√Pembahasan Soal Muatan Listrik ⊗ Full Pembahasanya
Pembahasan soal muatan listrik
1. EBTANAS-SMP-00-17
Jika kaca digosok dengan kain sutera maka yang terjadi adalah …
A. kain sutera bermuatan listrik positif
B. kaca bermuatan listrik negatif
C. proton berpindah dari kaca ke kain sutera
D. elektron berpindah dari kaca ke kain sutera
Pembahasan
Benyamin Franklin (1706-1790), seorang negarawan dan ilmuwan berkebangsaan Amerika Serikat, menyarankan untuk menamakan kedua jenis muatan sebagai muatan positif dan muatan negatif. Beliau menamakan muatan listrik seperti pada kaca sebagai muatan positif dan muatan listrik seperti pada plastik sebagai muatan negatif.
Kain sutera yang bermuatan listrik tarik menarik dengan kaca yang bermuatan listrik. Karena saling tarik menarik, di mana kaca bermuatan listrik positif, maka kain sutera bermuatan listrik negatif.
Kaca bermuatan listrik positif artinya kaca kelebihan proton dan kekurangan elektron, di mana elektron berpindah dari kaca ke kain sutera.
Kain sutera bermuatan negatif artinya kain sutera kelebihan elektron, di mana kain sutera mendapat tambahan elektron dari kaca.
Jawaban yang benar adalah D.
2. EBTANAS-SMP-03-12
Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena …
A. elektron berpindah dari kain sutera ke kaca
B. elektron berpindah dari kaca ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke kaca
D. proton berpindah dari kaca ke kain sutera
Pembahasan
Kaca menjadi bermuatan positif karena elektron berpindah dari kaca ke kain sutera, menyebabkan kaca berkelebihan proton (muatan positif). Sebaliknya kain sutera menjadi bermuatan negatif karena kain sutera menerima elektron dari kaca menyebabkan kain sutera berkelebihan elektron (muatan negatif).
Yang berpindah selama pengosokkan adalah elektron, bukan proton. Elektron berada pada bagian luar sehingga bisa berpindah dari suatu benda ke benda lain, sedangkan proton berada pada bagian dalam atau pusat atom sehingga tidak bisa berpindah-pindah dari suatu benda ke ke benda lain.
Jawaban yang benar adalah B.
3. EBTANAS-SMP-04-11
Perhatikan gambar percobaan berikut ini!
Benda B terbuat dari plastik yang digosok dengan rambut didekatkan pada benda A yang digantung bebas. Ternyata benda A bergerak menjauhi B. Maka dapat disimpulkan bahwa …
A. A dan B memiliki muatan negatif
B. A dan B memiliki muatan positif
C. A bermuatan positif, B bermuatan negatif
D. A bermuatan negatif, B bermuatan positif
Pembahasan
Benyamin Franklin (1706-1790), seorang negarawan dan ilmuwan berkebangsaan Amerika Serikat, menyarankan untuk menamakan kedua jenis muatan sebagai muatan positif dan muatan negatif. Selanjutnya disepakati bahwa muatan listrik seperti pada kaca sebagai muatan positif dan muatan listrik seperti pada plastik sebagai muatan negatif.
Muatan sejenis tolak menolak karenanya benda yang tolak menolak dengan plastik mempunyai muatan yang sama dengan plastik yakni muatan negatif.
Jawaban yang benar adalah A.
4. UAS-05-33
Sebuah benda didekatkan dengan penggaris plastik bermuatan listrik ternyata ditolak, bila benda tersebut didekatkan dengan sepotong kaca yang bermuatan listrik akan tertarik, maka benda tersebut …
A. bermuatan positif
B. bermuatan negatif
C. bermuatan positif dan negatif
D. bermuatan bermuatan
Pembahasan
Muatan listrik seperti pada kaca disepakati sebagai muatan positif dan muatan listrik seperti pada plastik disepakati sebagai muatan negatif. Apabila suatu benda tolak menolak dengan plastik bermuatan listrik dan tarik menarik dengan kaca bermuatan listrik maka benda tersebut bermuatan listrik negatif.
Jawaban yang benar adalah B.
5. UAS-06-16
Plastik yang digosokkan pada rambut akan bermuatan negatif karena…
A. elektron pindah dari plastik ke rambut
B. proton pindah dari plastik ke rambut
C. elektron pindah dari rambut ke plastik
D. proton pindah dari rambut ke plastik
Pembahasan
Benyamin Franklin (1706-1790), seorang negarawan dan ilmuwan berkebangsaan Amerika Serikat, menyarankan untuk menamakan kedua jenis muatan sebagai muatan positif dan muatan negatif. Selanjutnya beliau menamakan muatan listrik seperti pada kaca sebagai muatan positif dan muatan listrik seperti pada plastik sebagai muatan negatif.
