Soal 8
Sebuah mesin Carnot bekerja antara reservoir suhu tinggi Th=800 K, KTh=800K dan reservoir suhu rendah Tc=480 K. Berapakah efisiensi maksimum mesin Carnot tersebut?
A. 20%
B. 30%
C. 40%
D. 50%
E. 60%
Jawaban: C
Pembahasan:
Efisiensi mesin Carnot dirumuskan:
Soal 9
Seorang peneliti ingin meningkatkan efisiensi mesin Carnot dari soal sebelumnya. Manakah upaya yang benar agar efisiensi mesin Carnot meningkat?
A. Menurunkan suhu reservoir tinggi
B. Menaikkan suhu reservoir rendah
C. Menurunkan suhu reservoir rendah
D. Menyamakan suhu reservoir tinggi dan rendah
E. Memperbesar volume gas dalam mesin
Jawaban: C
Pembahasan:
Efisiensi mesin Carnot bergantung pada rasio suhu:
Soal 10
Sebuah mesin fotokopi menggunakan beda potensial V=200 V antara dua pelat sejajar yang dipisahkan jarak d=2 mm. Berapakah besar kuat medan listrik E di antara kedua pelat tersebut?
A. 1×10⁵ N/C
B. 2×10⁵ N/C
C. 5×10⁵ N/C
D. 1×10⁶ N/C
E. 2×10⁶ N/C
Jawaban: B
Pembahasan:
Kuat medan listrik antara dua pelat sejajar:
Soal 11Sebuah partikel toner bermuatan q=1×10⁻⁷ C ditempatkan di antara pelat sejajar dengan kuat medan listrik. Berapakah gaya listrik F yang dialami partikel tersebut?
A. 1×10⁻² N
B. 5×10⁻³ N
C. 2×10⁻³ N
D. 1×10⁻³ N
E. 2×10⁻² N
Jawaban: A
Pembahasan:
Gaya listrik:
Soal 12
Seorang siswa SMA mengukur diameter sebuah kelereng menggunakan jangka sorong. Hasil pengukuran pada skala utama menunjukkan 2,40 cm dan skala nonius menunjukkan garis ke-6 sejajar dengan garis skala utama. Jika ketelitian jangka sorong adalah 0,01 cm, maka diameter kelereng tersebut adalah …
A. 2,44 cm
B. 2,46 cm
C. 2,60 cm
D. 2,66 cm
E. 2,80 cm
Jawaban: B
Pembahasan:
Rumus hasil pengukuran jangka sorong:
Soal 13
Sebuah bola kecil diukur diameternya dengan menggunakan mikrometer sekrup. Skala utama menunjukkan 5 mm, sedangkan skala putar menunjukkan angka 32. Jika ketelitian mikrometer sekrup adalah 0,01 mm, berapakah diameter bola tersebut adalah …
A. 5,03 mm
B. 5,32 mm
C. 5,50 mm
D. 8,20 mm
E. 5,03 cm
Jawaban: B
Pembahasan:
Rumus hasil mikrometer sekrup:
Soal 14
Perhatikan ilustrasi berikut!
Seorang penjaga gawang menangkap bola yang bergerak sangat cepat dengan cara menarik tangannya sedikit ke belakang saat menangkap bola. Apa tujuan dari gerakan tersebut?
A. Agar bola yang ditangkap tidak berubah kecepatannya
B. Agar gaya yang diterima tangan berkurang dengan memperbesar waktu kontak
C. Agar momentum bola bertambah besar ketika ditangkap
D. Agar bola lebih cepat berhenti dengan gaya yang besar
E. Agar energi kinetik bola berubah menjadi energi potensial
Jawaban: B
Pembahasan:
Ketika bola cepat ditangkap, momentum bola harus berubah menjadi nol. Berdasarkan hukum impuls-momentum:
Soal 15
Suatu percobaan dilakukan dengan sebuah bola logam dan cincin logam. Pada suhu ruang, bola dapat melewati cincin. Ketika bola dipanaskan, bola memuai dan tidak dapat melewati cincin.
Jika cincin yang dipanaskan tanpa memanaskan bola, apa yang terjadi pada ukuran lubang cincin?
A. Ukuran lubang cincin mengecil sehingga bola sulit melewati cincin
B. Ukuran lubang cincin membesar sehingga bola lebih mudah melewati cincin
C. Ukuran lubang cincin tetap, tidak mengalami perubahan
D. Ukuran lubang cincin mengecil, lalu membesar kembali
E. Ukuran lubang cincin hilang karena logam meleleh
Jawaban: B
Pembahasan:
Ketika logam dipanaskan, semua dimensinya mengalami pemuaian. Tidak hanya diameter luar cincin yang bertambah, tetapi juga lubang (diameter dalam cincin) ikut membesar.
Akibatnya, lubang cincin menjadi lebih besar daripada sebelumnya, sehingga bola yang awalnya tidak bisa lewat akan lebih mudah melewati cincin jika cincin dipanaskan.