21 Menurut Hukum Stefan-Boltzmann jika temperatur Matahari menjadi dua kali lipat dibandingkan sebelumnya dan diasumsikan jejari Matahari tetap, maka energi yang dipancarkan per detik akan menjadi
a) setengah dari yang sekarang.
b) dua kali dari yang sekarang.
c) empat kali dari yang sekarang.
d) delapan kali dari yang sekarang.
e) enam belas kali dari yang sekarang
Jawaban : E
Persamaan Hukum Stefan-Boltzmann tentang luminositas adalah L = σAT^4. Dimana A adalah luas permukaan benda, σ adalah konstanta Stefan-Boltzmann dan T adalah suhu benda. Pada soal jari-jari matahari tetap maka A otomatis konstan. Jika suhu menjadi 2 kali lipat, maka total energi yang dipancarkan menjadi 2^4 = 16 kali
22. Dibandingkan dengan bintang yang berotasi lambat, bintang yang berotasi lebih cepat akan memperlihatkan spektrum dengan garis-garis yang ...
a) tipis
b) lebar
c) sama dengan bintang yang berotasi lebih lambat
d) cenderung ke panjang gelombang kecil
e) cenderung ke panjang gelombang besar
Jawaban : B
Untuk bintang yang tidak berotasi, garis absorpsi yang terlihat pada spektrumnya berupa satu garis tipis. Untuk bintang yang berotasi, ada pelebaran garis absorpsi tersebut. Hal ini disebabkan oleh gas-gas di permukaan bintang tersebut ikut berotasi. Gas-gas tersebut mengalami efek Doppler. Efek Doppler terbesar dialami oleh partikel yang berada di tepi bintang dari arah pandang kita karena seluruh komponen kecepatan rotasinya mengarah radial. Oleh karena itu, bintang yang berotasi lebih cepat akan memperlihatkan spektrum dengan garis-garis yang lebih lebar
23. Refraktor ganda Zeiss di Observatorium Bosscha mempunyai diameter lensa 60 cm dan panjang fokus sekitar 11 meter. Jika dibandingkan dengan sebuah teropong Schmidt, dengan diameter cermin 51 cm, dan panjang fokus 127 cm, teropong Zeiss mempunyai keunggulan, karena
a) daya pisah lebih tinggi
b) mempunyai kemampuan mendeteksi benda langit yang berukuran lebih besar
c) dapat melihat medan langit yang lebih luas dan lebih detail
d) dapat mengamati objek yang bergerak cepat
e) dapat mengamati seluruh wujud hilal
Jawaban : A
Analisis pilihan
a. Rumus daya pisah adalah 1.22λ/D, dimana λ adalah panjang gelombang dan D adalah diameter teleskop. Semakin besar diameter teleskop, semakin tinggi daya pisahnya
b Makin besar teleskop, makin redup objek yang bisa diamati. Objek yang lebih besar tidak perlu teleskop yang lebih besar
focal ratio teleskop Zeiss = 1100cm/60cm = 18.33
focal ratio teleskop Schmidt = 127/51 = 2.49
c Medan langit yang terlihat di teleskop berbanding terbalik dengan focal ratio. Semakin kecil focal ratio, semakin besar medan pandang teleskop.
d Untuk mengamati objek yang bergerak cepat, diperlukan telesop dengan focal ratio lebih rendah untuk mendapatkan medan pandang lebih luas.Teleskop Schmidt yang sesuai
e Untuk mengamati seluruh wujud hilal, kita memerlukan teleskop dengan focal ratio yang lebih kecil.
24. Satelit alam Pluto yang diketahui hingga saat ini adalah
a) Charon
b) Charon, Nix, Hydra, Kerberos dan Styx
c) Charon, Styx, dan Hydra
d) Charon, Nix, Hydra, dan Miranda
e) Hydra, Kerberos, dan Styx
Jawaban : B
25. Seorang pengamat di sebuah planet X berjarak 1 SA dari bintang induknya, mengamati oposisi planet A dan B yang juga beredar mengelilingi bintang tersebut. Planet A mempunyai diameter sudut π/80000 radian dan planet B mempunyai diameter sudut π/40000 radian. Bila periode orbit planet A sebesar 4 kali planet B, dan periode orbit planet A sebesar 1,5 kali planet X, maka kemungkinan diameter linier planet A, DA, adalah
a) lima kali lebih kecil daripada diameter linier planet B,Db
b) lima kali lebih besar daripada diameter linier planet B, Db
c) dua kali lebih kecil daripada diameter linier planet B, D
d) dua kali lebih kecil daripada diameter linier planet B, Db
e) sama dengan diameter linier planet B, Db
Soal ini tidak relevan dengan jawaban yang ada. Karena orbit planet B berada didalam orbit planet X, yang berarti planet B tidak mungkin berada di fase oposisi terhadap planet X. Terdapat kesalahan soal
26. Sebuah asteroid mengelilingi Matahari dalam orbit elips dengan setengah sumbu panjang orbit 3 SA dan eksentrisitas 0,9. Berapakah kecepatan minimal asteroid itu agar dapat lepas dari sistem Tata Surya? (Diketahui massa Matahari M = 1,989 x 10^30 kg, konstanta gravitasi G = 6,67 x 10-11 N m2/kg^2, 1 SA = 149597870700 m)
a) 15640 m/detik
b) 16640 m/detik
c) 17640 m/detik
d) 18640 m/detik
e) 19640 m/detik
Jawaban : C
Kecepatan lepas asteroid tersebut berubah-ubah karena berada pada orbit elips. Kecepatan minimal asteroid yang dimaksud adalah kecepatan lepas minimal. Kecepatan lepas minimal ketika asteroid tersebut berada di titik terjauhnya yakni aphelion.
