Pembahasan soal KSM FISIKA 2019 (Soal, jawaban dan pembahasan) – part 1

Soal dan jawaban KSM 2019 mapel Fisika terintegrasi (no. 1 – 10)
Kompetisi sain madrasah 2019 tingkat kota dan kabupaten sudah berlangsung serentak pada 21 juli 2019, Berikut soal pilihan ganda dan pembahasan KSM fisika 2019

Soal KSM 2019 No. 1 tentang gaya magnetik atau gaya lorentz.

1.Terdapat lima buah kabel pararel yang terpisah satu sama lainnya dengan jarak yang sama antar kabel yaitu d = 8cm,mempunyai panjang kabel 10 m, dan membawa arus yang besarnya sama, 300 A keluar bidang atau sisi depan permukaan. Setiap kabel saling terpengaruh dari gaya magnetik yang diberikan oleh kabel yang lain. Menggunakan notasi vektor satuan, pernyataan berikut ini yang benar terkait total gaya magnetik pada setiap kabel adalah….

(A)  Kabel 1= (4,69× 10⁻⁴N) ĵ
(B)   Kabel 2= (1,88× 10⁻⁴N)ĵ
(C)   Kabel 4= (2,35×10⁻⁴N)ĵ
(D)  Kabel 5= (-3,43×10⁻⁴ N)ĵ

Kunci Jawaban: B

a1 = d arah y positif ( j )

a2 = 0

a3 = d arah y negatif ( – j )

a4 = 2d arah y positif ( j )

a5 = 3d arah y positif ( j )

2. Gambar berikut menunjukkan skema alat spektrometer massa yang dapat digunakan untuk mengukur massa dari sebuah ion.

Sebuah ion dengan muatan q yang akan diukur massanya berasal dari sumber S. Ion dari keadaan diam, dipercepat dengan medan listrik yang dihasilkan dari suatu beda potensial V. Ion memasuki tabung yang mempunyai medan magnetik seragam B yang berarah keluar bidang tegak lurus terhadap lintasan
ion. Ion bergerak separuh lingkaran dan menumbuk detektor lebar berbentuk garis yang terdapat pada bagian dasar tabung pada titik yang berjarak x = 1,6 m. Jika B = 80 mT, V =
1000 V dan muatan ion q = +1,6 X 10^-19C. Berapakah massa dari ion tunggal?

3. Allah berfirman dalam Al Quran surat Saba’ ayat 2 yang artinya “Dia mengetahui apa yang masuk ke dalam bumi dan apa yang ke luar darinya, apa yang turun dari langit dan apa yang naik kepada-Nya. Dan Dia Maha Penyayang lagi Maha Pengampun”. Ayat tersebut menggambarkan tentang fenomena yang terjadi setiap saat pada bumi kita,adanya “apa (sesuatu)” yang naik atau turun ke bumi kita. Atmosfer bumi bagian bawah berisikan ionnegatifmaupunpositifyangdiproduksidari elemen-elemen radioaktif di tanah dan sinar kosmik dari angkasa. Pada suatu daerah yang tercatat mempunyai kuat medan listrik 320 V/m dengan arah medannya turun ke bawah menghasilkan ion tunggal bermuatan positif dengan densitas 690 cm^-3 menuju permukaan bumi dan ion tunggal bermuatan negatif melayang menuju ke atas meninggalkan permukaan bumi dengan densitas 560 cm^-3. Apabila konduktivitas udara di tempat itu adalah  2,80 10-14 Ωm^-1, berapakah kecepatan ion saat melayang, dengan asumsi kecepatan ion positif dan negatif sama.…

(A) 2,00 cm/s
(B) 3,20 cm/s
(C) 5,35 cm/s
(D) 6,42 cm/s

jawaban: A

4. Wukuf di padang Arafah adalah salah satu rukun haji. Pada malam hari, suhu udara di padang Arafah bisa sangat dingin, dan tenda tenda jamaah haji didirikan dengan jarak yang sangat berdekatan. Asumsikan bahwa tenda berbentuk silinder bundar dengan luas permukaan atas a = 1,4 m² dan tingginya ℎ = 4,2 m. Apabila NPr adalah rata-rata energi yang dilepaskan masing-masing tenda ke lingkungannya melalui sisi atas dan samping tenda, kemudian Npr adalah rata-rata dari N yang identik. Jika tenda-tenda saling menempel rapat dan gabungan tenda tersebut
juga membentuk silinder besar dengan permukaan atasnya Na dan tinggi h, rata-rata radiasi silinder besar adalah Ph. Jika N = 1000,
berapa persentase total energi yang bisa disimpan atau tidak terlepas dari tenda-tenda yang rapat tersebut?
(A) 60%
(B) 70%
(C) 80%
(D) 90%
Pembahasan :

5. Sebuah Tim Gerak Cepat Kesehatan Haji Indonesia membawa sebuah tabung Oksigen berbentuk silinder dengan ukuran 6,7 liter dan bertekanan 250 bar sejak pukul 05.00 dini hari saat suhu udara masih pada 15oC. Mereka bertugas di sekitar Ka’bah untuk menolong jamaah haji yang sakit saat menunaikan tawaf.  Setelah Dzuhur pada pukul 14.00, suhu udara di Makah menjadi 38°C dan volumenya telah menjadi 3,5 liter. Jika diasumsikan sebagai gas ideal dengan suhu gas sama dengan suhu udara Makah, berapakah tekanannya sekarang?

(A) 510 atm
(B) 758 atm
(C) 996 atm
(D) 1212 atm
jawab: A

(A) 10%
(B) 15%
(C) 20%
(D) 25%

jawab:
Pembahasan Soal ksm fisika 2019 MA / SMA bab efisiensi energi

7. Sebuah kubah masjid berbentuk busur cincin setengah lingkaran (Gambar a) berjari-jari R, dengan muatan +Q yang terdistribusi merata menghasilkan medan listrik Ec pada titik P. Apabila kubah tersebut runtuh sehingga menjadi sebuah titik dengan jarak R dari P (Gambar b), berapakah besar faktor pengali dari medan listrik pada titik P?

(A) 1,04
(B) 1,35
(C) 1,57
(D) 1,70

Rumus medan listrik muatan titik:
Jadi koefisien pengalinya adalah:
1 : 0,6369 = 1,57

9. Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah kabel yang berbentuk lingkaran dengan arus di dalamnya i = 4,6 mA, berjari-jari a = 1,8 cm dan 

tegak lurus terhadap arah radial simetrik yang menyimpangkan medan magnetik. Medan magnetik sebesar B = 3,4 mT terdapat 

pada seluruh tempat disekitar kabel berbentuk lingkaran tersebut berarah θ = 20° terhadap normal bidang kabel. Berapakah besar gaya dari medan yang ada pada lingkaran?

10. Sebuah gas ideal (1 mol) pada mesin yang beroperasi seperti pada siklus di bawah ini, Proses BC dan DA adiabatik, maka pernyataan yang benar adalah ….

(A) Gas yang terdapat pada mesin tersebut termasuk jenis gas diatomik
(B) Efisiensi mesinnya adalah 75%
(C) Kalor yang diserap pada proses

jawaban: B

Kunci jawaban : 
1. B 2. C  3. A  4. D  5.  A    6.  C   7. C   8. B   9. A   10. B