Perpindahan kalor SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Sebatang logam dipanaskan hingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3 . 10-3 /oC dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah...
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm

Pembahasan:
Diketahui:
L = 115 cm
T = 80oC
α = 3 . 10-3 /oC
T0 = 30oC
Ditanya: L0 = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT
L – L0 = L0 . 3 . 10-3 /oC (80oC – 30oC)
115 cm – L0 = L0 . 0,15
115 cm = L0 . 0,15 + L0 = L0 . 1,15
L0 = 115 cm / 1,15 = 100 cm

Nomor 2
Sebatang baja (koefisien muai panjang = 10-5 /oC) mempunyai panjang 100 cm. Kemudian baja dipanaskan sampai suhunya 100 oC sehingga panjang baja menjadi 100,07 cm. Suhu batang baja mula-mula sebelum adalah...
A. 70 oC
B. 50 oC
C. 30 oC
D. 20 oC
E. 10 oC

Pembahasan:
Diketahui:
α = 10-5 /oC
L0 = 100 cm
L = 100,07 cm
 T = 100 oC
Ditanya: T0 = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT
100,07 – 100 = 100 . 10-5 (100 – T0)
0,07 = 10-3 (100 – T0)
100 – T0 = 0,07 . 103 = 70
T0 = 100 – 70 = 30 oC

Nomor 3
Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80 oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 . 10-5 /oC maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah...
A. 20 oC
B. 22 oC
C. 25 oC
D. 30 oC
E. 50 oC

Pembahasan:
Diketahui:
L0 = 40 cm
T = 80oC
L = 40,04 cm
α = 2,0 . 10-5 /oC
Ditanya: T0 = ...
Jawab:
a.    Terlebih dahulu hitung ΔT.
ΔL = L0 . α . ΔT
L – L0 = L0 . 3 . 10-3 /oC ΔT
40,04 – 40 = 40 . 2,0 . 10-5 ΔT
0,04 = 80 . 10-5 ΔT
ΔT = 0,04 / 80 . 10-5 = 50oC
b.    Menghitung T0.
ΔT = T – T0
T0 = T – ΔT = 80oC – 50oC = 30oC
Jawaban: D

Nomor 4
Transfer kalor dalam gas dapat terjadi melalui

1. radiasi
2. konduksi
3. konveksi
4. sublimasi

Pembahasan
Transfer kalor dalam gas dapat terjadi melalui radiasi dan konveksi. Pada zat pada melalui konduksi
Jawaban: b

Nomor 5
Jika kita berada didekat api unggun maka kalor akan merambat dari api unggun ke tubuh kita melalui proses...
A. radiasi dan konveksi
B. radiasi dan konduksi
C. konduksi dan konveksi
D. radiasi
E. konveksi

Pembahasan
Api unggun sampai ke tubuh kita melalui proses radiasi dan konveksi.
Pada radiasi yang merambat adalah gelombang elektromagnetik karena dalam api unggun terkandung infra merah dan cahaya tampak. Pada konveksi perambatannya melalui fluida yaitu berupa udara.


Nomor 6
Dua jenis bola sejenis tetapi berbeda ukuran memancarkan energi radiasi yang sama besar ke sekitarnya. Jika bola A berjari-jari r bersuhu T, maka bola B yang berjari-jari 2 akan bersuhu...
A. 0,3 T
B. 0,5 T
C. 0,7 T
D. 0,9 T
E. 1,1 T

Pembahasan
P = e . σ . A . T⁴ = e . σ . (4πr²) T⁴
P sebanding dengan r² T⁴
PA = PB
rA² TA⁴ = rB² TB⁴
r² T⁴ = (2r)² TB⁴
TB = 0,7 T
Jawaban: C

Azas Black SBMPTN, Pembahasan contoh soal

Nomor 1
Logam tembaga bersuhu 100oC dimasukkan kedalam air yang bermassa 128 gram dan bersuhu 30oC. Kalor jenis air 1 kal/g.oC dan kalor jenis tembaga 0,1 kal/g.oC. jika kesetimbangan termal terjadi pada suhu 36oC, maka massa logam tersebut adalah...
A. 140 gram
B. 120 gram
C. 100 gram
D. 80 gram
E. 75 gram

Pembahasan:
Diketahui:
TL = 100oC
ms = 128 gram
Ts = 30oC
cs = 1 kal/g.oC
cL = 0,1 kal/g.oC
T = 36 oC
Ditanya: mL = ...
Jawab: gunakan asas black
Kalor serap = kalor lepas
ms . cs . ΔTs = mL . cL . ΔTL
128 . 1 . (36 – 30) = mL . 0,1 . (100 – 36)
128 . 6 = mL . 6,4
2 . 6 = mL . 0,1
mL = 120 gram
Jawaban: B

