BIMBINGAN BELAJAR INTENSIF (BBI)

MODUL FISIKA BIMBINGAN BELAJAR INTENSIF (BBI) SMA MUHAMMADIYAH 1 JOMBANG TAHUN PELAJARAN 2015 / 2016

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami prinsip-prinsip mengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung dengan cermat, teliti dan objektif.

Indikator

Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan memperhatikan aturan angka penting

Ringkasan Materi

Alat Ukur Panjang

AngkaP PPPenting (AP)enting (AP) Angka penting adalah angka yang didapat dari hasil pengukuran. Angka penting terdiri dari angka pasti dan angka ragu-ragu (taksiran) Aturan penulisan angka penting:

1. Angka bukan nol.

2. Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol

3. Angka nol yang terletak pada deretan akhir dari suatu bilangan decimal.

4. Angka nol disebelah kanan bilangan bulat (garis bawah merupakan angka diragukan) Hasil perhitungan operasi menurut angka penting:

1. Penjumlahan dan pengurangan: hanya boleh memiliki satu angka yang ditaksir.

2. Perkalian dan pembagian: jumlah angka penting sesuai dengan bilangan dengan angka penting paling sedikit.

3. Pemangkatan dan penarikan akar: jumlah angka penting sama dengan bilangan yang dipangkatkan atau ditarik akarnya.

Latihan Soal

1. Perhatikan gambar pengukuran panjang balok

2. Seorang siswa melakukan pengukuran pada di samping ini! Hasil pengukuran yang

sebuah pelat tipis menggunakan jangka diperoleh adalah ….

sorong.

Hasil pengukuran panjang pelat terlihat pada gambar. Jika lebar pelat adalah 17 cm, maka

luas dari pelat tipis tersebut adalah ….

A. 21

A. 3,00 cm

B. 21,08

B. 3,04 cm

C. 21,1

C. 3,09 cm

D. 21,4

D. 3,19 cm

E. 21,42

E. 4,19 cm

3. Kedudukan skala sebuah micrometer sekrup yang digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola kecil seperti gambar berikut:

Hasil pengukuran massa benda tersebut Berdasarkan gambar tersebut dapat

adalah ....

dilaporkan diameter bola kecil adalah ….

A. 221 gram

A. 11,15 mm

B. 212 gram

B. 9,17 mm

C. 203 gram

C. 8,16 mm

D. 122 gram

D. 5,75 mm

E. 120,2 gram

E. 5,46 mm

6. Seorang siswa melakukan penimbangan

4. Seorang siswa mengular ketebalan buku dengan neraca Ohauss tiga lengan dan menggunakan mikrometer sekrup yang

hasilnya tampak seperti gambar di bawah. ditunjukkan pada gambar.

Hasil pengukuran tersebut adalah ....

A. 4,25 mm

B. 4,75 mm Massa benda tersebut adalah ....

C 5,25 mm

A. 623,0 gram

D. 5,50 mm

B. 620,3 gram

E. 5,75 mm

C. 326,0 gram

D. 316,0 gram

5. Di bawah ini adalah hasil pengukuran massa

E, 300,0 gram

sebuah benda dengan neraca Ohauss tiga lengan yang mempunyai ketelitian 0,1 gram.

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami prinsip-prinsip mengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung dengan

cermat, teliti dan objektif.

Indikator

Menentukan resultan vektor dengan berbagai cara.

Ringkasan Materi

Misal diberikan tiga vektor sebagai berikut

Penjumlahan danPenguranganVektor

1. Metode Gambar

a. Metode segitiga

b. Metode jajaran genjang

c. Metode poligon

2. Menguraikan vektor

Latihan Soal

1. Seorang anak berjalan lurus 10 meter ke

A. 23 m

barat, kemudian belok ke selatan sejauh 12

B. 21 m

meter, dan belok lagi ke timur sejauh 15

C. 19 m

meter. Perpindahan yang dilakukan anak

D. 17 m

tersebut dari posisi awal ….

E. 15 m

A. 18 meter arah barat daya

B. 14 meter arah selatan

3. Tiga buah vektor gaya setitik tangkap

C. 13 meter arah tenggara seperti gambar, masing-masing F 1 = 10 N,

D. 12 meter arah timur

F 2 = 4 N dan F 3 = 3 N. Berapa resultan

E. 10 meter arah tenggara o ketiga gaya tersebut? (Sin 37 = 0,6 dan

2. Sebuah benda bergerak dengan lintasan o Cos 37 = 0,8) seperti grafik berikut:

Perpindahan yang dialami benda sebesar …

4. Perhatikan garnbar!

7. Sebuah benda melakukan perjalanan dengan bergerak lurus beraturan. Mula- mula benda bergerak ke barat sejauh 3 m

ialu ke utaraiejauh 4 m dan berbelok 37 o terhadap arah barat sejauh 5 m kemudian

berhenti. Resultan perjalanan benda

Resultan ketiga vektor gaya tersebut

tersebut adalah ....

8. Pada acara “Festival City Marathon” bulan sebuah diagram kartesius seperti gambar.

5. Vektor gaya F 1 , F 2 , dan F 3 terletak pada

Oktober 2014 di Jakarta terdapat 4 katageri lari yaitu katagori full marathon (42 km), katagori half marathon (21 km), katagari 10 kilometer dan katagari 5 kilometer dimana lintasan masing-masing katagori sudah ditentukan. Lomba lari maraton ini start dari gedung gelora Bung Karno dan finish

Resultan ketiga vektor adalah ... di Monas. Salah seorang peserta lomba bernama Andri mengikuti lomba lari full marathon dan ia hanya mampu menempuh lintasan dari titik A, B dan C seperti gambar

6. Sebuah benda melakukan perjalanan. Mula- mula benda bergerak ke timur l6 √ m, kemudian ke utara sejauh 4 √ , dan

berbelok 45 o ke arah barat sejauh 12 m. Besar

tersebutadalah .... Jika 1 kotak mewakili 1 km, maka

A. 18m perpindahan total yang dilalui Andri

B. 20m

tersebut adalah ....

U. 35m

A. 26 km

D. 50m

B. 20 km

E. 70m

C. 12 km

D. 10 km

E. 8 km

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan besaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak parabola.

Ringkasan Materi

Gerak Lurus

Gerak Parabola

1. Gerak Lurus Beraturan

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan

Kecepatan di sembarang titik

Gerak Melingkar Beraturan

Kedudukan peluru saat V sekon

Hubungan roda - roda

1. Tidak satu sumbu

2. Satu sumbu

Latihan Soal

1. Seorang pengendara mobil melaju dengan Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut kecepatan 20 m/s. Ketika melihat ada ”polisi

sampai berhenti adalah ....

tidur” di depannya dia menginjak rem dan

A. 50 m

mobil berhenti setelah 5 sekon kemudian.

B. 100 m

C. 150 m

1) Frekuensi putarannya Hz

D. 200 m

2) Percepatan sentripentalnya 32 m.s -2

E. 250 m

3) Gaya sentripentalnya 320 N

2. Kecepatan (ν) benda yang bergerak lurus

4) Periodenya 4 s

terhadap waktu (t) diperlihatkan pada grafik ν Pernyataan yang benar adalah …. – t berikut!

