Besar Energi Kapasitor Total Pada Rangkaian Adalah

Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA. Postingan kali ini adalah lanjutan dari pembahasan soal Fisika Ujian Nasional yang sebelumnya pernah admin E-Sbmpt bagikan kepada adik-adik beberapa waktu yang lalu. Silahkan dipelajari lagi dan semoga bermanfaat.

Soal No. 21



Sebuah mobil sedan bergerak dengan kelajuan 90 km.jam^–1
dan mobil ambulans bergerak dengan kelajuan 72 km.jam^–1
saling mendekati. Mobil ambulans membunyikan sirine dengan frekuensi 660 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 350 m.s^–1, maka frekuensi sirine yang didengar oleh sopir mobil sedan adalah…
A. 800 Hz
B. 750 Hz
C. 700 Hz
D. 640 Hz
E. 540 Hz

Pembahasan



Efek doppler
f_s
= 660 Hz

v_s
= 72 km/jam = 20 m/s mendekat
v_p
= 90 km/jam = 25 m/s mendekat
v = 350 m/s

Soal No. 22



Berkas cahaya dengan panjang gelombang 5.000 Å dijatuhkan pada dua celah dengan d = 2 × 10^–2
mm pola interferensi yang ditangkap pada layar 1 m dari celah. Jarak antara 2 garis terang yang berdekatan adalah…(1 Å = 10^–10
m)
A. 1,0 cm
B. 2,5 cm
C. 5,0 cm
D. 10 cm
E. 20 cm

Pembahasan



Δy = λ L / d
= (5 ⋅ 1) / 2
= 2,5

Soal No. 23



Gambar melukiskan pembentukan bayangan pada teropong bintang seperti diagram di bawah ini:

Perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah….
A. 14 kali
B. 28 kali
C. 65 kali
D. 75 kali
E. 350 kali

Pembahasan



M = fob / fok
= 70 / 5 = 14 kali

Soal No. 24



Kegunaan sinar inframerah adalah untuk…
A. memasak makanan
B. pemancar radio FM
C. remote control
D. foto tempat-tempat yang mengalami polusi
E. menghitung luas hutan dengan bantuan foto

Pembahasan



Inframerah banyak digunakan pada remote control

Soal No. 25



Seutas tali digetarkan pada salah satu ujungnya sehingga menghasilkan gelombang seperti gambar.

Jika ujung tali digetarkan selama 0,5 s maka panjang gelombang dan cepat rambat gelombang berturut-turut adalah….
A. 25 cm dan 100 cm/s
B. 25 cm dan 50 cm/s
C. 50 cm dan 25 cm/s
D. 50 cm dan 100 cm/s
E. 125 cm dan 25 cm/s

Pembahasan



Dua gelombang = 50 cm
Panjang gelombang = 50 cm / 2 = 25 cm

Cepat rambat:
50 cm / 0,5 s = 100 cm/s

Soal No. 26



Dari gambar rangkaian di samping besar kuat arus rangkaian adalah…..

A. 3 A
B. 4 A
C. 6 A
D. 8 A
E. 12 A

Pembahasan



Total sumber tegangannya 12 volt + 12 volt = 24 volt.

Total hambatannya 2 Ω + 3 Ω + Ω = 8 Ω

Jadi kuat arus rangkaiannya 24 volt : 8 Ω = 3 A

Soal No. 27



Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di bawah ini!

Besar energi kapasitor total pada rangkaian adalah…
A. 0,5 J
B. 1,0 J
C. 2,0 J
D. 2,5 J
E. 4,0 J

Pembahasan



Satukan dulu dua buah kapasitor 1 F yang diparalel, penggantinya adalah 1 F + 1 F = 2 F. Sekarang rangkaiannya jadi 4 buah kapasitor masing-masing 2 F yang disusun seri. Totalnya:
C_tot
=
^C
/
_n

= 2 / 4 = 1/2 F

Dengan sumber tegangan V = 4 volt, maka energi rangkaiannya adalah:
W =
¹/₂
C_tot
V²

=
¹/₂
⋅
¹/₂
⋅ 4²

=
¹⁶/₄

= 4 joule

Soal No. 28



Gambar garis gaya manakah yang benar jika dua muatan didekatkan?

Pembahasan



Untuk muatan positif (+), arah panahnya keluar.
Untuk muatan negatif (−), arah panahnya masuk.

Yang benar seperti itu adalah jawaban C.

Soal No. 29



Gambar melukiskan bolaA dan B bermuatan listrik statik dengan k = 9 × 10⁹
N.m².C^–2!

Kuat medan listrik di titik P adalah….
A. 4,5 ⋅ 10⁶
NC^–1

B. 2,5 ⋅ 10⁶
NC^–1

C. 1,5 ⋅ 10⁶
NC^–1

D. 1,0 ⋅ 10⁶
NC^–1

E. 0,5 ⋅ 10⁶
NC^–1

Pembahasan



Kuat medan listrik di titik P berasal dari muatan A sekaligus B.

Yang berasal dari A, arahnya ke kanan. Yang berasal dari B, arahnya ke kiri. Kemudian dicari resultannya:

Pembahasan



Untuk muatan positif (+), arah panahnya keluar.
Untuk muatan negatif (−), arah panahnya masuk.

Yang benar seperti itu adalah jawaban C.

Soal No. 30



Muatan A dan B terpisah satu sama lain seperti pada gambar (k = 9 × 10⁹
N.m².C^–2
dan 1 μC = 10^–6
C).

Muatan q_B
= 2 μC mengalami gaya Coulomb F = 400 N. Kemudian q_B
dipindahkan ke titik P, besar gaya Coulomb menjadi….
A. 66,7 N
B. 90,0 N
C. 225 N
D. 3.600 N
E. 6.400 N

Pembahasan



Variasi jarak pada gaya Coulomb antara dua muatan listrik.

Data:
r₁
= 3 m
r₂
= 3 m + 1 m = 4 m
Tidak ada perubahan besarnya muatan keduanya, jadi boleh seperti berikut: