materi fisika kls x - guru-go blog | site untuk tukar informasi · web viewhal – hal yang...

Materi Fisika Kelas X .Semester 1.

S M A Negeri 1 Blahbatuh .

BAB I.BESARAN DAN SATUAN

A. Besaran dan Satuan :Besaran adalah sesuatu yang mempunyai besar ( nilai ) dan

satuan .Dalam fisika ada beberapa besaran yang tidak memiliki satuan , antara lain : koefisien gesek , indeks bias , lembab nisbi dan efisiensi / daya guna .

Besaran Pokok dan Besaran Turunan :1.1.Besaran Pokok :

adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk mendifinisikan besaran lain . Besaran pokok ini bebas terhadap besaran pokok lainnya.

Tujuh besaran pokok , lambang dan dimensi dalam fisika :

No Besaran Pokok Lambang DimensiBesaran Satuan1 Panjang l m L2 Massa m kg M3 Waktu t s T4 Kuat arus i A I5 Suhu T K θ6 Intensitas cahaya Φ cd J 7 Kuantitas zat n mol N

1.2.Besaran Turunan : Besaran yang diturunkan dari besaran pokok .

Contoh :No. Besaran Turunan Nama Satuan Lambang Satuan

1 Kecepatan meter/sekon m/s = m.s -1

2 Percepatan meter/sekon2 m/s2 = m.s -2

3 Luas meter 2 m 2

4 Volume meter 3 m 3

5 Massa jenis kilogram/m3 kg/m3 = kg.m-3

6 Berat newton kg.m/s2 = kg.m.s-2

7 Gaya newton kg.m/s2 = kg.m.s-2

8 Energi joule kg.m2/s2 = kg.m-2.s.-2

9 Daya watt kg.m2/s = kg.m-2.s.-1

1

10 Tekanan pascal kg./m s2 = kg.m-1.s.-2

B. V E K T O R :

2.1. Besaran Vektor dan Skalar . Besaran Vektor : adalah besaran yang mempunyai besar dan arah . Contoh besaran vektor : kecepatan , percepatan , gaya , berat , impuls , momentum. Vektor dapat digambar dengan sebuah tanda panah.

A = titik pangkal vektor . AB = besar vektor . = arah vektor .

Besaran Skalar : adalah suatu besaran yang mempunyai besar saja . Contoh : panjang , massa , waktu , massa jenis , usaha , energi , daya .

Jumlah /selisih Vektor : Jumlah atau selisih vektor disebut resultante vektor .

2.1 Penjumlahan vektor a. Dengan segitiga vektor :

a + b = c

b. Dengan jajaran genjang :

c. Dengan analisis : Bila jumlah vektor lebih dari dua buah maka

penyelesaiannya

2

a

c

b

a

bc

dengan

Langkah-langkahnya : 1. Buat sumbu X dan Y melalui titik pangkal vektor . 2. Proyeksikan masing masing vektor pada sumbu X dan Y 3. Tentukan sudut masing masing vektor terhadap sumbu X positip. 4. Vektor pada sumbu X dan Y disebut komponen vektor.

atau

Arah :

tg =

Perkalian Vektor :

1. Skalar kali vektor menghasilkan vektor .

2. Vektor kali vektor menghasilkan vektor .

Perkalian vektor dari dua buah vektor disebut cros product

( vektor product )

a x b = c

= ab sin.

No F Fx

FcosFy

F sin1 F1 F1cos 1 F1sin 1

2 F2 F2 cos 2 F2 sin 2

3 F3 F2 cos 3 F3 sin 3

Fx =..... Fy =...

3

R =

F1

Y

X

F2

F3

R =

R =

a

b

c

-c

b x a = - c

= - ab sin

a x b = b x a

3. Perkalian skalar dari dua vektor disebut dot product

( skalar produk )

a . b = ab cos

b . a = ab cos

a . b = b . a

VEKTOR SATUAN :

Vektor satuan :

adalah komponen vektor pada sumbu X ; Y dan Z

dari suatu vektor A

yang berada dalam ruang yang saling tegak lurus .dan

dapat dinyatakan

dengan :

A = Ax i + Ay.j + Az . k

Besarnya vektor : A =

Penjumlahan vektor satuan adalah sama dengan :

A =

4

j

k

Ay

Az

iAx

Perkalian titik ( dot ) dari dua vektor satuan :

i.i = j.j = k.k = 1

j.j = i.k = j.k = 0.Perkalian silang ( cros ) dari dua vektor satuan :

i x i = j x j = k x k = 0

i x j = k. j x i = - k

k x i = j. i x k = - j

j x k = i. k x j = - i

C. DIMENSI.13. Dimensi suatu besaran :

adalah suatu yang menunjukan cara besaran itu tersusun oleh besaran – besaran pokok .

No Besaran Turunan Lambang Satuan Dimensi

1 Panjang m L2 Massa kg M3 Waktu s T4 Kuat arus A I5 Suhu K Θ6 Intensitas cahaya cd J7 Kuantitas zat mol N8 Kecepatan m/s = m.s -1 L.T-1

9 Percepatan m/s2 = m.s -2 L.T-2

10 Luas m 2 L2

11 Volume m 3 L3

12 Massa jenis kg/m3 = kg.m-3 M.L-3

13 Berat kg.m/s2 = kg.m.s-2 M.L.T.-2

14 Gaya kg.m/s2 = kg.m.s-2 M.L.T -2 15 Energi kg.m2/s2 = kg.m-2.s.-2 M.L-2.T.-2

16 Daya kg.m2/s = kg.m-2.s.-1 M.L-2.T.-1

17 Tekanan kg./m s2 = kg.m-1.s.-2 M.L-1.T.-2

5

D. PENGUKURAN : Mengukur : adalah membandingkan suatu besaran dengan satuan yang sesuai . Pada proses pengukuran diperlukan suatu alat ukur yang sesuai Misalnya : panjang alat ukurnya mistar , massa alat ukurnya neraca , waktu alat ukurnya stopwatch dan lain-lainnya. 1. Alat ukur besaran panjang :

Penggaris plastik dengan ketelitian 0,6 mm. Jangka sorong dengan ketelitian 0,1 mm

Mikrometer skrup dengan ketelitian 0,01 mm

2. Alat ukur besaran massa :Alat ukur besaran massa adalah neraca sama lengan .

3. Alat ukur besaran waktu :Alat ukur besaran waktu adalah stopwatch digital

dengan ketelitian 0,001 sekon .

E. ANGKA PENTING :

1.4. Angka penting :adalah angka hasil pengukuran yang terdiri atas angka pasti dan angka taksiran Banyaknya angka penting menentukan tingkat ketelitian alat yang digunakan. Angka penting hanya boleh mengandung satu angka taksiran .

Aturan penulisan hasil pengukuran ( angka pentin ) adalah :

a. Semua angka bukan nol adalah merupakan angka penting .Contoh :

468,3 cm : mengandung empat angka penting .12,957 kg : mengandung lima angka penting .

b. Angka nol yang terletak diantara dua angka bukan nol termasuk angka penting .Contoh :

2,06 detik : mengandung tiga angka penting .40,05 m : mengandung empat angka penting .

6

c. Angka nol yang terletak disebelah kanan angka bukan nol (tanpa desimal) tidak termasuk angka penting , kecuali diberi tanda khusus .Contoh :

460 gram : mengandung dua angka penting .460 gram : mengandung tiga angka penting .25,80 cm : mengandung empat angka penting .

d. Angka nol yang terletak disebelah kiri angka bukan nol,baik yang terletak disebelah kiri maupun disebelah kanan koma desimal, bukan angka penting Contoh :0,56 detik : mengandung dua angka penting0,05 m : mengandung satu angka penting.

Penulisan hasil pengukuran menurut angka penting :

Dimana : a = koefisien ( 0 < a < 10 ) .

x = bilangan 10 ( orde ) . n = pangkat.

Contoh : muatan listrik terkecil adalah : 1,6 . 10 -19 coulomb.

1.5. Berhitung dengan angka penting :

a. Menjumlahkan /mengurangi dua angka penting atau lebih hasilnya hanya boleh mengandung satu angka ragu /taksiran .

5,27 ( 7 = angka ragu ) 0,2541 ( 1 = angka ragu )

5,5241 ( 2 ; 4 ; 1 = angka ragu / tiga angka ragu )

5,52.

b. Mengalikan / membagi dua angka penting atau lebih hasilnya sejumlah angka penting yang paling sedikit .

2,5 x 2.5 = 6,25 = 6,3. 47,26 : 0.30 = 15,75333 = 16.

7

+

a.x n

Soal Latihan Fisika Kelas X .Semester 1.


BESARAN DAN SATUAN

I. Aspek KognitifA. Pilihlah huruf a, b, c, d atau e di depan jawaban yang paling benar !

1. Berikut ini yang termasuk besaran pokok adalah ….a. massa, kecepatan, dan usahab. massa, volume, dan kuat arus listrik

8

c. usaha, daya dan tenaga d. kuat arus listrik, jumlah zat dan massae. daya, massa, dan berat

2. Besaran – besaran di bawah ini yang termasuk besaran turunan adalah ….a. massa, kecepatan dan usaha d. kuat

arus, jumlah zat dan massa b. massa, panjang, dan kuat arus listrik e. daya,

massa, dan beratc. usaha, daya, dan tenaga

3. Beras bermassa 20 kg. Satuan pada pernyataan tersebut adalah ….a. Beras c. 20 e.

kg b. Massa d. 20 kg

4. Dari kelompok besaran di bawah ini yang mempunyai satuan sama adalah ….a. usaha, daya, dan energi d. usaha,

energi kinetik, dan percepatan b. usaha, energi potensial, dan energi kinetik e. usaha,

daya, dan kelajuan c. usaha, energi kinetik, dan gaya

5. Besaran yang berdimensi sama dengan dimensi energi potensial adalah ….a. Usaha c. gaya e.

percepatan b. daya d. kecepatan

6. Perhatikan tabel berikut ini!

No. Besaran Satuan Dimensi1.2.3.

Momentum GayaDaya

kg ms-1

kg ms-2

kg m2s-3

[MLT-1][MLT-2][MLT-3]

Dari tabel di atas, yang mempunyai satuan dan dimensi yang sesuai adalah ….a. 1 saja c. 1, 2, dan 3 e.

2 dan 3b. 1 dan 2 d. 1 dan 3

7. Besaran yang mempunyai dimensi ML2T-3 adalah ….a. daya c. usaha e.

momentum b. gaya d. tekanan

9

8. Sebuah benda mempunyai panjang 63,2 cm dan lebar 3,5 cm, maka menurut aturan angka penting luas benda tersebut adalah …. cm2.a. 2,2120. 102 c. 2,21.102 e.

2,2. 102

b. 2.212.102 d. 2,20. 102

9. Dari pengukuran sebuah bidang, didapatkan hasil pengukuran panjang 2,115 m dan lebarnya 2,1 m, maka keliling bidang itu adalah ….a. 8,4 m c. 4,4 m e.

4 mb. 8,340 m d. 4,2 m

10. 6.000 m = ….km.a. 6. 10-3 c. 6. 10-8 e.

6. 10-12 b. 6. 10-6 d. 6. 10-9

11. Dari lima rumusan dimensi di bawah ini yang merupakan dimensi gaya adalah ….a. ML2 T-3 c. LT-2 e.

MLT-1

b. LT-1 d. MLT-2

12. Dua gaya F1 = 400 N dan F2 = 150 N bertitik tangkap sama dan

saling membentuk sudut yang berubah – ubah. Resultan dari kedua gaya tersebut kemungkinan berharga ….a. 100 N c. 600 N e.

