CONTOH SOAL FISIKA DASAR : CAHAYA

1. Seberkas cahaya datang dari kaca yang mempunyai indeks bias 1,5 dan masuk ke dalam air yang mempunyai indeks bias 1,33. Apabila sudut datang cahaya sebesar 45°, maka berapa besar sudut biasnya ?

2. Di laboratorium, seorang mahasiswa mengamati sinar merah yang berasal dari laser helium-neon (panjang gelombang 633 nm) memasuki lempeng kaca (n = 1,5) dengan sudut datang 30°. Hitunglah.

a. Kelajuan cahaya merah di dalam kaca.

b. Panjang gelombangnya di dalam kaca.

c. Sudut biasanya.

3. Seberkas cahaya laser datang dengan sudut 40° pada sebuah kaca plan-paralel yang indeks biasanya 1,5 dengan ketebalan 8 cm. Hitung pergeseran cahaya antara cahaya datang dan keluar.

4. Seberkas cahaya datang dari kaca yang mempunyai indeks bias 3/2 dan masuk ke dalam air yang mempunyai indeks bias 4/3. Hitung besar sudut kritisnya.

5. Sebuah lensa cembung mempunyai jarak fokus 10 cm. Tentukan jarak dan perbesaran bayangan yang terjadi jika benda terhadap lensa  berada pada jarak

a. 5 cm.

b. 20 cm.

6. Seberkas sinar dengan sudut datang 45° melewati suatu prisma sama sisi yang berada di udara dan terjadi deviasi minimum. Tentukan.

a. Sudut deviasi minimum.

b. Indeks bias prisma.

7. Cahaya matahari datang pada permukaan air yang indeks biasnya 4/3 sehingga menghasilkan cahaya pantul yang terpolarisasi linear. Hitunglah.

a. Sudut polarisasi.

b. Sudut bias.

8. Sebuah sakarimeter memiliki tabung ssepanjang 20 cm yang berisi larutan gula dengan konsentrasi 10% dan sudut putar jenis larutan 6,65°/cm. Tentukan sudut perputaran bidang polarisasi.

9. Apabila indeks bias warna merah dan ungu untuk kaca kerona masing-masing adalah 1,52 dan 1,54. Maka berapa sudut dispersi yang terjadi jika cahaya polikromatis datang pada prisma kaca kerona yang memiliki sudut pembias 15° ?

10. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus mengenai dua celah yang berjarak 0,4 mm. Garis terang ketiga pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat. Jika jarak layar dengan celah adalah 40 cm, maka berapa panjang gelombang cahaya tersebut ?

11. Jari-jari lingkaran terang pertama pada cincin Newton adalah 1 mm. Jika jari-jari plan-konveks 4 m, maka berapa panjang gelombang cahaya yang digunaka ?

12. Seberkas cahaya monokromatik setelah melalui 2 celah sempit yang berjarak 0,2 cm membentuk pola interferensi pada layar yang berjarak 8 m dari celah tadi. Jika pada layar pertama terjadi pada jarak 0,3 cm dari terang pusat, maka berapa panjang gelombang tersebut ?

13. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua 0,24 mm, maka berapa jarak 2 pita terang yang berdekatan ?

14. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5.000 goresan tiap cm. Sudut deviasi orde kedua adalah 30°, maka berapa panjang gelombang cahaya yang digunakan ?

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GEJALA GELOMBANG

1. Jika beban pada ayunan bergetar dengan periode 0,25 sekon, maka berapa frekuensi getarannya ?

2. Jika beban pada pegas bergetar dengan frekuensi 5 Hz, maka berapa periode getarannya ?

3. Sebuah beban pada ayunan bergerak 15 kali melalui titik tempat beban pertama kali dilepaskan dalam selang waktu 1 menit. Berapa periode dan frekuensi getaran beban ?

4. Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dan fasenya sama adalah 8 cm. Jika periode gelombang 2 sekon, maka berapa cepat rambat gelombangnya ?