Nomor 2
Sebanyak 150 gram air panas bersuhu 100 oC ditambahkan kedalam bejana berisi 300 gram air yang bersuhu 10 oC sampai campuran itu mencapai kesetimbangan termal. Suhu campuran saat mencapai kesetimbangan termal adalah...
A. 25 oC
B. 30 oC
C. 35 oC
D. 40 oC
E. 50 oC

Pembahasan:
Diketahui:
TL = 100oC
mL = 150 gram
ms = 300 gram
Ts = 10oC
Ditanya: T = ...
Jawab: gunakan asas black.
Kalor serap = kalor lepas
ms . cair . ΔTs = mL . cair . ΔTL
300 . (T – 10) = 150 . (100 – T)
2 (T – 10) = 100 – T
2T – 20 = 100 – T
2T + T = 100 + 20
3T = 120
T = 40 oC
Jawaban: D


Nomor 3
Zat yang kalor jenisnya besar jika diberi kalor akan lebih cepat panas jika dibandingkan dengan zat yang kalor jenisnya kecil.
SEBAB
Kemampuan zat menyerap kalor sangat ditentukan oleh kalor jenis zat tersebut.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab Q = m c ΔT atau ΔT = Q / mc sehingga jika kalor jenis tinggi maka lambat naik suhunya.
Alasan benar, ini bisa dilihat dari rumus kalor.
Jawaban: Pernyataan salah dan alasan benar.


Nomor 4
Kalor akan dilepaskan saat suatu zat berubah wujudnya.
SEBAB
Saat terjadi perubahan wujud zat, suhu zat tidak berubah.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab ketika es berubah menjadi air maka es menyerap kalor.
Alasan benar sebab ketika terjadi perubahan wujud suhu zat konstan.
Jawaban: pernyataan salah dan alasan benar.

Nomor 5
Pada kondisi yang sama, secangkir kopi panas lebih cepat kehilangan kalor dibanding secangkir kopi hangat.
SEBAB
Laju pendinginan sebuah benda berbanding lurus dengan suhu benda mula-mula.

Pembahasan
Pernyataan benar sebab Q = m c ΔT artinya kalor sebanding dengan perubahan suhu.
Alasan salah karena seharusnya sebanding dengan perubahan suhu, bukan suhu awalnya.
Jawaban: pernyataan benar dan alasan salah.

Nomor 6
Sepotong buah semangka dan sepotong donat (keduanya bermassa sama) yang baru keluar dari lemari es akan mencapai suhu ruang secara bersamaan.
SEBAB
Laju pemanasan sebuah benda berbanding lurus dengan suhu mula-mula benda tersebut.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab kalor jenis semangka berbeda dengan kalor jenis donat.
Alasan salah karena seharusnya sebanding dengan perubahan suhunya bukan suhu awalnya.
Jawaban: Pernyataan dan alasan salah.


Nomor 7
Suhu tiga macam cairan bermassa sama A, B, danC masing-masing adalah 10 ^oC, 20 ^oC, dan 30 ^oC. Jika A dan B dicampur suhunya menjadi 16 ^oC, sedangkan bila B dan C dicampur suhunya menjadi 24 ^oC. Jika A dan C dicampur maka suhunya adalah...
A. 10 ^oC
B. 15 ^oC
C. 20 ^oC
D. 25 ^oC
E. 30 ^oC

Pembahasan
Cairan A dan B dicampur Takhir = 6 ^oC
QA = QB
m cA . ΔTA = m cB ΔTB
cA (16 - 10) = cB (20 - 16)
cA : cB = 4 : 6

Cairan B dan C dicampur Takhir = 24 ^oC
QB = QC
m cB . ΔTB = m cC ΔTC
cB (24 - 20) = cC (30 - 24)
cB : cC = 4 : 6

Karena perbandingan cA : cB = cB : cC maka disimpulkan cA = cC
QA = QC
m cA . ΔTA = m cC ΔTC
(T - 10) = cC (30 - T)

T = 20 ^oC
Jawaban: C

Nomor 8
Sebuah alat pemanas listrik mempunyai hambatan 12 Ohm dioperasikan pada beda potensial 120 volt. Apabila alat ini digunakan untuk memanaskan 40 kg air dari 15 ^oC menjadi 80 ^oC dan dianggap tidak ada kalor yang hilang maka waktu yang diperlukan adalah..
A. 0,5 jam
B. 1,0 jam
C. 1,5 jam
D. 2,0 jam
E. 2,5 jam

Pembahasan
Wlistrik = Q
(V²/R) t = mair . cair . ΔTair
(120²/12) t = 40 . 4200 (80 - 15)
t = 2,5 jam
Jawaban: E

Gelombang SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Sifat umum dari gelombang adalah sebagai berikut:
1) Tidak dapat merambat dalam ruang hampa
2) Merambat dengan lurus dalam medium yang berbeda
3) Mengalami refleksi
4) Mengalami difraksi
5) Mengalami interferensi
Dari sifat gelombang di atas, yang sesuai dengan ciri-ciri gelombang cahaya adalah...
A. 1 dan 2 saja
B. 3 dan 4 saja
C. 2, 3, dan 4
D. 3, 4, dan 5
E. 1, 3, 4, dan 5