Setiap benda tersusun dari atom atau molekul. Di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif, proton yang bermuatan positif dan neutron yang bersifat netral secara kelistrikan. Elektron berada di bagian luar atom sehingga mudah pindah dari suatu benda ke benda lain, sedangkan proton berada di pusat atom sehingga tidak bisa berpindah.
Plastik atau benda apapun menjadi bermuatan negatif karena berkelebihan elektron. Karena plastik digosokkan pada rambut maka disimpulkan bahwa elektron berpindah dari rambut ke plastik.
Jawaban yang benar adalah C.
6. UAS-SMP-07-25
Dua muatan yang sejenis jika didekatkan akan …
A. bertolak belakang
B. menarik dan menolak
C. tolak menolak
D. tarik menarik
Pembahasan
Dua muatan sejenis apabila didekatkan saling tolak menolak dan dua muatan tak sejenis bila didekatkan saling tarik menarik.
Jawaban yang benar adalah C.
7. UAS-SMP-07-26
Empat buah muatan A, B, C, dan D. A dan B tolak menolak. A dan C tarik menarik, sedangkan C dan D tolak menolak. Jika B bermuatan listrik positif, maka …
A. D bermuatan negatif, C positif
B. C bermuatan negatif, D positif
C. D bermuatan negatif, A positif
D. A bermuatan positif, C positif
Pembahasan
Apabila B bermuatan positif maka :
A dan B tolak menolak karenanya jika B bermuatan positif maka A bermuatan positif.
A dan C tarik menarik karenanya jika A bermuatan positif maka C bermuatan negatif.
C dan D tolak menolak karenanya jika C bermuatan negatif maka D bermuatan negatif.
Jawaban yang benar adalah C.
8. UN IPA SMP tahun 2008 P37 No. 18
Seorang siswa menginginkan batang kaca tampak seperti gambar menjadi bermuatan listrik positif. Untuk itu ia melakukan penggosokan batang kaca tersebut dengan dua macam kain secara bergantian.
Peristiwa yang terjadi akibat penggosokan tersebut adalah….
A. Elektron dari kain I berpindah ke kaca
B. Elektron dari kain II berpindah ke kaca
C. Elektron dari kaca berpindah ke kain I
D. Elektron dari kaca berpindah ke kain II
Pembahasan
Jika kaca digosokkan dengan kain sutera maka elektron berpindah dari kaca ke kain sutera, menyebabkan kaca berkelebihan proton dan kain sutera berkelebihan elektron. Proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif, karenanya kaca menjadi bermuatan positif dan kain sutera menjadi bermuatan negatif.
Apabila plastik digosokkan dengan kain wool maka elektron berpindah dari kain wool ke plastik, menyebabkan plastik berkelebihan elektron dan kain wool berkelebihan proton. Proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif, karenanya plastik menjadi bermuatan negatif dan kain wol menjadi bermuatan positif.
Jawaban yang benar adalah C.
9. Soal UN IPA SMP C4-P12 No.15
Jika mistar plastik digosok dengan rambut yang kering kemudian didekatkan pada sobekan kertas kecil-kecil, maka kertas akan menempel pada mistar. Ini menunjukkan bahwa mistar plastik bermuatan listrik …
A. positif, karena elektron dari rambut mengalir ke plastik
B. positif, karena elektron dari plastik mengalir ke rambut
C. negatif, karena elektron dari rambut mengalir ke plastik
D. negatif, karena elektron dari plastik mengalir ke rambut
Pembahasan
Berdasarkan kesepakatan internasional, dua jenis muatan listrik disebut sebagai muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik seperti pada kaca disebut muatan positif dan muatan listrik seperti pada plastik disebut muatan negatif.
Setiap benda tersusun dari atom atau molekul. Di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif, proton yang bermuatan positif dan neutron yang bersifat netral secara kelistrikan. Elektron berada di bagian luar atom sehingga mudah pindah dari suatu benda ke benda lain, sedangkan proton berada di pusat atom sehingga tidak bisa berpindah.
Plastik atau benda apapun menjadi bermuatan negatif karena berkelebihan elektron. Karena plastik digosokkan pada rambut maka disimpulkan bahwa elektron berpindah dari rambut ke plastik.
Jawaban yang benar adalah C.
10. Soal UN IPA SMP tahun 2010 P16-C4 No. 15
Suatu percobaan dengan menggunakan alat dan bahan seperti pada gambar berikut :
Setelah digosok berulang kali dengan kain tersebut, penggaris plastik dapat menarik serpihan kertas kecil seperti pada gambar II. Hal ini membuktikan bahwa penggaris tersebut bermuatan listrik…..
