(160068783) 84001892-Kumpulan-Rumus-Fisika-SMA

8/11/2019 (160068783) 84001892-Kumpulan-Rumus-Fisika-SMA

1/75

SIKA

BAB 1 BESARANBesaran adalah sesuatu yang memiliki nilaidan dapat diukur. Menurut penyusunnyabesaran dibagi menjadi dua, yaitu besaranpokok dan turunan. Sedang menurutarahnya terbagi menjadi 2, yaitu besaranskalar dan vektor.

A. BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN

B. BESARAN SKALAR DAN VEKTOR

- Besaran skalar: besaran yang hanyamemiliki nilai tetapi tidak memiliki arah,contoh: massa dan waktu.

- Besaran vektor: besaran yang memilikinilai dan arah, contoh: kecepatan,perpindahan, momentum.

n Dua Vektor Berpadu

- Besaran pokok: besaran yangsatuannya telah ditentukan terlebihdahulu.

Resultan:

R =F1+F

2

=

(F

)2

+(F

)2

+2F1F

2cos

Besaran turunan: besaran yangditurunkan dari

2 2

besaran pokok.

Satuan dan Dimensi BesaranPokok

Selisih: F1

F2=

(F1)

+(F2)

2F1F

2cos

n Resultan dari Dua Vektor denganSudut Tertentu

2R = (F1) 2+(F2

)

R =F1

F2

R =F1 +F2

Contoh BesaranTurunan

n Uraian Vektor

y

Fx =F cos dan Fy =F sin

IF

Raja o. com

1 2

Besaran Satua Dimens

panjang m "#$

mass kg "M$

wakt s "%$

kuat arus listrik & "'$

suhu ( "q$

intensitas cd ")$

jumlah *at mol "+$

Besaran Satuan Dimenercepatan m/s2 #%

0aya - kg m/s2 M#%2

Momentum kg m/s M# %1

3nergi/usaha kg -m/s2 M#2%2

4aya - kg m2/s5 M#2%5
mailto:[email protected]:[email protected]


2/75

&rah: tan=FyFx

x

C. PENGUKURAN

Alat ukur KetelitianMista 1

Rol meter 1)angka sorong 6,1 mm

Mikrometer 6,61 mm

D. ATURAN ANGKA PENTING

a. Semua angka bukan nol adalah angkapenting.b. &ngka nol yang terletak di antara dua

angka bukannol termasuk angka penting.

7ontoh: 5,662 memiliki 8 angkapenting.

c. Semua angka nol yang terletak padaderetan akhir

dari angkaangka yang ditulis dibelakang komadesimal termasuk angka penting.

7ontoh: 6,65966 memiliki 8 angkapenting.

2,56 memiliki 5 angkapenting.

d. 4alam notasi ilmiah, semua angkasebelum orde

termasuk angka penting.

7ontoh: 2,9 168 memiliki dua angkapenting.

,96 168 memiliki tiga angkapenting.

e. &ngkaangka nol yang digunakanhanya untuk tempat titik desimaladalah bukan angka penting. 7ontoh:6,66;< memiliki 2 angka penting.

n Aturan Penjumlahan atauPengurangan

=asil penjumlahan atau penguranganhanya bolehmengandung satu angka taksiran-angka terakhirdari suatu bilangan penting.7ontoh: 8,891 1 adalah angka

taksiran1,6; > ; adalah

angka taksiran


3/75

besaranskalar h =

1g.t

2

waktut

2

Konsep" Gerak Lurus, dibagi menjadi !

GLB "a # $%dan GLBB "a&$%'

A. GERAK LURUS BERATURAN (GLB

ercepatan, a 6

V V

# !erak benda dilempar

$ertikal ke atas

a @g

(etinggian maksimum:2

ot 6h =

( V t

B. GERAK LURUS BERUBA! BERATURAN (GLBB

hmak

s

maA

2.g

Baktu sampaipuncak:

v a C6 V V

>at

tpun)ak

= og

( V t > 1/2 a t2t 6 V 2 V 2 > 2ast 6

C. PERPADUAN DUA GERAK LURUS

1 !%B dengan !%B

dv

n ercepatan: a =dt

22

v* vv = (v

)2 +(v)2 besar -|a|:

a =(ax)

+(ay )R *(

R r r r

n (ecepatan ratarata: v = = 2 1t t

# !%BBdengan !%B

v

v v

!enda diluncurkan hori*ontal dariketinggian hdengan kecepatan v.

v Baktu sampaidi tanah:

t =2hh

g )arak mendatarmaksimum:

n ercepatan ratarata: a= = 2 1t t

E. GERAK MELINGKAR

Konsep"Rumus gerak melingkar beraturan"G+B% identik

maks

& !erakparabola

2h

ma ks=v

g

dengan GLB, dan gerak melingkar berubahberaturan"G+BB% identik dengan GLBB'

!"#"n$an $era% r&'ai dan $era% )"r"

maks ( q 'R

V w. R

Raja th eking_of_book@y aho

v

t o

(

v


4/75

a D. R w 2 E . 2 E//

vo

a

maks

1 Si'at dari sistem roda sederhana

n K e(ep at an"arah: v

A v

ocosa

arah : vy v

osina@

g.tn Posisi"

arah -vocosa.t

dan

0 B 0 B0 B

1 2 arah -vosinat @

2g.t

Baktu sampai kepuncak: t

p

=v

6

si n

g

# !erak )elingkar Beraturan *!)B + , -.

=.t

%inggi maksimum:

maA

v2sin

2

= 6

2g

V2

0aya sentripetal: Fs=mR

V2

, as=R

)arak mendatarmaksimum:

2.v2sin

cos

v2

sin-2

& !erak )elingkar BerubahBeraturan *!)BB+ ,

konstan.