Pembahasan:
Yang termasuk ciri gelombang cahaya adalah nomor 3, 4, dan 5.
Jawaban: C

Nomor 2
Gelombang RADAR adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk...
A. Mengenal unsur-unsur suatu bahan.
B. Mencari jejak sebuah benda.
C. Memasak makanan dengan cepat.
D. Membunuh sel kanker.
E. Mensterilkan peralatan kedokteran.
Jawaban: B

Nomor 3
Sifat umum dari gelombang antara lain:
1) Dapat mengalami interferensi.
2) Dapat mengalami polarisasi.
3) Tidak dapat merambat dalam ruang hampa.
4) Dapat mengalami reflaksi.
5) Dalam medium heterogen, gelombang merambat dalam satu garis lurus.
Dari sifat gelombang di atas, yang sesuai ciri-ciri gelombang cahaya adalah...
A. 1 dan 2 saja
B. 1, 2, dan 3
C. 1, 2, dan 4
D. 2, 3, dan 4
E. 3, 4, dan 5

Pembahasan:
Yang tidak termasuk ciri gelombang cahaya adalah no. 3 dan 5 karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa contoh sinar matahari. Dalam medium heterogen gelombang cahaya tidak merambat dalam satu garis karena mengalami pembiasan.
Jawaban: C

Nomor 4
Perhatikan sifat-sifat gelombang berikut:
1) Mengalami difraksi.
2) Mengalami refleksi.
3) Tidak dapat merambat dalam ruang hampa.
4) Dapat mengalami polarisasi.
5) Bergerak lurus bila melewati dua medium yang berbeda.
Dari sifat gelombang di atas yang sesuai dengan ciri-ciri gelombang bunyi adalah...
A. 1, 2 dan 3
B. 1, 2, dan 4
C. 1, 3 dan 4
D. 2, 3, dan 4
E. 3, 4, dan 5
Jawaban: A

Nomor 4
Gambar dibawah ini memperlihatkan profil sebuah gelombang pada suatu saat tertentu.

Titik A, B, dan C segaris. Begitu pula titik D dan E. Simpangan titik A sama dengan 0,5 amplitudo, sedangkan simpangan titik E sama dengan - 0,5 amplitudo. Berapa kali panjang gelombang jarak titik C dari titik A ...
A. 1/4
B. 1/2
C. 1
D. 3/2
E. 2

Pembahasan
Dari gambar pada soal terlihat jelas bahwa jarak titik C ke A adalah 2 panjang gelombang.
Jawaban: E

Nomor 5
Sepotong gabung bergerak naik turun dipermukaan air ketika dilewati sebuah gelombang. Gelombang tersebut menempuh jarak 9 m dalam waktu 30 s. Bila gabus tersebut bergerak naik turun 2 kali dalam 3 sekon, nilai panjang gelombang tersebut adalah...
A. 30 cm
B. 45 cm
C. 60 cm
D. 75 cm
E. 90 cm

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu cepat rambat gelombang
 
Menghitung periode
 
Menghitung panjang gelombang,

Jawaban: B

Nomor 6
Jarak antara dua buah titik yang dilalui gelombang adalah satu setengah kali dari panjang gelombangnya, maka beda fase antara kedua titik tersebut adalah...
A. 90
B. 120
C. 180
D. 300
E. 540

Pembahasan

Jawaban: E


Nomor 7
Laju gelombang yang menjalar melalui seutas tali yang diregangkan dapat bertambah besar ketika....

1. Tali diperpanjang sedang massa tali dan regangan tetap
2. Massa tali diperbesar sedang panjang tali dan regangan tetap
3. Regangan diperbesar sedang massa dan panjang tali tetap
4. Regangan, massa dan panjang tali diperbesar sejumlah kelipatan tertentu yang sama.

Pembahasan
Laju rambat gelombang pada tali:

maka:

1. F dan m tetap dan L diperpanjang maka L/m membesar sehingga v besar (benar)
2. F tetap, m diperbesar dan :L tetap maka L/m mengecil sehingga v kecil (salah)
3. F diperbesar, dan L/m tetap maka F besar (benar)
4. F diperbesar n kali dan L/m diperbesar n kali msks v tetap (salah)

Jawaban: 1 dan 3

Nomor 8
Seutas tali yang panjangnya 8 m memiliki massa 1,04 gram. Tali digetarkan sehingga sebuah gelombang transversal menjalar dengan persamaan 0,03 sin (x + 30), x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Maka tegangan tali itu adalah...
A. 0,12 N
B. 0,24 N
C. 0,36 N
D. 0,60 N
E. 0,72 N

Pembahasan
y = 0,03 sin (x + 30) maka v = ω/k = 30 / 1 = 30 m/s

Jawaban A

Nomor 9
Radar kapal laut beroperasi pada frekuensi 10 GHz. JIka radar memancarkan gelombang radio selama 0,08 µs untuk menentukan jarak sasaran darinya maka

1. gelombang radio merambat dengan laju rambat cahaya
2. panjang gelombang radio adalah 3 cm
3. jarak yang ditempuh gelombang adalah 24 m
4. Jumlah gelombang dalan 0.08 µs adalah 800 gelombang.

