MODUL SUKSES UJIAN NASIONAL (SUKUN) - · PDF fileModul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian...

MATA PELAJARAN : FISIKA

NAMA SISWA : ……………………………................................

KELAS : …………………………................................…

TAHUN PELAJARAN : .............................................................

MODUL

SUKSES UJIAN NASIONAL (SUKUN) SMA NEGERI 9 KOTA TANGERANG SELATAN

SEKOLAH MODEL BERBASIS PBKL

Disusun Oleh Tim MGMP Fisika

PEMERINTAH KOTA TANGERANG SELATAN DINAS PENDIDIKAN

SMA NEGERI 9 KOTA TANGERANG SELATAN Jl. Hidup Baru Serua Raya No.31, Ciputat‐Kota Tangerang Selatan 15414

Telp. (021) 74638445 Fax. (021) 74638445 E‐mail: [email protected]

Modul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian Nasional Halaman: i

Tim Penyusun: Rudinanto, S.Pd . – Ida Farida Mutia, S.Pd. ‐ Reny Rosmiati, S.Pd.

MGMP Fisika SMA Negeri 9 Kota Tangerang Selatan

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Allah SWT, karena atas karunia, rahmat dan hidayah‐Nya kami dapat

menyelesaikan Modul Fisika SMA Sukses UN.

Modul ini berupa ringkasan materi dan soal‐soal UN yang dibuat sebagai bahan bagi siswa dalam

mengulang materi yang sudah dipelajari di kelas X sampai kelas XII untuk menempuh Ujian Nasional.

Semoga modul ini dapat memudahkan dalam proses persiapan siswa menuju Sukses Ujian Nasional dan

bermanfaat bagi kita semua.

Terima kasih kami ucapkan kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan

modul ini, terutama Ibu Kepala SMA Negeri 9 Kota Tangerang Selatan yakni Ibu Neng Nurhemah, M.Pd.

Kami mengetahui modul ini jauh dari kesempurnaan, dan tak lupa kami memohon maaf atas

segala kekurangan dan kekeliruan yang ada. Kritik dan saran yang membangun kami harapkan demi

sempurnanya modul ini.

Tangerang Selatan, Januari 2011

Tim Penyusun

Modul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian Nasional Halaman: ii



Daftar Isi

Kata Pengantar............................................................................................................................................. i

Daftar Isi...................................................................................................................................................... ii

Standar Kompetensi Lulusan Mata Pelajaran IPA SMA.............................................................................. iii

Uraian Materi Fisika SMA............................................................................................................................ 1

Soal Ujian Nasional Fisika SMA tahun 2003............................................................................................... 79

Soal Ujian Nasional Fisika SMA tahun 2004............................................................................................... 91

Soal Ujian Nasional Fisika SMA tahun 2005............................................................................................. 101



Kunci Jawaban Soal Ujian Nasional Fisika SMA tahun 2003 s/d 2007..................................................... 129

Pembahasan Soal Ujian Nasional Fisika SMA tahun 2005....................................................................... 130

Daftar Pustaka......................................................................................................................................... 152

Modul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian Nasional Halaman: iii



Standar Kompetensi Lulusan Mata Pelajaran IPA SMA a. Fisika SMA/MA

1. Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel, merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data, menarik kesimpulan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis

2. Memahami prinsip‐prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti, dan obyektif

3. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, kekekalan energi, impuls, dan momentum

4. Mendeskripsikan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor

5. Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

6. Menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai masalah dan produk teknologi

b. Biologi SMA/MA

1. Merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel, merancang dan merakit instrumen, menggunakan berbagai peralatan untuk melakukan pengamatan dan pengukuran yang tepat dan teliti, mengumpulkan, mengolah, menafsirkan dan menyajikan data secara sistematis, dan menarik kesimpulan sesuai dengan bukti yang diperoleh, serta berkomunikasi ilmiah hasil percobaan secara lisan dan tertulis

2. Memahami keanekaragaman hayati dan klasifikasinya, peranan keanekaragaman hayati bagi kehidupan dan upaya pelestariannya.

3. Menganalisis hubungan antar komponen ekosistem, perubahan materi dan energi, serta peranan manusia dalam keseimbangan ekosistem

4. Memahami konsep sel dan jaringan, keterkaitan antara struktur dan fungsi organ, kelainan dan penyakit yang mungkin terjadi pada sistem organ, serta implikasinya pada sains, lingkungan, teknologi dan masyarakat

5. Memahami faktor‐faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan, proses metabolisme dan hereditas, evolusi dan implikasinya dengan sains, lingkungan, teknologi dan masyarakat

6. Memahami prinsip‐prinsip dasar bioteknologi serta implikasinya pada sains, lingkungan, teknologi dan masyarakat

c. Kimia SMA/MA

1. Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel, merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data, menarik kesimpulan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis

2. Memahami hukum dasar dan penerapannya, cara perhitungan dan pengukuran, fenomena reaksi kimia yang terkait dengan kinetika, kesetimbangan, kekekalan masa dan kekekalan energi

3. Memahami sifat berbagai larutan asam‐basa, larutan koloid, larutan elektrolit‐non elektrolit, termasuk cara pengukuran dan kegunaannya

4. Memahami konsep reaksi oksidasi‐reduksi dan elektrokimia serta penerapannya dalam fenomena pembentukan energi listrik, korosi logam, dan pemisahan bahan (elektrolisis)

5. Memahami struktur molekul dan reaksi senyawa organik yang meliputi benzena dan turunannya, lemak, karbohidrat, protein, dan polimer serta kegunaannya dalam kehidupan sehari‐hari.

Halaman : 1

Modul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian Nasional

MGMP Fisika SMA Negeri 9

Kota Tangerang Selatan Tim Penyusun: Rudinanto, S.Pd. ‐ Ida Farida Mutia, S.Pd. ‐ Reny Rosmiati, S.Pd.

Dalam kehidupan sehari‐hari kita sering berhubungan dengan alat ukur seperti alat ukur berat, alat ukur volume, alat ukur waktu, alat ukur panjang dll. Semua alat ukur yang ada pasti berkaitan dengan besaran, satuan dan dimensi berikut penjelasan singkat mengenai besaran, satuan dan dimensi.

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Besaran dibagi menjadi dua besaran pokok dan besaran turunan

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetatapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada besaran‐besaran lain seperti panjang, massa, dan waktu.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok seperti kecepatan gaya, percepatan, luas, volume, dll.

Besaran Pokok Satuan Lambang dimensi

Panjang Meter [L]

Massa Kilogram [M]

Waktu Sekon [T]

Suhu Kelvin [Θ]

Kuat arus Ampere [I]

Intensitas cahaya Kandela [J]

Jumlah zat Mol [N]

Tabel 1.2 (Besaran, satuan, dan lambang dimensi)

Dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran‐besaran pokok.