800 Nb. 300 N d. 750 N

13. Sebuah mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur garis tengah bola kecil seperti berikut

0 3

Hasil pengukurannya adalah ….a. 2,20 mm c. 3,70 mm e.

4,70 mmb. 2,52 mm d. 4,20 mm

10

2520

30

1510

14. Dua vektor besarnya sama. Apabila perbandingan antara selisih dan resultan kedua vektor adalah 3, sudut apit antarkedua vektor adalah ….. 30 c. 60 e.

120b. 45 d. 90

15. Jika P = 10 satuan, q = 8 satuan, dan kedua vektor bertitik tangkap sama dan saling membentuk sudut 60, perkalian vektor (cross product) dari kedua vektor tersebut adalah sebesar ….a. 0 c. 403 satuan e.

80 3 satuan b. 40 satuan d. 80 satuan

B. Jawablah pertanyaan – pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas !

1. Diukur dengan alat apakah besaran waktu ?

2. Disebut apakah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan

dengan angka ?

3. Disebut apakah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran

pokok ?

4. Besaran massa diukur dengan alat apakah ?

5. Apakah dimensi dari besaran luas ?

6. Dinamakan apakah semua angka yang diperoleh dari hasil

pengukuran ?

7. Besaran yang hanya memiliki besar saja dinamakan apa ?

8. Dinamakan apa besaran yang memiliki nilai dan arah ?

9. Sebutkan beberapa metode penjumlahan secara vekor!

10. Bagaimanakah persamaan matematis untuk resultan dua buah

vekor yang membentuk sudut antara keduanya ?

C. Uraikan jawaban Anda dari pertanyaan – pertanyaan berikut ini dengan benar !

1. Apakah perbedaan antara besaran pokok dan besar turunan ?

Berilah contoh masing – masing !

2. Dari persamaan PV = nRT, jika P, V, n, dan T masing – masing

adalah tekanan, volume, jumlah zat, dan suhu, tentukan dimensi

R!

3. Berapakah hasil pengukuran panjang berikut ini ?

11

8 9

4. Selesaikan operasi angka penting berikut!

a. 853,45 + 34,275

b. 76,24 -51,5

c. 98,67 x 0,25

d. 36,52

5. Pengukuran panjang dan lebar lempeng adalah 23,42 cm dan 12,5

cm. Berapakah kelilingnya ?

II. Aspek Psikomotorik Uraikan jawaban Anda dengan jelas dari pertanyaan – pertanyaan berikut ini !

1. Jika Anda ingin mengukur volume sebuah kubus, alat apa yang

Anda perlukan ?

2. Bagaimana cara menentukan diameter sebuah kelereng ?

3. Untuk mengukur massa cincin, alat apa yang Anda pilih ?

4. Ukurlah luas buku tulis Anda, kemudian sebutkan langkah –

langkah dalam mengukur luas buku tulis tersebut dan sajikan hasil

pengukuran menggunakan aturan angka penting !

5. Jika tekanan gas tergantung pada massa jenis dan kecepatan

partikel gas, buatlah persamaan atau rumus untuk tekanan dengan

menggunakan analisis dimensi !

12

BAB. II. GERAK LURUS .

A. JARAK DAN PERPINDAHAN : Jarak ( X ): adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda yang bergerak tanpa memperhatikan arah gerak benda. Oleh karena itu jarak tergolong besaran skalar . Perpindahan ( S ) :

Adalah perubahan kedudukan suatu benda karena adanya perubahan waktu dengan arah gerak diperhatikan. Perpindahan termasuk besaran vektor . Contoh :

Gerak sebuah titik dari : A - B - C - D - E - F - E - D .

Jarak yang ditempuh adalah :ABCDEFED , sedangkan perpindahannya adalah : A D. adarh kekanan.

B. KELAJUAN DAN KECEPATAN

13

FEDCBA

Kelajuan ( V ) :Adalah jarak yang ditempuh persatu satuan

waktu

V = ( meter/sekon )

Kecepatan ( V ) :Adalah perpindahan persatu satuan waktu .

V = ( meter/sekon )

Kelajuan adalah besaran skalar sedangkan kecepatan besaran vektor .

Kecepatan rata-rata ( Vr ) :Adalah jarak total yang ditempuh per waktu total yang

dipergunakan .

Vr =

Kecepatan sesaat ( Vs ) :Harga limit dari kelajuan rata-rata ketika selang waktu

mendekati nol

Vs = Limit

C. PERLAJUAN DAN PERCEPATANPerlajuan ( a )

Adalah perubahan kelajuan persatu satuan waktu. Perlajuan merupakan besaran skalar .

a = ( meter/sekon )

Percepatan ( a ) :Adalah perubahan kecepatan persatu satuan

waktu . Percepatan merupakan besaran vektor .

a = ( meter/sekon )

Percepatan sesaat ( as ) :Adalah harga limit dari percepatan dimana

waktu ( t ) mendekati nol.

14

as = limit

D. GERAK LURUS BERATURANGerak lurus beraturan :

Adalah gerak yang lintasannya lurus dengan kecepatan tetap.

Kecepatan tetap ( V ) :Adalah kecepatan yang besarnya disetiap saat

harganya tetap .

V =

Grafik kecepatan ( V ) terhadap waktu ( t ) :

Grafik perpindahan ( S ) terhadap waktu ( t ) :

E GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN .

3. Gerak lurus dengan percepatan tetap ( konstan ) (GLB)

3.1. Gerak pada bidang :

* .Kecepatan setelah t sekon

Perpindahan setelah t sekon

15

Vt = Vo a . t

A B

Vo Vt

t

AV

A B

V(m/s )

t (s)

t (s)

S (m)

Grafik kecepatan ( V ) terhadap waktu ( t ) :

Gr.(a ) Gr.(b) Gr.

(c)

Grafik perpindahan ( S ) terhadap waktu ( t ) :

Gr.( d ) Gr

( e ) .

Keterangan grafik :

a = Grafik (V) terhadap (t) : GLBB dipercepat tanpa

kecepatan awal

( Vo = 0)

b. = Grafik (V) terhadap (t) : GLBB dipercepat dengan

kecepatan awal

(Vo>0)

c = Grafik (V) terhadap (t) : GLBB diperlambat dengan

kecepatan awal

16

S = Vo.t a t2 Vt2 = Vo2 ± 2 a..S

S

O t t

S

O

V

t t

V

t

V

(Vo>0)

d = Grafik (S) terhadap (t) : untuk GLBB diperlambat

e = Grafik (S) terhadap (t) : untuk GLBB dipercepat.

F . Gerak Vertikal ke atas :

Gerak vertikal keatas termasuk g l b b dengan perlambatan

gravitasi g m/s2.

Vt = Vo - g t.

Y = Vo.t - ½

g t2.

Vt2 = Vo2 - 2

a S

Gerak Vertikal ke

bawah :

Gerak vertikal kebawah

termasuk g l b b

dipercepat engan

percepatan gravitasi g m/s2 .

Vt = Vo + g t.

Y = Vo.t + ½ g t2.

Vt2 = Vo2 + 2

a S

G .Gerak jatuh bebas :

Adalah gerak vertikal kebawah dengan kecepatan awal nol

( tanpa kecepatan awal )

Kecepatan jatuh

ditanah Vt :

Vt =

Waktu jatuh sampai

ditanah ( t ) :

17

Vt

g

h

A

BVt

Vo

Y

t =



GERAK LURUS.


1. Mengenai gerak lurus beraturan, pernyataan di bawah ini yang benar adalah ….a. kecepatan dan percepatan tetap d.

kecepatan dapat nol b. percepatan nol dan lintasan lengkung e.

percepatan nol dan kecepatan tetap c. percepatannya positif

2. Benda A dan B massanya berturut – turut 0,5 kg dan 0,8 kg dijatuhkan dari ketinggian sama dalam ruang hampa, maka yang benar adalah ….a. saat sampai di tanah, kecepatan A lebih besar daripada

kecepatan B b. sampai di tanah, kecepatan B lebih besar daripada kecepatan A c. benda A akan lebih dahulu sampai di tanah d. benda B akan lebih dahulu sampai di tanahe. kedua benda sampai di tanah bersamaan

3. Benda ditembakkan vertikal naik dengan kecepatan awal 100 m/det. Ketinggian maksimum yang dicapai benda adalah …. (g = 10 m/s2) a. 500 m c. 1.000 m e.

1.500 mb. 750 m d. 1.250 m

4. Benda jatuh bebas dari ketinggian 500 m. Besarnya waktu untuk sampai tanah dan kecepatan benda saat tinggi dari tanah sejauh 455 m adalah ….a. 10 detik dan 20 m/det d. 10 detik

dan 30 m/det b. 10 detik dan 15 m/det e. 15 detik

dan 30 m/det c. 10 detik dan 70 m/det

18

5. Benda mengalami jatuh bebas dari ketinggian h di atas tanah. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ….a. gerak benda diperlambat b. h = v0t + ½ gt2h c. waktu yang diperlukan sampai di tanah adalah d. kecepatan saat mencapai tanah adalah e. st = v0t + ½ gt2h

6. Sebuah mobil bergerak dari keadaan diam sejauh 100 m. Jika waktu yang diperlukan 10 detik, maka percepatannya adalah ….a. 0,5 m/s2 c. 1,5 m/s2

e. 2,5 m/s2

b. 1 m/s2 d. 2 m/s2

7. Seorang pengendara sepeda motor dengan laju 10 m/s melihat kondektur bus yang berjalan dengan kecepatan 2 m/s terhadap bus. Laju bus tersebut 20 m/s, maka kecepatan kondektur bus terhadap pengendara sepeda motor adalah ….a. 32 m/s c. 12 m/s

e. 2 m/sb. 20 m/s d. 10 m/s

8. Dari menara yang tingginya 135 m, dilempar benda ke bawah dengan kecepatan awal 10 m/s. Pada saat benda berada pada ketinggian 120 m, kecepatannya adalah … (g = 10 m/s2)a. 60 m/s c. 20 m/s

e. 5 m/sb. 40 m/s d. 10 m/s

9. Benda jatuh bebas dari tempat yang percepatan gravitasinya 10 m/s. Benda mencapai tanah setelah bergerak 3 sekon. Benda tersebut jatuh dari ketinggian ….a. 90 m c. 30 m

e. 15 mb. 45 m d. 25 m

10. Sebuah benda jatuh dari ketinggian 45 m di atas tanah dengan percepatan gravitasi10 m/s2. Jika gesekan udara diabaikan, benda jatuh di tanah setelah ….a. 0,5 c. 2

e. 4b. 1 d. 3

11. Seorang pelari mengelilingi lapangan berbentuk lingkaran yang berdiameter 20 m. Untuk satu kali putaran, maka besarnya jarak dan perpindahan adalah ….a. 0 m dan 0 m c. 62,8 dan 62,8 m

e. 31,4 m dan 62,8 m

19

b. 0 m dan 62,8 m d. 62,8 m dan 0 m

12. Bola besi dengan massa 0,2 kg dilepaskan dari ketinggian 6 m. Jika g = 10 m/s2, maka kecepatan pada ketinggian 1 m di atas tanah adalah ….a. 5 m/s c. 10 m/s

e. 15 m/sb. 5 m/s d. 10 m/s

13. x(cm) 4

0 t(s) 5

Grafik berikut ini menunjukan hubungan antara jarak yang ditempuh (x) terhadap waktu (t). Pada benda yang bergerak dalam suatu garis lurus, grafik tersebut menunjukan bahwa :1) kecepatan benda -4/5 cm/s2) percepatan benda sama dengan nol 3) dalam selang waktu 2,5 sekon, benda menempuh jarak 2 cm4) kecepatan benda pada saat t = 4 s adalah -4/5 cm/s Pernyataan di atas yang benar adalah ….a. 1, 2, dan 3 c. 2 dan 4

e. 4b. 1 dan 3 d. 1, 2, 3 dan 4

14. Sebuah mobil mula – mula diam. Kemudian mobil dihidupkan dan bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2. Setelah mobil bergerak selama 10 s, mesinnya dimatikan. Mobil mengalami perlambatan tetap dan mobil berhenti 10 s kemudian. Jarak yang masih ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai berhenti adalah …. (SPMB 2002)a. 210 m c. 195 m

e. 20 mb. 200 m d. 100 m

15. Sebuah mobil bergerak dalam kelajuan 10 m/s. Tiba – tiba mobil tersebut direm sehingga mengalami perlambatan 5 m/s2. Jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti adalah …. (UMPTN 1995)a. 10 m c. 20 m

e. 30 mb. 15 m d. 25 m


20

1. Panjang lintasan yang ditempuh oleh benda yang bergerak tanpa

memperhatikan arah gerak benda disebut apa ?

