Pembahasan Fisika UN 2014 No. 21 - 25

Pembahasan soal Fisika UN 2014 nomor 21 sampai dengan nomor 25 tentang:

• gelombang elektromagnetik,
• alat-alat optik,
• gelombang cahaya,
• efek Doppler, dan
• taraf intensitas.

Soal No. 21 tentang Gelombang Elektromagnetik

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

Pembahasan

RADAR singkatan dari radio detection and ranging. Dilihat dari kepanjangannya, RADAR berfungsi untuk:

1. mendeteksi suatu objek,
2. memandu pendaratan pesawat terbang, 
3. membantu pengamatan pada kapal laut dan pesawat terbang saat malam hari dan cuaca buruk, dan
4. menentukan arah dan posisi yang tepat.

Sedangkan untuk mengenal unsur-unsur suatu bahan digunakan sinar X atau gelombang mikro. Gelombang mikro juga dapat membuat makanan lebih cepat masak (pemanas microwave).

Untuk terapi kanker biasanya digunakan sinar gamma (γ). Sinar gamma dan sinar ultraviolet juga dapat dimanfaatkan untuk mensterilisasi peralatan kedokteran.

Jadi, gelombang RADAR dapat digunakan untuk mencari jejak sebuah benda (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Elektromagnetik.

Soal No. 22 tentang Alat-alat Optik

Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut ini!

Jarak lensa objektif dan okuler dari mikroskop tersebut adalah ....

A.   20 cm
B.   24 cm
C.   25 cm
D.   27 cm
E.   29 cm

Pembahasan

Berdasarkan gambar diketahui: 

f_ob = 2 cm 
s_ob = 1,8 cm  
f_ok = 6 cm

Dilihat dari gambarnya, jarak lensa objektif dan okuler (d) dapat dirumuskan: 

d = s'_ob + f_ok

Berarti kita tinggal menentukan s'_ob yang dirumuskan:





Dengan demikian, jarak kedua lensa dapat ditentukan. 

d = 18 + 6 = 24

Jadi, jarak lensa objektif dan okuler mikroskop tersebut adalah 24 cm (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Alat-alat Optik.

Soal No. 23 tentang Gelombang Cahaya

Seberkas sinar monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm (1 nano = 10⁻⁹) datang tegak lurus pada kisi. Jika terang keempat membentuk sudut deviasi 30°, jumlah garis per cm kisi adalah ....

A.   3000
B.   2500
C.   1250
D.   1000
E.   250

Pembahasan

Data yang diketahui pada soal yang harus dikonversi untuk menyesuaikan soal dan mempermudah penghitungan:

λ = 500 nm
   = 5 × 10⁻⁵ cm 
n = 4
θ = 30°
sin θ = 0,5
        = 5 × 10⁻¹

Difraksi pada kisi atau celah banyak dirumuskan 

d sin θ = nλ

Untuk kisi, d = 1/N dengan N adalah banyaknya celah atau garis tiap satu cm pada kisi. Sehingga diperoleh:




Jadi, banyaknya garis per cm pada kisi tersebut adalah 2500 garis (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Cahaya.

Soal No. 24 tentang Efek Doppler

Dua buah mobil A dan B bergerak saling mendekati masing-masing berkecepatan 20 m/s dan 40 m/s. Mobil B kemudian membunyikan klakson dengan frekuensi 580 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s maka frekuensi yang didengar oleh sopir di mobil A sebelum berpapasan adalah ....

A.   670 Hz
B.   700 Hz
C.   720 Hz
D.   760 Hz
E.   800 Hz

Pembahasan

Soal di atas adalah penerapan dari efek Doppler. Sebagaimana yang dikemukakan oleh penemunya, Christian Andreas Doppler, efek Doppler adalah peristiwa perubahan frekuensi sumber bunyi oleh pendengar karena gerak relatif antara pendengar dan sumber bunyi.

Secara sederhana, tanpa memperhitungkan kecepatan angin, efek Doppler dirumuskan:



Jika dalam memecahkan masalah kita selalu meletakkan pendengar di sebelah kiri maka arah panah ke kanan berarti v_p atau v_s bernilai positif.

Berdasarkan ilustrasi di atas, v_p bernilai positif dan v_s bernilai negatif. Sehingga perumusan efek Doppler-nya menjadi:




Jadi, frekuensi yang didengar oleh sopir yang berada di mobil A sebelum berpapasan adalah 700 Hz (B).

Perdalam materi no. 24 dan 25 di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Bunyi.

Soal No. 25 tentang Taraf Intensitas Bunyi

Taraf intensitas bunyi seratus mesin identik di pabrik tekstil yang dioperasikan serentak adalah 80 dB. Bila taraf intensitas bunyi sejumlah mesin lain yang identik adalah 90 dB maka jumlah mesin yang digunakan pada saat itu adalah ....

A.   1.000 buah
B.   500 buah
C.   100 buah
D.   50 buah
E.   10 buah

Pembahasan

Taraf intensitas adalah ukuran kuat bunyi dalam satuan decibel (dB). Taraf intensitas dengan sejumlah sumber bunyi berlaku ketentuan sebagai berikut:

Jika taraf intensitas bertambah 10k maka jumlah sumber bunyi akan naik 10^k kali.

Diketahui: 

TI₁ = 80 dB 
TI₂ = 90 dB 
n₁  = 100

Kenaikan taraf intensitas:

ΔTI = 90 − 80
10k = 10
    k = 1

Jumlah sumber bunyi naik menjadi 

n₂ = 10^k × n₁
    = 10¹ × 100
    = 1000

Jadi, jumlah mesin yang digunakan adalah 1000 mesin (A).

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2014 selengkapnya.

No. 01 - 05					No. 21 - 25
No. 06 - 10					No. 26 - 30
No. 11 - 15					No. 31 - 35
No. 16 - 20					No. 36 - 40

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.