PEFI4102 — Fisika Dasar 2

1. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo 2 cm dan frekuensi 10 Hz. Kecepatan maksimum partikel tersebut adalah …

A. 40π cm/s
B. 20π cm/s
C. 10π cm/s
D. 4π cm/s

Jawaban: A. Kecepatan maksimum v_max = Aω = A(2πf) = 2 × 2π × 10 = 40π cm/s.

2. Bunyi dengan frekuensi 500 Hz merambat di udara dengan kecepatan 340 m/s. Panjang gelombang bunyi tersebut adalah …

A. 0,68 m
B. 0,85 m
C. 1,36 m
D. 1,70 m

Jawaban: A. λ = v/f = 340/500 = 0,68 m.

3. Hukum pemantulan gelombang menyatakan bahwa sudut datang …

A. sama dengan sudut pantul diukur terhadap garis normal
B. sama dengan sudut pantul diukur terhadap bidang pantul
C. lebih besar dari sudut pantul
D. lebih kecil dari sudut pantul

Jawaban: A. Hukum pemantulan: sudut datang sama dengan sudut pantul, keduanya diukur terhadap garis normal bidang pantul.

4. Cermin cekung memiliki panjang fokus 10 cm. Jika benda diletakkan pada jarak 5 cm di depan cermin, bayangan yang terbentuk bersifat …

A. maya, tegak, diperbesar
B. nyata, terbalik, diperkecil
C. maya, terbalik, sama besar
D. nyata, tegak, diperbesar

Jawaban: A. Benda di antara titik fokus dan cermin (s < f) menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperbesar.

5. Pembiasan gelombang terjadi ketika gelombang melewati batas dua medium yang berbeda dan mengakibatkan perubahan …

A. frekuensi
B. kecepatan dan panjang gelombang
C. amplitudo
D. fase

Jawaban: B. Pada pembiasan, frekuensi tetap, tetapi kecepatan dan panjang gelombang berubah karena perubahan medium.

6. Seberkas cahaya datang dari udara ke air dengan sudut datang 30°. Jika indeks bias air 4/3, sudut biasnya adalah …

A. 22,02°
B. 25,66°
C. 19,47°
D. 28,13°

Jawaban: A. Gunakan hukum Snell: n_ud sin θ_datang = n_air sin θ_bias; 1·sin30° = (4/3)·sin θ_bias; sin θ_bias = 0,375; θ_bias = arcsin(0,375)≈22,02°.

7. Sebuah lup dengan jarak fokus 5 cm digunakan oleh mata normal yang berakomodasi maksimum. Perbesaran sudut lup adalah …

A. 6 kali
B. 5 kali
C. 4 kali
D. 7 kali

Jawaban: A. Perbesaran sudut M = (25/f) + 1 = (25/5) + 1 = 5 + 1 = 6 kali untuk akomodasi maksimum.

8. Pada teropong bintang, lensa okuler berfungsi sebagai …

A. lensa pembalik
B. lensa yang membentuk bayangan nyata dari benda
C. lensa yang memperbesar bayangan dari lensa objektif
D. lensa yang mengumpulkan cahaya

Jawaban: C. Lensa okuler memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif agar dapat diamati.

9. Dalam percobaan interferensi celah ganda Young, jarak antara dua celah adalah 0,2 mm dan layar berada 1 m dari celah. Jika panjang gelombang cahaya yang digunakan 500 nm, jarak pita terang ke-2 dari terang pusat adalah …

A. 5 mm
B. 2,5 mm
C. 1 mm
D. 0,5 mm

Jawaban: A. y_n = nλL/d = (2)(500×10⁻⁹)(1)/(0,2×10⁻³) = 5×10⁻³ m = 5 mm.

10. Polarisasi cahaya dapat terjadi melalui …

A. interferensi
B. difraksi
C. pemantulan
D. refraksi

Jawaban: C. Polarisasi dapat terjadi melalui pemantulan, misalnya pada sudut Brewster, selain juga absorpsi selektif dan hamburan.