maA

= 6 = 6

gg

w w > a.tFs =m

V2

V 2, as=

D. PERSAMAAN GERAK LURUS q w .t > F a.t R

Rw 2 = w 2 + 2 a.q 2 2

t o t atotal

=a

t+a

s

n osisi benda: r-t

=x-t

i +y-t

j atau r-t

=v.dt +r6

besar -|r|:

r =(x )2 +(y )2

n (ecepatan: v

=r

dt

atauv

-t=a.dt +v6

besar -|v|:

v =(v )2 +(v )2


Dua roda

sepusatBersinggun

Dihubung

kan

0 0 B 0B

= v =v v =v

t

t

x


5/75

BAB * GA+AGaya adalah tarikan ataudorongan. 1 1 11

1 .sin

F =m . aa = 0B ?

m0 +

mB

a = 0

?m0 +

mB

a = 0 Bm0 +mB

m massa benda -kga percepatan benda -m/s2Konsep"

Resultan gaya gaya yang searah

dijumlahkan, danyang berla1anan arah dikurangkan'

1. !"%", Ne-'&n

n /ukum 0eton 2

F =6 , a 6, benda diamatau 0#!

n /ukum 0eton 22

a percepatan sistem -massa0 dan massaB/ tegangan tali ? /

0 /

B /

mB

massa Bm

0 massa0

2 gaya normal

. Ga/a pada Gera% Me)in$%ar

0ayasentripetal:

v2

F =m =m

2R

sR

ercepatansentripetal:

2

F =m.a , a C 6, bendaber0#!!

n /ukum 0eton 222F aksi @F

reaksi

&rah Fs: ke pusat

ingkaran.

n Tali berputar$ertikal

a =v

=2R

s R

2. Ga/a Gee%

0aya gesek adalah gaya yang timbulakibat gesekandua benda.

3F(

/

4i titik tertinggi -B:F

s / > 1

4i titik terendah -0:F

s# / 4 1

4i titik 7:

Fs / @ 1.cosq

Fx

gaya searah

perpindahan-menyebabkan

pergeseran

.gesek

gaya gesek

1 beratbenda

/ tegangan

tali

n Tali berputarhori3ontal

Fs / tegangan tali

m koeGsien gesekstatism koeGsien gesekkinetis

F(

n Pada luar bidang melingkar

!enda dari keadaan diam,maka

24i titik tertinggi -0:

-i )ika Fx

s2

bendadiam

.gesek

=Fx

((

Fs 1 @ 2

-ii )ika Fx

>s2

benda bergerakdengan

3

4i titik B:

percepatan a

.gesek

=k

2

Fs

1.cosq@ 2 2 gayanormal

3

s

k

2

FF


6/75

+ adalah gaya normal benda, yaitu gayayang diberikanbidang pada benda, tegak lurus denganbidang.

*. Ka" pada Si'e, Ka'r&) Li0in

n Pada dalam bidang melingkar4i titik tertinggi -B:

Fs 2 >

1

32

F 4i titik terendah -0:F

s 2 @

1

3B

30

30

30

. Pada Ka" Ti%"n$an

(etika suatu kendaraan membelok ditikungan, bisa didekati sebagai gerakmelingkar agar tidak terjadi selip

v laju maksimum kendaraanm koeGsien gesekan statis antara roda dengan

jalanR jarijari putaran jalanq sudut kemiringan jalan terhadap hori*ontal

g percepatan gravitasi

. Ka" pada T&n$ S'an

#aju minimum putaranmotor:

maka:

n %ikungan4atar:

v2

R.

g

v2

=s

+tan

vmin

=

g.R

s

n %ikunganMiring:

R.g

= s

1 s tan

BAB USA!A DAN ENERGI

A. USA!A

5saha adalah kerja atau aktivitas yangmenyebabkan suatu perubahan, dalam

mekanika, kuantitas dari

sehingga:

n #aju bendaberubah:

1 2 1 2

suatu kerja atau usaha diberikan sebagaiberikut.

F cos

3 =6kakhir 6ka1al =mv2

2

n osisi tinggi bendaberubah:

mv12

3 =6pakhir

6pa1al

=mg-h

)ika sebuah benda ditarik dengan gayasebesar dan benda berpindah sejauh S ,maka usaha yang dilakukan gaya terhadapbenda adalah:

3 =F . ( .

cos untuk q 6o,maka

3 =F . (

B. ENERGI

6nergi adalah kemampuan untukmelakukan usaha atau kerja.

(

s


7/75

!"%", Ke%e%a)an Ener$i

Me%ani%

ada sistem yang konservatiH -hanyagaya gravitasi saja yang diperhitungkanberlaku kekekalan energi mekanik, yaitu

energi mekanik di setiap kedudukanadalah sama besar. 7ontohcontohnya:

6+0=6+

B=6+

7

n 3nergi(inetik:

6k =1

m.v2

4ari hukum kekekalan energi mekanikpada kasusgambargambar di atas, untuk puncakdan dasar

n 3nergi otensial0ravitasi:

6p =m.g.h

berlaku:

2

0

n 3nergiMekanik:

6+ =6k +6p

v0 = 2.ghB

atau hB

=2.g

Isaha dapat merubah energi yang dimiliki benda

Se#"a3 Band") Dip"'ar Ver'i%a)

4ari penerapan hukum kekekalan energimekanik, maka syarat agar bandul bergerak1 lingkaran penuh adalah:

Ua3a dan Ener$i P&'enia) Pe$a

3nergi potensial pegas: 6 =1 k.x2

* 2

Isaha: 3 =6 =1 k.x21 k.x

2* 2

2

#aju di titik tertinggi-B:

)ika simpangan di mulai dari titik setimbang,maka:

vB= g.

R3 =6 =1

k.x2

k konstanta pegas -+/m,x simpangan pegas -m.

#aju di titik terendah -0:

vB=

V0

68

G konstanta gravitasiR jarak 2 massa

2

v

*


8/75

BAB GA+A GRAVITASI DAN PEGAS

A. GA+A GRAVITASI

F =G+

1

.+2

R2

2. !"%", Kepp)er

a /ukum Keppler 2JLintasan planet berbentuk elipsdanmatahari di salah satu titik.okusnyaK.

