2871388 fisika us fisika sma

8/14/2019 2871388 Fisika us Fisika SMA

1/77


2/77


3/77

KATA PENGANTAR

Buku Rumus-rumus Fisika SMA ini ditulis bukan bermaksud untuk dihapal oleh para siswa

namun bertujuan untuk digunakan sebagai buku pendamping dalam memecahkan soal-soal fisika.

Rumus-rumus fisika merupakan bahasa sains yang konsisten dalam menjelaskan fenomena alam

dan sebagai bahasa universal yang berlaku dalam dunia ilmiah, untuk itu pemahaman padakonsep, asas, dan prinsip fisika merupakan hal pertama yang harus dimengerti oleh para siswa,

bukan dengan cara menghapal rumus-rumus.

Dalam memecahkan soal-soal fisika, buku ini dapat digunakan untuk memberi gambaran global

dari rumus-rumus fisika dan dapat digunakan sebagai pendamping dalam melatih kemampuan

memecahkan soal-soal fisika.

Dengan selesai penulisan buku ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Hernadisebagai Kepala SMAN 3 Bandar Lampung, atas semua dukungannya, masukan dan saran dari

para kolega diucapkan terima kasih. Mereka adalah guru-guru fisika SMAN 3 Bandar Lampung,

yaitu Arif Santoso, S.Pd, Euis Waliah, S.Pd, Dra. Sartinem dan Fera Nofrizawati, S.Pd.

Buku ini tentu jauh dari sempurna, masukan, kritik dan saran yang membangun dapat

disampaikan melalui email:[email protected] [email protected].

Semoga kehadiran buku ini dapat memenuhi tujuan penulisan dan bermanfaat bagi penggunanya.

Bandar Lampung, 30 April 2008

Damriani

Zainal Abidin

3
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


4/77

DAFTAR ISI

Surat Keterangan 1

Kata Pengantar 2Daftar Isi 3

1. Besaran dan Satuan 4

2. Gerak Lurus 9

3. Hukum Newton 12

4. Memadu Gerak 14

5. Gerak Rotasi 16

6. Gravitasi 207. Usaha-Energi 21

8. Momentum-Impuls-Tumbukan 22

9. Elastisitas 23

10. Fluida 24

11. Gelombang Bunyi 26

12. Suhu dan Kalor 30

13. Listrik Stattis 33

14. Listrik Dinamis 37

15. Medan Magnet 43

16. Imbas Elektromagnetik 47

17. Optika Geometri 49

18. Alat-alat Optik 53

19. Arus Bolak-balik 55

20. Perkembangan Teori Atom 58

21. Radioaktivitas 61

22. Kesetimbangan Benda Tegar 64

23. Teori Kinetik Gas 6924. Hukum Termodinamika 71

25. Gelombang Elektromagnetik 75

26. Optika Fisis 77

27. Relativitas 80

28. Dualisme Gelombang Cahaya 81

4


5/77

BESARAN DAN SATUAN

Ada 7 macam besaran dasar berdimensi:

Besaran Satuan (SI) Dimensi1. Panjang m [ L ]

2. Massa kg [ M ]

3. Waktu detik [ T ]

4. Suhu Mutlak K [ ]

5. Intensitas Cahaya Cd [ J ]

6. Kuat Arus Ampere [ I ]

7. Jumlah Zat mol [ N ]

2 macam besaran tambahan tak berdimensi:

a. Sudut datar ----> satuan : radianb. Sudut ruang ----> satuan : steradian

Satuan SI Satuan Metrik

MKS CGS

Dimensi ----> Primer ----> dan dimensi Sekunder ---> jabaran Gunadimensi untuk : Checking persamaan Fisika.

Dimensi dicari melalui ----> Rumus atau Satuan Metrik

Contoh :

(daya)

1-2--22

LTMLTT

TML=

-32-32 TMLTML =

5

T

L

M

PvFt

W==


6/77

No Besaran Rumus Sat. Metrik (SI) Dimensi

1 Kecepatan t

sv =

dt

m1

LT

2 Percepatan t

va

= 2dtm

2LT

3 Gaya amF =( )N

dtmkg

2

2MLT

4 Usaha

sFW =( )Joule2

2

dtmkg

22 TML

5 Daya t

WP = ( )Watt3

2

dtmkg

32 TML

6 Tekanan A

FP = ( )atm

2dtmkg

21 TML

7 Energi kinetik

2

2

1mvEk = ( )Joule2

2

dtmkg

22 TML

8 Energi potensial hgmEp =( )Joule2

2

dtmkg

22 TML

9 Momentum vmM = dtmkg

1MLT

10 Impuls tFi = dtmkg

1MLT

11 Massa Jenis V

m

= 3mkg

3ML

12 Berat Jenis s = V

w22dtm

kg22 TML

13 Konst. pegas x

Fk = 2

dt

kg2MT

14 Konst. grafitasi G = 2

2

m

Fr2

3

kgdt

m

231 TLM

15 Konst. gas R = Tn

VP

.

.

Kmoldtkgm

o2

2

1122 NTML

16 Gravitasi m

Fg = 2dt

m2LT

17 Momen Inersia2

mRI = 2mkg 2ML

ANGKA PENTING

6


7/77

Angka Penting : Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan alat ukur, terdiridari :

Angka pasti Angka taksiran

Aturan :a. Penjumlahan / Pengurangan

Ditulis berdasarkan desimal paling sedikitContoh :

2,74818,41

------- +11,1581 ------> 11,16

b. Perkalian / PembagianDitulis berdasarkan angka penting paling sedikitContoh :

4,756110

--------- 0000

4756

4756-------------- +

523,160 ----> 520

BESARAN VEKTOR

Besaran Skalar: adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya atau nilainya saja.

Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dan sebagainya.

Besaran Vektor: adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya atau nilainya,

juga ditentukan oleh arahnya.

Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dan sebagainya.

Sifat-sifat vektor

1. A

+B

= B

+ A

Sifat komutatif.

2. A

+ (B

+ C

) = ( A

+B

) + C

Sifat assosiatif.

3. a ( A

+B

) = a A

+ a B

4. / A

/ + /B

/ / A

+B

/

RESULTAN DUA VEKTOR

7


8/77

= sudut antara A dan B

/R

/ = / / / / / / / / cos A B A B

+ +2 2 2

arahnya :

/ /

s i n

/ /

s i n

/ /

s i n

R A B

= =

1 2

Vektor sudut vx = v cos vy = v sin

V1 1 vx = v cos 1 vy = v sin 1

V2 2

vx = v cos 2

vy = v sin 2

V3 3

vx = v cos 3

vy = v sin 3

.......=vx .......=vy

Resultan / v R / = ( ) ( ) + v vX Y2 2

8


9/77

Arah resultan : tg =

v

vY

X

Uraian Vektor Pada Sistem Koordinat Ruang ( x, y, z )

