Kompetensi Fisika Kelas XI i

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi oleh Undang-undang

PenyusunSiswanto l SukaryadiEditorIntan MahananiPenyelaras BahasaM. Taufiq l Kus Dwiyatmo B. l Farida Puji P.Penata ArtistikWahyu Hardianto l Sukendar l InawatiIlustratorSigit Dwi Nugroho l Sunardi l Bambang SugiartoPenata GrafikaYuniar Adhi Anggoro l Ika Kristiyaningsih l Sri Rahayu l Ibnu Wibowo

530.07SIS SISWANTO k Kompetensi Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XI / Penyusun Siswanto,

Sukaryadi ;Editor Intan Mahanani ; Ilustrator Sigit Dwi Nugroho, Sunardi, BambangSugiarto. — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional,2009.

vi, 242 hlm. : ilus. : 29 cm.

Bibliografi : hlm. 242 Indeks ISBN 978-979-068-233-7 (No.Jil.Lengkap)

ISBN 978-979-068-235-1

1.Fisika- Studi dan Pengajaran I. Judul II. Sukaryadi III. Intan MahananiIV. Sigit Dwi Nugroho V. Sunardi VI. Bambang Sugiarto

Diterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan NasionalTahun 2009

Diperbanyak oleh .......

Hak Cipta Buku ini teleh dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari penerbit Citra Aji Parama

Kompetensi Fisika Kelas XI iii

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya,

Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah

membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan

kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.

Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan telah

ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan

dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22

Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/

penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen

Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh

Indonesia.

Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen

Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan,

atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial

harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah.

Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa

dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat

memanfaatkan sumber belajar ini.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa

kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami

menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan

kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, Februari 2009

Kepala Pusat Perbukuan

Kata Sambutan

Kompetensi Fisika Kelas XIiv

Fisika? Yes I Can!

Judul di atas merupakan cermin dari sikapmu yang telah memilih jurusan IPA sebagaipembuka jalan untuk merintis masa depan yang lebih cemerlang. Judul itu juga mencerminkanbahwa kamu adalah generasi yang optimistis, berani menerima tantangan, selalu tanggapterhadap keadaan, dan siap menyelesaikan masalah dengan penuh tanggung jawab. Demikianjuga dengan belajar, tidak ada istilah malas dan menyerah pada permasalahan. Siap menghadapiapa pun yang ada pada pelajaran fisika. ”Yes, I can!” adalah semboyan yang paling tepat.

Fisika bukanlah hal yang menakutkan tetapi sesuatu yang asyik untuk dipelajari, dipahami,dan dikembangkan. Kamu tidak percaya? Coba saja pelajari dan praktikkan apa-apa yang adadi buku ini. Dengan belajar menggunakan buku ini, kamu dapat mengetahui bagaimana fisikamengungkap fenomena kejadian alam. Melalui buku ini kamu diajak berlatih membangunpengetahuan fisika dengan teknologi untuk diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

Buku Fisika ini tidak hanya menyodorkan sekumpulan konsep dan rumus-rumus. Lebih dariitu, buku ini menampilkan berbagai kegiatan eksperimen guna membimbingmu menjadi seorangpeneliti andal. Dengan melakukan kegiatan eksperimen, kamu diajak berlatih sebagaimanailmuwan bekerja untuk melakukan eksplorasi terhadap fenomena-fenomena alam.

Melakukan kegiatan eksperimen fisika dengan panduan buku ini, kamu lebih terbantu dalammenggali potensi yang kamu miliki. Buku ini dirancang sedemikian rupa sehingga belajar fisikabukan sebagai beban berat, melainkan suatu aktivitas yang mengasyikkan. Kegiatan eksperimenyang disajikan di dalam buku ini ibarat petualangan yang menyenangkan. Kamu akan asyikmelakukannya dan tentu saja mendapatkan pengalaman yang sangat berharga dan akan bergunadi masa mendatang.

Kamu tentu tidak asing lagi dengan nama Sir Isaac Newton. Dia adalah seorang tokohfisika klasik dari Inggris. Dia terkenal ulet, rajin, dan pantang menyerah dalam mewujudkan ide-ide maupun penelitiannya. Banyak sumbangan pemikiran yang diberikan Newton demi kemajuanilmu fisika, khususnya fisika klasik. Buku ini juga berupaya memunculkan Newton-Newton mudadari Indonesia yang juga memiliki pemikiran cemerlang dalam mengembangkan ilmu fisika.Dan itu adalah kalian semua.

Selamat belajar, selamat bereksperimen, selamat menggali potensi diri, dan . . . sukses!

Yogyakarta, Mei 2007

Penulis

Kata Pengantar

Kompetensi Fisika Kelas XI v

Selengkapnya dapat kamubaca yang berikut ini.

Judul BabBagian ini berisi kompetensi dasar yang akan

dibahas dalam setiap bab. Kompetensi dasar disajikandalam bentuk dialog komik sehingga lebih familier danmenarik.

