Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya
dalam berbagai penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum
Coulomb.
Kuat medan listrik
Hukum Coulomb
“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua
muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua muatan.”
234
56 57
87
Besar kuat medan listrik adalah besar gaya
Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan
besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain
besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan.
H
G
F 3 H atau F 3 4 IJ
Keterangan:
Keterangan:
2
4
3 gaya Coulomb (N)
3 konstanta untuk ruang hampa 3
56
57
8
@A
3 muatan benda 1 (C)
3 muatan benda 2 (C)
3 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
6
3
3 8,85 > 10E67 C2/Nm2
6
9:;<
3 9 > 10? Nm2/C2
F
2
4
3 kuat medan listrik (N/C)
3 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N)
6
3 9 > 10? Nm2/C2
3 konstanta untuk ruang hampa 3
9:;<
5 3 muatan uji(C)
8 3 jarak antar muatan(m)
6
@A 3
3 8,85 > 10E67 C2/Nm2
9:B
9:B
Penjelasan:
Penjelasan:
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
U
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb.
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.
U
U
57
56
U
W
W
56
57
57
8
56
V
V
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Bila pada gambar di bawah diketahui 56 3 57 3 10PC dan konstanta 4 3 9 > 10? Nm2/C2.
U57
U56
V
6 cm
3 cm
Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah ….
A. 7,5 > 10S N/C menjauhi 57
A. 7,5 > 10S N/C menuju 57
B. 5,5 > 10S N/C menjauhi 57
C. 2,5 > 10S N/C menuju 57
D. 2,5 > 10S N/C menjauhi 57
6
Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 PC terdapat bola lain yang juga bermuatan 9 kali muatan
bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 PC adalah ....
A. 10 cm
B. 12 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
E. 20 cm
Bimbel UN FISIKA SMA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Di unduh dari : Bukupaket.com
Halaman 16
Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 1. Memahami prinsipprinsip-prinsip pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak
langsung dengan cermat, teliti dan objektif.
1.1. Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan
memperhatikan aturan angka penting.
Alat Ukur Panjang
Nama Alat
Jangka sorong
Mikrometer sekrup
6
0
Gambar
0
7
Skala terkecil
0,1 mm
0,01 mm
10
15
10
Angka Penting (AP)
Pembacaan
Pengukuran
6,7+0,04=6,74 cm
(6,74 7 0,005) cm
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)
1
0
2
Jumlah Angka
Penting
Angka
Pasti
Angka
Taksiran
3
7, 5
1, 4
7,5+0,14=7,64 mm
(7,64 7 0,005) mm
Angka penting adalah angka yang didapat dari
hasil pengukuran.
Angka penting terdiri dari angka pasti dan
angka ragu-ragu (taksiran)
Aturan penulisan angka penting:
Cara pembacaan
Skala tetap + Skala nonius
Skala tetap + Skala nonius
3
6, 7
4
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.
PREDIKSI SOAL UN 2012
10
Seorang siswa melakukan pengukuran pada sebuah pelat tipis menggunakan jangka sorong. Hasil
pengukuran panjang pelat terlihat pada gambar. Jika lebar pelat adalah 17 cm, maka luas dari pelat tipis
tersebut adalah ….
A. 21
B. 21,08
C. 21,1
D. 21,4
E. 21,42
Di unduh dari : Bukupaket.com
1.2. Menentukan besar dan arah vektor serta menjumlah / mengurangkan besaranbesaran-besaran
vektor dengan berbagai cara.
Misal diberikan tiga vektor sebagai berikut
G
L
H
Penjumlahan dan Pengurangan Vektor
1. Metode Gambar
a. Metode segitiga
H
G
G
G+H
b. Metode jajaran genjang
G
J
H
c. Metode poligon
G
BN
30°
L
G+H+L
2. Menguraikan vektor
BD = 30 N
KH
H
J
O
BC = 10 N
30°
B
BM = B cos J
BN = B sin J
GKH
G+L
GKH
G+H
KH
L
J
G
|G + H| = IGC + H C + 2GH cos J
|G K H| = IGC + H C K 2GH cos J
G
H
G+HKL
|B| = RBMC + BNC
Arah vektor:
BN
BM
J = GSL tan
BE = 30 N
KL
Besar vektor:
tan J =
BM
PREDIKSI SOAL UN 2012
G
BN
BM
Q
Besar dan arah resultan dari tiga buah vektor seperti gambar di bawah ini adalah ….
A. 40 N searah BC
B. 40 N searah BD
C. 40 N searah BE
D. 30 N searah BC
E. 30 N searah BE
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 2. Memahami gejala alam dan ket
keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik,
benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah
Fluida.
2.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak
parabola.
parabola.
Gerak Lurus
Gerak Parabola
GLBB
1. Gerak Lurus Beraturan
U
Keterangan:
T=
T = kecepatan (m/s)
V
U = jarak (m)
V = waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
T[ = TY 0 GV
Keterangan:
1 C vY = kecepatan awal (m/s)
U = TY V 0 GV vZ = kecepatan akhir (m/s)
2
s = jarak tempuh (m)
T[C = TYC 0 2GU V = waktu tempuh (s)
Gerak Melingkar Beraturan
Keterangan:
T = \]
TC
G^ =
]
TC
B^ = _
]
Hubungan rodaroda-roda
T
ω
R
aX
FX
m
= kecepatan linear (m/s)
= kecepatan sudut (rad/s)
= jari-jari (m)
= percepatan sentripetal (m/s2)
= gaya sentripetal (N)
= massa benda (kg)
GLB
Kecepatan di sembarang titik
Kondisi awal
j
T` = Ta ⇒ \` ]` = \a ]a
2. Satu sumbu
i
j
Keterangan:
\` = \a ⇒
T = kecepatan linear (m/s)
\ = kecepatan sudut (rad/s)
i
T` Ta
=
]` ]a
j
sb O
TY cos J
Saat V sekon
TY sin J
TY cos J
Dimana,
TY sin J K cV
T = RTMC 0 TNC
Kedudukan peluru saat V sekon
Kedudukan (Q, O)
sb Q
sb O
Waktu yg
diperlukan
0
0
0
TY cos J V
1
TY sin J V K cV C
2
V
Kondisi
awal
1. Tidak satu sumbu
i
Kcepatan (TM , TN )
sb Q
Saat
V sekon
Pada
titik
tertinggi
Pada
jarak
terjauh
TYC sin 2J
2c
2
TYC sin 2J
2c
TY sin J
c
TYC sinC J
2c
V=
0
V=2
TY sin J
c
Keterangan:
TY
TM
TN
Q
O
J
c
= kecepatan awal (m/s2)
= kecepatan arah sumbu Q (m/s2)
= kecepatan arah sumbu O (m/s2)
= posisi di sumbu Q (m)
= posisi di sumbu O (m)
= sudut elevasi
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Ketika melihat ada "polisi tidur" di depannya
dia menginjak rem dan mobil berhenti setelah 5 sekon kemudian. Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut
sampai berhenti adalah ….
A. 50 m
B. 100 m
C. 150 m
D. 200 m
E. 250 m
Sebuah benda melakukan gerak melingkar berjari-jari ], kecepatan sudutnya \, dan percepatan
D
sentripetalnya 4 m/s2, jika kecepatan sudutnya \ percepatan sentripetalnya menjadi 2 m/s2, maka jari-jari
C
lingkarannya menjadi ….
A. 2]
B. ]
D
C. C ]
D.
E.
D
]
g
D
h
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.2. Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam
kehidupan seharisehari-hari.
Hukum I Newton
Hukum II Newton
“Setiap benda akan tetap
diam atau bergerak lurus
beraturan, kecuali ada gaya
yang bekerja padanya.”
ΣB = 0 n
“Percepatan yang dihasilkan
oleh resultan gaya pada
sebuah benda sebanding dan
searah dengan resultan gaya
tersebut dan berbanding
terbalik dengan massa
benda.”
T=0
T = tetap
G=
Hukum III Newton
“Gaya aksi dan reaksi sama
besar tetapi berlawanan arah
dan bekerja pada dua benda
yang berbeda.”
Bop^q = KBrsop^q
ΣB
Σ_
PREDIKSI SOAL UN 2012
Dua buah benda A dan benda B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg diikat dengan
tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Jika besar percepatan gravitasi
adalah 10 m/s2 maka besarnya tegangan tali adalah ….
A. 20 N
B. 21 N
C. 22 N
D. 23 N
E. 24 N
B
A
2.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen
inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam
masalah benda tegar.
Titik berat
Titik berat benda persegi/persegi
panjang/benda teratur terletak di
perpotongan kedua diagonal
Titik berat benda segitiga adalah sepertiga
tinggi dari alas.
Terletak pada perpotongan kedua garis
vertikal untuk benda sembarang.
Torsi
w 6 S x B 6 Bℓ sin J
Keterangan:
w 6 torsi/momen gaya (mN)
B 6 gaya yang bekerja (rad/s)
S 6 lengan momen (m)
ℓ 6 jarak poros ke gaya (m)
J 6 sudut antara B dan y
Momentum sudut
z 6 {ω
Keterangan:
Titik berat benda gabungan
z 6 momentum sudut (kgm2/s)
{ 6 momen inersia (kg m2)
\ 6 kecepatan sudut (rad/s)
Σℓq Qq Σiq Qq Σuq Qq Σ_Qq
6
6
6
Q6
ΣQq
ΣQq
ΣQq
ΣQq
Σℓq Oq Σiq Oq Σuq Oq Σ_Oq
O6
6
6
6
ΣOq
ΣOq
ΣOq
ΣOq
Keterangan:
ℓ 6 panjang (m)
{ 6 | _S C
Keterangan:
{ 6 momen inersia (kg m2)
_6 massa benda (kg)
r 6 jarak partikel terhadap titik poros (m)
Dinamika rotasi (Hukum II Newton rotasi)
Σw 6 {}
i 6 luas (m2)
u 6 volume (m3)
_ 6 massa benda (kg)
J 6 sudut antara B dan v
Keterangan:
w 6 torsi/momen gaya (mN)
{ 6 momen inersia (kg m2)
} 6 percepatan sudut(rad/s2)
PREDIKSI SOAL UN 2012
O
44
2
0
Momen inersia
3
6
Q
Letak koordinat titik berat benda 2 dimensi
seperti tampak pada gambar disamping adalah ..
A. ( 3,0 ; 4,0 )
B. ( 1,0 ; 3,0 )
C. ( 3,7 ; 2.0 )
D. ( 4,2 ; 2,0 )
E. ( 5,2 ; 3,0 )
Di unduh dari : Bukupaket.com
Besarnya tegangan tali •` da •a pada gambar di atas adalah …
A. 30 N dan 35 N
B. 25 N dan 30 N
C. 20 N dan 25 N
D. 35 N dan 30 N
E. 30 N dan 25 N
4 kg
•a
•`
B 4 kg
2 kg A
2.4. Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari
sehari--hari
atau menentukan besaranbesaran-besaran yang terkait.
terkait.
Usaha
Energi Potensial
€ 6B∙U
6 BU sin J
‚„ 6 _c…
Keterangan:
‚„
_
c
…
€
B
U
J
Keterangan:
6 usaha (joule)
6 gaya (N)
6 perpindahan (m)
6 sudut antara B dan U
6 energi potensial (joule)
6 massa (kg)
6 percepatan gravitasi 6 10 m/s2
6 ketinggian (m)
Hubungan antara Usaha dan Energi
nergi
Energi Kinetik
€ 6 ∆‚
1
‚ƒ 6 _T C
2
Keterangan:
€ 6 usaha (joule)
∆‚ 6 selisih energi (joule)
Keterangan:
‚ƒ 6 energi kinetik (joule)
_ 6 massa (kg)
T 6 kecepatan benda (m/s)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s. Usaha
yang di ubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah …
A. 6 joule
B. 12 joule
C. 24 joule
D. 48 joule
E. 72 joule
2.5. Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaranbesaranbesaran terkait pada konsep elastisitas.
elastisitas.
Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Tegangan
B
ˆ6
i
Regangan
∆z
‰6
z
Modulus
ˆ
‚6
‰
Keterangan:
‚
ˆ
‰
B
i
z
∆z
Hukum Hooke / Elastisitas Pegas
“Jika gaya tarik tidak melampui batas elastisitas pegas,
pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan
gaya tariknya”
B 6 | ∙ ∆Q
Keterangan:
6 modulus elastisitas (N/m2)
6 tegangan (N/m2)
6 regangan
6 gaya (N)
6 luas penampang (m2)
6 panjang mula-mula (m)
6 perubahan panjang (m)
B 6 gaya yang dikerjakan pada pegas (N)
| 6 konstanta pegas (kg/m2)
∆Q 6 pertambahan panjang pegas (m)
Susunan Pegas
Susunan seri pegas
Susunan paralel pegas
1
1
1
1
6 0 0 ⋯0
|^ |D |C
|‹
|Œ 6 |D 0 |C 0 ⋯ 0 |‹
PREDIKSI SOAL UN 2012
Grafik disamping menunjukkan pertambahan
panjang pegas (Q) , akibat pengaruh gaya (B)
yang berbeda-beda berbeda-beda. Besarnya
kontanta pegas tersebut adalah ....
A. 50 N/m
B. 40 N/m
C. 30 N/m
D. 20 N/m
E. 10 N/m
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.6. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi
mekanik.
mekanik.
Energi mekanik
‚• = ‚„ 0 ‚ƒ
i
Keterangan:
‚• = energi mekanik (joule)
‚„ = energi potensial (joule)
‚ƒ = energi kinetik (joule)
Hukum kekekalan energi mekanik
‚•D = ‚•C
‚„D 0 ‚ƒD = ‚„C 0 ‚ƒC
1
1
_c…D 0 _TDC 6 _c…C 0 _TCC
2
2
…`
T`
…` K …a
j
—
Ta
…a
Di titik A
‚ƒ` 6 0
‚„` 6 _c…`
Di titik B
1
‚ƒa 6 _TaC 6 _c(…` K …a )
2
‚„a 6 _c…a
Di titik C
1
‚ƒŽ 6 _TŽC
2
‚„Ž 6 0
T˜
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah benda bermassa 100 gram jatuh bebas dari ketinggian 20 m. kecepatan benda pada saat
mencapai ketinggian 5 m dari permukaan tanah adalah ...
A. 20 m/s
B. 15 m/s
C. 10√3 m/s
D. 10√2 m/s
E. 10 m/s
2.7. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum
kekekalan momentum.