Contoh soal (Menentukan Satuan dan dimensi dari besaran turunan)

1. Tentukan satuan dan Dimensi dari Gaya

∑F = m.a

Gaya = massa x percepatan

Gaya = massa x jarak/ waktu2

Satuan gaya = kg x m / s2

Dimensi Gaya = [M].[L].[T]‐2

1

Halaman : 2




ALAT UKUR

Jangka Sorong

Jangka sorong digunaka untukmengukur panjang dengan ketelitian 0,1 mm atau 0,01cm.

Contoh dibawah ini jangka sorong digunakan untuk mengukur benda dengan ukuran 3,57 cm.

Bagian skala utama menunjukkan 3,5 cm, bagian skala nonius menunjukkan 0,07 cm jadi hasil pengukuran adalah 3,57 cm.

Gambar 1.1 (Jangka sorong digunaka mengukur panjang benda 3,57cm)

Mikrometer Skrup

Mikrometer skrup digunakan untuk mengukur panjang denga ketelitian sampai 0,01mm atau 0,001cm.

Halaman : 3




Angka Penting

Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, termasuk angka trakhir yang ditaksirkan.

Aturan – aturan angka penting

1. Semua angka bukan nol adalah angka penting 2. Angka nol yang terletak diantara dua angka bukan nol termasuk angka peting 3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting, kecuali jika ada penjelasan

lain berupa garis bawahangka terakhir yang masih dianggap angka penting. 4. Angk nol yang terletak disebelah kiri angka bukan nol, baikyang terletak disebelah kiri maupun

disebelah kanan koma desimal, bukan angka penting. Contoh :

298,6 gram mengandung empat angka penting

78,007 meter mengandung lima angka penting

78940 detik mengandung empat angka penting

0,004 meter mengandung satu angka penting

Halaman : 4




Besaran Vektor adalah besaran yang ditentukan arah dan nilainya.

Contoh : Gaya, Kecepatan, percepatan.

Besaran Skalar adalah Besaran yang hanya ditentukan nilainya saja.

Contoh : Waktu, Panjang, Suhu.

Vektor biasanya dinotasikan sebagai berikut

1. Penjumlahan Vektor

1.a Cara jajaran Genjang

Vektor R disebut resultan dari A dan B, yang merupakan diagonal dari jajaran genjang dengan sisi A dan B. Resultan Vektornya ditulis :

Sedangkan besarnya (panjangnya) resultan vektor ditulis :

Vektor a

A

B

A

B

R

R = A + B

R = A 2 + B 2 + 2 A B cos θ

Halaman : 5




Cara segi banyak (poligon)

Di dalam menjumlahkan vektor secara segi banyak, dapat dilakukan dengan cara:

Hasil dari penjumlahan vektor diatas adalah

Uraian vektor

Besar resultannya

Perkalian Dua Buah Vektor

Pada vektor ada dua macam perkalian

1. Perkalian skalar (titik) Dot Product

Pada metode perkalian titik antara dua buah vektor akan menghasilkan besaran skalar.

2. Perkalian Vektor/Silang (cross product)

Perkalian vektor/silang antara dua buah vektor akan menghasilkan besaran vektor.

A

B C

A

B

CR

θ

Ax = A cos θ

Ay = A sin θ

X

Y A

Ax

Ay

R = A 2 + B 2

A . B = A . B cos θ

A . B = A . B sin θ

Halaman : 6




Perkalian vektor (cross product) dapat menggunakan kaidah skrup putar kanan

Proyeksi vektor a pada vektor b

j

i

k i x j = k

j x i = ‐k

i x k = ‐j

k x i = j

Panjang proyeksi vector a pada vector b

|c| = a.b

|b|

Proyeksi vektor a pada vektor b

c = a.b

|b|2. b

a

c b

Halaman : 7




Gerak adalah perubahan posisi atau tempat terhadap suatu titik acuan. Benda dikatakan bergerak jika benda mempunyai kecepatan.

1. Gerak Lurus

Syarat benda bergerak Lurus Beraturan

1. Lintasan benda berupa garis lurus 2. Kecepatan benda tetap 3. Dalam selang waktu yang sama menempuh jarak sama

Syarat benda bergerak lurus berubah beraturan

1. Lintasan benda berupa garis lurus 2. Dalam selang waktu sama, perubahan kecepatannya tetap 3. Mempunyai percepatan tetap

V = Vo + ∫a dt

Kecepatan sesaat

r = ro + ∫v dt

Halaman : 8




Persamaan Umum GLBB

St = Vo.t + ½ at2

Vt = Vo + a.t

Vt2 = Vo2 + 2 as

2. Gerak Melingkar beraturan

Gerak melingkar beraturan adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan tetap, arah kecepatan selalu berubah.

Tinjauan Gerak Melingkar pada banyak roda

3.Gerak Parabola

Gerak parabola gerak dengan lintasan berbentuk parabola. Gerak ini adalah perpaduan GLB dan GLBB.

ώ

ar = v2/R atau ar = ώ2R

ar = kecepatan sebtripental (putaran / det2)

ώ = kecepatan sudut (putaran/det) /rpm (rotasi per menit)

1 putaran = 2П radian.

R = jari‐jari

ώA = ώB

A

B A B

A

B

VA = VB

VA = VB

h

H

vo

X

Y Persamaan gerak sumbu x

Vx = Vo cos ά

Sx = Vx.t

Persamaa gerak sumbu y

Vy = vo sin ά ‐ gt

Sy = vo sin ά.t – ½ gt2

Untuk mencapai titik tertinggi

Vy = 0, tH = (Vo sin ά)/g

h = (Vo2 sin 2ά)/2g

Untuk mencapai titik terjauh

t = 2 tH = (2 Vo sin ά)/g

x = (V02 sin 2 ά)/g

ά

Halaman : 9




Hukum‐hukum pemantulan

1. sinar datang, sinar normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

2. sudut datang (α) = sudut pantul (β)

Pemantulan pada Cermin Datar

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar

1. jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin 2. tinggi bayangan = tinggi benda 3. bayangannya tegak dan selalu maya

Pemantulan pada Permukaa Seferis

Cermin Lengkung terdiri dari cermin cekung dan cermin cembung.

Persamaan cermin lengkung :

S = Jarak benda ke cermin

S1 = Jarak Bayangan ke cermin

R = jari‐jari kelengkungan lensa

f = ½

Benda dikatakan benda nyata jika membentuk bayangan nyata, maka bayangannya selalu terbalik. Jika membentuk bayangan maya, maka bayangannya selalu tegak.

Sinar datang

Sinar pantul

Sinar Normal

Sinar bias

α

β

Benda nyata (didepan cermin) : S positif

Benda maya (dibelakang cermin) : S negative

Bayangan Nyata (didepan cermin) : S1 positif

Halaman : 10




Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya ialah pembelokan cahaya yang disebabkan kecepatan cahaya yang melalui dua medium yang berbeda.

Kecepatan cahaya diruang hampa adalah 3 x 108

selain dipantulkan jika cahaya melalui medium chaya juga dibelokkan. Persamaan snellius menjelaskan teoritis pembiasan sbb :

n1 sin i = n2 sin r

Sudut kritis adalah sudut yang terbentuk karena sudut datang dan sudut bias = 90o hal ini terjadi jika sinar datang dari zat optik lebih rapat ke optik kurang rapat.

