TUGAS MANDIRI
FISIKA MODERN
(PIPA3341)
PETUNJUK: UNTUK SOAL NOMOR 1
SAMPAI DENGAN 67 PILIHLAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT!
1. Hukum pengungkit pertama kali dirumuskan oleh
....
A. Aristotle
B. Archimedes
C. Phytagoras
D. Ptolemy
2. Menurut hukum ketiga Kepler pangkat dua
periode revolusi planet dengan jarak rata-rata planet terhadap matahari adalah
....
A. sebanding dengan pangkat dua
B. sebanding dengan pangkat tiga
C. berbanding terbalik denagn pangkat dua
D. berbanding terbalik dengan pangkat tiga
3. Menurut Galileo jarak yang ditempuh oleh
benda yang bergerak pada bidang miring akan berubah. Jika selang waktunya dua
kali selang waktu mula-mula, maka jarak yang ditempuh menjadi ....
A. seperempat kali jarak mula-mula
B. setengah kali jarak mula-mula
C. dua kali jarak mula-mula
D. empat kali jarak mula-mula
4. Jika jarak antara dua benda dibuat sepertiga
kali jarak mula-mula, gaya gravitasi antara dua benda itu menjadi ....
A. sembilan kali gaya gravitasi mula-mula
B. tiga kali gaya gravitasi mula-mula
C. sepertiga kali gaya gravitasi mula-mula
D. sepersembilan kali gaya gravitasi mula-mula
5. Jika perbandingan luas penampang bejana besar
dan bejana kecil dalam kempa hidrolik adalah 10 : 1, maka gaya angkat pada
bejana besar ... kali gaya yang diberikan pada bejana kecil.
A. 100
B. 10
C. 0,1
D. 0,01
6. Suatu fluida dengan massa jenis 800 kg/m3
mengalir melalui pipa horisontal yang mempunyai bagian menyempit. Jika
kecepatan fluida bagian yang menyempit sama dengan 5 m/s dan kecepatan fluida
bagian yang lebar sama dengan 3 m/s, maka perbedaan tekanan antara bagian lebar
dan bagian yang menyempit sama dengan ....
A. 12800 N/m2
B. 6400
N/m2
C. 1600
N/m2
D. 800
N/m2
7. Seberkas sinar datang dari udara ke permukaan
air dengan sudut datang 30°.
Jika indeks bias relatif air terhadap udara adalah 4/3, maka sudut bias sinar
dalam air adalah ....
A. 48,6°
B. 36,9°
C. 22,0°
D. 20,6°
8. Ilmuwan yang pertama kali menyatakan bahwa panas merupakan fluida yang dapat
menembus semua bahan dan menaikkan temperaturnya adalah ....
A. Galileo
B. Robert Boyle
C. James Black
D. Lord Kelvin
9. Ilmuwan yang pertama kali menemukan hubungan
antara gejala listrik dan gejala magnet secara eksperimen adalah ....
A. Hans Christian Oersted
B. Alexandro Volta
C. Benyamin Franklin
D. George Simon Ohm
10. Menurut hukum Charles, tekanan gas dalam
ruangan tertutup akan berubah jika temperatur mutlak gas diubah. Apabila
temperatur mutlak gas dibuat menjadi dua kali temperatur mula-mula maka
tekanannya menjadi ....
A. seperempatnya
B. setengahnya
C. dua kalinya
D. empat kalinya
11. Jika temperatur mutlak suatu benda hitam dinaikkan menjadi tiga
kali temperatur mula-mula, maka daya yang dipancarkan tiap satuan luas menjadi
....
A. tiga kalinya
B. sembilan kalinya
C. dua puluh tujuh kalinya
D. delapan puluh satu kalinya
12. Menurut hukum Boyle hubungan antara tekanan P dan volume V untuk
gas dalam ruangan tertutup ditunjukkan pada grafik ....