Gerbang dan SubbabSebelum masuk pada materi, kamu

akan menjumpai gerbang, sebagaipembuka wacana. Di sini diinformasikansecara singkat materi yang akan dibahaspada bab tersebut. Untuk mempermudahpemahaman, kamu juga dipandu dengankata-kata kunci. Selanjutnya disajikanmateri utama yang dijabarkan ke dalambeberapa subbab.

Buku ini memuat rubrikasi seperti diuraikan secara singkat berikut. Bacalah dengan cermat!

Petunjuk Penggunaan Buku bagi Siswa

RangkumanBerupa materi ringkas yang ada pada

akhir materi. Rangkuman sangat membantu-mu dalam menguasai materi.

Kerja MandiriKerja mandiri merupakan pelatihan yang

harus kamu kerjakan sendiri. Pelatihan iniuntuk mengetahui pemahamanmu terhadapmateri pokok.

Kerja KelompokKegiatan ini harus kamu laksanakan

bersama kelompokmu. Kegiatan tersebut untukmemupuk rasa kebersamaan.

Uji KompetensiRubrik ini berupa soal-soal latihan,

bertujuan untuk mengetahui sejauh manakompetensi yang kamu capai setelahmempelajari materi satu bab.

PraktikumMelalui kegiatan ini kamu dilatih men-

jadi seorang peneliti andal.

DiskusiSelain tersebut di atas, kamu juga dilatih

menyampaikan pendapat melalui diskusi. Disinilah kamu belajar berargumentasi danberbicara kritis.

Soal Akhir SemesterDi sinilah kamu diuji kompetensimu

setelah mengenyam pelajaran selama satusemester. Tunjukkan kemampuanmudengan penuh percaya diri!

Kerja BerpasanganKegiatan ini untuk dikerjakan bersama

teman sebangku atau teman pilihanmu.

Sebaiknya TahuRubrik ini memberikan pengetahuan

tambahan yang berkaitan dengan materi.

Kompetensi Fisika Kelas XIvi

Halaman Judul ................................................................................................................................. iCopyright .......................................................................................................................................... iiKata Sambutan ................................................................................................................................ iiiKata Pengantar ................................................................................................................................ ivPetunjuk Penggunaan Buku bagi Siswa ........................................................................................... vDaftar Isi .......................................................................................................................................... vi

Bab 1 Kinematika dengan Analisis VektorA. Gerak Lurus....................................................................................................................... 2B. Gerak Parabola .................................................................................................................. 22C. Gerak Melingkar ................................................................................................................ 27Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 36

Bab 2 Hukum Gravitasi NewtonA. Gravitasi ............................................................................................................................. 40B. Hukum-hukum Newton tentang Gerak ............................................................................. 48C. Penerapan Hukum Gravitasi Newton pada Benda-benda Angkasa ................................. 51Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 55

Bab 3 GetaranA. Ayunan Bandul Sederhana ................................................................................................ 58B. Gaya Pegas ....................................................................................................................... 60C. Persamaan Gerak Harmonik Sederhana ........................................................................... 63D. Elastisitas ........................................................................................................................... 71Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 77

Bab 4 Usaha, Energi, dan DayaA. Usaha ................................................................................................................................ 80B. Energi ................................................................................................................................ 83C. Kaitan Antara Usaha dan Energi ...................................................................................... 89D. Daya .................................................................................................................................. 92Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 97

Bab 5 Impuls dan MomentumA. Momentum ........................................................................................................................ 100B. Impuls ................................................................................................................................ 102C. Hukum Kekekalan Momentum ......................................................................................... 103D. Macam-macam Tumbukan ................................................................................................ 105E. Koefisien Restitusi Benda Jatuh ........................................................................................ 109Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 112

Daftar Isi

Kompetensi Fisika Kelas XI vii

Soal-soal Akhir Semester 1....................................................................................................... 115

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda TegarA. Momen Gaya ..................................................................................................................... 120B. Momen Inersia Rotasi Benda Tegar ................................................................................. 122C. Persamaan Lain Gerak Rotasi Benda Tegar ..................................................................... 126D. Energi Kinetik Rotasi ......................................................................................................... 128E. Menghitung Momen Inersia atau Kelembaman Benda-benda Homogen ......................... 131F. Katrol Tetap....................................................................................................................... 136G. Menggelinding.................................................................................................................... 139H. Kesetimbangan Benda Tegar ............................................................................................ 140Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 146

Bab 7 FluidaA. Fluida Statik ....................................................................................................................... 150B. Fluida Dinamik ................................................................................................................... 165Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 178

Bab 8 Teori Kinetik GasA. Teori Gas Ideal .................................................................................................................. 182B. Tekanan, Suhu, dan Energi Kinetik Gas ............................................................................ 188Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 197

Bab 9 TermodinamikaA. Usaha dan Hukum I Termodinamika ................................................................................. 200B. Siklus Termodinamika dan Hukum II Termodinamika ....................................................... 216C. Hukum III Termodinamika ................................................................................................ 225Soal-soal Uji Kompetensi .......................................................................................................... 228Soal-soal Akhir Semester 2....................................................................................................... 230

Glosarium ......................................................................................................................................... 235Indeks .............................................................................................................................................. 238Kunci Jawaban Soal Terpilih ............................................................................................................ 240Daftar Pustaka ................................................................................................................................. 242