0phelium: titik terjauh, *erihelium: titikterdekat.

b /ukum Keppler 22 gaya tarikmenarik antara M1

dan M2

0 konstanta gravitasi 9,9;5 L 1611

+m2/kg2

1. K"a' Medan Gra4i'ai (Per0epa'an Gra4i'ai+edan gravitasi: tempat di mana gayagravitasi terjadi.

JGaris yang menghubungkanplanet dan matahari akan

menyapu luas juring dan dalam

1aktu yang samaK.

g =G+

R2

' ''

'''

)ika:luasan ' luasan '' luasan''' tt6F

t0B waktu dari0 ke B

t79

2. Gera% !ar,&ni% pada Pe$a

n Simpangan

( /ukum Keppler 222J*erbandingan kuadrat perioderevolusi

y =0sin

= q wt > q2

planet "/% terhadap jari-jari rata-rataplanet pangkat tiga "R% selalu tetap

untuk setiapplanet.K4irumuskan:

y : simpangan getar -m0 : amplitudo -simpangan maksimum-mq : sudut Hasew : Hrekuensi sudut -rad/s

2 56

: sudut Hase awal

/ R 0=

0

n Ke(epatan getar

B. ELASTISITAS

1. Te$an$an

/B RB

*. M&d")" +&"n$

v =.0 cos=

v: kecepatan getary: simpangan getar

02 y2

=F =

=

F.L 0: amplitudo -simpangan maksimum

n 4rekuensi sudut *rad5s.

0

F : gaya

0.L=

2=2.

/0 : #uas penampang

2. Re$an$an

=L L

DL : perubahan panjang

L : panjang mulamula

o

q


9/75

C. PEGAS

. Hrekuensi getaran -=*

/ periode getaran -s

n Per(epatan getar

a =2.0sin=

2y

y : simpangan getar0 : amplitudo -simpangan maksimum

n 4rekuensi dan periode padapegas dan bandul sederhana

1. Ga/a Pada Pe$a. =

1

2

k

m/ =

1

.

)ika pegas diberi gaya akan mengalamiperubahan panjang yang dirumuskan:

F =k.x

F : gaya yang menarik/mendorong

pegask : konstanta pegas-+/m

x : perubahan panjang-m

k konstanta pegas

Sedangkan untuk a6unan bandulsederhanaHrekuensi diberikan:

. =1 g

2 l

g : percepatan gravitasi

l : panjang tali


10/75

BAB IMPULS DAN MOMENTUM

A. IMPULS DAN MOMENTUM

1. I,p") (I

B. !UKUM KEKEKALAN MOMENTUM

ada proses tumbukan/ledakan berlaku

kekekalan momentum.0aya bekerja pada suatu benda dalam selangwaktu p =

p m v +m v =mv +m vDt adalah 'mpuls -;.n Intuk gaya Ftetap

; =F.t

sebelumsesudah

C. TUMBUKAN

1 1 2 2

1 1

2 2

n Intuk gaya F H-t

t

(elentingan suatu tumbukanditentukan dengan koeHisien restitusi -e.

2

1

n Intuk graGk -F - t, impuls ;dinyatakan oleh

luas di bawah graGk.

F

t

; luas daerah yangdiarsir

'mpuls juga merupakanperubahan hukum momentum. 4apatditulis:

(v1 v

2 )

e =v

1

v2

1 %enting Sempurna: (oeGsien restitusi e 1# %enting Sebagian: (oeGsien restitusi 6 e 1& Tidak %enting Sama sekali: (oeHisien restituse 6

D. BENDA DI5ATU!KAN DAN MEMANTUL

!enda yang jatuh kemudian memantul, makabesarnyakoeGsien restitusi dirumuskan dengan:

; =p =pakhir

pa1al

2. M&,en'", (p

p =

mv

!erlaku:

e =

v1 N

=v

1

h2

h1

p momentum -kgms1,besaran vektorm massa -kg

v kecepatan -ms1

e =hn+1

hn

4engan hnadalah tinggi pantulan ken -n 6, 1, 2

=

t


11/75

BAB 6 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

A. DINAMIKA ROTASI n /ukum Dinamika Rotasi"

=;.(ita dapat meninjau suatu kasus bendayang menggelinding -berotasi danbertranslasi seperti gambar di bawahini.

Dinamika lurus"

F @ .gesek

m'a ... -1

Dinamika rotasi"

t ;.a.

gesek-R k'm'R -

a

R.

gesek k'm'a ... -2

ersamaan -2 disubtitusikan ke -1 akan didapat:k konstanta pada rumus momen inersia: silinderpejal

k 1

? bola pejal k 2

? dan seterusnya.2 .s .

@ )ika sumber bunyi danpendengar relatiH menjauh, makaHrekuensi terdengar lebih rendah - .p< .s .

@ )ika sumber bunyi dan pendengarrelatiH diam,

oleh jangkrik dananjing.

maka Hrekuensi terdengarsama - .

= . .

2. Audiosonik? Hrekuensi antara 26=*26.666

=*, dapat didengar oleh manusia.5. Ultrasonik? Hrekuensi T 26.666=*, dapat

didengar oleh lumbalumba dankelelawar.

!unyi dengan Hrekuensi teraturdisebut nada,

tinggi rendahnya nada ditentukan olehHrekuensibunyi.

n Cepat Rambat Bun6i@ 7epat rambat bunyi dalam gas.

p s

v vp.p = .sv v

vp

->: pendengar mendekat

sumber bunyi.v

s->: sumber bunyi menjauh

pendengar.

n 7nergi Bun6idan Da6a

3nergi0elombang:

!erdasarkan


18/75

R konstanta gas umum P,51 A16 5) mol@1 (@1

/ suhu mutlak+ berat molekul -kg mol@1g konstanta #aplace, bergantungjenis gas

4aya:

2

* =6

t

@ 7epat rambat bunyi dalam *at cair: v=

B

r

B modulus !ulk, -+ m-2r massa jenis *at cair, -kg m-5

@ 7epat rambat bunyi dalam *atpadat:

n 2ntensitas Bun6i *Da6a tiap satu:

satuan luas.