2. Disebut apa perpindahan tiap satuan waktu ?

3. Perubahan kecepatan tiap satu satuan waktu disebut apa ?

4. Alat apakah untuk mengukur kelajuan ?

5. Bagaimanakah rumus percepatan rata – rata ?

6. Gerak yang lintasannya lurus dan kecepatannya setiap saat

berubah secara beraturan (tetap) disebut apa ?

7. Gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dan

kecepatannya konstan (tetap) merupakan pengertian dari apa ?

8. Disebut apakah gerak benda yang jatuh dari suatu ketinggian di

atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya

dipengaruhi oleh gaya gravitasi ?

9. Bagaimanakah rumus kecepatan gerak benda pada peristiwa jatuh

bebas ?

10. Bagaimanakah gerak vertical ke atas terhadap pusat gravitasi ?


1. Sebuah kereta api meluncur menjauhi stasiun kereta api dengan

kecepatan 72 km/jam. Seorang anak berjalan searah kereta api

dengan kecepatan tetap 5 m/s. Berapakah kecepatan anak terhadap

stasiun kereta api ?

2. Benda bergerak dengan kecepatan 100 m/s dan diperlambat 10

m/s2. Berapakah jarak yang ditempuh benda tersebut hingga

berhenti ?

3. Dua benda A dan B sebidang dan segaris masing – masing

terpisah 118 m. Kedua benda bergerak saling mendekati.

21

Kecepatan benda A tetap 4 m/s dan kecepatan benda B tetap 6

m/s. Benda A berangkat lebih dahulu dan setelah 2 sekon, baru

benda B bergerak. Berapakah jarak yang ditempuh benda B

sampai bertemu A ?

4. Benda yang dilempar vertikal ke atas memerlukan waktu 6 sekon

untuk kembali ke tempat semula. Jika g = 10 m/s2, berapakah

kecepatan awal benda tersebut ?

5. Batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s dari

tanah. Setelah batu turun hingga ketinggian 5 m, ditangkap. (g =

10 m/s2)

a. Tentukan lamanya batu saat dilempar sampai ditangkap !

b. Tentukan kecepatan batu saat ditangkap !


1. Sebuah mobil – mobilan digerakkan pada lintasan lurus. Alat

apakah yang dapat digunakan untuk mengetahui jenis gerakan

mobil – mobilan tersebut ?

2. Buatlah grafik hubungan jarak dengan waktu pada saat benda

mengalami gerak lurus beraturan !

3. Alat dan bahan apakah yang perlu Anda siapkan pada saat akan

membuktikan gerak lurus berubah beraturan ?

4. Ketika Anda akan membuktikan adanya gerak lurus berubah

beraturan, bagaimana posisi benda (kereta mainan) harus

diletakkan ?

5. Coba jatuhkan dua benda yang massanya berbeda! Benda mana

yang sampai ke tanah terlebih dahulu ?

BAB. III.

22

GERAK MELINGKAR .

A. BESARAN DALAM GERAK MELINGKAR .

Kecepatan sudut () :

Adalah besar sudut yang ditempuh oleh jari-jari

lingkaran setiap sekon .

rad/s

Frekuensi putaran (f) :

Adalah jumlah putaran yang dilakukan setiap sekon .

Hz

Periode ( T ) :

Adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh

satu kali keliling

Jarak ( S ) dan perpindahan sudut ( ) :

Besar sudut yang ditempuh jari – jari (R)

radian

23

=

f =

= .t

S = R

= f

A

B

R

T =

Satu radian adalah sama dengan sudut yang direntangkan

oleh busur

lingkaran yang panjangnya sama dengan jari-jari

lingkaran nya

Hubungan kecepatan linier ( V ) dengan kecepatan sudut

( ) :

Percepatan sudut ( ) :

Adalah besar perubahan kecepatan sudut

persatu satuan satuan

waktu .

= rad/ s2

Hubungan percepatan linier dengan percepatan sudut :

a = . R

Percepatan sentri petal ( aR ) :

aR =

B . Gerak melingkar beraturan (GMB)

Adalah gerak yang lintasannya menurut keliling

lingkaran dengan

kecepatan sudut tetap .

Besar perpindahan sudutnya :

= . t.

Hubungan roda-roda sepusat :

- Bila dua roda sepusat (B dan C) maka kedua roda

mempunyai kecepatan sudut tetap.

A

= B

24

V = R

AB

=

Hubungan roda-roda Bersinggungan :

- Bila dua roda tidak sepusat dihubungkan dengan rantai / tali /

tanah maka kedua roda mempunyai kecepatan linier sama

Hal – hal yang istimewa :

; VD = VE VA = VB

E . R E = D RD A.RA =

B .RB

C. GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN .

Gerak melingkar berubah beraturan :

Adalah gerak yang lintasannya menurut keliling lingkaran dengan percepatan sudut tetap . Percepatan sudut ( ) :

Adalah perubahan kecepatan sudut persatu satuan waktu :

= /t. Kecepatan sudut setelah t sekon adalah :

t = o

t

Besar sudut yang ditempuh ( ) adalah

= o.t ½ t2 Rumus tambahan :

25

C

RC

BRB

RD

D

RA AE

t2 = o

2 2



GERAK MELINGKAR


1. Kecepatan ujung jarum detik yang panjangnya 7 cm adalah …. a. < 1. 10-2 m/s c. 3. 10-2 m/s e.

> 5. 10-2 m/sb. 2. 10-2 m/s d. 5. 10-2 m/s

2. Titik P merupakan ujung jarum jam dan titik Q di tengah – tengah jarum jam tersebut. Jika jarum berputar melingkar, maka kecepatan linier dari P dan Q berbanding sebagai ….a. 1 : 1 c. 2 : 1 e.

1 : 4b. 1 : 2 d. 4 : 1

26

3. Benda melakukan gerak melingkar beraturan dengan berputar 120 kali tiap menit. r = 0,5 m, maka besarnya kecepatan sudut dan kecepatan liniernya adalah ….a. 4 dan c. 2 dan 2 e.

dan b. 4 dan 2 d. dan 4

4. Dua buah roda A dan B dengan perbandingan radiusnya 2 : 3 dihubungkan dengan pita. Jika periode putaran roda A = 2 detik, kecepatan sudut roda B adalah ….a. /3 rad/s c. rad/s e.

2 rad/sb. 2/3 rad/s d. 3/2 rad/s

5. Jika dua buah roda masing – masing berjari – jari r1dan r2 diputar dan dihubungkan dengan pita (ban) di titik di singgungnya, maka kecepatan sudut (), periode (T), frekuensi (f), dan kecepatan linier (v) mempunyai hubungan dengan jari – jari r sebagai : (SPMB 2002 Regional II)1) 1 / 2 = R2 / R1

2) T1 / T2 = R1 / R2

3) f1 / f2 = R2 / R1

4) v1 / v2 = R1 / R2

Pernyataan di atas yang benar adalah ….a. 1, 2 dan 3 c. 4 saja e.

benar semuab. 1 dan 3 d. 2 dan 4

6. Sebuah cakram dengan jari – jari r berputar beraturan sekeliling sumbu horizontal melaui pusatnya. Jika titik P terletak pada tepi cakram dan Q pada pertengahan antara pusat dan P, maka :(UMPTN 1990 Rayon B)1) kecepatan sudutnya sama;2) percepatan sudut keduanya sama dengan nol;3) kecepatan singgung P dua kali kecepatan singgung Q;4) percepatan singgung keduanya sama dengan nol a. 1, 2 dan 3 c. 2 dan 4 e.

benar semua b. 1 dan 3 d. 4 saja

7. Akibat rotasi bumi, keadaan Hasan yang bermasa a dan berada di Bandung dengan David yang bermasa b dan berada di London, akan sama dalam hal …. (UMPTN 1992 Rayon A) a. laju liniernya c. gaya gravitasi buminya e.

percepatan sentripetalnya b. kecepatan liniernya d. kecepatan angulernya

8. Diketahui gir depan sebuah sepeda berjari – jari 6 cm dan gir belakang berjari – jari 4 cm. Saat gir depan diputar dengan

27

frekuensi 1/ Hz dan jari – jari roda belakang sepeda adalah 20 cm maka jarak yang ditempuh sepeda dalam 20 sekon adalah …a. 2,4 m c. 6 m e.

26 m b. 4,8 m d. 12 m

9. Suatu alat pemusing berputar 3.600 putaran tiap menit. Frekuensi alat tersebut adalah …a. 60 Hz c. 240 Hz e.

360 Hzb. 120 Hz d. 300 Hz

10. Tali sepanjang 1 diberi beban m dan berputar melingkar dalam bidang vertikal (r = 1). Agar benda dapat melingkar penuh, maka saat di titik bawah (B) kecepatan minimumnya adalah ….a. c. 2 e.

b. d.

11. Perhatikan ketentuan berikut ini !1). Kecepatan sudutnya tetap, kecepatan liniernya berubah 2). Kecepatan sudut dan kecepatan liniernya tetap3). Kecepatan sudut berubah, kecepatan linier berubah Ketentuan yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah

….a. 1 saja c. 2 saja e.

3 saja b. 1 dan 2 d. 2 dan 3

12. Jika sebuah benda berotasi saat percepatan sentripetal 5 m/s2 dengan frekuensi 5/ dan r konstan, maka besarnya percepatan sentripetal saat frekuensinya 10/ adalah …. m/s2. a. 2,5 c. 7,5 e.

20b. 5 d. 10

13. Sebuah sepeda terlihat seperti pada gambar di bawah. Perbandingan jari – jari gir depan dan jari – jari gir belakang 2 : 1. Jika sepeda di kayuh, maka perbandingan laju linier gir depan dan laju linier gir belakang adalah ….

Ada Gambar Sepeda

28

a. 1 : 1 c. 1 : 4 e. 4 : 1

b. 1 : 2 d. 2 : 1

14. Panjang jari – jari roda sepeda torpedo adalah 30 cm, sedangkan gir depan dan belakang masing – masing berjari – jari 8 cm dan 4 cm. Apabila seorang pengendara mengayuh hingga gir depan berputar 4 putaran tiap sekon, maka dalam waktu setengah menit akan menempuh jarak ….a. 144 cm c. 164 cm e.

