![Interferensi cahaya Interferensi cahaya, Pembahasan soal Fisika UN 2019 no. 21-25](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhv6Bv471EWIyqy7sijF4otQ1xRUDkNwUyMDAHdZE4gDmbh17IQ87FuN4oAUnEEC3JKmDhCAhRG_56Qc7Wf_TJJU0WD3aBgF5QFh9AT1iznr8lQ31bvIpcB2hk6TVjhunzwQkFpMmYBtw/s1600/interferensi-cahaya.jpg)
Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2019 nomor 21 sampai dengan nomor 25 tentang:
- gelombang cahaya [interferensi],
- alat-alat optik,
- kalor,
- kalor [asas Black], dan
- kalor [perpindahan panas].
Soal No. 21 tentang Gelombang Cahaya [interferensi]
Pada sebuah eksperimen interferensi celah ganda digunakan cahaya hijau dengan panjang gelombang 5000 Å (1 Å = 10−10 m) dan cahaya violet yang panjang gelombangnya 4000 Å. Saat menggunakan cahaya hijau dengan jarak antarcelah d, pola interferensi terbentuk pada layar yang berjarak L dari celah ganda. Saat digunakan cahaya violet, layar diatur agar jarak pita terang pertama dari terang pusat sama dengan ketika disinari cahaya hijau. Agar hal tersebut tercapai maka jarak celah ke layar harus dijadikan ….
A. 5L
B. 3L
C. 5/4 L
D. 1/5 L
E. 1/3 L
A. 5L
B. 3L
C. 5/4 L
D. 1/5 L
E. 1/3 L
Pembahasan
Interferensi celah ganda dirumuskan sebagai:![Rumus interferensi celah ganda, percobaan Young Rumus interferensi celah ganda, percobaan Young](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgX4lkWQjG2QCC5vz18429u104Z7o5oT98Kj05Dw972GJJkX6nw9n1Kr5AIF7ey3EgxhziReEfH2s6y70XeyVhNgST14xDbpCUjY3cPR1ROxdfxBcISh0wFJSL41Hfu7D88N0k82O_JQw/s1600/rumus-celah-ganda19.jpg)
Agar jarak pita cahaya hijau sama dengan pita terang cahya violet maka:
![jarak pita cahaya hijau sama dengan pita terang cahya violet jarak pita cahaya hijau sama dengan pita terang cahya violet](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhcfm5fOL3aHV1ZjUJYZRNQZxW0YvCUrHfBMB8NzMYSRlZ3KAOXMViFk0yhpAu9rFQPw0VxNZckIxC2-pHj6lQdxRBQHAAmq8taG4dyGeH77qP8xT1s9RjKORFw1y4_0rneT2s9lHlxBQ/s1600/jarak-pita-int.jpg)
Karena interferensi kedua sinar terjadi pada terang pertama (n = 1) dan celah ganda yang digunakan sama (dh = dv ), maka:
λh Lh = λv Lv
5000 ∙ L = 4000 ∙ Lv
Lv = 5/4 L
Jadi, jarak celah ke layar harus dijadikan 5/4 L (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Cahaya.
Soal No. 22 tentang Alat-alat Optik
Perhatikan gambar cermin cembung pada persimpangan jalan berikut!
![Cermin cembung sebagai spion Cermin cembung sebagai spion, Fisika UN 2019 no. 22](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiNODXtmT3BdtL6k7bAdFW1Z_Y5vnqjD9JwdV9VhaQmuDWD5szTUTDiL3EM_ROj3iifN5IS6ehtDx_29ClxL9GI8cjWbeayap_5GNZnVUMH9VWx1R4k89K5kSRRs4yNiUjyZF-7AeWscQ/s1600/spion-cembung.jpg)
Sebuah mobil mula-mula berada pada jarak 4 m di depan cermin cembung tersebut, kemudian mobil bergerak menjauhi cermin sehingga jaraknya menjadi 6 m. Jika jari-jari kelengkungan cermin 24 m maka perbandingan jarak bayangan mula-mula dengan jarak bayangan setelah mobil menjauh adalah ….