A. (1), (2), (3) dan (4)

Benda akan berhenti setelah bergerak selama …. B. (1), (2), dan (3)

C. (1) dan (3) saja

A. 4 sekon

D. (2) dan (4) saja

B. 5 sekon

E. (3) dan (4) saja

C. 8 sekon

D. 10 sekon

6. Roda yang jari-jarinya 20 cm berputar secara

E. 20 sekon beraturan sehingga menempuh 120 putaran

tiap menit. Kecepatan linier suatu titik di tepi

roda adalah ....

3. Perhatikan grafik kecepatan (v) terhadap

A. 0,8 m/s

waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak.

7. Benda yang memiliki massa 2 kg bergerak

secara beraturan dalam lintasan melingkar

berjari-jari 0,5 m dengan kecepatan 4 m/s Besar perlambatan yang dialami benda adalah (1) Percepatan sentripetalnya 32 m/s 2 ….

(2) Gaya sentripetalnya 64 N

A. 2,5 m.s

(3) Periodenya 0,25 s

B. 3,5 m.s

C. 4,0 m.s -2 Penyataan yang benar berkaitan dengan gerak

D. 5,0 m.s -2 benda tersebut adalah ….

a. (1), (2), dan (3)

E. 6,0 m.s

b. (1) dan (2) saja

c. (1) dan (3) saja

4. Lihat tabel berikut!

d. (2) dan (3) saja

e. (3) saja

8. Sistem roda berjari-jari R A = 2 cm, R B = 4 cm

dan Rc = 10 cm dihubungkan seperti gambar. tabel di atas menunjukkan tiga buah benda

bergerak lurus berubah beraturan menempuh jarak yang sama. Besar kecepatan akhir P dan kecepatan awal Q pada gerak benda tersebut adalah ....

E. 40 m.s -1 dan 40 m.s Roda B diputar 60 putaran permenit, maka laju linier roda C adalah ....

5. Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak -1 A. 8 cm.s

melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m.s -1 B. 12 cm.s

. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka: -1 d 12 cm.s

D. 24 cm.s -1 11. Sebuah

peluru

ditembakkan seperti

E. 24 -1 cm.s gambar di samping. Peluru tersebu!

9. Perhatikan gambar berikut!

jatuh ke tanah setelah bergerak selama 12 sekon. Jika gravitasi bumi g = 10 m.s -2 , maka

Roda B dan C dihubungkan dengan tali tinggi maksimum yang dicapai peluru karet, roda A dan roda C sepusat melekat

adalah ....

satu sama Iain. Jari-jari roda A, B, dan C

A. 30m

masing-masing 50 cm, 40 cm, dan 20 cm.

B. 60m

Apabila roda A berputar dengan kecepatan

C. 120 m

sudut 20 rad.s-1, maka kecepatan linier roda

D. 180 m

B adalah ....

E. 360 m

A. 4 ms-1

12. Sebuah benda jatuh dari puqcak menara

B. 6 ms-1 tanpa kecepatan awal, setelah 2 sekon benda

C. 8 ms-1

-2 -1

sampai di tanah. Jika g = 10 ms , maka

D. 10 ms

tinggi menara adalah ....

10. Peluru ditembakkan dengan lintasan seperti

C. 20 m

pada gambar ( g = 10 m.s )

13. Sebutir peluru ditembakkan dengan kecepatan

49 m/s dan sudut elevasi 30°. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s 2 , maka waktu yang

diperlukan peluru untuk mencapai titik tertinggi ....

A. 2,5 s

Tinggi maksimum yang dicapai peluru

B. 4,0 s

adalah

C. 5,5 s

A. 5 m

D. 6,0 s

B. 10 m

E. 8,5 s

C. 20 m

D. 25 m

E. 30 m

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari..

Ringkasan Materi

Hukum I , II dan IIl Hukum

a. Hukum I Newton Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja padanya.

b. Hukum ll Newton Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya pada sebuah benda sebanding dan searah dengan rgsultan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda

c. Hukum III Newton “Apabila sebuah benda pertama mengerjakan sebuah gaya pada benda kedua, maka benda kedua

akan memberikan gaya dengan besar yang sama kepada benda pertama, namun dengan arah yang berlawanan”.

Beberapa gaya yang berhubungan dengan hukum newton :

Latihan Soal

1. Perhatikan gambar balok berikut ini. Jika massa balok 3 kg, dan percepatan gravitasi 10 m.s -2 maka gaya nornal yang di

alami balok adalah....

A. 27N

B. 30N

C. 33N

D. 43N

E. 45N

2. Agar gaya nounal yang dialami oleh balok

6. Seseorang saat berada dalam lift berdiri di pada gambar di samping ini adalah 20 N,

atas timbangan badan. Sebelum lift bergerak lift bergerak timbangan menunjukkan angka

60 kg. Ketika lift bergerak ke bawah dengan

percepatan 0,5 m.s -2 (g = 10 m.s ), jarum timbangan akan menunjukkan angka ....

maka gaya F yang bekerja pada balok

C. 57 kg

tersebut adalah ....

D. 59 kg

A. 50 N ke bawah

E. 63 kg

B. 50 N ke atas

C. 30 N ke atas

7. Seseorang saat berada dalam lift berdiri di

D. 20 N ke atas atas timbangan badan. Sebelum lift bergerak

E. 20 N ke bawah timbangan menunjukkan angka 60 kg. Ketika lift bergerak ke bawah dengan

3. Dua benda A dan B masing-masing bermassa

percepatan 0,5 m.s -2 (g = 10 m.s ), jarum

2 kg dan 6 kg diikat dengan tali melalui timbangan akan menunjkkan angka .... sebuah hatrol yang licin seperti gambar.

A. 30 kg

Mula-mula benda B ditahan kemudian

B. 50 kg

dilepaskan. Jika g = 10 ms -2 , maka percepatan

C. 57 kg

benda B adalah ….

C. 6,0 ms -2 8. Perhatikan gambar di samping! Massa balok

D. 5,0 ms -2 masing-masing m

1 = 6 kg dan m 2 = 4 kg

E. 4,0 ms -2 serta massa katrol diabaikan.

4. Dua benda bermassa 2 kg dan 3 kg diikat tali Jika permukaan bidang licin, kemudian ditautkan pada katrol yang masanya

dan g = 10 m.s -2 ,

diabaikan seperti gambar. Bila besar

maka percepatan

percepatan gravitasi = 10 m.s-

sistem adalah ....

2 , gaya tegangan tali yang

A. 0,5 m.s -2

dialami system adalah … -2

9. Perhatikan gambar!

Benda m 1 = 4 kg terletak di meja licin dan

5. Perhatikan gambar di samping! dihubungkan dengan benda m 2 = 6 kg yang Gesekan tali dan katrol diabaikan.

tergantung pada ujung meja. Benda m 1 mula- Jika massa m -1

1 = 5 kg, g = 10 m.s dan m 1 mula ditahan kemudian dilepaskan hingga bergerak ke bawah dengan

bergerak, maka tegangan tali T adalah .... percepatan 2,5 m.s -2 , maka

A. 96N

berapakah massa m 2 ?