288 cm b. 160 cm d. 180 cm

15. Roda A dan B yang masing – masing berjari – jari 4 cm dan 6 cm dihubungkan bagian tepinya dengan suatu pita. Jika roda A berputar 28.800 putaran tiap jam, maka kecepatan sudut roda B sebesar ….a. 6 rad/s c. 24 rad/s e.

48 rad/sb. 32/3 rad/s d. 36 rad/s


1. Disebut apakah waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh

satu kali putaran ?

2. Dinamakan apakah banyaknya putaran yang dilakukan benda

dalam waktu satu detik ?

3. Bagaimanakah hubungan antara periode dengan frekuensi ?

4. Disebut apakah jika jarak yang ditempuh (berupa lintasan

lingkaran) dalam selang waktu tertentu ?

5. Hasil bagi sudut pusat yang ditempuh dalam selang tempuhnya

merupakan pengertian dari apa ?

6. Bagaimanakah hubungan antara kecepatan sudut dengan kelajuan

linier ?

7. Percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan liniernya

dan mengarah ke pusat lingkaran dinamakan apa ?

8. Disebut apakah gerak benda yang menempuh lintasan melingkar

dengan besar kecepatan tetap dan vektor kecepatan linier

senantiasa berubah serta vektor kecepatan sudut tetap ?

9. Bagaimanakah persamaan hubungan roda – roda bersinggungan ?

29

10. Disebut apakah gerak benda yang menempuh lintasan melingkar

dengan kecepatan berubah dan besar percepatannya konstan ?


1. Sebuah benda berputar dengan jari – jari perputaran 1,5 meter.

Setiap 4 sekon, benda berputar sebanyak 18 kali. Tentukan :

a. frekuensi

b. periode

c. kecepatan anguler

2. Suatu partikel membuat 30 putaran tiap menit dalam lintasan

melingkar berjari – jari 3 cm. Hitung kecepatan linier dan

percepatan sentripetal !

3. Dalam waktu 2 sekon, benda yang bergerak melingkar

menempuh 30 rad. Jika benda tersebut mula – mula bergerak

dengan kecepatan sudut 12 rad/s, berapakah percepatan sudut

benda ?

4. Jari – jari lingkaran P, S, dan Q pada gambar di bawah ini

masing – masing adalah 16 cm, 12 cm, dan 8 cm. Jika kecepatan

sudut lingkaran P = 4 rad/s, hitung kecepatan linier lingkaran Q!

5. Gir depan pada sebuah sepeda dengan pedal gir mempunyai

diameter 16 cm dan gir yang belakang berdiameter 8 cm. Roda

belakang sepeda berjari –jari 30 cm. Agar sepeda dapat

meluncur dengan kecepatan 6 m/s, berapa jumlah putaran pedal

tiap menit ?

30

QP S

Q


1. Seutas tali yang ujungnya digantungi beban digerakkan secara

horizontal. Setiap 5 detik di catat banyaknya putaran. Untuk

mencari frekuensinya, bagaimana hubungan antara kedua besaran

tersebut ?

2. Coba Anda amati gerak pada kipas angin! Bagaimana bentuk

lintasannya ?

3. Pada piringan hitam yang sedang berputar, hinggap seekor

nyamuk. Bagaimana harga kecepatan sudut nyamuk itu terhadap

kecepatan memutarnya piringan hitam ?

4. Alat dan bahan apa yang perlu disediakan untuk melakukan

kegiatan menyelidiki periode benda ?

5. Berikan tiga contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari –

hari !

31

BAB . IV

HUKUM NEWTON .A. HUKUM NEWTON :

Hukum I Newton :

Setiap benda cendrung mempertahankan keadaanya .

Atau :

F1 - F2 = 0

N – w =

0

. Hukum II Newton :

Percepatan yang ditimbulkan oleh suatu gaya

sebanding dengan besarnya gaya dan berbanding

terbalik dengan masanya

32

F = 0

Fx = 0

Fy = 0w

F1

N

F2

Bila benda bergerak kekanan :

a =

a =

5.1. Hukum III Newton :

Contoh :

B . PENERAPAN HUKUM NEWTON .

a. Gerak pada bidang mendatar :

- Hukum Newton I

Fx = 0

F1 - F2 = 0

33

F aksi = - F reaksi

FG

F1

T1

T2

F2

w

Bumi

Pasangan aksi reaksi:

F1 dengan T1

T2 dengan F2

w dengan FG

a =

mF1

N

F2

w

m

w

F1

N

F2

Fy = 0

N - w = 0

-

- Hukum Newton II : a =

a = F1 - F2.

- Hukum Newton III :

N ( aksi ) = w ( reaksi )

b. Pada bidang miring :

Bila benda bergerak keatas : a =

Bila benda bergerak ke bebawah : a =

c. Katrol :

Jika m2 bergerak

kebawah , maka hukum

Newton II :

a =

34

N

F

w

wcos

wsin

m2

T1

W1

W2

m1

T1

T2

T2

a =

C. GAYA GESEKAN.:

Gaya gesekan statis ( f s ) :

adalah gaya gesekan yang timbul pada saat benda

sedang berusaha bergerak ( tetapi belum bergerak ) . Gaya

gesekan statis bernilai mulai dai nol hingga mencapai maksimum

, yaitu pada saat benda akan bergerak .

f

mak = N

Gaya gesekan kinetik ( f k ) :

Adalah gaya gesekan yang timbul pada saat benda

bergerak :

Besar gaya gesekan kinetis sebesar :

f k = k N.

dimana : k < s

D. PENERAPAN GAYA GESEKAN :

a. Gerak benda pada bidang datar :

35

w sin

N F

w

wcos

P

W

fs

N

F

P

Wfs

N

F

Menurut Hukum Newton II :

Fx = m.a Fy =

0

F - f k = m. a. N - W =

0

N =

W

b. Gerak pada bidang miring :

Menurut

Hukum Newton II :

Benda

bergerak ke bawah

Fx =

m.a .

W sin - F -

f k = m. a.

Fy = 0

N - w

cos = 0

N = w

cos

Benda bergerak ke atas

Fx = m.a Fy =

0

W sin - F - f k = m. a. N - w cos

= 0

N =

w cos

E. GAYA SENTRI PETAL : 2

Gaya sentri petal :

36

w sin

N F

w

wcos

fk

adalah gaya yang arahnya kepusat lingkaran dan tegak lurus dengan kecepatan liniernya

Menurut Hukum Newton

II

F = m . a

Maka :

Fs = m. as

Fs = m

FFs ( arah

kepusat lingkaran )

Gaya sentri petal pada titik

Pada titik A : T - W = m T = W +

m

Pada titik B : T - W.Cos = m T =

W.Cos + m

Pada titik D : T + W = m T = W -

m

37

D

W

W

W

W

Fs

A

B

C



HUKUM NEWTON .


1. Sebuah benda meluncur pada bidang miring dengan kecepatan konstan. Oleh karena itu ….a. bidang itu merupakan bidang licin b. komponen berat dari benda yang sejajar miring harus lebih

besar dari gaya geseknya c. komponen berat dari benda yang sejajar bidang miring harus

lebih kecil dari gaya geseknya d. komponen berat dari benda yang sejajar bidang miring harus

sama dengan gaya geseknya e. berat dari benda harus sama dengan gaya horizontalnya

2. Sebuah lokomotif bermassa 4.104 kg mampu menarik sebuah gerbong bermassa 2.105 kg pada rel datar dengan kecepatan maksimum 0,5 m/s2. Jika lokomotif yang sama dipakai untuk menarik gerbong bermassa 105 kg, percepatan maksimum rangkaian kereta itu adalah ….a. 1 m/s2 c. 1,6 m/s2 e.

6/7 m/s2

b. 1,2 m/s2 d. 1,8 m/s2

3. Sebuah mobil bermassa 1.000 kg sedang berada pada puncak bukit yang membentuk bola berdiameter 40 m. Jika kecepatan mobil saat itu 10 m/det dan g = 10 m/s2, besar gaya normal yang dialami mobil adalah ….a. 1.000 N c. 3.000 N e.

5.000 N b. 2.000 N d. 4.000 N

38

4. Pada percobaan bandul sentrifugal diketahui m = 10-2 kg diputar dengan tali yang panjangnya 1 meter dengan beban penggantung 1 N, maka laju maksimum putaran bandul itu adalah …a. 2 m/s c. 5 m/s e.

10 m/sb. 3 m/s d. 8 m/s

5. Benda A bermassa 20 gram diikat pada ujung tali yang dihubungkan benang dengan beban B. Benda diputar mendatar

dengan f = 5 Hz. Panjang tali 70 cm. Jika = , maka berat

beban B adalah ….a. 13,8 N c. 15,8 N e.

20 Nb. 14,8 N d. 16,8 N

6. Sebuah benda 2 kg diikat dengan tali sepanjang 50 cm dan diputar pada bidang vertikal dengan kecepatan sudut tetap 6 rad/s. Tegangan tali ketika benda berada di titik tertinggi dan titik terendah adalah ….a. 336 N dan 36 N c. 16 N dan 56 N e.

36 N dan 56 N b. 56 N dan 16 N d. 0 N dan 36 N

7. Mula – mula benda A bergerak melingkar dengan jari – jari r. Kemudian jari-jari lintasan diubah menjadi 2r, tetapi energi kinetiknya tetap. Perubahan gaya sentripetal yang bekerja pada benda adalah ….a. 0,25 kali c. 1 kali e.

4 kalib. 0,50 kali d. 2 kali

8. Diketahui benda 10 kg berada di lantai licin yang dipengaruhi F1 = 50 N dan F2 = 20 N yang berlawanan. Besar dan arah percepatan yang dialami benda tersebut adalah ….a. 5 m/det2 searah F1 c. 3 m/det2 searah F1 e.

2 m/det2 searah F2

b. 3 m/det2 searah F1 d. 2 m/det2 searah F1

9. Benda di dalam lift beratnya lebih besar dibanding berat benda ketika diam. Hal ini terjadi jika ….a. gerak lift ke atas dipercepat b. gerak lift ke bawah diperlambat c. gerak lift ke bawah dipercepatd. gerak lift ke atas dengan kecepatan tetap e. geral lift ke bawah dengan kecepatan tetap

39

10. Orang bermassa 60 kg berdiri di atas lift yang sedang bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2. Gaya normal yang bekerja pada orang tersebut adalah ….a. 720 N c. 480 N e.

20 Nb. 600 N d. 400 N

11. Sebuah benda bermassa 4 kg mula – mula bergerak lurus pada bidang horizontal dengan kecepatan tetap 3 ms-1. Kemudian sebuah gaya 30 N bekerja pada benda itu yang mengakibatkan kecepatan benda akhirnya menjadi 6 ms-1. Perpindahan benda selama gaya bekerja adalah ….a. 0,2 m c. 2,5 m e.

5 mb. 1,8 m d. 3,6 m

12. Besar gaya gravitasi antara 2 benda yang berinteraksi adalah ….a. sebanding dengan kuadrat jarak kedua bendab. sebanding dengan kuadrat massa kedua bendac. berbading terbalik dengan jarak kedua benda d. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua bendae. berbanding terbalik dengan kuadrat massa kedua benda

13. Massa balok A 10 kg (diam). Koefisien gesekan statis balok dengan lantai 0,4. Percepatan gravitasi 10 ms-2. Di antara nilai gaya F mendatar berikut ini yang merupakan nilai minimum agar balok A menjadi dapat bergerak adalah ….a. 6 N c. 39 N e.

