18 ALAT OPTIK

Alat optik dapat bekerja jika terdapat cahaya jadi, kerja alat optik karena bantuan cahaya. Macam-macam alt optik1. Mata

Mata dapat melihat suatu benda jika benda tersebut memantulkan cahaya. Cahaya yang masuk kemudian dibiaskan oleh lensa mata, sehingga terbentuk bayangan diretina. Bayangan tersebut bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Kemampuan mata untuk mengubah kecenbungan lensa mata sehingga bayangan dapat tepatjatuh pada retinadinamakan daya akomodasi. Mata manusia dapat mengalami kelainan, antara lain rabun jauh ( miopi ), rabun dekat ( hipermetropi ), mata tua ( presbiopi ), dan astigmatisma .

2. Lup atau kaca pembesarLup ( kaca pembesar ) adalah alat optik yang yang terdiri atas sebuah lensa cembung yang diginakan untuk mengamati benda-benda kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas, Bayangan yang dihasilkan oleh Lup bersifat Maya, tegak, dan diperbesar. Pengamatan dengan Lup ada dua macam sebagai berikut.a. Pengamatan Lup dengan mata tak berakomodasi perbesaran bayanga

yang dihasilkan.

b. Pengamatan lup dengan mata berakomodasi perbesaran bayanganyang dihasilkan :

Keterangan : M = perbesaran sudut Sn = jarak titik dekat pengamat (em) f = jarak fokus (cm)

3. MikroskopMikroskop adalah alt optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil. Mikroskop terdiri atas susunan dua lensa, yaitu lensa obyektif dan lensa okuler. Bersifat nyata, terbalik dan diperbesar, sedangkan bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler besrifat maya, terbalik, dan perbesar.Pengamatan dengan mikroskop ada dua macam.a. pengamatan mikroskop tanpa akomodasi, perbesaran total bayangan di

hasilkan.

b. Pengamatan mikroskop dengan akomodasi maksimum :

Sementara itu, panjang mikroskop dapat ditentukan sebagai berikut :

Keterangan :S’ob = jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm)Sob = jarak bda terhadap lensa objektif (cm)Sn = jarak titik dekat mata pengamat (cm)Fok = jarak fokus lensa objektif (cm)d = panjang mokroskop (cm)Sok = jarak benda terhadap lensa okuler (cm)

4. TeropongTeropong atau teleskop adalah alat optik yang dugunsakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh agar tampam lebih dekat dan jelas. Terdapat dua jenis teropong sebagai berikut.a. Teropong Bias ( Lensa ) yang terdiri beberapa lensa.b. Teropong pantul ( cermin ), yang terdiri beberapa lensa daan

cermin.5. Teropong Bias meliputi teropong, teroipong bumi, teropng Prisma, dan teropong

panggung.a. Teropong bintang

Teropong bintangg dugunakan untuk mengamati objek-objek yang berada dluar angkasa luar. Pengamatan dengan teropong bintang ada dua macam sebagai berikut.1). Pengamatan teropong bintang dengan mata tak

berakomodasi perbesaran bayangan dihasilkan :

2). Pengamatan teropong bintang dengan mata berakomodasi maksimum, perbesaran bayangan yang di hasilkan :

Sementara itu, panjang teropong dapat ditentukan sebagai berikut .

b. Teropong BumiTeropng Bumi digunaka untukmengamati benda-benda yang ada dipermukaan bumi ada dua macam sebagai berikut.

1). Pengamatan teropong Bumidengan mata tak berakomodasi perbesaran bayangan yang dihasilkan :

Panjang teropong bumi dengan pengamataan mata tak brakomodasi :

2). Pengamatan teropong bumi dengan mata berakomodasi maksimum, perbesaran bayangan yang dihasilkan :

Panjang teropong bumi dengan pengamatan mata berakomodasi maksimum :

Keterangan :

19 SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Menurut teori maxwell, gelombang elektromagnetik merupakan perambatan medan listrik dan medan magnet kesegala arah yang satu sama lain saling tegak lurus secara periodik.

Gelombang Elektromagnetik memilki sifat-sifat yang sama dengan cahaya sebagi berikut :1. Dapat merambat dalam ruang Hampa ( tidak memerlukan medium untuk merambat ).2. Tidak bermuatan listrik.3. Merukpakan gelombang transversal, yaitu arah geraknya lurus dengan perambatannya.4. Memilki sifat umum gelombang, seperti dapat mengalami polarisasi, pemantulan

( refleksi ), pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan ( difraksi ).5. Arah perambatannya tidaak dibelokkan, baik pada medan listirk maupun medan magnet.Kecepatan perambatangelombang elektromagnetik hanya bergantung pada permitivitas listrik ( ) dan permeabilitas ( ).