B. 72N

A. 0,5 kg

C. 40N

B. 1 kg

D. 24N

C. 1,5 kg

E. 15N

D. 2 kg

E. 3 kg

10. Perhatikan gambar!

B. 30,0 N

Sebuah balok kayu berada pada bidang miring

C. 39,6 N

kasar ditarik dengan gaya200 N. Jika massa

D. 49,0 N

balok 18 kg, dan percepatannya 3 ms -2 ,

E. 50,0 N

maka gaya gesekan yang dialami balok terhadap bidang miring adalah ....

12. Dua balok bermassa 2 kg dan 3 kg saling

A. 180 N dihubungkan tali dan diletakkan pada suatu

B. 126N permukaan kasar yang koefisien geseknya

11. Benda A bermassa 6 kg dan B bermassa 4 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik dengan

gayaF= 60 N seperti gambar berikut: Kemudian balok balok tersebut ditarik dengan gaya 30 N yang membentuk sudut 53 o

(sin 53 o = 0,8 dan cos 53 = 0,6) terhadap garis mendatar sehingga bergerak. Jika g = 10

m.s -2 ,maka percepatan yang dialami balok Jika sistem bergerak dan koefisien gesekan

adalah ... .

kinetis antara pennukaan lantai dengan kedua

benda 0,5 (tan = ) dan g = 10 m.s ,

3 -2

maka besar tegangan tali yang menghubungkan kedua benda adalah ....

A. 28,8 N

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan besaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam masalah benda tegar.

A. Torsi ( ).

Pada gerak rotasi sebuah benda hanya dapat berubah geraknya dari diam menjadi berputar jika pada benda itu diterapkan sebuah gaya. Momen gaya yaitu perubahan gerak rotasi yang terjadikarena adanya gaya putar.

LATIHAN SOAL

1. Perhatikan gambar berikut!

4. Sebuah tongkat homogen dengan panjang 40

Jika F 1 =F 4 = 8 N, F 2 =F 3 =3 N dan massa

cm bermassa 3 kg.

batang diabaikan, nilai momen gaya terhadap titik C adalah....

A. 15 Nm D. 55 Nm

B. 20 Nm E. 68 Nm

C. 45 Nm Pada salah satu ujung tongkat diberi beban,

sedangkan ujung lainnya sebagai tumpuan. masing 8 N

2. Dua gaya F 1 dan F 2 besarnya sama masing-

Jika F = 280 N, momen gaya pada titik O bekerja pada

diperoleh momen

gaya sebesar 9,6 Nm

5. Pada batang PQ yang panjang 2 m dan terhadap poros O

massanya diabaikan, dikerjakan tiga gaya maka panjang X

seperti pada gambar.

adalah . . . m.

3. Sebuah batang yang diabaikan massanya

dipengaruhi tiga buah gaya F = F C = 10 N

Panjang PO = OQ, Cos 53 = 3/5 Sin 53 =

dan F B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = 4/5. Resultan momen gaya yang bekerja pada BC = 20 cm,

batang terhadap ujung P sebagai porosnya adalah ….

A. 40 Nm searah putaran jam

B. 40 Nm berlawanan putaran jam

C. 50 Nm searah putaran jam

maka besar momen gaya terhadap titik C

D. 50 Nm berlawanan putaran jam adalah....

E. 60 Nm searah putaran jam

B. Momen inersia (I)

Momen inersia darisebuah partikel bermassa m didefinisikan sebagai hasil kali massa partikel m dengan kuadrat jarak partikel dari titik poros sumbu putar.

atau

Latihan soal

1. Dua buah bola yang dihubungkan dengan Panjang kawat = 12 m, 1 = 4 m dan massa kawat (massa kawat diabaikan) disusun

kawat diabaikan, maka besarnya mornen seperti gambar. Besar momen inersianya

2 sistem adaIah....

A. 20 x 10 kg.m 2

A. 52,6 kg.m

B. 25 x 10 kg. m 2

B. 41,6 kg.m

C. 11 x 10 kg. m 2

2 C. 34,6 kg.m

D. 55 x 10 kg. m 2

D. 22,4 kg.m

E. 80 x 10 kg. m 2

E. 20,4 kg.m

4. Tongkat inersia penyambung tak bermassa

2. Dua bola dihubungkan dengan batang ringan sepanjang 4 m menghubungkan dua bola, tak bermassa sepanjang 40 cm seperti

padagambar. Jika sistem bola diputar pada sumbu tepat di tengah batang, maka besar momen inersia sistem adalah ....

A. 0,24 kg.m 2

B. 0,26 kg.m 2 Momen sistem jika diputar terhadap sumbu P

C. 0.30 kg.m 2 yang berjarak 1m di kanan bola A adalah ....

D. 0,32 kg.m

A. 5 kg.m

B. 7 kg.m 2

E. 0,40 kg.m 2

C. 9 kg.m

3. Perhatikan gambar dua bola yang

D. 10 kg.m

dihubungkan dengan seutas kawat.

E. 11 kg.m

Momen inersia pada benda homogen

Nilai k bergantung pada bentuk benda.

Besaran- besaran yang terkait :

Hubungan pecepatan sudut ( ) dengan perceptan linier ( )

Hubungan torsi ( ) dengan momen inersia (I) dan pecepatan sudut ( )

LATIHAN SOAL

1. Sebuah katrol. dari benda pejal dengan tali

B. 16 N

yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan

C. 14 N

seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan.

D. 8 N

Jika momen inersia kahol

I= dan tali ditarik dengan

E. 7 N

gaya tetap F, maka nilai F setara dengan . . . .

5. Bila sewaktu sistem bergerak katrol ikut berputar, maka waktu yang dibutuhkan m 2 untuk mencapai tanah dari keadaan diam adalah …. sekon.

2. Sebuah roda cincin bermassa 10 kg memiliki

D. 4,2

momen inersia 0,4 kgm 2 . Jari-jari roda cincin

E. 5,7

tersebut adalah …. m.

A. 0,1

B. 0,2

6. Perhatikan gambar di samping!

C. 0,4 Sebuah katrol terbuat dari benda pejal

D. 5

 I MR  memiliki massa 2 kg. Bila

E. 10

3. Sistem katrol dengan dua buah momen gaya pada katrol 4 N.m maka benda m

percepatan linier katrol adalatr ...(g = 10 m.s ) dihubungkan katrol bermassa 4 kg seperti pada gambar. Percepatan yang dialami benda

1 = 2 kg dan m 2 = 6 kg

m 1 dan m 2 adalah ….

4. Pada gambar di samping, massa balok A,

C. 20 m.s

beban B dan roda katrol berongga C masing- -2 D. 16 m.s masing adalah 7 kg, 2 kg, dan 1 kg. Percepatan

E. 8 m.s -2

gravitasi = 10 m/s 2 . Tegangan tali T

C. Momentum sudut (L)

Pada gerak rotasi, momentum sudut dirumuskan sebagai berikut.

LATIHAN SOAL

1. Sebuah bola pejal bermassa 2 kg memiliki

C. 0,48

jari-jari 10 cm. Bola pejal tersebut diputar

D. 0,52

pada sumbunya yang melalui pusat bola

E. 0,8

dengan kecepatan 900 rpm. Momentum sudut

2 2. Sebuah partikel bermassa 0,5 gram bergerak bola pejal tersebut adalah... kgm /s. melingkar dengan kecepatan 10 rad/s dalam

A. 0,16 suatu lintasan yang berjari-jari 2 cm.

B. 0,24

Momentum sudut partikel tersebut adalah . .