65 N b. 37 N d. 41 N

14.

50 N

Dua benda A dan B berada di atas bidang datar licin dan saling dihubungkan tali seperti gambar di atas. Kemudian pada B ditarik dengan gaya sebesar 50 N, hingga percepatan yang terjadi pada kedua benda itu 2 ms-2 . Jika massa A adalah 15 kg, maka massa B adalah ….a. 10 kg c. 25 kg e.

40 kg b. 15 kg d. 35 kg

15.Grafik yang menggambarkan hubungan antara F (gaya gravitasi) terhadap r2 (r adalah jarak kedua benda dari Hukum Newton tentang gravitasi) adalah ….

40

A B

a. F b. F c. F

r2 r2

r2

d. F e. F

r2 r2

16. Sebuah benda bergerak pada lintasan kasar dengan koefisien gesekan kinetik 0,2. Berat benda 25 N dan pada benda dikenai gaya ke atas 5 N. Jika benda bergerak dengan percepatan 2 m/s2 (g = 10 m/det2), maka besar gaya horizontal yang diberikan adalah ….a. 7 N c. 10 N e.

13 N b. 9 N d. 11 N

17. Berikut ini merupakan pernyataan yang berkaitan dengan koefisien gesekan statis s dan koefisien gesekan kinetis k. 1) k < s

2) k dan s bergantung pada sifat permukaan yang bersinggungan

3) k dan s bergantung pada luas permukaan yang bersinggungan

4) k dan s bergantung dengan permukaan dan massa benda yang bersinggungan

Dari pernyataan tersebut yang benar adalah ….a. 1, 2 dan 3 c. 2 dan 4 e.

1, 2, 3 dan 4b. 1 dan 3 d. 4 saja

18. Sebuah benda bermassa 4 kg terletak pada bidang miring dengan sudut kemiringan 37, k = 0,25 (g = m/s2) didorong dengan gaya F sejajar bidang miring ke atas sehingga mengakibatkan balok bergeser ke atas dengan laju konstan, besarnya gaya F adalah …. kasara. 38 N c. 26 N e.

16 N b. 32 N d. 24 N

41

19. Sebuah balok massanya 10 kg diletakkan di atas lantai kasar. Balok tersebut ditarik dengan gaya mendatar F = 20 N. Jika g = m/s2, s = 0,3 dan k = 0,2. Besar gaya gesekan antara balok dengan lantai adalah ….a. 60 N c. 30 N e.

10 Nb. 50 N d. 20 N

20. Sebuah balok yang beratnya 50 N diam di atas papan yang mendatar. Balok ditarik dengan gaya 50 N dan membentuk sudut 37 terhadap bidang horizontal. Jika koefisien gesekan statis dan kinetis balok dengan lantai ½ dan ¼ (g = 10 m/s2), maka : 1) massa benda 5 kg2) gaya normal benda 20 N3) gaya gesekan kinetik 5 N4) percepatan gerak 7 m/s2

Pernyataan yang benar adalah ….a. 1, 2 dan 3 c. 2 dan 4 e.

1, 2, 3 dan 4b. 1 dan 3 d. 4 saja


1. Disebut apakah sifat benda mempertahankan keadaannya semula ?

2. Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol,

maka benda itu diam atau bergerak lurus beraturan. Bunyi hukum

apakah yang menyatakan tersebut ?

3. Percepatan yang ditimbulkan dari gaya yang bekerja pada sebuah

benda besarnya berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan

berbanding terbalik dengan massa benda. Bunyi hukum apakah

yang menyatakan tersebut ?

4. Disebut apakah ukuran banyaknya zat yang dikandung suatu

benda ?

5. Disebut apakah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda ?

6. Bagaimanakah persamaan yang berlaku pada Hukum II Newton ?

7. Bagaimanakah rumus berat benda ?

8. Apakah satuan berat benda ?

9. Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, maka

benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang

42

besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Bunyi hukum apakah

yang menyatakan tersebut ?

10. Bagaimanakah rumus gaya sentripetal ?


1. Sebuah benda yang bermassa 5 kg meluncur tanpa kecepatan awal

di atas bidang miring yang panjang dan licin, sudut kemiringan

bidang (sin = 0,6) dan g = 10 m/s2.

a. Tentukan percepatan yang timbul pada benda !

b. Tentukan jarak yang ditempuh setelah 4 detik !

2.

F

Perhatikan gambar di atas ! Benda A, B, dan C dihubungkan oleh

tali. Massa A, B, dan C masing – masing 1 kg ; 1,5 kg; dan 2,5 kg.

Benda C ditarik dengan gaya 40 N.

a. Tentukan tegangan tali antara benda A dan benda B !

b. Tentukan tegangan tali antara benda B dan benda C !

3. Seseorang yang beratnya 580 N berdiri di atas timbangan badan di

sebuah lift yang bergerak vertikal. (g = 10 m/s2)

a. Tentukan angka yang ditunjuk timbangan jika lift bergerak ke

atas dengan perlambatan 2 m/s2 !

b. Tentukan angka yang ditunjuk timbangan jika lift bergerak ke

bawah dengan percepatan 2 m/s2!

4. Berapa besar tegangan tali T1 dan T2 pada gambar di samping ?

T1 m = 4 kg

43

A B C

37

5. Hitunglah percepatan suatu balok yang meluncur pada sebuah

bidang miring dengan sudut miring 53 dengan koefisien gesekan

statis dan kinetis balok dengan bidang miring masing – masing 0,4

dan 0,3 !


1. Letakkan selembar kertas di sebuah meja! Setelah itu, letakkan

sebuah katrol kecil di atas kertas tersebut! Tarik kertas tadi secara

cepat! Apa yang terjadi ? Jelaskan!

2. Untuk menyelidiki adanya percepatan pada Hukum II Newton,

alat apa yang perlu disiapkan ?

3. Buatlah grafik hubungan antara F dan m pada percobaan mengenai

Hukum II Newton!

4. Sebuah benda didorong dengan arah mendatar di sepanjang

permukaan mendatar. Gambarkan gaya – gaya yang bekerja dan

sebutkan gaya – gaya yang merupakan pasangan aksi reaksi!

5. Anda memiliki dua benda A dan B dengan berat yang sama.

Benda A diletakkan di bidang yang licin sedangkan benda B

diletakkan di bidang yang kasar, kemudian kedua benda tersebut

di tarik dengan gaya yang sama. Manakah yang lebih mudah

bergerak ? Mengapa hal tersebut bisa terjadi ?

44

Soal Ulangan Semester 1 Fisika Kelas X .


ULANGAN SEMESTER 1

A. Pilihlah huruf a, b, c, d, atau e di depan jawaban yang paling benar!

1. Jika momentum adalah massa suatu benda dikalikan dengan kecepatannya, maka dimensi dari momentum ….a. M L-1 T-1 c. M LT-1 e.

M LT-2

b. M L-1 T d. M L-1 T-2

2. Jika seseorang berada di dalam bus yang sedang melaju kemudian bus direm mendadak, maka orang tersebut akan terdorong ke depan. Hal ini terjadi karena ….a. gaya dorong bus dari belakang d. sifat

kelembaman bendab. gaya pengereman bus e.

pengereman yang mendadak c. gaya tarik bus

3. Sebuah perahu menyeberangi sungai dengan arah tegak lurus arus air. Seorang pengamat berdiri diam di tepi sungai. Jika kecepetan perahu adalah 4 ms-1 dan kecepatan arus air sungai 3 ms-1, maka kecepatan relatif perahu terhadap pengamat adalah ….m/s.a. 8 c. 4 e.

2b. 5 d. 3

4. Dua buah gaya masing – masing 16 N dan 10 N bertitik tangkap sama. Kedua gaya membentuk sudut 120. Resultan kedua gaya tersebut adalah ….a. 10 N c. 14 N e.

22 N b. 102 N d. 142 N

5. Benda di dalam lift beratnya sama besar dibanding berat benda ketika diam. Hal ini terjadi jika ….

45

a. gerak lift ke atas dipercepat d. gerak lift ke atas dengan kecepatan tetap

b. gerak lift ke atas diperlambat e. gerak lift ke bawah dengan kecepatan berubah

c. gerak lift ke bawah diperlambat

6. Sebuah benda massanya 5 kg bergerak pada bidang licin. Benda tersebut dipengaruhi dua gaya sama besar dan berlawanan arah. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ….( g = 10 ms-2)a. percepatannya 4 ms-2 d. energi yang

dimiliki benda 100 Jb. gerak benda lurus beraturan e. kecepatan

benda berubah c. keadaan benda tidak setimbang

7. Sebuah benda berbentuk bola mengalami jatuh bebas dari ketinggian 80 m dari tanah. Pada saat benda berada pada ketinggian 60 m dari tanah, kecepatan benda adalah ….a. 203 ms c. 18 ms-1 e.

12 ms-1

b. 20 ms d. 15 ms-1

8. Kereta api dengan kecepatan 108 km/jam direm dan berhenti setelah 10 s. Massa kereta api diketahui 3.000 kg. Untuk menghentikan kereta api itu dibutuhkan gaya rem sebesar ….a. 7.000 N c. 9.000 N e.

10.000 N b. 8.000 N d. 9.500 N

9. Dalam beberapa besaran gerak melingkar beraturan dibawah ini hanya ada satu yang benar, yaitu ….

a. = c. v = e.

2 =

b. vt = d. as = v2r

10. Dari kelompok besaran di bawah ini yang mempunyai satuan sama adalah ….a. usaha, daya dan energi d. usaha,

energi kinetik dan percepatan b. usaha, energi kinetik dan energi potensial e. usaha,

gaya dan kelajuan c. usaha, energi kinetik dan gaya

11. vA = 15 m/s vB = 10 m/s

A B

46

Jika jarak AB = 75 meter, maka A dan B bertemu di ….a. 23 m dari A c. 30 m dari A e.

60 m dari Ab. 50 m dari A d. 50 m dari B

12. Sebuah benda dilepaskan dari ketinggian 20 m di atas tanah. (g = 10 m/s2). Kecepatan benda setelah mencapai ketinggian 15 m di atas tanah ….a. 10 m/det c. 17 m/det e.

25 m/det b. 15 m/det d. 20 m/det

13. Perhatikan gambar berikut !

Pada gambar tersebut, jika diketahui massa benda A dan B masing – masing adalah 2 kg dan 5 kg, permukaan meja licin sempurna, dan percepatan gravitasinya 10 m/s2 . Percepatan benda A setelah benda B dilepaskan adalah ….a. 0,5 m/s2 c. 1,5 m/s2 e.

2,9 m/s2

b. 1,0 m/s2 d. 2,0 m/s2

14. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 600 meter di atas tanah. Pada saat benda berkecepatan 100 m/s, maka tinggi benda tersebut adalah …. (g = 10 m/s2)a. 20 meter c. 60 meter e.

100 meter b. 50 meter d. 90 meter

15. Benda bermassa 10 kg dari keadaan diam diberi gaya 10 newton. Laju benda saat pindah 50 m mendatar adalah ….c. 5 m/s c. 30 m/s e.