13. Dalam suatu mesin Carnot temperatur bejana pendidih dan bejana
pendingin secara berturut-turut adalah 98 °C
dan 4 °C. Efisiensi
mesin Carnot tersebut adalah ....
A. 4%
B. 25%
C. 94%
D. 96%
14. Sebuah kereta api bergerak ke selatan dengan laju 40 m/s (relatif
terhadap tanah) pada waktu hujan tertiup oleh angin ke selatan. Lintasan
titik-titik air itu membentuk sudut 30°
terhadap garis vertikal menurut pengamat yang diam terhadap tanah. Tetapi,
menurut pengamat yang duduk dalam kereta, lintasan titik-titik air tersebut
berupa garis vertikal pada kaca jendela kereta. Laju titik-titik air itu
terhadap tanah kira-kira ....
A. 80 m/s
B. 46 m/s
C. 35 m/s
D. 20 m/s
15. Seseorang berjalan ke arah atas pada eskalator yang diam dan
memerlukan waktu 90 sekon untuk mencapai lantai atas. Jika orang tersebut
berdiri di atas eskalator yang sama dan eskalator itu sedang bergerak, ia
mencapai lantai atas dalam waktu 60 sekon. Jika orang tersebut berjalan ke arah
atas pada eskalator yang sedang berjalan tersebut, maka waktu yang diperlukan
kira-kira ....
A. 150 sekon
B. 36 sekon
C. 30 sekon
D. 1,5 sekon
16. Dalam mengembangkan teori-teori fisika, ilmuwan seringkali
melakukan ‘gendanken experiment’ atau
‘thought experimen’ yaitu eksperimen
yang ....
A. dilakukan di laboratorium
B. dibayangkan secara khayal
C. dilakukan di lingkungan sekitarnya
D. dilakukan di alam terbuka
17. Masalah paradoks anak kembar dapat dijelaskan dengan
mempertimbangkan faktor ....
A. asimetri
B. kontraksi panjang
C. dilasi waktu
D. laju cahaya
18. Menurut efek Doppler gelombang cahaya, frekuensi cahaya bintang
yang diterima oleh pengamat di bumi akan bergeser jika bintang itu bergerak
menjauhi bumi. Pergeseran tersebut menuju ke arah ....
A. merah
B. ungu
C. panjang gelombang pendek
D. frekuensi gelombang yang tinggi
19. Menurut efek Doppler gelombang cahaya, ‘pergeseran merah’ spektrum
benda langit menunjukkan bahwa benda langit itu bergerak ....
A. menjauhi bumi
B. mendekati bumi
C. mengelilingi bumi
D. dalam arah tegak lurus permukaan bumi
20. Sebuah partikel sinar kosmis mendekati bumi sepanjang sumbunya
menuju kutub utara dengan kecepatan 0,80c. Sebuah partikel sinar kosmis lain
bergerak sepanjang sumbunya menuju kutub selatan dengan kecepatan 0,60c.
Besarnya kecepatan relatif partikel satu terhadap partikel lainnya adalah ....
A. 1,40c
B. 0,95c
C. 0,20c
D. 0,14c
21. Sebuah partikel tak-stabil yang berenergi tinggi memasuki detektor
dan meninggalkan jejak sepanjang 1,05 mm sebelum meluruh. Jika laju relatif
partikel terhadap detektor adalah 0,992c, umur partikel sebenarnya kira-kira ....
A. 2,79 x 10-11 sekon
B. 3,53 x 10-12 sekon
C. 3,50 x 10-12 sekon
D. 4,45 x 10-13 sekon
22. Massa relativistik suatu benda yang sedang bergerak ....
A. lebih besar daripada massa diamnya
B. lebih kecil daripada massa diamnya
C. sebanding dengan akar massa diamnya
D. sebanding dengan kuadrat massa diamnya
23. Dalam relativitas khusus, energi total partikel yang bergerak
sebanding dengan ....
A. massa relativistiknya
B. laju cahaya
C. kecepatannya
D. kuadrat kecepatannya
24. Dalam dinamika relativistik, hubungan antara energi total E,
energi diam Eo, dan momentum partikel p dapat dituliskan sebagai ....
( c adalah laju cahaya)
A. E = pc + Eo
B. E2 = p2c2 + Eo2
C. E = p2c2 + Eo2
D. E2 =pc + Eo
25. Dalam dinamika relativistik hubungan antara energi total E, energi
diam Eo dan energi kinetik K suatu benda yang bergerak dinyatakan
sebagai ....
A. E2 = Eo2 + K2
B. E2 = Eo2 - K2
C. E = Eo - K
D. E = Eo + K
26. Berdasarkan kesetaraan massa dan energi, besarnya faktor konversi
antara satuan massa dan energi kira-kira ....
A. 3,0 x 108 J/kg
B. 9,0 x 1016
J/kg
C. 1,6 x 10-19
J/kg
D. 9,1 x 10-91
J/kg
27. Sebuah proton mempunyai energi diam 938 MeV. Jika proton itu
bergerak dengan laju 0,8c, maka energi kinetiknya sama dengan ....
A. 1563 MeV
B. 1173 MeV
C. 750 MeV
D. 625 MeV
28. Jika energi diam neutron sama dengan 940 MeV, maka neutron yang
sedang bergerak dengan energi kinetik 260 MeV memiliki momentum kira-kira ....
A. 1200 MeV/c
B. 903 MeV/c
C. 746 MeV/c
D. 680 MeV/c
29. Rumusan Rayleigh-Jeans tentang radiasi termal bersesuaian dengan
hasil-hasil eksperimen untuk ....
A. frekuensi rendah
B. frekuensi tinggi
C. panjang gelombang menengah
D. panjang gelombang pendek
30. Menurut Stefan, energi yang dipancarkan oleh permukaan benda hitam
sempurna sebanding dengan ....
A. temperatur mutlaknya
B. kuadrat temperatur mutlaknya
C. pangkat tiga temperatur mutlaknya
D. pangkat empat temperatur mutlaknya
31. Panjang gelombang maksimum radiasi spektral benda hitam berbanding
terbalik dengan ....
A. temperatur mutlaknya
B. kuadrat temperatur mutlaknya
C. pangkat tiga temperatur mutlaknya
D. pangkat empat temperatur mutlaknya
32. Dinding-dinding suatu radiator berongga dipertahankan pada
temperatur 2000 K. Menurut rumus Plank rapat energi spektral
dalam rongga itu untuk
frekuensi 1,5 x 1014
Hz adalah ....