3. Sebuah silinder homogen bermassa 100 kg . kgm 2 /s. dan berjari-jari 0,3 m. Silinder tersebut

A. 1,0 x 10 -6 diputar pada porosnya hingga memiliki

-6 -3

B. 1,8 x 10 2 momentum sudut sebesar 9 x 10 kgm /s.

C. 2,0 x 10 -6 Kecepatan

sudut silinder homogen

tersebutadalah . . . rad/s.

D. Titik Berat

Titik berat suatu benda yaitu titik tangkap resultan semua gaya berat yang bekerja pada setiap bagian benda. lstilah lain untuk titik berat yaitu pusat gravitasi. Benda berbentuk bidang atau luasan ( 2 dimensi )

LATIHAN SOAL

1. Perhatikan gambar!

2. Letak titik berat dari bangun bidang seperti pada gambar di samping dari sumbu X adalah ....

Letak titik berat bidang tersebut

terhadap AB adalah...cm.

A. 5

D. 12

B. 9

E. 15

C. 11

3. Perhatikan bidang dua dimensi berikut ini.

6. Sebuah silinder dan setengah bola disusun seperti pada gambar di samping.

Letak titik bidang dari garis AB berjarak ….

4. Suatu bidang datar terlihat seperti pada

gambar. Titik berat sistem bangun tersebut adalah …. Cm

Titik berat bidang tersebut terhadap sumbu X

7. Perhatikan gambar! Letak titik berat bangun adalah ....

yang tidak diarsir dari bangun tersebut adalah

5. Amati bidang homogen dengan ukuran seperti pada gambar!

Letak titik berat bangun di atas terhadap sumbu x adalah '...

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari-hari atau menentukan besaran-besaran yang terkait.

Ringkasan Materi

Usaha diartikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda itu mengalamir perpindahan. Secara matematis, usaha didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya searah perpindahan dengan besar perpindahan. Usaha dirumuskan sebagai berikut.

Untuk gaya (F) yang membentuk sudut terhadap perpindahan s, usaha yang diperlukan sebesar:

Usaha dengan perubahan energi.

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena gerakannya atau kecepatannya.

Energi potensial yaitu energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukan atau posisinya.

Ingat kembali !!!

Latihan Soal

1. Sepotong balok bermassa 20 kg berada 2 6. Sebuah silinder pejal (I = ½ mR ) bergerak

dalam keadaan diam pada bidang horizontal menggelinding tanpa tergelincir mendaki yang llicin. Kemudian balok dipukul hingga

bidang miring kasar dengan kecepatan awal bergerak dengan percepatan 0,8 m/s2. Usaha -1 10 m.s bidang miring itu mempunyai sudut

yang dilakukan balok pada 10 sekon pertama elevasi , dengan sin = 0,6. Jika geraknya adalah …. -1 percepatan gravitasi g = 10 m.s dan

a. 1600 joule

c. 640 joule e. 6,4 joule

kecepatan benda itu berkurang menjadi 5

b. 800 joule -1 d. 64 joule m.s maka jarak yang di tempuh benda itu

2. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar

adalah....

mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap

A. 7,0 m

gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan

B. 9,5 m

gravitasi di tempat tersebut 10 m/s 2 , maka

C. 12,0 m

energi kinetic bola pada ketinggian 2 m

D. 14,5 m

adalah ….

E. 17,0 m

a. 6,8 joule

c. 3,8 joule

e. 2 joule

7. Sebuah benda berbentuk silinder berongga (I

b. 4,8 joule 2 d. 3 joule = mR ) bergerak menggelinding tanpa

3. Odi mengendarai mobil bermassa 4000 kg di tergelincir mendaki bidang miring kasar jalan lurus dengan kecepatan 25 m.s -1 .

dengan kecepatan awal l0 m/s. bidang Karena melihat kemacetan dari jauh dia

miring itu mempunyai sudut elevasi α, mengerem mobil sehingga kecepatan

dengan tan α = 0,75. Jika keceptan gravitasi mobilnya berkurang secara teratur menjadi -2 g = 10 m.s dan kecepatan benda itu

15 m.s -1 . Usaha oleh gaya pengereman berkurang menjadi 5 m.s maka jarak pada adalah ….

bidang miring yang ditempuh benda

A. 200 kJ

tersebut adalah....

B. 300 kJ

A. 12,5 m

4. Sebuah mobil bermassa 800 kg dari keadaan

E. 2,5 m

diam dipercepat 4 ms -2 selama 5 sekon, maka

8. Perhatikan gambar perpindahan balok, usaha yang dilakukan adalah ....

sebagai berikut.

5. Perhatikan gambar berikut ini! Balok

Anggap g = 10 m.s -2 .

meluncur di bidang miring yang kasar Jika koefisien gesekan kinetic antara balok

dengan koefisien gesekan 0,5. Jika g = 10

dan lantai  k = 0,5, maka nilai perpindahan m.s maka kecepatan balok saat menyentuh

benda (s) adalah ….

dasar bidang miring adalah ....

A. 5,00 m

B. 4,25 m

C. 3,00 m

D. 2,50 m

E. 2,00 m

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaran-besaran terkait pada konsep elastisitas..

Ringkasan Materi Modulus Elastisitas (Modulus Young)

Hukum Hooke / Elastisitas Pegas/ Elastisitas Pegas “Jika gaya tarik tidak melampui batas elastisitas pegas, pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”

Susunan Pegas

Energi potensial elastis sebesar Ep :

Keterangan: k = konstanta pegas karet ketapel (N/m)

x = pertambahan panjang karet (m) m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s)

Latihan Soal

10 1. Sepotong kawat logam homogen panjangnya 2 c. 7 x 10 N/ m

11 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2. 2 d. 7 x 10 N/ m

17 Ketikaditarik dengan gaya sebesar 100 N, 2 e. 7 x 10 N/ m bertambah panjang 1 mm. Modulus elastik

bahan kawat logam tersebut adalah ….

8 a. 7 x 10 2 N/m

9 b. 7 x 10 2 N/ m

2. Percoaan menggunakan pegas yang digantung -1 D. 450 Nm menghasilkan data seagai berikut: -1 E. 480 Nm

x (cm)

6. Grafik di bawah adalah hubungan gaya

Percobaan

F (N)

dengan pertambahan panjang dari benda

1 88 11 elastis yang ditarik dengan gaya.

F = gaya beban pegas, x = pertambahan panjang pegas. Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar ….

Berdasarkan grafik, benda akan bersifat

D. 0,8 N.m

tidak elastis (plastis) saat besar gaya yang

E. 0,08 N.m

bekerja antara ....

3. Empat buah pegas identik masing-masing

A. 0 sampai 9 N

mempunyai konstanta elastisitas 1600 N.m ,

B. 0 sampai 18 N

disusun seri-paralel (lihat gambar). Beban W

C. 0 sampai 24 N

yang digantung menyebabkan system pegas

D. 9 N sampai 18 N

mengalami pertambahan panjang secara

E. 18 N sampai 24 N

keseluruhan sebesar 5 cm. berat beban W adalah …. 7. Di bawah ini adalah grafik hubungan gaya

(∆F) dengan pertambahan panjang dari suatu

A. 60 N

benda elastis.