Hukum Kekekalan Momentum
Impuls
• = •′
•D 0 •C = •D’ 0 •C’
_D TD 0 _C TC = _D TD’ 0 _C TC’
{ = B ∙ ∆V
Keterangan:
{ = impuls (Ns)
B = gaya (N)
∆V = selang waktu (s)
Tumbukan
Pada tumbukan berlaku:
Momentum
TC’ K TD’
• = • dan “ = K ”
•
TC K TD
• = _T
Keterangan:
• = momentum (kg m/s)
_ = massa (kg)
T = kecepatan (m/s)
Keterangan:
“
Hubungan Impuls dan Momentum
{ = ƥ
B ∙ ∆V = _ ∙ ∆T
B ∙ ∆V = _ ∙ (TC K TD )
= koefisien restitusi
JenisJenis-jenis Tumbukan
1. Lenting sempurna (“ = 1)
2. Lenting sebagian (0 – “ – 1)
3. Tidak lenting sama sekali (“ = 0)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola
diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah ....
A. 10 m/s
B. 15 m/s
C. 20 m/s
D. 25 m/s
E. 30 m/s
Dua buah benda massanya masing-masing 10 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan
kecepatan 4 m/s dan 8 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka
kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah ....
A. 5 m/s dan 7 m/s searah gerak semula
B. 5 m/s dan 7 m/s berlawanan arah gerak semula
C. 6 m/s dan 10 m/s searah gerak semula
D. 6 m/s dan 10 m/s berlawanan arah gerak semula
E. 10 m/s dan 4 m/s berlawanan arah gerak semula
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.8. Menjelaskan hukumhukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan
penerapannya dalam kehidupan seharisehari-hari.
Fluida statik
Tekanan Hidrostatis
„™ = „Y 0 šc…
Keterangan:
P›
PY
ρ
g
h
= tekanan hidrostatis (Pa)
= tekanan udara luar (Pa)
= massa jenis (kg/m3)
6 percepatan gravitasi = 10 m/s2
= kedalaman (m)
Hukum Pascal
„D = „C
BD BC
=
iD iC
Keterangan:
PD
PD
FD
FC
AD
AC
Benda di dalam fluida:
fluida
1. Terapung (šŸ – š• )
2. Melayang šŸ = š• ¡
3. Tenggelam (šŸ ¢ š• )
„Y
iD
Keterangan:
iC
£
ž
z
]
BC
“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”
B` = š• u ’ c atau B` = ž K ž ’
Keterangan:
Volume benda
tercelup
6 gaya Archimedes/gaya angkat (N)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 volume benda yang tercelup (m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= berat benda di udara (N)
= berat benda di dalam fluida (N)
Persamaan Kontinuitas
u
6 tetap
V
¨D 6 ¨C
iD TD 6 iC TC
Keterangan:
¨
i
T
u
V
iD
iC
TD
TC
1
iC
iD
Viskositas Fluida
B• = 6¥§ST
Keterangan:
B•
§
S
T
Q 6 2I…D …C
6 gaya Stokes (N)
6 koefisien viskositas (kg/ms)
6 jari-jari (m)
6 kecepatan (m/s)
Keterangan:
„
š
…
T
c
…D
…C
2
6 tekanan luar (Pa)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 ketinggian (m)
6 kecepatan fluida (m/s)
6 percepatan gravitasi (m/s2)
6 jarak permukaan fluida ke lubang (m)
6 jarak lubang terhadap tanah (m)
TD „D
D
TC „C
6 gaya angkat pesawat (N)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 kecepatan udara di atas sayap pesawat (m/s)
6 kecepatan udara di bawah sayap pesawat (m/s)
6 tekanan udara di atas sayap pesawat (Pa)
6 tekanan udara di bawah sayap pesawat (Pa)
Keterangan:
B`
š
TD
TC
„D
„C
Pipa Venturi
1
„ 0 šc… 0 šT C 6 tetap
2
„D 0 „C 6 šc…
TCC K TDC 6 2c…
Keterangan:
…D
…C
air: adhesi ¢ kohesi
B` 6 C š(TDC K TCC )i
Asas Toricelli
V6
raksa
raksa: kohesi ¢ adhesi
= naik turunnya fluida (m)
= tegangan permukaan (N/m)
= sudut kontak (raksa sudut tumpul, air sudut lancip)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= jari-jari pipa kapiler (m)
Gaya angkat pesawat
Hukum Bernoulli
C©
R™
ª
J
air
Keterangan:
…
£
J
š
c
S
TC
TD
6 debit (m3/s)
6 luas penampang (m2)
6 kecepatan fluida (m/s)
6 volume (m3)
6 waktu yang diperlukan (s)
6 luas penampang 1 (m2)
6 luas penampang 2 (m2)
6 kecepatan fluida di penampang 1 (m/s)
6 kecepatan fluida di penampang 2 (m/s)
Tangki bocor
T 6 I2c…D
J
2£ L¦U J
…=
šcS
Fluida dinamik
¨ 6 iT 6
= tegangan permukaan (N/m)
= berat benda (kg)
= panjang (m)
= jari-jari (m)
Kapilaritas
Hukum Archimedes
B`
š•
u′
c
ž
ž′
3
ž
B £ = 2z , untuk benda batang
£= ¤
v £ = ž , untuk benda lingkaran
2¥]
i
BD
Gaya angkat
2
Tegangan Permukaan
…
= tekanan di pipa A (N/m2)
= tekanan di pipa B (N/m2)
= gaya di pipa A (N)
= gaya di pipa B (N)
= luas penampang pipa A (m2)
= luas penampang pipa B (m2)
1
Q
„D
„C
TD
TC
š
c
…
„D
TD
…
TC
6 tekanan fluida di titik 1 (Pa)
6 tekanan fluida di titik 2 (Pa)
6 kecepatan di titik 1 (m/s)
6 kecepatan di titik 2 (m/s)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 percepatan gravitasi (m/s2)
6 selisih ketinggian permukaan kedua pipa (m)
Di unduh dari : Bukupaket.com
„C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
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)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4)
E. (1), (2), (3), dan (4)
3,05 m
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 ....
A. 2 m/s
B. 3 m/s
1,25 m
C. 4 m/s
D. 5 m/s
E. 6 m/s
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 3. Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan
perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya mesin
kalor.
3.1. Menentukan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor, atau asas Black
dalam pemecahan masalah
Keterangan:
Kalor
® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
[
| = konduktivitas termal (W/m K)
i = luas permukaan (m2)
∆V = perubahan suhu (K)
z = panjang penghantar (m)
¯
¨ 6 _ L ∆V
¨ 6 _z
Keterangan:
¨
_
L
∆V
z
6 besarnya kalor yang diserap atau dilepas (joule)
6 massa benda (kg)
6 kalor jenis benda (J/kg°C)
6 perubahan suhu (°C)
6 kalor laten (J/kg)
Konveksi
®=
Keterangan:
Satuan Kalor
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,2 joule
® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
[
… = koefisien konveksi (J/s m2 K)
i = luas permukaan (m2)
∆V = perubahan suhu (K)
¯
Azas Black
“Pada percampuran dua zat, banyaknya kalor yang
dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya
kalor yang diterima zat bersuhu rendah”
¨^sroŒ = ¨-sŒo^
Radiasi
®=
®=
“
¨ | i ∆•
=
z
V
¨
= “ ˆ •g i
V
Keterangan:
Perpindahan Kalor
Konduksi
®=
¨
= … i ∆V
V
ˆ
•
i
PREDIKSI SOAL UN 2012
= besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
“ = 1; penyerap sempurna
= emisivitas °0 – “ – 1
“ = 0; penyerap paling jelek
= konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10±h W/m2 K4)
= perubahan suhu (K)
= luas permukaan (m2)
¯
[
Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20°C. Di dalam bejana
dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75°C. Bila suhu bejana naik 75°C dan kalor jenis minyak adalah 0,43 kal/g °C,
maka kalor jenis besi adalah ....
A. 0,143 kal/g °C
B. 0,098 kal/g °C
C. 0,084 kal/g °C
D. 0,075 kal/g °C
E. 0,064 kal/g °C
Dua buah batang logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi jenisnya berbeda dihubungkan seperti
gambar:
A
79°—
B
4°—
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
3.2. Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan
penerapannya.
Persamaan Gas Ideal
„u = ²]• atau „u = ³|•
Keterangan:
„
u
³
]
= tekanan gas ideal (Pa)
= volume gas ideal (m3)
= jumlah partikel gas
8,31 x 10E J⁄mol K
= tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
|
•
²
= tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K)
= suhu (K)
¶
²=
¶·
= jumlah mol gas (mol)µ
¸
²=
¹º
³» = bilangan Avogadro (6,02 x 10CE partikel)
_ = massa partikel gas
•r = massa molekul gas
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hukum BoyleBoyle-GayGay-Lussac
²
³
„D uD „C uC
=
•C
•D
]
|
•
Keterangan:
„D
„C
uD
uC
•D
•C
= tekanan mutlak awal gas ideal (Pa)
= tekanan mutlak akhir gas ideal (Pa)
= volume awal gas ideal (m3)
= volume akhir gas ideal (m3)
= suhu awal gas ideal (K)
= suhu akhir gas ideal (K)
Energi Kinetik Gas Ideal
E
Kecepatan Efektif Gas Ideal
Tr¸^ = R
E¼½
¸
atau Tr¸^ = R
Keterangan:
Ep½
¸
Tr¸^ = kecepatan efektif gas ideal (m/s)
8,31 x 10E J⁄mol K
] = tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
| = tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K)
_ = massa partikel gas ideal (kg)
E
‚ƒ = C ²]• atau ‚ƒ = ³|•
C
Keterangan:
= jumlah mol gas (mol)
= jumlah partikel gas
8,31 x 10E J⁄mol K
= tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
= tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J/K)
= suhu (K)
‚ƒ = energi kinetik gas ideal (Pa)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah ruang tertutup berisi gas idela dengan suhu T dan kecepatan partikel gas
dipanaskan menjadi 3T maka kecepatan gas menjadi ....
A. T C
B. 3T
C. T√3
D. T
D
E. E T
. Jika suhu gas
3.3. Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin
kalor.
Siklus
Mesin Carnot
Usaha mesin Carnot:
Siklus adalah proses perubahan suatu gas
tertentu yang selalu kembali kepada keadaan
awal proses.
€ = ¨D K ¨C
Efisiensi mesin Carnot:
Siklus Carnot
1.
2.
3.
4.
Proses pemuaian secara
isotermis (A ke B)
menyerap kalor ¨D dan
mengubahnya menjadi
€D .
Proses pemuaian secara
adiabatik (B ke C)
melakukan usaha €C .
Proses penampatan
secara isotermik (C ke D)
melepas kalor ¨C .
Proses pemampatan
secara adiabatik (D ke A)
•D
¿ 100%
•C
¨D
§ = ¾1 K ¿ 100%
¨C
§ = ¾1 K
A
B
D
Keterangan:
C
¨D = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu
tinggi •D
¨C = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu
rendah •C
•D = suhu reservoir tinggi (K)
•C = suhu reservoir rendah (K)
€ = usaha yang dilakukan mesin carnot (J)
§ = efisiennsi mesin carnot
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoar suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar
40%. Agar efisiensi naik menjadi 50%, maka suhu reservoar suhu tinggi dinaikkan menjadi ….
A. 900 K
B. 960 K
C. 1000 K
D. 1180 K
E. 1600 K
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 4. Menganalisis konsep dan prinsip gelombang, optik dan bunyi dalam berbagai
penyelesaian masalah dan produk teknologi.
4.1. Menentukan ciri
ciri--ciri dan besaran fisis pada gelombang.
Jenis Gelombang
Menurut arah getar:
Gelombang transversal dan longitudinal
Menurut amplitudo:
Gelombang Stasioner
1. Ujung terikat
•
Gelombang berjalan dan stasioner
Menurut medium perambatan:
Gelombang mekanik dan elektromagnetik
U
Ä
•
U
Gelombang Berjalan
Grafik gelombang berjalan
Ä
i
T
Q
Persamaan umum gelombang berjalan
Q
2¥
O = i sin ÁV 7 Â
T
•
•
U
U
Q
2. Ujung bebas
Ä
•
U
•
•
U
„ U „
•
U
Q
OÕ = 2i cos(|Q) sin(\V K |ℓ)
iÕ = 2i cos(|Q)
Ä
U‹ = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ä
•‹ = (2²) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ï Ñ
ÍÎÁ 7 Â
Ð Ò
\=
Keterangan:
i
V
•
Q
Ä
\
|
J
Ô
T
Ó
•
ℓ
[ M
ÉÊCË Å
Á ÆÇ
7 ÈÂ
½ Æ
Ì
O
„
OÕ = 2i sin(|Q) cos(\V K |ℓ)
iÕ = 2i sin(|Q)
Ä
U‹ = (2²) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ä
•‹ = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Tanda (0) jika gelombang merambat dari kanan ke kiri.
Tanda (–) jika gelombang merambat dari kiri ke kanan
\
2¥
= 2¥Ó =
•
|
2¥
|=
Ä
T = ÄÓ
U
ℓ
Keterangan:
O = 7i sin(\V 7 |Q)
V Q
O = 7i sin 2¥ ¾ 7 ¿
ÅÆÆÇÆ
Ä
• ÆÈ
•
= simpangan getaran titik yang berjarak Q dari titik
asal getaran
= amplitudo (m)
= lama titik asal telah bergetar (s)
= periode getaran (s)
= jarak titik pada tali dari titik asal getaran (m)
= panjang gelombang (m)
= kecepatan sudut (rad/s)
= bilangan gelombang (m-1)
= sudut fase
= fase
= cepat rambat gelombang (m/s)
= frekuensi gelombang (Hz)
Keterangan:
OΠ= simpangan pada titik P yang berjarak y dari ujung
terikat atau ujung bebas (m)
i = amplitudo gelombang berjalan (m)
| = bilangan gelombang (m-1)
Q = jarak titik pada tali dari titik ujung bebas atau ujung
terikat (m)
\ = kecepatan sudut (rad/s)
V = lama titik asal telah bergetar (s)
ℓ = panjang tali (m)
Ä = panjang gelombang (m)
iΠ= amplitudo gelombang stasioner (m)
U‹ = simpul ke-(² K 1)
•‹ = perut ke-(² K 1)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Gelombang transversal merambat sepanjang tali AB. Persamaan gelombang di titik B dinyatakan dengan
M
persamaan O = 0,08 sin 20¥ ÁV 0 ÖÂ, semua besaran dalam sistem SI. Jika x adalah jarak AB, maka:
(1) cepat rambang gelombangnya 5 m/s
(2) frekuensi gelombangnya 10 Hz
(3) panjang gelombangnya 0,5 m
(4) gelombang memiliki amplitudo 8 cm
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (1), (2) dan (3).
