PEMBAHASAN CONTOH SOAL PERSIAPAN UJIAN

1.   Contoh soal pemanfaatan Bunyi :

      Jika dari permukaan laut suatu sinyal ultrasonik dikirim ke dasar laut dengan kecepatan 1800 m/s dan pantulannya diterima kembali 12 sekon kemudian. Hitunglah kedalaman laut di tempat tersebut ! 

      Penyelesaian :

      Diketahui :

      kecepatan bunyi = v = 1800 m/s

      waktu perambatan = t = 12 sekon

      Ditanyakan : 

      kedalaman laut = d = .....

      Jawab :

   karena ditanyakan kedalaman maka perhatikan bahwa waktu yang diketahui digunakan untuk merambat masuk sampai ke dasar laut dan untuk merambat kembali ke permukaan laut. di idealkan kecepatan perambatan tidak berkurang. dengan demikian kedalaman laut sama dengan setengah (separo) jarak total yang ditempuh bunyi.

      d = s/2

      d = (vxt)/2

      d = (1800 m/s x 12 s)/2

      d = 1800 m x 6

      d = 10800 m

     Jadi kedalaman laut di tempat tersebut 10.800 m atau 10,8 km

2.     Contoh soal penggunaan lensa sebagai alat optik (kacamata)

      Seorang penderita rabun dekat (hipermetropy) ingin memakai kacamata supaya dapat membaca normal pada jarak normal (25 cm). Jika titik dekat mata tanpa kacamata yang dilihat jelas adalah 50 cm, berapa kekuatan lensa kaca mata yang harus dipakai !

Penyelesaian :

Diketahui :

      jarak benda = So = 25 cm = 0,25 m

      jarak bayangan = Si = - 50 cm = - 0,5 m (negatif karena bayangan yang dibentuk kacamata bersifat maya)

Ditanyakan :

      kekuatan lensa = K = ...?

Jawab :

kekuatan lensa sama saja dengan kebalikan nilai jarak fokus dalam satuan meter

K = 1/F

dengan demikian dapat digunakan persamaan :

1/F = 1/So + 1/Si

K = 1/(0,25) + 1/ (-0,5)

K = 4 - 2

K = 2

Jadi kekuatan lensa kacamata yang digunakan adalah +2 dioptri

3.    Contoh soal Energi dan Daya Listrik 

    Sebuah lampu pijar 220 V mempunyai hambatan 110 Ω. Apabila digunakan selama 15 menit hitunglah besarnya daya dan energi listrik yang diperlukan !

Penyelesaian :

Diketahui :

tegangan terpasang = V = 220 V

hambatan lampu = R = 110 Ohm

Waktu penggunaan = t = 15 menit = 15 x 60 detik = 900 detik

Ditanyakan :

energi listrik yang digunakan = W = ...?

daya listrik yang diserap = P = ....? 

Jawab :

W = V.I.t

W = V. (V/R).t

W = 220 V (220 V/110 Ohm) 900 s

W = (440 x 900) Joule

W = 396000 J

Jadi energi yang digunakan lampu selama 15 menit adalah 396000 J atau 396 kJ

P = W/t

P = 396000 J/900 s

P = 440 J/s

P = 440 Watt

Jadi daya lampu yang diserap selama 15 menit adalah 440 Watt atau 0,440 kW

4.  Contoh soal Induksi Eletromagnetik pada Transformator

    Sebuah transformator mempunyai lilitan primer 40 dan lilitan sekunder 160 digunakan untuk mengubah tegangan listrik AC 120 V. Hitunglah tegangan keluaran pada kumparan sekunder!

Penyelesaian :

Diketahui :
jumlah lilitan primer = Np = 40 
jumlah lilitan sekunder = Ns = 160
tegangan input = tegangan primer = tegangan yang diubah = Vp = 120 V

Ditanyakan :
tegangan keluaran = tegangan sekunder = tegangan hasil = Vs = ....?

Jawab :

     untuk menjawab soal tranfsformator perlu dipahami bahwa nilai perbandingan antara jumlah lilitan sebanding dengan nilai perbandingan tegangannya. 

Np : Ns = Vp : Vs
40 : 160 = 120 : Vs
1 : 4 = 120 : Vs
Vs = 120 x 4
Vs = 480
Jadi tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder adalah 480 V

5.  Contoh soal Kalor

     Sebongkah es bermassa 2 kg dipanaskan dari suhu -5 C sampai menjadi air seluruhnya pada suhu 20 C. Jika kalor jenis es 2.100 J/kg^oC dan kalor lebur es 2.270 kJ/ kg. Hitunglah jumlah kalor yang diperlukan untuk proses tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :
massa es = massa air = m = 2 kg
suhu awal es = Ta = - 5 C
suhu akhir air = Td = 20 C
kalor jenis es = C (es) = 2100 J/kg C
kalor jenis air = C (air) = 4200 J/kg C (diharapkan untuk diketahui tanpa harus dicantumkan di dalam soal)
kalor lebur es = L (es) = 2270 kJ/C = 2270000 J/C

Ditanyakan :
kalor yang diperlukan selama pemanasan = Q = ...?

Jawab :

      proses yang berlangsung dalam pemanasan ini kalau dicermati terdapat 3 proses, yakni 1) pemanasan es dari suhu -5C sampai titik leburnya 0C (A-B), 2) peleburan es menjadi air (B-C), 3) pemanasan air dari suhu 0C sampai suhu 20C. (C-D). Jika digambarkan dalam bentuk grafik sebagai berikut :

     Perhatikan untuk garis grafik miring (AB & CD) terjadi perubahan suhu, maka 
   Q = m x c x dT, sedangkan garis grafik lurus mendatar (BC) tidak terjadi perubahan suhu tetapi terjadi perubahan wujud, maka Q = m x L

Q(AB) = m x C(es) x dT(AB)

Q(AB) = 2 kg x 2100 J/kgC x (0 - (-5))

Q(AB) = (2 x 2100 x 5) J

Q(AB) = 21000 J

Q(BC) = m x L(es)

Q(BC) = (2kg x 22700000) J

Q(BC) = 45400000 J

Q(CD) = m x c x dT(CD)

Q(CD) = 2kg x 4200 J/kgC x (20 - 0)

Q(CD) = (2 x 4200 x 20) J

Q(CD) = 168000 J

Q = Q (AB) + Q (BC) + Q (CD)

Q = 21 000 J + 45 400 000 J + 168 000 J

Q = 45 589 000 J

Jadi kaor yang diperlukan selama pemanasan adalah 45 589 000 J atau 45 589 kJ


Catatan : pada soal kalor seringkali ditanyakan hanya untuk 1 proses (AB, BC, CD) saja, atau 2 proses (A - C atau B - D)

________________________________________________________________________

Oke, pembahasan sudah saya berikan. Semoga bermanfaat.....

Selamat belajar......