Pembahasan

1. Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik sehingga laju = kecepatan cahaya (benar)
2. λ = c / f = 3 . 10⁸ / 10 . 10⁹ = 3 cm (benar)
3. Jarak yang ditempuh S = c . t = 3 . 10⁸ . (0,08 . 10^-6) = 24 m (benar)
4. banyak gelombang n = f . t = 10 . 10⁹ . (0,08 x 10^-6) = 800 gelombang (benar)

Jawaban: semua benar

Nomor 10
Seorang nelayan merasakan perahunya dihempas gelombang sehingga perahu bergerak naik turun. Waktu yang diperlukan untuk bergerak dari puncak ke lembah adalah 3 s. Nelayan juga mengamati bahwa jarak antar puncak gelombang adalah 12 m. Waktu yang diperlukan gelombang untuk mencapai pantai yang jauhnya 100 m adalah...
A. 3 s
B. 4 s
C. 8 s
D. 33s
E. 50 s

Pembahasan
Jarak antar puncak gelombang adalah 1 λ sehingga λ = 12 m
Waktu dari puncak ke lembah = 1/T = 3 s maka T = 6 s
v = λ f = λ / T = 12 / 6 = 2 m/s
Waktu untuk mecapai jarak 100 m:
S = v . t
100 = 2 t
t = 50 sekon
Jawaban E

Nomor 11
Sebuah gelombang berjalan dari titik A ke B dengan kelajuan 5 m/s. Periode gelombang tersebut adalah 0,4 s. Jika selisih fase antara A dan B adalah 6π/5 maka jarak AB adalah...
A. 0,6 m
B. 0,8 m
C. 1,0 m
D. 1,2 m
E. 1,4 m

Pembahasan
λ = v / f = v . T = 5 (0,4) = 2 m
Δθ = ΔФ 2π
6/5 π = (x/λ) 2π
x = 3/5 λ = 3/5 (2) = 1,2 m
Jawaban: D

Nomor 12
Sebuah gelombang yang frekuensinya 500 Hz mempunyai kecepatan sebesar 300 m/s. Jarak antara dua titik yang berbeda fase sebesar 120 adalah...
A. 0,1 m
B. 0,2 m
C. 0,5 m
D. 0,6 m
E. 0,9 m

Pembahasan
λ = v / f  = 300 (500) = 0.6 m
Δθ = ΔФ 2π
120 = x/λ (360)
x = 1/3 λ = 1/3 (0,6) = 0,2 mJawaban: B



Nomor 13
Seberkas gelombang tsunami yang terbentuk di laut dalam arah penjalarannya membentuk sudut Ф dengan garis pantai. Semakin dekat dengan pantai sudut Ф ini akan bertambah besar.
SEBAB
Gelombang tsunami merupakan gelombang permukaan air laut. Semakin dangkal dasar laut maka semakin kecil kecepatan gelombang sehingga dalam penjalarannya menuju pantai gelombang ini dibiaskan mendekati garis normal, yaitu garis yang tegak lurus garis pantai.

Pembahasan
Cepat rambat dan panjang gelombang yang bergerak dari tempat dalam ke tempat dangkal berubah dari besar ke kecil.
Jawaban: pernyataan dan alasan benar dan saling berkaitan.


Nomot 14
Jika dasar lautan dalam terjadi gempa tektonik akibat tumbukan antar dua lempeng, maka bisa terbentuk gelombang permukaan air di laut dalam yang panjang gelombangnya dapat mencapai ratusan kilometer sementara amplitudo sekitan puluhan sentimeter. Gelombang ini bergerak ke arah daratan dan bisa menyebabkan gelombang tsunami karena semakin dekat ke pantai maka...
A. amplitudo dan kecepatannya bertambah sedangkan panjang gelombangnya berkurang.
B. amplitudonya bertambah sedangkan kecepatan dan panjang gelombangnya berkurang
C. amplitudonya berkurang sedangkan kecepatan dan panjang gelombangnya bertambah
D. amplitudo nya berkurang, kecepatannya bertambah dan panjang gelombang berkurang
E. amplitudonya, kecepatan, dan panjang gelombang bertambah.