Pembiasan Pada Dua bidang Batas

Lensa terletak diudara

Sifat cermin cekung (konkaf)

F dan R positif, bersifat mengumpulkan sinar

Sifat cermin cembung (konveks)

F dan R negatif, bersifat menyebarkan sinar, jika benda nyata bayangan selalu nyata(di belakang cermin), tegak dan diperkecil. Contoh kaca spion.

Kekuatan lensa (daya lensa)

D (Dioptri) = 1/f(m)

Sinar datang

Sinar pantul

Sinar Normal

Sinar bias

i

r

1/f = (n‐1) ( 1 / R1 + 1 / R2 ) indek bias lensa

Lensa(indek bias = n1) terletak dimedium yang indek biasnya = nm

1/f = (n1 / nm‐1) ( 1 / R1 + 1 / R2 )

Halaman : 11




Interferensi dan Difraksi Cahaya

Percobaan ini dilakukan oleh Young

Dari percobaan didapat bahwa

garis‐garis terang didapat dari interferensi 2 gelombang yang fasanya sama.

Garis‐garis gelap didapat dari interferensi 2 gelombang yang fasanya berbeda.

Difraksi adalah pembelokkan gelombang melalui rintangan atau celah sempit.

Cahaya yang melewati kisi difraksi, akan mengalami interferensi pada layar, interferensi yang berbeda‐beda menyebabkan warna‐warna. Warna‐warna membuat garis terang yang berbeda‐beda di layar.

Alat‐alat Optik

Mata dan Kacamata

Jika bayangan tepat jatuh diretina, maka mata dapat melihat benda dengan jelas

Apabila mata melihat benda‐benda dekat maka lensa mata dibuat lebih cembung dan sebaliknya untuk benda jauh lensa mata dibuat lebih cekung. Hal ini dapat terjadi dengan mengubah fokus lensa.

kisi

kisi

Halaman : 12




Mata normal titik dekatnya 25 cm

Penyakit rabun dekat titik dekatnya lebih besar dari 25cm untuk mengatasinya harus menggunakan kacamata cembung.

Penyakit rabun dekat. titik jauh : tidak di ~ hal ini disebabkan mata terlalu cembung untuk mengatasinya diperlukan lensa cekung.

Lup

Berbentuk lensa cembung tunggal. Cara pengamatan dengan lup

1. pengamatan tanpa akomodasi (mata mengamati benda dalam keadaan relax tanpa akomodasi)

(perbesaran) M = Sn / f

Sn = jarak baca normal si pengamat

f = panjang titik api lup

2. Pengamat dengan akomodasi maximum.

Dalam hal ini bayangan terakhir berjarak sejauh jarak baca normal dari mata

1 / S + 1 / S1 = i / f ; S1 = ‐ Sn ; Sn : jarak baca normal si pengamat

Mikroskop

Terdiri dari dua lensa cembung yaitu lensa obyektif (dekat dengan mata) dan okuler (dekat dengan benda)

(Perbesaran ) M = (S1Ob / Sob) x (Sn / fok)

Halaman : 13




Kalor (panas) : adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan temperatur. Panas akan berpindah dari suhu yang lebih panas ke suhu yang lebih dingin.

Satuan kalor adalah kalori, joule, erg.

Satu kalori adalah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 10C

Q = kalor yang diserap (joule)

m = massa benda (kg)

∆t = perubahan temperature yang terjadi (oC)

c = kalor jenis benda (joule/kg0C)

C = kapasitas kalor (kal/oC)

Perubahan Zat

Kalor Laten

Kalor yang dibutuhkan untuk merubah bentuk 1 kg zat

Q = m.L L = kalor laten (joul/kg)

Kalor lebur : kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari padat menjadi cair

Q = m c ∆t C = m c

Wujud Padat

Wujud Cair

Wujud gas

melenyap

menyublin

melebur

membeku

menguap

mengembun

Halaman : 14




Kalor beku : kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari cair menjadi padat

Kalor penguapan : kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari cair menjadi uap

Kalor Pengembunan : kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari uap menjadi cair.

Kalor penguapan = kalor pengembunan

Perpindahan Kalor

1. Konduksi

Perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel cth : besi yang dipanaskan

H = K.A. (∆t / L)

H : Jumlah kalor yang merambat persatuan waktu

K : Daya hantar kalor (koeffisien konduksi termal)

A : Luas penampang

L : Panjang

∆t : Beda temperature di ujung‐ujung benda

2. konveksi

Perpindahan kalor disertai dengan perpindahan parikel contoh : air yang mendidih karena dimasak

H = h. A. ∆t

h : suatu konstanta yang tergantung pada dimensi dan jenis konveksi

3. Radiasi

Perpindahan kalor tanpa medium, setiap benda panas mengeluarkan radiasi. Contoh : Sinar matahari.

W = eσT4

Q1 Q2

Q3

Q4

Q5

Q1 = mc1∆t = mc1(t1‐0) c1 : panas jenis es

Q2 = m.c2 = mc2 c2 : panas peleburan

Q3 = mc3 (100‐0) c3 :panas jenis air

Halaman : 15




W : energi yang dipancarkan persatuan waktu, persatuan luas watt/m2

σ : tetapan Stepan – Boltzman, yang harganya (5,672.10‐8 watt/m2K4

T : Suhu mutlak (dalam Kelvin)

e : koefisien pancaran emisi (o<e≤1), untuk benda hitam sempurna e =1

Menurut asas Black kalor yang diserap = kalor yang diterima

Q serap = Wat

W = eσ(T4A‐T4B)

A : luas penambang Bola

t : lama waktu pancaran

Halaman : 16




Arus listrik yang terjadi akibat adanya muatan ang bergerak disebut dengan arus listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir dalam satu detik

I = ∆Q / ∆t

I : arus listrik yang mengali (Ampere)

Q : Muatan listrik (Coloumb)

t : Waktu (detik)

Q = muatan tiap elektron x jumlah elektron

Hukum Ohm

Besarnya arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar, berbanding lurus dengan beda potensial diantara kedua ujung penghantar, dan dipengaruhi oleh jenis penghantarnya

I = V / R

V : Beda potensial (Volt)

R : Hambatan Penghantar

Rangkaian Seri dan paralel

R seri

R total = R1 + R2 + R3

V AB = V1 + V2 + V3

I1 = I2 = I3

V1 = I1R1 , V2 = I2R2 , V3 = I3R3

R parallel

I/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

VAB = V1 = V2 = V3

I1 = VAB/R1 , I2 = VAB/R2 , I3 = VAB/R3

Halaman : 17




Besar Penghantar pada sebuah penampang

R = ρ . l / A ρ: hambatan jenis penghantar

l : Panjang penghantar

A : luas penampang penghantar

Pengaruh Temperatur pada hambatan jenis kawat?

