LATIHAN SOAL PERSIAPAN USP FISIKA 2021 (Part 4)

Mikroskop
Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskup dengan data seperti diagram berikut.

Perbesaran mikroskup adalah….
Perbandingan perbesaran mikroskup saat akomodasi maksimum dan tidak akomodasi
maksimum adalah . .. .
A. 6 : 5
B. 5 : 6
C. 4 : 5
D. 5 : 4
E. 6 : 4

Lihat jawaban:

$$\begin{aligned} \frac{M_{akomodasi}}{M_{tdk \ akomodasi}} &= \frac{\left(\frac{s_{ob}'}{s_{ob}}\right) \left(\frac{S_n}{f_{ok}}+1\right)}{\left(\frac{s_{ob}'}{s_{ob}}\right) \left(\frac{S_n}{f_{ok}}\right)} \nonumber\\ &= \frac{\left(\frac{S_n}{f_{ok}}+1\right)}{\left(\frac{S_n}{f_{ok}}\right)} \nonumber\\ &= \frac{\left(\frac{25}{5}+1\right)}{\left(\frac{25}{5}\right)} \nonumber\\ &= \frac{6}{5} \ (A) \nonumber\\ \end{aligned}$$  

Energi Boltzman
Dua buah bola lampu dari bahan sama yang sedang memancarkan sinar. Bila jari-jari lampu pertama 4 cm dan jari-jari lampu kedua 3 cm. Suhu lampu pertama 27 derajat celcius dan suhu lampu kedua 127 derajat celcius. Perbandingan nilai energi radiasi setiap detik lampu pertama dan kedua adalah…
A. 9 : 16
B. 27 : 16
C. 16 : 27
D. 16 : 9
E. 20 : 30

Lihat jawaban:

Diketahui : $$\begin{aligned} R_1 &= 4 \ cm \nonumber\\ R_2 &= 3 \ cm \nonumber\\ T_1 &= 27^o \ C \ = \ 27 + 273 = 300 \ K \nonumber\\ T_2 &= 127^o \ C \ = \ 127 + 273 = 400 \ K \nonumber\\ \end{aligned}$$ Ditanya : $$\begin{aligned} \frac{Q_1}{t} : \frac{Q_2}{t} = P_1 : P_2 \nonumber\\ \end{aligned}$$ Jawab : $$\begin{aligned} \frac{P_1}{P_2} &= \frac{e \ \tau \ A_1 \ {T_1}^4}{e \ \tau \ A_2 \ {T_2}^4} \nonumber\\ &= \frac{e \ \tau \ 4.\pi . {R_1}^2 \ {T_1}^4}{e \ \tau \ 4. \pi {R_2}^2 \ {T_2}^4} \nonumber\\ &= \frac{{R_1}^2 \ {T_1}^4}{{R_2}^2 \ {T_2}^4} \nonumber\\ &= \frac{4^2 \ 300^4}{{3}^2 \ {400}^4} \nonumber\\ &= \frac{4 \times 4 \times 300 \times 300 \times 300 \times 300}{3 \times 3 \times 400 \times 400 \times 400 \times 400} \nonumber\\ \frac{P_1}{P_2} &= \frac{9}{16} \ (A) \nonumber\\ \end{aligned}$$  

Energi kinetik relatifistik
Sebuah elektron yang mempunyai massa diam $m_0$ bergerak dengan kecepatan 0,6 c, maka energi kinetiknya adalah … $m_0c^2$
A. 0,25
B. 0,36
C. 1,00
D. 1,80
E. 2,80

Lihat jawaban:

Diketahui : $$\begin{aligned} m_0 &= m_0 \nonumber\\ v &= 0,6 \ c \nonumber \end{aligned}$$ Ditanya : $$Energi_{kinetik} = ...?$$ Jawab : $$\begin{aligned} E_{kinetik} &= (\gamma-1) E_0 \nonumber\\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}-1\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{1-\frac{(0,6 c)^2}{c^2}}}-1\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{1-0,36}}-1\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{0,64}}-1\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \left(\frac{1}{0,8}-1\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \left(\frac{10}{8}-\frac{8}{8}\right) m_0 c^2 \nonumber\\ &= \frac{2}{8} m_0 c^2 \nonumber\\ &= \frac{1}{4} m_0 c^2 \nonumber\\ &= 0,25 \ m_0 c^2 \ (A) \nonumber\\ \end{aligned}$$  

Pernyataan teori Planck
Manakah pernyataaan berikut ini yang tidak menggambarkan teori kuantum Plack?
A. cahaya terdiri atas paket-paket energi
B. tidak semua foton merupakan gelombang elektromagnet
C. energi dalam satu foton adalah $E = h\frac{c}{\lambda}$
D. kecepatan foton sama dengan kecepatan cahaya
E. efek fotolistrik menerapkan teori kuantum Plack

Lihat jawaban:

Jawab : B
foton merupakan partikel dari gelombang elektromagnetik (GEM). jadi tidak pernah ada foton yang bukan GEM. 

Fotolistrik
Perhatikan pernyataan berikut!

1. Energi ambang lebih kecil dari energi cahaya datang
2. Frekuensi cahaya datang lebih besar dari frekuensi ambang
3. Panjang gelombang ambang lebih besar dari panjang gelombang cahaya datang
4. Panjang gelombang ambang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya datang
Pernyataan yang benar agar terjadi peristiwa foto listrik adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1, 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 1, 2, 3 dan 4

Lihat jawaban:

Jawab : C (1, 2, dan 3)