Pembahasan
Ketika gelombang laut semakin dekat ke pantai maka kecepatan dan panjang gelombangnya makin kecil. Karena energi konstan sedangkan kecepatan berkurang maka akibatnya amplitudo membesar. Pada tsunami energi sangat besar dan amplitudonya juga besar
Jawaban: B

Elastisitas SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Perhatikan grafik hubungan gaya ΔF dengan pertambahan panjang Δx pada suatu pegas dibawah.
Berdasarkan grafik, maka pegas tetap akan bersifat elastis pada gaya tarik sebesar...
A. 0 sampai 4N
B. 0 sampai 8 N
C. 0 sampai 12 N
D. 8 N sampai 12 N
E. 8 N sampai 16 N

Pembahasan:
Jika dilihat dari grafik (F-x), benda bersifat elastis jika kurva linear (garis lurus). Pada grafik pada soal garis masih lurus dari 0 sampai 12 N
Jawaban: B

Nomor 2
Seorang siswa melakukan percobaan untuk menguji elastisitas karet dan didapat grafik hubungan antara pertambahan gaya (ΔF) dengan pertambahan panjan (Δx) sebagai berikut:
Berdasarkan grafik, benda bersifat plastis pada...
A. OA
B. OB
C. OC
D. AC
E. BC

Pembahasan:
Benda bersifat plastis pada grafik (F-x) adalah kurva yang melengkung. Sedangkan, jika grafiknya lurus menunjukkan benda masih bersifat elastis.
Jawaban: E


Nomor 3
Kedua ujung sebuah pegas yang memiliki tetapan pegas 50 N/m ditarik masing-masing dengan gaya sebesar 10 N yang saling berlawanan. Pertambahan panjang pegas tersebut adalah...
A. 0,0 m
B. 0,1 m
C. 0,2 m
D. 0,3 m
E. 0,4 m

Pembahasan
Diketahui:
k = 50 N/m
F1 = 10 N
F2 = - 10 N (berlawanan dengan F1)
Ditanya: x
Jawab
F = k . x
x = F/k = 10 / 50 = 0,2 m.

Jika ada dua gaya yang berlawanan pada pegas, gaya ini merupakan pasangan aksi reaksi, sehingga gaya yang berinteraksi dengan pegas hanyalah satu gaya saja yaitu 10 N.
Jawaban: C

Nomor 4
Apabila sebatang baja dengan luas penampang A, panjang L, modulus elastisitas E, dipanaskan maka akan bertambah panjang l. Agar apabila dipanaskan panjang baja tersebut tidak berubah, diperlukan gaya tekan sebesar...
A. A E l L
B. A E l / L
C. AEL / l
D. AL / l E
E. EL / l A

Pembahasan
Rumus modulus Young:
E = Tegangan / Regangan = (F L) / (Al)
F = (AEl) / L
Jawaban: B 


Nomor 5
Sebatang tembaga dipanaskan sampai 300 ^oC lalu dijepitkan dengan kuat sehingga tidak tidak dapat menyusut ketika suhunya turun. Jika tegangan patahnya 220 x 10⁶ N/m², pada suhu berapa batang akan mulai putus saan suhunya diturunkan? (diketahui modulus Young tembaga 110 x 10⁹ N/m² dan koefisien muai panjang 15 x 10^-6 K^-1)
A. 100 C
B. 123 C
C. 155 C
D. 167 C
E. 300 C

Pembahasan
rumus pemuaian
Δl = l0 α ΔT = lo (15 x 10^-6) (300 - T)
Rumus modulus elastisitas

lo (15 x 10^-6) (300 - T) = 2 . 10^-3 l0
300 - T = 133
T = 167 C
Jawaban: D

GGL induksi SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Kawat P dialiri arus listrik 6 A dengan arah ke atas seperti gambar berikut:

Jika µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m dan terjadi gaya tolak menolak persatuan panjang antara kawat P dan Q sebesar 1,2 . 10-5 N/m, maka besar dan arah arus listrik pada kawat Q adalah...
A. 1 A ke atas
B. 1 A ke bawah
C. 10 A ke atas
D. 10 A ke bawah
E. 20 A ke atas

Pembahasan:
Diketahui:
iP = 6 A
a = 1 m
F/L = 1,2 . 10-5 N/m
Ditanya: iQ = ...
Jawab:

Nomor 2
Diantara faktor-faktor berikut:

1. Jumlah lilitan kumparan
2. Laju perubahan fluks magnetik
3. Arah medan magnet

Yang dapat memperbesar ggl induksi adalah...
1, 2, dan 3
1 dan 2 saja
1 dan 3 saja
1 saja
2 saja

Pembahasan:
Yang dapat memperbesar ggl induksi adalah nomor 1 dan 2 karena berdasarkan hukum Faraday ɛ =  – N ΔΦ/Δt.
Jawaban: B

Nomor 3
Suatu trafo ideal kumparan primernya dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu seperti gambar berikut:

Manakah pernyataan yang benar?
A. Lampu akan semakin redup jika lilitan primer dikurangi.
B. Lampu akan semakin terang jika lilitan sekunder ditambah.
C. Lampu akan semakin redup jika tegangan primer ditambah.
D.Lampu akan semakin terang jika lilitan primer dikurangi.
E. Terang atau lemahnya lampu akan sama meskipun lilitan dirubah.