11. Dua muatan masing-masing 3 μC dan 4 μC berada pada jarak 3 cm di udara. Besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah (k = 9×10⁹ Nm²/C²) …

A. 120 N
B. 360 N
C. 12 N
D. 36 N

Jawaban: A. F = k|q1 q2|/r² = (9×10⁹)(3×10⁻⁶)(4×10⁻⁶)/(0,03)² = (108×10⁻³)/(9×10⁻⁴) = 120 N.

12. Arus listrik dalam suatu kawat penghantar adalah 2 A. Jumlah muatan yang mengalir selama 60 detik adalah …

A. 30 C
B. 120 C
C. 0,033 C
D. 60 C

Jawaban: B. Q = I × t = 2 A × 60 s = 120 C.

13. Tiga hambatan masing-masing 6 Ω, 8 Ω, dan 10 Ω disusun seri. Hambatan total rangkaian adalah …

A. 24 Ω
B. 20 Ω
C. 18 Ω
D. 14 Ω

Jawaban: A. R_total seri = R1+R2+R3 = 6+8+10 = 24 Ω.

14. Kapasitor dengan kapasitansi 10 μF dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. Energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah …

A. 1,44 mJ
B. 0,72 mJ
C. 7,2 mJ
D. 14,4 mJ

Jawaban: B. E = (1/2) C V² = 0,5 × 10×10⁻⁶ × 144 = 0,72×10⁻³ J = 0,72 mJ.

15. Reaktansi induktif sebuah induktor 0,1 H pada frekuensi 50 Hz adalah …

A. 31,4 Ω
B. 62,8 Ω
C. 15,7 Ω
D. 3,14 Ω

Jawaban: A. XL = 2πfL = 2π×50×0,1 = 10π ≈ 31,4 Ω.

16. Arah medan magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik ditentukan oleh …

A. hukum Coulomb
B. hukum Faraday
C. kaidah tangan kanan
D. kaidah tangan kiri

Jawaban: C. Kaidah tangan kanan digunakan untuk menentukan arah medan magnet di sekitar kawat berarus: ibu jari arah arus, lipatan jari arah medan magnet.

17. GGL induksi pada suatu kumparan dapat diperbesar dengan cara …

A. memperkecil luas penampang kumparan
B. memperkecil jumlah lilitan
C. mempercepat perubahan fluks magnet
D. memperlambat perubahan fluks magnet

Jawaban: C. GGL induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnet; semakin cepat perubahan fluks, GGL semakin besar.

18. Sebuah partikel melakukan getaran harmonis sederhana dengan amplitudo 4 cm dan frekuensi 5 Hz. Kecepatan maksimum partikel tersebut adalah …

A. 40π cm/s
B. 20π cm/s
C. 10π cm/s
D. 5π cm/s

Jawaban: A. Kecepatan maksimum getaran harmonis dirumuskan v_maks = ωA = 2πfA = 2π(5)(4) = 40π cm/s.

19. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 20°C adalah sekitar 340 m/s. Jika frekuensi bunyi 340 Hz, panjang gelombangnya adalah …

A. 0,5 m
B. 1 m
C. 2 m
D. 3 m

Jawaban: B. Panjang gelombang λ = v/f = 340/340 = 1 m.

20. Hukum pemantulan gelombang menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Dalam pemantulan gelombang pada permukaan datar, besar sudut datang diukur terhadap …

A. garis normal
B. permukaan pantul
C. garis lurus
D. bidang pantul

Jawaban: A. Sudut datang didefinisikan sebagai sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal permukaan, demikian juga sudut pantul.

21. Cermin datar menghasilkan bayangan yang bersifat …

A. maya, tegak, sama besar
B. nyata, terbalik, diperkecil
C. maya, terbalik, diperbesar
D. nyata, tegak, diperkecil

Jawaban: A. Bayangan pada cermin datar bersifat maya, tegak, dan sama besar dengan bendanya.

22. Indeks bias medium 1 adalah n1 dan medium 2 adalah n2. Hukum Snellius pada pembiasan gelombang dirumuskan n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Jika n1 > n2, maka ketika gelombang merambat dari medium 1 ke medium 2, sinar bias akan …

A. menjauhi garis normal
B. mendekati garis normal
C. tetap lurus
D. dipantulkan sempurna

Jawaban: A. Bila n1 > n2, maka sudut bias lebih besar dari sudut datang, sehingga sinar menjauhi garis normal.