ρt = ρo(1+α∆T)

ρt : hambatan jenis pada temperatur T0C (Ωm)

ρo : hambatan jenis pada temperatur mula‐mula (Ωm)

α : koefisien temperatur (oC‐1)

∆T : Perubahan temperatur (oC)

Pengaruh Temperatur pada hambatan jenis kawat?

Rt = Ro(1+α∆T)

Rt : Hambtan pada temperatur ToC(Ω)

Ro : Hambatan pada temperatur mula‐mula (Ω)

Hukum Kirchof I

∑ I masuk = ∑ I keluar

Hukum Kirchof II

∑V = 0

Energi Listrik dan Daya Listrik

P = V.I

W = P.t

W = I.V. ∆t

Ket: P : Daya Listrik (Watt)

Halaman : 18




W : Energi Listrik (joule/kwh)

I : Arus Listrik

∆t : Selang waktu

Kaitan Kalor dan Energi Listrik

W = Q = mc∆t

Q : Energi kalor (joule)

m : massa (kg)

c : kalor jenis (Jkg‐1oC‐1)

∆T : kenaikan suhu (oC)

Alat Ukur Listrik

Amperemeter : alat untuk mengukurarus listrik

Voltmeter : Alat untuk mengukur beda potensial / tegangan listrik

Pemasangan amperemeter diseri dengan sumber dan beban, sedangkan pemasangan voltmeter diparalel dengan bagian yang ingin diukur.

berikut metode pengukuran menggunakan voltmeter dan amperemeter.

A

V

Halaman : 19




Bab 1. PERSAMAAN GERAK

== persamaan yang menyatakan hubungan antara jarak atau kedudukan benda , kecepatan, percepatan dan waktu.

A. Gerak Lurus

Posisi Titik Materi

Besaran vektor : besaran yang memiliki nilai dan arah.

Posisi titik materi pada bidang dapat dinyatakan dengan persamaan vektor : r = xi + yj Titik (partikel) da pat berpindah dan perpindahannya dapat ditentukan dengan :

Δr = r2 – r1

Δr = Δxi + Δyj

besarnya perpindahan : |Δr| = 22 )()( yx ∆+∆

Kecepatan Titik Materi

Kecepatan adalah perubahan posisi (∆r) per waktu (t)

Kecepatan rata‐rata : v = = 12

12

1 - tr - r

Persamaan kecepatan rata – rata : v = v x i + vy j

Posisi titik dapat ditentukan ddari kecepatan, yatu : r = ro + ∫ v dt

Besar kecepatanya : |v| =

Kecepatan sesaat : lim v = lim

Δt → 0 Δt →0

Percepatan titik Materi

percepatan adalah perubahan kecepatan (∆v) per waktu (t)

Percepatan rata‐rata : a =

Persamaan percepatan rata–rata : a = a x i + ay j

kecepatan titik dapat ditentukan dari percepatan, yatu : v = vo + ∫ v dt

Percepatan sesaat: lim a = lim Δt → 0 Δt →0

_ ∆r

∆v

PERSAMAAN GERAK

Halaman : 20




B. Gerak Parabola Dua jenis gerak dalam parabola :

1. Gerak Lurus beraturan (GLB) untuk arah horizontal (sumbu x) 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) untuk arah vertikal (sumbu y)

y VY = 0 V = VX

VOY VO α

0 VOX H’ X

Kecepatan saat t (waktu) detik :

VX = VO cos α VY = VO sin α – gt

Besar kecepatanya : v = √ vx2 + vy

2

Arah kecepatan terhadap sumbu x : tan α = =

Waktu mencapai titik tertinggi t =

Tertinggi sumbu y (tinggi maksimum) tinggi saat t detik

h max = y = vo sin α.t – ½ g.t2

Jarak terjauh sumbu x : Jarak saat t detik:

X max = y = vo cos α.t

C. Gerak Melingkar

Hubungan kelajuan linier dengan kecepatan sudut adalah :

ω = ω = = 2Лf v

as

w = ω = kecepatan sudut (rad/s) R

v = kecepatan linier (m/s)

Vy VO sin α – gt

VO sin α

g

Vo2 sin2 α

2 g

Vo2 sin 2α

g

∆θ

∆t

v = ωR 2Л

T

θ2 – θ1

t2 – t1

Halaman : 21




o Percepatan sentripental : RRvaS ω==

2

o Gaya sentripental : Fs = m . Rv 2

= m ω2 R

o Percepatan sudut rata – rata = α = t∆

∆ω=

12

21

tt −−ωω

o Percepatan sesaat : α = limt∆

∆ω=

dtdω

=dt

d θ2

o Menentukan kecepatan sudut dari percepatan sudut : ωt = ωO + ∫ α dt

Gerak Melingkar

=> gerak periodik yang berulang setiap selang waktu tertentu.

Contohnya : gerang berayun bandul jam dinding , putaran bumi pada porosnya dalam waktu 1 hari, dan gerak vertikal teratur pada pegas yang diberi beban.

T (periodik) => waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 1 putaran (detik)

f (frekuensi) => jumlah putaran yang dapat dilakukan dalam 1 detik (detik‐1 atau Hz)

Hubungan T dan f : T =

Sudut yang ditempuh dalam waktu t : θ = t = 2Л f

Besar simpangan sumbu x dan y :

= A ω cas (ωt + θ0)

a = – A ω2 sin (ωt + θ0)

Periodik pada gerak harmonik pegas: T = 2Л km m = massa benda; k = tetapan pegas

Periodik pada gerak harmonik benda berayun: T = 2Л gl l = panjang tali ; g = gaya gravitasi.

–

∆t → o

1

f

2Л

T

y = A sin ω t atau x = A cos ω t

Halaman : 22




Bab 2. GAYA

A. Hukum-Hukum Newton

o Hukum I Newton (Hukum Inersia): Jika gaya total pada subuah benda adalah nol, benda akan selalu diam atau selalu bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan.

Inersia/kelembaman : kecenderungan sebuah benda mempertahankan keadaan diam atau geraknya. o Hukum II Newton:

Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja dan berbandik terbalik dengan massanya.

o Hukum III Newton: Jika benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua selalu memberikan gaya yang sama besar dengan gaya yang diterima kepada benda pertama.

Hukum aksi – reaksi : “ setiep aksi ada reaksi yang sam dan berlawanan arah”

B. Gaya Gravitasi

Hukum Gravitasi : “Setiap partikel di alam semesta selalu menarik partiklel lain dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan massa partikeltersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya “.

F = G 221.

rmm

Dengan F = gaya tarik‐menarik antara massa m1 dan m2 (N)

m1, m2 = massa setiap benda (kg)

G = tetapan grafitasi umum (6,673 10‐11 Nm2kg‐2)

r = jarak antara kedua benda (m)

w = gaya berat benda (N)


g = percepatan gravitasi (ms‐2)

M = massa bumi (kg)

r = jarak benda ke pusat bumi (m)

ΣF = 0

ΣF = m a

F12 = – F21

w = mg

GAYA

Halaman : 23




C. Gaya Pemulih pada Pegas

1. Elastisitas pegas

L ΔL

A F

Tegangan : AF

=σ

Regangan : e = LL∆

E = eσ

= LALF∆..

