kisi-kisi uas fisika smk

Upload: abbach-annom-t-coullond

Post on 07-Mar-2016

209 views

Category:

Documents


10 download

DESCRIPTION

untuk bahan refferensi

TRANSCRIPT

  • Gurendo Utomo, S.Pd KISI-KISI UJIAN SEKOLAH

    SMK MUHAMMADIYAH 2 SUKOHARJO

    MATA DIKLAT : FISIKA TEKNOLOGI

    KELAS/TINGKAT : XII (SEMUA JURURSAN)

    TAHUN AJARAN : 2014-2015

    1. Indikator: Menentukan pasangan besaran pokok

    Materi: Besaran dan satuan

    Besaran: sesuatu yang mempunyai nilai dan satuan yang dapat diukur. Besaran dibagi menjadi 2 yaitu besaran pokok

    dan turunan. Besaran pokok ditetapkan 7 besaran yaitu:

    No Besaran Pokok Satuan (SI) Alat Ukur

    1 Panjang Meter (m) Mistar, jangka sorong, micrometer skrup

    2 Massa Kg Timbangan, neraca

    3 Waktu Second (s) Jam, stopwatch

    4 Suhu Kelvin (K) Termometer

    5 Kuat Arus Ampere (A) Amperemeter

    6 Jumlah Zat Mole (mol)

    7 Intensitas Cahaya Candela (Cd)

    Besaran turunan: besaran yang diturunkan dari besaran-besaran pokok contoh kecepatan, percepatan, luas volume,

    gaya, massa jenis, berat dll

    Contoh soal:

    1) Perhatikan tabel berikut:

    No Besaran Satuan Alat Ukur

    1

    2

    3

    4

    Panjang

    Suhu

    Massa

    Waktu

    Meter

    Celcius

    KiloGram

    Menit

    Penggaris

    Termometer

    Timbangan

    Jam tangan

    Dari tabel diatas yang merupakan pasangan besaran pokok dan satuannya dalam SI beserta alat ukurnya yang

    benar adalah ...

    a. 1, 2 dan 3 d. 4 saja

    b. 1 dan 3 e. Semua benar

    c. 2 dan 4

    JAWAB: B

    2. Indikator: Menghitung perlambatan, diketahui V0 dan S.

    Materi : GLBB di perlambat

    Ciri: - kecepatan berubah karena memiliki percepatan

    Karena memiliki percepatan, maka geraknya ada yang dipercepat (kecepatan tambah besar) dan geraknya

    diperlambat (kecepatan mengecil). Persamaan GLBB:

    a. tavvt .0

    b. 2

    21

    0 ... tatvS

    c. Savvt ..22

    0

    2 (digunakan)

    Contoh Soal:

    2) Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan awal 72 km/jam kemudian direm hingga berhenti pada jarak 8 meter

    dari tempat mulai pengereman. Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada mobil?

    a. 5 m/s2 d. 25 m/s2

    b. 10 m/s2 e. 50 m/s2

    c. 20 m/s2

    JAWAB: D

    Penyelesaian:

    V0 = 72 km/jam = 20 m/s

    Vt = 0 (berhenti)

  • Gurendo Utomo, S.Pd S = 8 m

    a = ..... ?

    Kita gunakan rumus:

    Savvt ..22

    0

    2

    8..2)20(0 22 a

    a.164000

    2516

    400.16400

    aa m/s2

    3. Indikator: Menghitung tinggi menara diketahui waktu sampai tanah

    Materi: Gerak jatuh bebas

    Gerak jatuh bebas adalah gerak benda tanpa kecepatan awal (v0 = 0 ). Gerak jatuh bebas merupakah contoh gerak

    GLBB, sehingga persamaan gerak jatuh bebas merupakan penurunan dari gerak GLBB.

    a. tgvvt .0

    b. 2

    212

    21

    0 ..... tghtgtvh (digunakan)

    c. hgvt ..22

    Contoh Soal:

    3) Sebuah benda dijatuhkan dari ujing sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda sampai ditanah

    (g = 10 m/s2). Tinggi menara tersebut ...

    a. 40 m d. 15 m

    b. 25 m e. 10 m

    c. 20 m

    JAWAB: C

    Penyelesaian:

    t = 2 detik

    g = 10 m/s2

    h = ....?

    Kita gunakan rumus:

    20)4)(10()2)(10(.212

    212

    21 tgh m

    4. Indikator: Menghitung frekuensi putaran, diketahui kecepatan dalam RPM

    Materi: Gerak rotasi

    Contoh Soal:

    Sebuah benda berputar dengan kecepatan 300 RPM. Maka besar frekuensi putaran benda adalah ...

    a. 1 Hz d. 4 Hz

    b. 2 Hz e. 5 Hz

    c. 3 Hz

    JAWAB: E

    300 RPM = Hz5s60

    putaran300

    5. Indikator: Menghitung momen gaya

    Materi: Momen Gaya (Torsi)

    Momen gaya (Torsi) merupakan hasil kali cros product antara gaya dengan lengan gaya nya. Arah gaya dan lengan

    gaya harus saling tegak lurus,

    sin.LFFxL

    Contoh Soal:

    Batang AB panjangnya 2 meter dengan poros di titik A dengan gaya F = 12 N yang membentuk sudut 600. Besar

    momen gaya yang terjadi pada batang AB adalah ...

    a. 6 Nm d. 12 Nm

    b. 6 3 Nm e. 12 3 Nm

    c. 12 2 Nm

  • Gurendo Utomo, S.Pd JAWAB: E

    Gunakan persamaan momen gaya:

    312)3(2460sin)2)(12(sin.210 LF Nm

    6. Indikator: Menghitung jumlah momentum

    Materi: Momentum

    Momentum merupakan hasil kali antara massa (m) dengan kecepatan gerak (v);

    P = m.v

    Resultan momentum:

    - Bila arah momentum sama, maka momentum total dijumlahkan;

    Ptot = P1 + P2 = m1v1 + m2v2

    - Bila arah momentum berlawanan, maka momentum total dikurangkan:

    Ptot = P1 - P2 = m1v1 - m2v2

    - Biala arah momentum saling tegak lurus (900), maka gunakan rumus phytagoras:

    2

    2

    2

    1 PPPtot

    Contoh Soal:

    Sebuah mobil bermassa 1000 kg sedang bergerak ke timur dengan kelajuan 20 m/s, dan sebuah truk bermassa 2500

    kg sedang bergerak ke utara dengan kelajuan 15 m/s. Besar momentum total keduanya adalah ...

    a. 17.500 N.s d. 52.000 N.s

    b. 32.500 N.s e. 57.500 N.s

    c. 42.500 N.s

    JAWAB: C

    m1 = 1000 kg, v1 = 20 m/s p1 = m1.v1 = (1000).(20) = 20.000 N.s

    m2 = 2500 kg, v2 = 15 m/s p2 = m2.v2 = (2500).(15) = 37.500 N.s

    Arah timur dan utara saling tegak lurus, maka kita gunakan rumus phytagoras:

    )375200()100()500.37()000.20( 222222

    2

    2

    1 PPPtot

    )425.(100625.180100)625.140000.40()100( 2 totP

    500.42totP N.s

    7. Indikator: Menghitung energi potensial

    Materi: Energi Potensial

    Energi potensial dalam mekanik yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas:

    hgmEpg .. energi potensial gravitasi

    2

    21 .. xkEpp energi potensial pegas

    Contoh Soal:

    Berapa energi potensial sebutir kelapa yang massanya 1 kg dan masih tergantung di pohonnya dengan ketinggian 10

    m (g = 10 m/s2)?

    a. 0,1 joule d. 100 joule

    b. 1 joule e. 1000 joule

    c. 10 joule

    JAWAB: D

    Kita gunakan persamaan energi potensial gravitasi:

    100)10)(m/s10).(kg1(.. 2 mhgmEpg joule

    8. Indikator: Menghitung Daya, diketahui : gaya (F), perpindahan (S) dan waktu (t)

    Materi: Daya

    Daya merupakan energi/usaha yang digunakan tiap satu satuan waktu:

    t

    WP

    waktu

    UsahaEnergiP

    /

  • Gurendo Utomo, S.Pd

    t

    sFP

    . (digunakan)

    Contoh Soal:

    Seorang anak mendorong mobil dengan gaya konstan 100 N sehingga mobil berpindah sejauh 5 meter dalam waktu

    25 detik. Besar gaya yang dilakukan anak tersebut adalah ....

    a. 12.500 Watt d. 5 watt

    b. 500 watt e. 4 watt

    c. 20 watt

    JAWAB: C

    F = 100 N

    S = 5 m

    T = 25 detik

    Kita gunakan persamaan daya dengan usaha:

    525

    500

    25

    )5).(100(.

    t

    sFP watt

    9. Indikator: Menghitung pertambahan panjang pegas

    Materi: Pegas

    Persamaan gaya pegas:

    Fp = k.x Keterangan:

    Fp = gaya pegas .... N

    K = konstanta pegas .... N/m

    x = pertambahan panjang pegas .... m

    Contoh Soal:

    Sebuah pegas memiliki konstantan 100 N/m. Apabila pegas ditarik dengan gaya 2 N, maka secara analisis, panjang

    pegas akan bertambah panjang ...

    a. 4 cm d. 1 cm

    b. 3 cm e. 0.5 cm

    c. 2 cm

    JAWAB: C

    Kita gunakan persamaan gaya pegas:

    Fp = k.x cm202.0N/m100

    N2 m

    k

    Fpx

    10. Indikator: Menghitung gaya pada pegas

    Materi: Pegas

    Contoh Soal:

    Sebuah pegas saat ditarik dengan gaya 5 N akan bertambah panjang 4 cm. Berapakah besar gaya yang harus

    diberikan pada pegas agar bertambah panjang 10 cm?

    a. 2 N d. 12,5 N

    b. 2,5 N e. 200 N

    c. 8 N

    JAWAB: D

    Kita gunakan perbandingan gaya pegas:

    cm10

    cm45

    .

    .

