaan posisi

. Dari beberapa grafik berikut ini yang menunjukkan perubahan posisi partikel adalah . . .

a. b. c.

d. e.

Jawab:

- Simetri pada garis x karena penggantian x dengan –x tidak mengubah persamaan

- Pada

tidak ada penyelesaian sehingga tidak memotong sumbu x

- Pada

memotong sumbu y pada

- Asimptot tegak à tidak ada karena fungsi kontinu

- Asimptot datar

Jadi,

merupakan asimptot datar

- Turunan-turunan

- Selang naik-turun

+ + + + +

- Kecekungan

- - - - - - -

-1 1

Soal 65

Sebuah elektron ditembakkan dengan kecepatan awal 5x10⁶ m/s dan sudut elevasi 53⁰ dari tepi kiri pelat bawah seperti terlihat pada gambar. Bila diketahui bahwa kuat medan listrik di antara kedua pelat adalah E = 2.000 N/m dengan arah vertical ke atas, jarak pisah pelat adalah d = 1 cm dan panjang pelat adalah L = 10 cm. Dimanakan elektron menumbuk ? (ditinjau dari Dx)

a. 9,76 mm d. 7,80 mm

b. 8,72 mm e. 6,00 mm

c. 8,56 mm

Jawab :

Karena massa elektron sangat kecil, maka gaya beratnya diabaikan terhadap gaya listrik yang bekerja padanya. Jadi gerak elektron hanya dipengaruhi oleh gaya listrik

Karena kecepatan elektron dan percepatannya tidak segaris, maka elektron bergerak parabolis, sehingga titik tumbuk berada pada titik P (lihat gambar).

Soal 66

Suatu benda dan layar terpisah pada jarak tetap D. Sebuah lensa konvergen berada diantara benda dan layar. Dengan menggeser-geser kedudukan lensa konvergen ternyata ada dua kedudukan yang relatif terhadap benda yang akan memberikan suatu bayangan tajam pada layar. Tentukanlah persamaan untuk menunjukkan letak dua kedudukan yang relatif terhadap benda (x) ?

a. d.

b. e.

Jawab

Soal 67

Terdapat dua buah alat pemanas, apabila kedua alat tersebut dipergunakan secara sendiri-sendiri akan membutuhkan waktu masing-masing 15 dan 10 menit untuk mendidihkan air dalam satu panci. Apabila keduanya dihubungkan secara paralel, dengan sumber GGL yang tetap sama seperti semula, maka air satu panci akan mendidih dalam waktu (nyatakan dalam satuan menit) ...

a. 8,7 d. 5,7

b. 9,1 e. 5,4

c. 6,0

Jawab :

Misalkan alat pemanas 1 memiliki hambatan R₁ dan diberi tegangan V maka energi untuk mendidihkan air selama t₁ adalah

Untuk pemanas 2 dengan hambatan R₂ dan tegangan V maka energi untuk mendidihkan air selama t₂ adalah

Ketika dua alat tersebut disusun secara paralel dan dipasang pada tegangan V, maka energi untuk mendidihkan air selama t adalah

Dimana

sehingga

Energi yang diperlukan untuk mendidihkan satu panci, baik oleh alat pemanas 1 sendiri, alat pemanas 2 sendiri, atau alat pemanas 1 dan 2 disusun paralel adalah sama. Maka :

Soal 68

Satelit observasi bumi dapat melihat hanya sebagian dari permukaan bumi. Satelit tersebut mempunyai sensor horizontal yang dapat mendeteksi dengan sudut q (sudut diapit garis yang ditarik dari pusat bumi ke satelit dan garis singgung satelit ke permukaan bumi). Apabila jari-jari bumi r (asumsikan bentuk bola) dan h jarak satelit dari permukaan bumi. Jarak h sebagai fungsi r dan q adalah . . .

a. r (cosecq -1) b. r (cosq -1) c. r.tanq - 1

d. r.sinq - 1 e. r (cosq -1)

Jawab:

Soal 69

Udara ditiupkan dengan laju aliran (debit) 0,050 m³/s melalui elemen listrik sebuah pemanas listrik 2,0 kW. Berapa kenaikan suhu yang dialami oleh udara yang melalui elemen pemanas lisrik tersebut? Massa jenis udara = 1,2 kg/m³, kalor jenis udara = 1.000 J/Kg K.

a. 40 ^oC b. 33 ^oC c. 23,3 ^oC d. 42,4 ^oC e. 30,5 ^oC

Jawab

Dari data laju aliran udara V/t = 0,050 m³/s dapat dihitung laju massa udara m/t, yaitu :

m = r V, dengan massa jenis udara r = 1,2 kg m^-3

m/t = r (V/t) Kedua ruas dibagi dengan t

m/t = (1,2) (0,050)

Energi kalor dari pemanas listrik dengan daya P = 2,0 kW digunakan untuk menaikkan suhu udara sebesar DT. Energi listrik = kalor untuk menaikkan suhu

Soal 70

Sebuah dwikutub dengan muatan q = 5 x 10^-6 C dan jarak pisah r = 3 mm diletakkan dalam medan listrik yang besarnya E = 8 x 10⁶ N/C. Berapakah torsi maksimum yang dialami oleh dwikutub listrik tersebut dan hitunglah kerja yang dilakukan pada dwikutub ini, bila arah dwikutub listrik mula-mula tegak lurus arah medan listrik dan akhirnya membentuk sudut 37⁰ dengan arah medan listrik ?