; =*

=60

0.t

v =6

Intuk luasanbola:

; =*

8pr2

6 modulus Uoung *at padat,

-+ m-2r masa jenis *at padat, -kgm-5

%araH intensitas bunyi adalahtingkat/derajat kebisingan bunyi. !ataskebisingan bagi telinga manusia: 1612

watt.m2 sampai 1 watt.m2.

Raja o. com


19/75

%araH 'ntensitas !unyidiberikan:

n Kuat )edan %istrik dan Kuat )edan)agnetik

/; =16log;;6

-desi !ell ataud!

ersamaan medan listrik dan magnetikmasingmasing:

erbedaan taraH intensitas bunyiterjadi karenaperbedaan jarak.

Sumber bunyi

6 = 6maks

cos-kx -wt

B = Bmaks cos-kx -wt

/; =/; +16log;2

Maka akan diperoleh hubungan:

2 1r

11

/;1

r2

6maks=-

6=w

=)Bmaks B k

/;2

makin jauh/;semakin

kecil

/;n =/;1 +16log n

6mak

s

B

amplitudo medan listrik , -+/7 amplitudo medan magnetik, -Bb/m2

%araH intensitas bunyi n kali sumber makin banyak makin besar./;

1: taraH intensitas 1 sumber bunyi

/;n

: taraH intensitas n kali sumberbunyi

C. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

maks

7 laju gelombang elektromagnetikdalam vakum

n 2ntensitas *laju energi tiapluasan. !elombang7lektromagnetik'ntensitas gelombang elektromagnetik-laju energi per m2 disebut jugaoynting -lambang (, yang nilai rataratanya:

(ecepatan rambat gelombang elektromagnetikdalam* 6

m.Bm 6m2

).Bm2

( = ; = = = =vakum memenuhihubungan:

7=1

02mo

2mo .

)

2mo

moeo

m permeabilitas vakum -8p A 16;

Bb/&.me permitivitas vakum -P,P< A 1612 72/+.m2

n Rapat 7nergi Rata:rata

u =(

)o

n Si'at:si'at !elombang7lektromagnetik !erdasarkan hasilpercobaan =.R.=ert*, gelom bangelektromagnetik memiliki siHatsiHatsebagai berikut.@ Merupakan gelombang transversal.@ 4apat merambat dalam ruanghampa.@ 4apat mengalami reVeksi, reHraksi,diHraksi.@ 4apat mengalami interHerensi.@ 4apat mengalami polarisasi.

@ %idak dibelokkan oleh medan listrikmaupun

magnet.

n Spektrum !elombang7lektromagnetik

Irutan spektrum gelombangelektromagnetikmulai dari Hrekuensi terkecil ke Hrekuensiterbesar:

a gelombang radio


;

o


20/75

) laju 03M dalam vakum

D. OPTIK FISIS

n ;arna Caha6a@ 7ahaya polikromatik: cahaya

yang dapat

terurai menjadi beberapamacam warna.

@ 7ahaya monokromatik: hanyaterdiri dari satu

warna.

@ 1 warna: memiliki satu kisaranpanjang

gelombang.

n Dispersi Sinar Putih@ Dispersi adalah penguraian

cahaya menjadi

komponenkomponen warnadasarnya.

@ Sinar putih dapat terurai menjadibeberapa

warna. enguraian sinar putihdapat

a gelombang

televisi agelombang radar

a sinar

inHramerah

a cahaya

tampak asinar ultraviolet

a sinar W

a sinar gamma

mera

h

jingg

a

kunin

ghijau

biru

nila

ungu

@Hrekuensi

membesar

@panjang

gelombangmengecil

menggunakan prisma. 4aripercobaandidapat deviasi minimum berurutandari kecilke besar: merah : jingga : kuning :

hijau : biru: nila : ungu@ Sudut dispersi -j adalah bedasudut deviasi

minimum ungu dengan sudutdeviasiminimum merah.

Raja o. com


21/75

j = 9u -

9m=-nu -1 --nm -1b

=-nu -nmb

nu

indeks bias sinarungu n

m indeks bias

sinar merahb sudutprisma9

u deviasi minimum ungu

9m

deviasi minimum merah

n Per(obaan 2nter'erensiThomas


22/75

q sudut pemisah -sudut resolusi minimum

&gar dua benda titik masih dapat dipisahkan

secara tepat berlaku:

yn

jarak antara terang pusat dengan

terang ke nL jarak antara celah dan layar

n Di'raksi Celah Tunggal

sinqm=

l1,22

9

4iHraksi celah tunggal terjadi jikacahaya dirintangi

(arena sudut q sangat kecil, makaberlaku

oleh celah yangsempit.

sinq

q = tan q =dm , sehingga

persamaan

@ 'nterHerensi maksimumterjadi jika:

d sin=m +

1

menjadi: #

2 q .L =d =1,22l.L

m 1, 2, 5, ...

@ 'nterHerensi minimum

terjadi jika:d sinq = m.l

m m9

m 1, 2, 5, ...

dengan d = lebar celah.

Raja o. com

m

m

m m


23/75


24/75

@ olarisasi dapat terjadi antara sudutsinar bias dan sinar pantul sikusiku

6'.@ Sudut datang yang menjadi

sinar ini terpolarisasi disebutsudut !rewster -i

*.

' intensitas cahayasetelah melaluianalisator

'6 intensitas cahaya

setelah melaluipolarisator

q sudut antaraanalisator danpolarisator

n Polarisasi Karena /amburan@ olarisasi juga dapat terjadi

ketika cahayatak terpolarisasi dilewatkan padabahan,kemudian cahaya tersebutdihamburkan.

@ a dan ): cahayaterpolarisasi

sebagian@ b: cahaya

terpolarisasiseluruhnya

@ 7ontoh: cahaya mataharidihamburkan oleh molekulmolekuldi atmosHer, hingga langit terlihatbiru, karena cahaya biru paling

banyak dihamburkan.