A. 1/4
B. 1/2
C. 3/4
D. 5/4
E. 5/2
![Cermin cembung sebagai spion Cermin cembung sebagai spion, Fisika UN 2019 no. 22](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiNODXtmT3BdtL6k7bAdFW1Z_Y5vnqjD9JwdV9VhaQmuDWD5szTUTDiL3EM_ROj3iifN5IS6ehtDx_29ClxL9GI8cjWbeayap_5GNZnVUMH9VWx1R4k89K5kSRRs4yNiUjyZF-7AeWscQ/s1600/spion-cembung.jpg)
Sebuah mobil mula-mula berada pada jarak 4 m di depan cermin cembung tersebut, kemudian mobil bergerak menjauhi cermin sehingga jaraknya menjadi 6 m. Jika jari-jari kelengkungan cermin 24 m maka perbandingan jarak bayangan mula-mula dengan jarak bayangan setelah mobil menjauh adalah ….
A. 1/4
B. 1/2
C. 3/4
D. 5/4
E. 5/2
Pembahasan
Jarak fokus sama dengan setengah dari jari-jari kelengkungan cermin. Untuk cermin cembung, jarak fokusnya bernilai negatif.f = −½ × 24
= −12
Rumus umum jarak bayangan cermin bila disederhanakan akan menjadi:
![Rumus umum cermin Rumus umum cermin](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFaBMpvh8x1hxMSBwB3e_ed-178RhJbcPe_EI6PzTcdHUBcno23CGEC-GhaMf6GxgxDSsxYALzTdvCbfscmuJWaaGCro9-5wzOzcHSkdIQWza5QvY1cqLfkLM0NMOVO52r5xAb6BE9kw/s1600/rumus-cermin.jpg)
Ok, mari kita kerjakan! Mula-mula mobil berjarak 4 m di depan cermin cembung.
![Menentukan jarak bayangan jika jarak benda 4 m pada cermin cembung Menentukan jarak bayangan jika jarak benda 4 m pada cermin cembung](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgwcSHGvhIVJD5f_y9R5Z1bl4X_cPEZDD26SioV-1WzSs8lnHTTzttDTihXGkPSDzElNUZvhi0CoGXG2F85mhIgotCWw8_ZDZW4wKkzOGIGT3uVsy8P5u6MDBDOneltY1Rwzn1S0jS_DQ/s1600/benda-4m.jpg)
Kemudian mobil bergerak menjauhi cermin sehingga jaraknya menjadi 6 cm.
![Menentukan jarak bayangan jika jarak benda 6 m pada cermin cembung Menentukan jarak bayangan jika jarak benda 6 m pada cermin cembung](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjq67CLYplLd7b4IyFapOkRY3YQ3pgIDFGfFtVlxDaqfDz6UwlZbBRZEysxYqaiV-s-0nn3Y6czDtS1-LNvIAaeOaiNFjf3nuj25T-bOxA7ww2acpcKIRF3pdG5BTIUffH2aryYiUVB7w/s1600/benda-6m.jpg)
Perbandingan bayang sebelum dan sesudah menjauh adalah:
![Perbandingan bayang sebelum dan sesudah menjauh dari cermin cembung Perbandingan bayang sebelum dan sesudah menjauh dari cermin cembung](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi1wKCoHUkpnY5T1-zWzSqF2O9XL9uoXCf2N5MTU_MLbsaFbhXyr9xzyGf4l1yp-QRha528tUcsq_dYYzPgkVxKAiVPAU62yntdzP-D6ragGkHe2H8KYip8Biy1-xo3dusaew1H9MBLAw/s1600/banding-bayangan.jpg)
Jadi, perbandingan jarak bayangan mula-mula dengan jarak bayangan setelah mobil menjauh adalah 3/4 (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Alat-alat Optik.
Soal No. 23 tentang Kalor
Alkohol yang suhunya 0 ℃ bermassa 1 kg dipanaskan pada suatu pemanas. Grafik perubahan suhu terhadap kalor diberikan pada gambar di bawah ini.
![Grafik perubahan suhu terhadap kalor pada alkohol yang dipanaskan Grafik perubahan suhu terhadap kalor pada alkohol yang dipanaskan, Fisika UN 2019 no. 23](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQIWGTv16V03elREhZmx7zZhqJk9EnTPJTF0ZrmNoXTyCKBqneiEGjiLK7oi1NPvgznTBE2r7vZJsOuB-TCwwrCn7MfZ-jBEeKZg2oSBfK0Dm_wRbOXbv0CzW-bc5YdNjosaAtLTOIVQ/s1600/kalor-alkohol.jpg)
Kalor yang dibutuhkan alkohol dari keadaan suhu 0 ℃ sampai mencapai suhu 78 ℃ dan seluruhnya telah berubah wujud adalah … (kalor jenis alkohol = 2.400 J/(kg.℃), kalor uap alkohol = 2,1 ∙ 105 J/kg).
