Soal Olimpiade Astronomi OF7

UNIVERSITAS RIAU

OLIMPIADE FISIKA 7 12-16 November 2011

ASTRONOMI TES 1 Himpunan Mahasiswa Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

TES TEORI 1 Astronomi Petunjuk Umum Tuliskan identitas Anda pada kolom yang telah disediakan dan pilihlah salah satu jawaban yang paling benar.

Petunjuk Khusus 1. Peserta diperbolehkan menggunakan kalkulator. 2. Prioritaskan untuk menjawab soal yang menurut Anda lebih mudah. 3. Terdapat 50 soal pada sesi ini, tersedia waktu 90 menit dalam pengerjaannya. 4. Gunakan bagian yang kosong pada soal sebagai buram. 5. Laporkan kepada pengawas jika ada soal yang kurang jelas, cacat, atau rusak. 6. Masing-masing jawaban benar bernilai +1 , jawaban salah atau kosong bernilai 0. 7. Skor maksimal adalah 50. 8. Peserta tidak diperkenankan meninggalkan ruangan sebelum ada instruksi dari pengawas.

Selamat Berkompetisi  Semoga Sukses 

“Intelligence is the ability to adapt to change” Stephen Hawking

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

DAFTAR DATA FISIS Massa Matahari Radius Matahari Luminositas Matahari

M⊙ R⊙ L⊙

1,989 × 1030 kg 700 Mm 3,86 x 1026 J/s

Massa Bumi Radius Bumi Percepatan gravitasi Bumi (permukaan)

ME RE g

5,975 × 1024 kg 6 378 km 9,8 m/s2

Massa Bulan Radius Bulan

7,343 × 1022 kg 1 738 km

1 Pc Astronomical Unit Kecepatan cahaya

AU

c

3,26 tahun cahaya 1,496 × 1011 m 3 × 108 m/s

Massa jenis air Kalor fusi air Kalor vapor air

ρ Lf Lv

1 000 kg/m3 333,5 kJ/kg 2,257 MJ/kg

Konstanta gravitasi universal Konstanta Matahari

G

6,67 × 10-11 N m2 kg-2 1 380 W/m2

Konstanta Hubble Konstanta Rydberg Konstanta Planck Konstanta Stefan-Boltzmann Konstanta Pergeseran Wien Permeabilitas ruang hampa

H Rc h σ μ0

(70 km/s) /MPc 1,097 × 107 m-1 6,63 × 10-34 J s 5,67 × 10-8 J s-1 m-2 K-4 2,90 × 10-3 m K 4π × 10-7 N/A2

Bilangan Avogadro Konstanta universal gas

NA R

6,022 × 1023 partikel/mol 8,314 J/kmol K

Konstanta Coulomb Muatan dasar Massa elektron Massa proton Massa neutron Atomic Mass Unit

k

AMU

9 × 109 N m2/C2 1,6 x 10-19 C 9,109 390 × 10-31 kg 1,672 623 × 10-27 kg 1,674 929 × 10-27 kg 1,660 540 × 10-27 kg

π

3,14

DAFTAR KONSTANTA

C

𝑒

m𝑒 mp mn

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

1. Sebuah besaran astronomi pada t = 0 tahun nilainya 200 Mega dan pada t = 10 tahun nilainya 50 Mega. Jika besaran tersebut setelah t tahun memenuhi persamaan hampiran : ℎ(𝑡) = 𝑎√16 − 𝑏𝑡 dengan 𝑎 dan 𝑏 adalah konstanta, Nilai besaran tersebut pada t = 8 tahun diprakirakan sebesar . . . juta. a. b. c. d. e.

80 90 100 110 120

2. Sebuah model peragaan kedudukan bintang diilustrasikan dalam suatu model bangun ruang. Diberikan limas T.ABC dengan panjang rusuk AB = 2 satuan, AC = 4 satuan, dan AT = 8 satuan yang saling tegak lurus di A. Jarak titik A ke bidang BCT adalah . . . satuan. a. b. c. d. e.

1 √21 7 1 √21 3 8 √21 21 3 √21 7 4 √21 7

3. Berapakah rasio kecepatan efektif molekul gas O2 dibandingkan dengan CH4 pada suhu 56,3 ℃ ? a. b. c. d. e.

2 1 0,5 √2 0,5 √2

4. Dalam satu deretan peluruhan yang dimulai dari 241 94Pu , dipancarkan sebanyak 8 partikel alpha dan 5 partikel beta. Apa inti terakhir yang terbentuk pada deret ini ? a.