A. Positif, karena telah melepaskan sebagian dari elektronnya
B. Positif, karena jumlah proton dalam inti atom bertambah
C. Negatif, karena telah menerima beberapa elektron dari kain
D. Negatif, karena jumlah elektron pada orbit terluar berkurang
Pembahasan
Muatan listrik pada kaca disepakati secara internasional sebagai muatan positif dan muatan listrik pada plastik sepakati secara internasional sebagai muatan negatif. Plastik atau benda apapun menjadi bermuatan negatif karena berkelebihan elektron. Karena plastik digosokkan dengan kain maka disimpulkan bahwa elektron berpindah dari kain ke plastik.
Jawaban yang benar adalah C.
11. Soal UN IPA SMP tahun 2011 No. 14 – Muatan listrik
Suatu percobaan pemuatan listrik statis menggunakan alat dan bahan seperti pada gambar berikut :
Setelah digosok berulang kali dengan kain (gambar 1), pengaris plastik dapat menarik serpihan kertas kecil seperti pada gambar II. Hal ini membuktikan bahwa pengaris tersebut bermuatan listrik…
A. Positif, karena telah melepaskan sebagian dari elektronnya
B. Positif, karena jumlah proton pada pengaris bertambah
C. Negatif, karena telah menerima beberapa elektron dari kain
D. Negatif, karena elektron dari pengaris pindah ke kain
Pembahasan
Muatan listrik pada kaca disepakati secara internasional sebagai muatan positif dan muatan listrik pada plastik sepakati secara internasional sebagai muatan negatif.
Plastik atau benda apapun menjadi bermuatan negatif karena berkelebihan elektron. Karena plastik digosokkan dengan kain maka disimpulkan bahwa elektron berpindah dari kain ke plastik.
Jawaban yang benar adalah C.
12. Soal UN IPA SMP tahun 2012 A87 No. 12 – Muatan listrik
Perhatikan gambar penggaris plastik digosok dengan kain wol berikut!
Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka aliran elektron dan muatan yang terjadi pada penggaris plastik adalah…..
Pembahasan
Muatan listrik pada kaca disepakati secara internasional sebagai muatan positif dan muatan listrik pada plastik sepakati secara internasional sebagai muatan negatif.
Plastik atau benda apapun menjadi bermuatan negatif karena berkelebihan elektron. Karena plastik digosokkan dengan kain wool maka disimpulkan bahwa elektron berpindah dari kain wool ke plastik.
Jawaban yang benar adalah D.
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Gelombang cahaya (optika fisis)
Karakteristik cahaya
1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.29
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, oleh karena itu cahaya….
A. Tidak mengalami pemantulan
B. Tidak mengalami pembiasan
C. Tidak memerlukan medium perambatan
D. Tidak membawa energi dalam penjalarannya
Pembahasan
Cahaya merupakan gelombang karenanya mengalami pemantulan, pembiasan dan membawa energi dalam penjalarannya sebagaimana gelombang-gelombang yang lain. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik sehingga tidak memerlukan medium perambatan.
Jawaban yang benar adalah C.
2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.33
Perhatikan pernyataan berikut ini :
1. Cahaya bergerak menurut garis lurus
2. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik
3. Cahaya dapat diserap
4. Cahaya membawa muatan listrik
Pernyataan yang benar mengenai sifat-sifat cahaya adalah….
A. pernyataan 1 saja
B. pernyataan 1 dan 2
C. pernyataan 1, 2 dan 3
D. semua pernyataan benar
Pembahasan
1. Cahaya bergerak menurut garis lurus.
Pernyataan ini benar karena walaupun cahaya bergerak seperti gelombang transversal tetapi lintasan gerak cahaya berupa garis lurus. Pada pokok bahasan optika geometri (pemantulan dan pembiasan cahaya), cahaya digambarkan berupa sinar yang lintasan geraknya berupa garis lurus).
2. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik :
Pernyataan ini benar karena cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, di mana perambatan cahaya tidak memerlukan medium.
3. Cahaya dapat diserap :
Pernyataan ini benar. Cahaya merupakan salah satu jenis gelombang elektromagnetik. Semua gelombang, baik gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik, selalu membawa energi ketika bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain. Karenanya sebagian energi cahaya dapat diserap oleh medium yang dilewatinya. Sebagai contoh, ketika cahaya bergerak menuju cermin datar, sebagian besar cahaya dipantulkan tetapi sebagian kecil cahaya diserap oleh cermin datar.
4. Cahaya membawa muatan listrik :
Pernyataan ini salah. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik terjadi karena adanya osiliasi medan listrik dan medan magnet. Gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh muatan listrik yang mengalami percepatan.
