Endarko, dkk

BUKU AJAR

FISIKA JILID 3 UNTUK SMK TEKNOLOGI

SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang

BUKU AJAR

FISIKA JILID 3 UNTUK SMK TEKNOLOGI Untuk SMK Penulis : Endarko

Melania Suweni Muntini Lea Prasetio Heny Faisal

Editor : Darminto Perancang Kulit : Tim Ukuran Buku : 18,2 x 25,7 cm Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

END ENDARKO f Buku Ajar Fisika Jilid 3 untuk SMK Teknologi /oleh

Endarko, Melania Suweni Muntini, Lea Prasetio, Heny Faisal ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

xi. 194 hlm Daftar Pustaka : A1-A2 Glosarium : B1-B7 ISBN : 978-602-8320-29-0

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan SekolahMenengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar danMenengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatanpenulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta bukuteks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruansangat sulit didapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan StandarNasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telahdinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam prosespembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruhpenulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh parapendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada DepartemenPendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak,dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaanyang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yangditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akanlebih memudahkan bagi masyarakat khususnya para pendidik dan peserta didikSMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeriuntuk mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada parapeserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkanbuku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkanmutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008

Direktur Pembinaan SMK

iii

ii

KATA PENGANTAR

Seiring dengan dibukanya peluang bagi semua siswa lulusan

dari berbagai jenis sekolah menengah, baik yang bersifat sekolah menengah umum, kejuruan ataupun keagamaan, serta tidak ada lagi pembedaan terhadap kelompok IPA, IPS ataupun kelompok Bahasa, agar siswa lulusannya dapat berkompetisi masuk di perguruan tinggi, maka sebagai konsekuensinya adalah pemerintah harus menyediakan, mengelola dan membina terhadap fasilitas software maupun hardware untuk sekolah menengah kejuruan dan sekolah menengah keagamaan yang mengalami ketertinggalan dibandingkan dengan sekolah menengah umum, akibat adanya perubahan kebijakan tersebut.

Dalam upaya peningkatan kualitas pendidikan dan pengajaran

mata pelajaran Fisika untuk Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) se Indonesia, maka pihak Direktorat Pendidikan Sekolah Menengah dan Kejuruan melakukan kerjasama dengan salah satu perguruan tinggi teknik dalam hal ini Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS). Karena ITS telah memiliki pengalaman dalam membina mahasiswa baru yang berasal dari kelompok sekolah menengah kejuruan untuk ikut program pembenahan tersebut.

Pencanangan tahun 2015 oleh pemerintah agar perbandingan

jumlah siswa SMU terhadap SMK adalah 30 prosen dibanding 70 prosen, yaitu terbalik dari kondisi sekarang, merupakan langkah yang harus diikuti dengan berbagai pembenahan. Pembenahan dapat dimulai dari penyediaan buku ajar yang berbahan baku standar, lengkap dan disajikan secara lebih populer, yaitu mudah dipahami. Permasalahan di lapangan adalah keberagaman sistem pengelolaan sekolah menengah kejuruan di berbagai daerah sudah lama dilepas dengan porsi kurikulum terbesarnya pada muatan lokal, dengan spesialisasi yang terlalu sempit, karena kebijakan bahwa SMK harus padu dan terkait dengan kebutuhan lingkungan (industri) terdekatnya.

Dalam pelaksanaan pengajaran mata pelajaran Fisika, pada

umumnya para guru SMK, belum mempunyai pedoman yang seragam dan tegas. Tiap SMK memiliki arahan tersendiri. Guru lebih memilih untuk meracik sendiri materi yang akan diberikan kepada siswanya dari berbagai buku fisika yang teersedia. Untuk SMK berkualitas,

iii

seringkali terjebak dalam standar kurikulum yang disesuikan dengan selera industri pemakai tenaga lulusannya.

Program penyediaan buku, selalu dibarengi dengan

pernyesuaian lamanya waktu yang dibutuhkan untuk pelaksanan di lapangan, penyiapan guru pengajarnya, upaya mendapatkan umpan balik, revisi buku dan pembakuan kurikulum. Diharapkan semua program hendaknya dapat dijalankan dengan tanpa mendikte ataupun dengan pemaksaan, karena harus mengejar target waktu agar cepat terselesaikan, sedangkan di lapangan masih dibutuhkan suatu panduan yang lebih implementatif dan aplikatif. Hal ini mengingat SMK telah berjalan dengan budaya dan mapan dengan lingkungannya. Perubahan hendaknya secara bertahap dan dengan kesadaran institusinya serta sesuai tuntutan lingkungan dan lapangan kerja lulusannya.

Demikian kami sampaikan penghargaan dan terima kasih yang

sebesarbesarnya kepada Direktorat Pendidikan Sekolah Menengah dan Kejuruan Depdiknas atas terselenggaranya kerjasama ini, sehingga menggugah kesadaran para guru dan dosen akan tanggung jawabnya terhadap kualitas pendidikan di Sekolah Menengah Kejuruan, semoga Allah SWT membalas dedikasi dan amal baik tersebut.

Surabaya, Juni 2008

Tim Penyusun

Endarko, Lea Prasetio, Melania Suweni Muntini, Heny Faisal

iv

DAFTAR ISI

KATA SAMBUTAN ....................................................................... i KATA PENGANTAR.................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................ iv BUKU JILID 1 BAB 1 ..........................................................................................1 BESARAN DAN SATUAN ...........................................................1

1.1 BESARAN DAN SATUAN.............................................3 1.2 STANDAR SATUAN BESARAN ...................................5 1.3 MACAM ALAT UKUR....................................................8 1.4 KONVERSI SATUAN ..................................................15 1.5 DIMENSI ......................................................................17 1.6 ANGKA PENTING........................................................19 1.7 NOTASI ILMIAH (BENTUK BAKU) .............................21 1.8 PENGUKURAN...........................................................21 1.9 VEKTOR......................................................................26 1.10 RANGKUMAN.............................................................35 1.11 TUGAS MANDIRI........................................................35 1.12. SOAL UJI KOMPETENSI............................................37

BAB 2 ........................................................................................42 MENERAPKAN HUKUM GERAK DAN GAYA ..........................42

2.1 GERAK DAN GAYA ....................................................47 2.2 GERAK LURUS BERATURAN (GLB).........................48 2.3 GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB) ....50 2.4 HUKUM - HUKUM NEWTON TENTANG GERAK ......56 2.5 GERAK BENDA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN KATROL ................................................................................61 2.6 BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING ...........62 2.7 GAYA GESEK.............................................................62 2.8 GERAK MELENGKUNG .............................................66 2.9 KEGIATAN ..................................................................75 2.10 RANGKUMAN.............................................................76 2. 11 SOAL UJI KOMPETENSI............................................77

BAB 3 ........................................................................................85

v

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR 85

3.1 DINAMIKA ROTASI .................................................... 87 3.2. KECEPATAN DAN PERCEPATAN ANGULAR.......... 88 3.3. TORSI DAN MOMEN INERSIA .................................. 91 3.4. PEMECAHAN MASALAH DINAMIKA ROTASI DENGAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK ........................... 97 3.5. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM SUDUT........... 101 3.6 KESETIMBANGAN BENDA...................................... 103 3.7 RANGKUMAN........................................................... 109 3.8 SOAL KOMPETENSI ................................................ 110

BAB 4 .................................................................................. 113 USAHA DAN ENERGI..............