, , = masing-masing sudut antara

vektor A dengan sumbu-sumbu x, y dan z A = A x + A y + A z atau

A = / A x / i + / A y /j + / A z /

k / A x / = A cos / A y / = A cos / A z / =

A cos Besaran vektor A

A A A A X Y Z = + +/ / / / / /2 2 2

dan i ,j ,

k masing-masing vektor satuan pada sumbu x, y dan z

9


10/77

GERAK LURUS

Vt = kecepatan waktu t detik S = jarak yang ditempuhVo = kecepatan awal a = percepatant = waktu g = percepatan gravitasi

v0=0

10

v = gh2

t= gh /2


11/77

h

GJB

vo=0

v? h1h2

Variasi GLB

P Q

A B

A

B

P QSP

A B SQ

Gerak Lurus Berubah Beraturan

1 v = 12

12

tt

rr

t

r

=

2.12

12

tt

vv

t

va

=

=

3.dt

drv xx = ;

dt

drv

y

y = ;dt

drv zz =

222

zyx vvvv ++=

11

v = )21(2 hhg

SP + SQ = AB

SA = SB

SP SQ = AB


12/77

4.

dt

dva xx = ;

dt

dva

y

y = ;dt

dva zz =

222

zyxaaaa ++=

5 Diketahui a(t)

( ) dttavt

t

= 2

1

6. =2

1

t

t

dtvtr

h = tinggiVy = kecepatan terhadap sumbu y h1 = ketinggian pertama Vz = kecepatanterhadap sumbu z

h2 = ketinggian kedua | v | = kecepatan rata-rata mutlakSP = jarak yang ditempuh P || = percepatan rata-rata mutlakSQ = jarak yang ditempuh Q ax = percepatan terhadap sumbu xAB = panjang lintasan ay = percepatan terhadap sumbu ySA = jarak yang ditempuh A az = percepatan terhadap sumbu zSB = jarak yang ditempuh B a(t) = a fungsi t

v = kecepatan rata-rata V(t) = V fungsi t

r = perubahan posisi V1 = kecepatan 1 t = selang waktu Vx = kecepatan terhadap sumbu x

r2 = posisi akhirr1 = posisi awalt1 = waktu awal bergerakt2 = waktu akhir bergerak = percepatan rata-rata

V = perubahan rata-rataV2 = kecepatan 2

HUKUM NEWTON

1. Hk. I Newton Hk. kelembaman (inersia) :

Untuk benda diam dan GLB =0F =0Fx dan =0Fy

2. Hk. II Newton 0a GLBB = amF ( )amm 2121 +=

12


13/77

amT = 11

3. Hukum III Newton F aksi = - F reaksi

Aksi reaksi tidak mungkin terjadi pada 1 benda

4. Gaya gesek (fg) : * Gaya gesek statis (fs) diam fs = N. s* Gaya gesek kinetik (fk) bergerak fk = N. k

Arah selalu berlawanan dengan gerak benda/sistem.

N = w N = w F sin N = w + Fsin N = w cos

. Statika

=0F : * =0Fx

* =0Fy

= 0

Fx = resultan gaya sumbu x

Fy = resultan gaya sumbu y

F = resultan gaya

m = massa

a = percepatanN = gaya normal

s= koefisien gesek statis

k= koefisien gesek kinetik

W = gaya berat

=sudut yang dibentuk gaya berat setelah diuraikan ke sumbu

13


14/77

MEMADU GERAK

1. cos2 212

2

2

1vvvvvR ++= GLB GLB

Vr = kecepatan resultan

2. Gerak Peluru V1 = kecepatan benda 1Pada sumbux GLB V2 = kecepatan benda 2

Pada sumbuy GVA GVB

Y

Vo

X

cos0vvx =tvx = cos0

tgvvy = sin0

14


15/77

2

02

1sin gttvy =

X = jarak yang ditempuh benda pada sb xY = jearak yang ditempuh benda pada sb y

Vx = kecepatan di sumbu x

Syarat : V0 = kecepatan awal

Mencapai titik tertinggi 0=yv t = waktu

Jarak tembak max 0=y g = percepatan gravitasi

H

hy =

Koordinat titik puncak

g

v

g

v

2

sin,2

2sin 22

0

2

0

Jarak tembak max tidak berlaku jika dilempar dari puncak ; jadi harus pakaihy =

g

vx

2sin2

0max =

15


16/77

GERAK ROTASI

GERAK TRANSLASI GERAK ROTASI Hubunganny

aPergeseran linier s Pergeseran sudut s = . RKecepatan linier v Kecepatan sudut v = . RPercepatan Linier a Percepatan sudut a = . R

Kelembaman

translasi

( massa )

m Kelembaman rotasi

(momen inersia)

I I = m.r2

Gaya F = m . a Torsi (momen

gaya)

= I . = F . R

Energi kinetik Energi kinetik -Daya P = F . v Daya P = . -

Momentum linier p = m.v Momentum

anguler

L = I . -

PADA GERAK DENGAN PERCEPATAN TETAP

GERAK TRANSLASI (ARAH TETAP) GERAK ROTASI (SUMBU TETAP)vt = v0 + at t = 0 + .ts = vot + 1/2 a t 2 = 0t + 1/2 .t 2

vt 2 = v0 2 + 2 a.s t2 = 02 + 2 .

s = jaraka = percepatan

16


17/77

v = kecepatanR = jarijari lintasanvt = kecepatan dalam waktu t detik

vo = kecepatan awalt = waktu yang ditempuht = kecepatan sudut dalam waktu t detiko= kecepatan sudut awal

Besarnya sudut :

=S

Rradian

S = panjang busur

R = jari-jari

f . T = 1 f = 1T

=2

Tatau = 2 f

v = R

v1 = v2, tetapi 1

2

v1 = v2, tetapi 1

2

A = R = C , tetapi v A

v B

v C

17


18/77

ar = vR

2

atau ar = 2 R

Fr = m .v

R

2

atau Fr = m 2 R

1. Gerak benda di luar dinding melingkar

N = m . g - m . v

R

2N = m . g cos - m . v

R

2

2. Gerak benda di dalam dinding melingkar.

N = m . g + m .v

R

2

N = m . g cos + m .v

R

2

N = m .v

R

2

- m . g cos N = m .v

R

2

- m . g

18


19/77

3. Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal

T = m . g + mv

R

2

T = m m . g cos + mv

R

2

T = m .v

R

2

- m . g cos T = m .v

R

2

- m . g

4. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunan centrifugal/konis)

T cos = m . g

T sin = m .v

R

2

Periodenya T = 2 L

g

cos

Keterangan : R adalah jari-jari lingkaran

5. Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.