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. (1), (2), (3) dan (4).
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup sehingga timbul nada atas ketiga, maka terjadilah ...
A. 4 perut dan 4 simpul
B. 4 perut dan 5 simpul
C. 5 perut dan 4 simpul
D. 5 perut dan 5 simpul
E. 5 perut dan 6 simpul
4.2. Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaat atau bahayanya
dalam kehidupan seharisehari-hari.
Gelombang Elektromagnetik (GEM)
GEM adalah gelombang yang merambat tanpa
memerlukan medium perantara.
SifatSifat-sifat Gelombang Elektromagnetik
1.
2.
3.
4.
5.
Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak
memerlukan medium untuk merambat)
Tidak bermuatan listrik
Merupakan gelombang transversal, yaitu arah
getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya
Memiliki sifat umum gelombang, seperti dapat
mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi),
pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan
(difraksi)
Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada
medan listrik maupun medan magnet
Persamaan panjang gelombang GEM
L =ÄÓ
Keterangan:
L
Ä
Ó
= cepat rambat gelombang elektromagnetik
= (3 x 10h m/s)
6 panjang gelombang elektromagnetik (m)
6 frekuensi gelombang elektromagnetik (m)
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Urutan gelombang elektromagnetik:
GRUTI Rada TeleR
Ä semakin besar
(“G
Gamma, Rontgen, Ultraviolet, cahaya
Tampak (u-ni-bi-hi-ku-ji-me), Inframerah,
Radar,
Radio.”)
Rada Televisi,
Tele
Penerapan Gelombang Elektromagnetik
1. Sinar gamma
dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi
kanker dan membunuh sel kanker
mensterilisasi peralatan rumah sakit atau
makanan sehingga makanan tahan lebih lama
membuat varietas tanaman unggul tahan
penyakit dengan produktivitas tinggi
mengurangi populasi hama tanaman (serangga)
medeteksi keretakan atau cacat pada logam
sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya
aliran PDAM), mendeteksi kebocoran
mengontrol ketebalan dua sisi suatu logam
sehingga memiliki ketebalan yang sama
2. Sinar – X
mendiagnosis adanya gejala penyakit dalam
tubuh, seperti kedudukan tulang-tulang dalam
tubuh dan penyakit paru-paru dan memotret
organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paruparu, melihat organ dalam tanpa pembedahan
(foto Rontgen)
menganalisis struktur atom dari kristal
mengidentifikasi bahan atau alat pendeteksi
keamanan
mendeteksi keretakan atau cacat pada logam
memeriksa barang-barang di bandara udara atau
pelabuhan
3. Sinar ultraviolet
untuk proses fotosintesis pada tumbuhan
membantu pembentukan vitamin D pada tubuh
manusia
dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk
membunuh kuman penyakit, menyucihamakan
ruangan operasi rumah sakit berikut instrumeninstrumen pembedahan
memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank,
keaslian uang kertas, dll
banyak digunakan dalam pembuatan integrated
circuit (IC)
4. Cahaya tampak
Membantu penglihatan mata manusia
Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah
penggunaan sinar laser dalam serat optik pada
bidang telekomunikasi
5. Sinar inframerah
terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan
encok (physical therapy)
fotografi pemetaan sumber daya alam,
mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi
dengan detail
fotografi diagnosa penyakit
remote control berbagai peralatan elektronik
mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada
industri otomotif
pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah
yang digunakan melihat di tempat yang gelap
atau berkabut dan satelit untuk memotret
permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut
atau awan
sistem alarm maling
6. Gelombang mikro
pemanas microwave
komunikasi RADAR (Radio Detection and
Ranging)
menganalisa struktur atomik dan molekul
mengukur kedalaman laut
digunakan pada rangkaian televisi
gelombang RADAR diaplikasikan untuk
mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan
pesawat terbang, membantu pengamatan di
kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari
atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah
dan posisi yang tepat.
7. Televisi dan radio
alat komunikasi, sebagai pembawa informasi dari
satu tempat ketempat lain
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI SOAL UN 2012
Dibawah ini merupakan penerapan gelombang elektromagnetik.
(1) sebagai remote control
(2) mengontrol ketebalan kertas
(3) proses pengeringan dalam pengecatan mobil
(4) memanaskan makanan dalam oven
(5) sistem keamanan
Yang merupakan penerapan sinar infrared adalah……
A. (1), (2), dan (3)
B. (2), (3), dan (4)
C. (3), (4), dan (5)
D. (1), (3), dan (5)
E. (2), (4), dan (5)
4.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan pengamatan pada mikroskop
atau teropong.
Teropong
Mikroskop
Lensa pada Teropong
Berakomodasi Maksimum
Ó»Ÿ
Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek.
Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata
Ó»Ÿ ¢ Ó»p
Ó»p
Sifat Bayangan Teropong
Lensa objektif
Lensa okuler
Tanpa Berakomodasi
Jenis Teropong
Ó»p
Ó»Ÿ
a. Teropong bias (lensa), yang terdiri dari
beberapa lensa.
b. Teropong pantul (cermin), yang terdiri
atas beberapa lensa dan cermin.
Lensa pada Mikroskop
Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek.
Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata.
Ó»Ÿ – Ó»p
Sifat Bayangan Mikroskop
Lensa objektif
Lensa okuler
: nyata, terbalik, diperbesar.
: maya, tegak, diperbesar.
Perbesaran Mikroskop
Perbesaran lensa objektif dan okuler:
Lensa
objektif
•»Ÿ 6
’
Ù»Ÿ
Ù»Ÿ
Lensa Okuler
Berakomodasi
U‹
•»p 6
Ó»p
Perbesaran total mikroskop
•[»[ 6 •»Ÿ x •»p
Panjang Mikroskop
Berakomodasi
’
v 6 U»Ÿ
0 U»p
Keterangan:
•[»[
•»Ÿ
•»p
’
U»Ÿ
U»Ÿ
Ù‹
Ó»Ÿ
Ó»p
: nyata, terbalik, diperkecil
: maya, terbalik, diperbesar
Tanpa Akomodasi
U‹
•»p 6
01
Ó»p
Perbesaran dan Panjang Teropong
a. Teropong Bintang
Perbesaran teropong bintang:
Berakomodasi
•»Ÿ 6
’
Ù»Ÿ
Ù»Ÿ
6
Ó»Ÿ
Ó»p
Tanpa Akomodasi
•»Ÿ 6
Panjang teropong bintang:
Berakomodasi
Tanpa Akomodasi
v 6 Ó»Ÿ 0 U»p
v 6 Ó»Ÿ 0 Ó»p
b. Teropong Bumi
Perbesaran teropong bumi:
Berakomodasi
•»Ÿ
Ó»Ÿ
6
Ó»p
Tanpa Akomodasi
•»Ÿ 6
Panjang teropong bumi:
Tanpa Akomodasi
’
v 6 U»Ÿ
0 Ó»p
6 perbesaran total pada mikroskop
6 perbesaran lensa objektif
6 perbesaran lensa okuler
6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak titik dekat mata pengamat (cm)
6 fokus lensa objektif (cm)
6 fokus lensa okuler (cm)
Ó»Ÿ Ó»Ÿ U‹ 0 Ó»p
6
¾
¿
U»p Ó»p
U‹
Berakomodasi
v 6 U»Ÿ 0 4ÓŒŸ 0 U»p
Keterangan:
•[»[
•»Ÿ
•»p
’
U»Ÿ
U»Ÿ
Ù‹
Ó»Ÿ
Ó»p
ÓŒŸ
Ó»Ÿ Ó»Ÿ U‹ 0 Ó»p
6
¾
¿
U»p Ó»p
U‹
Tanpa Akomodasi
v 6 Ó»Ÿ 0 4ÓŒŸ 0 Ó»p
6 perbesaran total pada teropong
6 perbesaran lensa objektif
6 perbesaran lensa okuler
6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak titik dekat mata pengamat (cm)
6 fokus lensa objektif (cm)
6 fokus lensa okuler (cm)
6 fokus lensa pembalik (cm)
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI SOAL UN 2012
Jarak titik api lensa obyektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut 18 mm dan 5 cm. Jika sebuah
benda diletakkan 20 mm di depan lensa obyektif, maka perbesaran total mikroskop untuk mata normal ( Sn
= 25 cm ) tak berakomodasi adalah ....
A. 5 kali
B. 9 kali
C. 14 kali
D. 45 kali
E. 54 kali
4.4. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis pada peristiwa interferensi dan difraksi.
Gambar
Interferensi
Interferensi
celah ganda
(Interferensi
Young)
Interferensi
pada lapisan
tipis
J
•
v
ℓ
J
v
²
Difraksi
Difraksi pada
kisi
Lensa cembung
S
Genap
Ganjil
Kaca plan-paralel
J
•
v
ℓ
J
•
v
Daya urai
Catatan:
v
ℓ
Ú
v¸
ℓ
Interferensi
max
x (terang)
ma
Interferensi
min (gelap)
v•
=_∙Ä
ℓ
genap
ganjil
2²v cos J = _ ∙ Ä
ganjil
genap
²S C
=_∙Ä
]
ganjil
genap
v sin J = _ ∙ Ä
•
sin J =
ℓ
ganjil
genap
v sin J = _ ∙ Ä
1
v=
²
genap
ganjil
v¸ Ú
= 1,22 ∙ Ä
ℓ
1,22
1,22
transparan
]
Interferensi
cincin
Newton
Difraksi celah
tunggal
Lapisan
Rumus
’
v¸
C‹
:_ 6Á Â6²
:_ 6
² 6 0, 1, 2, 3, …
C
(C‹±D)
C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak
layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang
cahaya adalah ....
A. 4,5 x 10±E m
B. 4,5 x 10±g m
C. 4,5 x 10±Ö m
D. 4,5 x 10±Û m
E. 4,5 x 10±Ü
Di unduh dari : Bukupaket.com
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm datang tegak lurus pada kisi. Jika
spektrum orde ke-2 membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi, maka jumlah garis per cm kisi adalah
....
A. 2.000
B. 4.000
C. 5.000
D. 20.000
E. 50.000
4.5. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang berkaitan dengan peristiwa efek Doppler.
Efek Doppler
Keterangan:
ӌ 6 frekuensi gelombang yang diterima pendengar (Hz)
Ó^ 6 frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber bunyi
(Hz)
T 6 cepat rambat gelombang bunyi di udara (m/s)
TΠ6 kecepatan pendengar (m/s)
T^ 6 kecepatan sumber bunyi (m/s)
Bunyi efek Doppler:
”Jika jarak antara sumber bunyi dan pendengar
membesar, maka frekuensi bunyi yang diterima
pendengar akan lebih kecil dari frekuensi
sumbernya, dan sebaliknya jika jarak tersebut
mengecil, maka frekuensi yang diterima pendengar
akan lebih besar dari frekuensi sumbernya”
Penjelasan:
Persamaan efek Doppler
Doppler
ӌ 6
Ý7ÝÞ
Ý7Ýß
Ó^
K
•
+
K
U
+
T^ (+) jika sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar
T^ (–) jika sumber bunyi bergerak mendekati pendengar
TΠ(+) jika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi
TŒ (–) jika pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi
T^ 6 0, jika sumber bunyi diam (tidak bergerak)
TΠ6 0, jika pendengar bunyi diam (tidak bergerak)
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz.
Seorang pengemudi truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 20 m/s mendengar bunyi sirine
ambulans. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi terdengar oleh pengemudi truk saat kedua
mobil saling mendekat adalah ....
A. 300 Hz
B. 350 Hz
C. 400 Hz
D. 450 Hz
E. 475 Hz
4.6. Menentukan intensitas atau taraf intensitas bunyi pada berbagai kondisi yang berbeda.
TI pada perubahan jumlah sumber bunyi
Intensitas Bunyi
„
„
{6 6
i 4¥S C
•{C 6 •{D + 10 log ¾
Keterangan:
{
„
i
S
6 intensitas bunyi (W/m2)
6 daya bunyi (W)
6 luas bidang yang ditembus (m2)
6 jari-jari atau jarak (m)
Taraf Intensitas
{
•{ 6 10 log
{Y
Keterangan:
Keterangan:
•{D
•{C
²D
²C
²C
¿
²D
6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2)
6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2)
6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 1
6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 2
TI pada perubahan jarak sumber bunyi
SC C
•{C 6 •{D K 10 log ¾ ¿
SD
•{ 6 taraf intensitas (dB)
{ 6 intensitas bunyi (W/m2)
{Y 6 intensitas ambang (W/m2)
6 10±DC W/m2 6 10±DÛ W/cm2
Keterangan:
•{D
•{C
SD
SC
6 taraf intensitas bunyi pada jarak SD (W/m2)
6 taraf intensitas bunyi pada jarak SC (W/m2)
6 jarak sumber bunyi pada kondisi 1
6 jarak sumber bunyi pada kondisi 2
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah sepeda motor menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas sebesar 74 dB ketika berada pada jarak 5
m, maka taraf intensitas arak-arakan 100 motor pada jarak 50 m adalah ....
A. 54 dB
B. 64 dB
C. 74 dB
D. 84 dB
E. 94 dB
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya
dalam berbagai penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum
Coulomb.
Hukum Coulomb
“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua
muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua muatan.”
B6|
àD àC
SC
àD
àC
S
‰Y
6 gaya Coulomb (N)
6 konstanta untuk ruang hampa 6
D
gËáâ
6 9 x 10
ã
6 muatan benda 1 (C)
6 muatan benda 2 (C)
6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
D
6
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
Nm2/C2
‚
B
|
6 kuat medan listrik (N/C)
6 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N)
D
6 9 x 10ã Nm2/C2
6 konstanta untuk ruang hampa 6
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
Penjelasan:
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb.
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.
àC
0
àD
„
K
K
„
0
S
0
àD
gËáâ
gËp
Penjelasan:
àD
å
ä
‚ 6 å atau ‚ 6 | rª
à 6 muatan uji(C)
S 6 jarak antar muatan(m)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
‰Y 6
gËp
0
Besar kuat medan listrik adalah besar gaya
Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan
besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain
besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan.