4. Tiga buah pegas A, B dan C yang identik dirangkai seperti gambar di samping!

Jika ujung bebas pegas C digantungkan beban 1,2 N maka sistem mengalami

pertambahan panjang 0,6 cm, Dari grafik dapat disimpulkan .... konstanta masing-

A. P adalah titik patah

masing pegas adalah ....

B. Q adalah batas daerah elastis

A. 200 Nm -1

C. S daerah deformasi plastis

B. 240 Nm

D. T daerah deformasi plastis

C. 300 Nm

E. U daerah deformasi elastis

D. 360 Nm

8. Tiga pegas disusun seperti

E. 400 Nm gambar

berikut.

5. Karet yang panjangnya L digantungkan beban Jika konstanta pegas k = 50 sedemikian rupa sehingga diperoleh data

Nm -1 dan pada susunan sepeti pada tabel:

pegas

tersebut

Beban (W)

2N

3N 4N

digantungkan beban 400

Pertambahan

gram, maka pertambahan panjang susunan panjang ( L)

adalah .... Berdasarkan tabel tersebut, dapat

C. 8 cm disimpulkan besar konstanta pegas adalah ....

A. 2 cm

B. 4 cm

D. 16 cm E. 50 cm

A. 250 Nm -1

B. 360 Nm -1

C. 400 Nm -1

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi mekanik .

Ringkasan Materi

Energi mekanik

Hukum kekekalan energi mekanik

Latihan Soal

1. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 ms -1 dari atap gedung yang tingginya 5 m. jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 ms -2 , maka energy kinetic bola pada ketinggian 2 m adalah ….

A. 6,8 Joule

B. 4,8 Joule

C. 3,8 Joule

D. 3 Joule

E. 2 Joule

2. Buah kelapa yang massanya 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas permukaan tanah. Bila percepatan gravitasi bumi 10 m.s -1 , maka energy kinetic yang dimiliki buah kelapa pada

ketinggian 5 m di atas permukaan tanah adalah ….

A. 200 Joule

B. 150 Joule

C. 100 Joule

D. 80 Joule

E. 50 Joule

3. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti gambar. Perbandingan energy potensial dan energy kinetic balok ketika berada di titik M adalah ….

A.  p :  k =1:3

B.  p :  k =1:2

C.  p :  k =2:1

D.  p :  k =2:3

E.  p :  k =3:2

4. Sebuah bnda jatuh bebas dari posisi A seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda ketika sampai di B adalah ....

5. Sebuah balok bermassa 2 kg tampak pada gambar. Besar meluncur dari puncak bidang miring yang licin, seperti energi kinetik balok saat sampai di

dasar bidang miring adalah.... (g = 10 m.s -2 )

A. 10 joule

B. 20 joule

C. 40 joule

D. 60 joule

E. 80 joule

6. Sebuah bola bermassa 1 kg dilepas dan meluncur dari posisi A ke posisi C melalui lintasan lengkung yang licin seperti gambar di bawah ini!

Jika percepatan gravitasi = l0 m.s -2 , maka energi kinetik (Ek) bola saat berada di titik C adalah ....

A. 25,0 joule

B. 22,5 joule

C. 20,0 joule

D. 12,5 joule

E. 7,5 joule

7. Pada musim dingin di negara Swedia diadakan perlombaan ski es di daerah Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti pada gambar 2.

Jika kecepatan awal pemain ski = nol, dan percepatan gravitasi = 10 m.s -2 , maka kecepatan pemain pada saat ketinggian B adalah ....

A. -1 2 m.s

B. 5 2 m.s

C. 10 2 m.s

D. -1 20 2 m.s E. 25 2 m.s

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum kekekalan momentum.

Ringkasan Materi

Latihan Soal

1. Sebuah peluru karet berbentuk bola massanya 60 gram ditembakkan horizontal menuju tembok seperti gambar. Jika bola dipantulkan dengan laju yang sama, maka bola menerima impuls sebesar ….

A = 4 m.s dan v B =5 m.s -1 seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan

2. Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan v -1

kedua troli sesudah bertumbukan adalah ….

A. 4,5 m.s -1 ke kanan

B. 4,5 m.s -1 ke kiri

C. 1,0 m.s -1 ke kiri

D. 0,5 m.s -1 ke kiri

E. 0,5 m.s -1 ke kanan

3. Bola A bermassa 120 gram bergerak ke kanan dengan kecepatan 20 m.s -1 menumbuk bola B bermassa 80 gram yang diam. Tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali. Kecepatan kedua

bola setelah tumbukan adalah ….

A. 40 m.s -1

B. 20 m.s -1

C. 12 m.s -1

D. 11 m.s -1

E. 6 m.s -1

4. Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v -l

1 : 4 m.s ke kiri. Setelah membentur

tembok bola memantul dengan kecepatan v -l

2 m.s ke kanan.

Besar impuls yang dihasilkan adalah....

A. 0,24 N.s

B. 0,12 N.s

C. 0,09 N.s

D. 0,06 N.s

E. 0,04 N.s

5. Benda A dan B bergerak seperti gambar. Jika kemudian terjadi tumbukan lenting sempurna dan kecepatan benda B setelah tumbukan menjadi 15 m.s -1 , maka kecepatan benda A setelah tumbukan

6. Bola bermassa 2 kg dijatuhkan dari ketinggian h di atas lantai, kemudian bola tersebut terpantul di lantai sehingga mencapai ketinggian h'. Jika g = 10 m.s -2 , impuls yang bekerja pada bola

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida

Indikator

Menjelaskan hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik atau fluida dinamik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari .

Tekanan Hidrostatis

Hukum Archimedes “Benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya di dalam fluida,

akan mendapat gaya ke atas sebesar volume benda yang tercelup,

atau sebesar volume benda yang dipindahkan”

Hukum Pascal

Fluida dinamik Persamaan Kontinuitas

Hukum Bernoulli Asas Toricelli

Latihan Soal

1. Tekanan hidrostatis pada suatu titik di dalam bejana yang berisi zat cair ditentukan oleh: (1) massa jenis zat cair

(2) volume zat cair dalam bejana (3) kedalaman titik dari permukaan zat cair (4) bentuk bejana Pernyataan yang benar adalah ….

A. (1), (2), dan (3)

E. (1), (2), (3), dan (4)

2. Sebuah tangki di isi dengan air sampai mencapai ketinggian 3,05 m. Pada jarak 1,25 m dari dasar tangki terdapat sebuah kran dengan luas penampang 1 cm2. Kecepatan keluarnya air dari kran adalah ....

3. Sebuah balok pada saat di udara memiliki berat 50 N. Ketika ditimbang dalam air beratnya menjadi 30 N. 3 Jika massa jenis air =10 3 kg.m , maka massa jenis balok adalah ....

4. Sepotong kayu terapung dalam minyak (massa jenis = 800 kg.m ) hingga bagian volumnya berada

dalam minyak, maka massa jenis kayu adalah ....

