Pembahasan Soal Try Out UN (UNBK) Fisika 2020 (35-40)

Soal 35
Grafik menyatakan hubungan intensitas gelombang (I) terhadap panjang gelombang pada temperatur yang berbeda, pada saat intensitas maksimum (λm) dari radiasi suatu benda hitam sempurna.

Dari grafik tersebut dapat di simpulkan…
A. makin tinggi suhu benda, intensitas radiasi naik dengan panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan semakin besar
B. makin tinggi suhu benda, panjang gelombang pada intensitas maksimum akan bergeser ke panjang yang lebih pendek
C. makin tinggi suhu benda, panjang gelombang pada intensitas maksimum akan bergeser ke panjang yang lebih besar
D. pada intensitas maksimum panjang gelombang meningkat, suhu yang dipancarkan makin rendah
E. pada intensitas maksimum panjang gelombang meningkat, suhu yang dipancarkan makin tinggi

Jawab: B

Dengan menggunakan konsep radiasi benda hitam dan pergeseran Wien.

Soal 36
Massa suatu benda yang sedang bergerak menurut pengamat yang diam di bumi bertambah 25% dari massa diamnya. Bila c kelajuan cahaya dalam ruang hampa, maka kecepatan gerak massa tersebut adalah ….
A. 0,3c
B. 0,4c
C. 0.6c
D. 0,8c
E. 1,25c

Jawab: C
Massa relativistik diberikan oleh

m = m₀γ

dengan m₀ = massa diam dan γ = [1 – (v/c)²]^-1/2. Maka

m₀ + 0,25m₀ = m₀/[1 – (v/c)²]^-1/2

25/16 = [1 – (v/c)²]^-1

16/25 = 1 – (v/c)²

(v/c)² = 9/25

v = 0,6c

Soal 37
Perhatikan grafik data efek fotolistrik di bawah.

Berdasarkan grafik, dapat disimpulkan …. (h = 6,6 x 10^-34 J s dan c = 3 x 10⁸ ms^-1 dan 1 eV = 1,6 x 10^-19 J)
(1) energi fotoelektron yang terpancar besarnya antara 0 – 4,4 eV
(2) energi minimal untuk melepaskan elektron 1,6 eV
(3) panjang gelombang cahaya maksimum yang digunakan sekitar 7,7 x 10^-7m
(4) jika intensitas cahaya diperbesar, bentuk grafik akan berubah
Pernyataan yang benar adalah ….
(A) (1) dan (2)
(B) (1) dan (3)
(C) (2) dan (3)
(D) (2) dan (4)
(E) (3) dan (4)

Jawab:  C
Dari grafik menunjukkan fungsi kerja logam ϕ = 1,6 eV dan EK_maks = 4,0 eV. Maka
Energi foto elektron kita peroleh

EK_maks = E – ϕ
E = EK_maks + ϕ = 4,0 eV + 1,6 eV = 5,6 eV.

Energi minimum untuk melepaskan elektron adalah sama dengan fungsi kerja logam ϕ = 1,6 eV.
Panjang gelombang cahaya maksimum (frekuensi minimum) saat EK_maks = 0, maka
E = ϕ
E = hc/λ = 1,6 eV = 5,6 x 1,6 x 10^-19 J
(6,63 x 10^-34 Js)(3 x 10⁸ m/s)/λ = 1,6 x 1,6 x 10^-19 J
λ = 7,7 x 10^-7 m

Soal 38
Pada reaksi fusi di bawah ini,

Maka X adalah ….
A. Positron
B. Sinar alfa
C. Neutron
D. Proton
E. Elektron

Jawab: B
Dengan menggunakan hukum kekekalan nomor massa dan nomor atom, maka kita peroleh X dengan nomor massa A = 4 dan nomor atom Z = 2, maka X = helium atau partikel alfa.

Soal 39
Bila ditemukan fosil dengan 10 persen carbon-14 dibandingkan sampel hidup, maka diperkirakan usia fosil itu adalah …. (waktu paruh C-14 = 5700 tahun, ln 2 = 0,693 dan ln10 = 2,303)

A. 8225 tahun

B. 13100 tahun

C. 18940 tahun

D. 57000 tahun

E. 60000 tahun
Jawab: A
Kita gunakan konsep peluruhan

N = N₀(1/2)^t/T1/2

0,1 = (1/2)^t/5700tahun
–1 = (t/5700tahun) ln(1/2)
5700tahun = 0,693t
t = 8225 tahun

Soal 40
Suatu kumparan terdiri atas 200 lilitan berbentuk persegi panjang dengan panjang 10 cm dan lebar 5 cm. Kumparan ini mempunyai sumbu putar yang tegak lurus medan magnetik sebesar 0,5 Wb/m², dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/det. Pada ujung kumparan akan timbul GGL bolak-balik maksimum sebesar ....

A. 220 V

B. 60 V

C. 50 V

D. 30 V

E. 5 V

Jawab: D
GGL bolak-balik maksimum pada suatu kumparan diberikan oleh

ε_m = NωBA = 200(0,5 T)(60 rad/s)(0,1 m x 0,05 cm) = 30 V