23. Sebuah lensa cembung memiliki jarak fokus 10 cm. Jika benda diletakkan pada jarak 30 cm di depan lensa, bayangan yang terbentuk bersifat …

A. nyata, terbalik, diperkecil
B. nyata, tegak, diperbesar
C. maya, tegak, diperbesar
D. maya, terbalik, diperkecil

Jawaban: A. Benda di luar titik fokus (jarak > f) menghasilkan bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Perhitungan: 1/f = 1/s + 1/s' → 1/10 = 1/30 + 1/s' → s' = 15 cm (positif, nyata). Perbesaran = |s'/s| = 0,5 < 1.

24. Mikroskop terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Fungsi lensa okuler pada mikroskop adalah …

A. memperbesar bayangan akhir yang diamati
B. membentuk bayangan nyata dari benda
C. mengatur jarak fokus total
D. memantulkan cahaya ke mata

Jawaban: A. Lensa okuler berfungsi sebagai lup untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif sehingga bayangan akhir tampak lebih besar.

25. Interferensi konstruktif pada celah ganda Young terjadi jika selisih lintasan kedua gelombang sama dengan …

A. kelipatan bulat panjang gelombang
B. kelipatan ganjil setengah panjang gelombang
C. seperempat panjang gelombang
D. tidak tergantung panjang gelombang

Jawaban: A. Interferensi konstruktif (terang) terjadi jika Δd = mλ, dengan m = 0,1,2,… (kelipatan bulat panjang gelombang).

26. Difraksi cahaya pada kisi difraksi dengan 500 garis/mm menghasilkan orde terang pertama pada sudut 30°. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah … (sin 30° = 0,5)

A. 500 nm
B. 1000 nm
C. 250 nm
D. 750 nm

Jawaban: B. d = 1/500 mm = 2×10⁻⁶ m. Rumus kisi: d sinθ = nλ → 2×10⁻⁶ × 0,5 = 1×λ → λ = 10⁻⁶ m = 1000 nm.

27. Polarisasi cahaya dapat terjadi melalui peristiwa pemantulan dengan sudut Brewster. Jika sudut Brewster suatu medium adalah 60°, indeks bias medium tersebut adalah …

A. √3
B. 1,5
C. 2
D. 1,33

Jawaban: A. Sudut Brewster: tan θ_B = n → n = tan 60° = √3 ≈ 1,73.

28. Dua muatan listrik sejenis masing-masing +2 μC dan +3 μC diletakkan pada jarak 3 cm di udara. Gaya Coulomb yang terjadi antara kedua muatan adalah … (k = 9×10⁹ Nm²/C²)

A. 60 N
B. 90 N
C. 120 N
D. 180 N

Jawaban: A. F = k q1 q2 / r² = (9×10⁹ × 2×10⁻⁶ × 3×10⁻⁶)/(0,03)² = (9×10⁹ × 6×10⁻¹²)/(9×10⁻⁴) = (54×10⁻³)/(9×10⁻⁴) = 60 N.

29. Arus listrik sebesar 2 A mengalir dalam suatu penghantar selama 1 menit. Jumlah muatan listrik yang mengalir adalah …

A. 120 C
B. 60 C
C. 30 C
D. 240 C

Jawaban: A. Q = I × t = 2 A × 60 s = 120 C.

30. Tiga buah resistor masing-masing 6 Ω, 9 Ω, dan 18 Ω disusun paralel. Hambatan penggantinya adalah …

A. 3 Ω
B. 6 Ω
C. 9 Ω
D. 12 Ω

Jawaban: A. 1/Rp = 1/6 + 1/9 + 1/18 = 3/18 + 2/18 + 1/18 = 6/18 = 1/3 → Rp = 3 Ω.

31. Dalam rangkaian arus bolak-balik yang mengandung resistor murni, hubungan antara tegangan dan arus adalah …

A. sefase
B. tegangan mendahului arus 90°
C. arus mendahului tegangan 90°
D. berlawanan fase 180°

Jawaban: A. Pada resistor murni, tegangan dan arus sefase (beda fase 0°).

