Pembahasan Fisika UN 2019 No. 36 - 40

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2019 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:

• arus dan tegangan bolak balik, 
• induksi magnetik, 
• fisika inti [radioisotop], 
• teori relativitas, dan 
• gejala kuantum (hukum pergeseran Wien].

Soal No. 36 tentang Arus dan Tegangan Bolak Balik

Perhatikan rangkaian RLC berikut!

Dari rangkaian tersebut:

1. Impedansi rangkaian 290 Ω.
2. Kuat arus maksimum rangkaian 20 mA.
3. Rangkaian bersifat kapasitif.
4. Tegangan efektif ujung bc sebesar 2,5√2 volt.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan rangkaian di atas adalah ….

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

Pembahasan

Diketahui:

R = 210 Ω
L = 1,8 H
C = 16 μF
V = 5,8 sin⁡ 250t  → ω = 250

Reaktansi induktif dan kapasitif rangkaian tersebut adalah:

Karena X_L > X_C maka rangkaian bersifat induktif. [pernyataan 3 salah]

Impedansi rang tersebut adalah:

Berdasarkan persamaan V = 5,8 sin⁡ 250t, diperoleh V_m = 5,8 volt. Sehingga kuat arus maksimumnya adalah:

V_m = I_m Z
5,8 = I_m ∙ 290
 I_m = 0,02 A
      = 20 mA [pernyataan 2 benar]

Tegangan ujung bc adalah tegangan induktor maksimum.

(V_L)_m = I_m V_L
           = 0,02 ∙ 450 volt
           = 9 volt

Sedangkan tegangan efektif ujung bc adalah:

(V_L)_ef  = (V_L)_m × ½ √2
           = 9 × ½ √2 volt
           = 4,5√2 volt [pernyataan 4 salah]

Jadi, pernyataan yang benar berkaitan dengan rangkaian di atas adalah pernyataan 1 dan 2 (A).

Soal No. 37 tentang Induksi Magnetik

Kumparan kawat P memiliki 10 lilitan dan kumparan kawat Q memiliki 30 lilitan diletakkan sepusat. Gambar berikut menunjukkan kedua kumparan tampak dari atas.

Kumparan P berjari-jari 5 cm dan kumparan Q berjari-jari 20 cm. Kuat arus yang mengalir pada kumparan Q adalah i_Q = 20 A dan resultan kuat medan magnet di pusat lingkaran adalah nol. Berapakah kuat arus yang mengalir di kawat P (i_P)?

A.   15 A.
B.   20 A.
C.   25 A.
D.   30 A.
E.   35 A.

Pembahasan

Karena resultan kuat medan magnet di pusat lingkaran sama dengan nol dan arah arus listrik yang melalui kawat P dan Q berlawanan maka:

Jadi, kuat arus yang mengalir di kawat P adalah 15 A (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Magnetik.

Soal No. 38 tentang Fisika Inti [radioisotop]

Perhatikan pernyataan berikut ini!

1. Mengukur kedalaman laut.
2. Membunuh sel kanker.
3. Mensterilkan alat kesehatan.
4. Menentukan kecepatan aliran sungai.

Manakah yang memanfaatkan radioisotop Co-60?

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

Pembahasan

Di antara manfaat radioisotop Cobalt-60 adalah:

• mematikan sel kanker dan tumor [pernyataan 2 benar]
• sterilisasi alat-alat kedokteran [pernyataan 3 benar]

Untuk mengukur kedalaman laut biasanya digunakan gelombang bunyi. Sedangkan untuk menentukan kecepatan aliran sungai digunakan Iodium-131 (I-131) dan Natrium-24 (Na-24).

Jadi, manfaat dari radioisotop Co-60 adalah pernyataan 2 dan 3 (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.

Soal No. 39 tentang Teori Relativitas

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 benda tersebut adalah ….

A.   0,3 c
B.   0,4 c
C.   0,6 c
D.   0,8 c
E.   1,25 c

Pembahasan

Diketahui:

m = (1 + 25%) m₀
    = 5/4 m₀

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

Sampai di sini sudah bisa ditebak bahwa v = 3/5 c (triple Pythagoras). Ok, lanjut!

Jadi, kecepatan gerak benda tersebut adalah 0,6 c (C).

Soal No. 40 tentang Gejala Kuantum [hukum pergeseran Wien]

Berikut ini grafik hubungan antara daya tiap satuan luas (P/A) terhadap panjang gelombang λ yang dipancarkan oleh suatu benda hitam pada suhu (T) yang berbeda-beda.

Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa ….

A.   panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan cenderung naik saat suhunya naik
B.   panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan cenderung turun saat suhunya naik
C.   panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan cenderung tetap saat suhunya naik
D.   panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan cenderung turun saat suhunya turun
E.   panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan sebanding dengan suhu benda

Pembahasan

Pada grafik di atas, setiap kali suhu dinaikkan maka panjang gelombang selalu bergeser ke kiri. Artinya, semakin besar T, semakin kecil λ_maks.

Jadi, kesimpulan grafik di atas adalah panjang gelombang maksimum (λ_maks) yang dipancarkan cenderung turun saat suhunya naik (B).

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

Simak juga:
Pembahasan Fisika UN 2014
Pembahasan Fisika UN 2015
Pembahasan Fisika UN 2016
Pembahasan Fisika UN 2017
Pembahasan Fisika UN 2018

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.