Keterangan:
Keterangan:
B
|
Kuat medan listrik
àC
àC
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Bila pada gambar di bawah diketahui àD 6 àC 6 10çC dan konstanta | 6 9 x 10ã Nm2/C2.
0àC
0àD
„
3 cm
6 cm
Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah ….
A. 7,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
B. 7,5 x 10Ü N/C menuju àC
C. 5,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
D. 2,5 x 10Ü N/C menuju àC
E. 2,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
D
Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 çC terdapat bola lain yang juga bermuatan g kali muatan
bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 çC adalah ....
A. 10 cm
B. 12 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
E. 20 cm
5.2. Menentukan besaran fisis fluks, potensial listrik, atau energi potensial listrik, serta
penerapannya pada kapasitas keping sejajar.
Potensial listrik
Energi potensial listrik
à
u=|
S
‚Œ 6 |
Keterangan:
u
|
= potensial listrik (V)
= konstanta untuk ruang hampa =
à 6 muatan (C)
S 6 jarak antar muatan (m)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
‰Y 6
gËp
àD àC
S
Keterangan:
D
gËáâ
= 9 x 10ã Nm2/C2
B
|
àD
àC
S
‰Y
6 gaya Coulomb (N)
6 konstanta untuk ruang hampa 6
D
gËáâ
6 9 x 10ã Nm2/C2
6 muatan benda 1 (C)
6 muatan benda 2 (C)
6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
D
6
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
gËp
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hubungan è, é, ê, ëìíéî
B=
å¯
| ª
r
òà
‚=
xS
‚Œ = |
å¯
r
Rapat Muatan Listrik
ˆ6
¯
| rª
Keterangan:
ˆ
à
i
xS
òà
i
v
à 6 —u
u ˆ
1à
‚6 6 6
v ‰Y ‰Y i
— 6 ‰Y
∆‚Œ Bv
=
=‚v
à
à
‚Õ = B v = à u
u=
Keterangan:
—
i
v
à
u
ˆ
‰Y
Keterangan:
= gaya Coulomb (N)
= medan magnet (N/C)
= potensial listrik (V)
6 energi potensial listrik (J)
Hukum Gauss (Fluks Listrik)
Jumlah garis medan yang menembus suatu
permukaan tertutup sebanding dengan jumlah
muatan listrik yang melingkupi permukaan
tertutup itu.
ï 6 ‚i cos J 6
Keterangan:
ï
‚
i
J
6 rapat muatan listrik (C/m2)
6 muatan listrik (C)
6 luas penampang (m2)
Kapasitor keping sejajar
¯
u=|r
Sehingga didapatkan:
B
‚
u
‚Œ
à
i
à
‰Y
gËp
Energi yang tersimpan dalam kapasitor
1
1
1 àC
€ = —u C = àu =
2
2
2—
Keterangan:
€
—
u
à
6 fluks listrik (Wb)
6 medan listrik (N/C)
6 luas penampang (m2)
6 sudut antara ‚ dengan normal bidang
6 kapasitas kapasitor (F)
6 luas penampang (m2)
6 jarak antar keping (m)
6 muatan listrik (C)
6 potensial listrik (V)
6 rapat muatan l istrik (C/m2)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
6
= energi yang tersimpan dalam kapasitor (J)
= kapasitas kapasitor (F)
= potensial listrik (V)
= muatan listrik (C)
Catatan:
Catatan:
Permisivitas relatif bahan (selain hampa):
—Ÿ
‰Ÿ =
—Y
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 800 cm2 dan jarak antar keping 2 cm. Jika kapasitor diberi
muatan 900 C, maka potensial kapasitor tersebut adalah ....
A. 1,5 x 10E V
B. 2,5 x 10g V
C. 3,5 x 10g V
D. 4,5 x 10Ö V
E. 6,0 x 10Ö V
5.3. Menentukan besaranbesaran-besaran listrik pada suatu rangkaian berdasarkan hukum
Kirchoff.
Hukum I Kirchoff
2.
Buat permisalan arah loop (usahakan searah dengan arus)
0 K
3.
GGL positif jika putaran loop bertemu pertama kali dengan
kutub positif GGL, dan sebaliknya.
“Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik
sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”
Σ{¸o^ðp = Σ{ps-ðor
Hukum II Kirchoff
0
“Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah
aljabar gaya gerak listrik (‰) dengan penurunan
tegangan ({]) sama dengan nol”
1.
Lengkapi tanda pada kutub-kutub GGL dengan benar.
0 K
GGL bernilai negatif, karena putaran
loop bertemu kutub negatif dulu.
4.
Arus positif jika searah loop, dan sebaliknya.
0 K
Pada gambar ñ bernilai positif,
{
karena searah dengan arah loop.
5.
Jika hasil akhir negatif, berarti arah yang sebenarnya
berlawanan dengan permisalan loop tadi.
Σu = 0 atau Σ‚ 0 Σ{] = 0
LangkahLangkah-langkah Penyelesaian:
K
Di unduh dari : Bukupaket.com
Perhatikan rangkaian listrik berikut ini:
]E 6 12ö
]D 6 4ö
12 V
]C 6 3ö
12 V
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus pada
A. 0,8 A
B. 0,9 A
C. 1,0 A
D. 1,2 A
E. 1,5 A
adalah ....
5.4. Menentukan induksi magnetik di sekitar kawat berarus listrik.
Fluks Magnetik
Induksi Magnetik di Kawat Melingkar
à
ï 6 ji cos J 6
‰Y
Di Pusat Kawat Melingkar
j6
Keterangan:
ï
j
i
J
6 fluks listrik (Wb)
6 medan magnet (T)
6 luas penampang (m2)
6 sudut antara j dengan normal bidang
j6
G
j6
{
G
{
S
j 6 induksi magnetik (T)
çY 6 permeabilitas ruang hampa 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m
{ 6 kuat arus listrik (A)
çY {
(cos } + cos ó)
4¥G
}
G
çY {G sin J
2S C
Keterangan:
Kawat Lurus Pendek
çY {
2¥G
j6
G
Induksi Magnetik Kawat Lurus
Kawat Lurus Panjang
çY {
2G
Di Poros Kawat Melingkar
Arah Induksi Magnetik
Aturan tangan kanan :“Bila 4 jari tangan ( selain
ibu jari ) melingkar menunjukkan arah arus, maka
ibu jari menunjukkan arah induksi magnet.”
ó
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Potongan kawat M dan N yang diberi arus listrik diletakkan pada gambar di samping.
Induksi magnetik di titik P adalah ….
A.
5çY (2¥ + 1) Tesla, keluar bidang gambar
C
B.
5çY ÁË K 2Â Tesla, keluar bidang gambar
C.
5çY (2¥ + 2) Tesla, masuk bidang gambar
C
D.
5çY Á + 1Â Tesla, masuk bidang gambar
Ë
D
Ë
E.
5çY Á + 5Â Tesla, masuk bidang gambar
5.5. Menentukan gaya magnetik (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan
listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen.
Gaya Lorentz pada Kawat Berarus
Gaya Lorentz Dua Kawat Sejajar Berarus
B 6 j{ℓ sin J
BD 6 BC 6
Keterangan:
B
j
{
ℓ
J
6 gaya Lorentz (N)
6 medan magnetic (T)
6 kuat arus listrik (A)
6 panjang kawat penghantar (m)
6 sudut antara { dan j
Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak
B 6 jàT sin J
Keterangan:
+
Keterangan:
B
j
à
T
J
6 gaya Lorentz (N)
6 medan magnetic (T)
6 besar muatan listrik yang bergerak (C)
6 kelajuan muatan yang bergerak (m/s)
6 sudut antara j dan T
çY {D {C
ℓ
2¥G
BD 6 BC 6 gaya Lorentz kawat 1 dan kawat 2 (N)
çY 6 permeabilitas magnetic 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m
{D 6 kuat arus pada kawat 1 (A)
{C 6 kuat arus pada kawat 2 (A)
G 6 jarak antara kawat 1 dan kawat 2 (m)
ℓ 6 panjang kawat (m)
ô
{D
BD
BC
õK
Di unduh dari : Bukupaket.com
{C
BD
{D
BC
{C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 5 x 10E m/s dan memotong medan magnetik j = 0,04 T
membentuk sudut 30° terhadap medan magnetik. Apabila partikel tersebut bermuatan 45 nC, maka gaya
magnetik yang bekerja pada partikel tersebut adalah ....
A. 4,5 x 10±Û N
B. 45 x 10±Û N
C. 450 x 10±Û N
D. 5,6 x 10±Ü N
E. 56 x 10±Ü N
5.6. Menjelaskan faktorfaktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi atau prinsip
prinsip kerja
transformator.
GGL Induksi
Percobaan Faraday dan Hukum Lenz
Percobaan Faraday
1.
Penyebab GGL Induksi
1. Perubahan fluks magnetik
a. GGL karena perubahan medan magnetik
∆j
‰ 6 K³i
∆V
b. GGL karena perubahan sudut
(Generator AC)
‰ 6 ³ji\ sin \V
2.
c. GGL karena perubahan luas
d. GGL induksi pada penghantar memotong
fluks magnet adalah
‰ 6 jℓT sin J
{
Hukum Lenz
jℓT
]
j C ℓC T
Bø 6
]
{6
Medan magnet induksi dalam kumparan selalu
melawan medan magnet penyebabnya (medan
magnet luar).
Fluks Magnetik
GGL induksi atau arus induksi pada ujung-ujung
kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks
∆÷
magnetik Á Â dan banyaknya lilitan (³).
T
{
2. Perubahan Kuat Arus Listrik
‚ 6 Kz
v{
vV
ƕ
∆V
Transformator
uŒ ³Œ {^
6
6
u^ ³^ {Œ
Transformator adalah alat untuk mengubah
tegangan atau arus bolak-balik.
{Œ
uŒ
x
kecepatan.
Hukum Faraday
‰ 6 K³
x
Catatan: Arah gaya Lorentz selalu berlawanan dengan arah
ï 6 ji cos J
∆[
xxx
x Bø
xxx
³Œ
Jenis Transformator
Trafo Step-Up
(Penaik tegangan)
uΠРu^
³Õ – ³^
{Õ ¢ {^
{^
³^
u^
Trafo Step-Down
(Penurun tegangan)
uΠРu^
³Õ – ³^
{Õ ¢ {^
Efiesiensi Transformator
1. Trafo ideal memiliki efisiensi
§ 6 100%
„Œ 6 „^
2. Trafo tidak ideal memiliki efisiensi
§ – 100%
„^ u^ {^
§6 6
„Œ uŒ {Œ
Keterangan:
‰
³
j
i
J
ï
\
ℓ
]
{
z
§
„
u
6 GGL induksi (V)
6 jumlah lilitan
6 medan magnetik (T)
6 luas penampang kumparan (m2)
6 sudut antara B dan A
6 fluks magnetik (Wb)
6 kecepatan sudut atau frekuensi anguler (rad/s)
6 panjang (m)
6 hambatan (Ω)
6 arus (A)
6 induktansi diri (H)
6 efisiensi transformator
6 daya (W)
6 beda potensial (V)
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Pernyataan berikut berkaitan dengan transformator:
(1) untuk mengurangi kerugian akibat arus pusar, inti trafo sebaiknya berupa pelat utuh
(2) inti kumparan sebaiknya terbuat dari inti besi lunak
(3) transformator mampu merubah tegangan DC menjadi lebih tinggi
(4) transmisi listrik jarak jauh memerlukan trafo untuk mengubah tegangan menjadi ekstra tinggi
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
5.7. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolakbolak-balik yang mengandung
resistor, induktor, dan kapasitor.
Pada rangkaian R-L-C seri:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Arus sama (Iú 6 Iû 6 Iü 6 {)
Beda potensial berbeda
Vú = Vúýþ sin ωt = {]
π
Vû = Vûýþ sin Áωt 0 Â = {
2
π
Vü = Vüýþ sin Áωt K Â = {
2
u = { ( = impedansi)
Beda potensial
7.
8.
ø
9.
Ž
Pergeseran fase
uø K uŽ
ø K Ž
6
tan J 6
]
u¼
Faktor daya
u¼ {
6
cos J 6
u
Frekuensi Resonansi terjadi bila
fú 6
V = RVúC 0 (Vû K Vü )C
1
1
2π LC
ø
6
Ž
Keterangan:
u¼ 6 tegangan sesaat pada resistor (V)
uø = tegangan sesaat pada induktor (V)
uŽ = tegangan sesaat pada kapasitor (V)
= impedansi rangkaian (Ω)
ø = reaktansi induktif (Ω)
Ž = reaktansi kapasitif (Ω)
Ó¼ = frekuensi resonansi (Hz)
CË
\ = kecepatan sudut (rad/s) = 2¥Ó =
Impedansi (Ω)
Z = IRC 0 (X K Xü )C
Reaktansi Induktif
Xû = ωL
Reaktansi Kapasitif
1
Xü =
ωC
½
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor suatu rangkaian arus bolak-balik. Jika frekuensi arus
bolak-balik tersebut 50 Hz, maka ....
DCY
A.
hambatannya Ë mΩ
B.
C.
D.
E.
CgY
mH
Ë
DCY
Kapasitansinya Ë mF
DCY
Hambatannya Ë mΩ
DCY
Induktansinya Ë mH
Induktansinya
Reaktansi induktif sebuah induktor akan mengecil, bila ....
A. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperbesar
B. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperkecil
C. frekuensi arusnya diperbesar, arus listriknya diperkecil
D. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperbesar
E. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperkecil
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 6. Memahami konsep dan prinsip kuantum, relativitas, fisika inti dan radioaktivitas
dalam kehidupan seharisehari-hari.
6.1. Menjelaskan berbagai teori atom.
Teori Atom
1. Demokritus
Partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi
dinamakan atom.
2. John Dalton
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak
dapat dibagi lagi dan bersifat masif (pejal).
Atom-atom dari unsure sejenis mempunyai sifat
yang sama.
Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi
unsur lain.
Dua atom atau lebih dari unsur yang berlainan
dapat membentuk suatu molekul.
Teori atom Dalton melandasi hukum kekekalan
massa (Lavoiser).
5. Bohr
Pada dasarnya teori atom Bohr sama dengan teori
atom Rutherford dengan di
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya
dalam berbagai penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum
Coulomb.
Kuat medan listrik
Hukum Coulomb
“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua
muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua muatan.”
234
56 57
87
Besar kuat medan listrik adalah besar gaya
Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan
besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain
besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan.