A. 16 kg.m -3 B. 64 kg.m C. 160 kg.m

D. 270 kg.m -3 E. 640 kg.m

5. -1 Sebuah pipa dengan diameter kecil 1,6 cm mengalirkan air dengan kelajuan 12 ms , berarti pada pipa besar yang berdiameter 4,8 cm air tersebut mengalir dengan kelajuan … .

A. 1 ms -1 B. 1,2 ms -1 C. 1,33 ms -1 D. 3,2 ms -1 E. 4 ms -1

6. Sayap sebuah pesawat terbang dirancang sedemikian rupa agar mendapat gaya angkat yang cukup. Prinsip kerja sayap ini sesuai asas Bernoulli, yaitu … .

A. aliran udara bagian bawah sayap lebih kecil sehingga tekanannya menjadi besar B. aliran udara bagian atas sayap lebih kecil sehingga tekanannya menjadi besar C. aliran udara bagian bawah sayap lebih kecil sehingga tekanannya menjadi kecil D. aliran udara bagian bawah dan atas sayap sama sehingga mencapai ksesimbangan E. aliran udara menyebabkan timbulnya gaya angkat tapi tidak dipengaruhi oleh luas penampang

sayap

7. Agar sebuah pesawat terbang dapat tinggal landas maka harus terjadi…. A. Tekanan dibawah dan diatas sayap pesawat sama

B. Kecepatan aliran udara diatas sayap lebih besar daripada dibawah sayap C. Perbedaan ketinggian sayap pesawat D. Perbedaan Luas penampang sayap pesawat E. Kecepatan aliran udara dibawah sayap lebih besar daripada diatas sayap

8. Suatu zat cair dialirkan melalui sebuah pipa yang ukurannya tidak sama. Diameter saat air masuk 3 cm sedangkan diameter pipa tempat keluarnya air 1 cm. Diketahui kecepatan air ketika masuk 1,5 ms -1 , maka

kecepatan keluarnya air adalah … . A. 14 ms -1

B. 13,5 ms -1 C. 9 ms -1 D. 6,5ms -1 E. 4,5ms -1

9. Fluida ideal mengalir pada sebuah pipa yang diameternya masing-masing 5 cm dan 5 √2 cm. Perbandingan kecepatan aliran air pada pipa tersebu t seharusnya … .

√2 A. 1 : B. √2 : 1 C. 1 : 5 D. 2 : 1 E. 5 : 1

10. Sistem fluida banyak dimanfaatkan dalam bidang teknik. Berikut ini adalah beberapa contoh alat yang kerjanya menggunakan sistem fluida : 1) Sayap pada pesawat terbang

2) Karburator 3) Penyemprot racun serangga 4) Manometer

Alat yang memanfaatkan asas Bernoulli adalah … . A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4

D. 4 E. 1, 2, 3, dan 4

11. Sejumlah air dimasukkan ke dalam sebuah bak sampai penuh. Pada jarak 80 cm di bawah permukaan air terdapat lubang sehingga air keluar melaluinya. Kecepatan pancaran air tersebut adalah … . A. 8 m/s

√2 m/s B. 4 C. 4 m/s D. √2 m/s

E. 2 m/s

12. Sayap pada pesawat terbang dirancang sedemikian rupa agar bisa menghasilkan gaya angkat terhadap pesawat. Kecepatan aliran udara di bawah sayap lebih rendah dibanding aliran udara di atas sayap sehingga menghasilkan tekanan ke atas yang lebih besar. Prinsip ini sesuai dengan …. .

A. hukum Archimedes B. asas Bernoulli C. hukum Pascal D. asas kontinuitas E. hukum Newton

13. Perhatikan gambar berikut!

Posisi pipa besar adalah 5 m di atas tanah dan pipa kecil 1 m di atas tanah. Kecepatan aliran air pada pipa

besar adalah 36 km/jam dengan tetanan 9,1 x 10 5 pa, sedangkan tekanan dipipa yang kecil 2.10 Pa, maka kecepatan air pada pipa kecil adalah ....

3 ( -3 air = 10 kg.m ) A. 10 m.s -l

B. 20 m.s -l C. 30 m.s -1 D. 40 m.s -l E. 50 m.s -l

14. Pipa U mula-mula diisi air kemudian salah satu kakinya diisi minyak setinggi 12,5 cm sehingga setelah keadaan stabil posisi cairan. seperti pada gambar.

M assa jenis minyak adalah .... 3 ( -3

air = 10 kg.m ) A. 0,2 gram.cm -3

B. 0,5 gram.cm -3 C. 0,8 grum.cm -3 D. 1,25 gram.cm -3 E. 1,5 gram.cm -3

15. Air mengalir melalui penampang pipa seperti gambar berikut.

Kecepatan air yang melalui pemmpang pipa A sebesar 5 m.s -1 . .Iika tekanan pada penampang pipa A dan B sama besar, keccpatan air yang melalui penampang B adalah....

A. 2 m.s -l B. 3 m.s -1 C. 4 m.s -l D. 5 m.s -l E. 9 m.s -1

16. Pada gambar di samping, bila tinggi minyak l0 cm, perbedaan ketinggian minyak dengan air 4 cm dan massa jenis air 1000 kg.m -3 ,

maka massa jenis minyak adalah ...

A. 100 kg.m -3 B. 400 kg.m C. 600 kg.m

D. 1000 kg.m -3 E. 1200 kg.m

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya pada mesin kalor

Indikator

Menentukan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor atau asas Black dalam pemecahan masalah .

Kalor

Pemuaian Zat Padat

Azas Black

Pemuaian Panjang

“Pada percampuran dua zat, banyaknya kalor yang  Pertambahan panjang ( ΔL ) dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat bersuhu rendah”

ΔL  L o αΔT ΔL 

L o α(T 2  T 1 )

Perpindahan Kalor Konduksi

 Panjang akhir (L A )

L A = Lo + ΔL

Pemuaian Luas

 Pertambahan luas( ΔA )

ΔA  A o βΔT ΔA  L o 2 α (T 2  T 1 )

 Luas akhir (A A )

Konveksi

A A = Ao + ΔA A A =A o {1+β . Δt}

Pemuaian Volume

 Pertambahan volume ( ΔV )

ΔV  V o  ΔΔ

ΔV  L o 3 α (T 2  T 1 )

 Luas akhir (V A )

Radiasi

V A = Vo + ΔV V A =V o {1 + γ Δt}

Latihan Soal

1. o Sebanyak 150 gram air panas bersuhu 100 C ditambahkan ke dalam bejana berisi 300 gram air yang suhunya 10 o

C sampai campuran air itu mencapai keseimbangan termal. Suhu campuran saat mencapai keseimbangan termal adalah .... o C A. 25 o C B. 30 o C C. 35 o C D. 40 o C E. 50

2. o Air bermassa 60 gram bersuhu 90 C dicampurkan clengan air bermassa 150 gram sehingga suhu akhir campuran 40 o

C. suhu awal air yang bennassa 150 gram adalah ....

0 C A. 10 0 C B. 15 0 C C. 16 0 D. 17,5 C

0 E. 20 C

3. o Untuk mendapatkan air hangat bersuhu 55 C, Dany menuangkan 150 gram air panas bersuhu 80 C ke dalam sebuah wadah berisi 250 air dingin. Jika kalor jenis air 1 kal/gr. o

C, maka suhu air dingin adalah … A. 25 o C

o C B. 30 o C C. 35

o D. 40 C o C E. 45

4. o Aldo menuangkan 20 gram air bersuhu 30 C ke dalam sebuah wadah berisi 30 gram air bersuhu 20 C. Pada saat mencapai kesetimbangan, suhu campurannya sebesar … .(kalor jenis air 1,0 kal/gr. o C)

A. 28 o C B. 26,5 o C o C C. 25

D. 24 o C o C E. 23

5. Dalam merambatkan kalor pada sebuah logam, dipengaruhi oleh kondisi fisis logam tersebut, antara lain : 1) kalor jenis logam 2) perbedaan suhu pada ujung-ujung logam 3) resistivitas logam

4) konduktivitas logam Pernyataan yang benar adalah … .