225 99Es

b.

209 83Bi

c.

209 82Pb

d.

221 92U

e.

209 99Es

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

5. Berapa panjang gelombang dari sinyal radio 100 MHz (FM 100) ? a. b. c. d. e. 6.

3 · 108 m 1 · 108 m 102 m 3m 0,3 m

Lensa-lensa sebuah teropong bintang terpisah sejauh 92 cm ketika diatur untuk melihat suatu benda yang sangat jauh dengan mata tidak berakomodasi. Perbesaran anguler yang dihasilkan adalah 45. Jarak fokus lensa objektif adalah . . . cm. a. b. c. d. e.

7.

90 47 45 22,5 2

Bumi dan Bulan masing-masing memiliki massa M dan m. Jarak antara pusat massa Bumi dan pusat massa Bulan adalah 𝑎. Asumsikan sistem Bumi dan Bulan dianggap terisolasi dari benda-benda langit yang lain. T Tentukan letak titik dihitung dari pusat massa Bumi yang kuat medan gravitasi totalnya lenyap! a.

1 2

b.

(√𝑚) 𝑎

c.

(√𝑀 ) 𝑎

d.

(

e.

(

𝑎 𝑀

𝑚

a

√𝑀 )𝑎 √𝑀+ √𝑚 √𝑀 ) √𝑀− √𝑚

8. Orbit geostasioner merupakan tipe orbit . . . . a. b. c. d. e.

polar ekuatorial eliptika miring alamiah

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

9. Terbentuknya lapisan ionosfer pada atmosfer Bumi karena . . . . a. b. c. d. e.

adanya satelit yang menyuplai sinyal berupa gelombang EM gesekan meteor-meteor jatuh yang memiliki muatan listrik penyerapan spektrum radiasi matahari yang kuat efek transmisi gelombang radio yang dipancarkan dari Bumi pengaruh efek rumah kaca yang melubangi lapisan ozon

10. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai pusat tata surya yang merupakan bola raksasa yang tersusun dari 2 senyawa. Berikut ini yang merupakan senyawa utama penyusun Matahari adalah . . . . a. b. c. d. e.

hidrogen dan helium hidrogen dan oksigen helium dan karbondioksida nitrogen dan oksigen nitrogen dan amonia

11. Di bawah ini merupakan ciri-ciri dari salah satu benda langit yang ada di tata surya: 1. ukurannya relatif kecil, hanya beberapa kilometer 2. terbuat dari es volatil 3. memiliki eksentrisitas orbit tinggi 4. perihelionnya terletak di planet-planet bagian dalam 5. letak aphelionnya lebih jauh dari Pluto Benda langit yang di maksud adalah . . . . a. b. c. d. e.

asteroid meteorid komet satelit planet Neptunus

12. Di antara pernyataan berikut ini, manakah yang dapat menggambarkan evolusi bintang dari awal sampai akhir ? a. b. c. d. e.

katai putih, raksasa merah, deret utama, protostar raksasa merah, deret utama, katai putih, protostar protostar, deret utama, raksasa merah, katai putih protostar, raksasa merah, deret utama, katai putih protostar, deret utama, katai putih, raksasa merah

13. Ketika partikel-partikel matahari tertangkap oleh medan magnetosfer Bumi, maka akan terjadi suatu fenomena di Bumi yakni . . . . a. b. c. d. e.

wave noise tropical storms aurora aeroboost surge

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

14. Sebuah satelit mengitari Bumi dengan ketinggian r dari pusat Bumi. Anggap Bumi berbentuk bola bulat sempurna dengan jari-jari R . Percepatan gravitasi di permukaan Bumi adalah 𝑔 . Hitunglah periode orbital satelit ini ! a. 2𝜋 b. 2𝜋

𝑟 √𝑔𝑅

r

𝑅 √𝑔𝑅 𝑟

𝑟

𝑅

𝑅

R

c. 2𝜋 𝑅 √𝑔 d. 2𝜋 𝑟 √𝑔 e. 0

15. Elemen kimia dalam atmosfer Matahari dapat diidentifikasi dengan . . . . a. b. c. d. e.

pergeseran Doppler efek Compton karateristik garis absorpsi dalam spektrum Matahari mengukur temperatur piringan Matahari mengamati Matahari saat gerhana Matahari total