Gaya pemulih pegas : k = tetapan pegas

2. Pemanfaatan Pegas a. susunan seri pegas

Saat tersusun seri gaya tarik pegas tetap : F = F1 = F2 = F3 ; dan

Penambahan panjang nya (Δx) = Δx1 + Δx2 + Δx3

Sehingga : 21

111kkk

+=

b. susunan paralel pegas Saat tersusun paralel gaya tarik pegas (F) = F1 + F2 + F3 ; dan

Penambahan panjang tetap: Δx = Δx1 = Δx2 = Δx3

Sehingga : k1 + k2 + k3

C. Gaya Gesek

=> gesekan muncul antara dua benda yang saling bersentuhan.

=> besar gaya gesek tergantung pada kekasaran permukaan dan gaya normal.

=> ada 2 jenis gaya gesek :

♦ gaya gesek statis (fS) gaya gesek yang dibutuhkan untuk mempertahankan benda agar tetap diam.

fS = gaya gesek statis

μS = koefisien gesek statis

Modus elastisitas (modulus Young)

F = – k . ∆x

fS = μS N

Halaman : 24




T

N = gaya normal benda

koefisien gesek pada benda miring dengan sudut α :

μS = = tan α

♦ gaya gesek kinetis (fK) gaya gesek yang berlaku saat benda mulai bergerak.

nilainya tetap walau gaya F berubah.

fS = gaya gesek statis

μS = koefisien gesek statis

N = gaya normal benda

pada benda miring : fK = F cos α (gaya yang timbul arah sumbu x)

N + F sin α = mg (gaya yang timbul arah sumbu y)

dan jarak hingga benda berhenti dapat ditentukan dari besar koefisien gesek :

s =

menentukan percepatandari koefisien gesek pada dua balok yang terhubung dengan katrol

a =

fK

fK = μK N

sin α α

– m a = μK g v2 ..

2 μK g

(m1 – μKm2) g

m1 + m2

m1

m2 T a

Halaman : 25




A. Usaha

=> hasil kali antara gaya dan besarnya perpindahan.

W = F s

F

untuk gaya F dengan sudut α

s

=> Usaha total : Jumlah seluruh gaya yang bekerja pada benda :

Σ F

Gaya => besaran vektor (berlawanan arah tanda negatif)

Contohnya :

Gaya gesek yang berlawanan arah dengan gaya yang bekerja pada benda (F)

Maka

Wtotal = F s – f s = (F – f ) s

=> Usaha oleh Gaya Konservatif

gaya konserfatif tergantung pada posisi awal dan akhir saja (tidak dipengaruhi jarak)

Contoh gaya konserfatif => gaya pegas yang kembali ke kedudukan semula setelah ditekan

Usahanya : h = jarak kedudukan awal dan akhir = tinggi (m)


W = m g h

Wtotal = W1 + W2

= –m1g1h1 + m2g2h2

USAHA, ENERGI DAN DAYA

W= f.s cos α

Halaman : 26




B. Energi

=> kemampuan untuk melakukan suatu usaha.

♦ Energi Kinetik energi yang dimiliki benda bermassa m saat bergerak dengan kecepatan v.

♦ Hubungan Usaha dan Energi Kinetik Usaha total yang dilakukan benda (oleh gaya total) = perubahan energi kinetik benda.

♦ Energi Potensial energi yang dihubungkan dengan gaya dan tergantung pada posisi benda

Energi Potensial pegas :

♦ Hukum Kekekalan Energi Mekanik Jumlah kedua jenis energi (Energi kinetik dan potensial) disebut Energi Mekanik.

Hukumnya : “Energi mekanik total dari suatu sistem adalah tetap/konstan.

pada bidang miring, kecepatan benda saat mencapai ujung bidang dapat ditentukan :

C. Daya

Usaha (W) yang dilakuka per satuan waktu (t) disebut daya. Satuan daya : Js‐1

EK = ½ mv2

Wtotal = ΔEK = ½ mv22 – ½ mv1

2

EP = m g h W = ΔEP = mg ( h2 – h1 )

EP = ½ k Δx2

Em1 = Em2

EP1 + EP1 = EP2 + EP2

ghv 2=

Halaman : 27




Atau

Contoh soal :

Besar usaha untuk menggerakkan mobil dengan massa 1000 kg dari keadaan diam hingga kecepatannya 72 km/jam adalah . . . (gesekan diabaikan) Jawab : W = ∆EK = ½ mv2

2 – ½ mv12

= ½ m (v12 - v2

2) = ½ . 1000 (202 – 02) = 2 . 105 J

P = t

W

P = F v

Halaman : 28




A. Momentum

=> hasil kali massa benda dengan kecepatannya

Hukum ke‐2 Newton mwnyatakan : “gaya total yang berkerja pada partikel sama dengan leju perubahan momentum terhadap waktu”.

ΣF =

B. Hubungan Momentum dan Impuls

Impuls => gaya rata – rata pada benda yang bekerja selama waktu Δt.

Impuls =

C. Hukum Kekekalan Momentum

“Jumlah momentum total sistem benda adalah konstan /tetap”.

D. Tumbukan

Beberapa jenis Tumbukan:

1) Tumbukan Lenting Sempurna atau Elastis Sempurna Jumlah energi Kinetik sebelum dan sesudah tumbukan sama

Berlaku persamaan : e = = 1

Keterangan : e = koefisien restitusi

Koefisien restitusi => derajat berkurangnya kecepatan benda setelah terjadi tumbukan.

P = m . v

F . ∆t = ∆P = m (vt – vo)

∆p

∆t

m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’

(v2 ’ – v1 ’)

(v1 – v2)

MOMENTUM DAN IMPULS

Halaman : 29




ghm

Mmv 2+=

2) Tumbukan Lenting Sebagian atau Elastis Tak Sempurna energi kinetik benda sesudah tumbukan lebih kecil dari sebelum tumbukan

nilai koefisien restitusi : 0 < e < 1

3) Tumbukan tidak Lenting Sama Sekali atau Tak Elastis setelah bertumbukan, kedua benda menjadi satu sehingga kecepatanya sama.

contohnya peristiwa peluru bermassa m yang ditembakan ke balok massa M dan bersarang di dalamnya.

Kecepatan setelah bertumbukan dapat ditentukan :

h = tnggi balok berayun.

Halaman : 30




A. Momen Gaya atau Torsi (τ)

=> Hasil Kali antara gaya F dengan lengan gaya d (jarak tegak lurus dari garis kerja gaya ke sumbu rotasi.

dan untuk gaya dengan sudut θ maka :

B. Momentum Sudut/Anguler (L)

=> Hasil kali besarnya momentum linier (p = mv) dan jari‐jari (r).