Pembahasan:
VP / VS = Np / Ns = is / ip 
Arus sekunder sebanding dengan VP dan NP.
Arus sekundar berbanding terbalik dengan Vs dan Ns.
Jadi pernyataan yang benar adalah lampu redup jika lilitan primer dikurang.
Jawaban: A

Nomor 4
Gambar dibawah ini melukiskan transformator ideal.


Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekundernya dihubungkan dengan sebuah lampu (L), maka kondisi lampu akan...
A. Normal terangnya bila kumparan primer diubah
B. Redup bila tegangan primer ditambah
C. Lebih terang bila lilitan sekunder ditambah
D. Lebih redup bila lilitan sekunder ditambah
E. Lebih terang bila lilitan primer dikurangi

Pembahasan:
VP / VS = NP / NS = iS / iP 
Arus sekunder sebanding dengan VP dan NP.
Arus sekundar berbanding terbalik dengan Vs dan Ns.
Jadi pernyataan yang benar adalah lebih terang jika lilitan sekunder ditambah.
Jawaban: C

Nomor 5
Fluks magnetik yang dihasilkan oleh medan magnetik B yang menembus tegak lurus permukaan seluas A adalah Ф. Jika medan magnetiknya diperkecil menjadi 1/2 B sedangkan luas permukaannya diperbesar menjadi 2A, maka fluks magnetik yang dihasilkan sama dengan....
A. 1/4 Ф
B. 1/2 Ф
C. Ф
D. 2Ф
E. 4Ф

Pembahasan
Fluks magnetik adalah Ф = B A cos θ = B A cos 0 = B A.
Jika medan B' = 1/2 B dan A' = 2A maka fluks magnetiknya:
Ф' = B' A' = 1/2 B . (2A) = B A = Ф
Jawaban: C

Nomor 6
Batang magnet bergerak dengan kelajuan konstan mendekati kumparan. Beda potensial listrik yang terukur pada titik X dan Y akan...


A. lebih tinggi di X dan akan semakin berkurang
B. lebih tinggi di Y dan akan semakin berkurang
C. sama dengan nol
D. lebih tinggi di Y dan akan semakin membesar nilainya
E. Lebih tinggi di X dan akan semakin membesar nilainya

Pembahasan
Dari hukum Lenz : "Arah arus induksi sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet yang arahnya melawan terjadinya perubahan fluks".
Bila kuttub utara magnet didekatkan ke kumparan, maka pada kumparan terjadi penambahan fluks magnet. Penambahan ini dilawan sehingg kumparan menghasilkan medan magnet induksi yang arahnya berlawanan dengan medan magnet yang dihasilkan oleh kutub utara magnet.
Adapun arus induksi yang terjadi terlihat seperti gambar. Karena arah arus induksi mengalir dari X ke Y maka beda potensial X lebih tinggi dari Y dan nilainya akan membesar.


Nomor 7
Sebuah kawat tertutup berbentuk persegi dengan luas 0,02 m² diletakkan pada bidang datar. Medan magnet seragam diberikan pada bidang tersebut dengan arah menembus ke dalam bidang secara tegak lurus menjauhi pembaca. Medan magnet tersebut diturunkan dengan laju tetap 2 x 10^-4 T/s. Jika hambatan kawat 0,1 Ohm maka besar dan arah arus induksi yang timbul adalah...
A. 1 x 10^-5 A berlawanan arah jarum jam
B. 1 x 10^-5 searah jarum jam
C. 2 x 10^-5 berlawanan arah jarum jam
D. 4 x 10^-5 searah jarum jam
E. 4 x 10^-5 berlawanan arah jarum jam

Pembahasan
Ф = - N (ΔФ / Δt) = - N (ΔBA / Δt)
Ф = - (1) (0,02) (-2 x 10^-4) = 4 x 10^-6 volt
I = V / R = (4 x 10^-4) / 0,1 = 4 x 10^-5 A dan arah serah jarum jam
Jawaban: D

Nomor 8
Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 200 berada dalam medan magnet dan mengalami perubahan fluks magnet dari 6 x 10-4 Wb menjadi 1 x 10-4 Wb dalam waktu 0,02 s, maka ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan besarnya adalah...
A. 3 V
B. 5 V
C. 6 V
D. 8 V
E. 12 V

Pembahasan

Jawaban: B

Nomor 9
Sebuah kumparan mempunyai induktansi 700 mH. Besar ggl induksi yang dibangkitkan dalam kumparan itu jika ada perubahan arus listrik dari 200 mA menjadi 80 mA dalam waktu 0,02 sekon adalah...
A. 8,4 V
B. 4,2 V
C. 2,8 V
D. 4,2 mV
E. 2,8 mV

Pembahasan

Jawaban: B

Kisi difraksi sbmptn, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Seberkas sinar monokromatik dengan panjang gelombang 5 . 10-7 m diarahkan tegak lurus pada kisi. Jika jarak layar ke kisi 2 m dan pada layar terjadi terang orde ke 3 dengan jarak 150 cm dari terang pusat, maka konstanta kisi yang digunakan...
A. 4 . 10-6 m
B. 3 . 10-6 m
C. 2 . 10-6 m
D. 3 . 10-7 m
E. 2 . 10-7 m