N . k = m .v

R

2

N = gaya normal

N = m . g

19


20/77

GRAVITASI

1.2

21

R

mmGF

= VEKTOR

2. 2R

MGg

= VEKTOR

kuat medan gravitasi

3.R

MGv = massa bumi

4. RMm

GEp

=

5. ( )ABBA vvmw =

6. HKE

+=

21

2

1

2

2

112

RRGMvv

F = gaya tarik-menarik antara kedua bendaG = konstanta gravitasim1 = massa benda 1m2 = massa benda 2R = jarak antara dua bendaEp = energi potensial gravitasiV = potensial gravitasi

WAB = Usaha dari benda A ke BV1 = kecepatan benda 1

V2 = kecepatan benda 2

USAHAENERGI

_______________1. sFw = cos = sudut kemiringan

20


21/77

v = kecepatan

2.2

2

1mvEk = W = usaha

F = Gaya

3. hgmEp = s = jarakEp = Energi Potenaial

4. EkEpEmek += m = massa bendag = percepatan gravitasi

5. Ekw = h = ketinggian benda dari tanahEk = Energi Kinetik

6. Epw = Em = Energi mekanik

7. HKE (Hukum Kekekalan Energi)

2211EpEkEpEk +=+

MOMENTUMIMPULSTUMBUKAN

1. vmP = P = momentumm = massa

2. tFI = v = kecepatan

I = impuls

3.( )0vvmI

PI

t =

=

F= gaya

t = selang waktu4. HKM (Hukum Kekekalan Momentum)

+

=+ BBAABBAA vmvmvmvm

arah kekanan v +

arah ke kiri v -

21


22/77

5.BA

BA

vv

vve

= e = koefisien tumbukan (kelentingan)

6. Jenis tumbukan

Lenting sempurna 1=e HKEHKM

Lenting sebagian 10


23/77

A = luas penampang yang tegak lurus gaya F

L = pertambahan panjang

E = modulus elastisitas

P = stress

= strain

FLUIDA

Fluida Tak Bergerak

1.v

m=

zat

2.air

relativ

z=air pada 4

0C 31cm

gr= 31000

m

kg

3.BA

BAc

vv

mm

++

=

4. hgzh =

5. Ahg

AFh

z

h

=

=

6. Archimedes : Gaya ke atas yang bekerja pada benda besarnya sama dengan jumlah(berat) zat cair yang dipindahkan.

hgF zA =

7. Terapung AFw < (jika dibenamkan seluruhnya)

23


24/77

= AFw dalam keadaan setimbang

2vgvg zbbd =

8. Melayang

( )2121 vvgww z +=+

9. Tenggelam

AFw >As Fww =

10. Kohesi (K)

Adhesi (A)

11. Kapilaritas

rgy

z =

cos2

Fluida Bergerak

1. vAt

Q ==Vol

2. Kontinuitas

2211vAvA =

3. Bernoully2

222

2

1112

1

2

1vhgPvhgP ++=++

= massa jenism = massav = volumeA = luas permukaanP = daya tekanh = ketinggian dari dasar

24


25/77


26/77

12.

13.

14. 2k

mT =

15. 2 gl

T =

GELOMBANG

mekanik refleksi gel. gel.refraksi longitudinal transversal

interferensi 1Gelombang defraksi

polarisasi

1gel.

1. tvfv ==

2.

3.

4.

5.

6.

26

tAmE p 22221 s in=

221 =

elektromagnetik

y gel. berjalan =

x

TtA 2sin

y diam ujung bebas 0=

=

L

T

txAy 2sin2cos2

y diam ujung terikat2

1=

=

L

T

txAy 2cos2sin2

mFv ==

E

v=

E= modulus young

LFPE

AF

====s t r e s s


27/77

7.

BUNYI Gelombang Longitudinal

nada > 20.000 Hz (Ultrasonic) keras / lemah tergantung Amplitudo

Bunyi 20 Hz 20.000 Hzdesah < 20 Hz (Infrasonic) tinggi/rendah tergantung Frekuensi

Nada Sumber

1. Dawai

ND

2 Pipa Organa Terbuka

3. Pipa Organa Tertutup

27

v gas =

P

=M

RT

Cv

Cp=

( )

( )sn

Pn

2

1

+

+v

L

nfn

2

1+=

( )

( )sn

Pn

1

2

+

+v

L

nfn

2

1+=

( )( )sn

Pn

1

1

++ v

L

nfn

4

12 +=


28/77

Sifat :

Refleksi (Pemantulan)

Resonansi

Interferensi (Percobaan Quinke) memperkuat n

memperlemah ( ) 2

11+n

Pelayangan (beat) Beat

Efek Doppler

Intensitas

Taraf Intensitas (TI)

2m

W at t1 20 1 0

=I

dB

SUHU DAN KALOR

28

2

.tppvd =

ln = ( ) 4

112 n

f layangan = BA ff

s

s

PP f

vv

vvf

=

24 R

P

A

P

I ==

2

2

2

1

21

1:

1:

RRII =

0

log10IITI =


29/77

01. C R F KTd 100 80 212 373 C =

celcius R =reamur

Air 100 80 180 100 F =fahrenheit

tk=suhu dalam kelvin

Tb 0 0 32 273 t c = suhu

dalam celsius

C : R : F = 5 : 4 : 9tK = tC + 273

Contoh :

X YTb -20 40 X : Y = 150 : 200

= 3 : 460 ?

3

4

(60 + 20) + 40 =

Td 130 240

enaikkan suhu

Sifat termal zat diberi kalor (panas) perubahan dimensi (ukuran)ubahan wujud

2. Muai panjang. L = perubahan panjang= koefisien muai panjang

L = Lo . . t Lo = panjang mula-mulat = perubahan suhu

Lt = Lo ( 1 + . t ) Lt = panjang saat to

A = perubahan luas

Ao = luas mula-mula3. Muai luas. = koefisien muai luas

V = perubahan volume A = Ao . . t Vo = Volume awal

= koefisien muai volumeAt = Ao ( 1 + . t )

29


30/77

4. Muai volume.

V = Vo . . tVt = Vo ( 1 + . . t )

= 2 } = Q = kalor

= 3

m = massac= kalor jenis

t = perubahan suhu

5. Q = m . c. t H = perambatan suhu

6. Q = H . t

7. H = m . c

8. Azas Black. T1Qdilepas

Qdilepas = QditerimaTA

Qditerima

T209. Kalaor laten Kalor lebur Q = m . Kl Kl = kalor lebur

Kalor uap Q = m . Ku Ku = kalor uap

9. Perambatan kalor.

Konduksi Konveksi Radiasi

H =l

tAk ..H = h . A . t I = e . . T4

A = luask = koefisien konduksil = panjang bahanh = koefisien konfeksiI = Intensitase = emitivitas bahan

30


31/77

= konstanta BoltzmanT = suhu

LISTRIK STATIS

01.F k

q q

r= 1 2

2

.

k = 14

0

= 9 x 109

Nm2

/Coulomb2

0 = 8,85 x 10-12 Coulomb2 / newton m2

F = gaya

Q1 = muatan benda 1

Q2 = muatan benda 2

R = jarak benda 1 ke 2

31


32/77

02.

E kQ

r=

2

E = kuat medan listrik

Q = muatan

R = jarak

03. Kuat medan listrik oleh bola konduktor.

ER=0. Es k Q

R=

2 Ep k

Q

r=

2

Er = kuat medan listrik di pusat bola

Es = kuat medan listrik di kulit bola

Ep = kuat medan listrik pada jarak p dari pusat bola

04. Kuat medan disekitar pelat bermuatan.

Ep =

2 0 =

Q

A EP =

0 = rapat muatan Ep = kuat medan listrik

05. W k Q qr r

A B

B A

> = . . .( )1 1

Bila rA = maka W kQ q

rB

B

~ ..

