SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Sistem Pengereman Roller Coaster)

Teks Bacaan:

Pernahkah kamu naik wahana roller coaster? Saat kereta meluncur turun dengan sangat cepat lalu mendekati titik pemberhentian, kereta dapat melambat secara mulus tanpa adanya gesekan kampas rem. Sistem pengereman canggih ini menggunakan plat tembaga pada kereta dan magnet kuat pada rel. Ketika plat logam bergerak cepat memotong medan magnet, timbul arus pusar (arus eddy) di dalam logam tersebut. Sesuai dengan Hukum Lenz, arus listrik yang tiba-tiba muncul ini akan menghasilkan medan magnet baru.

Berdasarkan prinsip Hukum Lenz, bagaimana medan magnet baru ini bekerja sehingga bisa menghentikan laju roller coaster secara otomatis?

A. Medan magnet baru menarik kereta ke arah depan agar tidak tergelincir dari rel.

B. Medan magnet baru menetralkan seluruh gaya gravitasi yang bekerja pada kereta.

C. Medan magnet baru selalu berlawanan arah dengan perubahan fluks asalnya, sehingga menimbulkan gaya tolak yang melawan arah gerak kereta.

D. Medan magnet baru mengubah arus listrik menjadi energi panas yang melelehkan roda logam perlahan-lahan.

E. Medan magnet baru memutar roda kereta ke arah sebaliknya secara tiba-tiba.

Soal 2 (Kontekstual: Eksperimen Menjatuhkan Magnet dalam Pipa)

Teks Bacaan:

Dalam sebuah eksperimen fisika di sekolah, Anton (17 tahun) menjatuhkan dua benda ke dalam sebuah pipa tembaga panjang yang didirikan tegak: benda pertama adalah kelereng besi biasa, dan benda kedua adalah magnet neodymium yang sangat kuat. Kelereng besi jatuh dengan cepat ke lantai dalam waktu kurang dari 1 detik. Namun anehnya, magnet neodymium jatuh sangat lambat, seolah-olah melayang menembus cairan kental, dan baru keluar dari ujung pipa 5 detik kemudian. Padahal tembaga bukanlah bahan magnetik (tidak bisa menempel pada magnet).

Mengapa magnet neodymium jatuh sangat lambat saat melewati pipa tembaga tersebut?

A. Karena magnet tersebut bergesekan dengan dinding pipa tembaga sehingga tertahan secara fisik.

B. Karena gerakan magnet mengubah fluks magnetik pada pipa, memicu arus induksi yang menghasilkan medan magnet penolak ke arah atas (melawan gravitasi).

C. Karena pipa tembaga menyerap energi gravitasi bumi dan mengubahnya menjadi energi listrik.

D. Karena berat magnet neodymium berkurang drastis saat berada di dalam ruangan tertutup.

E. Karena magnet mengubah tembaga menjadi besi secara instan sehingga saling menempel.

Soal 3 (Kontekstual: Prinsip Kerja Kompor Induksi)

Teks Bacaan:

Ibu memasak air menggunakan kompor induksi masa kini. Permukaan kompor tersebut terbuat dari kaca keramik yang sama sekali tidak panas saat disentuh. Namun, saat panci berbahan besi atau stainless steel diletakkan di atasnya, dasar panci tersebut seketika menjadi sangat panas hingga air mendidih. Di dalam kompor tersebut terdapat kumparan yang dialiri arus listrik bolak-balik (AC) frekuensi tinggi.

Sesuai dengan fenomena induksi elektromagnetik dan Hukum Lenz, bagaimana proses dasar panci tersebut bisa menjadi panas?

A. Arus AC pada kompor memancarkan radiasi inframerah yang diserap langsung oleh air, bukan pancinya.

B. Permukaan kaca kompor memindahkan panasnya secara konduksi kilat ke bagian dasar panci.

C. Medan magnet yang berubah-ubah memicu arus pusar induksi (arus eddy) di dasar panci besi; hambatan listrik pada besi meredam arus penolak ini dan mengubahnya menjadi panas.

D. Medan magnet kuat menarik dasar panci ke bawah dengan keras sehingga terjadi gesekan panas.

E. Hukum Lenz membalikkan suhu ruangan di sekitar kompor sehingga memusat pada logam besi panci.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Dinamo Sepeda Onthel)

Pak Darman menggunakan sepeda onthel yang dilengkapi dinamo untuk menyalakan lampu saat malam hari. Di dalam dinamo terdapat kumparan dengan jumlah N = 500 lilitan. Saat Pak Darman mengayuh sepeda agak lambat, fluks magnetik yang menembus kumparan berkurang dari 0,05 Weber menjadi 0,01 Weber dalam waktu 0,2 detik.

(Rumus Hukum Faraday-Lenz: epsilon = -N . (Delta Phi / Delta t). Tanda minus menunjukkan arah perlawanan sesuai Hukum Lenz)

Berapakah besar Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi yang dihasilkan oleh dinamo sepeda tersebut?

A. 20 Volt

B. 50 Volt

C. 100 Volt

D. 150 Volt

E. 200 Volt

Soal 5 (Kontekstual: Rel Kereta Mainan Elektromagnetik)

Sebuah rel kereta mainan terbuat dari dua kawat sejajar. Sebuah batang logam konduktor sepanjang L = 20 cm (0,2 meter) diletakkan melintang menghubungkan kedua rel tersebut. Rangkaian ini berada dalam medan magnet tegak lurus sebesar B = 0,5 Tesla. Batang logam tersebut kemudian ditarik dengan kecepatan konstan v = 4 m/s. Jika hambatan total rangkaian adalah R = 2 Ohm, arus induksi akan mengalir untuk melawan tarikan tersebut.

(Rumus GGL induksi kawat lurus: epsilon = B . L . v,   dan Hukum Ohm: I = epsilon / R)

Berapakah besar kuat arus induksi (I) yang mengalir pada rangkaian rel tersebut?

A. 0,1 Ampere

B. 0,2 Ampere

C. 0,4 Ampere

D. 2,0 Ampere

E. 4,0 Ampere

Soal 6 (Kontekstual: Gerbang Metal Detector di Mall)

Saat masuk ke sebuah mall, kamu melewati gerbang pendeteksi logam (metal detector). Gerbang ini memiliki sebuah kumparan sensor berukuran luas A = 0,1 m^2 yang terdiri dari 100 lilitan. Saat seseorang membawa logam melintas, alat mengubah kuat medan magnet secara cepat dari 0 Tesla menjadi 2 Tesla dalam waktu 0,5 detik untuk membaca respons tolakan arus pusar (efek Lenz) dari benda logam tersebut.

(Rumus GGL induksi perubahan medan magnet: epsilon = -N . A . (Delta B / Delta t)

Berapakah besar nilai (magnitudo) GGL induksi yang terjadi pada kumparan sensor gerbang tersebut saat beroperasi?

A. 10 Volt

B. 20 Volt

C. 30 Volt

D. 40 Volt

E. 50 Volt


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?