H
G
F 3 H atau F 3 4 IJ
Keterangan:
Keterangan:
2
4
3 gaya Coulomb (N)
3 konstanta untuk ruang hampa 3
56
57
8
@A
3 muatan benda 1 (C)
3 muatan benda 2 (C)
3 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
6
3
3 8,85 > 10E67 C2/Nm2
6
9:;<
3 9 > 10? Nm2/C2
F
2
4
3 kuat medan listrik (N/C)
3 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N)
6
3 9 > 10? Nm2/C2
3 konstanta untuk ruang hampa 3
9:;<
5 3 muatan uji(C)
8 3 jarak antar muatan(m)
6
@A 3
3 8,85 > 10E67 C2/Nm2
9:B
9:B
Penjelasan:
Penjelasan:
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
U
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb.
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.
U
U
57
56
U
W
W
56
57
57
8
56
V
V
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Bila pada gambar di bawah diketahui 56 3 57 3 10PC dan konstanta 4 3 9 > 10? Nm2/C2.
U57
U56
V
6 cm
3 cm
Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah ….
A. 7,5 > 10S N/C menjauhi 57
A. 7,5 > 10S N/C menuju 57
B. 5,5 > 10S N/C menjauhi 57
C. 2,5 > 10S N/C menuju 57
D. 2,5 > 10S N/C menjauhi 57
6
Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 PC terdapat bola lain yang juga bermuatan 9 kali muatan
bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 PC adalah ....
A. 10 cm
B. 12 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
E. 20 cm
Bimbel UN FISIKA SMA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Di unduh dari : Bukupaket.com
Halaman 16
Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 1. Memahami prinsipprinsip-prinsip pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak
langsung dengan cermat, teliti dan objektif.
1.1. Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan
memperhatikan aturan angka penting.
Alat Ukur Panjang
Nama Alat
Jangka sorong
Mikrometer sekrup
6
0
Gambar
0
7
Skala terkecil
0,1 mm
0,01 mm
10
15
10
Angka Penting (AP)
Pembacaan
Pengukuran
6,7+0,04=6,74 cm
(6,74 7 0,005) cm
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)
1
0
2
Jumlah Angka
Penting
Angka
Pasti
Angka
Taksiran
3
7, 5
1, 4
7,5+0,14=7,64 mm
(7,64 7 0,005) mm
Angka penting adalah angka yang didapat dari
hasil pengukuran.
Angka penting terdiri dari angka pasti dan
angka ragu-ragu (taksiran)
Aturan penulisan angka penting:
Cara pembacaan
Skala tetap + Skala nonius
Skala tetap + Skala nonius
3
6, 7
4
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.
PREDIKSI SOAL UN 2012
10
Seorang siswa melakukan pengukuran pada sebuah pelat tipis menggunakan jangka sorong. Hasil
pengukuran panjang pelat terlihat pada gambar. Jika lebar pelat adalah 17 cm, maka luas dari pelat tipis
tersebut adalah ….
A. 21
B. 21,08
C. 21,1
D. 21,4
E. 21,42
Di unduh dari : Bukupaket.com
1.2. Menentukan besar dan arah vektor serta menjumlah / mengurangkan besaranbesaran-besaran
vektor dengan berbagai cara.
Misal diberikan tiga vektor sebagai berikut
G
L
H
Penjumlahan dan Pengurangan Vektor
1. Metode Gambar
a. Metode segitiga
H
G
G
G+H
b. Metode jajaran genjang
G
J
H
c. Metode poligon
G
BN
30°
L
G+H+L
2. Menguraikan vektor
BD = 30 N
KH
H
J
O
BC = 10 N
30°
B
BM = B cos J
BN = B sin J
GKH
G+L
GKH
G+H
KH
L
J
G
|G + H| = IGC + H C + 2GH cos J
|G K H| = IGC + H C K 2GH cos J
G
H
G+HKL
|B| = RBMC + BNC
Arah vektor:
BN
BM
J = GSL tan
BE = 30 N
KL
Besar vektor:
tan J =
BM
PREDIKSI SOAL UN 2012
G
BN
BM
Q
Besar dan arah resultan dari tiga buah vektor seperti gambar di bawah ini adalah ….
A. 40 N searah BC
B. 40 N searah BD
C. 40 N searah BE
D. 30 N searah BC
E. 30 N searah BE
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 2. Memahami gejala alam dan ket
keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik,
benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah
Fluida.
2.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak
parabola.
parabola.
Gerak Lurus
Gerak Parabola
GLBB
1. Gerak Lurus Beraturan
U
Keterangan:
T=
T = kecepatan (m/s)
V
U = jarak (m)
V = waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
T[ = TY 0 GV
Keterangan:
1 C vY = kecepatan awal (m/s)
U = TY V 0 GV vZ = kecepatan akhir (m/s)
2
s = jarak tempuh (m)
T[C = TYC 0 2GU V = waktu tempuh (s)
Gerak Melingkar Beraturan
Keterangan:
T = \]
TC
G^ =
]
TC
B^ = _
]
Hubungan rodaroda-roda
T
ω
R
aX
FX
m
= kecepatan linear (m/s)
= kecepatan sudut (rad/s)
= jari-jari (m)
= percepatan sentripetal (m/s2)
= gaya sentripetal (N)
= massa benda (kg)
GLB
Kecepatan di sembarang titik
Kondisi awal
j
T` = Ta ⇒ \` ]` = \a ]a
2. Satu sumbu
i
j
Keterangan:
\` = \a ⇒
T = kecepatan linear (m/s)
\ = kecepatan sudut (rad/s)
i
T` Ta
=
]` ]a
j
sb O
TY cos J
Saat V sekon
TY sin J
TY cos J
Dimana,
TY sin J K cV
T = RTMC 0 TNC
Kedudukan peluru saat V sekon
Kedudukan (Q, O)
sb Q
sb O
Waktu yg
diperlukan
0
0
0
TY cos J V
1
TY sin J V K cV C
2
V
Kondisi
awal
1. Tidak satu sumbu
i
Kcepatan (TM , TN )
sb Q
Saat
V sekon
Pada
titik
tertinggi
Pada
jarak
terjauh
TYC sin 2J
2c
2
TYC sin 2J
2c
TY sin J
c
TYC sinC J
2c
V=
0
V=2
TY sin J
c
Keterangan:
TY
TM
TN
Q
O
J
c
= kecepatan awal (m/s2)
= kecepatan arah sumbu Q (m/s2)
= kecepatan arah sumbu O (m/s2)
= posisi di sumbu Q (m)
= posisi di sumbu O (m)
= sudut elevasi
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Ketika melihat ada "polisi tidur" di depannya
dia menginjak rem dan mobil berhenti setelah 5 sekon kemudian. Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut
sampai berhenti adalah ….
A. 50 m
B. 100 m
C. 150 m
D. 200 m
E. 250 m
Sebuah benda melakukan gerak melingkar berjari-jari ], kecepatan sudutnya \, dan percepatan
D
sentripetalnya 4 m/s2, jika kecepatan sudutnya \ percepatan sentripetalnya menjadi 2 m/s2, maka jari-jari
C
lingkarannya menjadi ….
A. 2]
B. ]
D
C. C ]
D.
E.
D
]
g
D
h
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.2. Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam
kehidupan seharisehari-hari.
Hukum I Newton
Hukum II Newton
“Setiap benda akan tetap
diam atau bergerak lurus
beraturan, kecuali ada gaya
yang bekerja padanya.”
ΣB = 0 n
“Percepatan yang dihasilkan
oleh resultan gaya pada
sebuah benda sebanding dan
searah dengan resultan gaya
tersebut dan berbanding
terbalik dengan massa
benda.”
T=0
T = tetap
G=
Hukum III Newton
“Gaya aksi dan reaksi sama
besar tetapi berlawanan arah
dan bekerja pada dua benda
yang berbeda.”
Bop^q = KBrsop^q
ΣB
Σ_
PREDIKSI SOAL UN 2012
Dua buah benda A dan benda B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg diikat dengan
tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Jika besar percepatan gravitasi
adalah 10 m/s2 maka besarnya tegangan tali adalah ….
A. 20 N
B. 21 N
C. 22 N
D. 23 N
E. 24 N
B
A
2.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen
inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam
masalah benda tegar.
Titik berat
Titik berat benda persegi/persegi
panjang/benda teratur terletak di
perpotongan kedua diagonal
Titik berat benda segitiga adalah sepertiga
tinggi dari alas.
Terletak pada perpotongan kedua garis
vertikal untuk benda sembarang.
Torsi
w 6 S x B 6 Bℓ sin J
Keterangan:
w 6 torsi/momen gaya (mN)
B 6 gaya yang bekerja (rad/s)
S 6 lengan momen (m)
ℓ 6 jarak poros ke gaya (m)
J 6 sudut antara B dan y
Momentum sudut
z 6 {ω
Keterangan:
Titik berat benda gabungan
z 6 momentum sudut (kgm2/s)
{ 6 momen inersia (kg m2)
\ 6 kecepatan sudut (rad/s)
Σℓq Qq Σiq Qq Σuq Qq Σ_Qq
6
6
6
Q6
ΣQq
ΣQq
ΣQq
ΣQq
Σℓq Oq Σiq Oq Σuq Oq Σ_Oq
O6
6
6
6
ΣOq
ΣOq
ΣOq
ΣOq
Keterangan:
ℓ 6 panjang (m)
{ 6 | _S C
Keterangan:
{ 6 momen inersia (kg m2)
_6 massa benda (kg)
r 6 jarak partikel terhadap titik poros (m)
Dinamika rotasi (Hukum II Newton rotasi)
Σw 6 {}
i 6 luas (m2)
u 6 volume (m3)
_ 6 massa benda (kg)
J 6 sudut antara B dan v
Keterangan:
w 6 torsi/momen gaya (mN)
{ 6 momen inersia (kg m2)
} 6 percepatan sudut(rad/s2)
PREDIKSI SOAL UN 2012
O
44
2
0
Momen inersia
3
6
Q
Letak koordinat titik berat benda 2 dimensi
seperti tampak pada gambar disamping adalah ..
A. ( 3,0 ; 4,0 )
B. ( 1,0 ; 3,0 )
C. ( 3,7 ; 2.0 )
D. ( 4,2 ; 2,0 )
E. ( 5,2 ; 3,0 )
Di unduh dari : Bukupaket.com
Besarnya tegangan tali •` da •a pada gambar di atas adalah …
A. 30 N dan 35 N
B. 25 N dan 30 N
C. 20 N dan 25 N
D. 35 N dan 30 N
E. 30 N dan 25 N
4 kg
•a
•`
B 4 kg
2 kg A
2.4. Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari
sehari--hari
atau menentukan besaranbesaran-besaran yang terkait.
terkait.
Usaha
Energi Potensial
€ 6B∙U
6 BU sin J
‚„ 6 _c…
Keterangan:
‚„
_
c
…
€
B
U
J
Keterangan:
6 usaha (joule)
6 gaya (N)
6 perpindahan (m)
6 sudut antara B dan U
6 energi potensial (joule)
6 massa (kg)
6 percepatan gravitasi 6 10 m/s2
6 ketinggian (m)
Hubungan antara Usaha dan Energi
nergi
Energi Kinetik
€ 6 ∆‚
1
‚ƒ 6 _T C
2
Keterangan:
€ 6 usaha (joule)
∆‚ 6 selisih energi (joule)
Keterangan:
‚ƒ 6 energi kinetik (joule)
_ 6 massa (kg)
T 6 kecepatan benda (m/s)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s. Usaha
yang di ubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah …
A. 6 joule
B. 12 joule
C. 24 joule
D. 48 joule
E. 72 joule
2.5. Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaranbesaranbesaran terkait pada konsep elastisitas.
elastisitas.
Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Tegangan
B
ˆ6
i
Regangan
∆z
‰6
z
Modulus
ˆ
‚6
‰
Keterangan:
‚
ˆ
‰
B
i
z
∆z
Hukum Hooke / Elastisitas Pegas
“Jika gaya tarik tidak melampui batas elastisitas pegas,
pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan
gaya tariknya”
B 6 | ∙ ∆Q
Keterangan:
6 modulus elastisitas (N/m2)
6 tegangan (N/m2)
6 regangan
6 gaya (N)
6 luas penampang (m2)
6 panjang mula-mula (m)
6 perubahan panjang (m)
B 6 gaya yang dikerjakan pada pegas (N)
| 6 konstanta pegas (kg/m2)
∆Q 6 pertambahan panjang pegas (m)
Susunan Pegas
Susunan seri pegas
Susunan paralel pegas
1
1
1
1
6 0 0 ⋯0
|^ |D |C
|‹
|Œ 6 |D 0 |C 0 ⋯ 0 |‹
PREDIKSI SOAL UN 2012
Grafik disamping menunjukkan pertambahan
panjang pegas (Q) , akibat pengaruh gaya (B)
yang berbeda-beda berbeda-beda. Besarnya
kontanta pegas tersebut adalah ....
A. 50 N/m
B. 40 N/m
C. 30 N/m
D. 20 N/m
E. 10 N/m
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.6. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi
mekanik.
mekanik.
Energi mekanik
‚• = ‚„ 0 ‚ƒ
i
Keterangan:
‚• = energi mekanik (joule)
‚„ = energi potensial (joule)
‚ƒ = energi kinetik (joule)
Hukum kekekalan energi mekanik
‚•D = ‚•C
‚„D 0 ‚ƒD = ‚„C 0 ‚ƒC
1
1
_c…D 0 _TDC 6 _c…C 0 _TCC
2
2
…`
T`
…` K …a
j
—
Ta
…a
Di titik A
‚ƒ` 6 0
‚„` 6 _c…`
Di titik B
1
‚ƒa 6 _TaC 6 _c(…` K …a )
2
‚„a 6 _c…a
Di titik C
1
‚ƒŽ 6 _TŽC
2
‚„Ž 6 0
T˜
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah benda bermassa 100 gram jatuh bebas dari ketinggian 20 m. kecepatan benda pada saat
mencapai ketinggian 5 m dari permukaan tanah adalah ...
A. 20 m/s
B. 15 m/s
C. 10√3 m/s
D. 10√2 m/s
E. 10 m/s
2.7. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum
kekekalan momentum.