Jawaban yang benar adalah C.
Pemantulan sempurna
3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.38
Gambar di samping adalah batu perhiasan berlian yang sangat mahal harganya karena cahaya yang dipantulkan berlian begitu berkilauan. Peristiwa tersebut disebabkan karena….
A. pembiasan sempurna di mana sinar masuk dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat
B. pembiasan sempurna di mana sudut datang lebih kecil dari sudut batas
C. pemantulan sempurna di mana sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat
D. pemantulan sempurna di mana sudut datang lebih besar daripada sudut batas
Pembahasan
Cahaya berlian tampak berkilauan karena adanya dispersi cahaya dan pemantulan sempurna. Pemantulan sempurna terjadi ketika cahaya bergerak dari medium yang memiliki indeks bias lebih besar ke medium yang memiliki indeks bias lebih kecil. Misalnya cahaya bergerak dari berlian (indeks bias lebih besar) ke udara (indeks bias lebih kecil). Untuk memperjelas pemahamanmu, amati gambar di bawah.
Ketika cahaya bergerak dari medium berindeks bias besar ke medium berindeks bias kecil, cahaya dibelokkan menjauhi garis normal. Jika sudut datang (i) semakin besar maka sudut bias (r) semakin besar. Pada sudut datang tertentu, sudut bias bernilai 90o. Sudut datang ketika sudut bias bernilai 90o disebut sudut kritis (θk) atau sudut batas. Apabila sudut datang lebih besar dari sudut kritis atau sudut batas maka tidak ada cahaya yang dibiaskan; semua cahaya dipantulkan.
Jawaban yang benar adalah D.
4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.39
Fenomena berikut ini, yang merupakan gejala pemantulan sempurna adalah….
A. pelangi
B. fatamorgana
C. telaga warna
D. astigmatisma
Pembahasan
Fatamorgana disebut gejala pemantulan sempurna karena pada proses tersebut cahaya yang datang dari udara tidak ada yang dibiaskan oleh permukaan jalan tetapi seolah-olah semua cahaya dipantulkan oleh permukaan jalan. Fatamorgana terjadi karena cahaya bergerak dalam lapisan-lapisan udara yang mempunyai indeks bias berbeda karena kerapatan lapisan-lapisan udara tersebut berbeda. Dalam kenyataannya, cahaya tidak dipantulkan oleh permukaan jalan tetapi dibiaskan (dibelokkan) oleh lapisan udara yang mempunyai indeks bias yang berbeda-beda.
Jawaban yang benar adalah B.
5. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.30
Pemandangan seperti lapisan minyak di permukaan jalan aspal ketika hari panas pada dasarnya adalah peristiwa pemantulan total karena….
A. indeks bias lapisan-lapisan udara bagian atas lebih besar daripada bagian bawah
B. indeks bias lapisan-lapisan udara bagian atas lebih kecil daripada bagian bawah
C. titik-titik air memantulkan berbagai warna pada sudut pantul yang berbeda
D. titik-titik air membiaskan berbagai warna pada sudut bias yang berbeda
Pembahasan
Pemandangan seperti lapisan minyak di permukaan jalan aspal pada siang hari yang panas merupakan contoh fatamorgana. Fatamorgana terjadi akibat adanya perbedaan indeks bias lapisan udara yang dekat dengan jalan dan lapisan udara di atasnya.
Pada siang hari yang panas, permukaan jalan memanaskan udara yang berada tepat di atasnya sehingga lapisan udara yang berada tepat di atas permukaan jalan lebih panas dibandingkan lapisan udara di sebelah atas yang lebih jauh dari permukaan jalan. Lapisan udara yang lebih panas mengalami pemuaian volume lebih besar sehingga udara tersebut kurang rapat (massa jenisnya lebih kecil). Sebaliknya lapisan udara kurang panas di atasnya mengalami pemuaian volume lebih kecil sehingga udara tersebut lebih rapat (massa jenisnya lebih besar). Jadi lapisan udara bagian bawah kurang rapat sedangkan lapisan udara di bagian atas lebih rapat.
Karena lapisan udara di bagian bawah (lebih dekat dengan permukaan jalan) kurang rapat maka cahaya bergerak lebih cepat ketika melewatinya, sedangkan lapisan udara di bagian atas lebih rapat sehingga cahaya bergerak lebih lambat ketika melewatinya.
Rumus indeks bias adalah : n = c / v , di mana n adalah indeks bias, c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa = konstan = 3 x 108 m/s, v = kecepatan cahaya dalam medium. Berdasarkan rumus ini, c tetap sehingga apabila v semakin besar maka n semakin kecil dan sebaliknya jika v berkurang maka n semakin besar.