A. 5,8 x 10-17 J/m3 Hz
B. 1,2 x 10-4 J/m3 Hz
C. 4,4 x 10-3 J/m3 Hz
D. 3,6 J/m3 Hz
33. Suatu benda hitam sempurna mempunyai radiasi spektral maksimum
pada panjang gelombang 25 mm.
Jika konstanta Wien sama dengan 2898 mm
K, temperatur mutlak benda hitam itu kira-kira ....
A. 1,8 K
B. 4,6 K
C. 115,9 K
D. 724,5 K
34. Gejala terlepasnya elektron dari permukaan logam karena disinari
cahaya dengan panjang gelombang tertentu disebut ....
A. efek Compton
B. pemusnahan pasangan
C. emisi termionik
D. efek fotolistrik
35. Fungsi kerja logam kalium
adalah 2,2 eV, yang setara dengan ....
A. 3,520 x 10-19 Joule
B. 1,375 x 10-19 Joule
C. 2,002 x 10-31 Joule
D. 2,418 x 10-30 Joule
36. Hubungan antara energi cahaya yang datang pada permukaan logam hn, fungsi kerja logam W0 dan energi kinetik
maksimum elektron yang terlepas dari permukaan logam Km dapat
dituliskan sebagai ....
A. Km = hn +
Wo
B. Wo = hn +
Km
C. hn = Km
- Wo
D. Km = hn -
Wo
37. Jika seberkas cahaya dengan energi 2,52 eV jatuh pada permukaan
logam yang mempunyai fungsi kerja 2,90 x 10-19 Joule, maka energi
kinetik maksimum elektron yang terlepas kira-kira ....
A. 0,38 eV
B. 0,70 eV
C. 4,34 eV
D. 5,42 eV
38. Seberkas cahaya dengan energi 6,22 eV jatuh pada permukaan aluminium, sehingga energi
kinetik maksimum elektron yang terlepas sebesar 2,03 eV. Potensial henti (stopping potensial) dalam efek
fotolistrik ini kira-kira ....
A. 8,25 volt
B. 6,22 volt
C. 4,19 volt
D. 2,03 volt
39. Seberkas sinar X dengan panjang gelombang l
datang pada permukaan kristal. Jika jarak antar atom kristal adalah d dan sudut
yang dibentuk oleh berkas sinar datang dan permukaan kristal adalah q, maka hubungan antara tiga besaran itu dapat
dituliskan sebagai ...., dengan n = 1, 2, 3, ....
A. 2d sin q = nl
B. d sin q = nl
C. d sin q = 2nl
D. 2d sin q = nl/2
40. Seberkas sinar X monokromatik dengan panjang gelombang 1,5 Å.
jatuh pada permukaan kristal yang mempunyai jarak antar atom 1,6 Å.
Sudut hamburan Bragg orde pertama yang terjadi adalah ....
A. 69,64º
B. 32,23º
C. 27,95º
D. 8,99º
41. Panjang gelombang minimum sinar X yang dihasilkan oleh tabung
sinar X yang beroperasi pada 20 kV adalah ....
A. 0,08 Å
B. 0,62 Å
C. 1,61 Å
D. 12,50 Å
42. Produksi pasangan elektron dan positron dapat dihasilkan oleh
foton jika energi foton itu sekurang-kurangnya ....
A. 0,51 MeV
B. 1,02 MeV
C. 1,60 MeV
D. 1,53 MeV
43. Seberkas sinar dengan panjang gelombang l
menumbuk elektron bebas dengan massa diam m, sehingga elektron itu terpental
dengan sudut q terhadap arah
bebas sinar datang dan berkas sinar itu terhambur dengan sudut [c1]f terhadap arah berkas sinar datang. Jika laju
cahaya adalah c dan konstanta Planck adalah
h, rumus pergeseran panjang gelombang dalam hamburan Compton tersebut
dapat dituliskan sebagai ....
A. Dl =
h (1 - cos q)/moc
B. Dl =
h (1 - cos f)/moc
C. Dl =
moc (1 - cos q)/
h
D. Dl =
moc (1 - cos f)/
h
44. Jika seberkas foton dipancarkan oleh bintang, frekuensi relatif
foton ketika foton itu dipancarkan permukaan bintang sejauh H dapat dituliskan
sebagai .... (dengan g adalah percepatan gravitasi dan c adalah laju cahaya).
A. Dn/n = gH/c2
B. Dn/n = gH/c
C. Dn/n = c/gH
D. Dn/n = c2/gH
45. Spektrum foton yang berasal dari suatu bintang yang memasuki medan
gravitasi bumi akan bergeser ke arah ....
A. frekuensi yang lebih tinggi
B. frekuensi yang lebih rendah
C. ungu untuk cahaya tampak
D. panjang gelombang pendek
46. Seberkas sinar X dengan panjang gelombang 0,15 Å
dihamburkan oleh elektron bebas dalam arah 37º
terhadap arah berkas sinar datang. Jika massa elektron m = 9,1 x 10-31
kg, konstanta Planck h = 6,626 x 10-34 Js dan laju cahaya c = 3,0 x
108 m/s, maka pergeseran panjang gelombang sinar X tersebut
kira-kira ....
A. 0,0194 Å
B. 0,0243 Å
C. 0,1257 Å
D. 0,1694 Å
47. Hipotesis de Broglie didukung eksperimen yang dilakukan oleh ....
A. Franck-Hertz
B. Davisson-Germer
C. Compton
D. Planck
48. Menurut hipotesis de Broglie, jika momentum partikel diperbesar
menjadi dua kali momentum mula-mula, maka panjang gelombang partikel tersebut
menjadi ....
A. seperempat kalinya
B. setengah kalinya
C. dua kalinya
D. empat kalinya
49. Jika sebuah partikel mempunyai massa diam m dan bergerak dengan
kecepatan v, maka panjang gelombang de Broglie partikel itu dapat dituliskan
sebagai ....
A. 