    22

    1

    2

    1

    F

    N

    xk

    xk

    F

    F

    N5,124

    50

    )10).(5(.4

    2

    2

    F

    F

    11. Indikator: Hukum bejana berhubungan

    Materi: Hukum bejana berhubungan

  • Gurendo Utomo, S.Pd

    12. Indikator: Dongkrak hidrolik, menghitung gaya pada penampang besar

    Materi: Hukum Pascal

    Hukum pascal = besar tekanan zat cair dalam ruang tertutup adalah sama besar dan kesegala arah. Contoh penerapan:

    dongkrak hidroulik, rem hidroulik dll

    Contoh Soal:

    Sebuah dongkrak hidroulik dengan luas penghisap kecil A1 = 2 cm2 dan luas penghisap besar A2 = 60 cm

    2 digunakan

    untuk mengangkat beban. Bila pada penghisap kecil diberikan gaya sebesar 10 N, maka besar gaya maksimum yang

    dapat diangkat pada penghisap besar adalah ...

    a. 120 N d. 1200 N

    b. 300 N e. 1800 N

    c. 600 N

    JAWAB: B

    A1 = 2 cm2 , A2 = 60 cm

    2

    F1 = 10 N , F2 = .... ?

    Kita gunakan persamaan pascal:

    2

    2

    1

    1

    A

    F

    A

    F 300

    2

    )60).(10(

    602

    102

    2 FF

    N

    13. Indikator: Konversi dari Celcius ke Fahrenheit

    Materi: Termometer

    Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Dalam menentukan skala termometer harus diketahui terlebih dahulu

    skala atas (ketika air sedang mendidih) dan skala bawah (ketika es melebur). Skala atas dan skala bawah dari

    beberapa termometer sebagai berikut:

    Maka kita akan mengetahui bahwa : 0C :

    0F :

    0R : K = 5 : 9 : 4 : 5

    Karena perbandingan antara skala 0C dan Kelvin adalah sama maka akan berlaku:

    Contoh Soal:

    Sebuah benda suhunya 500C. Jika suhu benda tersebut diukur dengan termometer Fahrenheit akan menunjukkan

    angka ....

    a. 400F d. 1220F

    b. 720F e. 1500F

    c. 900F

    JAWAB: D

    FC 00 12232903250.5

    950

    14. Indikator: Menghitung kalor es yang melebur seluruhnya menjadi air

    Persamaan Hukum Pascal Pada perangkat

    hidroulik:

    2

    2

    1

    1

    A

    F

    A

    F

    0C

    100

    0

    100 skala

    0F

    212

    32

    180 skala

    0R

    80

    0

    80 skala

    K

    373

    273

    100 skala

    T Kelvin = t 0C + 273

  • Gurendo Utomo, S.Pd Materi: Kalor

    Kalor merupakan bentuk energi yang dapat berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

    Besarnya kalor (Q) yang diserap atau dilepas suatu benda secara matematis dapat dituliskan:

    keterangan:

    Q = kalor yang dilepas/diterima ...... joule (J)

    m = massa benda ............ kg

    c = kalor jenis zat ............ J/kgK (untuk air cair = 4200 J/kgK atau 1 kal/gr0C)

    T = perubahan suhu .......... K

    Pada saat terjadi perubahan wujud (baik melebur atau menguap), banyak kalor yang diperlukan dirumuskan:

    Melebur: = . (digunakan)

    Menguap: = .

    Keterangan:

    Lf = kalor lebur es..... J/kg

    U = kalor uap air ...... J/kg

    Contoh Soal:

    500 gram es bersuhu 00C dipanaskan hingga es melebur seluruhnya menjadi air beruhu 0

    0C. Bila kalor jenis es = 0.5

    kal/gram0C dan kalor lebur es = 80 kal/gram, banyak kalor yang diserap es untuk melebur sebesar ...

    a. 250 joule d. 20.000 joule

    b. 1000 joule e. 40.000 joule

    c. 4000 joule

    JAWAB: E

    m = 500 gram

    ces = 0.5 kal/gr0C

    Lf = 80 kal/gr

    Kita gunakan persamaan kalor lebur es

    000.40)80).(500(. fLmQ joule

    15. Indikator: Konsep Isotermal

    Materi: Grafik Termodinamika

    Isothermal merupakan salah satu proses termodinamika yang terjadi saat suhu

    konstan/tetap. Pada proses ini sistem akan memiliki ciri:

    - Terjadi pada suhu tetap (T = 0)

    - Sistem memiliki usaha (W)

    - Sistem menyerap kalor (Q),

    - Energi dalam sistem nol (U = 0)

    - Besar usaha = kalor yang diserap (W = Q)

    Grafik proses isotermis ditunjukkan seperti gambar disamping.

    Contoh soal:

    Suatu silinder gas ideal dimampatkan secara isothermal, maka berlaku ...

    a. W < 0 dan T > 0 d. W = 0 dan T < 0

    b. W > 0 dan T = 0 e. W > 0 dan T > 0

    c. W < 0 dan T < 0

    JAWAB: B

    Ciri Isothermal:

    - Terjadi pada suhu tetap (T = 0)

    - Sistem memiliki usaha (W > 0)

    - Sistem menyerap kalor (Q > 0),

    - Energi dalam sistem nol (U = 0)

    - Besar usaha = kalor yang diserap (W = Q)

    16. Indikator: Menghitung gaya Tolak Muatan

    Materi: Hukum Coulomb

    Q = m.c.T

    P

    V

  • Gurendo Utomo, S.Pd Rumus gaya coulomb:

    = 122

    Keterangan:

    Fc = Gaya Coulomb ..... N

    k = konstanta ....... k = 9 x 109 Nm2/C2

    Q1 = Q2 = muatan masing-masing .......... C

    R = jarak kedua muatan ........... m

    Contoh Soal:

    Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya (+) 4 C dan (+) 9 C terpisah sejauh 2 m. Apabila k = 9 x 109 Nm2/C2, maka besarnya gaya tolak-menolak kedua muatan tersebut adalah ... a. 36 x 109 N d. 162 x 109 N b. 72 x 109 N e. 648 x 109 N c. 81 x 109 N JAWAB: C

    Kita gunakan persamaan gaya coulomb:

    = 122

    = 9 109 4 . 9

    2 2= 9 109

    36

    4= 9 109 9 = 81 109 N

    17. Konsep Rangkaian Kapasitor

    Materi : Kapasitor

    Contoh Soal:

    Empat buah kapasitor memiliki nilai kapasitas yang sama dirangkai seperti pada gambar dibawah ini. Rangkaian

    kapasitor yang memiliki nilai terbesar adalah ....

    A

    D

    B

    E

    C

    JAWAB: D

    Kapasitor akan memiliki nilai pengganti paling besar bila dirangkai secara paralel dan akan memiliki nilai pengganti

    paling kecil bila dirangkai secara seri.

    18. Indikator: Menghitung kuat Arus

    Materi : Hukum Ohm

    Hukum Ohm dirumuskan sebagai berikut:

    = .

    Keterangan:

    V = tegangan ...... volt

    I = arus yang mengalir ..... Ampere

    R = hambatan ....... Ohm

    Contoh Soal:

    Sebuah alat mempunyai hambatan 1500 dihubungkan dengan tegangan 300 volt, maka besar arus yang mengalir

    pada penghantar tersebut adalah Ampere

    a. 0.2 A d. 2 A

    b. 0.5 A e. 5 A

    c. 1 A

    JAWAB: A

  • Gurendo Utomo, S.Pd

    = . =

    =

    300

    1500= 0,2 A

    19. Indikator: Menghitung cepat rambat gelombang

    Materi: Gelombang

    Persamaan cepat rambat gelombang:

    =

    atau = .

    Keterangan:

    v = kecepatan rambat gelombang ....... m/s

    = panjang gelombang ....... m

    T = periode gelombang ........ s

    f = frekuensi gelombang ....... Hz

    Contoh Soal:

    Sebuah gelombang transversal memiliki periode 4 sekon. Jika jarak antara dua titik berurutan yang fasenya sama

    adalah 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah ....

    a. 1 cm/s d. 4 cm/s

    b. 2 cm/s e. 5 cm/s

    c. 3 cm/s

    JAWAB: B

    T = 4 sekon

    = 8 cm

    v = ...... ?

    Kita gunakan persamaan kecepatan gelombang:

    =

    =

    8 cm

    4 s=2 cm/s

    20. Indikator: Konsep efek doopler

    Materi: Efek Doopler

    Pada peristiwa efek doopler, maka:

    - Bila sumber bunyi (sirine) dan pendengar saling bergerak mendekat, maka frekuensi bunyi yang akan didengar

    pendengar akan lebih besar.

    - Bila sumber bunyi (sirine) dan pendengar bergerak saling menjauh, maka frekuensi bunyi sirine yang didengar

    akan lebih kecil.

    Contoh Soal:

    Pada peristiwa efek doopler, jika ada sebuah kendaraan yang membunyikan sirine dan bergerak mendekati kita

    pendengar yang diam, maka besar frekuensi bunyi sirine yang kita dengan akan .....

    a. Bertambah d. bertambah kemudian berkurang

    b. Berkurang e. Tidak dapat ditentukan

    c. Tetap

    JAWAB: A

    21. Indikator: Teori atom rutherford

    Materi: Teori Atom Rutherford

    Hasil percobaan Rutherford tentang model atom, menyimpulkaN:

    - Atom terdiri dari muatan positif dan muatan negatif

    - Muatan positif dan sebagian besar massa atom terpusat di tengah-tengah atom yang disebut inti atom

    - Elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti pada jarak yang relatif jauh

    - Elektron bergerak mengelilingi inti di bawah pengaruh gaya sentripetal yang disebabkan gaya tarik menarik inti

    dan elektron (gaya Coulomb)

    - Pada reaksi kimia inti, atom tidak mengalami perubahan, hanya elektron sebelah luar yang saling mempengaruhi.

    Sedangkan kelemahan model atom Rutherford adalah :

    - Gerakan elektron mengelilingi inti akan mengeluarkan energi yang lama-lama akan habis dan elektron akan

    tertarik ke inti. Secara kenyataan, hal itu tidak terjadi

  • Gurendo Utomo, S.Pd - Karena elektron memancarkan energi, maka lintasan elektron harusnya berupa spiral dengan jari-jari makin

    kecil. Padahal pada pengamatan atom hidrogen bertentangan dengan pengamatan spektrometer.