16. Matahari paling lama berada di atas horizon apabila . . . . a. b. c. d. e.

pengamat berada di ekuator pada tanggal 21 Maret pengamat berada di kutub selatan pada tanggal 22 Desember pengamat berada di ekuator pada tanggal 22 Desember pengamat di kutub utara pada tanggal 21 Maret pengamat berada di kutub utara pada tanggal 22 Desember

17. Kasus lumpuhnya seluruh jaringan listrik sistem Hydro Quebec pada 13 Maret 1989, yang memasok listrik di Kanada dan Amerika Serikat merupakan kejadian yang dipicu oleh. . . . a. b. c. d. e.

kerusakan saluran transmisi listrik bawah tanah yang berhubungan langsung dengan sumber termal Bumi meningkatnya aktivitas medan gravitasi Bumi akibat gerhana Matahari parsial jatuhnya satelit seri GOES yang menimbukan gesekan elektris dengan atmosfer di sekitar Hydro Quebec sekaligus terperangkapnya energi gelombang radio quasar dari galaksi terdekat badai magnetis akibat interaksi antara medan magnet Bumi dengan pelontaran massa korona Matahari sifat magnet Bumi yang ditimbulkan oleh arus konveksi cairan di lapisan inti luar Bumi sehingga menimbulkan arus listrik pada daerah tertentu

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

18. Di bawah ini adalah rasi bintang yang ada di belahan Bumi selatan, kecuali . . . . a. b. c. d. e.

Carina Centaurus Crux Lyra Orion

19. Para astronom telah mengelompokkan Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars ke dalam kelompok planet kebumian (terrestrial planet). Di bawah ini alasan para astronom mengelompokkan planet-planet tersebut ke dalam planet kebumian, kecuali . . . . a. b. c. d. e.

komposisi planet-planet tersebut yang paling utama adalah mineral bertitik leleh tinggi memiliki atmosfer tidak memiliki kawah meteor sifat-sifat permukaannya tektonis memiliki komposisi batuan yang padat

20. Jika sudut antara Matahari dan Bulan di langit adalah 45° (dengan Bumi sebagai titik sudut), maka Bulan berada pada fase . . . . a. b. c. d. e.

full gibbous crescent quarter new

21. Dari gambar berikut, berapa hari periode sideris Bulan? a. b. c. d. e.

27,32 28,32 29,53 29,35 27,32 dan 29,53

22. Perbedaan antara panjang hari Matahari dan hari sideris disebabkan oleh . . . . a. b. c. d. e.

presisi equinox gangguan Bulan pada orbit Bumi gangguan Bumi pada orbit Bulan perlambatan rotasi Bumi gerak rotasi dan revolusi Bumi

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

23. Pernyataan yang benar mengenai satu hari siderial adalah . . . . a. b. c. d. e.

lebih lama hampir 4 jam dibandingkan satu hari Matahari rata-rata lebih lama hampir 4 menit dibandingkan satu hari Matahari rata-rata sama dengan satu hari Matahari rata-rata lebih singkat hampir 4 jam dibandingkan satu hari Matahari rata-rata lebih singkat hampir 4 menit dibandingkan satu hari Matahari ratarata

24. Sistem penanggalan gregorian adalah sistem penanggalan yang berdasarkan pada siklus pergerakan semu Matahari melewati titik . . . . a. b. c. d.

e.

polar aphelion perihelion

vernal equinox auntumnnal equinox

25. Alasan mengapa 1 tahun kalender hijriah lebih pendek 11 hari dari kalender masehi adalah . . . . a. b. c. d. e.

karena menggunakan acuan Matahari karena menggunakan acuan Bumi karena menggunakan siklus sideris Bulan karena menggunakan siklus sinodis Bulan semuanya salah

26. Urutan kelas spektra bintang dari yang bersuhu rendah ke tinggi adalah . . . . a. b. c. d. e.

O,B,A,F,G,K,M O,B,A,K,G,F,M M,K,G,F,A,B,O M,K,G,F,O,B,A A,B,F,G,K,M,O

27. Berapakah magnitudo mutlak sebuah bintang yang lebih redup 1 000 000 kali dibandingkan dengan bintang X yang memiliki magnitudo mutlak +7? a. b. c. d. e.