Keterangan :

Secara umum panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan perambatan gelombang Elektromagnetik memenuhi persamaan berikut.

Spektrum Gelombang elektromagnetik dari frekuensi kecil sampai frekuensi terbesar sebgai berikut.

1. Gelombang Radio dan Televisi2. Gelombang mikro3. Sinar Infrared ( IR).4. Cahaya Tampak5. Sinar Ultraviolet ( UV)6. Sinar-X7. Sinar gamma.

Beberapa kegunaan gelombang elektromagnetik :1. Sinar-X banyak dipergunakan dalam bidang kedokteran maupun dalam bidang

industri.2. Sinar Ultraviolet digunakan untuyk pengenalan unsur-unsur dalam suatu bahan

dengan teknik spektroskopi.3. Sinar Inframerah digunakan dalam pemotretan.4. Gelombang radar digunakan untuk mendeteksi sasaran dan menbantu keamanan

pendaratan pesawat terbang.5. Gelombang radio dan televisi sebagi alat komunikasi/pembawa informasi.

20 PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN

Perhatikan gambar berikut :

Misalkan titik O melakikan getaran harmonic dengan frekuensi f . simpangan O pada saat t dinyatakan dengan :

Misalkan titik O melakukan getaran kearah titik ap yang jaraknya x dari O dengan cepat rambat v, waktu yang diperlukan getaran (gelombang) untuk merambat ke P yaitu :

Jadi, P bergetar t sekon setelah O. ini berrti jika O telah bergetar t sekon, P sudah bergetar selama ( t-t). dengan demikian persamaan gelombang berjalan di P sebagai berikut.

Jadi, siaran radio tersebut dapat ditangkap pada panjang gelombang 5 x 103 m.Atau

Atau

Keterangan :

Sementara itu. Sudut fase gelombang berjalan dirumuskan sebagai berikut :

21 INTERFERENSI DAN DIFRAKSI CAHAYA

Perhatikan Pola interfernsi gelombang pada gambar berikut. Pada interferensi suatu gelombang dapat menghasilkan pola maksimum

(konstruktif) dan minimum (destruktif), bila sumber gelombang elektromagnetik yang digunakan cahay monokromatik (cahaya satu warna atau satu panjang gelombang), pola maksimum dan minimum akan tampak sebagai pola gelap dan terang yang saling berurutan.

Pola maksimum ( pola terang ) terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan bulat panjang gelombang, sehingga:

Pola minimum atau pola gelap terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan setengah bulat panjang gelombang sehingga :

Jarak terang ke n dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

Selain Interferensi, gelombang juga mengalami gejala difraksi. Ketika sumber cahaya melewati sebuah celah sempit, akan terjadi poloa gelap terang. Peristiwa terserbut dinamakan difraksi pada celah tunggal.Difraksi pada celah tunggal dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

Selain itu difraksijuga bisa terjadi pada celah banyak ( kisi Difraksi ). Pola maksimum ( pola terang ) terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan bulat panjang gelombang sehingga :

Pola minimum ( pola gelap ) terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan setengah bulat panjang gelombang :

Keterangan :

Konstanta kisi merupakan karakteristik kisi yang menunjukkan banyaknya garis per cm (biasa dituli “ gr liner per cm”

Dengan d dalam cm.

22 INTENSITAS DAN TARAF INTENSITAS BUNYI

Penyaringan bunyi dapat ditentukan dengan besaran intensitas yaitu daya rata-rata per satuan yang datang tegak lurus terhadap arah perjalanan.

Intensitas bunyi yaitu energi bunyi tiap sekon (daya bunyi ) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaaan secara tegak lurus.

Intensitas bunyi yang dihasilkan sumber titik dapat di tentukan dengan rumus sebagai berikut :

Keterangan :

Intensitas yang ditangkap oleh telinga manusia cukup lebar. Hal tersebut terjadi karena rangsangan pisikologis kenyaringan tidak berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, namun lebuih mendekati logaritmik, maka skala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat intensitas gelombang bunyi. Tingkat intensitas ( Taraf Intensitas ) yang diukur dalam desibel (dB) didefinisikan sebagai berikut.