32. Sebuah kumparan dengan induktansi 0,5 H dialiri arus yang berubah dari 0 menjadi 2 A dalam waktu 0,1 detik. GGL induksi yang timbul pada kumparan adalah …

A. 10 V
B. 5 V
C. 20 V
D. 2,5 V

Jawaban: A. ε = -L ΔI/Δt = -0,5 × (2-0)/0,1 = -0,5 × 20 = -10 V (besar 10 V).

33. Medan magnet di sekitar kawat lurus panjang berarus listrik berbanding lurus dengan …

A. kuat arus
B. jarak dari kawat
C. kuadrat arus
D. kuadrat jarak

Jawaban: A. Besar medan magnet: B = μ₀I/(2πr), sehingga B ∝ I.

34. Induksi elektromagnetik terjadi jika fluks magnetik yang melalui suatu kumparan berubah terhadap waktu. Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi adalah …

A. laju perubahan fluks magnetik
B. hambatan kumparan
C. suhu lingkungan
D. jenis bahan kumparan

Jawaban: A. Hukum Faraday menyatakan ε = -N dΦ/dt, sehingga GGL induksi bergantung pada laju perubahan fluks magnetik.

35. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan amplitudo 4 cm dan frekuensi 2 Hz. Kecepatan maksimum partikel tersebut adalah…

A. 16π cm/s
B. 8π cm/s
C. 4π cm/s
D. 2π cm/s

Jawaban: A. Kecepatan maksimum getaran harmonik dirumuskan v_maks = ωA. ω=2πf=2π(2)=4π rad/s, A=4 cm, sehingga v_maks=4π×4=16π cm/s.

36. Intensitas bunyi di suatu titik yang berjarak 2 m dari sumber adalah 10⁻⁴ W/m². Jika jaraknya diperjauh menjadi 4 m, intensitasnya menjadi…

A. 5×10⁻⁵ W/m²
B. 2,5×10⁻⁵ W/m²
C. 10⁻⁴ W/m²
D. 2×10⁻⁴ W/m²

Jawaban: B. Intensitas berbanding terbalik dengan kuadrat jarak: I₁/I₂ = (r₂/r₁)². I₂ = I₁×(r₁/r₂)² = 10⁻⁴×(2/4)² = 10⁻⁴×(1/4)=2,5×10⁻⁵ W/m².

37. Pada pemantulan gelombang, sudut datang θ₁ dan sudut pantul θ₂ memenuhi hubungan…

A. θ₁ > θ₂
B. θ₁ < θ₂
C. θ₁ = θ₂
D. θ₁ + θ₂ = 90°

Jawaban: C. Hukum pemantulan gelombang menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul (θ₁ = θ₂), baik untuk gelombang mekanik maupun optik.

38. Sinar cahaya datang dari udara (n=1) ke air (n=1,33) dengan sudut datang 30°. Sudut biasnya adalah… (gunakan sin 30°=0,5)

A. 22,1°
B. 30°
C. 41,8°
D. 60°

Jawaban: A. Hukum Snell: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ → 1×0,5 = 1,33 sin θ₂ → sin θ₂ = 0,5/1,33 = 0,376, maka θ₂ ≈ 22,1°.

39. Sebuah lup memiliki fokus 5 cm. Jika mata berakomodasi maksimum (jarak baca normal 25 cm), perbesaran sudut lup adalah…

A. 5 kali
B. 6 kali
C. 8 kali
D. 10 kali

Jawaban: B. Perbesaran lup untuk akomodasi maksimum: M = (25/f) + 1 = (25/5) + 1 = 5+1 = 6 kali.

40. Daya pisah sebuah teleskop ditentukan oleh diameter celah D dan panjang gelombang cahaya λ. Kriteria Rayleigh menyatakan sudut minimum yang bisa diresolusi adalah…

A. θ = 1,22 λ/D
B. θ = 0,61 λ/D
C. θ = λ/D
D. θ = D/(1,22λ)

Jawaban: A. Kriteria Rayleigh untuk daya pisah sudut minimum pada teleskop adalah θ = 1,22 λ/D, dengan D diameter bukaan lensa.