A. 187,2 kJ
B. 210,2 kJ
C. 397,2 kJ
D. 450,2 kJ
E. 497,2 kJ
![Grafik perubahan suhu terhadap kalor pada alkohol yang dipanaskan Grafik perubahan suhu terhadap kalor pada alkohol yang dipanaskan, Fisika UN 2019 no. 23](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQIWGTv16V03elREhZmx7zZhqJk9EnTPJTF0ZrmNoXTyCKBqneiEGjiLK7oi1NPvgznTBE2r7vZJsOuB-TCwwrCn7MfZ-jBEeKZg2oSBfK0Dm_wRbOXbv0CzW-bc5YdNjosaAtLTOIVQ/s1600/kalor-alkohol.jpg)
Kalor yang dibutuhkan alkohol dari keadaan suhu 0 ℃ sampai mencapai suhu 78 ℃ dan seluruhnya telah berubah wujud adalah … (kalor jenis alkohol = 2.400 J/(kg.℃), kalor uap alkohol = 2,1 ∙ 105 J/kg).
A. 187,2 kJ
B. 210,2 kJ
C. 397,2 kJ
D. 450,2 kJ
E. 497,2 kJ
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOYhL5jmQhQtnzj9YjBuJWCjsgdDiC9O0Fx0O8x2n4g8t-rhEzm1nvHxOPrdDqTjXmikEXW7QzpHu1AYaWdYsg28ctWSOdqrhGOB6VBquFiYDmgxmGqfGo5oQhFybLT9LWWkU9OyUxMA/s1600/banner-ebook.jpg)
Pembahasan
Kalor yang dibutuhkan alkohol adalah kalor pemanasan (0 ℃ − 78 ℃, grafik miring) dan kalor perubahan wujud (pada 78 ℃, grafik mendatar).Q = mc∆t + mL
= 1 ∙ 2400 ∙ 78 + 1 ∙ 2,1 ∙ 105 J
= (187200 + 210000) J
= 397200 J
= 397,2 kJ
Jadi, kalor yang dibutuhkan alkohol dari keadaan suhu 0 ℃ sampai mencapai suhu 78 ℃ adalah 397,2 kJ (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 24 tentang Kalor [asas Black]
Di sebuah laboratorium, sekelompok siswa melaksanakan percobaan tentang suhu dan kalor. Percobaan dilakukan dengan memasukkan es yang bersuhu −10 ℃ ke dalam segelas air hangat yang bersuhu 50 ℃. Massa es dan massa air hangat masing-masing 100 gram dan 190,48 gram. Setelah es dimasukkan ke dalam air hangat, campuran diaduk secara perlahan sampai mencapai keseimbangan termal, di mana termometer menunjukkan suhu 0 ℃.
Pernyataan yang benar tentang kondisi es sekarang adalah … (kalor jenis es = 2.100 J/(kg.℃), kalor jenis air = 4.200 J/(kg.℃), kalor lebur es = 336.000 J/kg).
A. es masih tersisa 50 gram
B. tidak ada es mencair
C. seluruh es telah mencair
D. setengah bagian es mencair
E. es mash tersisa 10 gram
Pernyataan yang benar tentang kondisi es sekarang adalah … (kalor jenis es = 2.100 J/(kg.℃), kalor jenis air = 4.200 J/(kg.℃), kalor lebur es = 336.000 J/kg).
A. es masih tersisa 50 gram
B. tidak ada es mencair
C. seluruh es telah mencair
D. setengah bagian es mencair
E. es mash tersisa 10 gram
Pembahasan
Soal di atas berhubungan dengan asas Black yang berbunyi,“Jika dua benda yang berbeda suhu dicampurkan maka benda yang panas akan melepas kalor sedangkan benda dingin akan menerima kalor hingga tercapai keseimbangan termal”.Perhatikan grafik berikut!
![Grafik asas Black: pencampuran air hangat dan es Grafik asas Black: pencampuran air hangat dan es](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhcqvRqWekBhG53m3_tbMM5m3P7b7SOSw9onc7vebECpYNDmjhyq1q69RDvex6CVtUDawBcrLqG79BBCh-ebscP5C65FE8-US2R_3yD0opIysrZWl2O-W_p_T_-xDyOWEZ78_Ax0SwR9w/s1600/grafik-asas-black.jpg)
Pertama, es menyerap kalor untuk menaikkan suhunya sampai 0 ℃ sebesar Q1.