23 Efek Doppler

Frekuensi yang diterima pendengar bergantung pada jumlah getaran yang datang ke telinga. Tiap satu satuan waktu frekuensi yang diterima pendengar tidak selalu sama dengan freukensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi.Gelombang yang diterima pendengar dapat dicari menggunakan rumus berikut.

Keterangan :fp = frekuensi gelombang yang diterima pendengar (Hz)fs = frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber bunyi (Hz)v = cepat rambat gelombangbunyi diudara(m/s)vp = kecepatan pendengarvs = kecepatan sumber bunyi(m/s)

Cepat rambat bunyi diudara (v) selalu bertanda positif, Untuk komponen-komponen persaman lain berlaku sebagi berikut.

a. Vs Bertanda positif bila sumber bergerak menjauhi pendengar.

b. VS bertanda negatif bila sumber bergerak mndekati pendengar.c. VP bertanda positif bila pendengar bergerak mendekati sumber bunyi.d. VP bertanda negatif bila pendengar bergerak mendekati sumber bunyi.e. VP = 0, bila pendengar diam.f. VS = 0, bila sumber binyi diam.

24 Hukum Coulomb dan Medan Listrik

A. Hukum CoulombBunyinya : “Besar gaya atau aya tolak antara dua muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan”.Secara matematis hukum Coulomb dinyatakan sebagai berikut :

Keterangan :F = Gaya Coulomb (N)k = Konstanta = 9 x 109 Nm/C2

q1 q2 = muatan benda (C)r = jarak benda (m)

Gaya Coulomb dalam bahan dirumuskan :

B. Medan Listrik Medan listrik didefinisikan sebagai ruang di sekitar suatu muatan listrik

sumber dimana muatan listrik lainnya dalam ruang ini akan mengalami gaya Coulomb atau gaya listrik (tarik atau tolak)

Benda bermuatan yang dihasilkan medan listrik dinamakan muatan sumber Muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber

dinamakan muatan …… Kuat medan listrik pada lokasi dimana muatan uji berada didefinisikan

sebagai besar gaya Coulomb (gaya listrik) yang bekerja pada muatan uji itu dibagi dengan besar muatan uji.

Keterangan :q = besar muatan uji (c)E = kuat medan listrik (N/C)F = gaya Coulomb (N)

Arah kuat medan listrik E pada suatu titik didefinisikan sebagai arah gaya listrik yang akan dikerjakan pada suatu muatan uji positif yang diletakkan pada titik itu.

Kuat medan listrik pada suatu titik dirumuskan :

Keterangan :

Dua hal yang diperhatikan untuk menggambar vektor kuat medan listrik pada suatu titik yaitu :

1. Vektor E menjauhi muatan sumber positif dan mendekati sumber negatif

2. Vektor E memiliki garis kerja sepanjang garis hubung antara muatan sumber dengan titik yang akan dilukis vektor kuat medannya

25. KAPASITOR KEPING SEJAJAR

Kapasitor keping sejajar tersusun atas dua keping konduktor dengan luas masing-masing keping A, jarak antara dua keping tersebut d dan diberi muatan sama besar tetapi berlawanan jenis (muatan positif dan muatan negatif)Kuat medan (E) kapasitor keping sejajar :

Beda potensial (V) kapasitor keping sejajar :

Kapasitas (C) kapasitor keping sejajar dengan bahan penyekat berupa udara :

Kapasitas kapasitor dengan bahan penyekat selain udara/vakum (Co)

Keterangan :

26. PENGUKURAN ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK

Arus listrik aliran partikel-partikel listrik bermuatan positif di dalam suatu penghantar

Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensia yang lebih rendah

I = kuat arus(A)q = banyak muatan yang mengalir(c)t = lama/waktu muatan mengalir(s).

Keterangan:V = beda potensial dua titik(volt)W = energi listrik(joule)t = banyak muatan listrik(Coulomb).

27. HUKUM OHM dan HUKUM KIRCHOFF

A. Hukum OhmBunyinya : “Kuat arus yang mengalir melalui suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar, asalkan suhu penghantar tersebut tidak berubah”.Dirumuskan :

Keterangan :V = beda potensial (V)I = kuat arus (A)R = tahanan/hambatan (ohm).