Raja o. com


25/75

BAB 8 LISTRIK STATIS

A. !UKUM COULOMB (q sudut

antara 6

dan garis normal luasan

!esar gaya:

F =k.=1.=2

r2

)= muatan total yang dilingkupi olehpermukaan tertutup

2. Ener$i P&'enia) Li'ri%

6* = k=.= N

r

)ika tidak dalam ruanghampa, maka:

*. P&'enia) Li'ri%

V=

6*

=

6* = =.V

k =1

8per .eo

eo = permitivitas listrik dalam hampaer = permitivitas relatiH bahan -di hampaer =1

B. MEDAN LISTRIK DAN KUAT MEDAN LISTRIK

+edan Listrik: daerah dimana gayalistrik masih terjadi.

otensial oleh muatan titik potensial:

V = k=

rV potensial listrik pada jarak r dari muatansumber -Y= muatan sumber -7

r jarak titik terhadap muatan sumber -m

r

Kuat medan"

6 =F

=

atau !a6a listrik"F = =.6

otensial listrik di titik yangditimbulkan oleh 8

6 : kuat medan listrik, merupakanbesaran vektor.

(

muatan sumber =>, =

2, =

5dan =

8ditulis:

Medan listrik merupakan vektor,arah 6

menjauhi

V* =V1 +V2 +V5 +V8

muatan sumber positiH dan menujumuatan negatiH.

= = = =

=k 1 +k 2 -k 5 -k 8r1 r2 r5 r8

. Ua3a Un'"% Me,inda3%an M"a'an

1. !"%", Ga"

Fluks listrik total yang menembus suatupermukaan tertutup sama dengan jumlah

aljabar muatan-muatan listrik yangdilingkupi oleh permukaan tertutup itu

dibagi dengan permitivitas udara e '

Raja th eking_of_book@ y aho

$


26/75

3*? = =-V2

-V1

= =.DV

. Medan dan P&'enia) Li'ri% Be#erapa Keadaan

n ada konduktor keping sejajar@ Rapat muatannya:

s ==

*=+ = 60cos q =

e6

0

@ (uat medan listrik antarakeping:

s6 =

6 kuat medan listrik, -+/7e6

0 luas permukaan tertutup, -m2 Vuks listrik

@ (uat medan di luar keping:6 6

Raja o. com


27/75

@ otensial listrik di antara keduakeping

- 6 r d :V =6.r

@ otensial listrik di luar keping - r Td :

V =6.d

n Pada konduktor bola logamberongga

!ila konduktor bola beronggadimuati, maka

n SusunanKapasitor

@ Seri!eda potensialtotalnya adalah:

V =V1 +V2 +V5!

% "% "

muatan pada konduktor bolaberongga akanmenyebar di permukaan bola, sedangdi dalam

%$717275 &

bola tidak ada muatan.Kuat medan

listrik"

4engan demikian pada rangkaianseri berlaku

perbandingan tegangan:@ di dalam bola -r R: 6 6

V : V: V =

1:

1:

1

r R @ di luar bola serta kulit-r R:

6 =k=

1 25 71 72 75

r2

R jarijari bola

4an didapat (apasitas ekivalennyaadalah:

1=

1+

1+

1

otensial listrik:

@ di dalam bola: V = k=

R =@ di luar bola serta di kulit:V = k

r

@Paralel

7 71 72 75

C. KAPASITORerbandingan antara ? dan Vdisebut kapasitansi kapasitor,yang diberi lambang 7.

7 =?

V? besar muatan pada tiaptiapkeping -7

V beda potensial antara keduakeping -Y

4engan demikian muatan totalnyaadalah:

? =?1 +?2 +?5 +...

+?n

? =-71

+72

+75

+... +

7n .V

(apasitas ekivalennya adalah:

7 =?

=7 +7

+7V

1 2 5

n 7nergi 6ang Tersimpan dalamKapasitor

Salah satu Hungsi kapasitoradalah untuk

n

KapasitasKapasitor 7o = er eo0d

menyimpan energi:

V = 1 + 1 + 1


"


28/75

3 =1

7

.

V2

2

0 luas tiapkeping, -m2

d jarak antarkeping, -m

(arena ? 7Vmaka:

1 1 ?2

3 = ?V =

e permitivitas listrik dalamvakum/udara

e permitivitas relatiH bahan

2 2 7

n Rapat 7nergi dalam )edan %istrik

n Untuk Bola !eda potensial diberikan:

!1 1 #

= k? -

1 2 %%$R1"

R2 &"

7 = R2R1 =8peo R2R1=asil bagi antara 3 dan V disebut rapatenergi

k,R2 -R1 - R2 -

R1

listrik ue.

)adi: u =3

= 1 e 62

Intuk yang hanya terdiri 1 bolakonduktor saja,

eV 2

o

maka bisa dianggap R2

. .u rapat energi listrik -)/m5e peritivitas listrik dalamvakum ,72

+m2

6 kuat medan listrik -+/7

Raja o. com

o

r

e

o


29/75

BAB 19 LISTRIK DC

0rus listrik adalah aliran dari elektronelektron bebas dari suatu potensial rendahke tinggi -dapat juga aliran muatan.

n SusunanPenghambat@ Susunan

Seri

; =D?

t

; kuat arus -&D? besar perubahanmuatan -7t waktu -s Si'a

t"

R( = R1 +R2 +R5

@ &rah aliran muatan negatiHberlawanan dengan

arah arus listrik yang ditimbulkan.

@ &rah aliran muatan positiH searahdengan arah

&rus: ;t otal = ;1 = ;2 = ;5

=ambatan:

Vtotal

=

V1

=

V2

=

V5

arus listrik yangditimbulkan.

Rtotal

R1 R2 R5

4ari percobaan oleh hm bahwaperbandingan antara beda potensialdengan kuat arus listrik nilainya selalukonstan, nilai tersebut disebut hambatan:

R =V

V = ;

. R

!eda potensial: Vt otal = e =V1 +V2 +

V5@ Susunan Paralel

1=

1+

1

+

1

;V beda potensial listrik -Y; kuat arus listrik -&

R hambatan -/

Secara Gsiknya hambatan dapat dicari,perhatikan

gambar penghantar kawat homogenberikut ini.

