Kelajuan Ferris Mikroskop Medan
1. **Kelajuan penumpang pada Singapore Flyer**
Diketahui diameter kincir $d=147$ m, sehingga jari-jari $r=\frac{147}{2}=73.5$ m.
Waktu satu putaran penuh $T=30$ menit $=30 \times 60=1800$ detik.
Kelajuan linier $v$ adalah keliling lingkaran dibagi waktu:
$$v=\frac{2\pi r}{T}=\frac{2\pi \times 73.5}{1800} \approx \frac{461.81}{1800} \approx 0.2566\, m/s$$
Jadi, kelajuan penumpang sekitar $0.26$ m/s.
2. **Panjang tabung mikroskop**
Diketahui jarak fokus lensa objektif $f_o=1.8$ cm, jarak fokus lensa okuler $f_e=6$ cm, dan jarak objek di depan lensa objektif $s_o=2$ cm.
Bayangan objektif terbentuk di antara lensa objektif dan okuler, dan bayangan akhir di tak terhingga.
Menggunakan rumus lensa:
$$\frac{1}{f_o} = \frac{1}{s_o} + \frac{1}{s_i} \Rightarrow \frac{1}{s_i} = \frac{1}{f_o} - \frac{1}{s_o} = \frac{1}{1.8} - \frac{1}{2} = 0.5556 - 0.5 = 0.0556$$
$$s_i = \frac{1}{0.0556} \approx 18\, cm$$
Panjang tabung mikroskop $L = s_i + f_e = 18 + 6 = 24$ cm.
3. **Penyebab utama perubahan iklim**
Jawaban yang benar adalah:
E. Bertambahnya gas rumah kaca di atmosfer akibat aktivitas manusia.
4. **Gerak mobil mainan**
Dari grafik kecepatan terhadap waktu:
- A benar: Dari t=4 s sampai t=8 s, kecepatan menurun dari 3 m/s ke -1 m/s, percepatan negatif sekitar $\frac{-1-3}{8-4} = -1$ m/s², berlawanan arah dengan kecepatan awal.
- B benar: Dari t=8 s sampai t=12 s, kecepatan konstan di -5 m/s, percepatan nol (tetap).
- C salah: Mobil berhenti saat kecepatan nol, dari grafik tidak ada kecepatan nol selama 4 detik.
- D salah: Jarak total dihitung dari integral grafik kecepatan, hasil sekitar 56 m perlu verifikasi.
- E benar: Posisi akhir di depan posisi semula karena area positif lebih besar.
5. **Kuat medan listrik di titik P**
Muatan $q_1 = -2 \mu C = -2 \times 10^{-6} C$, jarak $r_1=0.1$ m.
Muatan $q_2 = +5 \mu C = 5 \times 10^{-6} C$, jarak $r_2=0.15$ m.
Medan listrik dari $q_1$:
$$E_1 = \frac{k|q_1|}{r_1^2} = \frac{9 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-6}}{0.1^2} = 1.8 \times 10^6\, N/C$$ ke arah kanan (karena muatan negatif tarik ke kiri, medan ke kanan).
Medan listrik dari $q_2$:
$$E_2 = \frac{9 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-6}}{0.15^2} = 2 \times 10^6\, N/C$$ ke kanan (muatan positif medan ke arah menjauhi muatan).
Total medan:
$$E = E_1 + E_2 = 1.8 \times 10^6 + 2 \times 10^6 = 3.8 \times 10^6\, N/C$$ ke kanan.
6. **Contoh penerapan gelombang mikro**
Jawaban benar:
Ⓐ Menghancurkan sel-sel kanker pada jaringan tubuh
Ⓒ Melacak posisi pesawat terbang yang hilang
Ⓔ Memanaskan makanan secara efisien dalam oven
7. **Jarak maksimum mendengar suara guru**
Intensitas berbanding kuadrat jarak:
$$L_1 = 40 dB, r_1=1 m; L_2=20 dB, r_2=?$$
$$L = 20 \log_{10} \frac{r_1}{r_2}$$
$$20 = 20 \log_{10} \frac{1}{r_2} \Rightarrow 1 = \log_{10} \frac{1}{r_2} \Rightarrow 10^1 = \frac{1}{r_2} \Rightarrow r_2 = 0.1 m$$
Namun ini tidak masuk akal, gunakan rumus:
$$L_2 - L_1 = 20 \log_{10} \frac{r_1}{r_2}$$
$$20 - 40 = 20 \log_{10} \frac{1}{r_2}$$
$$-20 = 20 \log_{10} \frac{1}{r_2}$$
$$-1 = \log_{10} \frac{1}{r_2}$$
$$10^{-1} = \frac{1}{r_2} \Rightarrow r_2 = 10 m$$
Jadi jarak maksimum $10$ m.
8. **Perbedaan tekanan air antara titik A dan B**
Diketahui:
$$v_A=3 m/s, v_B=5 m/s, h=0.1 m, \rho=1000 kg/m^3, g=10 m/s^2$$
Gunakan persamaan Bernoulli:
$$P_A + \frac{1}{2} \rho v_A^2 + \rho g h_A = P_B + \frac{1}{2} \rho v_B^2 + \rho g h_B$$
Dengan $h_B = h_A + 0.1$ m, maka:
$$P_A - P_B = \frac{1}{2} \rho (v_B^2 - v_A^2) + \rho g (h_B - h_A)$$
$$= 0.5 \times 1000 (25 - 9) + 1000 \times 10 \times 0.1 = 0.5 \times 1000 \times 16 + 1000 = 8000 + 1000 = 9000 N/m^2$$
Jawaban terdekat adalah 9000 N/m².
9. **Hubungan tekanan pada tabung Venturi**
Tekanan di bagian sempit (P₂) lebih kecil dari bagian lebar (P₁ dan P₃) karena kecepatan fluida lebih besar di bagian sempit.
Jadi:
$$P_1 > P_2 < P_3$$
Jawaban yang benar:
A. $P_1$ lebih besar dari $P_2$, dan $P_2$ lebih besar dari $P_3$ salah karena $P_3$ biasanya sama dengan $P_1$.
Jawaban yang paling tepat adalah:
D. $P_1$ lebih kecil dari $P_2$, tetapi $P_2$ lebih besar dari $P_3$ salah.
Jawaban yang benar adalah:
A. $P_1$ lebih besar dari $P_2$, dan $P_2$ lebih kecil dari $P_3$ (tidak ada pilihan ini).
Karena tidak ada pilihan tepat, pilih A sebagai yang paling mendekati.
**Jawaban akhir:**
1. B (0.26 m/s)
2. E (24 cm)
3. E
4. A, B, E
5. B
6. A, C, E
7. C (10 m)
8. C (9000 N/m²)
9. A