Pembahasan:
Diketahui:
λ = 5 . 10-7 m
L = 2 m
n = 3
P = 150 cm = 1,5 m
Ditanya: d = ...
Jawab:

Nomor 2
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm (1 nm = 10-9) datang tegak lurus pada kisi. Jika terang ke empat membentuk sudut 30o jumlah garis per cm kisi adalah...
A. 3000
B. 2500
C. 1250
D. 1000
E. 250

Pembahasan:
Diketahui:
λ = 500 nm = 5 . 10-7 m
n = 4
θ = 30o
Ditanya: N = ...
Jawab:
a.    Terlebih dahulu hitung d.
d sin θ = n λ
d sin 30o = 4 . 5 . 10-7 m
d . ½ = 20 . 10-7 m
d = 40 . 10-7 m = 40 . 10-5 cm
b.    Menghitung N.
N = 1/d = 1/40 . 10-5 m
N = 105 / 40 = 2500 /cm

Nomor 3
Jika cahaya putih dilewatkan kisi difraksi sehingga menghasilkan spektrum cahaya pada orde pertama, warna bayangan di pusat adalah...
A. putih
B. ungu
C. merah
D. jingga
E. kuning

Pembahasan
Jika cahaya putih dilewatkan pada sebuah kisi difraksi maka pada pita 1 sampai pita 3 akan tampak pita-pita pelangi. Hal ini terjadi karena cahaya pecah menjadi me-ji-ku-hi-bi-ni-u akibat perbedaan panjang gelombang. Adapun pada pusat spektrum, pita tetap putih karena cahaya tidak pecah.
Jawaban: A

Nomor 4
Seberkas cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5000 Å mengenai kisi yang terdiri dari 10000 celah/cm. Garis terang orde pertama diamati terjadi pada sudut 30^o. Apabila kedua ujung kisi ditutup sedemikian hingga cacah celah yang dilewati cahaya tinggal 5000, maka pada sudut 30^o tersebut akan diamati...
A. garis terang orde pertama
B. garis terang orde kedua
C. garis terang orde ketiga
D. garis gelap orde pertama
E. garis gelap orde kedua

Pembahasan
Pola terang pada kisi difraksi adalah
d sin θ = n λ, dengan d = jarak antar celah
Dengan menutup kedua ujung kisi maka tidak akan mengubah besar d. Karena θ dan λ juga tetap maka yang teramati pada layar tetap saja garis terang orde pertama.
Jawaban A

Nomor 5
Sebuah kisi mempunyai jarak antarcelah 2,4 . 10^-6 m. Jika bayangan orde kedua didifraksikan pada sudut 30 terhadap normal, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah..
A. 2 x 10^-7 m
B. 4 x 10^-7 m
C. 6 x 10^-7 m
D. 8 x 10^-7 m
E. 10 x 10^-7 m

Pembahasan
d sin θ = n λ
2,4 x 10^-6 . sin 30 = 2 λ
λ = 6 x 10^-7 m
Jawaban: C

Interferensi SBMPTN, contoh soal dan pembahasan

Nomor 1
Cahaya monokromatik dari suatu sumber mengenai celah kembar dan menghasilkan pola interferensi dengan jarak antara dua pola terdekat 0,25 cm., letak layar 100 cm dari celah. Jika jarak celah 0,2 mm, maka panjang gelombang dari cahaya monokromatik tersebut adalah...
A. 1000 Å
B. 2000 Å
C. 3000 Å
D. 4000 Å
E. 5000 Å

Pembahasan
d . p / L = n ʎ
antara dua pola terdekat berarti n = 1
0,2 . 10^-2 (0,25 . 10^-2) / 1 = 1 ʎ
ʎ = 5 . 10^-7 m = 5000 Å
Jawaban: E

Nomor 2
Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal berdekatan dengan jarak d = 0,01 mm. Pola interferensi yang terjadi ditangkap pada jarak 20 cm dari celah. Diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama disebelah kiri  ke garis gelap pertama dikanan adalah 7,2 mm. Panjang gelombang cahaya tersebut adalah...
A. 180nm
B. 270 nm
C. 360 nm
D. 720 nm
E. 1.800 nm

Pembahasan
d p / L = n ʎ
10^-5 (7,2 . 10^-3) / 2 . 10^-1 = 1 ʎ
ʎ = 3,6 . 10^-7 = 360 nm

Nomor 3
Dua celah yang berjarak 1 mm disinari cahaya merah dengan panjang gelombang 6,5 x 10^-7 m. Garis gelap terang dapat diamati pada layar berjarak 1 m dari celah. Jarak antara gelap ketiga dengan terang kelima adalah...
A. 0,85 mm
B. 1,62 mm
C. 2,55 mm
D. 3,25 mm
E. 4,87 mm