=> satuan momentum sudut : kg m2 rad/s

Momentum sudut dalam Hukum II Newton:

= t

I∆− )( 0ωω

= t

I∆∆ω

= α.I

C. Hukum Kekekalan Momentum Sudut

“Momentum sudut total pada benda yang berotasi adalah konstan/tetap, momen gaya/torsi yang bekerja = 0 ”.

konstan tetap sehingga :

D. Momen Inersia ( I )

=> Hasil kali satuan massa (m) dan kuadrat satuan jarak (r)

m = massa benda (m)

R = jarak dari pusat rotasi (m)

τ = F d sin θ

τ = F d

L = m v r

= m (ω r) r

= mr2 ω

Σ τ = tL∆∆

L = I ω I1 ω1 = I2 ω2

I = mR2

MOMENTUM SUDUT

Halaman : 31




I = momen inersia (kg m2)

Teorema sumbu sejajar

Ipm = momen inersia melalui pusat massa

M = massa total benda

x = jarak titik ke pusat massa

I = momen inersia terhadap sumbu sejajar x.

E. Energi Kinetik Rotasi

Atau

Usaha pada gerak rotasi :

Energi Kinetik rmenggelinding : Ek = 21 mv2 + 2

1 I ω2

I = Ipm + Mx2

Ekrot = 21 I ω2 Ekrot =

IL2

2

W = 21 I ω2

2 – 21 I ω1

2

Halaman : 32




A. Dinamika Rotasi Benda Tegar

Hukum II Newton untuk gerak Translasi:

Hukum II Newton gerak Rotasi:

Rotasi benda tegar pada bidang miring

Kelajuan sampai dasar bidanga sebesar : 1

2+

=k

ghv

Percepatan yang terjadi : a = 1

sin+k

g θ

Nilai k adalah : koefisien inersia => I = k mR2

(k cincin =1; k silinder pejal ½ ; k bola pejal 2/5 ; k benda meluncur 0)

Dua benda dengan seutas tali melalui katrol Dua katrol dan dua benda Untuk m1 > m2 maka percepatan yang terjadi dapat ditentukan dengan :

a = mF

∑∑

= Mkmm

gmm2

121

21

.)(

++−

n = jumlah katrol

Dua benda dengan satu katrol Untuk m1 > m2 maka percepatan nya:

a = mF

∑∑

= Mkmm

gmm2

121

21

.)(

++−

Σ F = m a

Σ τ = I . α Σ τ = F . d

n

ROTASI BENDA TEGAR

Halaman : 33




Satu katrol satu benda

Percapatannya : a = kMmgm

+.

dan tegangan tali : mgMRII .2 ⎟⎠

⎞⎜⎝⎛

+

Hukum sinus yang dapat digunakan pada gaya yang memiliki titik awal yang sama dengan sudut berbeda :

αsin1F

= βsin

2F=

γsin3F

B. Keseimbangan Benda Tegar

Dua syarat sebuah benda tegar seimbang adalah:

Jumlah vektor gaya yang bekerja = 0; ΣFX = 0; ΣFY = 0 (setimbang translasi)

Jumlah semua momen gaya harus = 0 Στ = 0 (setimbang rotasi)

Titik Berat (zo) • Adalah titik tangkap resultan dari seluruh bagian – bagian kecil (gaya berat) benda • Untuk benda‐benda yang tingginya << jejari bumi, titik berat dianggap berimpit dengan pusat massa.

xo = dan yo =

• Letak titik berat benda : zo = (xo , yo) • Ada tiga macam kesetimbangan:

a. Keseimbangan stabil : jika diberi gaya titik berat naik namun kembali lagi ke posisi semula b. Keseimbangan netral : jika diberi gaya akan tetap seimbang pada posisi baru, titik berat tetap.

w1x1 + w2x2 + . . . . .

w1 + w2 + . . . . .

y1x1 + y2x2 + . . . . .

y1 + y2 + . . . . .

Halaman : 34




A. Fluida Tak Bergerak Ilmu yang mempelajari mengenai hal ini disebut => Hidrostatika.

Massa jenis benda (ρ dengan satuan kg/m3)

ρ = m = massa benda (kg) dan V = volume benda (m3)

Tekanan (P satuan Nm‐2)

P = AF

atau F = P . A dengan : F = gaya tekan (N) dan A = luas permukaan (m2)

Tekanan Hidrostatik

=> Tekanan pada kedalaman h dalam suatu fluida dengan massa jenis ρ dan berhubungan dengan udara luar.

Hukum Pascal “Tekanan yang diberikan pada suatu cairan yang tertutup diteruskan tanpa berkurang ke tiap titik dalam cairan dan ke dinding bejana”.

F1 beban dapat dirumuskan :

P1 = P2

A1 A2

2

2

1

1

AF

AF

= karena A = Лr2 maka 1

21

rF

=1

21

rF

F2

fluida

m

V

P = Pluar + ρ . g . h P = Patm + ρ . g . h

FLUIDA

Halaman : 35




Hukum Pokok Hidrostatika “Semua titik terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama”.

dapat dirumuskan : PA = PB

ρ1 h1 = ρ2 h2

A h1 h2 B

garis batas

Hukum Archimedes “Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dala fluida akan mendapat gaya ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”.

FA = gaya ke atas/gaya Archimedes (N)

FA = Wf g = percepatan gravitasi (ms‐2)

FA = ρf . g . Vbt ρf = massa jenis fluida

FA = Wudara – Wfluida Vbt = volume benda tercelup

Wf = berat fluida yang dipindahkan

Tenggelam : ρ benda > ρ fluida

Melayang : ρ benda = ρ fluida

Mengapung : ρ benda < ρ fluida

Pada benda yang mengapung berlaku persamaan : ρb =

Kapilaritas => peristiwa naik atau turunya zat cair dalam tabung atau pipa yang berlubang kecil yang dimasukkan ke dalam zat cair (pipa kapiler).

Bila zat cairnya air maka dalam tingg air dalam pipa lebih tinggi dibandingkan diluarnya (permukaan air melengkung ke bawah.

Zat cair beupa raksa akan sebaliknya air

Σ ρf Vbt

Vb

Halaman : 36




Persamaan yang dapat digunakan dalam peristiwa kapilaritas adalah : y =rg..

cos2ρ

θγ

Dimana ; γ = tegangan permukaan fluida (N/m)

θ = sudut kontak

r = jari‐jari pipa kapiler

y = naik/turunnya permukaan fluida (m)

B. Fluida Bergerak Ilmu yang mempelajarinya => Hidrodinamika

Sifat‐sifat fluida ideal :

a. Tidak kompresibel : fluida yang tidak mengalami perubahan volume karena pengaruh tekanan b. Tidak kental/non viskositas : fluida yang tidak mengalami gesekan dengan pipa selama mengalir c. Aliran stsioner : kecepatan, massa jenis, dan tekanan pada setiap titik dalam fluida tidak berubah karena waktu.

Kontinuitas Debit fluida => banyaknya fluida yang mengalir mellui suatu penampang tertentu dalam selang waktu tertentu.

Q = A . v V = volume fluida (m3); t = waktu (s); v = kecepatan aliran (m/s);

Q = debit aliran (m3/s) ; dan A = luas penampang (m2)

Q =

Kontinuitas => A . v = konstan, maka : A1 v1 = A2 v2

Persamaan Bernoulii

“Jumlah tekanan (P), energi kinetik persatuan volume ( 21 ρ v2) dan energi potensial persatuan volume (ρgh)

mempunyai nilai yang setiap titik sepanjang aliran”.