Cahaya bergerak lebih cepat pada lapisan udara bagian bawah (v besar) sehingga lapisan udara bagian bawah mempunyai indeks bias lebih kecil (n kecil) sebaliknya cahaya bergerak lebih lambat pada lapisan udara bagian atas (v kecil) sehingga lapisan udara bagian atas mempunyai indeks bias lebih besar (n besar).
Jawaban yang benar adalah A.
Indeks bias
6. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.29
Berkas sinar tampak mempunyai panjang gelombang 510 nm di udara. Jika berkas sinar tersebut masuk ke dalam medium yang indeks biasnya 1,5 maka panjang gelombangnya berubah menjadi….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
Pembahasan
Diketahui :
Panjang gelombang (λ) = 510 nm = 510 x 10-9 meter
Indeks bias (n) = 1,5
Ditanya : Panjang gelombang (λ) berubah menjadi….
Jawab :
Panjang gelombang (λ) berubah menjadi 340 nanometer.
Jawaban yang benar adalah C.
7. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.32
Terlihat seekor ikan di dasar laut sebuah kolam yang jernih, kedalaman kolam 2 meter, indeks bias kolam 4/3. Jika ikan dilihat secara hampir tegak lurus dari permukaan kolam, berapa jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam ?
A. 1 meter dari permukaan kolam
B. 1,5 meter dari permukaan kolam
C. 2 meter dari permukaan kolam
D. 2,67 meter dari permukaan kolam
Pembahasan
Diketahui :
Indeks bias kolam = 4/3
Kedalaman kolam = 2 meter
Ditanya : Jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam ?
Jawab :
Jarak semu = 1 : n (jarak sesungguhnya)
Jarak semu = 1 : 4/3 (2 meter)
Jarak semu = 1 x 3/4 (2 meter)
Jarak semu = 3/4 (2 meter)
Jarak semu = 6/4
Jarak semu = 1,5 meter
Jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam = 1,5 meter
Jawaban yang benar adalah B.
8. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.30
Cahaya dapat ditransmisikan dalam suatu saluran yang indeks bias relatifnya terhadap lingkungan….
A. > 1
B. = 1
C. < 1
D. = 0
Pembahasan
Indeks bias hampa udara = 1,0000
Indeks bias medium lebih besar dari indeks bias hampa udara.
Jawaban yang benar adalah A.
Dispersi cahaya
9. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.34
Sudut dispersi adalah sudut antara dua warna cahaya monokromatik yang terjadi pada peristiwa….
A. polarisasi cahaya
B. absorbsi cahaya
C. dispersi cahaya
D. difraksi cahaya
Pembahasan
Cahaya monokromatik adalah cahaya yang mempunyai satu warna atau satu panjang gelombang. Cahaya putih seperti cahaya matahari merupakan gabungan dari semua warna cahaya di mana masing-masing warna mempunyai panjang gelombang atau frekuensi yang berbeda-beda. Penguraian cahaya putih menjadi spektrum cahaya tampak (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu) disebut dispersi cahaya.
Dispersi cahaya bisa dilakukan oleh prisma, tetesan air atau benda lain. Pelangi merupakan contoh dispersi cahaya dalam kehidupan sehari-hari, di mana cahaya matahari didispersikan oleh tetesan air hujan.
Jawaban yang benar adalah C.
10. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.60
Pelangi tampak berupa pita warna-warni berbentuk sebagian lingkaran. Urutan 4 warna pelangi yang benar di bawah ini dari radius yang lebih kecil ke radius yang lebih besar adalah….
A. merah, jingga, kuning, hijau
B. biru, ungu, hijau, kuning
C. hijau, biru, nila, ungu
D. nila, biru, hijau, kuning
Pembahasan
Urutan warna pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.
Cahaya berwarna merah mempunyai panjang gelombang terbesar, sedangkan cahaya berwarna ungu mempunyai panjang gelombang terkecil. Pembelokan masing-masing warna cahaya bergantung pada panjang gelombang cahaya tersebut.
Ketika cahaya putih matahari didispersikan oleh tetesan air hujan, cahaya yang mempunyai panjang gelombang lebih besar dibelokkan lebih sedikit sedangkan cahaya yang mempunyai panjang gelombang lebih kecil dibelokkan lebih jauh. Cahaya berwarna merah dibelokkan paling sedikit karena panjang gelombangnya paling besar sedangkan cahaya berwarna ungu dibelokkan paling jauh karena panjang gelombangnya paling kecil, sebagaimana ditunjukkan pada diagram di bawah. Dengan demikian mata pengamat melihat cahaya berwarna merah berada paling atas dan cahaya berwarna ungu berada paling bawah.