100 m/sa. 10 m/s d. 80 m/s

16. Benda melakukan gerak melingkar beraturan dengan berputar 120 kali tiap menit, dan r = 0,5 m. Besarnya kecepatan sudut dan kecepatan liniernya adalah …a. 4 rad/s dan m/s c. 2 rad/s dan 2 m/s e.

rad/s dan m/s

47

B

A

Licin

b. 4 rad/s dan 2 m/s d. rad/s dan 4 m/s

17. Titik P merupakan ujung jarum jam dan Q titik di tengah – tengah jarum jam tersebut. Jika jarum berputar melingkar , maka kecepatan linier dari P dan Q berbanding sebagai ….a. 1 : 1 c. 2 : 1 e.

1 : 4b. 1 : 2 d. 4 : 1

18. Benda dengan ukuran panjang 63,2 cm dan lebar 3,5 cm, maka menurut aturan angka penting luas benda tersebut adalah ….cm2. a. 2,21. 20 . 102 c. 2,21. 102 e.

2,2. 102

b. 2,21. 2 . 102 d. 2,20. 102

19. Dari lima besaran di bawah ini yang termasuk besaran pokok dan vektor adalah ….a. massa c. gaya e.

perpindahan b. kecepatan d. waktu

20. Mengenai gerak lurus beraturan, pernyataan di bawah ini yang benar adalah …a. kecepatan dan percepatannya tetap b. percepatannya nol dan lintasannya lengkung c. percepatannya positif d. kecepatannya dapat nol e. percepatannya nol dan kecepatannya tetap

21. Benda bergerak dengan kecepatan 100 ms-1 dan diperlambat 10 ms-1 . Dari awal sampai berhenti menempuh perpindahan sebesar ….a. 250 m c. 750 m e.

1.500 m b. 500 m d. 1.000 mc.

22. Benda bergerak dengan kecepatan awal 10 ms-1 dan dipercepat 1 ms-1. Saat benda kecepatannya 20 m/s, benda tersebut telah menempuh jarak perpindahan sebesar ….a. 50 m c. 150 m e.

200 mb. 100 m d. 175 m

23. Benda jatuh bebas dari ketinggian 500 m. Waktu yang diperlukan untuk sampai di tanah dan kecepatan benda saat tingginya dari tanah sejauh 455 m adalah ….a. 10 s dan 20 m/s c. 10 s dan 70 m/s e.

15 s dan 30 m/sb. 10 s dan 15 m/s d. 10 s dan 30 m/s

48

24. Benda 10 kg di atas lantai licin yang dipengaruhi F1 = 50 N dan F2

= 20 N yang berlawanan seperti gambar berikut,

F1 F2

Besar dan arah percepatan yang dialami benda adalah ….a. 5 m/s2 searah F1 c. 3 m/s2 searah F2 e.

2 m/s2 searah F2

b. 3 m/s2 searah F1 d. 2 m/s2 searah F

25. T F

Dari gambar di atas diketahui :m1 = 4 kg

m2 = 6 kg Kedua benda terhadap lantai mempunyai k = 1/5. Jika F = 50 N, maka tegangan tali T sebesar ….a. 10 N c. 20 N e.

30 N b. 15 N d. 25 N


1. Disebut apakah besaran yang diturunkan dari satuan besaran

pokok ?

2. Berapakah banyaknya angka penting pada hasil pengukuran

0,04201 ?

3. Disebut apakah gerak pada lintasan lurus dengan percepatan

konstan ?

4. Disebut apakah jarak yang ditempuh tiap satuan waktu ?

5. Benda bergerak dari posisi -2 m ke posisi +4 m, berapakah

perpindahan benda tersebut ?

6. Bagaimanakah persamaan hubungan antara v, , dan r pada gerak

melingkar beraturan ?

49

m = 10 kg

m1 m1

7. Dalam waktu 5 detik benda bergerak melingkar sebanyak 15 kali.

Berapakah frekuensinya ?

8. Benda yang bermassa 4 kg bergerak dan memiliki percepatan 90

km/jam. Berapakah besarnya gaya yang bekerja pada benda

tersebut ?

9. Pada saat bus yang sedang melaju kemudian secara mendadak

direm, penumpang akan terdorong ke depan. Sesuai dengan

hukum apakah peristiwa tersebut ?

10. Jika terdapat gaya aksi 60 N, maka berapakah besarnya gaya

reaksi ?

C. Uraikan jawaban Anda dari pertanyaan – pertanyaan berikut

ini dengan benar !

1. Diketahui sebuah mobil bermassa 1 ton melaju dengan v = 100

m/s. Suatu saat, direm dengan gaya F = 10.000 newton tetap.

a. Hitunglah waktu saat direm hingga berhenti!

b. Hitunglah jarak yang ditempuh dari saat direm hingga

berhenti!

2. Jari – jari roda gir depan sebuah sepeda balap 14 cm, gir belakang

7 cm, dan roda 30 cm. Jika periode gir depan 10 detik,

tentukan :

a. periode gir yang belakang

b. jarak yang ditempuh sepeda selama 30 menit

3.

Hitunglah besar dan arah resultan gaya – gaya yang tampak pada

gambar!

50

10 N

10 N

120o

4. Empat buah gaya masing – masing besarnya 6 N, 8 N, 10 N dan

12 N setitik tangkap dan sebidang, serta terhadap sumbu X positif

membentuk sudut 30, 120, 210 dan 330. Tentukan resultan gaya

dan arahnya terhadap sumbu X positif!

5. Dua orang P dan Q dari tempat dan waktu yang sama. Jika P

bergerak sejak awal dengan kecepatan tetap 54 km/jam dan Q

mulai bergerak dari diam dengan percepatan 6 m/s2.

a. Hitunglah lamanya waktu Q dapat menyusul P!

b. Hitunglah jarak tempuh saat P tersusul Q!

Materi Fisika Kelas X .Semester 2.


BAB . I

GELOMBANG DAN OPTIK.A. PEMANTULAN GELOMBANG :

Pemantulan cahaya :

Benda-benda yang dapat memantulkan cahaya adalah benda-benda yang permukaannya mengkilat. Contohnya : cermin . Hukum Pemantulan Snellius :

1. Sinar datang , sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar . 2. Sudut datang sama dengan sudut pantul .

51

1. Pemantulan pada cermin datar :

Sifat bayangan dari cermin datar : a. Jarak bayangan ke cermin ( s ’ ) sama dengan jarak benda ke cermin ( s ). b. Bayangan bersifat maya karena terbentuk oleh perpotongan dari perpanjangan garis sinar pantul dan berada di belakang cermin .

c. Jarak bayangan ke cermin diberi tanda negatip.d. Tinggi bayangan sama dengan tinggi bendanya.e. Posisi bayangan tegakf. Bayangan berhadapan dengan bendanya .berlawanan dan

simetris .

Untuk cermin bersudut :

Jumlah bayangan yang dibentuk oleh cermin bersudut adalah :

n =

2. Pemantulan pada cermin lengkung :

A. Cermin cekung :

Adalah bagian bulatan bola cermin yang bagian cekungnya dapat memantulkan cahaya . Sinar – sina istimewa pada cermin cekung :

1. Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui fokus.

2. Sinar yang melalui fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Sinar yang menuju pusat cermin dipantulkan kepusat juga. Terjadinya bayangan :

52

N

sp

sd

i r

h’

f

S’III II

FPI

Sh

No. Jarak benda

( S )

Jarak bayangan

( S’)

Sifat-sifat bayangan

1 III II Sejati , diperkecil dan terbalik

2 Pusat Pusat Sejati , sama besar , terbalik

3 II III Sejati , diperbesar , teralik.

4 Fokus ~ -

5 I IV Maya ,tegak , diperbesar

Hubungan antara : s ; f dan s’

:

= +

Perbesaran : m = =

Catatan :

1. Semua jarak pada cermin /lensa dihitung dari cermin /lensa ke benda / bayangan/fokus/R. 2. Jarak benda ( s ) = + ; jika jaraknya dihitung berlawanan dengan sinar datang.

53

3. Jarak bayangan ( s’) = + ; jika jaraknya dihitung berlawanan dengan sinar datang 4. Jarak fokus ( f ) = + ; jika jaraknya dihitung berlawanan

dengan sinar datang

B. Cermin cembung :

Adalah bagian bulatan bola cermin yang bagian cembungnya dapat memantulkan cahaya . Sinar – sinar istimewa pada cermin cekung :

1. Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan seakan akan datangnya dari fokus.

2. Sinar yang melalui fokus dipantulkan seakan akandatangnya sejajar sumbu utama

3. Sinar yang menuju pusat cermin dipantulkan seakan akan datang dari pusat juga. Terjadinya bayangan :

Benda berada didepan cermin cembung membentuk bayangan : maya ; tegak ; diperkecil dan berada dibelakang cermin.

Hubungan antara : s ; f dan s’

:

- = +

Perbesaran : m = =

54

P

S’SF P

B. PEMBIASAN GELOMBANG :

A. Pembiasan cahayaPembiasan cahaya terjadi jika cahaya terebut melalu

dua buah medium dengan indek bias yang berbeda. Indek bias ( n ) adalah perbandingan antara kecepatan cahaya dalam medium dengan kecepatan cahaya dalam udara .

n = atau

Hukum Pembiasan Snellius : 1. Sinar datang , garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang datar . 2. Perbandingan antara sinus sudut datang dengan sinus sudut bias berbanding terbalik dengan indek biasnya .

Keterangan :sd = sinar datangsb = sinar bias

i = sudut datang sinar r = sudut bias sinar N = garis normal n2 = indek medium n1 = indek bias udara

= indek bias medium terhadap udara .

B. Pembiasan pada Prisma .

Sinar datang pada sisi prisma I dengan sudut datang i1, masuk kedalam prisma

55

n1

r

N

sb

sd

i

n2

c

v

dengan sudut bias r1 , dan dengan sudut datang pada sisi II = i2 ; sinar keluar pada sisi II dengan sudut bias r2 . Jika sudut pembias prisma b dan indek bias kaca

terhadap udara adalah maka besar sudut deviasinya ( )

adalah :

Sudut deviasi akan mencapai minimum jika sinar memotong prisma menjadi segi tiga sama kaki sehingga : ( i1 = r2 ) ; ( r1 = i2 ) ; b = 2 r1 ; + b = 2 i1

Maka sudut deviasi minimum :

Jika indek bias kaca terhadap udara = maka menurut Hukum

Snellius :

Untuk sudut pembias kecil ( b < 5,7o )

C. Pembiasan pada Kaca Planparalel :

56

m =

Sin = Sin

n1

i2

b

sd

i1

N1

N2

r1 sb

n2 n1

r2

= (i1 - r1 ) + ( r2 - i2 )

m = 2 i1 - b

Sinar beralih dari udara kekaca dan keluar ke udara lagi , jika

indek bias kaca terhadap

udara dan tebal kaca adalat t , maka berlaku :

.

Pergeseran arah sinar antara sinar datang dengan sinar bias adalah :

D Pembiasan pada Lensa Lengkung ( Sferik )

1. Lensa Cembung / lensa konvergen ( positip ): Adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang cembung , tembus cahaya dan mempunyai sifat membiaskan cahaya.

Jenis lensa Cembung :a. Lensa bikonvekb. Lensa plankonvekc. Lensa konkapkonvek.

