Processing math: 100%
-->

Pembahasan TO UNBK FISIKA 2018 Pertama - Bagian 2/2

 |

Abstraksi


Selamat malam, saya akan melanjutkan pembahasan soal yang ada di pos sebelumnya, yakni https://rivadotaku.blogspot.co.id/2018/03/pembahasan-to-unbk-fisika-2018-pertama.html. Sekali lagi saya terbuka untuk segala bentuk koreksi. Saya pun bukanlah seorang guru melainkan siswa biasa sehingga tidak segalanya yang saya tulis disini adalah benar.

Pembahasan

21. Optika Fisis 
///
Sebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi 500 garis/cm digunakan untuk mendifraksikan
cahaya pada layar yang berjarak 1 m dari kisi. Jika jarak antara dua garis terang berurutan
pada layar 2,4 cm, maka panjang gelombang yang digunakan adalah ....
///
Diketahui: N=500/cm ; l= 1m; y=2,4 cm=24 \times 10^{-3} m; m=1
Ditanya: \lambda
Jawab:

Dalam kisi difraksi berlaku rumus interferensi kisi:
\lambda=\frac {y\times d}{m\times l}
\lambda=\frac {d sin \theta}{m}
"lambda = YoDa bagi eMeL"
Dimana \lambda adalah panjang gelombang, y adalah jarak antara 2 titik terang atau 2 titik gelap, d adalah jarak antar celah, m adalah ordo, atau titik terang atau titik gelap ke-n setelah titik terang pusat (m=1 jika 2 titik terang/gelap berurutan), l adalah jarak antara kisi ke layar.

Bentuk dari d adalah 1 per N (jumlah goresan), nama lainnya adalah konstanta kisi.
d=\frac {1}{N}

Sehingga jarak antar celah untuk soal diatas bukan 500 melainkan:
d=\frac {1}{\frac {500}{1 cm}}
d=\frac {1}{\frac {500}{10^{-2} m}}
d=\frac {10^{5}\times 10^{-5}}{500\times 10^{2}}
d=2\times 10^{-5}m

Lalu masukkan lagi ke dalam rumus kisi:
\lambda=\frac {y\times d}{m\times l}
\lambda=\frac {24 \times 10^{-3} \times 2\times 10^{-5}}{1\times 1}
\lambda=48 \times 10^{-8}
\lambda=480 \times 10^{-9}
\lambda=480\;nanometer

Jawaban: 480 nm

22. Alat Optik
///
Seseorang yang memiliki titik dekat 30 cm menggunakan sebuah mikroskop dengan mata
berakomodasi maksimum seperti ditunjukkan gambar berikut!

Perbesaran mikroskop adalah ....
///
Diketahui: Sn=30 cm; f_{ob}=9mm; f_{ok}=2,5cm=25 mm;s_{ob}=1 cm=10 mm; akomodasi maksimum
Ditanya: M?
Jawab:

Rumus-rumus dalam alat optik:
f=(\frac {1}{s}+\frac {1}{s'})^{-1}

Lup

M=\frac {Sn}{f}

Mikroskop

M=M_{ob}\times M_{ok}

Berakomodasi maksimum: 

M_{ob}=\frac {s'_{ob}}{s_{ob}}
M_{ok}=\frac {Sn}{f_{ok}}+1
d=s'_{ob}+s_{ok}

Tidak berakomodasi:

M_{ob}=\frac {s'_{ob}}{s_{ob}}
M_{ok}=\frac {Sn}{f_{ok}}
s_{ok}=f_{ok}
d=s'_{ob}+f_{ok} atau d=s'_{ob}+s_{ok}

Teropong/Teleskop

Berakomodasi maksimum: 

M=\frac {f_{ob}}{s_{ok}}
d=f_{ob}+s_{ok}

Tidak berakomodasi:

s_{ok}=f_{ok}
M=\frac {f_{ob}}{f_{ok}} atau M_{ob}=\frac {f_{ob}}{s_{ok}}
d=f_{ob}+f_{ok} atau d=f_{ob}+s_{ok}