Semua warna cahaya pelangi berbentuk sebagian lingkaran, di mana lingkaran cahaya berwarna merah berada paling atas sehingga mempunyai radius (jari-jari) paling besar sedangkan lingkaran cahaya berwarna ungu berada paling bawah sehingga mempunyai radius (jari-jari) paling kecil.
Urutan warna cahaya yang mempunyai radius paling besar ke radius paling kecil adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.
Jawaban yang benar adalah D.
11. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.35
Warna-warna cahaya dari lapisan minyak di permukaan air terjadi karena peristiwa….
A. interferensi
B. polarisasi
C. dispersi
D. difraksi
Pembahasan
Jawaban yang benar adalah C.
Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74
Materi Pembahasan Soal :
- Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
- Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
- Hukum Gerak Newton
- Gerak Lurus
- Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
- Fluida Statis
- Gelombang Bunyi
- Osilasi
- Gelombang Mekanik
- Alat Optik Cermin dan Lensa
- Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
- Gelombang Cahaya
- Pemuaian
- Skala Suhu, Kalibrasi termometer
- Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
- Muatan listrik, Gaya listrik
- Rangkaian listrik, Hambatan listrik
- Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
- Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Gelombang cahaya (optika fisis)
Karakteristik cahaya
1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.29
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, oleh karena itu cahaya….
A. Tidak mengalami pemantulan
B. Tidak mengalami pembiasan
C. Tidak memerlukan medium perambatan
D. Tidak membawa energi dalam penjalarannya
Pembahasan
Cahaya merupakan gelombang karenanya mengalami pemantulan, pembiasan dan membawa energi dalam penjalarannya sebagaimana gelombang-gelombang yang lain. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik sehingga tidak memerlukan medium perambatan.
Jawaban yang benar adalah C.
2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.33
Perhatikan pernyataan berikut ini :
1. Cahaya bergerak menurut garis lurus
2. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik
3. Cahaya dapat diserap
4. Cahaya membawa muatan listrik
Pernyataan yang benar mengenai sifat-sifat cahaya adalah….
A. pernyataan 1 saja
B. pernyataan 1 dan 2
C. pernyataan 1, 2 dan 3
D. semua pernyataan benar
Pembahasan
1. Cahaya bergerak menurut garis lurus.
Pernyataan ini benar karena walaupun cahaya bergerak seperti gelombang transversal tetapi lintasan gerak cahaya berupa garis lurus. Pada pokok bahasan optika geometri (pemantulan dan pembiasan cahaya), cahaya digambarkan berupa sinar yang lintasan geraknya berupa garis lurus).
2. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik :
Pernyataan ini benar karena cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, di mana perambatan cahaya tidak memerlukan medium.
3. Cahaya dapat diserap :
Pernyataan ini benar. Cahaya merupakan salah satu jenis gelombang elektromagnetik. Semua gelombang, baik gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik, selalu membawa energi ketika bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain. Karenanya sebagian energi cahaya dapat diserap oleh medium yang dilewatinya. Sebagai contoh, ketika cahaya bergerak menuju cermin datar, sebagian besar cahaya dipantulkan tetapi sebagian kecil cahaya diserap oleh cermin datar.
4. Cahaya membawa muatan listrik :
Pernyataan ini salah. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik terjadi karena adanya osiliasi medan listrik dan medan magnet. Gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh muatan listrik yang mengalami percepatan.
Jawaban yang benar adalah C.
Pemantulan sempurna
3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.38
Gambar di samping adalah batu perhiasan berlian yang sangat mahal harganya karena cahaya yang dipantulkan berlian begitu berkilauan. Peristiwa tersebut disebabkan karena….
A. pembiasan sempurna di mana sinar masuk dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat
B. pembiasan sempurna di mana sudut datang lebih kecil dari sudut batas
C. pemantulan sempurna di mana sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat
D. pemantulan sempurna di mana sudut datang lebih besar daripada sudut batas
Pembahasan
Cahaya berlian tampak berkilauan karena adanya dispersi cahaya dan pemantulan sempurna. Pemantulan sempurna terjadi ketika cahaya bergerak dari medium yang memiliki indeks bias lebih besar ke medium yang memiliki indeks bias lebih kecil. Misalnya cahaya bergerak dari berlian (indeks bias lebih besar) ke udara (indeks bias lebih kecil). Untuk memperjelas pemahamanmu, amati gambar di bawah.
Ketika cahaya bergerak dari medium berindeks bias besar ke medium berindeks bias kecil, cahaya dibelokkan menjauhi garis normal. Jika sudut datang (i) semakin besar maka sudut bias (r) semakin besar. Pada sudut datang tertentu, sudut bias bernilai 90o. Sudut datang ketika sudut bias bernilai 90o disebut sudut kritis (θk) atau sudut batas. Apabila sudut datang lebih besar dari sudut kritis atau sudut batas maka tidak ada cahaya yang dibiaskan; semua cahaya dipantulkan.