Asas Bernoulli digunakan pada alat‐alat seperti : krburator, venturimeter, tabung pitot, gaya angkat pesawat.

Penerapan hukum bernoulli

a. Tangki bocor h = h1 – h2

V

t

P + 21 ρ v2 + ρ g h = konstan

P1 + 21 ρ v1

2 + ρ g h1 = P2 + 21 ρ v2

2 + ρ g h2

Halaman : 37




ghv 2= ghv 2=

x2 = 4 h . h2

b. Venturi meter

aaA

ghv)(

2221 −

=

c. Venturi meter dengan Manometer

aaA

ghv)()'(2

221 −−

=ρ

ρρ

d. Tabung Pitot

ρρ '.2

1ghv =

e. Gaya angkat pesawat terbang v1 < v2 v1 kecepatan dibagian atas; v2 keceptan bagian bawah

F1 – F2 = 21 ρ A (v2

2 – v12)

Q = A x

Halaman : 38




A. Gas Ideal Sifat –sifat gas ideal:

a. Terdiri dari partikel, atom, atau molekul yang bergerak bebas b. Berlaku hukum – hukum Newton tentang gerak c. Jarak antar molekul > ukuran molekul d. Tidak ada gaya antar partikel kecuali jika bertumbukkan e. Tumbukan antar partikel atau partikel dan dinding adalah lenting sempurna dalam waktu singkat

Persamaan gas ideal : R = konstanta gas umum : 8,314 J/)mol K) = 0,082 L atm/(mol K)

k = tetapan Boltzmann : 1,38 J/K

NA = 6,022 x 1023 partikel/mol

N = jumlah partikel

n = R = NA . k

B. Tekanan Gas ideal Energi Kinetik translasi rata – rata suatu mol gas :

Tekanan gas : P = 32 EK atau P = 3

1 mov2

C. Kecepatan Efektif gas

0

2mkTvRMS = atau

MRTvRMS

2= atau

ρPvRMS

3=

dengan : M = massa molekul gas (kg/K mol)

mo = N/NA = massa 1 molekul gas (kg/molekul)

N = bilangan Avogadro

ρ = massa jenis gas (kg/m3)

P V = n RT

P V = N kT

N . NA

EK = 3/2 kT EK = ½ mov2

N V

N V

TEORI KINETIK GAS

Halaman : 39




D. Derajat Kebebasan dan Energi Dalam

Energi Dalam gas :

Dejajat kebebasan untuk jenis molekul:

Monoatomik ♦ suhu kurang dari 100ºK ♦ hanya memiliki gerak translasi ♦ punya 3 derajat kebebasan, Emolekul = 3/2 kT

Diatomik ♦ suhu ruang (sedang) ♦ memiliki gerak translasi dan rotasi ♦ punya 5 derajat kebebasan, Emolekul = 5/2 kT

Poliatomik ♦ suhu lebih dari 100ºK ♦ memiliki gerak translasi, rotasi, dan vibrasi ♦ punya 7 derajat kebebasan, Emolekul = 7/2 kT

EK = f ( 21 kT)

U x EK = f x N ( 21 kT)

Halaman : 40




A. Proses Termodinamika Hukum Pertama Termodinamika

ΔQ (+) = sistem menerima kalor

W (+) = sistem melakukan usaha

ΔU (+) = terjadi perubahan energi dalam sistem

Empat proses termodinamika

a. Isotermik => keadaan gas berubah dengan suhu tetap Hukum Boyle

b. Isobarik => keadaan gas berubah dengan tekanan tetap Hukum Charles – Gay Lussac

c. Isokhorik => keadaan gas berubah dengan volume tetap Hukum Boyle – Gay Lussac

d. Adiabatik => keadaan gas berubah tanpa adanya perpindahan kalor (ΔQ = 0)

Penjelasan proses termodinamika dapat dilihat pada tabel berikut:

Proses Tetap Q W ΔU Persamaan

Isobarik

P (atau ) n Cp ΔT p ΔV 3/2 n R ΔT Q = ΔU + p ΔV

Isokhorik

V (atau )

n Cv ΔT

= 3/2 n R ΔT 0 3/2 n R ΔT Q = ΔU

Isotermis T (atau PV) n RT ln ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

1

2

VV n RT ln

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

1

2

VV 0 Q = W

Adiabatik

PVγ 0 ‐ 3/2 n R ΔT 3/2 n R ΔT ΔU = ‐ W

Kapasitas Panas Gas Cp = Cv + n R Cp = kapasitas panas pada tekanan konstan

∆Q = W + ∆U

T

V

TERMODINAMIKA

Halaman : 41




W = n R (T2 – T1) Cv = kapasitas panas pada volume konstan

W = Qp – Qv = (Cp – Cv) ΔT

B. Efisiensi (Daya Guna) Mesin Efisiensi sebenarnya sebuah mesin :

1QW

=η x 100% = 1

21

QQQ −

x 100% = 1 ‐ 1

2

QQ

x 100%

untuk gas ideal : 1

2

QQ

=1

2

TT

Efisiensi mesin Carnot/efisiensi maksimum teoritisnya:

η = 1 ‐ 1

2

TT

x 100%

Q1 = kalor yang diterima dari reservoir suhu tinggi (T1)

Q2 = kalor yang dilepas dari reservoir suhu tinggi (T2)

Efisiensi mesin pendingin :

1QW

=η x 100% =2

1

TT

‐ 1 x 100%

T1 = suhu di luar ruangan (K)

T2 = suhu di dalam ruangan (K)

Hukum Kedua Termodinamika “Tidak ada mesin yang memiliki efisiensi 100%”.

Halaman : 42




Bunyi merupakan gelombang mekanik yang tidak dapat merambat dalam hampa udara dan berupa gelombang longitudinal. Tinggi rendahnya nada bergantung pada frekuensi dan keras lemahnya bunyi bergantung pada amplitudo.

Sumber‐Sumber Bunyi

Dawai

Nada dasar

BUNYI

Halaman : 43




Resonansi

Layangan

Intensitas Bunyi

Taraf Intensitas

Halaman : 44




Efek Doppler

Halaman : 45




DISPERSI CAHAYA

INTERFERENSI CAHAYA

Merupakan perpaduan dua cahaya yang koheren

Percobaan yang Mengamati Gejala interferensi Cahaya

OPTIKA FISIS

Halaman : 46




a. Celah Ganda Young

b. Interferensi Selaput Tipis

Halaman : 47




c. Cincin Newton

DIFRAKSI a. Celah Tunggal

b. Kisi

Maximum

0 = sudut difraksi dan m = orde terang/orde gelap Minimum

POLARISASI CAHAYA

Halaman : 48




Halaman : 49




Hukum Coulomb

Rapat Muatan

Kuat Medan Listrik Kuat medan listrik adalah besarnya gaya Coulomb untuk tiap satu satuan muatan positif.