B. 

C. 

D. 

50. Menurut teori atom Bohr, elektron yang bergerak dalam orbit K
mempunyai energi -13,6 eV. Jika
massa diam elektron mo = 9,1 x 10-31 kg dan konstanta
Planck h = 6,626 x 10-34 J s, maka panjang gelombang elektron
tersebut adalah ....
A. 0,54 Å
B. 1,99 Å
C. 3,33 Å
D. 4,87 Å
51. Dalam eksperimen Davisson-Germer digunakan potensial pemercepat
elektronw sebesar 60 volt. Jika jarak antar atom-atom kristal adalah 2,15 Å,
maka sudut difraksi maksimum orde pertama adalah ....
A. 21,5º
B. 47,5º
C. 50,0º
D. 65,0º
52. Perbedaan utama hipotesis de Broglie dibandingkan dengan teori
kuantum Planck adalah bahwa pada pernyataan de Broglie ....
A. partikel yang bergerak berperilaku seperti gelombang
B. gelombang elektromagnetik berperilaku seperti partikel
C. partikel yang bergerak dengan kecepatan rendah mengikuti
huku-hukum fisika klasik
D. gelombang elektromagnetik tercakup dalam bentuk foton-foton
53. Kecepatan kelompok (group
velocity) gelombang de Broglie sama dengan kecepatan ....
A. partikelnya
B. fasenya
C. kuadrat kecepatan cahaya dibagi kecepatan fasenya
D. kuadrat kecepatan cahaya dibagi kecepatan partikelnya
54. Hubungan antara kecepatan fase vf, bilangan gelombang k
dan frekuensi sudut w dapat
dituliskan sebagai ....
A. vf = k/w
B. vf = w/k
C. w = k/vf
D. w = vf /k
55. Jika fungsi gelombang suatu partikel bebas dalam satu dimensi
dinyatakan sebagai
, maka rapat keboleh-jadian
menemukan partikel tersebut adalah ....

A. 2p
B. 

C. 

D. 