B. Hukum Kirchoff Hukum I Kirchoff

Hukum II Kirchoff

Dalam menggunakan persamaan hukum II Kirchoff perlu diperhatikan perjanjian-perjanjian berikut :

a. Kuat arus bertanda positif (+) jika searah dengan arah loop yang kita tentukan, dan bertanda negatif (-) jika berlawanan dengan arah loop yang kita tentukan

b. Apabila saat mengikuti arah loop, kutub positif sumber tegangan dijumpai lebih dahulu daripada kutub negatifnya ggl (E) bertanda positif. Sebaliknya jika kutub negatif dijumpai lebih dahulu, ggl (E) bernilai negatif (-)

28. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Induksi elektromagnetik yaitu timbulnya arus listrik pada suatu penghantar

yang disebabkan oleh perubahan medan magnetik Gaya gerak listrik induksi (ggl induksi) yaitu gaya gerak listrik yang timbul

di ujung-ujung penghantar akibat perubahan medan magnetik Induksi magnet pada suatu titik

Induksi magnet di pusat lingkaran berarus

29. GAYA MAGNETIK (GAYA LORENTZ) Gaya magnetik yang terjadi pada penghantar arus listrik dan berada dalam medan

magnetik disebut gaya LorentzGaya Lorentz secara matematis dituliskan :

Gaya magnetik antara dua penghantar sejajar yang berarus listrik

Gaya Lorentz pada muatan yang bergerak di dalam medan magnet

30. INDUKSI FARADAY

Bunyi hukum Faraday :“GGL induksi atau arus induksi pada ujung-ujung kumparan sebanding denganlaju

perubahan fluks magnetik dan banyaknya liliutan (N)”.

31. RANGKAIAN R, L, dan C Rangkaian arus bolak balik adalah sebuah rangakaian yang terdiri dari satu atau

beberapa beban yang dihubungakn dengan sumber bolak-balik

32. RELATIVITAS Transformasi Galileo

Kontraksi panjang

Transformasi luar

Transformasi volume

Dilatasi waktu

Massa relativitas

Momentum relativitas

33. TEORI ATOM Teori Atom Thompson

Atom berbentuk bola pejal dan memiliki muatan listrik positif yang tersebar merata di seluruh bagian atom. Muatan listrik positif ini dinetralkan oleh elektron-elektron yang tersebar di antara muatan-muatan listrik positif. Banyaknya muatan positif atom sama dengan banyaknya muatan negatif elektron

Teori Atom Rutherford1. Inti atom bermuatan positif, mengandung hampir seluruh massa

atom2. Elektrton bermuatan negatif yang selalu mengelilingi inti3. Jumlah muatan inti = jumlah muatan elektron yang

mengelilinginya4. Gaya sentripel electron selama mengalami inti dibentuk oleh gaya

tarik elektrostatis :

Gaya tarik menarik antara inti dengan electron

Energi total electron

Kelemahan teori atom Rutherford :1. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom2. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen

Postulat BohrElektron tidak dapat berputar disekitar inti melalui setiap lintasan, tetapi hanya melalui lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut lintasan stasioner yang memiliki energi tertentu.

Teori Atom Bohr :1. Tiap elektron mengenal suatu lintasab tertentu di mana elektron tidak

memancarkan atau menyerap energi dalam bentuk pancaran atau penyerapan foton.

2. Krena tambahan energi, suatu elektron itu dapat meloncat ke lintasan dengan jari-jari lebih besar. Elektron dalam keadaan terbangkit ini cenderung kembali ke lintasan yang memiliki tingkat energi lebih rendah dengan memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik

Besar energi foton yang dilepaskan atau diserap saaat terjadi perpindahan lintasan

Jari-jari Bohr atom Hidrogen Jari-jari elektron untuk lintasan lain :

Energi terendah pada atom hidrogen = -13,6 eV disebut ground state Energi berikutnya dapat ditentukan dengan persamaan :

34. RADIASI BENDA HITAM Setiap benda atau zat memancarkan radiasi gelombang elektromagnetik yang

sifatnya bergantung dari sifat dan temperatur zat itu. Hukum Stefan-Boltzman

“Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor

tiap satuan waktu sebanding dengan luas permukaan dan sebanding

dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu (T4)

Besarnya daya kalor radiasi

Pengukuran spektrum benda hitam menurut Wien merumuskan bahwa besarnya panjang gelombang untuk intensitas maksimum berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda.

35. TEORI KUANTAM PLANCK Sifat dasar dari getaran molekul-molekul dalam dinding-dinding rongga benda

hitam sebagai berikut :a. Getaran molekul-molekukl yang memancarkan radisi hanya dapat memiliki

satuan-satuan singkat dari energi En

b. Molekul-molekul yang memancarkan dan menyerap energi dalam satuan diskrit dari energi cahaya disebut kuantum (foton). Molekul-molekul melakukan itu dengan “melompat” dari satu tinglat energi ke tingkat energi lainnya.