    - Karena lintasannya mengecil, maka gelombang yang dipancarkan harusnya gelombang diskontinya. Nyatanya

    gelombang yang dipancarkan atom merupakan gelombang diskrit dan tetap

    Contoh Soal:

    Pada percobaan hamburan sinar alfa melalui penembakan lempeng emas tipis, Rutherford memperoleh hipotesis

    bahwa ...

    a. Atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif sehingga

    atom bersifat netral

    b. Pada anoda terbentuk elektron berupa sinar negatif, sedangkan di katoda terbentuk sinar positif

    c. Radiasi partikel yang berdaya tembus tinggi dan bersifat netral mempunyai massa hampir sama dengan massa

    proton disebut neutron

    d. Atom terdiri atas partikel bermuatan negatif yang dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik

    e. Atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama, sedangkan atom suatu unsur berbeda memiliki sifat berbeda.

    JAWAB: A

    22. Indikator: Menentukan jumlah proton, neutron dan elektron

    Materi: Konsep Atom

    Inti atom biasanya dilambangkan = A

    Z X (dimana A lebih besar dari Z)

    A = nomor massa (jumlah proton + neutron)

    Z = jumlah proton,

    Untuk atom netral maka jumalah proton = jumlah elektron

    Contoh Soal:

    Inti atom Uranium dituliskan oleh: 238

    92U maka jumlah neutron, proton dan elektronnya adalah ....

    a. Neutron = 92, proton = 92, elektron = 146

    b. Neutron = 146, proton = 92, elektron = 92

    c. Neutron = 92, proton = 146, elektron = 92

    d. Neutron = 238, proton = 92, elektron = 146

    e. Neutron = 92, proton = 238, elektron = 146

    JAWAB: B 238

    92UA

    Z X

    Jumlah proton = Z = 92 proton.

    Jumlah elektron = jumlah proton = 92 elektron

    Jumlah neutron = A Z = 238 92 = 146 neutron

    23. Indikator: Menentukan waktu paroh

    Materi: Waktu Paruh

    Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan oleh suatu bahan radioaktif hingga tersisa separuhnya. Persamaan waktu

    paruh:

    = 0 1

    2

    Keterangan:

    N = jumlah /aktivitas radioaktif akhir

    N0 = jumlah/aktivitas radioaktif awal

    T = waktu

    Tparuh = waktu paruh radioaktif

    Contoh Soal:

    Besar aktifitas radioaktif sebuah zat adalah 6 Bq. Setelah selang waktu 4 tahun, aktivitas radioaktif tersebut telah

    menjadi 1,5 Bq, maka besar waktu paruh dari zat radioaktif tersebut adalah ...

    a. 1 tahun d. 4 tahun

    b. 2 tahun e. 5 tahun

    c. 3 tahun

  • Gurendo Utomo, S.Pd JAWAB: B

    N = 1,5 Bq

    N0 = 6 Bq

    T = 4 tahun

    Tparuh = ......?

    Dari persamaan waktu paruh:

    = 0 1

    2

    == 1,5 = 6 1

    2

    4

    1,5

    6=

    1

    2

    4

    == 1

    4=

    1

    2

    4

    == 1

    2

    2

    = 1

    2

    4

    Sehingga secara matematik dapat ditulis:

    2 =4

    == =

    4

    2= 2 tahun

    24. Menentukan energi ikat inti

    Materi: Energi ikat inti

    Dalam inti atom, proton dan neutron saling terikat kuat karena adanya energi ikat inti. Energi ikat inti ini

    dirumuskan:

    E = m x 931 MeV

    Dimana:

    m = defect massa = selisih massa ukur dengan massa inti hitung

    Contoh Soal:

    Massa neutron adalah 1,008 sma, dan massa proton adalah 1,007 sma. Sebuah partikel alfa 4

    2 memiliki massa

    4,002 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka besar energi ikat ini partikel alfa adalah .... MeV

    a. 18,62 d. 46,55

    b. 26,06 e. 55,86

    c. 37,24

    JAWAB: B 4

    2 sehingga dapat kita tentukan:

    - Banyak proton = Z = 2 proton

    - Banyak neutron = A Z = 4 2 = 2 neutron.

    Sehingga:

    Massa proton = 2 proton x 1,007 sma = 2,014 sma

    Massa neutron = 2 neutron x 1,008 sma = 2,016 sma +

    Massa total inti = 4,030 sma

    Massa inti partikel alfa terukur (dari soal) = 4,002 sma -

    Selisih massa (massa defect) m = 0,028 sma

    Besar energi ikat inti:

    E = m x 931 MeV = (0,028 sma).(931 MeV) = 26,06 MeV

    25. Indikator: Menghitung gaya lorenzt

    Materi: Gaya Lorenzt

    Persamaan Gaya Lorenzt:

    = . .

    Keterangan:

    FL = gaya lorenzt ........N

    B = medan magnet .......tesla

    I = kuat arus ........ A

    L = panjang kawat penghantar ........ m

    Contoh Soal:

    Kawat penghantar berarus listrik 2 A memotong tegak lurus medan magnet 2 tesla. Jika panjang kawat 2 meter,

    maka besar gaya lorenzt yang timbul adalah ....

  • Gurendo Utomo, S.Pd a. 1 N d. 8 N

    b. 2 N e. 10 N

    c. 4 N

    JAWAB: D

    Persamaan gaya lorenzt:

    = . . = 2 tesla . 2 A . 2 m = 8 N

    26. Indikator: Menghitung induksi magnet Kawat Lurus

    Materi: Induksi Kawat lurus

    Persamaan induksi magnet di sekitar kawat lurus panjang dirumuskan:

    =0 .