> = -----E kQ q

r

Q q

rP

B B

= =.

..1

40

6. V kQ

r

Q

rB B= =

1

40

.

V = potensial listrik

32


33/77

07. W q v v A B B A> = .( )

08. POTENSIAL BOLA KONDUKTOR.

VO = VK= V k

q

RL = . V k

q

rM = .

09. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

( ) ( )v vq

mV V2

2

1

2

1 2

2= + ( )

10. CQ

V=

11. CA

d0

0= C

A

d= .

12. C C KK A

d= =0

0.

13. WQ

C= 12

2

atau W C V= 12

2

14. Susunan Seri.

- Q

s= Q1 = Q2 = Q3 = .....

- Vs

= Vab

+ Vbc

+ Vcd

+ Vde

+.....

33


34/77

-1 1 1 1

1 2 3C C C C S= + + +.....

15. Susunan paralel.

- V

p= V1= V2 = V3

- Qp = Q1 + Q2 + Q3 + .....

- Cp = C1 + C2 + C3 + .....

16.21

2221

CC

VCVCVGAB +

+=

C = kapasitas listrik

Q = muatan listrikV = beda potensial

Co = Kapasitas dalam hampa udara

d = jarak antar dua keeping

A = luas masing-masing keeping

K = konstanta dielektrik

W = energi kapasitor

34


35/77

LISTRIK DINAMIS

1. idq

dt=

2. dq = n.e.V.A.dt

idq

dtn e V A= = . . . Ampere

03. Ji

An e V= = . . Ampere/m2

04.

iV V

R

A B=

05. R = .L

A

35


36/77

06. R(t) = R0 ( 1 + .t )

07. SUSUNAN SERI

i = i1 = i2 = i3 = ....

VS = Vab + Vbc + Vcd + ...

RS = R1 + R2 + R3 + ...

08. SUSUNAN PARALEL

VP = V1 = V2 = V3

i + i1 + i2 + i3 + ....

1 1 1 1

1 2 3 R R R Rp= + + +...

09. Jembatan wheatstone

RX . R2 = R1 . R3

36


37/77

RR R

RX =

1 3

2

.

10. AMPEREMETER/GALVANOMETER.

Rn

RS d

=1

1Ohm

11. VOLTMETER.

Rv = ( n - 1 ) Rd Ohm

.

W = i 2 . r . t = V . i . t Joule

1 kalori = 4,2 Joule dan 1 Joule = 0,24 Kalori

W = 0,24 i 2 . r . t = 0,24 V . i . t Kalori

13. P

dw

dt V i= = . (Volt -Ampere = Watt)

14. Elemen PRIMER : elemen ini membutuhkan pergantian bahan pereaksi setelah sejumlah

energi dibebaskan melalui rangkaian luar misalnya : Baterai.

Pada elemen ini sering terjadi peristiwa polarisasi yaitu tertutupnya elektroda-elektroda

sebuah elemen karena hasil reaksi kimia yang mengendap pada elektroda-elektroda

tersebut.

Untuk menghilangkan proses polarisasi itu ditambahkan suatu zat depolarisator.

Berdasarkan ada/tidaknya depolarisator, dibedakan dua macam elemen primer :

1. Elemen yang tidak tetap; elemen yang tidak mempunyai depolarisator,

misalnya pada elemen Volta.

2. Elemen tetap; elemen yang mempunyai depolarisator.

misalnya : pada elemen Daniel, Leclanche, Weston, dll.

37


38/77

b) Elemen SEKUNDER : Elemen ini dapat memperbaharui bahan pereaksinya setelah dialiri

arus dari sumber lain, yang arahnya berlawanan dengan arus yang dihasilkan, misalnya :

Accu.

Misalkan : Akumulator timbal asam sulfat. Pada elemen ini sebagai Katoda adalah Pb;

sedangkan sebagai Anode dipakai PbO2 dengan memakai elektrolit H2SO4.

c) Elemen BAHAN BAKAR : adalah elemen elektrokimia yang dapat mengubah energi kimia

bahan bakar yang diberikan secara kontinue menjadi energi listrik.

Misalkan : pada elemen Hidrogen-Oksigen yang dipakai pada penerbangan angkasa.

15. =dW

dq( Joule/Coulomb = Volt )

16. iR r

=+

17. disusun secara seri

in

n r R=

+

.

.

18. disusun secara paralel

38


39/77

ir

m

R

=

+

19. Susunan seri - paralel

in

nm

r R

=

+

.

.

20. TEGANGAN JEPIT

K = i . R

21. Hukum Kirchhoff I ( Hukum titik cabang )

i = 0

i1 + i2 + i3 = i4 + i5

22. Hukum Kirchoff II ( Hukum rangkaian tertutup itu )

+ i.R = 0

39


40/77

E : negatif

E : positif

arah arus berlawanan dengan arah loop diberi tanda negatif.

I = kuat arus Ro = hambatan mula-mula

q = muatan listrik = koefisien suhu

t = waktu P = daya

v = kecepatan electron r = hambatan dalam

n = jumlah electron per satuan volume = GGL

e = muatan electron n = jumlah rangkaian seri

A = luas penampang kawat m = jumlah rangkaian paralel

V = beda potensial Rd = hambatan dalam

R = hambatan K = tegangan jepit

= hambat jenis kawat Rv = tahanan depan

40


41/77

MEDAN MAGNET

01. r =

0

02. BA

=

03. HB

=

04. B H r o H = = . .

05. Benda magnetik : nilai permeabilitas relatif lebih kecil dari satu.

Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca flinta.

Benda paramagnetik : nilai permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu.

Contoh : Aluminium, platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logamadalah zat

paramagnetik.

Benda feromagnetik : nilai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu.

Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu ( almico )

06. Rumus Biot Savart.

dB = 0

4

2

sin.

r

dI

k = 0

4

= 10-7Weber

A m.

07. Induksi magnetik di sekitar arus lurus

B = 0

2

.

I

a .

41


42/77

H =

B

=B

r .0

=I

a2 .

08. Induksi Induksi magnetik pada jarak x dari pusat arus lingkaran.

B = 0

2

.

a I N

r

. .. sin

2 1 atau B = 0

2

.

a I N

r

2

3

. .

09. Induksi magnetik di pusat lingkaran.

B = 0

2

. I Na

.

10. Solenoide

Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :

B n I = 0

Bila p tepat di ujung-ujung solenoide

B n I = 0

2

11. Toroida

InB =

n =N

R2

12. Gaya Lorentz

F = B I sin

F = B.q.v sin

13.

42


43/77

Besar gaya Lorentz tiap satuan panjang

F I Ia

P Q= 0

2

14. Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Listrik

lintasan berupa : PARABOLA.

percepatan : aq E

m= .

Usaha : W = F . d = q . E .dUsaha = perubahan energi kin

Ek = q . E .d

12 2

2 1

2 1

2m v m v q E d = . .

15. Lintasan partikel jika v tegak lurus E.

tv

=

d atq E

m vX

= =12

2 12

2

2.

..

Kecepatan pada saat meninggalkan medan listrik.

v v vX Y= +2 2

v a tq E

m v

Y

X

= =..