Hukum Kekekalan Momentum
Impuls
• = •′
•D 0 •C = •D’ 0 •C’
_D TD 0 _C TC = _D TD’ 0 _C TC’
{ = B ∙ ∆V
Keterangan:
{ = impuls (Ns)
B = gaya (N)
∆V = selang waktu (s)
Tumbukan
Pada tumbukan berlaku:
Momentum
TC’ K TD’
• = • dan “ = K ”
•
TC K TD
• = _T
Keterangan:
• = momentum (kg m/s)
_ = massa (kg)
T = kecepatan (m/s)
Keterangan:
“
Hubungan Impuls dan Momentum
{ = ƥ
B ∙ ∆V = _ ∙ ∆T
B ∙ ∆V = _ ∙ (TC K TD )
= koefisien restitusi
JenisJenis-jenis Tumbukan
1. Lenting sempurna (“ = 1)
2. Lenting sebagian (0 – “ – 1)
3. Tidak lenting sama sekali (“ = 0)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola
diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah ....
A. 10 m/s
B. 15 m/s
C. 20 m/s
D. 25 m/s
E. 30 m/s
Dua buah benda massanya masing-masing 10 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan
kecepatan 4 m/s dan 8 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka
kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah ....
A. 5 m/s dan 7 m/s searah gerak semula
B. 5 m/s dan 7 m/s berlawanan arah gerak semula
C. 6 m/s dan 10 m/s searah gerak semula
D. 6 m/s dan 10 m/s berlawanan arah gerak semula
E. 10 m/s dan 4 m/s berlawanan arah gerak semula
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.8. Menjelaskan hukumhukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan
penerapannya dalam kehidupan seharisehari-hari.
Fluida statik
Tekanan Hidrostatis
„™ = „Y 0 šc…
Keterangan:
P›
PY
ρ
g
h
= tekanan hidrostatis (Pa)
= tekanan udara luar (Pa)
= massa jenis (kg/m3)
6 percepatan gravitasi = 10 m/s2
= kedalaman (m)
Hukum Pascal
„D = „C
BD BC
=
iD iC
Keterangan:
PD
PD
FD
FC
AD
AC
Benda di dalam fluida:
fluida
1. Terapung (šŸ – š• )
2. Melayang šŸ = š• ¡
3. Tenggelam (šŸ ¢ š• )
„Y
iD
Keterangan:
iC
£
ž
z
]
BC
“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”
B` = š• u ’ c atau B` = ž K ž ’
Keterangan:
Volume benda
tercelup
6 gaya Archimedes/gaya angkat (N)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 volume benda yang tercelup (m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= berat benda di udara (N)
= berat benda di dalam fluida (N)
Persamaan Kontinuitas
u
6 tetap
V
¨D 6 ¨C
iD TD 6 iC TC
Keterangan:
¨
i
T
u
V
iD
iC
TD
TC
1
iC
iD
Viskositas Fluida
B• = 6¥§ST
Keterangan:
B•
§
S
T
Q 6 2I…D …C
6 gaya Stokes (N)
6 koefisien viskositas (kg/ms)
6 jari-jari (m)
6 kecepatan (m/s)
Keterangan:
„
š
…
T
c
…D
…C
2
6 tekanan luar (Pa)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 ketinggian (m)
6 kecepatan fluida (m/s)
6 percepatan gravitasi (m/s2)
6 jarak permukaan fluida ke lubang (m)
6 jarak lubang terhadap tanah (m)
TD „D
D
TC „C
6 gaya angkat pesawat (N)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 kecepatan udara di atas sayap pesawat (m/s)
6 kecepatan udara di bawah sayap pesawat (m/s)
6 tekanan udara di atas sayap pesawat (Pa)
6 tekanan udara di bawah sayap pesawat (Pa)
Keterangan:
B`
š
TD
TC
„D
„C
Pipa Venturi
1
„ 0 šc… 0 šT C 6 tetap
2
„D 0 „C 6 šc…
TCC K TDC 6 2c…
Keterangan:
…D
…C
air: adhesi ¢ kohesi
B` 6 C š(TDC K TCC )i
Asas Toricelli
V6
raksa
raksa: kohesi ¢ adhesi
= naik turunnya fluida (m)
= tegangan permukaan (N/m)
= sudut kontak (raksa sudut tumpul, air sudut lancip)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= jari-jari pipa kapiler (m)
Gaya angkat pesawat
Hukum Bernoulli
C©
R™
ª
J
air
Keterangan:
…
£
J
š
c
S
TC
TD
6 debit (m3/s)
6 luas penampang (m2)
6 kecepatan fluida (m/s)
6 volume (m3)
6 waktu yang diperlukan (s)
6 luas penampang 1 (m2)
6 luas penampang 2 (m2)
6 kecepatan fluida di penampang 1 (m/s)
6 kecepatan fluida di penampang 2 (m/s)
Tangki bocor
T 6 I2c…D
J
2£ L¦U J
…=
šcS
Fluida dinamik
¨ 6 iT 6
= tegangan permukaan (N/m)
= berat benda (kg)
= panjang (m)
= jari-jari (m)
Kapilaritas
Hukum Archimedes
B`
š•
u′
c
ž
ž′
3
ž
B £ = 2z , untuk benda batang
£= ¤
v £ = ž , untuk benda lingkaran
2¥]
i
BD
Gaya angkat
2
Tegangan Permukaan
…
= tekanan di pipa A (N/m2)
= tekanan di pipa B (N/m2)
= gaya di pipa A (N)
= gaya di pipa B (N)
= luas penampang pipa A (m2)
= luas penampang pipa B (m2)
1
Q
„D
„C
TD
TC
š
c
…
„D
TD
…
TC
6 tekanan fluida di titik 1 (Pa)
6 tekanan fluida di titik 2 (Pa)
6 kecepatan di titik 1 (m/s)
6 kecepatan di titik 2 (m/s)
6 massa jenis fluida (kg/m3)
6 percepatan gravitasi (m/s2)
6 selisih ketinggian permukaan kedua pipa (m)
Di unduh dari : Bukupaket.com
„C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
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)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4)
E. (1), (2), (3), dan (4)
3,05 m
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 ....
A. 2 m/s
B. 3 m/s
1,25 m
C. 4 m/s
D. 5 m/s
E. 6 m/s
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 3. Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan
perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya mesin
kalor.
3.1. Menentukan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor, atau asas Black
dalam pemecahan masalah
Keterangan:
Kalor
® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
[
| = konduktivitas termal (W/m K)
i = luas permukaan (m2)
∆V = perubahan suhu (K)
z = panjang penghantar (m)
¯
¨ 6 _ L ∆V
¨ 6 _z
Keterangan:
¨
_
L
∆V
z
6 besarnya kalor yang diserap atau dilepas (joule)
6 massa benda (kg)
6 kalor jenis benda (J/kg°C)
6 perubahan suhu (°C)
6 kalor laten (J/kg)
Konveksi
®=
Keterangan:
Satuan Kalor
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,2 joule
® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
[
… = koefisien konveksi (J/s m2 K)
i = luas permukaan (m2)
∆V = perubahan suhu (K)
¯
Azas Black
“Pada percampuran dua zat, banyaknya kalor yang
dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya
kalor yang diterima zat bersuhu rendah”
¨^sroŒ = ¨-sŒo^
Radiasi
®=
®=
“
¨ | i ∆•
=
z
V
¨
= “ ˆ •g i
V
Keterangan:
Perpindahan Kalor
Konduksi
®=
¨
= … i ∆V
V
ˆ
•
i
PREDIKSI SOAL UN 2012
= besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s)
“ = 1; penyerap sempurna
= emisivitas °0 – “ – 1
“ = 0; penyerap paling jelek
= konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10±h W/m2 K4)
= perubahan suhu (K)
= luas permukaan (m2)
¯
[
Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20°C. Di dalam bejana
dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75°C. Bila suhu bejana naik 75°C dan kalor jenis minyak adalah 0,43 kal/g °C,
maka kalor jenis besi adalah ....
A. 0,143 kal/g °C
B. 0,098 kal/g °C
C. 0,084 kal/g °C
D. 0,075 kal/g °C
E. 0,064 kal/g °C
Dua buah batang logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi jenisnya berbeda dihubungkan seperti
gambar:
A
79°—
B
4°—
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
3.2. Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan
penerapannya.
Persamaan Gas Ideal
„u = ²]• atau „u = ³|•
Keterangan:
„
u
³
]
= tekanan gas ideal (Pa)
= volume gas ideal (m3)
= jumlah partikel gas
8,31 x 10E J⁄mol K
= tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
|
•
²
= tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K)
= suhu (K)
¶
²=
¶·
= jumlah mol gas (mol)µ
¸
²=
¹º
³» = bilangan Avogadro (6,02 x 10CE partikel)
_ = massa partikel gas
•r = massa molekul gas
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hukum BoyleBoyle-GayGay-Lussac
²
³
„D uD „C uC
=
•C
•D
]
|
•
Keterangan:
„D
„C
uD
uC
•D
•C
= tekanan mutlak awal gas ideal (Pa)
= tekanan mutlak akhir gas ideal (Pa)
= volume awal gas ideal (m3)
= volume akhir gas ideal (m3)
= suhu awal gas ideal (K)
= suhu akhir gas ideal (K)
Energi Kinetik Gas Ideal
E
Kecepatan Efektif Gas Ideal
Tr¸^ = R
E¼½
¸
atau Tr¸^ = R
Keterangan:
Ep½
¸
Tr¸^ = kecepatan efektif gas ideal (m/s)
8,31 x 10E J⁄mol K
] = tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
| = tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K)
_ = massa partikel gas ideal (kg)
E
‚ƒ = C ²]• atau ‚ƒ = ³|•
C
Keterangan:
= jumlah mol gas (mol)
= jumlah partikel gas
8,31 x 10E J⁄mol K
= tetapan gas umum n
0,082 liter atm⁄mol K
= tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J/K)
= suhu (K)
‚ƒ = energi kinetik gas ideal (Pa)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah ruang tertutup berisi gas idela dengan suhu T dan kecepatan partikel gas
dipanaskan menjadi 3T maka kecepatan gas menjadi ....
A. T C
B. 3T
C. T√3
D. T
D
E. E T
. Jika suhu gas
3.3. Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin
kalor.
Siklus
Mesin Carnot
Usaha mesin Carnot:
Siklus adalah proses perubahan suatu gas
tertentu yang selalu kembali kepada keadaan
awal proses.
€ = ¨D K ¨C
Efisiensi mesin Carnot:
Siklus Carnot
1.
2.
3.
4.
Proses pemuaian secara
isotermis (A ke B)
menyerap kalor ¨D dan
mengubahnya menjadi
€D .
Proses pemuaian secara
adiabatik (B ke C)
melakukan usaha €C .
Proses penampatan
secara isotermik (C ke D)
melepas kalor ¨C .
Proses pemampatan
secara adiabatik (D ke A)
•D
¿ 100%
•C
¨D
§ = ¾1 K ¿ 100%
¨C
§ = ¾1 K
A
B
D
Keterangan:
C
¨D = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu
tinggi •D
¨C = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu
rendah •C
•D = suhu reservoir tinggi (K)
•C = suhu reservoir rendah (K)
€ = usaha yang dilakukan mesin carnot (J)
§ = efisiennsi mesin carnot
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoar suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar
40%. Agar efisiensi naik menjadi 50%, maka suhu reservoar suhu tinggi dinaikkan menjadi ….
A. 900 K
B. 960 K
C. 1000 K
D. 1180 K
E. 1600 K
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 4. Menganalisis konsep dan prinsip gelombang, optik dan bunyi dalam berbagai
penyelesaian masalah dan produk teknologi.
4.1. Menentukan ciri
ciri--ciri dan besaran fisis pada gelombang.
Jenis Gelombang
Menurut arah getar:
Gelombang transversal dan longitudinal
Menurut amplitudo:
Gelombang Stasioner
1. Ujung terikat
•
Gelombang berjalan dan stasioner
Menurut medium perambatan:
Gelombang mekanik dan elektromagnetik
U
Ä
•
U
Gelombang Berjalan
Grafik gelombang berjalan
Ä
i
T
Q
Persamaan umum gelombang berjalan
Q
2¥
O = i sin ÁV 7 Â
T
•
•
U
U
Q
2. Ujung bebas
Ä
•
U
•
•
U
„ U „
•
U
Q
OÕ = 2i cos(|Q) sin(\V K |ℓ)
iÕ = 2i cos(|Q)
Ä
U‹ = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ä
•‹ = (2²) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ï Ñ
ÍÎÁ 7 Â
Ð Ò
\=
Keterangan:
i
V
•
Q
Ä
\
|
J
Ô
T
Ó
•
ℓ
[ M
ÉÊCË Å
Á ÆÇ
7 ÈÂ
½ Æ
Ì
O
„
OÕ = 2i sin(|Q) cos(\V K |ℓ)
iÕ = 2i sin(|Q)
Ä
U‹ = (2²) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Ä
•‹ = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, …
4
Tanda (0) jika gelombang merambat dari kanan ke kiri.
Tanda (–) jika gelombang merambat dari kiri ke kanan
\
2¥
= 2¥Ó =
•
|
2¥
|=
Ä
T = ÄÓ
U
ℓ
Keterangan:
O = 7i sin(\V 7 |Q)
V Q
O = 7i sin 2¥ ¾ 7 ¿
ÅÆÆÇÆ
Ä
• ÆÈ
•
= simpangan getaran titik yang berjarak Q dari titik
asal getaran
= amplitudo (m)
= lama titik asal telah bergetar (s)
= periode getaran (s)
= jarak titik pada tali dari titik asal getaran (m)
= panjang gelombang (m)
= kecepatan sudut (rad/s)
= bilangan gelombang (m-1)
= sudut fase
= fase
= cepat rambat gelombang (m/s)
= frekuensi gelombang (Hz)
Keterangan:
OΠ= simpangan pada titik P yang berjarak y dari ujung
terikat atau ujung bebas (m)
i = amplitudo gelombang berjalan (m)
| = bilangan gelombang (m-1)
Q = jarak titik pada tali dari titik ujung bebas atau ujung
terikat (m)
\ = kecepatan sudut (rad/s)
V = lama titik asal telah bergetar (s)
ℓ = panjang tali (m)
Ä = panjang gelombang (m)
iΠ= amplitudo gelombang stasioner (m)
U‹ = simpul ke-(² K 1)
•‹ = perut ke-(² K 1)
PREDIKSI SOAL UN 2012
Gelombang transversal merambat sepanjang tali AB. Persamaan gelombang di titik B dinyatakan dengan
M
persamaan O = 0,08 sin 20¥ ÁV 0 ÖÂ, semua besaran dalam sistem SI. Jika x adalah jarak AB, maka:
(1) cepat rambang gelombangnya 5 m/s
(2) frekuensi gelombangnya 10 Hz
(3) panjang gelombangnya 0,5 m
(4) gelombang memiliki amplitudo 8 cm
Pernyataan yang benar adalah ...