Dengan M adalah perbesaran, Sn adalah jarak baca normal atau titik dekat mata (normal: 25 cm), d adalah jarak atau panjang mikroskop/teleskop f adalah fokus, s adalah jarak, dan s adalah bayangan. Untuk subscript ob adalah objektif, dan ok adalah okuler.
---
Soal menggunakan rumus mikroskop akomodasi maksimum. 
Pertama, cari terlebih dahulu bayangan di balik lensa objektif atau s'_{ob}:
f_{ob}=(\frac {1}{s_{ob}}+\frac {1}{s'_{ob}})^{-1}
9=(\frac {1}{10}+\frac {1}{s'_{ob}})^{-1}
9=(\frac {s'_{ob}+10}{10s'_{ob}})^{-1}
9=\frac {10s'_{ob}}{s'_{ob}+10}
9s'_{ob}+90=10s'_{ob}
s'_{ob}=90 mm

Lalu masukkan ke dalam rumus perbesaran:
M=M_{ob}\times M_{ok}
M=(\frac {s'_{ob}}{s_{ob}})\times (\frac {Sn}{f_{ok}}+1)
M=(\frac {90}{10})\times (\frac {300}{25}+1)
M=9\times (\frac {300}{25}+\frac {25}{25})
M=9\times (\frac {325}{25})
M=9\times 13=117 kali

Jawaban: 117 kali

23. Fluida Dinamis
///
Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat seperti
diperlihatkan gambar berikut ini!

Luas penampang pipa besar adalah 5 cm^{2} dan luas penampang pipa kecil adalah 3 cm^{2} serta
perbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm. Kelajuan air memasuki pipa
besar adalah ....
///
Diketahui: A_{1}=5 cm^{2}= 5 \times 10^{-4} m^{2}; A_{2}=3 cm^{2}=3 \times 10^{-4} m^{2} h= 20 cm= 0,2 m
Ditanya: v_{1}
Jawab:

Dalam pipa Venturimeter berlaku rumus:
v_{1}=\sqrt {2gh}\times \frac {1}{\sqrt {(\frac {A_{1}}{A_{2}})^{2}-1}}

Kemudian substitusikan semua yang telah diketahui, persamaan yang terbentuk:
v_{1}=\sqrt {2\times 10\times 0,2}\times \frac {1}{\sqrt {(\frac {5 \times 10^{-4}}{3 \times 10^{-4}})^{2}-1}}
v_{1}=2\times \frac {1}{\sqrt {\frac {25 \times 10^{-8}}{9 \times 10^{-8}}-\frac {9 \times 10^{-8}}{9 \times 10^{-8}}}}
v_{1}=2\times \frac {1}{\sqrt {\frac {16}{9}}}
v_{1}=2\times \frac {1}{\sqrt {\frac {16}{9}}}
v_{1}=2\times \frac {3}{4}
v_{1}=\frac {6}{4}=1.5m/s

Jawaban: 1.5 m/s
24. Gelombang Bunyi
///
Sebuah mesin pabrik mengeluarkan bunyi dengan taraf intensitas 80 dB. Pabrik memiliki 100
mesin dan dinyalakan bersamaan maka taraf intensitas bunyi yang terdengar adalah ....
///
Diketahui: TI_{1}= 80 dB; n_{1}=1; n_{2} = 100
Ditanya:
Jawab:

Rumus-rumus taraf intensitas antara lain:
TI_{n} = 10\times log(\frac {I_{n}}{I_{0}})
Dimana TI_{n} adalah taraf intensitas pada saat I_{n} atau intensitas sama dengan n. I_{0} adalah intensitas ambang (biasanya 10^{-12} W/m^{2}).

TI_{2} =TI_{1}+10\times log(\frac {n_{2}}{n_{1}})
TI_{2} =TI_{1}-20\times log(\frac {r_{2}}{r_{1}})

Dimana TI_{2} adalah taraf intensitas pada saat I_{2} atau pada saat n_{2} atau r_{2} jumlah sumber sebanyak n_{2} buah atau pada jarak  r_{2}, demikian dan seterusnya untuk  TI_{1}.

Ingat, jumlah sumber bunyi adalah total dari sumber bunyi, yaitu jumlah awal sumber bunyi ditambah tambahan sumber bunyi.

Sehingga untuk menyelesaikan soal digunakan persamaan:
TI_{2} =TI_{1}+10\times log(\frac {n_{2}}{n_{1}})
TI_{2} =80+10\times log(\frac {100}{10})
TI_{2} =80+10\times log100
TI_{2} =80+10\times 2
TI_{2} =80+20=100

Jawaban: 100 dB