Kuat Medan Listrik Pada Bola Konduktor Bila bola konduktor diberi muatan listrik, maka seluruh muatan terkumpul di permukaan bola, sehingga di dalam bola tidak terdapat muatan listrik.

LISTRIK STATIS

Halaman : 50




Kuat Medan Listrik Pada Keping Sejajar

Energi Potensial & Potensial Listrik

Halaman : 51




Potensial Listrik Pada Bola Konduktor

Potensial Listrik pada Keping Sejajar

Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronik yang mampu menyimpan muatan dan energi.Besarnya kapasitas bisa dihitung dengan cara :

Kapasitor pada Keping Sejajar

Halaman : 52




Kapasitor Gabungan

Susunan Kapasitor Seri/Paralel

Halaman : 53




Induksi Magnet Kuat Medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik disebut induksi magnet (B) dengan satuan tesla (satuan lainnya adalah weber/m2). Arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu ibu jari menyatakan arah arus dan lekukan jari tangan menyatakan arah medan magnet (B).

Induksi Magnet Pada Kawat Lurus

Induksi Magnet Pada Kawat Melingkar

MEDAN MAGNET

Halaman : 54




Induksi Magnet Pada Solenoida a. Pada Ujung

b. Pada Tengah

Induksi Magnet Pada Toroida

Gaya Lorentz Gaya Lorentz dapat terjadi pada :

• kawat berarus listrik dalam medan magnet, • muatan listrik bergerak dalam medan magnet, • kawat sejajar berarus listrik.

a. Untuk kawat berarus listrik dalam medan magnet Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan, yaitu:

Halaman : 55




• empat jari tangan yang terbuka menyatakan arah medan magnet B • telapak tangan menyatakan arah gaya Lorentz F • ibujari menyatakan arah arus i.

B = induksi magnet (T) I = kuat arus (A) O = sudut antara I dengan B F = gayá Lorentz (N)

L = panjang kawat (m) b. Untuk Muatan listrik bergerak dalam medan magnet

Halaman : 56




c. Untuk kawat sejajar berarus listrik

Halaman : 57




Gaya Gerak Listrik Induksi (GGL Induksi)

Kuat Arus dan Gaya Lorentz

Fluks Magnet

Penerapan Hukum Faraday 1. Transformator

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Halaman : 58




b. Transformator step down Vp < Vs Np < Vs Ip > Is

Apabila transformator < 100%, maka terdapat daya yang hilang(berubah jadi panas). Nilai efisiensi adalah

Halaman : 59




2. Generator

Gaya Gerak Listrik Induksi Diri

Halaman : 60




Tegangan dan Arus Bolak-Balik

Tegangan Efektif dan Kuat Arus Efektif

Rangkaian RLC Rangkaian R pada tegangan AC

RANGKAIAN AC

Halaman : 61




Rangkaian L pada tegangan AC

Rangkaian C pada tegangan AC

Halaman : 62




Rangkaian RLC pada tegangan AC

Faktor Daya dan Daya Aktif

Halaman : 63




Penjumlahan Kecepatan

Kontraksi Panjang

Dilatasi Waktu

Relativitas Massa

RELATIVITAS KHUSUS

Halaman : 64




Kesetaraan Massa dengan waktu

Energi Kinetik Relatif

Halaman : 65




1. Teori Atom Dalton

2. Teori Atom Thompson

3. Teori Atom Rutherford

Kelemahan Model Atom Rutherford a. Elektron yang mengelilingi inti akan terus memancarkan energi berupa gelombang

electromagnet sehingga lintasannya berupa spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam inti b. Tidak dapat menerangkan struktur stabil untuk atom c. Tidak dapat menerangkan spektrum atom gas hidrogen

4. Teori Atom Bohr a. Pada dasarnya teori atom Bohr sama dengan teori atom Rutherford dengan ditambah teori

atom kuantum untuk menyempurnakan kelemahannya

TEORI ATOM

Halaman : 66




b. Teori atom Bohr didasarkan pada 2 postulat :

1) Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan tertentu (Lantasan stasioner), dan tidak memancarkan energi. Dalam gerakannya elektron memliliki momentum anguler sebesar

Energi & Panjang Gelombang

2)

Halaman : 67




Spektrum Atom Hidrogen

Halaman : 68




Radiasi Benda Hitam

Hk. Pergeseran Wien

DUALISME GELOMBANG PARTIKEL

Halaman : 69




Sifat Partikel Cahaya

Efek Fotolistrik

Halaman : 70




Sinar X

Halaman : 71




Efek Compton

Halaman : 72




Sifat Gelombang Materi

Halaman : 73




Struktur Inti Atom

Defek Massa

RADIOAKTIVITAS

Halaman : 74




Energi Ikat Inti

Radioaktivitas Peristiwa pemancaran sianar-sinar radioaktif secara spontan disertai peluruhan/pembelahan inti atom menjadi inti atom unsur yang lain. Sifat-sifat Sinar Radioaktif

Halaman : 75




Intensitas Sinar Radioaktif

Peluruhan Zat Radioaktif

Beberapa Besaran Radioaktif 1. Waktu

Paruh

Halaman : 76




2. Aktifitas Radio Aktif

3. Dosis Serap

Halaman : 77




Reaksi Inti

Penembakan Inti Atom

Halaman : 78




Teknologi Nuklir Reaktor Atom

Komponen Utama Reaktor Atom

Alat-alat Deteksi

Modul Fisika SMA – Persiapan Sukses Ujian Nasional Halaman: 79

Tim Penyusun: Rudinanto, S.Pd. – Ida Farida Mutia, S.Pd. – Reny Rosmiati, S.Pd.


Soal UN Fisika SMA/MA Tahun 2003.




Kunci Jawaban Soal UN Fisika SMA/MA




Pembahasan Soal UN Fisika SMA/MA Tahun 2005.




Daftar Pustaka

Kanginan, Marthen.2006. Fisika untuk SMA/MA kelas XII. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, Marthen.2006. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, Marthen.2006. Fisika untuk SMA/MA kelas XI. Jakarta : Erlangga

Lasmi, Ni Ketut.2008. Seri Pendalaman Materi Fisika dan SMA. Bandung :Erlangga

Nurachman, Setya.2009. BSE Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan Depdiknas.

Purwoko dan Fendi.2009. Fisika 2 SMA Kelas X. Jakarta : Yudhistira.

Purwoko dan Fendi.2009. Fisika 2 SMA Kelas XI. Jakarta : Yudhistira.

Purwoko dan Fendi.2009. Fisika 2 SMA Kelas XII. Jakarta : Yudhistira.

S, Ilyas. 2007. Beasiswa Sekolah dan Bank Soal.Direktori.

Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Phibeta.

Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Phibeta.

Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Phibeta.

Http://Invir. Com/soalfisikaujiannasionalsma. 10 Oktober 2010.

MODUL SUKSES UJIAN NASIONAL (SUKUN) - · PDF fileModul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian...

Documents

Transcript of MODUL SUKSES UJIAN NASIONAL (SUKUN) - · PDF fileModul Fisika SMA ‐ Persiapan Sukses Ujian...