41. Pada interferensi celah ganda Young, jarak antara dua celah 0,2 mm dan layar berjarak 1 m. Jika panjang gelombang 500 nm, jarak antara pita terang berdekatan adalah…

A. 2,5 mm
B. 1,5 mm
C. 2,0 mm
D. 3,0 mm

Jawaban: A. Jarak pita terang berdekatan: Δy = λL/d = (500×10⁻⁹×1)/(0,2×10⁻³) = 5×10⁻⁷/2×10⁻⁴ = 2,5×10⁻³ m = 2,5 mm.

42. Kisi difraksi memiliki 500 garis per mm. Jika cahaya dengan panjang gelombang 600 nm digunakan, sudut orde kedua adalah… (Gunakan sin θ ≈ 0,6)

A. 36,9°
B. 30°
C. 53,1°
D. 60°

Jawaban: A. d = 1/500 mm = 2×10⁻⁶ m. Orde kedua: d sin θ = 2λ → sin θ = 2λ/d = 2×600×10⁻⁹/2×10⁻⁶ = 0,6 → θ = 36,9°.

43. Cahaya tak terpolarisasi melewati polarisator. Intensitas yang lolos adalah…

A. sama dengan intensitas awal
B. setengah dari intensitas awal
C. seperempat intensitas awal
D. nol

Jawaban: B. Menurut hukum Malus, intensitas cahaya tak terpolarisasi yang melewati polarisator menjadi setengah dari intensitas awal.

44. Dua muatan listrik masing-masing +2 μC dan +4 μC berjarak 30 cm di udara. Gaya Coulomb yang bekerja adalah… (k=9×10⁹ Nm²/C²)

A. 0,8 N
B. 0,9 N
C. 1,2 N
D. 1,6 N

Jawaban: A. F = k q₁ q₂ / r² = 9×10⁹×2×10⁻⁶×4×10⁻⁶ / (0,3)² = 72×10⁻³ / 0,09 = 0,8 N.

45. Kuat arus listrik didefinisikan sebagai…

A. tambahan muatan tiap satuan waktu
B. hasil kali tegangan dan hambatan
C. laju aliran muatan listrik
D. energi per satuan muatan

Jawaban: C. Kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir melalui suatu penampang tiap satuan waktu, atau laju aliran muatan.

46. Tiga hambatan masing-masing 4 Ω, 6 Ω, dan 12 Ω disusun paralel. Hambatan totalnya adalah…

A. 2 Ω
B. 4 Ω
C. 6 Ω
D. 8 Ω

Jawaban: A. 1/R_total = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12 = 1/2 → R_total = 2 Ω.

47. Pada rangkaian seri RLC dengan R=100 Ω, L=0,1 H, C=10 μF, dan frekuensi resonansi adalah… (π=3,14)

A. 159 Hz
B. 318 Hz
C. 100 Hz
D. 50 Hz

Jawaban: A. Frekuensi resonansi: f = 1/(2π√(LC)) = 1/(2×3,14×√(0,1×10×10⁻⁶)) = 1/(6,28×√(10⁻⁶)) = 1/(6,28×10⁻³) ≈ 159 Hz.

48. Tegangan bolak-balik dinyatakan V = 220 sin (100πt) volt. Nilai tegangan efektifnya adalah…

A. 110 V
B. 220√2 V
C. 220 V
D. 110√2 V

Jawaban: D. V_efektif = V_maks/√2 = 220/√2 = 110√2 V.

49. Sebuah kawat lurus berarus listrik 5 A menghasilkan medan magnet di titik yang berjarak 2 cm dari kawat. Induksi magnetik di titik tersebut adalah… (μ₀=4π×10⁻⁷ Wb/Am)

A. 5×10⁻⁵ T
B. 4×10⁻⁵ T
C. 0,5×10⁻⁵ T
D. 2×10⁻⁵ T

Jawaban: A. B = μ₀I/(2πa) = (4π×10⁻⁷×5)/(2π×0,02) = (20×10⁻⁷)/(0,04) = 5×10⁻⁵ T.

50. GGL induksi yang timbul pada kumparan terjadi akibat…

A. perubahan fluks magnetik
B. arus listrik yang tetap
C. hambatan listrik
D. medan magnet yang konstan

Jawaban: A. Hukum Faraday menyatakan bahwa GGL induksi pada suatu kumparan timbul akibat adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupinya.

PEFI4102 — Fisika Dasar 2

Latihan Tambahan dengan AI