Jarak aphelion (r ap) = a (1+e) = 3 SA * 1.9 * 149497870700 m/SA = 8.52 * 10^11 m
Kecepatan lepas minimal
Vescmin= √( (2GM) / r ap )
dengan memasukkan semua nilainya maka didapatkan jawaban adalah option C
27 Teropong Chandra adalah teropong pendeteksi sinar X dan teropong Hubble adalah pendeteksi cahaya tampak (visual). Keduanya beroperasi di luar atmosfer Bumi. Pilih alasan yang paling tepat di bawah ini tentang perlunya teropong antariksa seperti kedua teropong itu!
a) Agar lebih dekat ke objek yang diamati, yaitu bintang-bintang dan galaksi, sehingga akan tampak lebih terang dan besar.
b) Daya tembus sinar X lebih kuat sehingga dapat lebih baik sampai ke permukaan Bumi daripada visual, tapi tetap mengalami sedikit serapan atmosfer, jadi lebih baik di angkasa.
c) Citra bintang yang diamati teropong sinar X dan visual dari permukaan Bumi dan dari angkasa sama tajam dan terangnya, tapi teropong di angkasa luar tidak terganggu awan dan hujan.
d) Karena serapan atmosfer, sinar X tidak dapat sampai ke permukaan Bumi, dan cahaya visual melemah dan berkurang ketajamannya
e) Agar citra benda langit tidak berubah bentuk, kontras dan kecerlangannya karena absorpsi atmosfer Bumi.
Jawaban : D
Analisis option
a. Jarak bintang ke kita sangat jauh, jika kita membawa teleskop ke luar angkasa jaraknya hanya berkurang sedikit dan nyaris tak ada pengaruh
b. Radiasi sinar X tidak mampu mencapai atmosfer Bumi karena diserap oleh atmosfer.
c .Alasan yang sama dengan option B, sementara itu pengamatan visual di permukaan bumi terganggu atmosfer
d. Keduanya alasan yang benar. Sinar X tidak dapat mencapai permukaan bumi sehingga pengamatan harus dari luar angkasa, sementara atom di atmosfer mendistorsi cahaya visual yang melewati atmosfer bumi
e. Sekalipun atmosfer mengurangi ketajaman citra teleskop, atmosfer tidak membuat citra benda langit berubah bentuk
28. Pilihlah pernyataan yang BENAR yang berhubungan dengan benda hitam (black body)
1) Benda yang menyerap semua radiasi yang datang padanya
2) Panjang gelombang maksimum yang dipancarkan bergantung pada temperatur benda hitam tersebut
3) Disebut benda hitam, namun tidak selalu berwarna hitam, bergantung pada temperaturnya
4) Benda yang memancarkan semua radiasi yang datang padanya
Jawaban benar: 1, 2, dan 3 (A)
Analisis option
1. Benar
2. Benar, karena makin panas suatu benda hitam maka panjang gelombang yang dipancarkan bergeser ke arah gelombang pendek
3. Benar
4. Salah, benda hitam adalah benda yang menyerap semua radiasi yang datang
29. Astronom menganalisis spektrum bintang untuk menentukan
- Temperatur
- Komposisi kimia
- Rotasi bintang
- Gerak bintang
Jawaban : 1, 2, 3, dan 4 (E)
Analisis pilihan
1. Benar. Dari hukum pergeseran Wien kita bisa menemukan temperaturnya
2. Benar. Karena pada spektrum bintang terdapat garis absorpsi yang unik yang bergantung pada materi yang menyerapnya. Maka komposisi kimianya dapat kita tentukan
3. Benar.
4. Benar
30. Alasan observatorium astronomi dibangun di puncak gunung tinggi adalah
- Jauh dari polusi cahaya
- Menghindari getaran alat transportasi darat
- Mengurangi gangguan dalam atmosfer
- Kelembaban udara lebih tinggi
Jawaban benar: 1, 2, dan 3 (A)
Analisis option
1. Benar, karena setiap observatorium perlu dibangun di tempat yang jauh dari polusi cahaya sehingga makin banyak bintang redup yang dapat teramati
2 . Benar, karena getaran alat transportasi darat dapat menyebabkan guncangan yang cukup berarti. Untuk benda-benda berukuran kecil seperti kita mungkin ini tidak terlalu berefek, namun kebanyakan teleskop di observatorium berukuran besar dan terbuat dari kaca/lensa. Jika kaca terus menerus mendapat getaran, kualitas optiknya bisa berkurang.
3 . Benar, karena gangguan atmosfer menyebabkan cahaya bintang menjadi terdistorsi dan menimbulkan error dalam hasil pengamatan. Dengan menempatkan teleskop di puncak gunung tinggi, maka ketebalan atmosfer yang harus dilalui cahaya menuju ke observatorium berkurang sehingga gangguan yang dialami lebih sedikit
4 . Salah, karena kelembaban udara yang tinggi justru menyebabkan teleskop tidak dapat digunakan dalam rentang waktu yang cukup lama dan butuh beberapa kali jeda. Untuk pengamatan objek redup, sebisa mungkin jeda ini dihindari.
