Pembahasan Soal KSM Fisika MA Tk. Kota/Kabupaten Tahun 2019 Nomor 1 - 5

Soal Nomor 1

Terdapat lima buah kabel pararel yang terpisah satu sama lainnya dengan jarak yang sama antar kabel yaitu d = 8 cm, 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)j
(B) Kabel 2 = (1,88 × 10^-4N)j
(C) Kabel 4 = (2,35 × 10^-4N)j
(D) Kabel 5 = (-3,43 × 10^-4N)j

Penyelsaian:

Nilai yang mendekati jawaban adalah 4,69 (A) dan 1,88 (B) ,
Kunci Jawaban dari Panitia adalah (B)

Soal Nomor 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^-19 C. Berapakah massa dari ion tunggal?

(A) 1,4×10^−25 kg

(B) 2,6×10^−25 kg

(D) 4,1×10^−25 kg

Penyelsaian:

Soal Nomor 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 ion negatif maupun positif yang diproduksi dari 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

(D) 6,42 cm/s

Penyelsaian:

Nilai yang mendekati jawaban adalah 2,00 cm/s (A) ,

Kunci Jawaban dari Panitia adalah (A)

Soal Nomor 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 𝑚^2 dan tingginya ℎ = 4,2 𝑚. Apabila 𝑃𝑟 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%

(D) 90%

Penyelsaian:

Soal Nomor 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 15 oC. 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 oC dan volumenya telah menjadi 3,5 liter. Jika diasumsikan sebagai gas ideal dengan suhu gas sama dengan suhu udara Makah, berapakah tekanannya sekarang?