SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Kereta Cepat Maglev)

Teks Bacaan:

Kereta cepat Maglev (Magnetic Levitation) mampu bergerak hingga kecepatan lebih dari 500 km/jam tanpa menyentuh rel sama sekali. Kereta ini "melayang" beberapa sentimeter di atas lintasan menggunakan prinsip gaya magnet. Di bagian bawah kereta dan sepanjang lintasan dipasang elektromagnet superkonduktor yang dialiri arus listrik. Kutub-kutub magnet pada kereta dan rel diatur secara presisi sedemikian rupa sehingga timbul gaya dorong dan gaya angkat magnetik yang besar untuk menopang seluruh bobot kereta serta meluncurkannya ke depan tanpa adanya gesekan dengan rel.

Berdasarkan teks di atas, bagaimana prinsip gaya magnet dimanfaatkan agar kereta Maglev dapat melayang di atas lintasan?

A. Menggunakan gaya tarik magnetik antara dua kutub yang sama agar rel menarik kereta ke atas secara terus-menerus.

B. Menggunakan gaya tolak-menolak antara kutub-kutub magnet yang sejenis antara bagian bawah kereta dengan lintasan.

C. Menggunakan medan listrik dari udara untuk menetralkan massa kereta sehingga gaya gravitasi hilang.

D. Mengalirkan gaya gesek magnetik menuju kawat bumi (ground) agar kereta terdorong ke atas.

E. Menyatukan kutub utara dan kutub selatan magnet pada rel hingga menghasilkan medan gravitasi buatan.

Soal 2 (Kontekstual: Jalur Navigasi Burung Migran)

Teks Bacaan:

Setiap musim dingin, burung migran seperti burung dara atau angsa terbang puluhan ribu kilometer melintasi benua tanpa tersesat. Para ilmuwan menemukan bahwa burung memiliki kristal mikroskopis zat besi (magnetit) di dalam paruhnya yang terhubung dengan sistem saraf. Kristal ini berfungsi sebagai kompas alami yang dapat merasakan garis-garis medan magnet bumi. Saat burung terbang bergerak memotong garis medan magnet bumi, timbul Gaya Lorentz kecil pada partikel bermuatan di sel tubuhnya yang memberi petunjuk arah navigasi ke mana burung harus terbang.

Pernyataan yang paling tepat mengenai pengaruh medan magnet bumi terhadap navigasi burung migran berdasarkan prinsip Gaya Lorentz adalah...

A. Gaya Lorentz bekerja pada tubuh burung hanya jika burung berada dalam posisi diam/hinggap di pohon.

B. Gaya Lorentz timbul karena adanya muatan bergerak di dalam tubuh burung yang melintasi medan magnet bumi, membantu menentukan arah terbang.

C. Medan magnet bumi memberikan gaya dorong fisik yang membuat burung tidak perlu mengepakkan sayapnya.

D. Gaya Lorentz mengubah muatan listrik di tubuh burung menjadi cahaya yang terlihat di malam hari.

E. Medan magnet bumi menarik zat besi dalam paruh burung ke arah kutub selatan geografis secara konstan.

Soal 3 (Kontekstual: Pemilah Sampah Logam di Tempat Daur Ulang)

Teks Bacaan:

Di pabrik daur ulang sampah modern, sebuah sabuk berjalan (conveyor belt) digunakan untuk memilah berbagai jenis sampah. Di ujung sabuk berjalan terdapat drum pemilah berputar yang dipasangi magnet permanen yang sangat kuat di bagian dalamnya. Saat campuran sampah plastik, kertas, aluminium, dan besi melintas di atas drum tersebut, sampah besi secara otomatis terpisah dan jatuh ke tempat penampungan yang berbeda dibanding sampah plastik dan kertas.

Mengapa sampah besi dapat terpisah dari sampah lainnya saat melewati drum magnetik tersebut?

A. Sampah besi mengalami gaya magnetik tarik-menarik dengan drum sehingga menempel lebih lama sebelum jatuh ke penampungan khusus.

B. Sampah plastik dan kertas mengalami gaya tolak magnetik yang kuat sehingga terlempar lebih jauh dari drum.

C. Drum magnetik memberikan gaya gesek interaksi yang membakar sampah non-logam.

D. Magnetik pada drum mengubah besi menjadi baja yang massanya lebih berat dari sampah biasa.

E. Gaya Lorentz pada drum magnetik hanya menolak bahan-bahan konduktor seperti kertas basah.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Gaya Lorentz pada Kabel Listrik Rumah)

Dua kawat sejajar pada instalasi listrik rumah tangga dialiri arus listrik searah dengan arah yang sama. Kawat pertama membawa arus I1 = 2 Ampere dan kawat kedua membawa arus I2 = 5 Ampere. Jarak antar kawat adalah r = 0,1 meter (10 cm). Diketahui permeabilitas vakum miu0 = 4 phi x 10^-7 Wb/A . m

(Rumus Gaya Lorentz per satuan panjang antara dua kawat sejajar: F / L = (miu0 . I1 . I2) / (2 phi . r) )

Berapakah besar gaya magnetik per satuan panjang (F / L) yang dialami oleh kedua kawat tersebut?

A. 2 x 10^-5 N/m

B. 4 x 10^-5 N/m

C. 1 x 10^-6 N/m

D. 2 x 10^-6 N/m

E. 4 x 10^-6 N/m

Soal 5 (Kontekstual: Gaya Magnet pada Kawat Pengeras Suara / Speaker)

Di dalam sebuah pengeras suara (speaker), terdapat potongan kawat tembaga sepanjang L = 0,5 meter yang berada di dalam medan magnet konstan B = 0,4 Tesla dari magnet permanen speaker. Saat nada musik berbunyi, arus listrik sebesar I = 3 Ampere mengalir melalui kawat tersebut dengan posisi tegak lurus (theta = 90 derajat) terhadap medan magnet, sehingga kawat bergetar menghasilkan suara.

(Rumus Gaya Lorentz kawat berarus: F = B . I . L . sin theta, dengan sin 90 derajat = 1)

Berapakah besar gaya magnetik (F) yang membuat kawat speaker tersebut bergetar?

A. 0,3 Newton

B. 0,6 Newton

C. 1,2 Newton

D. 2,4 Newton

E. 6,0 Newton

Soal 6 (Kontekstual: Lintasan Elektron pada Layar Monitor CRT)

Dalam tabung sinar katoda (CRT) pada peralatan laboratorium tua, sebuah elektron bermuatan q = 1,6 x 10^-19 Coulomb bergerak horizontal dengan kecepatan v = 2 x 10^6 m/s. Elektron tersebut melintasi daerah medan magnet pembelok sebesar B = 0,05 Tesla secara tegak lurus (sin 90 derajat = 1).

(Rumus Gaya Lorentz muatan bergerak: F = q . v . B . sin theta)

Berapakah besar gaya magnetik (F) yang membelokkan arah gerak elektron tersebut?

A. 1,6 x 10^-14 Newton

B. 3,2 x 10^-14 Newton

C. 1,6 x 10^-15 Newton

D. 3,2 x 10^-15 Newton

E. 8,0 x 10^-15 Newton


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?