Si'at"&rus

;t otal = ;1 +;2+;5

Rp R1 R2R5

L

erbandingan arus ;1 : ;2 : ;5 =0 !eda potensial

6 jVt otal

= e =V1 =V2 =V5

1:

1:

1

R1 R2 R5

a bi

Intuk penghantar kawat homogen danberpenampang

,;total ,Rtotal = ;1R1 = ;2R2 = ;5R5

n Susunan )embatan Bheatstone

lintang sama,besaran hantar.

)adi:

r#&

disebut hambatan peng

R = rL0

r hambatan jenis bahan logam -/ m,L panjang penghantar -m,



30/75

7ara menentukan hambatanekivalen pada susunan -rangkaian

jembatan Bheatstone.0 luas penampang lintangpenghantar -m2,

)ika R.R

R .R ,maka R

tidak berHungsi-dapat1 8 2 5 !enda akanmelayang, jika r> !enda akanterapung, jika r

ada kasus terapung berlaku:

bend

a

benda

r*at

cair

r*at

cair

*. Pera,aan Bern&"))i

rbenda .Vbenda = r)air.V)elup

. Te$an$an Per,"%aan

g =F

Raja o. com


43/75

!erlaku:

* + 1 r.v2

+r.g.h =kons tan

v1

kecepatan *at cair yangmelewati &

1-m/s, v

2 kecepatan *at

cair yang melewati &2

-m/s, h selisih tinggi *at cair di dalam pipa I-m,

* + 1 rv2

+rgh

= * + 1 rv2

+rgh

g percepatan gravitasi -m/s2,

1 2 1

1 22 2

2 r massa jenis *at cair di dalam tabungaliran

-kg/m5.

Pen$$"naan Pera,aan Bern&"))i

1 Pipa mendatar

Pada $enturimeter denganmanometerr massa jenis *at cair di dalampipa I,

-sering pakai =g -kg/m5. Intukmencari v 1dapat digunakan rumus:

01.v

10

2.v

2

(arena v1

v5

v2

maka berlaku:

*1T *

5T *

2

# Bejana dengan %ubang Aliran

@ Tabung Pitot%abung itot adalah alat untukmengukur lajualiran gas. 4itunjukkan gambarberikut ini.

-1

v2 =

x =2

2.g.h

h-h2

-2

h1

h2h

& Venturimeter4igunalan untuk mengukur lajualiran Vuida.

v1=

2 .g.h-r2

r

&da 2 jenis venturimeter, yaitu:a. Yenturimeter tanpamanometer

#aju aliranVuida dibagian pipabesar:

v laju gas dalam pipa aliran -ms@1,r massa jenis gas -kgm@5,r\ massa jenis air raksa -kgm@5,g percepatan gravitasi -ms@2,h selisih tinggi permukaan air raksa -m.

!a6a Angkat Sa6apPesaat Terbang

v =2.g.h

1!

3 42

% 5 1 6%$

5026

#

"-1

""

&

b. Yenturimeter dengan manometer-1

-2

v

h

y # h

h1

h2

2


.

1

7 8


44/75

/aruslah berlaku" v1

T v2

dan *1 *

!a6a angkat sa6ap"1 2 1 2F =-*2 -*1 .0 =-2 rv1 - rv .0

F gaya angkat sayap pesawatterbang -+,

@2

2.g.h,r

2-

r-

*2 tekanan di bawah sayap -+m ,

@2v1 =

!3 4

2#

*1 tekanan di atas sayap -+m ,

r%501 6 -1"

0 luas total bidang di bawah sayap-m2.

%502

6"$7 8 &

01

luas penampang tabung -1 -m ,0

2 luas penampang tabung pada bagian -2

-m2,

Raja o. com

2

"

2


45/75


46/75

b koeGsien muai luas - /( atau /7o,b 2a. 1. Ka)&r Menai%%an


47/75

*. Aa B)a0%

? = ?lepasdiserap

2. La;" Perpinda3an Ka)&r e0ara K&n4e%i

?= h.

0.D/t

? t : laju kalor secara konveksi -)/s atau B,D. PERPINDA!AN KALOR

&da 5 cara perpindahan kalor, yaitu:1. 8onduksi -hantaran/rambatan

biasa pada *atpadat.

2. 8onveksi -aliran biasa pada *atcair dan gas.5. Radiasi -pancaran tanpa *atperantara.

1. La;" Perpinda3an Ka)&r e0ara K&nd"%i

< =?

= k0.D/

tL

? t : laju kalor secara konduksi -)/s,k : (onduktivitas -koeGsien konduksi termal*at, -B/m( ,

0 : luas penampang lintang -m2,D/ : selisih suhu antara ujungujung *atpadat -(,

L : panjang -tebal *at padat -m.

ada persambungan 2 konduktorberlaku laju rambatan kalor sama

0 : luas permukaan benda yang kontakdengan Vuida-m2,D/ : beda suhu antara benda dan Vuida-7o atau (,h : koeGsien konveksi-)/s m2(.

*. La;" Perpinda3an Ka)&r e0ara Radiai

* =?

= es

0/8

t

* : daya -laju radiasi energi - )/satau B ,e : emisivitaspermukaan,s : konstanta SteHan!olt*mann -s


48/75

BAB 1 TEORI KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA

A. TEORI KINETIK GAS

1. Ga Idea)

SiHatsiHat gas ideal:1. 0as ideal terdiri dari partikelpartikel yang

tersebar merata dalam ruangdengan jumlahsangat banyak.