5. Dalam 3 sekon terbentuk 30 gelombang, berarti berapa frekuensi gelombangnya ?

6. Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak renggangan dan rapatan berurutan 7,5 cm. Jika cepat rambat gelombang pada slinki 3 m/s, berapa frekuensi gelombangnya ?

7. Pada suatu gelombang stasioner, jarak antara 2 simpul yang berurutan adalah 32 cm. Jika cepat rambat gelombang itu di udara adalah 336 m/s, maka berapa frekuensi gelombangnya ?

8. Sebuah gelombang berjalan sepanjang tali yang sangat panjang dengan amplitudo 15 cm, panjang gelombang 40 cm, dan frekuensi 8 Hz. Perpindahan gelombang pada t = 0 dan x = 0 adalah 15 cm. Tentukanlah.

a. Bilangan gelombang.

b. Periode.

c. Frekuensi angular.

d. Kecepatan fase gelombang.

e. Beda fase gelombang.

f. Persamaan umum fungsi gelombangnya.

9. Sebuah gelombang berjalan memiliki frekuensi 5 Hz, amplitudo 12 cm, dan kecepatan 20 m/s. Tentukanlah.

a. Frekuensi angular gelombang.

b. Bilangan gelombang.

c. Persamaan fungsi gelombangnya.

10. Hitunglah.

a. Kecepatan maksimum gelombang.

b. Kecepatan gelombang pada x = 6 cm dan t = 0,25 s

Untuk sebuah gelombang harmonik berjalan dengan persamaan :

dimana x dan y dalam cm dan t dalam sekon.

11. Hitunglah.

a. Amplitudo.

b. Panjang gelombang.

c. Frekuensi.

d. Kelajuan gelombang.

e. Arah perjalanan gelombang.

Untuk sebuah gelombang transversal yang berjalan sepanjang tali yang sangat panjang dengan persamaan :

dimana x dan y dalam cm dan t dalam sekon.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GAYA PADA BENDA ELASTIS DAN HUBUNGAN GAYA DENGAN GERAK GETARAN

1. Jika pegas ditarik dengan gaya 2 N, pertambahan panjangnya adalah 0,5 cm. Jika pegas ditarik dengan gaya 12 N, berapa pertambahan panjangnya ?

2. Tiga buah pegas masing-masing dengan konstanta gaya 200 N/m, 300 N/m, dan 600 N/m disusun seri dan diberi beban 25 N. Tentukan pertambahan panjang susunan pegas itu.

3. Sebuah titik melakukan getaran selaras dengan amplitudo 8 cm. Berapa simpangan getaran tersebut saat fasenya 1/12 ?

4. Sebuah titik melakukan getaran harmonik dengan waktu getar 3 sekon. Apabila amplitudo getaran tersebut adalah 10 mm, berapa simpangan getaran tersebut setelah 0,5 sekon dan 3 sekon dari titik setimbangnya ?

5. Sebuah partikel melakukan getaran dengan amplitudo 4 cm dan frekuensi 20 Hz, mula-mula bergetar ke atas. Berapa kecepatan dan arahnya setelah bergetar 1/8 sekon ?

6. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan periode 1/4 sekon dan amplitudo 2 cm. Berapa kelajuan maksimum gerak partikel itu ?

7. Sebuah pegas bergetar harmonis dengan amplitudo 12 cm dan periode 0,5 detik. Tentukan.

a. Kecepatan partikel saat simpangannya 6 cm.

b. Kecepatan maksimum.

c. Percepatan partikel saat simpangannya 10 cm.

d. Percepatan maksimumnya.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : USAHA DAN ENERGI

1. Sebuah mobil mempunyai daya penggerak 60 kW dan bergerak dengan kecepatan 30 m/s. Berapa gaya gerak mobil pada saat itu ?

2. Berapa besarnya usaha untuk menggerakkan mobil (massa mobil dan isinya adalah 1.000 kg) dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 72 km/jam (gesekan diabaikan) ?

3. Sebuah benda bermassa 200 gram tergantung pada ujung tali yang panjangnya 1 m. Kemudian benda tersebut dipukul mendatar sehingga tali menyimpang 60° dari keadaan semula. Berapa besar kecepatan pukulan benda tersebut ?