Pembentukan bayangan :

57

d

n2r1

r2

i2

N2

sb

sdN1

i1n1

kaca

t

d =

SU

f1

S

F1

P22

P1

+

F2S

’

f2

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan menuju fokus dan sinar yang melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

2. Dari perpotongan dua sinar bias tersebut , ditarik garis tegak lurus ke sumbu utama ( garis tersebut merupakan bayangan )

3. Kedudukan bayangan dan sifat-sifat bayangan tergantung dari kedudukan bendanya .

No Jarak benda( S )

Jarak bayangan

( S’ )

Sifat-sifat bayangan

1 III II Sejati ,terbalik, diperkecil

2 P P Sejati ,terbalik, sama besar

3 II III Sejati ,terbalik, diperbesar

4 F - -5 I IV Mayai ,tegak,

diperbesar

Rumus :

Perbesarannya :

M =

2. Lensa cekung ( negatip ) :

Adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang cekung dan bersifat membiaskan cahaya :

Jenis lensa Cekung :a. Lensa bikonkapb. Lensa plankonkapc. Lensa konvek konkap.

Pembentukkan bayangan :

58

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan datangnya dari fokus .

2. Sinar yang melalui pusat optik tidak dibiaskan.3. Dari perpotongan dua sinar bias dapat dibuat

bayangan benda dengan menarik garis tegak lurus ke sumbu utama.

Rumus :

Perbesarannya :

m =

C. ALAT-ALAT OPTIK .

Adalah alat alat yang mempergunakan lensa

atau cermin .

1. Mata :

Adalah alat optik yang mempergunakan satu lensa cembung . Benda yang ada di depan mata bayangannya jatuh di ruang ke dua ( retina ) , sejati , terbalik ,diperkecil . Bagian-bagian mata :

a. Kornea : adalah bagian mata yang keras berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif.

b. Pupil : adalah celah berbentuk linkaran yang berfungsi untuk mengatur agar cahaya dapat masuk ke dalam mata . Saat intensitas cahaya membesar mata terasa silau , sehingga pupil menyempit , sedangkan saat intensitas cahaya kecil pupil melebar c. Iris : adalah selaput berwarna hitam atau biru yang berfungsi mengatur besar dan kecilnya pupil . d. Lensa mata : berfungsi membiaskan sinar dari benda yang

59

S

-

S’f

h

menghasilkan bayangan tepat pada retina . e. Retina : berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat.

Daya akomodasi : adalah kemampuan lensa mata untuk menebal ( cembung ) dan menipis ( memipih ) sesuai dengan jarak benda yang dilihat .

Titik dekat ( pp ) : adalah titik yang paling dekat masih dapat dilihat dengan jelas dengan berakomodasi maksimum. Untuk mata normal titik dekatnya dan titik jauh ~

Titik jauh ( pr ) : adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas tanpa berakomodasi .

Cacat mata :a. Emitrop :

merupakan mata normal dengan titik dekat dan titik jauh ~b. Miopi ( Rabun jauh ) :

merupakan cacat mata karena lensa mata terlalu cembung dan sulit untuk memipih. .Akibatnya bayangan benda jatuh didepan retina dengan titik dekat mata kurang dari 25 cm dan titik jauh kurang dari tak terhingga..Cacat mata ini dapat dibantu dengan kaca mata negatip ( lensa cekung ) . Dengan rumus :

Kekuatan lensanya adalah :

c. Hipermetropi ( Rabun dekat ) :

60

Bayangan benda yang dilihat jatuh dibelakang retina , dengan titik dekat lebih besar dari 25 cm dan titik jauh di tak terhingga . Cacat mata ini dapat dibantu dengan kaca mata berlensa cembung

Dengan rumus :

d. Presbiop

adalah cacat mata yang mempunyai pp kurang dari 25 cm dan pr kurang dari jauh tak terhingga.. Cacat mata ini dapa dibantu dengan kaca mata lensa rangkap .

2. Kamera : adalah alat optik yang terdiri dari satu lensa positip dan cara kerjanya sama dengan cara kerja mata . Bayangan mata jatuh diretina tapi bayangan pada kamera jatuh pada film ( diruang kedua ) , dengan sifat sejati , terbalik dan diperkecil .

3. Lup :

adalah alat optik yang terdiri dari satu lensa positip dengan benda berada di ruang I ( dengan jarak lebih kecil dari jarak fokus ) . Bayangan yang terjadi : maya . tegak dan diperbesar.

61

s

III

II

+

III

II I I

Lup

FF

PP

s’

Perbesaran sudut ( ) :

Adalah perbandingan antara sudut penglihatan tanpa lup dengan sudut penglihatan dengan lup

=

a. Untuk mata berakomodasi maksimum :

=

b. Untuk mata tidak berakomodasi :

=

c. Untuk mata berakomodasi pada jarak x ( s’ = -x ) :

=

4. Mikroskop :

Adalah alat optik yang mempergunakan dua lensa positip denga jarak fokus berbeda ( fob < fok ) dan benda berada di ruang kedua , bayangan yang terjadi maya , diperbesar dan terbalik dengan bendanya.

Perbesaran mikroskop adalah : M(total) = M(obj) x M(ok)

Panjang mikroskop ( tubus ) adalah : d = sob’ + sok

a. Untuk mata berakomodasi maksimum :

M(total) =

b. Untuk mata tidak berakomodasi :

62

sob’

Obj

sob

III

+ +

III II I

I III II

Mikroskop

F1

F1

F1

F1

sok

s’o k

Ok

d

M(total) =

Panjang mikroskop ( tubus ) adalah : d = sob’ + fok

c. Untuk mata berakomodasi pada jarak x : M(total) =

5. Teropong bintang . Adalah alat optik yang mempergunakan dua lensa

positip dimana jarak fokus lensa objektip lebih besar dari pada jarak fokus lensa okulernya . Benda berada dijauh tak terhingga , bayangannya jatuh difokus lensa okulernya. Lensa okuler berfungsi sebagai lup .

Perbesaran teropong ( ) :

=

Panjang

teropong ( d ) :

d

= fob + fok

6. Teropong bumi ( Yojana ) Teropong ini terdiri dari tiga lensa positip yaitu : lensa objektip ; lensa pembalik dan lensa okuler .Benda di jauh tak terhingga bayangannya jatuh di pusat lensa pembalik , lensa pembalik membalikkan bayangan dari objektip , bayangan lensa pembalik diterima oleh lensa okuler dan berfungsi sebagai lup. Bayangan terakhir adalah maya , dsiperbesar dan tegak.

63

s’ok

I

I I II

I

Teropong Bintang

++

Obj Ok

s’ob

Panjang teropong ( d ) : d = fob + fp + fok

BAB . II

SUHU DAN KALOR ;

A. SUHU.

Suhu adalah derajat /tingkat panas dinginnya suatu benda . Alat untuk mengukur suhu adalah termometer

Jenis termometer : 1. Termometer Celcius : dengan titik tetap pertama 0o dan titik tetap ke dua 100o, jumlah skala 100 2. Termometer Reaumur : dengan titik tetap pertama 0o dan titik tetap ke dua 80o , dengan jumlah skala 80 3. Termometer Fahrenheit : dengan titik tetap pertama 32o dan titik tetap ke dua 212o, dengan jumlah skala 180 4. Termometer Kelvin : dengan titik tetap pertama 273o dan titik tetap ke dua 373o, dengan jumlah skala 100Perbandingan skala antar termometer :

C : R : F : K = 100 : 80 : 180 : 100

= 5 : 4 : 9 : 5

Rumus :

1.

2.

3.

64

B. PEMUAIAN :

Pemuaian adalah akibat dari pengaruh suhu pada

suatu benda.

1. PEMUAIAN ZAT PADAT :

a. Muai Panjang :

Koefisien muai panjang ( ) :

Adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang zat padat setiap satu satuan panjang setiap suhunya naik 1oC . Tambahan panjang suatu benda tergantung dari : - panjang mula-mula ( Lo ) - koefisien muai panjangnya ( ) - kenaikkan suhunya ( )

Rumus : = Lo Atau : Lt = Lo ( 1 + )b. Muai Luas :

Koefisien muai luas ( ) :

Adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan luas suatu zat setiap satu satuan luas jika suhunya naik 1oC . Tambahan luas A suatu bidang tergantung dari : - luas mula-mula ( Ao ) - koefisien muai luas ( ) - kenaikkan suhunya ( )

Rumus : A = Ao Atau : At = Ao ( 1 + ).

c. Muai Volume/Ruang :

Koefisien muai luas ( ) :

Adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan volume suatu zat setiap satu satuan volume jika suhunya naik 1oC . Tambahan luas V suatu bidang tergantung dari : - luas mula-mula ( Vo ) - koefisien muai ruang ( ) - kenaikkan suhunya ( )

65

Rumus : V = Vo Atau : Vt = Vo ( 1 + )

2. PEMUAIAN ZAT CAIR.

Pemuaian zat cair memenuhi rumus-rumus pemuaian volume/ruang. , kecuali jika air dipanaskan dari 0o sampai 4o volumenya akan berkurang/menyusut . Peristiwa itu disebut anomali air .

3. PEMUAIAN GAS.

Pemuaian gas juga memenuhi rumus-rumus pemuaian volume/ruang , tetapi juga dipengaruhi oleh tekanan gas.

Keadaan gas dipelajari oleh :a. Hukum Boyle :

Hasil kali antara tekanan dan volume merupakan bilangan tetap. Hukum Boyle terjadi pada proses isotermis .

P1.V1 = P2 . V2

b. Hukum Boyle Gay Lussac : Hasil kali antara tekanan dengan volume dibagi temperatur mutlaknya merupakan bilangan tetap.

Atau :

Pada proses isokoris berlaku :

Pada proses isobar berlaku :

Penerapan pemuaian adalah :

1. Pemasangan rel kereta api . 2. Pemasangan kaca jendela . 3. Pemasangan bingkai besi roda kereta kuda . 4. Pengelingan logam .

66

C. KALOR.

Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat

menghasilkan panas.

Kalor jenis ( c ) :

Adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan

suhu 1o C dari setiap

massa 1 kg .

c = ( Joule/kg.K )

atau :

Q = m . c .

Kapasitas kalor C :

Adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk

menaikkan suhu 1o C.

C = m . c

D. .HUKUM KEKEKALAN ENERGI.

Azas Black :

Banyaknya kalor yang diserap benda yang bersuhu rendah sama dengan banyaknya kalor yang dilepas benda yang bersuhu inggi .

Q dilepas = Q diterima. Atau : m1 . c1 . 1 = m2 . c2 . 2

m1 . c1 .(t1 - t ) = m2 . c2 .( t - 2 )

E. PERUBAHAN WUJUD .

Benda jika diberi kalor akan mengalami perubahan suhu atau perubahan wujud. Ada tiga macam wujud zat yaitu : padat , cair dan gas .

67

menyubimmengembun

menyublim

membeku

Padat

Gas

Cairmelebur

menguap

Melebur :

adalah peristiwa berubahnya benda padat menjadi benda cair. Titik lebur : Adalah suhu dimana dua wujud zat ( padat dan cair ) terjadi bersama sama

Kalor lebur :

adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk merubah benda padat menjadi cair seluruhnya . Q = m . L

Q = jumlah kalor yang diperlukan . m = massa benda.. L = kalor lebur / kalor laten. Misalnya : Berapa jumlah kalor yang diperlukan untuk merubah Es yang massanya m kg dari suhu -15o C menjadi uap air 125oC.?.

Jawab : 1. Dari -15o C es menjadi 0oC es : dipergunakan menaikan suhu :

Q1 = mes . ces .

2. Dari 0o C es menjadi air 0oC air : dipergunakan merubah wujud :

Q2 = mes . Les .

3. Dari 0o C air menjadi 100oC air : dipergunakan menaikan suhu :

Q3 = mais . cair .

68

4. Dari 100o C air menjadi 100oC uap : dipergunakan merubah wujud :

Q4 = mair . L air .