2 jumlah molekul

v2 ratarata kuadrat kecepatan -m2/s2

mo

massa sebuah partikel -molekul -kg

V volum e gas -m5

(arena mo .v

2=26k -2 kali energi

kinetik ratarata, maka:

* =22.6

k

2. artikel gas ideal bergerak secara acak. 5

V5. 0erak partikel gas ideal menuruti hukum

+ewton tentang gerak.8. Ikuran partikel gas ideal jauh

lebih kecildaripada jarak antara partikel

partikelnya. Par'i%e) Ga

p tekanan gas -aV volume gas -m5

n jumlah mol -gr/mol n =m

=2

v r .m.s =5k.%

=5R./

=5*

m6 + r

/ suhumutlak -(

+r 20

R tetapan gas umum P,51

).mol

@ 1

. (

@1

2 jumlah partikel gask konstanta !ol*mann k 1,5P. 16-25).(-1

m massa gas+

r berat molekul gas

/ suhu mutlak gas,+

r berat molekul gas -kg/mol,

R tetapan suhu umum -P,518 )/mol (,* tekanan gas -a,r massa jenis gas,k tetapan !olt*mann,

R k .20

20

9,62 .16

molekul/mol

m$

massa satu molekul gas.

p1 .V1

=

p2

.V2

. Dera;a' Ke#e#aan

4erajat kebebasan adalahbanyaknya bentuk


25


49/75

21 ./1

4engan 2 m n'

22 ./2

energi yang dimiliki oleh molekulgas sesuai dengan jenis dan arahgerak. 4erajat kebebasan

!ila jumlah *at sudah tertentu/ *attidak ada tambah dan kurang/ *at

ada di ruang tertutup, berlakulah: 21 2

2. )adi,

p1 .V1=

p2

.V2

/1/2

2. Te%anan Ga Men"r"' Te&ri Kine'i%

* =1 2.mo

v 2

ada tiga jenis.@ 4erajat (ebebasan %ranslasi -, ,

.@ 4erajat (ebebasan Rotasi -Rotasiterhadap

sumbu, ,.@ 4erajat (ebebasan Yibrasi.rinsip ekuipartisi energimenyatakan bahwatiap derajat kebebasan dalammolekul gasmemberikan kontribusi -sumbanganenergi padagas sebesar - 1 k%.

5 V

* tekanan gas -a

Raja o. com

2


50/75


51/75

* 0 V1

V2

roses adiabatik berlaku juga:

7 B

V

*1

,V1 -

= *2 ,V2 -

Isaha dari B ke 7:3

B7 #uasan segiempatx7By

Isaha dari0 ke B:3

0B #uasan trapesium0Byx

Isaha siklus netto 3&!7&

#uasansegitiga0B7

2. Ua3a da)a, #er#a$ai Pr&e

7 pdengan g = .7v

tetapan #aplace -gas monoatomik g 1,8? gas diatomik suhu sedang g 1,9;,

7p

kapasitas kalor jenis gas padatekanan tetap, 7

V kapasitas kalor jenis

gas pada volume tetap. Usahadirumuskan"

a. Proses isobarik -%ekanan: * konstan

3 = *,V2 -V1 -

3 =1

g -1

,p1V1 -

p2V2 -

atau

3 =nR

g -1

,/1 -/2 -

Raja o. com


52/75


53/75

mengambil panas dari suatu bendareservoir

5 < dan menghasilkankerja sebesar panas yang7V = nR dan 7* =

nR22

n 0as diatomik suhusedang:

diambil'

n /ukum 22 Termodinamikadin6atakan dalam

7 = Rbay

(

#ensa cembung terdiri dari lensa

cembung@ cembung -bikonveks -a,lensa cembung datar -plankonveks -b,lensa cekung cembung -konka. konveks-c

a bc

Sina r :sinar is tim e a padalensa (embung"a. Sinar datang sejajar sumbu utamadibiaskan

melalui titik Hokus.b. Sinar datang melalui titik pusatlensa tidak

dibelokkan.c. Sinar datang melalui titik Hokusdibiaskan

sejajar sumbu utama.

1=

!nL

#!1

1 #

. jarak Hokuslensa tipisn

L indeks bias

lensa

depan

b

->

belakang

. %$

nm

"&%$R1R2

nm indeks bias medium tempat

lensa berada aR1 jarijari kelengkungan ' )

R2 jarijari kelengkungan ''

D2 1

Raja o. com

% -1"% + "

F F


61/75

. Me'&de Pen&,&ran R"an$ "n'"% Lena b Ca(at mata miopi*rabun jauh.

%itik dekat: ** 2 nomor ruangbayangan

sok

. Ter&p&n$ Pan'")

sHob

jarak bayangan lensa obyektiH.

ob jarak Hokus lensa objektiH

.ok

jarak Hokus lensa okulers

ok jarak benda -bayangan lensa

pembalik ke

lensa okuler.

n anjang teropongdirumuskan:

d sHob

> J.p

> sok

n engamatan tanpaakomodasi:

erbesaran

anguler: +a= .ob.ok

d .ob > J.p > .ok.p

jarak Hokus lensa pembalik

.ok

jarak Hokus lensa obyektiH

.ob

jarak Hokus lensa okuler

. Ter&p&n$ B",i


64/75

#aju peluru 7 menurutpengamat &adalah:

relati. antara pengamat dan sumber

)ahaya

&kibat postulat kedua 3instein besaranbesaran Gsika nilainya menjadi bersiHatrelatiH bergantung pada kerangka acuansatu dengan lainnya -pembuktian

7atatan:

v0

7

=v 0B +

vB7

1 +v 0B

.vB7

)2

dengan perhitungan transHormasi #orent*.

B KECEPATAN RELATIVITAS

(ecepatan bersiHat relatiH yang berdasar

teori relativitaskhusus dapat digambarkan dengan:

)ika arah berlawanan laju bertanda negatiH -@.

Raja o. com


65/75

&

Y&7

Catatan"

v = 6,9)

v = 6,P)

1 -v2

/ )2

= 6,P

1 -v2

/ )2

= 6,9

#aju peluru 7menurutpengamat !adalah:

v = 1 )

1 -v

2/ )

2= 1 5

vB7 =v 0B v

07

v0B .v

07

C. MOMENTUM dAN ENERGI RELATIVISTIK

7atatan:

1 2) 1. M&,en'", Re)a'i4i'i%

Intuk mempertahankan hukumkekekalan

)ika arah berlawanan laju bertanda negatiH -@.