A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1, 2, 3, dan 4

6. Dua buah jenis logam berukuran sama disambung seperti ditunjukkan gambar. Konduktivitas logam P

sama dengan setengah dari konduktivitas logam Q. Suhu di ujung B adalah … . A. 110 o C

B. 115 oC

A logam P

logam Q

7. Dua buah batang logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi jenisnya berbeda dihubungkan seperti gambar:

Kedua logam memiliki suhu yang beda pada kedua ujungnya. Jika koefisien konduksi termal A adalah setengah konduksi termal B, maka suhu pada sambungan batang adalah ....

A. 55 °C

B. 45 °C

C. 35 °C

D. 29 °C

E. 24 °C

8. Dua buah batang A dan B mempunyai ukuran sama. Jika konduktifitas A = 3 kali konduktivitas B suhu

pada ujung batang A 30 o C dan suhu diujung B 70 C, maka suhu dititik sambungannya adalah…. o A. 40 C

o C B. 50 o C C. 60

o D. 70 C o C E. 80

9. Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10°C sampai 40°C adalah ….

A. 5,76 mm B. 6,76 mm C. 7,76 mm D. 8,76 mm E. 9,76 mm

10. 2 Sebuah batang aluminium memiliki luas 100 cm . Jika batang aluminium tersebut dipanaskan mulai dari 0°C sampai 30°C, perubahan luasnya setelah terjadi pemuaian adalah …. (Diketahui: α = 24 × 10 –6 /K).

A. 0,0145 m 2 B. 0,0245 m 2 C. 0,0345 m 2 D. 0,0445 m 2 E. 0,0545 m 2

11. 3 Sebuah bola yang memiliki volume 50 m jika dipanaskan hingga mencapai temperatur 50°C. Jika pada kondisi awal kondisi tersebut memiliki temperatur 0°C, volume akhir bola tersebut setelah terjadi

pemuaian adalah ….(Diketahui α = 17 × 10 –6 /K) A. 50,82 m 3 B. 60,82 m 3 C. 70,82 m 3 D. 80,82 m 3 E. 90,82 m 3

-6o

12. o Selembar plat terbuat dari perunggu seperti gambar ( = 1,8.10 C ) pada suhu 0 C.

Jika plat tersebut dipanaskan sampai 80 o C, pertambahan luas pennukaan plat tersebut adalah....

-5 o 13. -1 Sebuah cairan dari baja(koefisien muai panjang = 10 C , mempunyai ukuran 6 liter diisi penuh cairan

-3 o

aseton (koefisien muai volume =1,5 . 10 -1 C ). Jika kedua-duanya dipanaskan sehingga suhu ruang naik

dari 0 o C sampai 40

C. Maka volume aseton yang tumpah adalah ....

A. 0,35 liter B. 0,48 liter C. 0,58 liter D. 1,36 liter E. 1,48 liter

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya pada mesin kalor

Indikator

Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan penerapannya.

Persamaan Gas Ideal

4. Proses Termodinamika

a. Proses lsobarik

Proses ini merupakan proses termodinamika pada tekanan konstan. Usaha pada proses ini dapat

dituliskan W = p(V 2 –V 1 ) = p. ∆V

b. Proses lsokhorik

Proses isokhorik merupakan proses yang terjadi pada volume konstan. Pada proses isokhorik, panas yang diberikan pada sistem digunakan

untuk menaikkan energi dalam. Usaha benilai nol (W = 0)

Hukum Boyle----GayGay----Lussac

∆U = U 2 –U 1 =Q

c. Proses lsotermik

Proses isotermik merupakan proses perubahan keadaan gas pada suhu konstan. Oleh karena suhu

konstan, energi dalamnya bernilai tetap.

W = n R T ln V 2 /V 1

d. Proses Adiabatik

Proses ini merupakan proses yang berlangsung tanpa ada perpindahan panas dari sistem ke lingkungannya. Proses ini juga tidak menerima

panas dari lingkungannya (tidak ada kalor yang masuk atau keluar sistem).

Q=0 “Pada saat gas dalam ruang tertutup diberi kalor

maka kalor tersebut akan dimanfaatkan untuk

melakukan usaha dan merubah energi dalamnya.”

Q=W+ ΔU

Keterangan Q

= perubahan kalor sistem

= usaha sistem

ΔU

= perubahan energi dalam Untuk gas ideal monoatomik berlaku persamaan berikut.

U  nR  T

U  Nk  T

Latihan Soal

1. Suatu gas ideal berada dalam suatu bejana tertutup dengan tekanan P, volume V, dan suhu T. Jika suatu saat suhu diubah menjadi 2 T, dan volumenya menjadi 3/2 V, maka perbandingan tekanan awal (P 1 )

dengan tekanan akhir (P 2 ) setelah V dan T diubah adalah....

A. 1 : 3 B. 1 : 2 C. 2 : 3 D. 3 : 4 E. 4 : 3

2. Gas oksigen dengan volume V, suhu T, dan tekanan P berada dalam silinder yang ditutup dengan klep. Bila klep ditekan, volume oksigen menjadi ¾ V suhu menjadi 3/2 T , maka perbandingan tekanan awal dan tekanan akhir gas adalah ....

1 :P A. P 2 =1:2

1 :P B. P 2 =2:3

1 :P C. P 2 =3:2

1 :P D. P 2 =3:4

1 :P E. P 2 =4:3

3. o Sejumlah gas dalam ruang tertutup bertekanan 5 atm mengalami kenaikan suhu sebesar 100 C dari suhu mula-mula 127 o

C. Besar tekanan gas sekarang adalah … .

A. 6,00 atm B. 6,25 atm C. 6,85 atm

D. 7,00 atm E. 7,25 atm

4. Perhatikan pernyataan berikut ini yang menunjukkan proses isokhorik gas ideal adalah … . 1) volumenya konstan 2) tekanan konstan

3) usahanya = 0 4) suhunya konstan

A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4

D. 4 E. 1, 2, 3, dan 4

5. o Terdapat gas ideal berada dalam ruang tertutup bersuhu 27 C memiliki tekanan 3 atm. Jika dikehendaki tekanan gas tersebut naik menjadi 1,5 kalinya, maka yang harus dilakukan adalah …

A. menurunkan suhu menjadi setengahnya B. menurunkan suhu menjadi 0 o C

C. menaikkan suhu menjadi 150 o C D. menurunkan suhu sebesar 150 o C E. menaikkan suhu sebesar150 o C

6. Perhatikan pernyataan berikut ini! 1) Pada kondisi isokhorik tekanan gas tetap

2) Jarak antar partikel jauh lebih besar dibanding ukurannya 3) Hukum Newton tentang gerak tidak berlaku 4) Koefisien restitusi pada tumbukan antar partikel bernilai 1

Pernyataan yang menunjukkan sifat gas ideal adalah … . A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1, 2, 3, dan 4

7. o Suatu gas ideal memiliki energi kinetik rata-rata partikelnya Ek pada suhu 127 C. Jika suhunya naik menjadi 527 o

C maka energi kinetiknya menjadi ....