A. (1), (2) dan (3).
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. (1), (2), (3) dan (4).
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup sehingga timbul nada atas ketiga, maka terjadilah ...
A. 4 perut dan 4 simpul
B. 4 perut dan 5 simpul
C. 5 perut dan 4 simpul
D. 5 perut dan 5 simpul
E. 5 perut dan 6 simpul
4.2. Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaat atau bahayanya
dalam kehidupan seharisehari-hari.
Gelombang Elektromagnetik (GEM)
GEM adalah gelombang yang merambat tanpa
memerlukan medium perantara.
SifatSifat-sifat Gelombang Elektromagnetik
1.
2.
3.
4.
5.
Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak
memerlukan medium untuk merambat)
Tidak bermuatan listrik
Merupakan gelombang transversal, yaitu arah
getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya
Memiliki sifat umum gelombang, seperti dapat
mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi),
pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan
(difraksi)
Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada
medan listrik maupun medan magnet
Persamaan panjang gelombang GEM
L =ÄÓ
Keterangan:
L
Ä
Ó
= cepat rambat gelombang elektromagnetik
= (3 x 10h m/s)
6 panjang gelombang elektromagnetik (m)
6 frekuensi gelombang elektromagnetik (m)
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Urutan gelombang elektromagnetik:
GRUTI Rada TeleR
Ä semakin besar
(“G
Gamma, Rontgen, Ultraviolet, cahaya
Tampak (u-ni-bi-hi-ku-ji-me), Inframerah,
Radar,
Radio.”)
Rada Televisi,
Tele
Penerapan Gelombang Elektromagnetik
1. Sinar gamma
dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi
kanker dan membunuh sel kanker
mensterilisasi peralatan rumah sakit atau
makanan sehingga makanan tahan lebih lama
membuat varietas tanaman unggul tahan
penyakit dengan produktivitas tinggi
mengurangi populasi hama tanaman (serangga)
medeteksi keretakan atau cacat pada logam
sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya
aliran PDAM), mendeteksi kebocoran
mengontrol ketebalan dua sisi suatu logam
sehingga memiliki ketebalan yang sama
2. Sinar – X
mendiagnosis adanya gejala penyakit dalam
tubuh, seperti kedudukan tulang-tulang dalam
tubuh dan penyakit paru-paru dan memotret
organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paruparu, melihat organ dalam tanpa pembedahan
(foto Rontgen)
menganalisis struktur atom dari kristal
mengidentifikasi bahan atau alat pendeteksi
keamanan
mendeteksi keretakan atau cacat pada logam
memeriksa barang-barang di bandara udara atau
pelabuhan
3. Sinar ultraviolet
untuk proses fotosintesis pada tumbuhan
membantu pembentukan vitamin D pada tubuh
manusia
dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk
membunuh kuman penyakit, menyucihamakan
ruangan operasi rumah sakit berikut instrumeninstrumen pembedahan
memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank,
keaslian uang kertas, dll
banyak digunakan dalam pembuatan integrated
circuit (IC)
4. Cahaya tampak
Membantu penglihatan mata manusia
Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah
penggunaan sinar laser dalam serat optik pada
bidang telekomunikasi
5. Sinar inframerah
terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan
encok (physical therapy)
fotografi pemetaan sumber daya alam,
mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi
dengan detail
fotografi diagnosa penyakit
remote control berbagai peralatan elektronik
mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada
industri otomotif
pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah
yang digunakan melihat di tempat yang gelap
atau berkabut dan satelit untuk memotret
permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut
atau awan
sistem alarm maling
6. Gelombang mikro
pemanas microwave
komunikasi RADAR (Radio Detection and
Ranging)
menganalisa struktur atomik dan molekul
mengukur kedalaman laut
digunakan pada rangkaian televisi
gelombang RADAR diaplikasikan untuk
mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan
pesawat terbang, membantu pengamatan di
kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari
atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah
dan posisi yang tepat.
7. Televisi dan radio
alat komunikasi, sebagai pembawa informasi dari
satu tempat ketempat lain
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI SOAL UN 2012
Dibawah ini merupakan penerapan gelombang elektromagnetik.
(1) sebagai remote control
(2) mengontrol ketebalan kertas
(3) proses pengeringan dalam pengecatan mobil
(4) memanaskan makanan dalam oven
(5) sistem keamanan
Yang merupakan penerapan sinar infrared adalah……
A. (1), (2), dan (3)
B. (2), (3), dan (4)
C. (3), (4), dan (5)
D. (1), (3), dan (5)
E. (2), (4), dan (5)
4.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan pengamatan pada mikroskop
atau teropong.
Teropong
Mikroskop
Lensa pada Teropong
Berakomodasi Maksimum
Ó»Ÿ
Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek.
Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata
Ó»Ÿ ¢ Ó»p
Ó»p
Sifat Bayangan Teropong
Lensa objektif
Lensa okuler
Tanpa Berakomodasi
Jenis Teropong
Ó»p
Ó»Ÿ
a. Teropong bias (lensa), yang terdiri dari
beberapa lensa.
b. Teropong pantul (cermin), yang terdiri
atas beberapa lensa dan cermin.
Lensa pada Mikroskop
Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek.
Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata.
Ó»Ÿ – Ó»p
Sifat Bayangan Mikroskop
Lensa objektif
Lensa okuler
: nyata, terbalik, diperbesar.
: maya, tegak, diperbesar.
Perbesaran Mikroskop
Perbesaran lensa objektif dan okuler:
Lensa
objektif
•»Ÿ 6
’
Ù»Ÿ
Ù»Ÿ
Lensa Okuler
Berakomodasi
U‹
•»p 6
Ó»p
Perbesaran total mikroskop
•[»[ 6 •»Ÿ x •»p
Panjang Mikroskop
Berakomodasi
’
v 6 U»Ÿ
0 U»p
Keterangan:
•[»[
•»Ÿ
•»p
’
U»Ÿ
U»Ÿ
Ù‹
Ó»Ÿ
Ó»p
: nyata, terbalik, diperkecil
: maya, terbalik, diperbesar
Tanpa Akomodasi
U‹
•»p 6
01
Ó»p
Perbesaran dan Panjang Teropong
a. Teropong Bintang
Perbesaran teropong bintang:
Berakomodasi
•»Ÿ 6
’
Ù»Ÿ
Ù»Ÿ
6
Ó»Ÿ
Ó»p
Tanpa Akomodasi
•»Ÿ 6
Panjang teropong bintang:
Berakomodasi
Tanpa Akomodasi
v 6 Ó»Ÿ 0 U»p
v 6 Ó»Ÿ 0 Ó»p
b. Teropong Bumi
Perbesaran teropong bumi:
Berakomodasi
•»Ÿ
Ó»Ÿ
6
Ó»p
Tanpa Akomodasi
•»Ÿ 6
Panjang teropong bumi:
Tanpa Akomodasi
’
v 6 U»Ÿ
0 Ó»p
6 perbesaran total pada mikroskop
6 perbesaran lensa objektif
6 perbesaran lensa okuler
6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak titik dekat mata pengamat (cm)
6 fokus lensa objektif (cm)
6 fokus lensa okuler (cm)
Ó»Ÿ Ó»Ÿ U‹ 0 Ó»p
6
¾
¿
U»p Ó»p
U‹
Berakomodasi
v 6 U»Ÿ 0 4ÓŒŸ 0 U»p
Keterangan:
•[»[
•»Ÿ
•»p
’
U»Ÿ
U»Ÿ
Ù‹
Ó»Ÿ
Ó»p
ÓŒŸ
Ó»Ÿ Ó»Ÿ U‹ 0 Ó»p
6
¾
¿
U»p Ó»p
U‹
Tanpa Akomodasi
v 6 Ó»Ÿ 0 4ÓŒŸ 0 Ó»p
6 perbesaran total pada teropong
6 perbesaran lensa objektif
6 perbesaran lensa okuler
6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm)
6 jarak titik dekat mata pengamat (cm)
6 fokus lensa objektif (cm)
6 fokus lensa okuler (cm)
6 fokus lensa pembalik (cm)
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI SOAL UN 2012
Jarak titik api lensa obyektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut 18 mm dan 5 cm. Jika sebuah
benda diletakkan 20 mm di depan lensa obyektif, maka perbesaran total mikroskop untuk mata normal ( Sn
= 25 cm ) tak berakomodasi adalah ....
A. 5 kali
B. 9 kali
C. 14 kali
D. 45 kali
E. 54 kali
4.4. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis pada peristiwa interferensi dan difraksi.
Gambar
Interferensi
Interferensi
celah ganda
(Interferensi
Young)
Interferensi
pada lapisan
tipis
J
•
v
ℓ
J
v
²
Difraksi
Difraksi pada
kisi
Lensa cembung
S
Genap
Ganjil
Kaca plan-paralel
J
•
v
ℓ
J
•
v
Daya urai
Catatan:
v
ℓ
Ú
v¸
ℓ
Interferensi
max
x (terang)
ma
Interferensi
min (gelap)
v•
=_∙Ä
ℓ
genap
ganjil
2²v cos J = _ ∙ Ä
ganjil
genap
²S C
=_∙Ä
]
ganjil
genap
v sin J = _ ∙ Ä
•
sin J =
ℓ
ganjil
genap
v sin J = _ ∙ Ä
1
v=
²
genap
ganjil
v¸ Ú
= 1,22 ∙ Ä
ℓ
1,22
1,22
transparan
]
Interferensi
cincin
Newton
Difraksi celah
tunggal
Lapisan
Rumus
’
v¸
C‹
:_ 6Á Â6²
:_ 6
² 6 0, 1, 2, 3, …
C
(C‹±D)
C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak
layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang
cahaya adalah ....
A. 4,5 x 10±E m
B. 4,5 x 10±g m
C. 4,5 x 10±Ö m
D. 4,5 x 10±Û m
E. 4,5 x 10±Ü
Di unduh dari : Bukupaket.com
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm datang tegak lurus pada kisi. Jika
spektrum orde ke-2 membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi, maka jumlah garis per cm kisi adalah
....
A. 2.000
B. 4.000
C. 5.000
D. 20.000
E. 50.000
4.5. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang berkaitan dengan peristiwa efek Doppler.
Efek Doppler
Keterangan:
ӌ 6 frekuensi gelombang yang diterima pendengar (Hz)
Ó^ 6 frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber bunyi
(Hz)
T 6 cepat rambat gelombang bunyi di udara (m/s)
TΠ6 kecepatan pendengar (m/s)
T^ 6 kecepatan sumber bunyi (m/s)
Bunyi efek Doppler:
”Jika jarak antara sumber bunyi dan pendengar
membesar, maka frekuensi bunyi yang diterima
pendengar akan lebih kecil dari frekuensi
sumbernya, dan sebaliknya jika jarak tersebut
mengecil, maka frekuensi yang diterima pendengar
akan lebih besar dari frekuensi sumbernya”
Penjelasan:
Persamaan efek Doppler
Doppler
ӌ 6
Ý7ÝÞ
Ý7Ýß
Ó^
K
•
+
K
U
+
T^ (+) jika sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar
T^ (–) jika sumber bunyi bergerak mendekati pendengar
TΠ(+) jika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi
TŒ (–) jika pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi
T^ 6 0, jika sumber bunyi diam (tidak bergerak)
TΠ6 0, jika pendengar bunyi diam (tidak bergerak)
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz.
Seorang pengemudi truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 20 m/s mendengar bunyi sirine
ambulans. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi terdengar oleh pengemudi truk saat kedua
mobil saling mendekat adalah ....
A. 300 Hz
B. 350 Hz
C. 400 Hz
D. 450 Hz
E. 475 Hz
4.6. Menentukan intensitas atau taraf intensitas bunyi pada berbagai kondisi yang berbeda.
TI pada perubahan jumlah sumber bunyi
Intensitas Bunyi
„
„
{6 6
i 4¥S C
•{C 6 •{D + 10 log ¾
Keterangan:
{
„
i
S
6 intensitas bunyi (W/m2)
6 daya bunyi (W)
6 luas bidang yang ditembus (m2)
6 jari-jari atau jarak (m)
Taraf Intensitas
{
•{ 6 10 log
{Y
Keterangan:
Keterangan:
•{D
•{C
²D
²C
²C
¿
²D
6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2)
6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2)
6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 1
6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 2
TI pada perubahan jarak sumber bunyi
SC C
•{C 6 •{D K 10 log ¾ ¿
SD
•{ 6 taraf intensitas (dB)
{ 6 intensitas bunyi (W/m2)
{Y 6 intensitas ambang (W/m2)
6 10±DC W/m2 6 10±DÛ W/cm2
Keterangan:
•{D
•{C
SD
SC
6 taraf intensitas bunyi pada jarak SD (W/m2)
6 taraf intensitas bunyi pada jarak SC (W/m2)
6 jarak sumber bunyi pada kondisi 1
6 jarak sumber bunyi pada kondisi 2
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah sepeda motor menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas sebesar 74 dB ketika berada pada jarak 5
m, maka taraf intensitas arak-arakan 100 motor pada jarak 50 m adalah ....
A. 54 dB
B. 64 dB
C. 74 dB
D. 84 dB
E. 94 dB
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya
dalam berbagai penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum
Coulomb.
Hukum Coulomb
“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua
muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua muatan.”
B6|
àD àC
SC
àD
àC
S
‰Y
6 gaya Coulomb (N)
6 konstanta untuk ruang hampa 6
D
gËáâ
6 9 x 10
ã
6 muatan benda 1 (C)
6 muatan benda 2 (C)
6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
D
6
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
Nm2/C2
‚
B
|
6 kuat medan listrik (N/C)
6 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N)
D
6 9 x 10ã Nm2/C2
6 konstanta untuk ruang hampa 6
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
Penjelasan:
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb.
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.
àC
0
àD
„
K
K
„
0
S
0
àD
gËáâ
gËp
Penjelasan:
àD
å
ä
‚ 6 å atau ‚ 6 | rª
à 6 muatan uji(C)
S 6 jarak antar muatan(m)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
‰Y 6
gËp
0
Besar kuat medan listrik adalah besar gaya
Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan
besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain
besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan.
