Berikut adalah soal dan penyelesaian fisika Simak UI 2015, semoga bermanfaat.
SOAL DAN PENYELESAIAN Fisika SIMAK UI
25: Di depan sebuah lensa positif diletakkan suatu benda dengan jarak 5 cm. Lensa positif memiliki diamater 40 cm. Suatu lensa yang identik dengan lensa sebelumnya diletakkan pada jarak 0.2 m. Karakteristik bayangannya adalah...
A. Nyata, terbalik, dan dua kali ukuran semula.
B. Nyata, tegak, dan setengah kali ukuran semula.
C. Nyata, terbalik, dan sama dengan ukuran semula.
D. Maya, tegak, dan setengah kali ukuran semula.
E. Maya, terbalik, dan sama dengan ukuran semula.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
\[ f=\frac{D}{4}=\frac{40}{4}=+10cm\\s=5cm\]Letak bayangan benda oleh lensa pertama.\[ \frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s^{'}}\\\frac{1}{10}=\frac{1}{5}+\frac{1}{s^{'}}\\s^{'}=-10cm\]Ini artinya bayangan berada sepihak dengan benda dengan jarak 10 cm dari lensa satu. Bayangan ini akan menjadi benda untuk lensa dua dengan jarak 10 cm. Sehingga bayangan akhir oleh lensa dua adalah:\[\frac{1}{f_{2}}=\frac{1}{s_{2}}+\frac{1}{s_{2}^{'}}\\\frac{1}{10}=\frac{1}{-10}+\frac{1}{s_{2}^{'}}\\s_{2}^{'}=+5cm\\ M=\frac{s_{2}^{'}}{s}=\frac{5}{5}=1\]Karena bayangan akhir bernilai positif, ini menunjukkan bayangan nyata dan terbalik.
26: Pada suatu dinding diletakkan sebuah pipa dengan panjang L = 400 cm dan tinggi dinding 150 cm seperti pada gambar. Lantai tidak licin dengan koefisien gesekan statik 0.78. Panjang pipa yang berada diujung atas dinding adalah 240 cm. Tepi dinding licin. Jika pipa tepat akan jatuh, besar sudut kemiringan pipa adalah...
B. 60 derajat
C. 45 derajat
D. 30 derajat
E. 15 derajat
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Gaya-gaya yang bekerja pada batang dapat digambarkan seperti di bawah ini. Persamaan gaya yang bekerja dalam komponen-x dan y adalah sebagai berikut:\begin{align*} \Sigma F_{x}&=0 \\f&=N_{B}sin\theta \\\mu N_{A}&=N_{B}sin\theta \\ \Sigma F_{y}&=0 \\W&=N_{A}+N_{B}cos\theta \end{align*} Substitusi persamaan gaya di komponen x dan y akan diperoleh persamaan \begin{align*} W&=N_{A}\left ( 1+\mu \frac{cos\theta}{sin\theta } \right ).....(1) \end{align*} Tinjau resultan torsi pada titik B akan didapatkan persamaan\begin{align*}(40)Wcos\theta &=(160)fsin\theta -(160)N_{A}cos\theta \\Wcos\theta &=4\mu N_{A}sin\theta -4N_{A}cos\theta \\&\text{dibagi } cos\theta \cdots \\W&=4N_{A}\left ( \mu \frac{sin\theta}{cos\theta }-1 \right ).....(2)\end{align*} Bagi persamaan (1) dengan persamaan (2) akan didapatkan persamaan:\begin{align*} 4\mu tg^{2}\theta -5tg\theta- \mu &=0 \\ (4x0,78)tg^{2}\theta -5tg\theta- 0,78&=0 \\ 3,12tg^{2}\theta -5tg\theta- 0,78&=0 \\tg\theta &=1.73\\ \theta &=60^{o}\end{align*}
27: Seseorang sedang melakukan eksperimen dengan menjatuhkan benda vertikal ke bawah tanpa diberikan kecepatan awal apapun pada suatu ketinggian tertentu. Waktu tempuh tercepat untuk sampai kepermukaan planet terjadi pada planet...
A. Bumi
B. Mars
C. Jupiter
D. Neptunus
E. Saturnus
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun C
Percepatan gravitasi dipermukaan planet bergantung pada massa dari planet itu sendiri dan tentutnya jari-jari planet. Karena Juviter merupakan planet terbesar maka akan memiliki massa yang paling besar dibandingkan planet lainnya dengan anggapan rapat massa batuan setiap planet sama. Sehingga benda yang dilemparkan vertikal ke bawah akan memiliki waktu tersingkat diplanet Juviter.
28: Tiga buah hambatan masing-masing R1 = 3 ohm, R2 = 4 ohm, dan R3 = 5 ohm disusun seperti pada gambar di bawah ini.
