S.pdf

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Telp: +6222 2515032, Fax +6222 2502360, e-mail : [email protected]

Program Studi Magister Fisika Tes Seleksi Penerimaan Calon Mahasiswa Magister Fisika 2015 Petunjuk: 1. Soal seleksi ini terdiri dari 8 soal uraian 2. Lembar jawaban dapat diperbanyak sendiri oleh peserta sesuai kebutuhan. Setiap halaman lembar jawaban harus ditandatangani dan diberi identitas. 3. Peserta Seleksi menjawab soal pada lembar yang telah disediakan dan menyampaikannya ke Program Studi Magister Fisika melalui email ke [email protected] (cc ke [email protected]) sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Pastikan bahwa ukuran file yang dikirimkan tidak lebih dari 6 MB.

SOAL 1. Dua buah lempeng logam disusun tegak lurus z masing-masing pada bidang xy dan yz seperti ditunjukkan gambar. Lempeng pertama (yang terletak pada bidang xy) dihubungkan dengan sumber tegangan Vo sementara lempeng yang lempeng B lain digroundkan. Sambungan antara kedua lempeng diberi isolator. Anggap ukuran kedua lempeng tersebut sangat besar. y a. Tuliskan bentuk persamaan differensial parsial yang menyatakan dstribusi potensial listrik pada ruang antara kedua lempeng logam tersebut serta syarat-syarat batas yang memenuhi. lempeng A x b. Tentukan bentuk fungsi potensial listrik pada ruang antara kedua lempeng tersebut c. Tentukanlah beda potensial antara titik A yang terletak di (a,2a,0) dengan titik B yang terletak di (b,b,b)! 2. Suatu bola dilepas dari ketinggian H o di atas permukaan lantai horizontal. Koefisien restitusi tumbukan antara bola dan lantai dinyatakan dengan e. Jika tinggi yang dicapai bola pada pantulan ke-n dinyatakan dengan Hn a. tentukan bentuk Hn (nyatakan dalam H dan e) b. Tentukan panjang lintasan yang ditempuh bola sampai bola tersebut berhenti (nyatakan dalam H). c. Tentukan waktu yang diperlukan bola sampai berhenti (nyatakan dalam H).

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Telp: +6222 2515032, Fax +6222 2502360, e-mail : [email protected]

3. Sebuah partikel bergerak dengan laju tetap u pada lintasan lingkaran berjejari b. Pada saat t = 0, partikel berada pada posisi A dan saat t di B. Dalam koordinat polar, tentukan  a. posisinya saat t, r (t ) ,  b. kecepatannya saat t, r (t ) ,  c. percepatannya saat t, r(t ) .

y x u B



A

x

4. Sebuah solenoid panjang memiliki sumbu Z sebagai s sumbunya, dan berjari-jari a, memiliki rapat lilitan n lilitan persatuan panjang. Sebuah loop kawat tunggal terletak a sesumbu dengan solenoid tsb, dengan jari-jari s dengan s > a. a. Arus listrik I(t) = I0 sin (100t) dengan t adalah waktu Z mengalir melalui solenoid. Hitunglah fluks magnetik yang menembus loop kawat tunggal. b. Berapakah ggl yang terjadi di loop kawat tunggal? c. Berapakah medan listrik induksi yang terjadi di loop kawat tunggal tsb? d. Seandainya arus listrik I(t) di soal (a) di atas mengalir melalui loop kawat tunggal tsb, berapakah fluks magnetik yang dihasilkannya yang menembus solenoid? e. Berapakah induktansi bersamanya ? 5. Suatu dipole listrik yang mempunyai momen dipole 1,6×1029 Cm berada dalam ruang yang bermedan listrik 1000 V/m. Arah momen dipole membuat sudut 30o terhadap arah medan listrik. Tentukanlah energy potensial dipole tersebut. 6. Suatu sistem yang terdiri dari N partikel dan memiliki energi total U , tersusun atas sejumlah tingkat-tingkat energi. Pada suatu tingkat energi j terdapat N j partikel dengan degenerasi pada tingkat energi tersebut adalah g j . Energi sebuah partikel yang menempati tingkat energi j adalah

j. a. Tuliskan rumusan untuk menghitung N , U , dan  sistem partikel ini, dengan  adalah energi rata-rata setiap partikel. b. Jelaskan apa yang disebut sebagai keadaan mikro dan makro dari sistem ini dan tuliskan peluang termodinamika suatu keadaan makro k yang dinyatakan dengan Wk , masing-masing untuk statistik Maxwell-Boltzmann (MB), Bose-Einstein (BE), dan Fermi-Dirac (FD). c. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem tertutup dan terisolasi dengan menggunakan jumlah partikel N dan energi total sistem U . Untuk statistik MB tentukan keadaan makro yang paling mungkin muncul dengan meminimumkan lnWk  N  U . Jelaskan pula sebelumnya, arti dari parameter  dan 

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Telp: +6222 2515032, Fax +6222 2502360, e-mail : [email protected]

7. Diketahui suatu neutron bebas mempunyai konstanta peluruhan 1,1×103 s1. Jika panjang gelombang de Broglie pada berkas neutron parallel adalah 1 nm, tentukan jarak dari sumber neutron agar intensitas berkas neutron berkurang menjadi setengah dari intensitas awalnya? 8. Suatu dawai yang panjangnya L kedua ujungnya diikat pada posisi tetap dan digetarkan dengan cara menarik bagian tengahnya hingga menyimpang sebesar h lalu dilepaskan. a. Tentukanlah persamaan simpangan dawai setiap saat di seluruh bagian dawai. b. Tunjukkan bahwa bunyi yang dihasilkan hanya mempunyai nada harmonik ganjil.

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Telp: +6222 2515032, Fax +6222 2502360, e-mail : [email protected]

LEMBAR JAWABAN TES SELEKSI Nama : No. Registrasi :

Email : HP :

NO SOAL:

Lembar ini adalah lembar ke - … dari … lembar jawaban untuk Soal Nomor … Tanda Tangan Peserta

-Lembar Jawaban ini dapat diperbanyak sendiri oleh peserta sesuai keperluan dengan format yang sama-Setiap nomor dikerjakan pada lembar jawaban terpisah-

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Telp: +6222 2515032, Fax +6222 2502360, e-mail : [email protected]

LEMBAR JAWABAN TES SELEKSI Nama : No. Registrasi :

Email : HP :

NO SOAL:

Lembar ini adalah lembar ke - … dari … lembar jawaban Soal Nomor … Tanda Tangan Peserta

-Lembar Jawaban ini dapat diperbanyak sendiri oleh peserta sesuai keperluan dengan format yang sama-Setiap nomor dikerjakan pada lembar jawaban terpisah-