Q1 = me ce ∆te
= 0,1 ∙ 2100 ∙ 10 J
= 2100 J
Sisa kalor yang masih ada digunakan untuk mengubah wujud dari padat menjadi cair.
Q2 = me L
= me ∙ 336000
= 336000me
Dalam hal ini massa es tidak perlu dimasukkan rumus karena belum tentu semua es mencair.
Di lain pihak, air melepas panas sampai tercapai suhu 0 ℃.
Q3 = ma ca ∆ta
= 0,19048 ∙ 4200 ∙ 50
= 40000,8 J
Sesuai asas Black, kalor yang diserap sama dengan kalor yang dilepas.
Qserap = Qlepas
Q1 + Q2 = Q3
2100 + 336000me = 40000,8
336000me = 37900,8
me = 0,1128 kg
= 112,8 gram
Ternyata massa es yang mencair adalah 112,8 gram, padahal es yang dicampurkan hanya 100 gram. Hal ini berarti bahwa seluruh es telah mencair.
Jadi, pernyataan yang benar adalah opsi (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 25 tentang Kalor [perpindahan panas]
Amir akan memasangkan kaca pada mobilnya. Dia akan memilih kaca yang tepat agar panas pada siang hari tidak mudah merambat melalui kaca dari luar ke bagian dalam mobil. Suhu luar saat panas terik sebesar 38 ℃ dan suhu bagian dalam mobil 20 ℃. Manakah jenis kaca yang tepat dipilih Amir?
![Opsi jawaban soal Fisika UN 2019 no. 25 Opsi jawaban soal Fisika UN 2019 no. 25](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiW2jHtuJPKdmtoSL6Mf5cFmTW-m_a7WtV4Vmmvx7NtyCvkFt3fXcgpy7xjU2AOHa4Y878oku2dmfF33-a3ZX4btLfy3qBA8BW84PS-R_rAovHr9HkbZ3ADiVrQKfQJcIlWUM4cl1aOhA/s1600/tabel-konduksi.jpg)
![Opsi jawaban soal Fisika UN 2019 no. 25 Opsi jawaban soal Fisika UN 2019 no. 25](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiW2jHtuJPKdmtoSL6Mf5cFmTW-m_a7WtV4Vmmvx7NtyCvkFt3fXcgpy7xjU2AOHa4Y878oku2dmfF33-a3ZX4btLfy3qBA8BW84PS-R_rAovHr9HkbZ3ADiVrQKfQJcIlWUM4cl1aOhA/s1600/tabel-konduksi.jpg)
Pembahasan
Perpindahan panas secara konduksi dirumuskan sebagai:![Rumus perpindahan panas secara konduksi Rumus perpindahan panas secara konduksi](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEheMoJvlfpsqXMKdNeS4B0Dhw37Cq-c_Iuz1fEczbCxG_qUhWgm0e6Vx60vGWjdRvDic33Xc8N3LfvRZKVD1FpOGBFWG7l_33OdtmjBxtjXjDIzl_GVDQ04Abl6IzMW-qrRgUJiioCijg/s1600/rumus-konduksi.jpg)
Artinya, perpindahan panas secara konduksi sebanding dengan konduktivitas k dan berbanding terbalik dengan ketebalan L.
Ok, mari kita tentukan perbandingan k/L!
![Tabel perbandingan konduktivitas termal (k) dengan ketebalan kaca (L) Tabel perbandingan konduktivitas termal (k) dengan ketebalan kaca (L)](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-U7l5jJlHsQzoXttEerO2KiH8ms2hFRmM-3KmvtEpzZesfRixypdchIDN3z2mL1eO9HD9TxRfIcsUlQq0U49dz3eWn7ESwyJAN7o_Hg1QgVINhjOlYYVYbQhJoQyZXW_jlEQ2eGXozQ/s1600/tabel-kL.jpg)
Semakin kecil nilai k/L, semakin sulit panas merambat ke bagian dalam mobil.
Jadi, jenis kaca yang tepat dipilih Amir adalah kaca jenis II (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2019 selengkapnya.
No. 01 - 05 | No. 21 - 25 | ||||
No. 06 - 10 | No. 25 - 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.
No comments:
Post a Comment
Maaf, komentar yang tidak berhubungan dengan konten, banyak mengandung singkatan kata, atau mengandung link aktif, tidak kami tayangkan.
Komentar Anda akan kami moderasi sebelum kami tayangkan. Centang 'Notify me' agar Anda mendapat pemberitahuan lewat email bahwa komentar Anda sudah ditayangkan