Jawaban yang benar adalah D.
4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.39
Fenomena berikut ini, yang merupakan gejala pemantulan sempurna adalah….
A. pelangi
B. fatamorgana
C. telaga warna
D. astigmatisma
Pembahasan
Fatamorgana disebut gejala pemantulan sempurna karena pada proses tersebut cahaya yang datang dari udara tidak ada yang dibiaskan oleh permukaan jalan tetapi seolah-olah semua cahaya dipantulkan oleh permukaan jalan. Fatamorgana terjadi karena cahaya bergerak dalam lapisan-lapisan udara yang mempunyai indeks bias berbeda karena kerapatan lapisan-lapisan udara tersebut berbeda. Dalam kenyataannya, cahaya tidak dipantulkan oleh permukaan jalan tetapi dibiaskan (dibelokkan) oleh lapisan udara yang mempunyai indeks bias yang berbeda-beda.
Jawaban yang benar adalah B.
5. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.30
Pemandangan seperti lapisan minyak di permukaan jalan aspal ketika hari panas pada dasarnya adalah peristiwa pemantulan total karena….
A. indeks bias lapisan-lapisan udara bagian atas lebih besar daripada bagian bawah
B. indeks bias lapisan-lapisan udara bagian atas lebih kecil daripada bagian bawah
C. titik-titik air memantulkan berbagai warna pada sudut pantul yang berbeda
D. titik-titik air membiaskan berbagai warna pada sudut bias yang berbeda
Pembahasan
Pemandangan seperti lapisan minyak di permukaan jalan aspal pada siang hari yang panas merupakan contoh fatamorgana. Fatamorgana terjadi akibat adanya perbedaan indeks bias lapisan udara yang dekat dengan jalan dan lapisan udara di atasnya.
Pada siang hari yang panas, permukaan jalan memanaskan udara yang berada tepat di atasnya sehingga lapisan udara yang berada tepat di atas permukaan jalan lebih panas dibandingkan lapisan udara di sebelah atas yang lebih jauh dari permukaan jalan. Lapisan udara yang lebih panas mengalami pemuaian volume lebih besar sehingga udara tersebut kurang rapat (massa jenisnya lebih kecil). Sebaliknya lapisan udara kurang panas di atasnya mengalami pemuaian volume lebih kecil sehingga udara tersebut lebih rapat (massa jenisnya lebih besar). Jadi lapisan udara bagian bawah kurang rapat sedangkan lapisan udara di bagian atas lebih rapat.
Karena lapisan udara di bagian bawah (lebih dekat dengan permukaan jalan) kurang rapat maka cahaya bergerak lebih cepat ketika melewatinya, sedangkan lapisan udara di bagian atas lebih rapat sehingga cahaya bergerak lebih lambat ketika melewatinya.
Rumus indeks bias adalah : n = c / v , di mana n adalah indeks bias, c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa = konstan = 3 x 108 m/s, v = kecepatan cahaya dalam medium. Berdasarkan rumus ini, c tetap sehingga apabila v semakin besar maka n semakin kecil dan sebaliknya jika v berkurang maka n semakin besar.
Cahaya bergerak lebih cepat pada lapisan udara bagian bawah (v besar) sehingga lapisan udara bagian bawah mempunyai indeks bias lebih kecil (n kecil) sebaliknya cahaya bergerak lebih lambat pada lapisan udara bagian atas (v kecil) sehingga lapisan udara bagian atas mempunyai indeks bias lebih besar (n besar).
Jawaban yang benar adalah A.
Indeks bias
6. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.29
Berkas sinar tampak mempunyai panjang gelombang 510 nm di udara. Jika berkas sinar tersebut masuk ke dalam medium yang indeks biasnya 1,5 maka panjang gelombangnya berubah menjadi….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
Pembahasan
Diketahui :
Panjang gelombang (λ) = 510 nm = 510 x 10-9 meter
Indeks bias (n) = 1,5
Ditanya : Panjang gelombang (λ) berubah menjadi….
Jawab :
Panjang gelombang (λ) berubah menjadi 340 nanometer.
Jawaban yang benar adalah C.
7. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.32
Terlihat seekor ikan di dasar laut sebuah kolam yang jernih, kedalaman kolam 2 meter, indeks bias kolam 4/3. Jika ikan dilihat secara hampir tegak lurus dari permukaan kolam, berapa jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam ?