(Secara berturut-turut hitunglah Torsi maksimum dan kerja, nyatakan dalam Nm)

a. 0,12 dan + 0,077 d. 1,20 dan – 0,096

b. 1,23 dan + 0,056 e. 1,12 dan – 0,096

c. 0,12 dan + 0,096

Jawab :

Besarnya gaya-gaya listrik yang bekerja pada muatan adalah :

Ketika arah dwikutub tegak lurus arah medan listrik, berarti q = 90⁰. Jadi kerja yang dilakukan oleh gaya listrik untuk mengubah arah dwikutub dari q = 90⁰ menjadi q = 37⁰ adalah :

Soal 71

Sebuah kawat AB yang panjangnya 40 cm diberi muatan per satuan panjang 10 mC/m. Titik P berada 3 cm di kanan ujung B kawat tersebut. Hitunglah potensial listrik di titik P.

a. 23,94 x 10⁴ volt d. 32,74 x 10⁴ volt

b. 20,35 x 10⁴ volt e. 34,00 x 10⁴ volt

c. 25,65 x 10⁴ volt

Jawab :

Ambil elemen muatan dq = l dx C, maka potensial listrik yang disebabkan elemen muatan ini di titik P adalah dV_P = k.dq/r ;dengan r adalah jarak dari elemen muatan dq ke titik P, sehingga

Potensial listrik di titik P yang disebabkan seluruh kawat bermuatan dengan demikian adalah :

Soal 72

Figure shows a rod that can turn around an axis A at its middle. It is supported at P. Find from what heights y the mass M can be dropped without the rod being lifted from P, when R = 0,50 m, M = 3,0 kg and m = 4,0 kg .

a. 6,00 cm b. 6,25 cm c. 6,72 cm d. 8,00 cm e. 5,52 cm

Jawab :

Benda m tidak akan terangkat naik jika Mg + mv²/R < mg (v adalah kecepatan M di dasar lintasan).

Gunakan hukum kekekalan energi :

Soal 73

Mass M is supported by a free pulley on the wire S, which is attached to the ceiling at one end and to an elastic spring at the other. The spring will extend 2 mm per Newton stretching force. With M at rest the spring is extended 98 mm. The masses of pulley, wire and spring are negligible. M is slowly pushed upward until the spring tension is zero, then it is released. How far will M sink before it returns upwards ? Finds the period of the oscillation that follows.

a. 0,50 s d. 1,21 s

b. 0,88 s e. 1,15 s

c. 0,45 s

Jawab :

Amplitudo pegas = 98 mm, jadi amplitude M adalah 49 mm, hal ini berarti bahwa M akan turun sejauh 98 mm dihitung dari saat ia dilepaskan. Konstanta pegasnya :

Jadi periode osilasi benda M adalah :

Soal 74

A car engine with power output of 65 hp has a thermal efficiency of 24 percent. Determine the fuel consumption rate of this car if the fuel has a heating value of 19.000 Btu/lbm (that is 19.000 Btu of energy is released for each lbm of fuel burned).

24,0 lbr/h

b. 36,3 lbr/h

c. 40,5 lbr/h

d. 42,0 lbr/h

e. 28,8 lbr/h

Jawab :

A schematic car engine is given figure the car engine is powered by converting 24 percent of the chemical energy released during the comsumption process to work. The amount of energy input required to produce a power output of 65 hp is determined from the definition of thermal efficiency.

To supplay energy of this rate, the engine must burn fuel at a rate of :

So, 19.000 Btu of thermal energy is released for each lbr of fuel burned

Soal 75

Sebuah Carnot Heat-Engine seperti pada gambar menerima 500 kJ heat setiap siklus dari reservasi temperature tinggi 652⁰C dan membuang sebagian heat sink yang bertemperatur lebih rendah 30⁰C, tentukan efisiensi termal dari mesin carnot serta jumlah heat yang dibuang ke sink pada setiap siklus ?

a. 220,10 kj

b. 155,45 kj

c. 204,90 kj

d. 163,78 kj

e. 142,30 kj

Jawab :

Carnot Heat-Engine ini adalah HE reversible sehingga efisiensinya diperoleh :

Dan Q_L dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut :

REVISI SOAL EPC 2010

Revisi Soal 52

Ralat pilihan ganda :

a. 223 b. 273 c. 332 d. 384 e. 442

Revisi Soal 60

Ralat pilihan ganda : (seluruh jawaban orde 10^-4)

a. 1,42 x 10^-4 b. 2,53 x 10^-4 c. 3,74 x 10^-4 d. 1,57 x 10^-4 e. 1,67 x 10^-4

Subhanallah

Entri Populer

Minggu, 27 November 2011

Penyelesaian Soal EPC 2010

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Pengikut