Pembahasan
d p / L = n ʎ
antara gelap ketiga dengan terang ke lima berarti n = 2,5:
1 . 10^-3 . p / 1 = 2,5 (6,5 . 10^-7) ʎ
ʎ = 16,25 . 10^-4 m = 1,625 mm
Jawaban B

Nomor 4
Pada percobaan interferensi celah ganda, jarak antar celah 0,05 cm dan layar ditempatkan 1 m dari celah. Jika dari pengamatan didapat lebar dari terang pusat ke terang ke 3 adalah 7,5 mm, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
A. 120 nm
B. 430 nm
C. 675 nm
D. 920 nm
E. 1250 nm

Pembahasan
d p / L = n ʎ
antara terang pusat ke terang 3 berarti n = 3
0,05 . 10^-2 (7,5 . 10^-3) / 1 = 3 ʎ
ʎ = 12,50 . 10^-7 m = 1250 nm

Nomor 5
Jarak pisah antara dua pola terang hasil interferensi oleh dua celah menggunakan sinar kuning dengan panjang gelombang 600 nm yang diamati pada layar sejauh 1 m dari celah adalah y. Jika digunakan sinar biru dengan panjang gelombang 400 nm, jarak layar terhadap kedua celah agar terbentuk pola terang dengan jarak pisah y adalah...
A. 0,33 m
B. 0,67 m
C. 0,75 m
D. 1,50 m
E. 8,55 m

Pembahasan
d y / L = n ʎ atau L = (d y) / (n λ)
Karena d, y, dan n sama maka L sebanding 1/λ
(Lbiru / Lkuning) = (λkuning / λbiru)
(Lbiru / Lkuning) = 600 / 400 = 1,5
Lbiru = 1,5 Lkuning = 1,5 . 1 = 1,5 m
Jawaban: D

Nomor 6
Suatu berkas monokromatis dengan panjang gelombang 6 x 10^-7 m dilewatkan melalui sepasang celah sempit yang terpisahkan pada jarak 3 x 10-5 m membentuk pola interferensi pada layar jaraknya L = 2 m dari celah tersebut. Jika percobaan ini dilakukan dalam air yang indeks biasnya 4/3 maka jarak antara dua garis terang yang berdekatan adalah...
A. 0,03 m
B. 0,06 m
C. 0,12 m
D. 0,24 m
E. 0,36 m

Pembahasan
(λair / λudara) = (nudara / nair)
 (λair / λudara) = 1 / (4/3) = 3/4
λair  = 3/4 λudara = 3/4 (6 . 10^-7) = 4,5 . 10^-7 m
Interferensi celah ganda
d p / L = n λ atau p = (nλL) / d
Jarak dua terang yang berdekatan berarti n = 1
p = 1 . 4,5 . 10^-7. 2 / 3 . 10^-5 = 3 . 10^-2 m

Nomor 7
Pada percobaan Young digunakan celah ganda yang terpisah pada jarak 0,063 mm sedangkan pola gelap terangnya diamati pada layar yang berjarak 4 m dibelakang celah. Jika pada percobaan tersebut digunakan sinar laser dengan panjang gelombang 630 nm, jarak antara pola gelap pertama disebelah kanan dan kiri adalah...
A. 2 cm
B. 4 cm
C. 8 cm
D. 10 cm
E. 12 cm

Pembahasan
Gunakan rumus seperti nomor 7
p = (nλL) / d = 1 (6,3 . 10^-7) . 4 / 6,3 . 10^-5 = 4 . 10^-2 m
Jawaban: D

Nomor 8
Dua puluh pola gelap terang interferensi menyebar 4 cm pada layar yang letaknya 50 cm dari dua celah yang berjarak 0,01 cm. Besar panjang gelombang yang melewati celah adalah...
A. 50 nm
B. 100 nm
C. 300 nm
D. 400 nm
E. 500 nm

Pembahasan
d p / L = n λ
dua puluh pola gelap terang berarti n = 20
0,01 . 10^-2 (4 . 10^-2) / 0,5 = 20 λ
λ = 4 . 10^-7 m = 400 nm

Nomor 9
Sebuah cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6000 Å datang hampir tegak lurus pada permukaan lapisan tipis sabun. Ketebalan lapisan tipis sabun tersebut agar dapat diperoleh terang maksimum pada cahaya yang dipantulkan adalah...
A. 0,01 µm
B. 0,15 µm
C. 0,30 µm
D. 0,45 µm
E. 0,60 µm

Pembahasan
Interferensi maksimum pada selaput tipis yang berada di udara terjadi bila memenuhi:
2nd cos r = (m - 1/2) λ
Sinar hampir tegak lurus berarti r = 0, sehingga cos r = cos 0 = 1.
2nd = (m - 1/2) λ atau d = (m - 1/2)λ / 2n
n = indeks bias selaput = indeks bisa udara = 1
d = λ / 4 n = 6000 / 4 . 1 = 1500 Å = 0,15 µm
Jawaban: B