Energi sebuah foton karena adanya beda energi antara dua tingkat energi yang berdekatan diberikan oleh persamaan

36. INTI ATOM

Suatu nuklida dengan simbol kimia X, dengan nomor atom massa A, dan nomor atom Z

Energi ikat inti adalah energi yang dilepas oleh nukleon-nukleon agra terbentuk inti atom atau energi yang diperlukan untuk memisahkan nukleon yang membentuk inti.

Susut massa atau defek massa yaitu penyusutan massa karena massa inti lebih kecil dari jumlah massa seluruh nukleon pembentuknya

36. RADIOAKTIVITAS Waktu paruh yaitu waktu yang dibutuhkan agar aktivitas radiasi berkurang setengah

dari aktivitas semula.

Aktivitas bahan radioaktif dinyatakan dengan banyak inti unsur radioaktif yang meluruh tiap sekon

Hubungan antara banyaknya inti mula-mula (No), banyaknya inti setelah meluruh setelah t (Nt), waktu paruh (T1/2) dan lama peluruhan (t) dinyatakan sebagai berikut

SOAL-SOAL

1. Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif yang menghasilkan perbesaran 100 kali. Mikroskop itu digunakan oleh orang yang titik dekatnya 25 cm. Agar memperoleh perbesaran total 600 kali, berapakah jarak fokus okuler yang diperlukan bila mata berakomodasi maksimum?

Peny.Pembahasan:Diketahui :

2. Sebuah teropong bumi digunakan untuk mengamati benda di tak terhingga. Jarak fokus lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okulernya berturut-turut 55 cm, 6 cm, dan 7 cm. Tentukan panjang teropong tersebut jika mata tak berakomodasi?

Peny.

3. Sebuah benda terletak 1 cm di depan lensa objektif mikroskop. Jarak fokus objektif 0,9 cm. Mata pengamat dibelakang lensa okuler melihat bayangan dengan perbesaran terhadap lensa okuler sebesar 10 kali. Berapa perbesaran totalnya?Peny.Dik. Sob = 1 cm fob = 0,9 cm Mok = 10 kaliDit. Mtotal = ….?Jawab :

4. Sebuah pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi 60 kHz. Pada panjang gelombang berapakah siaran radio tersebut dapat kita tangkap?

Peny.

5. Urutan spektrum geleombang elektromagnetik dari yang terkecil ke yang terbesar adalah

Peny.Jawab :

1. Gelombang Radio dan Televisi2. Gelombang mikro3. Sinar Infrared ( IR).4. Cahaya Tampak5. Sinar Ultraviolet ( UV)6. Sinar-X7. Sinar gamma.

6. Sebutkan kegunaan gelombang elektromagnetik.….Jawab :

1. Sinar X banyak dipergunakan dalam bidang kedokteran maupun dalam bidang industri

2. Sinar ultraviolet digunakan untuk pengenalan unsur-unsur dalam suatu bahan dengan teknik spektroskopi

3. Sinar inframerah digunakan dalam pemotretan

4. Gelombang radar diguanakan untuk mendeteksi sasaran dan membantu keamanan pendaratan peasawat terbang

5. Gelombang radio dan televisi sebagai alat komunikasi/pembawa informasi7. Sebuah gelombang berjalan sepanjang sumbu-x memiliki fungsi gelombang

Y = 5 sin (2πt – 5x) dimana t dalam sekon dan x dalam cm. Maka frekuensi dari gelombang berjalan tersebut adalah ….Peny.

7. Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dan regangan yang berurutan 7,5 cm. Jika cepat rambat gelombang pada slinki 3 m/s, maka frekuensi gelombang adalah

Peny.

8. Persamaan gelombang berjalan Y = 2 sin (5πt + 2x) dimana A dalam cm dan t

dalam sekon. Berapakah panjang gelombangnya? Peny.

9. Dua celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak lurus cahaya monokromatik. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm dari garis terang pusat pada layar yang berjarak 1 m dari celah. Hitunglah panjang gelombang?

Peny.Dik . d = 0,2 mm = 2 x 10-4 m P = 7,5 mm = 7,5 x 10-3 m

l = 1 m k = 3 (terang)Dit. Panjang gelombang…….?