1. Re)a'i4i'a Pan;an$

Sebuah benda dengan panjang Lo

akan terukur

momentum linier tetap berlaku dalamrelativitas3instein, maka momentum relativistikdideGnisikansebagai:

m6 v

memendek menjadi L bila benda dankerangka pengukur saling bergerak

dengan kecepatan relatiH v. Makadiberikan persamaan:

v2

p = m.v

2. Ener$i Re)a'i4i'i%

1 -v2

)2

# =#6

2. Re)a'i4i'a Maa

1 2c

Menurut 3instein massa adalah bentuklain dari energi, suatu benda saat diambermassa m

o, maka benda tersebut

memiliki energi -energi diam:

2Sebuah benda dengan panjang m

oakan terukur lebih berat -m, bila bendadan kerangka pengukursaling bergerak dengan kecepatan

relatiH v. Maka diberikan persamaan:

m=m6

1 -v

2

)2

66 = m6)

!ila benda bergerak dengan laju v

maka massa bertambah dan energibertambah, energi total:

mo )2

26t = =m.)1 -v

2

)2

*. Di)a'ai =a%'"

Relativitas khusus mengharuskan kita

memandang perbedaan selang waktuantara dua kerangka yang bergerak

dengan kecepatan relatiH v. Makadiberikan persamaan:

DtDt = o


2 2


66/75

(arena dengan bergerak, makaenerginya ditambah dengan energigerak -3k maka:

6t = 6k +

6o

*. !"#"n$an Ener$i dan M&,en'", di#eri%an

2 22 2

v

2

1 -)2

6t =

6o

+p )

Dt selang waktu yang terukur oleh JpengukurwaktuK yang diam relatiH terhadap pengamat.

Dt selang waktu yang terukur olehJpengukur

waktuK yang bergerak relatiH terhadappengamat.

Raja o. com

D


67/75

BAB 17 RADIASI BENDA !ITAM DAN TEORI KUANTUM

A. RADIASI KALOR

n 3nergi radiasi: 6 =

e.s./8

0.t

e : 3misivitas koeGsien emisi, -6 e1s : %etapan SteHan@!olt*mann s


68/75

2. Molekulmolekul memancarkan ataumenyerap energi dalam bentuksatuansatuan diskrit yang disebut'oton atau kuanta. %iaptiap Hotonmempunyai energi sebesar:

6=

h. .

Molekul akan memancarkan ataumenyerap energi hanya ketika molekulitu berubah tingkat energinya. )ikamolekul tetap tinggal pada satu tingkatenergi tertentu, maka tidak ada energiyang dipancarkan atau diserapnya.

D. EFEK FOTOLISTRIK

(etika Hrekuensi cahaya diubahubahmaka didapatlah graGk sebagai berikut.

Penjelasan 7instein tentang7'ek 4otolistrikMenurut 3instein, cahaya merambatdalam bentukpaketpaket energi disebut .oton. otonberperilakuseperti partikel dan tiap Hotonmengandung energisebesar:

6 = h. . =

h)

l

(etika Hoton cahaya membentur permukaanlogam, energi satu Hoton cahaya ini diserapseluruhnya oleh sebuah elektron. !ilaenergi Hoton sebesar hH ini cukup besar,maka sebagian energi digunakan untukmelepaskan elektron dari ikatannya,dan sisanya

Raja o. com


69/75


70/75

BAB 18 ATOM !IDROGEN

A. SPEKTRUM ATOM !IDROGEN

1. Spektrum garis atom hidrogenmempunyai keteraturan jarak garisgarisnya, semakin ke kiri semakin rapat.

1. 3lektron pada atom hidrogen tidakmenempati sembarang orbit, tetapihanya pada salah satu orbit tertentu

yang momentum angulernya samadengan kelipatan harga, atau:

2. !ila elektron bertransisi dari kulit luarke dalam

! h #

m.v.r n?n

1,2,5,...

maka atom akan melepaskan energiberupa Hoton.&nalisis terhadap gelombang yangdipancarkanatom hidrogen digambarkan dalambentuk garisgaris spektrum, yang besarnya

diberikan:1 3 1

1 4= R-

=%$2p&"

=

ada lintasan orbit tertentu itu,elektron mengelilingi inti tanpamemancarkan energi, dinamakanorbit stasioner.

5 2 2 6l75nB n0

86

!erdasarkan postulat ini dapatditurunkan suatuhubungan:

(eterangan:l panjanggelombang

rn


71/75


72/75

lain dengan disertaimelepas/menyerap energi-D6.

@ 4ari luar ke dalam melepas D6 negatiH.

!esar D6 pada transisi atom bukan=idrogen dengan ion satu elektron:

!#"

@ 4ari dalam ke luar menyerapD3 positiH.

D6 =-15,9%1

-

1".

2eY

% 2 2 "!esar D6 pada transisi atom=idrogen:

! #"

$nB

n0 &

D6 =-15,9%1

-

1" eY

% 2 2 "$nB n0 &

BAB 29 FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS

A. ATOM

'nti atom disusun oleh nuklida yangdidominasi olehproton dan netron:

e e 0 0e

> >> 'nti atom

B. DEFEK MASSA!eberapa proton dan neutron bergabungmembentuk inti atom, ternyata massa intiyang terbentuk selalu lebih kecil dari

jumlah massa pembentuknya, selisih massatersebut disebut de.ek massa.

Dm =.mp +-0 - .mn -mint i

lambang atom -unsur,partikel juga

nomor atom -jumlahproton

mp: massa proton dan m

n: massa neutron

4eHek massa inilah yang digunakansebagai energi pengikat inti, disebutenergi ikat inti.

0 nomor massa -jumlah proton> netron

6ikat

=

Dm.)2

-kgm2

/s2

)umlah neutron: N ,A ZIntuk &tom bukan ionZ selainmenujukkan jumlahproton, juga menujukkanjumlahelektron.

6ikat

= Dm.-51 +eV

Intuk unsur yang sama ( memiliki

yang sama meskipun0 kadang berbeda-isotop. 7ontoh:

%embaga:91

7u ,95

7u ,9

1 n1

b. Reaksi 4isi -terbentuk inti atomatom lebihringan

:2525< > n1

(r:8> 2- n1 > 3nergi

5Li > p1

2

(160068783) 84001892-Kumpulan-Rumus-Fisika-SMA

Documents

Transcript of (160068783) 84001892-Kumpulan-Rumus-Fisika-SMA