5. Dari 100o C uap menjadi …oC uap : dipergunakan menaikan suhu : Q5 = muap . cuap .

Keterangan :

Q = jumlah kalor yang diperlukan ( joule ) m = massa ( kg ). = kenaikan suhu ( derajat ) Les = kalor lebur es ( joule/kg ) Lair = kalor uap air ( joule/kg ) ces = kalor jenis es ( joule/kg.oC ) cair = kalor jenis air ( joule/kg.oC ) cuap = kalor jenis uap ( joule/kg.oC )

Kalor lebur = kalor beku . Titik lebur = titik beku Kalor uap = kalor embun. Titik uap = titik embun. Kalor sublimasi = kalor sublimasi . Titik sublimasi = titk sublimasi

F. PERPINDAHAN KALOR.

Perpindahan kalor ada 3 cara :

1. Konduksi : Adalah perpindahan kalor melalui zat antara tanpa disertai perpindahan partikel

Kelajuan kalor ( H ) : adalah jumlah kalor yang mengalir tiap detik.

H =

2. Konveksi : Adalah perpindahan kalor yang disebabkan oleh perpindahan partikel – partikel zat .

69

Kelajuan kalor ( H ) : adalah jumlah kalor yang mengalir tiap detik.

H =

3. Radiasi : Adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.

H =

0 k = koefisien konduksi. h = koefisien konveksi e = emisivitas

BAB . III.

LISTRIK DINAMIS .

Listrik dinamis :

Adalah bagian fisika yang membicarakan tentang muatan listrik yang bergerak ( arus listrik )

Arus listrik ( I ) : Adalah besar muatan listrik ( Q ) yang mengalir setiap detik .

I = ( coulomb/sekon =

ampere )A. RANGKAIAN TERTUTUP.

70

Rangkaian terbuka : adalah rangkaian yang ada ujung pangkalnya . Rangkaian tertutup : adalah rangkaian yang tidak ada ujung pangkalnya . Pada rangkaian tertutup terjadi aliran listrik ( I ) :

I = ( coulomb/sekon =

ampere )1. Beda potensial listrik dan gaya gerak listrik ( ggl ) :

Beda potensial : Adalah beda potensial yang menyebabkan muatan listrik mengalir terjadi karena adanya sumber arus listrik . Gaya gerak listrik ( ggl ) : Adalah beda potensial antara terminal sumber arus listrik bila tidak ada arus yang mengalir kerangkaian luar . atau : ggl adalah beda potensial antara dua kutub sumber arus dalam rantai aliran terbuka.

. 2 Hukum Ohm : Arus listrik didalam penghantar terjadi karena adanya beda potensial antara kedua ujung . Besarnya kuat arus listrik sebanding dengan beda potensialnya :Berdasarkan penyelidikan Ohm perbandingan V/I adalah konstan . Nilai ini disebut tahanan ( resistansi ) R .

R = ( volt/ampere =

ohm )

Grafik V tehadap I :

71 I

V

I V2

RV1

Tan =

= R

Tahanan ( R ) :- tergantung dari panjang penghantar ( l ) .- tergantung dari hambatan jenis penghantar ( ).- Berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar

( A ) .- Tergantung dari suhu penghantar ( T ).

R =

Atau :

= o ( 1 + ).

a. Hambatan Shunt ( Rsh ) :

Adalah tahanan yang dipasang sejajar dengan alat ukur Ampere , untuk melindung alat ukur tersebut dari arus yang terlalu besar dan batas ukurnya dapat dinaikkan.

Rsh =

Arus yang

mampu di ukur :

I =

n IA

b. Rambatan depan ( Rd ) :

adalah hambatan yang dipasang seri dengan alat ukur Voltmeter untuk melindungi alat ukur dari tegangan yang terlalu besar agar batas ukurnya dapat dinaikkan

72

RV

Rsh

RA

I V2V1

R

Rd = ( n - 1 ) Rv.

Tegangan yang mampu di ukur : V = n . Vv

c. Rangkaian hambatan seri :

- Tahanan Pengganti ( Rs ) :

Rs = R1 + R2 + R3 + ........

- Beda potensialnya antara ujung ujungnya :

V = V1 + V2 + V3 + ................ - Kuat arus masing masing resistor :

I = I1 = I2 = I3 +...............

d. Rangkaian hambatan sejajar :

- Tahanan Pengganti ( Rs ) :

73

V

AR3

R1

R2

E;r

DCB

E; r

G

R3R2R1

A RS

RS

1/Rs = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ........

- Beda potensialnya antara ujung ujungnya :

V = V1 = V2 = V3 + ................ - Kuat arus masing masing resistor :

I = I1 + I2 + I3 +...............

B. HUKUM KIRCHOFF. Hukum Kirchoff I :

Jumlah kuat arus yang menuju titik percabangan sama denan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik percabangan. Atau : Jumlah aljabar kuat arus pada titik cabang sama dengan nol .

I 1 + I 2 = I 3 + I 4

atau :

I 1 + I 2 - I 3 - I

4 = 0

Hukum Kirchoff II :

Jumlah aljabar potensial dalam rangkaian tertutup

sama dengan nol

.

Potensial naik ( + ) :

Pada elemen jika beralih dari kutub negatip ke kutub positip , sedangkan pada jika bergerak melawan arus listrik . Potensial turun ( - ) :

Pada elemen jika beralih dari kutub positip ke kutub negatip , sedangakan pada tahanan jika beralih/bergerak searah arus listrik .

74

I4

I3

I2

I1

Contoh :

Rangkaian tertutup : ABCDEFA.

- I R1 - I R2

+ E - I r = 0

Jembatan Wheatstone :

Dengan mengatur R3 maka jembatan BD tak

berarus listrik ( Galvanometer menunjukkan

angka nol ) berlaku : R3 x R1

= Rx x R2

C. TEGANGAN DC DAN AC :

Arus DC ( direct current atau arus searah ) :

Adalah arus listrik yang arah alirannya selalu menuju satu arah . Arus ini keluar dari kutub positip menuju kutub negatip tegangan DC . Arus DC dapat dihasilkan oleh sumber arus searah . Contoh : elemen Volta , elemen Daniel , elemen Leclance dan aki.

Arus AC ( alternating current atau arus bolak balik ) :

Adalah arus listrik yang arah alirannya senantiasa berbalik arah secara periodik . Pembalikan arah aliran arus sangat cepat dalam bentuk frekwensi . Listrik PLN mempunyai frekwensi antara ( 50 – 60 ) Hz.

Transformator / trafo :

Adalah suatu alat untuk memindahkan energi listrik dengan mempergunakan peristiwa induksi magnet .

75

R2R1

r

FD

CA B

E

D

C

B

G

E; r

R3

Rx

R2

R1

A

Rumus pada

transformator :

Daya guna ( ) transformator :

Adalah merupakan hasil bagi daya sekunder dengan

daya primer kali 100%

= x 100 %

Untuk transformator ideal daya gunanya 100 %

atau :

P2 = P1

V2 . I2 = V1 . I1

BAB . IV.

GELOMBANG ELEKTROMAGNET .

A. GELOMBANG ELEKTROMAGNET .

Menurut Maxwell :

Gelombang elektromagnet :

Adalah perubahan medan magnet dan medan listrik yang berubah secara periodik dan merambat saling tegak lurus. ( atau gelombang yang tidak memerlukan medium )

76

V2N2N1

V2

Kecepatan gelombang elektromagnet adalah :

V = f . Sifat gelombang elektromagnet :

a. Dapat mengalami refleksi . difraksi . refraksi . interfrensi dan polarisasi.

b. Kecepatan gelombang elektromagnet dalam ruang hampa adalah :

B. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNET.

Spektrum gelombang elektromagnet :

Adalah deretan gelombang elektromagnetik yang terdiri atas sinar gamma , Sinar X , ultraviolet ,cahaya tampak , infra merah , gelombang mikro dan gelombang radio

Tabel spektrum :

77

y

XC

Z

V

Gb.arah E, B dan arah v

1. Sinar gamma :- merupakan radiasi elektromagnet dengan panjang

gelombang kecil dan mempunyai daya tembus yang sangat tinggi dan digunakan dalam berbagai bidang antara lain dalam bidang :industri, pertanian , teknik nuklir , kedokteran dan farmasi.2. Sinar X :

Mempunyai daya tembus besar , dalam kedokteran dipergunakan untuk mendiagnosa penyakit dan membuat gambar organ tubuh bagian dalam.3. Sinar Ultraviolet :

Mempunyai daya kimia besar karena membentuk jazad renik dan dipakai sebagai sterilisasi. Sinar ini dihasilkan oleh lapisan paling luar dari matahari.4. Sinar tampak :

Merupakan gelombang yang sangat penting bagi mahluk hidup dan dengan gelombang ini orang dapat membuat alat alat optik .5. Sinar inframerah :

Banyak digunakan untuk penelitian sturktur atom , pengindraan jarak jauh dan pemotretan rahasia.6. Radar :

Sifat pantul gelombang radar sangat baik , maka gelombang ini banyak dipakai untuk menentukan jarak tempat dengan baik dan cepat .7. Radio :

Gelombang radio digunakan sebagai pembawa informasi . Gelombang ini dapat

No SpektrumFrekwensi (f)

( Hz)Panjang gelombang ()

( m )1 Sinar gamma 10 22 10 -14

2 Sinar X 10 19 10 -10

3 Ultraviolet 10 17 10 -8

4 Cahaya tampak 10 15 10 -6

5 Inframerah 10 13 10 -5

6 Radar dan TV 10 10 10 -2

7 Gelombang Radio 10 3 10 5

78

dipantulkan oleh lapisan udara ionosfier sehingga dapat mencapai daerah yang luas dibumi.

Berdasarkan frekwensinya , spektrum gelombang radio dibedakan sebagai berikut :

1. Very Low Frequency ( VLF ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 103 - 3 . 104 ) Hz dengan panjang gelombang ( 104 - 105 ) m dipergunakan untuk mengirim pesan pada kapal selam .

2. Low Frequency ( L F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 104 - 3 . 105 ) Hz dengan panjang gelombang ( 103 - 104 ) m dipergunakan untuk tranmisi navigasi jarak jauh dan untuk radio komersial .

3. Medium Frequency ( M F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 105 - 3 . 106 ) Hz dengan panjang gelombang ( 102 - 103 ) m dipergunakan untuk radio komersial .

4. High Frequency ( H F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 106 - 3 . 107 ) Hz dengan panjang gelombang ( 10 - 102 ) m dipergunakan untuk komunikasi jarak jauh dan untuk radio amatir .

5. Very High Frequency ( VH F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 107 - 3 . 108 ) Hz dengan panjang gelombang ( 1 - 10 ) m dipergunakan untuk komunikasi pesawat udara ,kapal laut dan radio mobil .

6. Ultra High Frequency ( UH F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 108 - 3 . 109 ) Hz dengan panjang gelombang ( 10-1 - 1 ) m dipergunakan untuk komunikasi jarak pendek , gelombang TV dan radar .

7. Super High Frequency ( SH F ) : Memiliki frekwensi antara ( 3 . 10 - 3 . 1010 ) Hz dengan

79

panjang gelombang ( 10-2 - 10-1 ) m dipergunakan untuk komunikasi menggunakan satelit an radar . Untuk menghtung jarak pemancar dengan penerima radar dalam selang waktu tertentu dipergunakan rumus :

S =

80

materi fisika kls x - guru-go blog | site untuk tukar informasi · web viewhal – hal yang...

Documents