10. Sebuah sinar monkromatik dengan panjang gelombang 6 x 10-7 m didatangkan tegak lurus pada selaput tipis sabun yang indeks biasnnya 1,2. Agar terjadi pelemahan, berapa tebal minimum lapisan gelembuang air tersebut?

Peny.Dik. = 6 x 10-7 m k = 1 n = 1,2 r =0o

11. Sebuah celah tunggal dijatuhi sinar merah yang panjang gelombannya 650 nm dengan sudut datang 300. Berapakh harga d minimum bila terjadi difraksi pada layar?

Peny.Dik. = 650 nm k = 1

= 30o

Dit. d = …?

12. Sebuah mesin jahit yang sedang bekerja menghasilkan intensitas bunyi. Sebesar 2 x 10-9 W/m2. Jika intensitas ambang bunyi sebesar 10-2 W/m2 dari 5 mesin jahit sejenis yang sedang bekerja bersamaan. Berapa taraf intensitas bunyinya?

Peny.Dik : I = 2 x 10-9 W/m2

Io = 10-2 W/m2

Dit : TI = …..5 mesin ------ I = 5 (2 x 10-9 W/m2)

= 10 x 10-9 W/m2 = 10-8 W/m2

= 10 log

= 10 log 10-4

= 40 dB

13. Intensitas gelombang bunyi pada jarak 5 m dari sumber adalah 2 x 10 -4watt/m2, pada jarak 10 m dari sumber bunyi intensitasnya adalah

Peny.Dik : r1 = 5 meter

I1 = 2 x 10-4 Watt/m2

r2 = 10 meterDit : I2 = ..?

Peny.

14. Kereta api bergerak meninggalkan stasiun dengan kecepatan 72 km/jam. Apabila masinis membunyikan peluit dengan frekuensi 900 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Tentukan besar frekuensi yang didengar petugas di stasiun.

Peny.Dik. Dit. fp = ….?

Jawab :

15. Sebuah pesawat terbang mendekati menara yang sedang membunyikan sirine dengan frekuensi 680 Hz. Jika penerbang mendekati sirine menara dan mendengar sirine dengan frekuensi 760 Hz dan kelajuan rambat bunyi di udara 340 m/s, berapakah kelajuan pesawat itu?

Peny.

Dik. Dit. vp ….?

Jawab :

16. Hitung kuat medan listrik pada jarak 50 cm dari sebuah muatan 1 x 10-4 CPeny.

Dik. r = 50 cm = 5 x 10-1 m q = 1 x 10-4 CDit. E = …?

Peny.

17. Sebuah partikel bermuatan +20μC berada di udara. Tentukan kuat medan listrik di titik A yang terletak 20 cm dari muatan tersebut!

Peny.

Dik.

Dit. E = …..?Jawab :

18. Dua buah muatan listrik berada di udara dengan besar muatan masing-masing +10 μC dan +5 μC. Jarak antara kedua muatan 1 m. Berapa kuat medan listriknya jika terletak pada muatan uji +5 μC?

Peny.Dik.

Dit. E : …?

Jawab :

19. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas 60 μF dihubungkan dengan baterai 6 volt. Hitunglah muatan yang tersimpan di dalam kapasitor.

Peny.

Dik.

Dit. q = …?Jawab :

20. Suatu kapasitor keping sejajar dengan luas tiap keping 1.000 cm2. Kedua keping terpisah 1 cm. Kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Maka berapakah kuat medan listrik tersebut?

Peny.Dik. Dit. Kuat medan dalam kapasitor ….?

Jawab :

21. Empat buah kapasitor C1, C2, C3, dan C4 besarnya masing-masing 20 μF, 40 μF, 60 μF, dan 30 μF disusun secara paralel. Berapa kapasitas penggantinya?

Peny.

Dik. Dit. Ctotal : ….?

Jawab ::

22. Selama ¾ menit dalam suatu kawat penghantar mengalir muatan sebanyak 270 C. Berapa kuat arus yang mengalir melalui kawat tersebut?

Peny.

Dik. Dit. I = …..?

Jawab :

23. Sebuah sumber tegangan mengeluarkan energi 240 Joule untuk memindahkan 20 Coulomb muatan listrik dalam suatu penghantar. Berapakah tegangan listrik sumber tegangan itu?

Peny.

Dik. Dit. = ………?

Jawab :

24. Suatu penghantar dalam waktu 2 menit dilewati oleh muatan 2,4 C. Maka berapa banyak elektron yang melewati penghantar bila besar muatan elektron 1,6 x 10-19?

Peny.

Dik. Dit. ….?