.

Arah kecepatan dengan bidang horisontal :

tgv

vY

X

=

16. Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Magnet

Lintasan partikel bermuatan dalam medan magnet berupa LINGKARAN.

43


44/77

jari-jari : R =

m v

B q

17. Momen koppel yang timbul pada kawat persegi dalam medan magnet

= B.i.A.N.Sin

r = permeabilitas relative a = jarijari lingkaran

= permeabilitas zat r = jarak

B = induksi magnet I = kuat arus = Fluks N = banyak lilitan

H = kuat medan magnet l = panjang kawat

A = luas bidang yang ditembus F = gaya Lorentz

q = muatan listrik v = kecepatan partikel

= sudut antara v dengan B R = jari-jari lintasan partikel

44


45/77

IMBAS ELEKTROMAGNETIK

Perubahan fluks : Eind = -Ndt

d

Perubahan arus : Eind = -Ldt

di

GGL IMBAS Induktansi timbal balik : Eind1 = -M1

1

dt

di, Eind2 = -M

2

2

dt

di

Kawat memotong garis gaya : E i n d = B.l.v sin

Kumparan berputar : Eind = N.B.A. sin t

L = N i

L =

ANo2

INDUKTANSI DIRI

M = N2 1

1

i

, M = N1 2

2

i

M =

ANNo 21 (Induktansi Ruhmkorff)

Ideal : Np : Ns = Is : IpTRANSFORMATOR Np : Ns = Ep : Es

Tidak ideal : Ps = Pp

Eind = GGL induksiN = banyak lilitan

B = induksi magnetA = luas bidang permukaan/kumparan = fluks magnetL = induktansi diriI = kuat arusNp = banyak lilitan kumparan primerNs = banyak lilitan kumparan sekunderl = panjang solenoidaPp = Daya pada kumparan primerPs = daya pada kumparan sekunder

Ep = tegangan pada kumparan primer

45


46/77


47/77

Sir Isaak Newton : Teori Emisi Sumber

cahaya menyalurkan

Partikel yang kecil dan ringan berkecepatan

tinggi.

Christian Huygens : Teori Eter alam : cahaya

pada dasarnya

Sama dengan bunyi, merambat memerlukan

medium.

Thomas Young dan Augustine Fresnel l :

Cahaya dapat lentur dan berinterferensi

Jean Leon Foucault : Cepat rambat cahaya di zat cair lebih kecil daripada di

udara.

TEORI CAHAYA James Clerk Maxwell : Cahaya gelombangelektromagnetik.

Heinrich Rudolph Hertz : Cahaya geloimbangtransversal

karena Mengalami polarisasi.

Pieter Zeeman : Cahaya dapat dipengaruhi medanmagnetyang kuat.

Johannes Stark : Cahaya dapat dipengaruhi medanlistrikyang kuat.Michelson dan Morley : Eter alam tidak ada.

Max Karl Ernest Ludwig Planck : Teorikwantum cahaya.

Albert Einstein : Teori dualisme cahaya.Cahaya se-

bagai partikel dan bersifat gelombang

Merupakan gelombang elektromagnetik.Tidak memerlukan medium dalam

perambatannya

Merambat dalam garis lurus

SIFAT CAHAYA Kecepatan terbesar di dalam vakum 3.108

m/sKecepatan dalam medium lebih kecil dari kecepatan divakum.Kecepatan di dalam vakum adalah absolut tidak tergan-tung pada pengamat.

PEMANTULAN CAHAYA.

47


48/77

01.'

111

ssf+=

02. M = -s

s '= /

h

h '/

03. Cermin datar : R = sifat bayangan : maya, sama besar, tegak

n =

360- 1

04. cermin gabungan d = s1 + s2

Mtotal = M1.M2

Cermin cekung : R = positif Mengenal 4 ruangSifat bayangan : benda di Ruang I : Maya, tegak, diperbesar

Benda di Ruang II : Nyata, terbalik, diperbesarBenda di Ruang III: Nyata, terbalik, diperkecil

Cermin cembung : R = negatif sifat bayangan : Maya, tegak, diperkecil

PEMBIASAN/REFRAKSI.

01. Indeks bias nbenda =m

u

mv

c

= nbenda > 1

n relatif medium 1 thdp medium 2 n12 =1

2

1

2

2

1

==

v

v

n

n

02. benda bening datar n sin i = n sin r

03. kaca plan paralel (1) n sin i = n sin r (cari r)

(2) t = )sin(cos

rir

d

04. Prisma (deviasi) umum (1) n sin i1 = n sin r1 (cari r1)

2 (2) = r1 + i2 (cari i2)(3) n sin i2 = n sin r2 (cari r2)

(4) = i1 + r2 -

minimum syarat : i1 = r2

> 10o sin ( min + ) = 2

1sin

'

n

n

> = 10o min = )1('

n

n

48

05 P k l knnnn ''


49/77

05. Permukaan lengkung.Rss

=+'

06. Lensa tebal (1)

1

'

'

1

'

1 R

nn

s

n

s

n =+

(2)d = s1 + s2

(3)

2

'

'

22

'

R

nn

s

n

s

n =+

07. Lensa tipis )11

)(1(1

21

'

RRn

n

f=

21

111

fffgab+=

Cembung-cembung (bikonveks) R1 +, R2 -

Datar cembung R1 = tak hingga , R2 -

Cekung cembung R1 - , R2 -

Cekung-cekung (bikonkaaf) R1 - , R2 +

Datar cekung R1 = tak hingga , R2 +

Cembung cekung R1 + , R2 +

9. Lensa Konvergen (positif)'

111

ssf+=

divergen (negatif) M = -s

s'

= /h

h '/

10. Kekuatan lensa (P) P =f

1f dalam meter

P =f

100f dalam cm

n = banyak bayangan (untuk cermin datar) R = jari-jari bidang lengkung

49

= sudut antara ke dua cermin = panjang gelombang cahayaf = jarak focus P = kekuatan lensa


50/77

f = jarak focus P = kekuatan lensas = jarak benda ke cermins = jarak bayangan ke cermin

h = tinggi bendah = tinggi bayanganm = perbesaran bayangani = sudut datangr = sudut pantuln = indeks biasd = tebal kacat = pergeseran sinar = sudut pembias = deviasi

50


51/77

ALAT-ALAT OPTIK

Mata Emetropi (mata normal) pp = 25 cm ; pr =

Mata Myopi (mata dekat/rabun jauh) pp = 25 cm ; pr <

M A T A Mata Hipermetropi (rabun dekat) pp > 25 cm ; pr =

Mata Presbiopi (mata tua) pp > 25 cm ; pr <

Kaca Mata lensa Negatif (Untuk orang Myopi)

s = dan s = -pr

KACA MATA

Kaca Mata lensa Positif (Untuk orang hipermetropi)s = 25 cm dan s = -pp

Akomodasi max P = 1+f

Sd

Ditempel dimata

Tanpa Akomodasi P = f

Sd

LOUPE

Berjarak d cm dari mata D = -s + d D = daya akomodasi

P =fD

dSd

D

Sd

f

Sd

.