+22 -22 +8 -8 -2

28. Bintang dengan kelas spektra A seperti Vega memiliki warna putih, ini menunjukkan bintang tersebut memiliki karakteristik garis dalam spektrum . . . a. b. c. d. e.

helium dan hidrogen kuat garis-garis hidrogen mencapai intensitas paling tinggi hidrogen melemah, logam menguat unsur logam menguat garis metalis maksimum, pita-pita molekular muncul

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

29. Diagram Hertzsprung-Russel menyatakan hubungan antara . . . . a. b. c. d. e.

diameter dengan jarak bintang diameter dengan kecerahan bintang magnitudo semu dengan suhu bintang magnitudo mutlak dengan suhu bintang spektrum dengan suhu bintang

30. Tingkat keseimbangan antara tarikan gravitasional ke inti atomik dan tekanan gas elektron degenerasi merupakan salah satu parameter untuk mengetahui ukuran . . . . a. b. c. d. e.

bintang katai putih bintang katai hitam bintang katai cokelat bintang katai kuning bintang biru

31. Berikut merupakan struktur susunan dari jagat raya, kecuali . . . . a. b. c. d. e.

galactic center, nuclear bulge, globular clusters halo, disc, globular clusters galactic center, nuclear bulge, halo nuclear bulge ,globular clusters, sunspot sphere, disc, granules

32. Perbedaan utama antara galaksi eliptik dan galaksi spiral adalah . . . . a. b. c. d. e.

galaksi eliptik tidak memunyai black hole di pusatnya galaksi spiral tidak memunyai gugus bola debu di galaksi eliptik lebih sedikit dari pada di galaksi spiral galaksi spiral lebih kecil dari pada galaksi eliptik galaksi eliptik lebih tua daripada galaksi spiral

33. Benda-benda serupa bintang yang bersinar terang dengan pancaran radio kuat dan pergeseran merah yang ekstrim disebut . . . . a. b. c. d. e.

quasar pulsar

black hole

bintang neutron supernova

34. Jarak galaksi yang memunyai pergeseran merah dengan nilai pergeseran spektral 1 adalah mendekati . . . MPc. a. b. c. d. e.

1 800 2 200 2 600 3 000 3 400

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

35. Galaksi tetangga kita yaitu galaksi Andromeda memunyai luminositas 3 kali luminositas galaksi kita Bimasakti, dan jaraknya adalah 0,7 MPc. Fluks yang diamati dari galaksi Andromeda 10 000 kali lebih terang daripada fluks yang diamati dari sebuah quasar. Quasar ini mempunyai luminositas 1 000 kali luminositas galaksi kita Bimasakti. Jarak quasar adalah . . . MPc. a. b. c. d. e.

1,28 × 10−1 3,85 × 102 1,28 × 103 2,36 × 106 3,85 × 1012

36. Jarak Matahari ke pusat galaksi Bima Sakti adalah 8,5 MPc. Asumsikan kecepatan Matahari mengitari pusat galaksi 220 km/s, dan orbitnya berupa lingkaran. Berapa periode revolusi Matahari terhadap pusat galaksi Bima Sakti ? a. b. c. d. e.

38,63 tahun 242 tahun 237,3 juta tahun 791 juta tahun 881 milyar tahun

37. Inti galaksi aktif adalah daerah yang terletak di pusat sebuah galaksi yang memiliki luminositas yang jauh lebih besar dibandingkan dengan galaksi biasa. Para astronom berpendapat bahwa inti galaksi aktif diakibatkan oleh adanya proses akresi materi ke lubang hitam yang sangat besar massanya, yang terdapat di inti galaksi tersebut. Inti galaksi aktif sangat terang karena di sini energi potensial dan energi kinetik proses akresi ini diubah menjadi radiasi. Dalam hal ini, berbagai jenis objek yang masuk ke dalam golongan ini adalah Galaksi Seyfert, Galaksi Radio, quasar, dan objek BL Lacertae. Kadang-kadang peristiwa akresi manghasilkan dua buah semburan dalam arah berlawanan dan tegak lurus terhadap piringan akresi tersebut. Adanya semburan ini tampak paling jelas saat diamati dalam panjang gelombang radio. Dalam hal ini, teknik very long baseline interferometry dipakai untuk mengamati radiasi sinkrotron yang muncul dari gejala ini. Manakah pernyataan berikut yang bukan merupakan petunjuk adanya inti galaksi aktif ? a. b. c. d. e.

garis emisi sinar-X karena unsur-unsur ringan dan dingin dan mendapatkan radiasi sinar-X pancaran kontinu sinar-X yang datang dari semburan dan selubung piringan akresi melalui proses hamburan pancaran emisi optis dari inti yang muncul jika pandangan ke piringan akresi tidak terhalang. pancaran inframerah dari inti ketika piringan akresi dan daerah sekitarnya diselubungi gas dan debu pancaran emisi dalam panjang gelombang radio dari semburan dan pancaran radio ini disebabkan oleh adanya radiasi sinkrotron