Jawab :

25. Tentukan kuat arus dan tegangan antara a dan c pada rangkaian di sampingPeny.Dik. Dit. I dan Vac = ….?

Jawab :

Jalan abc

Jalan adc

Jadi tegangan antara a dan c sebesar -16 Volt

26. Suatu penghantar mempunyai diameter 4 mm dan panjang 3 m. Hambatan jenis penghantar 3,14 x 10-6 ohm meter. Berapa besar hambatan penghantar?

Peny.

Dik. Dit. R = …..?

Jawab :

27. Diketahui hasil pengukuran tegangan dan kuat arus listrik pada satu penghantar menunjukkan hasil pengukuran bahwa V = 10 Volt, dan A menunjuk 20 mA. Hitung besar hambatannya…?

Peny.

Dik.

Jawab :

28. Tentukan besarnya induksi magnetik pada suatu titik yang berjarak 15 cm dari sebuah kawat lurus panjang berarus 30 A.

Peny.Dik. Dit. B = …….?

Jawab :

29. Sebuah solenoida yang panjangnya 60 cm dan diameternya 2 cm terdiri atas 2.400 lilitan. Jika solenoida dialiri arus 5 A, Berapakah besar induksi magnetik di pusat solenoida dan di ujung solenoida?

Peny.Dik. Dit. Bpusat dan Bujung = ….?

Jawab :

30. Dua kawat sejajar dengan jarak 6 cm. Kawat I dialiri larus listrik 6 A arah ke atas. Titik P terletak di antara kedua kawat dan berjarak 2 cm dari kawat 1. Jika induksi magnet di titik P besarnya nol, Hitunglah besar arus listrik pada kawat kedua dan arahnya?

Peny.Dik. Dit. I2 = …..? dan arahnya = …?

Jawab :

31. Sebuah kawat panjang 3 m dialiri arus listrik sebesar 40 A. Kemudian kawat diletakkan dalam medan magnet serba sama 0,4 T pada sudut 300 terhadap kawat. Tentukanlah besar gaya Lorentz dialami oleh kawat.

Peny.Dik. Dit. F = ….?

Jawab :

32. Dua buah kawat lurus dibuat sejajar, masing-masing mempunyai panjang 50 cm. Jarak dua kawat adalah 5 cm satu sama lain. Kawat pertama dialiri arus listrik 10 A, dan kawat kedua dialiri arus listrik 10 A dengan arah yang sama. Maka Berapakah besar gaya yang dialami masing-masing kawat?

Peny.Dik.

Dit. F = ….?Jawab :

33. Sebuah muatan 25 C dilewati medan magnet sebesar 0,5 T dengan kecepatan 5m/s secara tegak lurus. Maka berapakah Gaya lorentz yang dialami pada muatan yang bergerak dalam medan magnet?

Peny.Dik. Dit. F = ….?

Jawab :

34. Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri atas 600 lilitan. Fluks magnetik yang dilingkupi kumparan berkurang dari 3 x 10 -5 Wb menjadi 3 x 10-5 Wb dalam selang waktu 0,015 s. Berapakah ggl rata-rata yang diinduksikan pada ujung-ujung kumparan?

Peny.Dik. Dit. = ….?

Jawab :

35. Fluks magnetik yang memasuki suatu kumparan berkurang dari 10 Wb menjadi 4 Wb dalam waktu 3 sekon. Jika kumparan terdiri dari 15 lilitan dengan hambatan 6 ohm, tentukan kuat arus listrik yang mengalir melalui kumparan.

Peny.Dik. Dit. I = ….?

Jawab :

36. Suatu kumparan terdiri dari 400 lilitan berbentuk empat persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 5 cm. Kumparan bersumbu putar tegak lurus medan

magnet sebesar 0,8 Wb/m2 dan diputar dengan kecepatan sudut dengan 60 rad/s. Berapa ggl maksimum?

Peny.Dik. Dit. maks = ….?

Peny.

37. Sebuah hambatan 15 dihubungkan seri dengan induktor yang mempunyai reaktansi induktif 20 . Berapa impedansi hambatan tersebut?

Peny.Dik. Dit. = …?

Peny.

38. Sebuah hambatan 5 ohm dihubungkan seri dengan reaktansi kapasitif. Dengan impedansi 9 ohm. Maka reaktansi kapasitif hambatan tersebut adalah?

Peny.Dik. Dit. Xc = …?