56. Kecepatan fase suatu gelombang permukaan dinyatakan sebagai
, (dengan b adalah konstanta dan l
adalah panjang gelombang). Kecepatan kelompok gelombang permukaan tersebut ....

A. 3/2 kali kecepatan fasenya
B. 4/3 kali kecepatan fasenya
C. 2/3 kali kecepatan fasenya
D. 3/4 kali kecepatan fasenya
57. Sebuah partikel bermassa m terperangkap di dalam kotak satu
dimensi yang lebarnya L. Jika konstanta Planck adalah h, energi kinetik partikel
pada tingkat ke-n dapat dituliskan sebagai ....
A. 

B. 

C. 

D. 

58. Jika ketidakpastian momentum suatu partikel yang bergerak adalah Dp, ketidakpastian kedudukannya adalah Dx dan konstanta Planck adalah h, maka hubungan
asas ketidakpastian dua besaran itu dapat dinyatakan sebagai [c2]Dp Dx ³ h/4p
....
A. Dp Dx ³
h/4p
B. Dp Dx = h/4p
C. Dp/Dx ³
h/4p
D. Dp/Dx = h/4p
59. Sebuah meson rho mempunyai energi diam 765 MeV dan umur 4,4 x 10-24
sekon. Jika
6,58 x 10-16 eV s, ketidakpastian energi meson rho
tersebut adalah ....

A. 66,8 MeV
B. 149,5 MeV
C. 173,9 MeV
D. 289,5 MeV
60. Sebuah elektrom dengan massa diam mo = 9,1 x 10-31
kg terkurung dalam sumur potensial yang dalam dengan lebar sumur L = 1,0 nm. Jika konstanta Planck h =
6,626 x 10-34 J s, energi elektron pada keadaan dasar dan dua
keadaan tereksitasi berikutnya secara berturut-turut adalah ....
A. E1 =
0,38 eV; E2 = 1,52 eV; E3 = 3,42 eV
B. E1 = 0,38 eV; E2 = 0,76 eV; E3
= 1,14 eV
C. E1 = 0,38 eV; E2 = 0,10 eV; E3
= 0,04 eV
D. E1 = 0,38 eV; E2 = 0,19 eV; E3
= 0,95 eV
61. Jika K adalah energi kinetik partikel a
yang digunakan dalam eksperimen hamburan Rutherford, e adalah muatan elektron,
Z adalah nomor atom bahan penghambur dan eo
adalah permitivitas ruang hampa, maka jarak terdekat antara partikel a dan inti penghambur dapat dituliskan sebagai ....
A. ro = Ze2 / 4p eoK
B. ro = 2Ze2 / 4p eoK
C. ro = Ze / 4p eoK
D. ro = 2Ze / 4p eoK
62. Menurut model atom Rutherford, energi total elektron dalam atom
hidrogen dapat dituliskan sebagai .... (dengan e adalah muatan elektron, eo adalah
permitivitas dalam ruang hampa dan r adalah jari-jari lintasan elektron).
A. E = - e2/8peor
B. E = - e2/4peor
C. E = - e2/4peor2
D. E = - e2/8peor2
63. Seberkas partikel a
dengan energi kinetik 0,76 MeV dihamburkan oleh inti emas (Z = 79). Jika permitivitas ruang
hampa eo =
8,85 x 10-12 F/m, maka jarak pendekatan terpendeknya adalah ....
A. 0,0015 Å
B. 0,0030 Å
C. 0,0045 Å
D. 0,0060 Å
64. Energi atom hidrogen dalam keadaan dasar Eo = -13,6 eV.
Jika terjadi transisi dari keadaan tereksitasi ketiga ke keadaan dasar, maka
panjang gelombang foton yang dipancarkan adalah ....
A. 1216
Å
B. 1026 Å
C. 973 Å
D. 912 Å
65. Jika massa elektron dalam atom hidrogen adalah m, muatannya adalah
e, konstanta Planck adalah
dan permitivitas dalam
ruang hampa adalah eo,
maka jari-jari elektron pada kulit ke-n dapat dituliskan sebagai ....

A. 

B. 

C. 

D. 

66. Jika massa elektron dalam atom hidrogen adalah m, muatannya adalah
e, konstanta Planck adalah
dan permitivitas dalam
hampa adalah eo,
maka energi elektron pada kulit ke-n dapat dituliskan sebagai ....

A. 

B. 

C. 

D. 

67. Untuk melepaskan elektron dari keadaan tereksitasi kedua
diperlukan energi sebesar ....
A. 13,60 eV
B. 3,40 eV
C. 1,51 eV
D. 0,85 eV
No comments:
Post a Comment