A. ¼ Ek B. ½ Ek C. Ek

D. 2 Ek E. 4 Ek

8. o Terdapat gas ideal berada dalam ruang tertutup bersuhu 127 C memiliki tekanan 4 atm. Jika dikehendaki tekanan gas tersebut turun 1 atm, maka yang harus dilakukan adalah … .

A. menaikkan suhu menjadi 100 o C B. menaikkan suhu sebesar 120 o C C. menurunkan suhu sebesar 100 o C D. menurunkan suhu menjadi 120 o C

E. menurunkan suhu menjadi setengahnya

5 9. -2 Dalam suatu tangki terdapat gas ideal volume 4 liter, suhu 27 C dan tekanan 3 atm (1 atm = 10 N.m ). Gas mengalami proses pemanasan pada tekanan tetap sampai suhu 87 o

C. Kapasitas kalor gas nilainya 9 J.K -1 . Besar volume akhir gas dan perubahan energi dalam gas berturut-turut adalah ....

10. o Dalam suatu tangki terdapat 3 liter gas ideal bertekanan 2 atm (1 atm = 10 N.m ) suhu 27 C Gas

5 -2

dipanaskan pada tekanan tetap sampai suhu 127 -1 C. Jika kapasitas kalor gas 6 J.K volume akhir gas dan perubahan energi dalam masing-masing ....

liter; ΔU = 800 joule A. 7 B. 5 liter; ΔU = 600 joule liter; ΔU = 500 joule C. 5 D. 4liter; ΔU = 400 joule liter; ΔU = 200 joule E. 4

11. Perhatikan grafik di samping dan pernyataan-pernyataan berikut!

Pernyataan yang benar adaJah....

12. Perhatikan grafik siklus termodinamika berikut!

Standar Kompetensi Lulusan

Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya pada mesin kalor

Indikator

Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin kalor.

Usaha pada siklus termodinamika

Usaha yang dilakukan oleh sistem dalam satu siklus adalah W =W AB +W BC

yang besarnya sama dengan luas daerah yang diarsir pada grafik P - V (luas ABC). Apabila arah proses dalam siklus searah putaran jarum jam, maka usaha bernilai positif, dan bernilai negatif apabila arah proses berlawanan arah putaran jarum jam.

Latihan Soal 1. Perhatikan gambar!

Gas ideal melakukan proses perubahan tekanan (P) terhadap volume (V). Usaha yang dilakukan Oleh gas pada proses tersebut adalah ....

A. 20 joule B. 15 joule C. 10 joule D. 5 joule E. 4 joule

2. Proses pemanasan suatu gas ideal digambarkan seperti graik P-V berikut ini! Besar usaha yang dilakukan gas pada siklus ABC adalah ....

A. 4,5 J B. 6,0 J C. 9,0 J

D. 12,0 J E. 24,0 J

3. Diagram P – V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut! Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar ….

A. 660 kJ B. 400 kJ C. 280 kJ D. 120 kJ E. 60 kJ

4. Sejumlah gas ideal dimampatkan melalui proses termodinamika dari keadaaan 1 ke keadaan 2 seperti diperlihatkan pada grafik P-V berikut. Usaha yang dilakukan gas tersebut adalah ...

5. Perhatikan diagram P - V di samping! Usaha yang dihasilkan pada proses termodinamika tersebut dalam satu siklus adalah .... A. 100 kJ B. 200 kJ C. 300 kJ D. 400 kJ E. 600 kJ

6. Sebuah mesin Carnot dengan reservoir suhu tinggi 640 K menyerap kalor sebesar 1250 kalori dengan cfisicnsi 20 %. Berupakah kalor yang diserap pada reservoir suhu tinggi bila efisiensi mesin naik menjadi 50 %?

A. 1493 kal B. 2000 kal C. 2986kal D. 4125 kal

E. 6500 kal

7. Sebuah mesin Camot menggunakan reservoir suhu tinggi 327 C, mempunyai efisiensi 60 %. Agar efisiensi mesin Carnot naik menjadi 80% dengan suhu rendahnya tetap, maka suhu tinggi mesin Camot harus

diubah menjadi .... A. 300 K B. 450 K C. 480 K D. 1200 K

E. 1800 K 8. Diagram di bawah ini merupakan siklus mesin kalor. Usaha yang dilakukan dari A sampai B adalah … . A. 540 kPa

P (kPa)

9. Sebuah mesin Carnot mengambil kalor 6000 J pada reservoir suhu tinggi 227 C dan melepas kalor pada suhu 27 o C, maka usaha yang dilakukan mesin adalah ....

A. 4200 J B. 3600 J C. 3200 J

D. 3000 J E. 2400 J

10. Perhatikan gambar berikut ini!

11. Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses tersebut adalah … . A. 24000 kJ B. 18000 kJ C. 15000 kJ

D. 12000 kJ E. 9000 kJ 12. Diagram di bawah ini merupakan siklus mesin kalor.

P (kPa)

13. Usaha yang dilakukan pada siklus A ke C melalui B adalah … . A. 8,0.10 5 J

B. 7,5.10 5 J C. 6,8.10 5 J D. 6,2.10 5 J E. 5,4.10 5 J

14. Diagram di bawah ini merupakan siklus mesin kalor. Usaha yang dilakukan pada siklus BC dan CD masing- masing adalah … .joule.

o V A. 2P o dan 6P o V o

B. 4PoVo dan –2PoVo C. 0 dan 4PoVo

D. –2PoVo dan 0 o V E. 6P o dan 0

15. Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di samping!

Jika kalor yang diserap (Q1) = 10.000 joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah ….

a. 1.500 J b. 4.000 J c. 5.000 J d. 6.000 J e. 8.000 J

14. Gambar P – V dari sebuah mesin Carnot terlihat seperti gambar berikut!

Jika mesin menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukan adalah ….

a. 105,5 J

d. 466,7 J

b. 252,6 J

e. 636,7 J

c. 336,6 J

Standar Kompetensi Lulusan

Menganalisis konsep dan prinsip gelombang, optik dan bunyi dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Indikator

Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaat atau bahayanya dalam kehidupan sehari-hari

A. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik 1) Gelombang radio (MF dan HF)

-Untuk komunikasi radio (memanfaatkan sifat gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh)

2) Gelombang radio (UHF dan VHF)

-Untuk komunikasi satelit ( memanfaatkan sifat gelombang UHF dan VHF yang dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit)

3) Gelombang Mikro