Jawab :

39. Sebuah voltmeter dihubungkan ke sebuah sumber tegangan arus AC, menunjukkan 110 volt. Sebuah setrika listrik dengan hambatan 50 dihubungkan ke sumber tegangan tersebut. Maka berapa tegangan maksimumnya?

Peny.

Dik.

Dit. Vef = ……?Jawab :

40. Sebuah jembatan panjangnya 100 m dan jika diamati oleh seorang pengamat di dalam pesawat yang bergerak dengan kecepatan 4/5c, sejajar panjang jembatan. Tentukan panjang jembatan yang diamati

Peny.Dik. Dit. L = ….?

Jawab :

41. Sebuah partikel bermassa 6 x 10-6 kg bergerak dengan laju 0,6c. Berapa besar momentum partikel tersebut?

Peny.Dik. Dit. p = ….?

Jawab :

42. Sebuah piring terbang bergerak dengan kecepatan 0,8 c. Dari piring terbang ditembakkan rudal dengan kecepatn 0,6 c searah dengan piring terbang. Berapa kecepatan rudal menurut pengamat di bumi?

Peny.Dik. Dit. v = ….?

Jawab :

43. Tentukan besar energi total yang dimiliki oleh sebuah elektron pada lintasan kedua yang berjari-jari 3,2 x 10-10 meter.

Peny.Dik.

Dit. Etotal = ….?Jawab :

44. Hitung frekuensi dari deret Lyman tingkat dua.Peny.Dik.

Dit. f = …?Jawab :

45. Hitung energi oleh Bohr pada bilangan kuantum 3 atom HidrogenPeny.Dik. Dit. E3 = ….?

Jawab :

46. Luas permukaan sebuah nikelin 1 cm2. Apabila nikelin tersebut dianggap sebagai benda hitam dan suhunya 1.600 K. Berapa daya kalor radiasi nikelin tersebut?

Peny.Dik. Dit. P = …..?

Jawab :

47. Suatu benda suhunya 720C. Berapa panjang gelombang energi, radisi maksimum benda itu?

Peny.Dik. Dit. = …..?

Jawab :

48. Apabila suhu tubuh seseorang 38oC, tentukan daerah spektrum gelombang elektromagnetik di mana terjadi radiasi maksimum.

Peny.Dik. T = 37 + 273 = 310 KDit. Jawab :

49. Sebuah pemancar radio memancarkan gelombang pada frekuensi 95 MHz. Hitung energi tiap foton dan gelombnag itu?

Peny.

Dik.

Dit. E = ….?Jawab :

50. Tentukan frekuensi foton cahaya yang membawa energi 2,475 eVPeny.Dik.

Dit. f = ……?Jawab :

51. Lampu natrium 40 W memancarkan cahaya kuning dengan panjang gelombang . Tentukan jumlah foton yang dipancarkan lampu tersebut setiap

sekon!Peny.Dik.

Dit. n = ….?

52. Massa neutron, proton, dan partikel alfa berturut-turut 1,008 sma, 1,0075 sma, dan 4,002 sma. Tentuka defek massa partikel alfa terebut?

Peny.

Dik.

Dit. Defek massa = ..?Jawab :Partikel alfa

53. Massa inti atom Be = 9,0121 sma. Massa proton 1,008 sma dan massa neutron bebas 1,007 sma. Apabila 1 sma setara dengan energi 931 MeV. Tentukian besarnya energi ikat atom Be

Peny.

Dik.

Dit. E1 = ….?Jawab :

54. Suatu inti Uranium memiliki massa 238,05076 sma. Jika diketahui massa neutron dan massa proton berturut-turut adalah 1,00867 sma dan 1,00728 sma. Tentukanlah defek massa?

Peny.Dik.

Dit. m = ……?Jawab :

55. Massa unsur radioaktif 3 x 10-9 kg dan mempunyai nomor massa 200. Jika aktivitas unsur itu 2,18 x 1012 Bq. Maka berapa besar konstanta peluruhan ( )

Peny.

Dit. = ……?

Jawab :

56. Suatu cuplikan radioaktif mengandung 4 mg isotop murni dengan konstanta murni dengan konstanta peluruhan 0,034/menit. Tentukan waktu paruh dn massa cuplikan setelah 40 menit.

Peny.

Dik.

Dit. T1/2 = ….?

57. Suatu unsur radioaktif memiliki waktu paro 80 tahun. Tentukan waktu yang dibutuhkan agar aktivitasnya tinggal 25% dari nilai awalnya.

Peny.

Waktu peluruhan dapat ditentukan dari persamaan aktivitas radioaktif :