    2.

    Keterangan:

    B = induksi magnet ....Wb/m2

    I = arus listrik pada kawat ..... A

    a = jarak antara titik ke kawat .... m

    Arah medan listrik pada kawat lurus mengikuti kaidah genggaman tangan kanan. Arah putaran jari menandakan arah

    putaran medan, sedangkan jempol sebagai arah arus. Contoh:

    Contoh Soal:

    Seutas kawat lurus dialiri arus listrik 4 ampere bila 0 = 4 x 10-7

    Wb/A.m maka besar induksi magnet pada titik

    yang berjarak 20 cm dari kawat tersebut adalah

    a. 8 x 10-6 Wb/m2 c. 5 x 10-6 Wb/m2 e. 1 x 10-6 Wb/m2

    b. 4 x 10-6 Wb/m2 d. 2 x 10-6 Wb/m2

    JAWAB: D

    I = 4 A

    a = 20 cm = 2 x 10-1

    m

    Dari persamaan induksi kawat lurus panjang:

    =0 .

    2. =

    4 107 . (4 A)

    2. (2 101 m)=

    8 107

    4 101= 2 106 Wb/m2

    27. Indikator: Menentukan arah medan magnet disekitar kawat berarus

    Materi: Induksi kawat lurus

    Untuk menentukan arah medan magnet disekitar kawat berarus dengan menggunakan

    genggaman tangan kanan, dimana jempol sebagai arah arus dan putaran jari sebagai arah

    putaran medan magnet. Gambar disamping memperlihatkan cara sederhana dalam

    menentukan arah induksi magnet. Dari gambar, tersebut jelas bahwa apabila arus mengalir

    ke atas arah B berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Dan jika arah arus ke arah

    bawah maka arah induksi magnet B searah dengan arah putaran jarum jam.

    Contoh Soal:

    Perhatikan arah garis gaya magnet di sekitar kawat berarus listrik berikut.

    Jika I adalah arah arus listrik, maka arah garis medan magnet yang benar ditunjukkan oleh gambar ...

    a. 1 dan 2 d. 2 dan 3

    b. 1 dan 3 e. 2 dan 4

    c. 1 dan 4

    JAWAB: D

    28. Indikator: Menghitung jumlah bayangan dua cermin datar

    Materi: Cermin datar

    Jumlah Bayangan Pada Dua Cermin yang Membentuk Sudut

  • Gurendo Utomo, S.Pd

    13600

    N

    Keterangan:

    N = banyaknya bayangan yang terbentuk

    = sudut antara kedua cermin datar

    Contoh Soal:

    Sebuah benda diletakkan diantara dua buah cermin datar yang yang membentuk sudut 600. Banyaknya bayangan

    yang terlihat di cermin sebanyak ... bayangan

    a. 7 d. 4

    b. 6 e. 3

    c. 5

    JAWAB: C

    = 600

    kita gunakan persamaan banyak banyangan dua cermin membentuk sudut:

    =360

    1 =

    360

    60 1 = 6 1 = 5 bayangan

    29. Indikator: Menentukan Sifat bayangan cermin cembung

    Materi: Cermin cembung

    Pada cermin cembung benda selalu berada di ruang IV sehingga bayangan

    selalu berada di R. I maka sifat bayangan yang terbentuk adalah maya,

    tegak, diperkecil.

    Contoh Soal:

    Setiap benda yang berada didepan cermin cembung selalu membentuk

    bayangan yang sifatnya

    a. Diperkecil, terbalik dan maya d. diperkecil, tegak, maya

    b. Diperkecil, tegak dan nyata e. Sama besar, tegak, maya

    c. Diperkecil, terbalik, nyata

    JAWAB: D

    30. Indikator: Fungsi bagian mata

    Materi: Alat optik, mata

    Contoh Soal:

    Salah satu bagian mata yang berfungsi sebagai alat optik yaitu untuk memfokuskan bayangan agar selalu jatuh tepat

    di retina adalah fungsi dari ....

    a. Kornea mata d. kelopak mata

    b. Pupil e. Lensa mata

    c. Syaraf mata

    JAWAB: E

    31. Indikator: teori miopi

    Materi: Alat optik, cacat mata miopi

    Miopi adalah rabun jauh dimana seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang letaknya jauh. Cacat mata

    ini disebabkan karena lensa mata tidak dapat memipih sehingga titik jauh mata bergeser mendekati mata akibatnya

    bayangan yang dilihat jatuh di depan retina seperti pada gambar. Cacat mata miopi (rabun jauh) dapat ditolong

    dengan menggunakan kacamata minus (lensa cekung)

    Contoh Soal:

  • Gurendo Utomo, S.Pd Perhatikan jalannya sinar pada mata berikut!