A. 1 meter dari permukaan kolam
B. 1,5 meter dari permukaan kolam
C. 2 meter dari permukaan kolam
D. 2,67 meter dari permukaan kolam
Pembahasan
Diketahui :
Indeks bias kolam = 4/3
Kedalaman kolam = 2 meter
Ditanya : Jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam ?
Jawab :
Jarak semu = 1 : n (jarak sesungguhnya)
Jarak semu = 1 : 4/3 (2 meter)
Jarak semu = 1 x 3/4 (2 meter)
Jarak semu = 3/4 (2 meter)
Jarak semu = 6/4
Jarak semu = 1,5 meter
Jarak ikan yang tampak dari permukaan kolam = 1,5 meter
Jawaban yang benar adalah B.
8. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.30
Cahaya dapat ditransmisikan dalam suatu saluran yang indeks bias relatifnya terhadap lingkungan….
A. > 1
B. = 1
C. < 1
D. = 0
Pembahasan
Indeks bias hampa udara = 1,0000
Indeks bias medium lebih besar dari indeks bias hampa udara.
Jawaban yang benar adalah A.
Dispersi cahaya
9. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.34
Sudut dispersi adalah sudut antara dua warna cahaya monokromatik yang terjadi pada peristiwa….
A. polarisasi cahaya
B. absorbsi cahaya
C. dispersi cahaya
D. difraksi cahaya
Pembahasan
Cahaya monokromatik adalah cahaya yang mempunyai satu warna atau satu panjang gelombang. Cahaya putih seperti cahaya matahari merupakan gabungan dari semua warna cahaya di mana masing-masing warna mempunyai panjang gelombang atau frekuensi yang berbeda-beda. Penguraian cahaya putih menjadi spektrum cahaya tampak (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu) disebut dispersi cahaya.
Dispersi cahaya bisa dilakukan oleh prisma, tetesan air atau benda lain. Pelangi merupakan contoh dispersi cahaya dalam kehidupan sehari-hari, di mana cahaya matahari didispersikan oleh tetesan air hujan.
Jawaban yang benar adalah C.
10. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.60
Pelangi tampak berupa pita warna-warni berbentuk sebagian lingkaran. Urutan 4 warna pelangi yang benar di bawah ini dari radius yang lebih kecil ke radius yang lebih besar adalah….
A. merah, jingga, kuning, hijau
B. biru, ungu, hijau, kuning
C. hijau, biru, nila, ungu
D. nila, biru, hijau, kuning
Pembahasan
Urutan warna pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.
Cahaya berwarna merah mempunyai panjang gelombang terbesar, sedangkan cahaya berwarna ungu mempunyai panjang gelombang terkecil. Pembelokan masing-masing warna cahaya bergantung pada panjang gelombang cahaya tersebut.
Ketika cahaya putih matahari didispersikan oleh tetesan air hujan, cahaya yang mempunyai panjang gelombang lebih besar dibelokkan lebih sedikit sedangkan cahaya yang mempunyai panjang gelombang lebih kecil dibelokkan lebih jauh. Cahaya berwarna merah dibelokkan paling sedikit karena panjang gelombangnya paling besar sedangkan cahaya berwarna ungu dibelokkan paling jauh karena panjang gelombangnya paling kecil, sebagaimana ditunjukkan pada diagram di bawah. Dengan demikian mata pengamat melihat cahaya berwarna merah berada paling atas dan cahaya berwarna ungu berada paling bawah.
Semua warna cahaya pelangi berbentuk sebagian lingkaran, di mana lingkaran cahaya berwarna merah berada paling atas sehingga mempunyai radius (jari-jari) paling besar sedangkan lingkaran cahaya berwarna ungu berada paling bawah sehingga mempunyai radius (jari-jari) paling kecil.
Urutan warna cahaya yang mempunyai radius paling besar ke radius paling kecil adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.
Jawaban yang benar adalah D.
11. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.35
Warna-warna cahaya dari lapisan minyak di permukaan air terjadi karena peristiwa….
A. interferensi
B. polarisasi
C. dispersi
D. difraksi
Pembahasan
Jawaban yang benar adalah C.
Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74
Materi Pembahasan Soal :
- Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
- Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
- Hukum Gerak Newton
- Gerak Lurus
- Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
- Fluida Statis
- Gelombang Bunyi
- Osilasi
- Gelombang Mekanik
- Alat Optik Cermin dan Lensa
- Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
- Gelombang Cahaya
- Pemuaian
- Skala Suhu, Kalibrasi termometer
- Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
- Muatan listrik, Gaya listrik
- Rangkaian listrik, Hambatan listrik
- Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
- Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator
0 Response to "√Pembahasan Soal Muatan Listrik ⊗ Full Pembahasanya"
Posting Komentar