.+

Sd = titik baca normal

d = soby + sok

Akomodasi max

P = )1('

+fok

Sd

s

s

oby

oby

MIKROSKOP d = jarak lensa obyektif - okuler

51

Tanpa Akomadasi d = soby + fok' Sds


52/77

P = )(fok

Sd

s

s

oby

oby

Akomodasi max d = foby + sok

P = )(Sd

fSd

f

fok

ok

oby +

TEROPONG BINTANG

Tanpa akomodasi d = foby + fok

P =ok

oby

ff

Pp = titik jauh mataPp = titik dekat matas = jarak bayangans = jarak benda ke lupP = kekuatan lensad = jarak lensa obyektif dengan lensa okuler

ARUS BOLAK-BALIK

Osiloskop = mengukur tegangan max

E=Emax. Sin .tEefektif= yang diukur oleh voltmeter

Emax = yang belum terukur

Epp = dari puncak ke puncak

52

= frekwensi anguler

t = waktu


53/77

t wa tu

Vmax =tegangan maksimum

Imax = Arus maksimumT = periode

Eefektif=2

maxV

Iefektif=2

maxi Iefektif = Imax{

T

dtTT 0

2 )2

(sin1

}

Epp = 2.Emax

I. Resistor pada DC-AC

II. Induktor (L) pada DC-AC

Xl = reaktansi induktif

dt

taxLE

.sin.dim =

tiLE .cos.max.. = LXl .=

(satuan XL = ohm)

III. Capacitor pada DC-AC

53

C = kapasitas kapasitor

Q=C.V


54/77

Q

Xc = reaktansi kapasitif

dt

Vdc

dt

dQi

.==

dt

tdVci

.sin.max. =

tVci .cos.max.. =

XC =C

1

(Satuan XC = 0hm)

IV. R-L-C dirangkai seri

1. LXl .. =

2.C

Xc.

1

=

3. Gambar fasor

4. 22 )( XcXlRZ +=

5. Z

Ei

=6. RiVab .= 22 VlVrVac +=

XciVcd

XliVbc

.

.

=

=22)( VcVlVrVad

VcVlVbd

+=

=

7. Daya=Psemu.cos

Daya=Psemu.Z

R

Psemu = V.I (Volt Amper)a. > XcXl RLC bersifat induktif

V mendahului I dengan beda fase

b. = XcXl RLC resonansiZ = R kuat arus paling besar, karena hambatan total paling kecil.

CLf

.

1

2

1

= CLT .2=

c. > XlXc RLC bersifat capasitifI mendahului V dengan beda fase

54

8 t XCXL


55/77

8. tg =R

Z = Impedansi

= sudut fase

L = induktansi diri

f = frekwensi

T = periode

R = hambatan

PERKEMBANGAN TEORI ATOM

- Atom-atom merupakan partikel terkecil dari suatu zat

- Atom-atom suatu zat tidak dapat diuraikan menjadipartikel

Yang lebih kecil.- Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi unsur

lain.- Atom-atom setiap zat adalah identik, artinya

mempunyaiBentuk, ukuran dan massa yang sama.

DALTON - Atom suatu zat berbeda sifat dengan atom zatlain.

- Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsuryang berlainan dapat membentuk senyawa.

- Pada suatu reaksi atom-atom bergabung menurutperban-

Dingan tertentu.

55

- Bila dua macam atom membentuk dua macam senyawaAtau lebih, maka perbandingan atom-atom yang samadalam kedua senyawa itu sederhana


56/77

dalam kedua senyawa itu sederhana.

KELEMAHANNYA.- Atom tidak dapat dibagi lagi bertentangan dengan

ekspe-Rimen.

- Dalton tidak membedakan pengertian atomdan molekul

Satuan molekul juga disebut atom.- Atom merupakan bola kecil yang keras dan padat ber-

Tentangan dengan eksperimen Faraday dan J.J Thomson

- Atom merupakan suatu bola yang mempunyai muatanPositif yang terbagi merata ke seluruh isi atom.

TEORI J.J THOMSONATOM - Muatan positif dalam atom ini dinetralkan

oleh elektron-Elektron yang tersebar diantara muatan-muatan positifItu dan jumlah elektron ini sama dengan jumlah muatanPositif.

KELEMAHANNYA.

- Bertentangan dengan percobaan Rutherford denganham-Buran sinar Alfa ternyata muatan positif tidak meratana-Mun terkumpul jadi satu yang disebut INTI ATOM.

- Atom terdiri dari muatan-muatan positif, di manaseluruhMuatan posoitif dan sebagian besar massa atomterkumpul ditengah-tengah atom yang disebut denganINTI ATOM.

- Di sekeliling inti atom, pada jarak yang relatif jauhberedar

RUTHERFORD Lah elektron-elektron mengelilingi inti atom.

- Muatan inti atom sama dengan muatan elektron yang

me-ngelilingi inti, sehingga atom bersifat netral.

KELEMAHANNYA.

- Model atom ini tidak dapat menunjukkan kestabilanatomAtau tidak mendukung kemantapan atom.

- Model atom ini tidak dapat menunjukkan bahwaspektrumAtom-atom Hidtrogen adalah spektrum garis tertentu.

56

Pengukuran massa elektron oleh : J.J. Thomson dengan percobaan Tetes Minyak Milikan.


57/77

SINAR KATODA Partikel bermuatan negatif

Sifat : - Bergerak cepat menurut garis lurus keluar tegak lurus dari katoda.- Memiliki energi- Memendarkan kaca- Membelok dalam medan listrik dan medan magnet.

MODEL ATOM BOHR DIBUAT BERDASARKAN 2 POSTULATNYA YAITU :

1. Elektron tidak dapat berputar dalam lintasan yang sembarang, elektron hanya dapatberputar pada lintasan tertentu tanpa memancarkan energi. Lintasan iniDisebut lintasan stasioner. Besar momentum anguler elektron pada lintasan

Stasioner ini adalah : mvr =2

nh

n disebut bilangan kwantum (kulit) utama.

2. Elektron yang menyerap energi (foton) akan berpindah ke lintasan yang ener-ginya tinggi, dan sebaliknya.

1. Ep = -kr

e 2

2. Ek = - kr

e 2

3. Etotal = - kr

e 2

4. r = 22

2

)2

(

h

kme

n

5. r1 : r2 : r3 : = 12 : 22 : 32 :

6. )11

(1

22

BA nnR =

R = tetapan Ridberg R = 1,097.107 m-1

Deret Lyman nA = 1 nB = 2, 3, 4 .Deret Balmer nA = 2 nB = 3, 4, 5, .Deret Paschen nA = 3 nB = 4, 5, 6, .Deret Brackett nA = 4 nB = 5, 6, 7, .Deret Pfund nA = 5 nB = 6, 7, 8, .

max fmin nB = 1 lebihnya dari nA

min fmax nB =

Energi stasioner E = eV

n

2

6,13

57

05. Energi

Energi Pancaran E = 13 6 ( )11

22 eV E = h f (J)


58/77

Energi Pancaran E 13,6 ( )22BA nn

eV E h.f (J)

e = muatan electronr = jari-jari lintasan electronEp = Energi potensialEk = energi kineticn = bilangan kuantumr = jari-jari lintasan electron = panjang gelombangh = tetapan Planck

RADIOAKTIVITAS

Adanya Fosforecensi : berpendarnya benda setelah disinari.

