SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Prinsip Kerja Pembaca Kartu ATM/Kredit)

Teks Bacaan:

Saat kamu menggesekkan kartu ATM atau kartu akses pintu pada mesin pembaca (card reader), di bagian belakang kartu terdapat pita magnetik (magnetic stripe) yang menyimpan data numerik. Pita magnetik ini terdiri dari partikel-partikel magnetik kecil yang dikelompokkan membentuk pola tertentu. Ketika pita magnetik digesekkan melewati kepala pembaca (read head) yang berisi kumparan kawat halus, jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik) yang menembus kumparan kawat berubah secara mendadak terhadap waktu. Perubahan fluks ini membangkitkan Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi berupa sinyal listrik digital yang kemudian dibaca oleh komputer mesin ATM.

Berdasarkan teks di atas, faktor utama yang menyebabkan munculnya sinyal listrik (GGL induksi) pada mesin pembaca kartu ATM adalah...

A. Adanya gesekan fisik secara langsung antara plastik kartu dengan kabel listrik mesin.

B. Perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik) yang menembus kumparan kawat setiap satuan waktu saat kartu digesek.

C. Panas yang dihasilkan akibat gesekan antara pita magnetik dan kepala pembaca kartu.

D. Kuat medan magnet yang bernilai tetap dan tidak berubah selama kartu diam di dalam mesin.

E. Pembatalan medan magnet oleh lapisan luar kartu plastik saat dimasukkan ke slot.

Soal 2 (Kontekstual: Kecepatan Kayuhan Dinamo Sepeda)

Teks Bacaan:

Siti (17 tahun) mengendarai sepeda yang dilengkapi dinamo tradisional di roda depan untuk menyalakan lampu sepeda. Saat Siti mengayuh sepeda dengan perlahan di jalanan datar, nyala lampu sepeda terlihat redup dan agak berkedip. Namun, ketika Siti mengayuh sepedanya dengan sangat cepat saat menuruni jalanan melandai, nyala lampu sepeda berubah menjadi sangat terang. Guru fisika menjelaskan bahwa dinamo sepeda bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik Hukum Faraday, di mana roda sepeda memutar magnet di dekat kumparan kawat.

Mengapa nyala lampu sepeda Siti menjadi jauh lebih terang saat sepeda dikayuh dengan lebih cepat?

A. Karena mengayuh lebih cepat meningkatkan nilai resistansi kawat tembaga di dalam dinamo.

B. Karena laju perubahan fluks magnetik (Delta Phi / Delta t) di dalam kumparan semakin tinggi, sehingga GGL induksi yang dihasilkan makin besar.

C. Karena medan magnet permanen di dalam dinamo membesar dua kali lipat saat berputar cepat.

D. Karena jumlah lilitan kawat di dalam dinamo bertambah secara otomatis seiring bertambahnya kecepatan.

E. Karena arah fluks magnetik berhenti berubah saat roda berputar pada kecepatan maksimum.

Soal 3 (Kontekstual: Pengisian Daya Tanpa Kabel / Wireless Charging)

Teks Bacaan:

Beberapa smartphone modern memiliki fitur pengisian daya tanpa kabel (wireless charging). Alat pengisi daya (charging pad) dicolokkan ke listrik dan memiliki kumparan pemancar (transmitter coil). Ketika smartphone diletakkan di atas charging pad, kumparan penerima (receiver coil) di dalam smartphone akan menangkap perubahan fluks magnetik yang dipancarkan oleh charging pad, sehingga membangkitkan GGL induksi dan arus listrik untuk mengisi baterai HP.

Agar pengisian daya wireless berjalan optimal, posisi HP harus diletakkan sejajar dan tepat menempel di atas charging pad. Penjelasan opti-fisika yang paling tepat mengenai hal tersebut adalah...

A. Agar sudut antara garis medan magnet dan garis normal permukaan kumparan penerima bernilai 0 derajat (cos 0 derajat = 1), sehingga fluks magnetik (Phi = B . A . cos theta) yang ditangkap maksimal.

B. Agar sudut antara garis medan magnet dan permukaan kumparan bernilai 90 derajat sehingga fluks magnetik menjadi nol.

C. Agar arus listrik searah (DC) dapat melompat secara langsung melalui udara tanpa media magnetik.

D. Agar kumparan penerima di dalam HP memantulkan seluruh medan magnet kembali ke alat pengisi daya.

E. Agar luas penampang kumparan penerima menyusut sehingga memicu reaksi arus yang lebih tinggi.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Luas Penampang Panel Sensor Fluks Magnetik)

Sebuah sensor fluks magnetik berbentuk persegi dengan luas penampang A = 0,02 m^2 dipasang pada alat pendeteksi logam. Sensor tersebut ditembus oleh medan magnet konstan sebesar B = 0,5 Tesla. Garis-garis medan magnet tersebut membentuk sudut 60 derajat terhadap garis normal permukaan sensor.

(Rumus Fluks Magnetik: Phi = B . A . cos theta,   dengan cos 60 derajat = 0,5)

Berapakah besar fluks magnetik (Phi) yang menembus permukaan sensor tersebut?

A. 0,005 Weber

B. 0,010 Weber

C. 0,020 Weber

D. 0,050 Weber

E. 0,100 Weber

Soal 5 (Kontekstual: GGL Induksi pada Generator Pembangkit Listrik)

Sebuah generator skala kecil di laboratorium sekolah memiliki kumparan dengan N = 200 lilitan. Kumparan tersebut berada dalam medan magnet yang fluks magnetiknya berubah secara konstan dari Phi1 = 0,08 Weber menjadi Phi2 = 0,02 Weber dalam selang waktu Delta t = 0,1 detik.

(Rumus Hukum Faraday GGL Induksi: epsilon = -N (Delta Phi / Delta t),   di mana Delta Phi = Phi2 - Phi1)

Berapakah besar (magnitudo) Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi yang dihasilkan oleh generator tersebut?

A. 60 Volt

B. 80 Volt

C. 120 Volt

D. 160 Volt

E. 200 Volt

Soal 6 (Kontekstual: Kawat Konduktor yang Meluncur pada Rel Magnet)

Dalam uji coba perangkat peluncur elektromagnetik, sebuah kawat konduktor lurus sepanjang L = 50 cm (0,5 meter) digerakkan memotong tegak lurus medan magnet homogen B = 0,4 Tesla dengan kecepatan konstan v = 10 m/s.

(Rumus GGL induksi kawat bergerak: epsilon = B . L . v)

Berapakah besar GGL induksi (epsilon) yang timbul di ujung-ujung kawat konduktor tersebut?

A. 1,0 Volt

B. 2,0 Volt

C. 4,0 Volt

D. 5,0 Volt

E. 10,0 Volt


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?