Pembahasan Fisika UN 2015 No. 36 - 40

Pembahasan soal Fisika Ujian Nasional 2015 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:

• manfaat unsur radioaktif,
• efek fotolistrik,
• reaksi inti,
• teori dasar relativitas, dan
• teori atom.

Soal No. 36 tentang Unsur Radioaktif

Perhatikan pernyataan berikut!

1. Mendeteksi curah hujan.
2. Pengobatan kanker.
3. Mendeteksi keaslian uang kertas.
4. Pengobatan kelenjar getah bening.

Pernyataan di atas yang merupakan manfaat dari unsur radioaktif adalah ....

A.   (1) dan (2)
B.   (1) dan (3)
C.   (1) dan (4)
D.   (2) dan (3)
E.   (2) dan (4)

Pembahasan

Kita periksa satu per satu pernyataan-pernyataan di atas.

1. Mendeteksi curah hujan adalah fungsi dari gelombang radar (gelombang elektromagnetik).
2. Pengobatan kanker adalah fungsi dari Co-60 (unsur radioaktif).
3. Mendeteksi keaslian uang adalah fungsi dari sinar ultraviolet (gelombang elektromagnetik).
4. Pengobatan kelenjar getah bening adalah fungsi dari I-131 (unsur radioaktif).

Jadi, pernyataan yang merupakan manfaat unsur radioaktif adalah nomor 2 dan 4 (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.

Soal No. 37 tentang Efek Fotolistrik

Faktor-faktor sebagai berikut:

1. Frekuensi foton yang datang.
2. Fungsi kerja logam.
3. Intensitas cahaya yang datang.
4. Tetapan Stefan-Boltzmann.

Yang memengaruhi besarnya energi kinetik maksimum pada efek fotolistrik adalah ....

A.   (1) dan (2)
B.   (1) dan (3)
C.   (2) dan (3)
D.   (2) dan (4)
E.   (3) dan (4)

Pembahasan

Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari suatu logam karena logam tersebut disinari cahaya. Terlepasnya elektron ini akan menimbulkan energi kinetik.

Energi kinetik fotolistrik terjadi jika energi cahaya lebih besar dari energi ambang logam.

E_k = hf − W

dengan f adalah frekuensi cahaya (foton) yang datang dan W adalah energi ambang atau fungsi kerja logam.

Dengan demikian, yang memengaruhi besarnya energi kinetik adalah foton dan fungsi kerja logam. Sedangkan intensitas cahaya hanya memperbanyak elektron yang lepas tetapi tidak mempercepat gerak elektron sehingga energi kinetiknya tetap.

Adapun tetapan Stefan-Boltzmann sama sekali tidak berhubungan dengan peristiwa efek fotolistrik. Tetapan Stefan-Boltzmann berhubungan dengan intensitas radiasi benda hitam.

Jadi, faktor yang memengaruhi besarnya energi kinetik pada efek fotolistrik adalah faktor nomor 1 dan 2 (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Efek Fotolistrik.

Soal No. 38 tentang Reaksi Inti

Perhatikan reaksi inti di bawah ini! 

₉₂U²³⁸ → ₉₀Th²³⁴ + X

Pada reaksi inti di atas, X adalah ....

A.   proton
B.   elektron
C.   neutron
D.   deutron
E.   partikel alfa

Pembahasan

Pada reaksi inti berlaku hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa. Jika nomor atom dan nomor massa partikel X berturut-turut adalah a dan b maka 

₉₂U²³⁸ → ₉₀Th²³⁴ + _aX^b

Berlaku hubungan

• Nomor atom

92 = 90 + a
  a = 2

• Nomor massa

238 = 234 + b
    b = 4

Jadi, partikel X pada reaksi inti tersebut adalah ₂α⁴ atau partikel alfa (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.

Soal No. 39 tentang Teori Relativitas

Berapakah massa relativistik sebuah partikel yang bermassa m_o ketika bergerak dengan kecepatan 0,6 c ( c = kecepatan cahaya)?

A.   5/2 m_o.
B.   5/3 m_o.
C.   5/4 m_o.
D.   4/5 m_o.
E.   2/5 m_o.

Pembahasan

Massa suatu benda akan mengalami pertambahan jika bergerak dengan kecepatan relativistik.



Jika    v = 0,6 c = 3/4 c
maka  α =  4/5
(triple Pythagoras 3, 4, 5).

Silakan buka Pembahasan Fisika UN 2014 No. 38.

Sehingga diperoleh:



Jadi, massa relativistik partikel tersebut adalah 5/4 m_o (C).

Soal No. 40 tentang Teori Atom

Pernyataan yang benar tentang teori atom adalah ....

A.   Dalam atom hidrogen terdapat satu elektron yang bergerak mengelilingi inti atom adalah teori atom Rutherford.
B.   Sebagian besar atom adalah ruang kosong, merupakan teori atom Neils Bohr.
C.   Elektron-elektron seperti bintang di langit mengelilingi matahari adalah teori atom Thomson.
D.   Muatan positif berkumpul di tengah-tengah atom yang dinamakan inti atom adalah teori atom Rutherford.
E.   Atom berbentuk bola bermuatan positif dan elektron tersebar merata merupakan teori atom Dalton.

Pembahasan

Baik Dalton maupun Thomson menggambarkan atom seperti kelereng yang tak bermuatan (netral). Bedanya, di masa Dalton belum ditemukan elektron dan proton. Ketika ditemukan partikel bermuatan tersebut, Thomson menggambarkan atom sebagai bola bermuatan positif yang dinetralkan oleh elektron yang tersebar merata di seluruh isi atom. Teorinya Thomson ini kemudian dikenal dengan teori roti kismis (Seandainya Thomson orang Jawa, mungkin disebut teori onde-onde).

Sedangkan Rutherford dan Bohr menggambarkan atom seperti tata surya, muatan positif sebagai inti dan dikelilingi oleh elektron. Bedanya, di massa Rutherford belum dikenal mekanika kuantum, masih menggunakan mekanika klasik. Menurut mekanika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti akan memancarkan energi sehingga lintasannya akan semakin mengecil yang pada akhirnya akan menumbuk inti (teori obat nyamuk).

Mekanika kuantum sendiri diperkenalkan oleh Bohr. Bohr membuat batasan bahwa elektron mengelilingi inti tidak memancarkan energi. Energi hanya dipancarkan jika elektron pindah lintasan.

Mari kita periksa setiap opsi jawaban!

• Opsi A adalah teori atom Bohr.
• Opsi B, C, dan D adalah teori tata surya, baik Rutherford maupun Bohr. Tetapi karena Bohr hanya menyempurnakan pancaran energinya saja, maka teori ini dianggap sebagai teori atom Rutherford.
• Opsi E adalah teori atom Thomson.

Jadi, pernyataan yang benar tentang teori atom adalah opsi (D).

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2015 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

Simak juga:
Pembahasan Fisika UN 2014
Pembahasan Fisika UN 2016
Pembahasan Fisika UN 2017
Pembahasan Fisika UN 2018
Pembahasan Fisika UN 2019

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.