Keterangan:
Keterangan:
B
|
Kuat medan listrik
àC
àC
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Bila pada gambar di bawah diketahui àD 6 àC 6 10çC dan konstanta | 6 9 x 10ã Nm2/C2.
0àC
0àD
„
3 cm
6 cm
Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah ….
A. 7,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
B. 7,5 x 10Ü N/C menuju àC
C. 5,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
D. 2,5 x 10Ü N/C menuju àC
E. 2,5 x 10Ü N/C menjauhi àC
D
Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 çC terdapat bola lain yang juga bermuatan g kali muatan
bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 çC adalah ....
A. 10 cm
B. 12 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
E. 20 cm
5.2. Menentukan besaran fisis fluks, potensial listrik, atau energi potensial listrik, serta
penerapannya pada kapasitas keping sejajar.
Potensial listrik
Energi potensial listrik
à
u=|
S
‚Œ 6 |
Keterangan:
u
|
= potensial listrik (V)
= konstanta untuk ruang hampa =
à 6 muatan (C)
S 6 jarak antar muatan (m)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
‰Y 6
gËp
àD àC
S
Keterangan:
D
gËáâ
= 9 x 10ã Nm2/C2
B
|
àD
àC
S
‰Y
6 gaya Coulomb (N)
6 konstanta untuk ruang hampa 6
D
gËáâ
6 9 x 10ã Nm2/C2
6 muatan benda 1 (C)
6 muatan benda 2 (C)
6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m)
D
6
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
gËp
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hubungan è, é, ê, ëìíéî
B=
å¯
| ª
r
òà
‚=
xS
‚Œ = |
å¯
r
Rapat Muatan Listrik
ˆ6
¯
| rª
Keterangan:
ˆ
à
i
xS
òà
i
v
à 6 —u
u ˆ
1à
‚6 6 6
v ‰Y ‰Y i
— 6 ‰Y
∆‚Œ Bv
=
=‚v
à
à
‚Õ = B v = à u
u=
Keterangan:
—
i
v
à
u
ˆ
‰Y
Keterangan:
= gaya Coulomb (N)
= medan magnet (N/C)
= potensial listrik (V)
6 energi potensial listrik (J)
Hukum Gauss (Fluks Listrik)
Jumlah garis medan yang menembus suatu
permukaan tertutup sebanding dengan jumlah
muatan listrik yang melingkupi permukaan
tertutup itu.
ï 6 ‚i cos J 6
Keterangan:
ï
‚
i
J
6 rapat muatan listrik (C/m2)
6 muatan listrik (C)
6 luas penampang (m2)
Kapasitor keping sejajar
¯
u=|r
Sehingga didapatkan:
B
‚
u
‚Œ
à
i
à
‰Y
gËp
Energi yang tersimpan dalam kapasitor
1
1
1 àC
€ = —u C = àu =
2
2
2—
Keterangan:
€
—
u
à
6 fluks listrik (Wb)
6 medan listrik (N/C)
6 luas penampang (m2)
6 sudut antara ‚ dengan normal bidang
6 kapasitas kapasitor (F)
6 luas penampang (m2)
6 jarak antar keping (m)
6 muatan listrik (C)
6 potensial listrik (V)
6 rapat muatan l istrik (C/m2)
D
6 8,85 x 10±DC C2/Nm2
6
= energi yang tersimpan dalam kapasitor (J)
= kapasitas kapasitor (F)
= potensial listrik (V)
= muatan listrik (C)
Catatan:
Catatan:
Permisivitas relatif bahan (selain hampa):
—Ÿ
‰Ÿ =
—Y
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 800 cm2 dan jarak antar keping 2 cm. Jika kapasitor diberi
muatan 900 C, maka potensial kapasitor tersebut adalah ....
A. 1,5 x 10E V
B. 2,5 x 10g V
C. 3,5 x 10g V
D. 4,5 x 10Ö V
E. 6,0 x 10Ö V
5.3. Menentukan besaranbesaran-besaran listrik pada suatu rangkaian berdasarkan hukum
Kirchoff.
Hukum I Kirchoff
2.
Buat permisalan arah loop (usahakan searah dengan arus)
0 K
3.
GGL positif jika putaran loop bertemu pertama kali dengan
kutub positif GGL, dan sebaliknya.
“Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik
sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”
Σ{¸o^ðp = Σ{ps-ðor
Hukum II Kirchoff
0
“Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah
aljabar gaya gerak listrik (‰) dengan penurunan
tegangan ({]) sama dengan nol”
1.
Lengkapi tanda pada kutub-kutub GGL dengan benar.
0 K
GGL bernilai negatif, karena putaran
loop bertemu kutub negatif dulu.
4.
Arus positif jika searah loop, dan sebaliknya.
0 K
Pada gambar ñ bernilai positif,
{
karena searah dengan arah loop.
5.
Jika hasil akhir negatif, berarti arah yang sebenarnya
berlawanan dengan permisalan loop tadi.
Σu = 0 atau Σ‚ 0 Σ{] = 0
LangkahLangkah-langkah Penyelesaian:
K
Di unduh dari : Bukupaket.com
Perhatikan rangkaian listrik berikut ini:
]E 6 12ö
]D 6 4ö
12 V
]C 6 3ö
12 V
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus pada
A. 0,8 A
B. 0,9 A
C. 1,0 A
D. 1,2 A
E. 1,5 A
adalah ....
5.4. Menentukan induksi magnetik di sekitar kawat berarus listrik.
Fluks Magnetik
Induksi Magnetik di Kawat Melingkar
à
ï 6 ji cos J 6
‰Y
Di Pusat Kawat Melingkar
j6
Keterangan:
ï
j
i
J
6 fluks listrik (Wb)
6 medan magnet (T)
6 luas penampang (m2)
6 sudut antara j dengan normal bidang
j6
G
j6
{
G
{
S
j 6 induksi magnetik (T)
çY 6 permeabilitas ruang hampa 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m
{ 6 kuat arus listrik (A)
çY {
(cos } + cos ó)
4¥G
}
G
çY {G sin J
2S C
Keterangan:
Kawat Lurus Pendek
çY {
2¥G
j6
G
Induksi Magnetik Kawat Lurus
Kawat Lurus Panjang
çY {
2G
Di Poros Kawat Melingkar
Arah Induksi Magnetik
Aturan tangan kanan :“Bila 4 jari tangan ( selain
ibu jari ) melingkar menunjukkan arah arus, maka
ibu jari menunjukkan arah induksi magnet.”
ó
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Potongan kawat M dan N yang diberi arus listrik diletakkan pada gambar di samping.
Induksi magnetik di titik P adalah ….
A.
5çY (2¥ + 1) Tesla, keluar bidang gambar
C
B.
5çY ÁË K 2Â Tesla, keluar bidang gambar
C.
5çY (2¥ + 2) Tesla, masuk bidang gambar
C
D.
5çY Á + 1Â Tesla, masuk bidang gambar
Ë
D
Ë
E.
5çY Á + 5Â Tesla, masuk bidang gambar
5.5. Menentukan gaya magnetik (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan
listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen.
Gaya Lorentz pada Kawat Berarus
Gaya Lorentz Dua Kawat Sejajar Berarus
B 6 j{ℓ sin J
BD 6 BC 6
Keterangan:
B
j
{
ℓ
J
6 gaya Lorentz (N)
6 medan magnetic (T)
6 kuat arus listrik (A)
6 panjang kawat penghantar (m)
6 sudut antara { dan j
Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak
B 6 jàT sin J
Keterangan:
+
Keterangan:
B
j
à
T
J
6 gaya Lorentz (N)
6 medan magnetic (T)
6 besar muatan listrik yang bergerak (C)
6 kelajuan muatan yang bergerak (m/s)
6 sudut antara j dan T
çY {D {C
ℓ
2¥G
BD 6 BC 6 gaya Lorentz kawat 1 dan kawat 2 (N)
çY 6 permeabilitas magnetic 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m
{D 6 kuat arus pada kawat 1 (A)
{C 6 kuat arus pada kawat 2 (A)
G 6 jarak antara kawat 1 dan kawat 2 (m)
ℓ 6 panjang kawat (m)
ô
{D
BD
BC
õK
Di unduh dari : Bukupaket.com
{C
BD
{D
BC
{C
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 5 x 10E m/s dan memotong medan magnetik j = 0,04 T
membentuk sudut 30° terhadap medan magnetik. Apabila partikel tersebut bermuatan 45 nC, maka gaya
magnetik yang bekerja pada partikel tersebut adalah ....
A. 4,5 x 10±Û N
B. 45 x 10±Û N
C. 450 x 10±Û N
D. 5,6 x 10±Ü N
E. 56 x 10±Ü N
5.6. Menjelaskan faktorfaktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi atau prinsip
prinsip kerja
transformator.
GGL Induksi
Percobaan Faraday dan Hukum Lenz
Percobaan Faraday
1.
Penyebab GGL Induksi
1. Perubahan fluks magnetik
a. GGL karena perubahan medan magnetik
∆j
‰ 6 K³i
∆V
b. GGL karena perubahan sudut
(Generator AC)
‰ 6 ³ji\ sin \V
2.
c. GGL karena perubahan luas
d. GGL induksi pada penghantar memotong
fluks magnet adalah
‰ 6 jℓT sin J
{
Hukum Lenz
jℓT
]
j C ℓC T
Bø 6
]
{6
Medan magnet induksi dalam kumparan selalu
melawan medan magnet penyebabnya (medan
magnet luar).
Fluks Magnetik
GGL induksi atau arus induksi pada ujung-ujung
kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks
∆÷
magnetik Á Â dan banyaknya lilitan (³).
T
{
2. Perubahan Kuat Arus Listrik
‚ 6 Kz
v{
vV
ƕ
∆V
Transformator
uŒ ³Œ {^
6
6
u^ ³^ {Œ
Transformator adalah alat untuk mengubah
tegangan atau arus bolak-balik.
{Œ
uŒ
x
kecepatan.
Hukum Faraday
‰ 6 K³
x
Catatan: Arah gaya Lorentz selalu berlawanan dengan arah
ï 6 ji cos J
∆[
xxx
x Bø
xxx
³Œ
Jenis Transformator
Trafo Step-Up
(Penaik tegangan)
uΠРu^
³Õ – ³^
{Õ ¢ {^
{^
³^
u^
Trafo Step-Down
(Penurun tegangan)
uΠРu^
³Õ – ³^
{Õ ¢ {^
Efiesiensi Transformator
1. Trafo ideal memiliki efisiensi
§ 6 100%
„Œ 6 „^
2. Trafo tidak ideal memiliki efisiensi
§ – 100%
„^ u^ {^
§6 6
„Œ uŒ {Œ
Keterangan:
‰
³
j
i
J
ï
\
ℓ
]
{
z
§
„
u
6 GGL induksi (V)
6 jumlah lilitan
6 medan magnetik (T)
6 luas penampang kumparan (m2)
6 sudut antara B dan A
6 fluks magnetik (Wb)
6 kecepatan sudut atau frekuensi anguler (rad/s)
6 panjang (m)
6 hambatan (Ω)
6 arus (A)
6 induktansi diri (H)
6 efisiensi transformator
6 daya (W)
6 beda potensial (V)
Di unduh dari : Bukupaket.com
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Pernyataan berikut berkaitan dengan transformator:
(1) untuk mengurangi kerugian akibat arus pusar, inti trafo sebaiknya berupa pelat utuh
(2) inti kumparan sebaiknya terbuat dari inti besi lunak
(3) transformator mampu merubah tegangan DC menjadi lebih tinggi
(4) transmisi listrik jarak jauh memerlukan trafo untuk mengubah tegangan menjadi ekstra tinggi
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
5.7. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolakbolak-balik yang mengandung
resistor, induktor, dan kapasitor.
Pada rangkaian R-L-C seri:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Arus sama (Iú 6 Iû 6 Iü 6 {)
Beda potensial berbeda
Vú = Vúýþ sin ωt = {]
π
Vû = Vûýþ sin Áωt 0 Â = {
2
π
Vü = Vüýþ sin Áωt K Â = {
2
u = { ( = impedansi)
Beda potensial
7.
8.
ø
9.
Ž
Pergeseran fase
uø K uŽ
ø K Ž
6
tan J 6
]
u¼
Faktor daya
u¼ {
6
cos J 6
u
Frekuensi Resonansi terjadi bila
fú 6
V = RVúC 0 (Vû K Vü )C
1
1
2π LC
ø
6
Ž
Keterangan:
u¼ 6 tegangan sesaat pada resistor (V)
uø = tegangan sesaat pada induktor (V)
uŽ = tegangan sesaat pada kapasitor (V)
= impedansi rangkaian (Ω)
ø = reaktansi induktif (Ω)
Ž = reaktansi kapasitif (Ω)
Ó¼ = frekuensi resonansi (Hz)
CË
\ = kecepatan sudut (rad/s) = 2¥Ó =
Impedansi (Ω)
Z = IRC 0 (X K Xü )C
Reaktansi Induktif
Xû = ωL
Reaktansi Kapasitif
1
Xü =
ωC
½
PREDIKSI
PREDIKSI SOAL UN 2012
Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor suatu rangkaian arus bolak-balik. Jika frekuensi arus
bolak-balik tersebut 50 Hz, maka ....
DCY
A.
hambatannya Ë mΩ
B.
C.
D.
E.
CgY
mH
Ë
DCY
Kapasitansinya Ë mF
DCY
Hambatannya Ë mΩ
DCY
Induktansinya Ë mH
Induktansinya
Reaktansi induktif sebuah induktor akan mengecil, bila ....
A. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperbesar
B. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperkecil
C. frekuensi arusnya diperbesar, arus listriknya diperkecil
D. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperbesar
E. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperkecil
Di unduh dari : Bukupaket.com
SKL 6. Memahami konsep dan prinsip kuantum, relativitas, fisika inti dan radioaktivitas
dalam kehidupan seharisehari-hari.
6.1. Menjelaskan berbagai teori atom.
Teori Atom
1. Demokritus
Partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi
dinamakan atom.
2. John Dalton
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak
dapat dibagi lagi dan bersifat masif (pejal).
Atom-atom dari unsure sejenis mempunyai sifat
yang sama.
Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi
unsur lain.
Dua atom atau lebih dari unsur yang berlainan
dapat membentuk suatu molekul.
Teori atom Dalton melandasi hukum kekekalan
massa (Lavoiser).
5. Bohr
Pada dasarnya teori atom Bohr sama dengan teori
atom Rutherford dengan di