    Berdasarkan data pada gambar, maka dapat dipastikan :

    cacat mata penyebab Jenis Lensa Kacamata

    a Hypermetropy Titik dekat mata bergeser menjauhi mata Cembung

    b Hypermetropi Titik dekat mata bergeser mendekati mata Cekung

    c Myopi Titik jauh mata bergeser menjauhi mata Cembung

    d Myopi Titik jauh mata bergeser mendekati mata Cekung

    JAWAB: D

    32. Indikator : Menghitung impedansi rangkaian R-L-C

    Materi: Rangkaian RLC

    Persamaan untuk mencari besar impedansi rangkaian RLC:

    = 2 + 2

    Keterangan:

    Z = impedansi RLC ..... ohm

    R = hambatan resistor .... ohm

    XL = hambatan induktor .... ohm

    XC = hambatan kapasitor ... ohm

    Contoh Soal:

    Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut:

    Maka besar impedansi rangkaian adalah

    a. 20 ohm c. 40 ohm e. 60 ohm

    b. 30 ohm d. 50 ohm

    JAWAB: D

    R = 30 ohm

    XL = 60 ohm

    XC = 20 ohm

    Besar impedansi rangkaian :

    = 2 + 2 = 302 + 60 20 2 = 302 + 402

    = 900 + 1600 = 2500 = 50 ohm

    33. Indikator: Syarat terjadinya resonansi RLC

    Materi: Resonansi RLC

    Resonansi RLC terjadi bila :

    - Nilai Impedansi mencapai nilai minimum (bukan nol)

    - Nilai impedansi sama dengan nilai resistor (Z = R)

    - Hambatan Induktif sama dengan Hambatan Kapasitif (XL = XC)

    Contoh Soal:

    Syarat Resonansi RLC

    Pernyataan berikut yang berkaitan dengan saat terjadinya resonansi pada rangkaian RLC seri:

    (1) XL > XC (3) Z = 0

    30 60 20

  • Gurendo Utomo, S.Pd (2) XL = XC (4) Z = R

    Pernyataan yang benar adalah

    a. 1 dan 3 c. 2 dan 4 e. 1 dan 2

    b. 2 dan 3 d. 1 dan 4

    JAWAB: C

    34. Indikator: Menghitung reaktansi induktif

    Materi: Rangkaian RLC

    Reaktansi induktif (XL) dirumuskan:

    = . atau = 2. .

    Keterangan:

    XL = reaktansi induktif ..... ohm

    = kecepatan angular/frekuensi angular .... rad/s

    L = nilai induktor .... Henry

    Contoh Soal:

    Sebuah induktor memiliki nilai 0,2 Henry yang dirangkai pada sebuah tegangan AC yang memiliki frekuensi 50 Hz.

    Maka besar reaktansi induktor adalah ...

    a. ohm d. 15 ohm

    b. 5 ohm e. 20 ohm

    c. 10 ohm

    JAWAB: E

    L = 0,2 H

    F = 50 Hz

    Dari pesamaan reaktansi induktif:

    = 2. . = 2. 50 . 0,2 H = 100 . 0,2 = 20 ohm

    35. Indikator: Menghitung kontraksi panjang

    Materi: Relativitas

    Persamaan Relativitas untuk Kontraksi Panjang adalah:

    = 0 1 2

    2

    Keterangan:

    L0 = panjang saat kondisi diam/menurut acuan diam ...... m

    LR = panjang relativistik ....... m

    v = kecepatan benda ....... (dalam c)

    c = kecepatan cahaya

    Contoh Soal:

    Sebuah pesawat panjangnya 10 m dalam keadaan diam. Apabila pesawat tersebut bergerak searah dengan

    panjangnya dengan kecepatan 0,6c. Maka panjang pesawat tersebut saat bergerak adalah ....

    a. 2 m d. 8 m

    b. 4 m e. 10 m

    c. 6 m

    JAWAB: D

    L0 = 10 m

    v = 0,6c

    LR = .......?

    Kita gunakan persamaan kontraksi panjang relativitas:

    = 0 1 2

    2= 10 m 1

    0,6 2

    2= 10 1

    0,362

    2= 10 1 0,36

    = 10 0,64 = 10 . 0,8 = 8 m

    36. Indikator: Dilatasi Waktu

  • Gurendo Utomo, S.Pd Materi: Relativitas

    Persamaan Relativitas untuk Dilatasi Waktu adalah:

    =0

    1 2

    2

    Keterangan:

    T0 = waktu menurut acuan diam T R = waktu relativistik v = kecepatan benda (dalam c)

    c = kecepatan cahaya

    Contoh Soal:

    Periode pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh orang yang bergerak relatif

    terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = kecepatan cahaya), maka periode pendulum tersebut menurut pengamat

    bergerak adalah ....

    a. 0.5 s d. 15 s

    b. 1,5 s e. 300 s

    c. 9,6 s

    JAWAB: C

    T0 = 3 detik

    v = 0,95c

    TR = ....?

    Kita gunakan persamaan dilatasi waktu:

    =0

    1 2

    2

    =3

    1 (0,95)2

    2

    =3

    1 0,9025=

    3

    0,0975=

    3

    0,3122= 9,6 s

    37. Indikator: Massa Relatif

    Materi: Relativitas

    Persamaan Relativitas untuk Dilatasi Waktu adalah:

    =0

    1 2

    2

    Keterangan:

    m0 = massa benda menurut acuan diam

    m R = massa relativistik

    v = kecepatan benda (dalam c)

    c = kecepatan cahaya

    Contoh Soal:

    Hasan memiliki massa 72 kg saat diukur di bumi. Kemudian hasan bergerak dalam suatu roket yang memiliki

    kecepatan 0,8c. Maka massa relatif hasan adalah ....

    a. 64 kg d. 120 kg

    b. 90 kg e. 648 kg

    c. 100 kg

    JAWAB: D

    m0 = 72 kg

    v = 0,8c

    mR = .....?