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

38. Gelombang infra merah dapat memberikan informasi yang tidak dapat dijangkau oleh pengamatan secara visual. Kendala-kendala pada pengamatan secara visual seperti keterbatasan medan pandang, objek yang lebih dingin, bintang kecil yang kurang memancarkan cahaya, planet ekstrasolar juga molekul-molekul di luar angkasa, dapat diatasi oleh gelombang infra merah dan memberikan berbagai informasi mengenai objek-objek tersebut. Instrumen astronomi yang menggunakan prinsip tersebut adalah teleskop . . . . a. b. c. d. e.

Chandra Zeiss Spitzer Hubble XMM-Newton

39. Bintang-bintang yang terdapat dalam lengan spiral galaksi berisi . . . . a. b. c. d. e.

bintang-bintang yang sangat muda bintang-bintang yang sangat tua semuanya kira-kira seusia matahari bintang-bintang dengan semua usia bintang-bintang yang kaya dengan unsur-unsur berat

40. Jika sumber radiasi isotropis 2,7 Kelvin diketahui, para astronom akan dapat menentukan pusat dari . . . . a. b. c. d. e.

tetapan Hubble ledakan supernova raksi termonuklir inti bintang tensor kovariansi Black Hole sumber energi alam semesta

41. A distant galaxy is receding from Earth with a radial velocity of 3 000 km/s. At what wavelength would its Lymann α line be received by a detector above Earth’s atmosphere? (λLymann α= 121,6 nm) a. b. c. d. e.

119,19 nm 120,38 nm 121,60 nm 122, 82 nm 134,76 nm

42. Calculate the siderial time at 10 a.m in March 26th 2007 ! a. b. c. d. e.

10.20 a.m 10.20 p.m 11.20 a.m 11.20 p.m 12.20 a.m

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

43. Compared to the Earth, Mars has . . . . a. b. c. d. e.

a bigger size a shorter year a denser atmosphere more water surface a lower average surface temperature

44. Which are the correct structure of Sun’s atmosphere layers from the inside ? a. b. c. d. e.

photosphere, chromosphere, corona chromosphere, photosphere, corona photosphere, corona, chromosphere corona, chromosphere, photosphere none of above

45. An observer was looking a star rises at 8.00 p.m in equator. Two days before, the star rose at . . . p.m. a. b. c. d. e.

07.45 07.50 07.52 07.55 07.56

46. The star’s apparent and absolute magnitude can be used to analyze its . . . . a. b. c. d. e.

mass temperature size distance age

47. If a star set in azimuth 40°, It will rise at azimuth . . . . a. b. c. d. e.

-40° 40° 220° -220° 320°

48. One laboratory technique to determine the mass of one star of a binary star system involves measuring the distance d between the stars from parallax and observing the period of revolution T. Suppose m1=m2=m. What is the mass m ? a. b. c. d. e.

π2 d 3 T -2 2 π2 d 3 T -2 4 π2 d 3 T -2 8 π2 d 3 T -2 4 π2 T 2 d -3

d

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

49. What is main-sequence life time of a 15 M⨀ star ? a. b. c. d. e.

11,5 × 106 years 8,7 × 1012 years 15 × 1010 years 0,067 × 1010 years 1010 years

50. Which of the following is not a true statement about the general theory of relativity ? a. b. c. d. e.

true physical laws hold only in an inertial coordinate system the gravitational equations can be applied to any coordinate system the gravitational equations are structure laws describing the changes of the gravitational field the universe is not Euclidean the ellipse of the Mercury rotates with respect to the Sun

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011

LEMBAR JAWABAN OBJEKTIF TES TEORI 1 ASTRONOMI SMA OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011 No 1

A

B

C

D

E

Nama Peserta : Astron No. Peserta

: OF7

Asal Sekolah

: SMA Bima Sakti

Kelas

: XI IPA

2 3 4 5 6 7 8

Tanda Tangan :

9 10 11

31

12

32

13

33

14

34

15

35

16

36

17

37

18

38

19

39

20

40

21

41

22

42

23

43

24

44

25

45

26

46

27

47

28

48

29

49

30

50

OLIMPIADE FISIKA 7 SE-RIAU 2011