Pembahasan Fisika UN 2017 No. 36

Transformator

Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:

• energi potensial listrik, 
• gaya magnetik, 
• induksi elektromagnetik [transformator], 
• fisika inti [reaksi inti], 
• fisika inti [peluruhan].

Soal No. 36 tentang Energi Potensial Listrik

Pembahasan

Energi potensial listrik adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan di antara dua potensial listrik.

W = q ∙ ∆V

Sedangkan hubungan energi potensial listrik dengan gaya Coulomb dirumuskan:

W = F ∙ ∆r

Dari kedua rumus tersebut diperoleh hubungan:

Jadi, gaya yang dialami partikel tersebut adalah 2,25 × 10⁻³ N (C).

Soal No. 37 tentang Gaya Magnetik

Dua kawat sejajar searah dialiri arus listrik seperti pada gambar.

Letak kawat ketiga agar kawat tersebut tidak mengalami gaya magnetik adalah berjarak ….

A.   30 cm dari kawat ke II
B.   26 cm dari kawat ke I
C.   21 cm dari kawat ke II
D.   16 cm dari kawat ke I
E.   12 cm dari kawat ke II

Pembahasan

Dua kawat sejajar berarus listrik akan tarik-menarik bila dialiri arus yang searah. Perhatikan arah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat I dan kawat II berikut ini.

B₁ adalah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat I, arahnya menjauhi pembaca (⊗). Sedangkan B₂ adalah induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat II, arahnya mendekati pembaca (⊙).

Gaya magnetik pada kawat III akan nol apabila induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat I sama besar dengan induksi magnetik diakibatkan oleh kawat II.

Dengan demikian letak kawat III adalah:

dari kawat I  : x = 9
dari kawat II : 30 − x = 30 − 9 = 21

Jadi, agar kawat ketiga tidak mengalami gaya magnetik maka kawat tersebut harus diletakkan 21 cm dari kawat II (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya Magnetik.

Soal No. 38 tentang Induksi Elektromagnetik [transformator]

Pembahasan

Cara I

Efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya sekunder terhadap daya primer.

Daya primer dan sekunder transformator tersebut adalah:

P_p = V_p ∙ I_p
     = 240 × 2
     = 480

P_s = V_s ∙ I_s
     = 120 × 2
     = 240

Daya yang hilang (P_h) merupakan selisih antara daya primer dan sekunder.

P_h = P_p − P_s
     = 480 − 240
     = 240

Cara II

Jika η adalah efisiensi transformator maka daya yang hilang adalah:

P_h = (1 − η) P_p
     = (1 − 0,5) × 480
     = 0,5 × 480
     = 240

Jadi, besar daya yang hilang akibat panas dan faktor lainnya sebesar 240 watt (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Elektromagnetik.

Soal No. 39 tentang Fisika Inti [reaksi inti]

Pembahasan

Misal nomor atom dan nomor massa x berturut-turut adalah a dan b, persamaan reaksi inti di atas menjadi:

₄Be⁹ + _ax^b → ₆C¹² + n¹

Sehingga diperoleh:

4 + a = 6 + 0
      a = 6 − 4
         = 2

9 + b = 12 + 1
      b = 13 − 9
         = 4

Dengan demikian, partikel x adalah:

_ax^b = ₂He⁴ = ₂α⁴

Jadi, partikel x adalah sinar α (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.

Soal No. 40 tentang Fisika Inti [peluruhan]

Peluruhan massa zat radioaktif X memenuhi grafik di bawah.

Berdasarkan grafik, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah … (ln 2 = 0,693).

A.   0,344
B.   0,231
C.   0,116
D.   0,693
E.   0,062

Pembahasan

Pada grafik di atas, massa awal zat radioaktif adalah 120 gram. Setelah 3 sekon massa zat menjadi 60 gram (menjadi separuhnya). Artinya, waktu paruh zat radioaktif tersebut adalah 3 sekon.

t_1/2 = 3 s

Sementara itu, waktu paruh dirumuskan sebagai:

Dengan λ konstanta peluruhan, sehingga:

Jadi, konstanta peluruhan (λ) zat radioaktif adalah 0,231 (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Fisika Inti.

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2017 selengkapnya.

Simak juga:
Pembahasan Fisika UN 2014
Pembahasan Fisika UN 2015
Pembahasan Fisika UN 2016
Pembahasan Fisika UN 2018
Pembahasan Fisika UN 2019

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Terimakasih