    Kita gunakan persamaan massa relativistik:

    =0

    1 2

    2

    =72 kg

    1 (0,8)2

    2

    =72

    1 0,64=

    72

    0,36=

    72

    0,6= 120 kg

    38. Indikator: Menghitung daya pancar benda hitam

    Materi: Radiasi benda hitam

  • Gurendo Utomo, S.Pd Penyerap radiasi kalor sempurna disebut sebagai benda hitam. Permukaan yang hitam kusam adalah penyerap dan

    pemancar radiasi yang baik, sedangkan permukaan putih mengkilap adalah penyerap dan pemancar radiasi yang

    sangat buruk. Persamaan Radiasi dituliskan:

    keterangan:

    P = daya (J/s atau watt)

    Q/t = laju konduksi (J/s)

    = konstanta Stefan-Bolztman (W/m2.K4) e = emisivitas bahan (bernilai 0 e 1)

    e = 1 untuk benda hitam sempurna dan

    e = 0 untuk benda putih sempurna

    A = luas penampang penghantar (m2)

    T4 = suhu benda (harus dalam Kelvin) dimana A

    0C = (A + 273) K

    Contoh Soal:

    Daya radiasi yang dipancarkan suatu benda pada suhu 2270C adalah 100 watt. Jika suhu benda dinaikkan hingga

    menjadi 7270C, maka daya radiasi yang dipancarkan sekarang adalah ...

    a. 200 watt d. 1600 watt

    b. 320 watt e. 3200 watt

    c. 2000 watt

    JAWAB: D

    T1 = 2270C = (227 + 273) = 500 K

    T2 = 7270C = (727 + 273) = 1000 K

    Kita gunakan perbandingan:

    12

    =1

    4

    24 nilai sama, sehingga bisa dihilangkan;

    12

    =1

    4

    24 ==

    100

    2=

    5004

    10004 ==

    100

    2=

    500

    1000

    4

    == 100

    2=

    1

    2

    4

    100

    2=

    1

    16 dikali silang

    2 = 100 . 16 = 1600 watt

    39. Indikator: Faktor yang mempengaruhi energi kinetik foto listrik

    Materi: Efek fotolistrik

    Efek fotolistrik adalah keluarnya elektron-elektron dari permukaan logam ketika dikenai seberkas cahaya. Besar

    energi foton cahaya yang disinarkan pada logam, maka akan digunakan untuk menaikkan energi logam hingga ke

    batas energi ambang logam (fungsi kerja logam). Bila energi foton yang disinarkan melebihi energi ambang ini,

    maka sebagian elektron akan keluar dan timbullah aliran elektron (timbul arus listrik). Hal-hal yang dapat

    disimpulkan dari efek fotolistrik:

    - Semua energi foton cahaya akan diserap oleh elektron dan digunakan untuk:

    Melepaskan elektron (mencapai energi ambang)

    Energi kinetik elektron (gerak elektron)

    - Intensitas cahaya foton akan mempengaruhi banyaknya elektron yang lepas.

    - Intensitas cahaya foton tidak mempengaruhi besar energi kinetik gerak elektron

    Contoh Soal:

    Pernyataan berikut yang benar tentang peristiwa efek fotolistrik adalah ...

    a. Seluruh energi elektron diberikan pada elektron dan digunakan sebagai energi kinetik elektron

    b. Seluruh energi foton diberikan pada elektron dan digunakan untuk melepaskan diri dari logam

    c. Foton lenyap dan seluruh energinya diberikan pada elektron

    d. Makin besar intensitas foton makin besar energi elektron

    e. Kecepatan elektron yang lepas dari logam adalah nol jika energi foton lebih kecil dari fungsi kerja logam

    JAWAB: E

    4... TAet

    QP

  • Gurendo Utomo, S.Pd 40. Indikator: Menghitung panjang gelombang

    Materi: Hukum pergeseran wien

    Hukum pergeseran wien : panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum berkurang dengan meningkatnya

    suhu. Dirumuskan:

    = .

    Keterangan:

    C = Tetapan Wien = 2,8 x 10-3

    mK

    m = Panjang gelombang maksimum ...... m

    T = suhu mutlak.....(harus dalam Kelvin)

    A 0C = (A + 273) K

    Contoh Soal:

    Sebuah benda suhunya 1270C. Jika konstanta Wien = 2,8 x 10

    -3 mK, maka panjang gelombang radiasi dari benda

    tersebut adalah ....

    a. 1,1 x 10-6 m d. 7,2 x 10-6 m

    b. 2,2 x 10-6 m e. 11,2 x 10-6 m

    c. 3,5 x 10-6 m

    JAWAB: D

    T = 1270C = (127 + 273) K = 400 K

    C = 2,8 x 10-3 mK

    Dari persamaan Wien:

    = . =

    =

    2,8 103

    400= 7,2 106m