A. 10 Volt
B. 12 Volt
C. 16 Volt
D. 18 Volt
E. 24 Volt
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun D
Tinjau titik 0, gunakan hukum I Kirchhoff untuk menentukan arus pada hambatan R3:
$\begin{align*} i_{3}&=i_{1}-i_{2} \\i_{3}&=2A-2A=0\end{align*}$
Gunakan kembali Hukum II Kirchoff pada titik 0 dan 3 untuk menentukan tegangan dititik 3 \[ V_{0-3}=\Sigma \varepsilon +\Sigma (iR) \\V_{3}=V_{1}-i_{3}R \\V_{3}-V_{1}=18Volt\]
29: Perusahaan spring bed sedang memperomosikan kelebihan kasurnya karena per yang digunakan memiliki keunikan. Gambar di bawah menunjukkan keunikan per tersebut.
B. 8 N
C. 10 N
D. 12 N
E. 14 N
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun A
$\begin{align*} \Delta x&=4cm\\E&=0.48 Joule\\\Delta x_{3}&=2+\Delta x_{1}\end{align*}$
29: Perusahaan spring bed sedang memperomosikan kelebihan kasurnya karena per yang digunakan memiliki keunikan. Gambar di bawah menunjukkan keunikan per tersebut.
Jika kasur diduduki dan tertekan sebesar 4 cm, ternyata energi potensialnya 0.48 Joule. Dengan menganalisis kurva di atas , jika jarak posisi Δx3 dan Δx1 adalah 2 cm dan dianggap F3=18N, besar gaya F1 adalah
A. 6 NB. 8 N
C. 10 N
D. 12 N
E. 14 N
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun A
$\begin{align*} \Delta x&=4cm\\E&=0.48 Joule\\\Delta x_{3}&=2+\Delta x_{1}\end{align*}$
Konstanta pegas dapat dihitung dari energi pegas untuk pertambahan panjang 4 cm\begin{align*} E&=\frac{1}{2}k(\Delta x)^{2} \\\frac{48}{100}&=\frac{k}{2}\left ( \frac{4}{100} \right )^{2} \\k&=600 Nm^{-1}\end{align*} Dari grafik dapat diperoleh perbandingan bahwa \begin{align*} \frac{F_{3}}{\Delta x_{3}}&=k\\\frac{18}{\Delta x_{3}}&=600\\x_{3}&=3cm\end{align*} Sehingga nilai pertambahan panjang pegas satu adalah 1 cm. Jadi gaya F1 adalah \begin{align*} F_{1}&=k\Delta x_{1} \\F_{1}&=600.\left ( \frac{1}{100} \right )=6N\end{align*}
30: Pada sebuah sistem peblackaran darah hewan, jari-jari pembuluh nadinya adalah 1.2 cm. Darah mengalir dari pembuluh nadi dengan kelajuan 0.4 m/s menuju kesemua pembuluh kapiler yang ada dengan kelajuan rata-rata 0.5 mm/s dan jari-jari pembuluh kapiler 8/10000 cm. Jumlah pembuluh pipa kapiler adalah
A. 2.1 miliar
B. 1.8 miliar
C. 1.5 miliar
D. 1.2 miliar
E. 0.6 miliar
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Pada prinsipnya debit aliran darah pada nadi harus sama dengan debit pada pembuluh kapiler. Anggap bahwa ada n buah pembuluh kapiler. Nilai n dapat dihitung dengan: \begin{align*} Q_{n}&=Q_{k}\\A_{n}v_{n}&=(n)A_{k}v_{k}\\\pi R_{n}^{2}v_{n}&=(n)\pi R_{k}^{2}v_{k}\\n&=\left (\frac{R_{n}}{R_{k}} \right )^{2}.\frac{v_{n}}{v_{k}} \\n&=\left (\frac{1.2}{8.10^{-4}} \right )^{2}\frac{0.4}{0.5.10^{-3}} \\n&=1.8.10^{9}buah\end{align*}
30: Pada sebuah sistem peblackaran darah hewan, jari-jari pembuluh nadinya adalah 1.2 cm. Darah mengalir dari pembuluh nadi dengan kelajuan 0.4 m/s menuju kesemua pembuluh kapiler yang ada dengan kelajuan rata-rata 0.5 mm/s dan jari-jari pembuluh kapiler 8/10000 cm. Jumlah pembuluh pipa kapiler adalah
A. 2.1 miliar
B. 1.8 miliar
C. 1.5 miliar
D. 1.2 miliar
E. 0.6 miliar
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Pada prinsipnya debit aliran darah pada nadi harus sama dengan debit pada pembuluh kapiler. Anggap bahwa ada n buah pembuluh kapiler. Nilai n dapat dihitung dengan: \begin{align*} Q_{n}&=Q_{k}\\A_{n}v_{n}&=(n)A_{k}v_{k}\\\pi R_{n}^{2}v_{n}&=(n)\pi R_{k}^{2}v_{k}\\n&=\left (\frac{R_{n}}{R_{k}} \right )^{2}.\frac{v_{n}}{v_{k}} \\n&=\left (\frac{1.2}{8.10^{-4}} \right )^{2}\frac{0.4}{0.5.10^{-3}} \\n&=1.8.10^{9}buah\end{align*}
bersambung ke: Soal - Jawab Fisika SIMAK UI - Ternyata Budah saja bagian 2