Dasar penemuan

Adanya Fluorecensi : berpendarnya benda saat disinari.

Penemu: Henry Becquerel

Menghitamkan filmDapat mengadakan ionisasiDapat memendarkan bahan-bahan tetentu

Sifat-sifat Merusak jaringan tubuhDaya tembusnya besar

Sinar

Macam sinar Sinar Penemu: Pierre Curie dan Marrie CurieSinar

58

Urutan naik daya tembus: Sinar , Sinar , Sinar

Urutan naik daya ionisasi: Sinar , Sinar , Sinar


59/77

x x x x x x x x x x x

B x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

01. I = Io e- x

02. HVL nilai x sehingga I = Io HVL =

693,02ln=

03. ZXA N = A Z

04. Deffect massa = ( mproton + mnetron) minti

05. Eikat inti = {( mproton + mnetron) minti }.931 MeV m dalam sma

= {( mproton + mnetron) minti }.c2 m dalam kg

ZXA Z-2XA-4 atau ZXA Z-2XA-4 +

06. Hukum Pergeseran ZXA Z+ 1XA atau ZXA Z+ 1XA +

Jika memancarkan tetap

07. T =

2ln693,0=

8. R = . N

9. N = No.2-t/T

10. D =m

E

11. Ereaksi = ( msebelum reaksi - msesudahreaksi ).931 MeV m dalam sma.

= ( msebelum reaksi - msesudahreaksi ).c2 m dalam kg

12. Reaksi FISI Pembelahan inti berat menjadi ringanTerjadi pada reaktor atom dan bom atomMenghasilkan Energi besar < enerfi reaksi FUSIDapat dikendalikan.

Reaksi FUSI Penggabungan inti ringan menjadi inti beratTerjadi pada reaksi di Matahari dan bom hidrogen

Tidak dapat dikendalikan.

59

Pencacah Geiger Muller (pulsa listrik)T b Si til i ( l li t ik)


60/77

Tabung Sintilasi (pulsa listrik)

13. ALAT DETEKSI Kamar kabut Wilson (Jejak lintasan saja)Emulsi film

X = nama atom / unsurez = nomor atoma = nomor massap = protonn = netronm = massa

T = waktu paruhN = jumlah inti yang belum meluruhNo = jumlah inti mula2 = konstanta peluruhant = lamanya berdesintegrasiR = aktivitas radioaktif

60


61/77

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Momen: Momen Gaya : =F.l.sin Momen Kopel : dua gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah, besarnya =

F.d

Kesetimbangan Translasi : Fx=0, Fy=0Kesetimbangan Rotasi : =0Kesetimbangan translasi dan Rotasi : F=0, =0

Kesetimbangan Stabil (mantap) :Apabila gaya dihilangkan, akan kembali ke kedudukan semula.

Kesetimbangan (titik berat benda akan naik)Kesetimbangan Indeferen :Gaya dihilangkan, setimbang di tempat berlainan(titik berat benda tetap)Keseimbangan labil :Apabila gaya dihilangkan, tidak dapat kembali semula.(titik berat benda akan turun)

TITIK BERAT BENDA

Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama ).

a. Untuk benda linier ( berbentuk garis )

xl x

l

n n0 =

.y

l y

l

n n0 =

.

b. Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ), maka :

x A xA

n n0 = . y A y

An n

0 = .

c. Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

xV x

V

n n

0 = .

yV y

V

n n

0 = .

Sifat - sifat:

1. Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri, maka titik beratnya

terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut.

61

2. Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak tergantung pada posisi benda.

3. Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu ) maka titik

beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.


62/77

Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis, makatitik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut.

Fx = resultan gaya di sumbu xFy = resultan gaya di sumbu y = jumlah momen gaya

Tabel titik berat teratur linier

Nama benda Gambar benda letak titik berat keterangan1. Garis lurus

x0 =12

lz = titik tengah

garis

2. Busur lingkarany R

tali busur AB

busur AB0 =

R = jari-jari lingkaran

3. Busur setengah

lingkarany

R0

2=

Tabel titik berat benda teratur berbentuk luas bidang homogen

Nama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan1. Bidang segitiga

y0 =13

tt = tinggi

z = perpotongan

garis-garis berat

AD & CF

62

2.Jajaran genjang,

Belah ketupat,

Bujur sangkar y0 =12

tt = tinggi

z = perpotongan


63/77

Persegi panjang diagonal AC danBD

3. Bidang juring

lingkaran y Rtali busur AB

busur AB0

23=


4.Bidang setengah

lingkarany

R0

4

3=


Tabel titik berat benda teratur berbentu bidang ruang homogen

Nama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan1. Bidang kulit

prisma z pada titik

tengah garis z1z2 y0

= 12 l

z1 = titik berat

bidang alas

z2 = titik berat

bidang atas

l = panjang sisitegak.

2. Bidang kulit

silinder.

( tanpa tutup ) y0 =12

t

A = 2 R.t

t = tinggi

silinder

R = jari-jari

lingkaran alas

A = luas kulit

silinder

63

3. Bidang Kulit

limasTz =

13

T TTT = garis

tinggi ruang


64/77

4. Bidang kulit

kerucutzT =

13

T TT T = tinggi

kerucut

T = pusat

lingkaran alas

5. Bidang kulit

setengah bola.y0 =

12

RR = jari-jari

Tabel titik berat benda teratur berbentuk ruang, pejal homogen

Nama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan

1. Prismaberaturan.

z pada titik tengahgaris z1z2

y0 =12

l

V = luas alas kali

tinggi

z1 = titik beratbidang alas

z2 = titik berat

bidang atas

l = panjang sisi

tegak

V = volume

prisma

2. Silinder Pejal

y0 =12

t

V = R2 t

t = tinggi silinder

R = jari-jari

lingkaran alas

64

3. Limas pejal

beraturany0 =

14

T T

T T = t = tinggi

limas beraturan


65/77

=14

t

V = luas alas x

tinggi

34. Kerucut pejal

y0 =14

t

V =13

R2 t

t = tinggi kerucut

R = jari-jari

lingkaran alas

5. Setengah bola

pejaly0 =

38

RR = jari-jari bola.

TEORI KINETIK GASGAS IDEAL

1. Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom ataupun molekul-molekul ) dalam jumlah

yang besar sekali.

2. Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang.

65

3. Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil.

4. Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-partikel, sehingga

ukurtan partikel dapat diabaikan.


66/77

5. Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila bertumbukan.6. Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting

sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding dianggap licin dan

tegar.

7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

1. nN

N=

0

2.vras =

m

kT3

03. mM

N= dan k

R

N=

0

04. vras =

3RT

M

05. Pada suhu yang sama, untuk 2 macam gas kecepatannya dapat dinyatakan :

vras1 :

vras2 =

1

1

M:

2

1

M

06. Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :

vras1 :

vras2 = T1 : T2

07.