4. Seorang anak menarik mainan dengan gaya tetap 40 N. Tentukan.

a. Besar usaha yang dilakukan anak itu jika arah gaya membentuk sudut 37° sejauh 5 m.

b. Besar usaha yang dilakukan anak itu selama 5 sekon jika bermassa 8 kg dan sudut 0°.

5. Sebuah peluru dengan massa 4 gram ditembakkan pada pohon yang besar. Pada saat peluru menyentuh pohon, kecepatannya 100 m/s. Jika gaya gesekan saat peluru menembus pohon dianggap tetap, sebesar 100 N, berapa kedalaman lubang pada pohon yang tertembus oleh peluru ?

6. Batu bata bermassa 2 kg berada pada lantai enam dengan ketinggian 20 m di atas tanah. Batu bata tersebut mengalami jatuh bebas. Tentukan besar energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik saat batu bata berada pada ketinggian.

a. 20 m di atas tanah.

b. 10 m di atas tanah.

7. Sebuah benda yang massanya 100 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan tetap 8 m/s. Kemudian benda direm oleh suatu gaya, hingga berhenti setelah menempuh jarak 20 m. Tentukan.

a. Besarnya gaya rem.

b. Usaha pengereman.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GELOMBANG BUNYI

1. Frekuensi nada atas pertama suatu pipa organa terbuka adalah 500 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, hitunglah.

(a) Frekuensi nada dasar.

(b) Frekuensi nada atas kedua.

2. Jika pipa organa tertutup menghasilkan nada atas kedua, maka berapa jumlah perut dan simpul yang terjadi berturut-turut ?

3. Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup B ditiup bersamaan, maka pipa organa terbuka A menghasilkan nada atas pertama yang sama dengan nada dasar pipa organa tertutup B. Bila kondisinya sama dan panjang pipa organa A = 30 cm, maka berapa panjang pipa organa B ?

4. Berapa perbandingan intensitas dari dua sumber bunyi jika taraf intensitasnya berbeda 8 dB ?

5. Bunyi mesin tik rata-rata menimbulkan taraf intensitas 75 dB. Berapa taraf intensitas 10 mesin tik yang digunakan bersamaan ?

6. Taraf intensitas bunyi sebuah mesin rata-rata 50 dB. Apabila 100 mesin dihidupkan bersama, berapa taraf intensitasnya ?

7. Sebuah sumber bunyi memiliki taraf intensitas bunyi 80 dB, berapa intensitas dari sumber bunyi itu ?

8. Seseorang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 15 m/s, bergerak saling mendekati dengan sebuah mobil ambulans yang bergerak dengan kecepatan 12 m/s. Frekuensi sirine ambulans adalah 700 Hz. Hitung frekuensi yang didengar oleh pengendara motor jika kelajuan suara di udara 340 m/s.

9. Kereta bergerak dengan kelajuan 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Bunyi pluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 720 Hz. Jika kelajuan suara di udara 340 m/s, maka berapa frekuensi pluit kereta api tersebut ?

10. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2.000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1.700 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka berapa kecepatan pesawat udara itu ?

11. Sebuah kereta api melaju dengan kecepatan 10 m/s menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Frekuensi pluit kereta api 640 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s, maka berapa frekuensi pluit yang didengar oleh kepala stasiun ?

12. Sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan panjang gelombang 10 cm dan pendengar bergerak saling menjauhi dengan kecepatan masing-masing 60 m/s dan 40 m/s. Kecepatan rambatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa frekuensi bunyi yang didengar ?

13. Tali yang panjangnya 5 m ditegangkan dengan gaya 2 N. Jika cepat rambat gelombang transversal yang terjadi adalah 40 m/s, berapa massa tali ?

14. Titik A dan Titik B masing-masing berada pada jarak 2 m dan 3 m dari sebuah sumber bunyi yang sedang bekerja. Berapa perbandingan intensitas bunyi antara A dengan B ?