Vras

Lt

2=

08. FN m V ras

L=

3

2

.

09.

V

rasVmNP

2

.3

= atau rasVP 23

1=

10. PN

mV rasN

EkV V= =2

3

2

312

2

. .

11. P . V = K . T atau P . V = N. k .T

k = Konstanta Boltman = 1,38 x 10-23 joule/0K

12. P . V = n R T dengan nN

N=

0

R = 8,317 joule/mol.0K

66

= 8,317 x 107 erg/mol0K

= 1,987 kalori/mol0 K

= 0,08205 liter.atm/mol0K


67/77

13. P RMr

T= atau P R T Mr = . atau = P MrR TT.

.

14.2

22

1

11 ..

T

VP

T

VP=

Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.

15. TNkEk .2

3=

P = tekanan gas idealN = banyak partikel gas

m = massa 1 pertikel gas

V = volume gas

v = kecepatan partikel gas

n = jumlah mol gas

No = bilangan Avogadro

R = tetapan gas umum

M = massa atom relatifk = tetapan boltzman

Ek = energi kinetic

vras = kecepatan partikel gas ideal

= massa jenis gas ideal

T = suhu

HUKUM TERMODINAMIKA

01. cp - cv = R

cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan.

cv= kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan.

02. panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut:a. Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa :

Pc R=5

2 VcR=

3

2 = =

P

V

cc

1 6 7,

b. Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa :

67

Pc R=7

2 VcR=

5

2 = =

Pc 1 4,


68/77

Vc = konstanta Laplace.03. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p.V

04. Energi dalam suatu gas Ideal adalah : U n R T =3

2. .

05.HUKUM I TERMODINAMIKA

Q = U + W

Q = kalor yang masuk/keluar sistem

U = perubahan energi dalam

W = Usaha luar.

PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.

Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.( lihat gambar ).

sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

V

T

V

T

1

1

2

2

=

Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut :

Pemanasan Pendinginan

W =Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar )

68


69/77

Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.

Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :

P

T

P

T

1

1

2

2

=

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut :


V = 0 ------- W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

Q = U2 - U1

Q = U

U = m . cv ( T2 - T1 )

3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.Selama proses suhunya konstan.( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.

P1 V2 = P2 V2

Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :


T2 = T1 --------------> U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

W P VV

VP V

V

V= =1 1

2

1

2 22

1

( ln ) ( ln )

69

W P VP

PP V

P

P= =1 1

1

2

2 21

2

( ln ) ( ln )

W R T

V

R T

V1

22

2

( l ) ( l )


70/77

W n R T V n R T V= =1

1

2

1( ln ) ( ln )

W n R T P

Pn R T

P

P= =1

1

2

21

2

( ln ) ( ln )

ln x =2,303 log x

4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0( lihat gambar )

Sebelum proses Selama/akhir prosesoleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-GayLussac

PVT

P VT

1 1

1

2 2

2

=

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa :

Pengembangan Pemampatan

Q = 0 ------ O = U + WU2 -U1 = -W

T1.V1 -1

= T2.V2 -1

W = m . cv ( T1 - T2 ) atau W =

P V1 1

1

.

( V2

-1- V1

-1)

P1.V1

= P2.V2

06. HUKUM II TERMODINAMIKA

70


71/77

=Energi yang bermanfaat

Energi yang asukkandim

= = WQ

Q QQ2

2 1

2

= ( )1 100%1

2

Q

Q

Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula :

= ( )1 100%1

2

T

TT = suhu = efisiensiP = tekananV = volumeW = usaha

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang Elektromagnet : Rambatan perubahan medan listrik dan medan magnet

Vektor perubahan medan listrik tegak lurus vektor perubahanmedan magnet

Ciri-ciri GEM : Menunjukkan gejala : pemantulan, pembiasan difraksi,polarisasi

diserap oleh konduktor dan diteruskan oleh isolator.

Coulomb : Muatan listrik menghasilkan medan listrikyang kuat

Oersted : Di sekitar arus listrik ada medan magnet

71


72/77

S = Intensitas rata-rata


73/77

OPTIKA FISIS

Sinar yang dapat diuraikan PolikromatikCAHAYA Sinar yang tak dapat diuraikan Monokromatik

Dalam ruang hampa cepat rambat sama besarfrekwensi masing warna beda

Pj. Gelomb masing warna beda

Merah ( dan v terbesar)JinggaKuning

DISPERSI (PERURAIAN WARNA) HijauBiruNila

Ungu (n, , f dan Efoton terbesar)

Benda bening r = /rm ru/

Plan paralel t = /tm tu/

Prisma = u - m

Lensa s = /sm su/

f = /fm fu/

73

MENIADAKAN DISPERSI : Prisma Akromatik

(nu nm) = (nu nm)

Lensa Akromatik.11


74/77

gabungugabmerah ff

11=

=+ )11

)(1()11

)(1(21

'

21 RRn

n

RRn

nmm )

11)(1()

11)(1(

21

'

21 RRn

n

RRn

nuu +

Flinta Kerona Flinta Kerona

PRISMA PANDANG LURUS (nh 1) ) = (nh 1) )

Max 2

1

)2(

.

k

dp

=Cermin Fresnell

Min 2

1)12(

. = kdp

Max

2

1)2(

.k

dp =

Percobaan Young

Min 2

1)12(

. = kdp

INTERFERENSI

(Syarat : Koheren)(A, f, sama)

Max rk2 = R (2k-1)Cincin Newton(gelap sbg pusat) Min rk2 = R (2k)

Max 2n d cos r = (2k-1) Selaput tipis

Min 2n d cos r = (2k)

Max d sin = (2k + 1)

74

Celah tunggalMin sin = (2k)

DIFRAKSI

Max d sin (2k)


75/77

Max d sin = (2k) Kisi

Min d sin = (2k 1)

k = 1, 2, 3 . . . .

Daya Urai (d) d = 1,22D

L.L = jarak ke layar

D = diameter lensan = indeks bias d = tebal lapisan = deviasi r = sudut bias = sudut pembias rk = jari-jari cincin terang ke k = panjang gelombang cahaya R = jari-jari lensap = jarak terang dari pusat = sudut difraksi/deviasik = orde garis terang/gelap f = fokus

75


76/77

DUALISME GELOMBANG CAHAYA


77/77

DUALISME GELOMBANG CAHAYAa. Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikanb. Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi; semakin besar f, makin

besar pula kecepatan elektron yang diemisikan

fhE .= E = Energih = tetapan Planck

0EEkE += f = frekwensi

aEEk = c = kecepatan cahaya 0

2 ..2

1hffhVm = v = kecepatan

=

0

2

2

1

CChmV a = energi ambang

=

0

11..

chEk m = massa

= panjang gelombang

hp

C

fhPfoton == ;

.p = momentum

p=momentum Ek = Energi kinetik

Hypotesa de Broglie

f

c=

Vm

h

p

h

.== Ekmp ..2=

Catatan penting :Ek=54 ev = 54.1,6.10-19 JouleMassa 1e = 9,1.10-31 kg

Hamburan Compton : ( ) cos1.

.

'

0

=

cm

h

77

2871388 fisika us fisika sma

Documents