modul fisika kelas 10
TRANSCRIPT
FISIKA
ALAT- ALAT OPTIK
Standar Kompetensi Menerapkan prinsip kerja alat-alat optikKompetensi Dasar 1. Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif
dan kuantitatif2. Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan
sehari-hari
A. Pemantulan pada cermin datar
Hukum pemantulan cahaya Snellius, 1. Sinar datang (sinar jatuh), garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.2. Sudut sinar datang (sinar jatuh) selalu sama dengan sudut sinar pantul (sudut i = sudut r )
Sifat Bayangan Pada Cermin Datar1. Bayangan yang terjadi sama besar dengan benda.2. Bayangan yang terjadi sama tegak.3. Jarak benda sama dengan jarak bayangan4. Bayangan cermin tertukar sisinya, artinya bagian kanan benda menjadi bagian kirinya.5. Bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya bayangan tidak dapat ditangkap oleh
layar.
Jumlah bayangan (n) yang dibentuk oleh gabungan dua cermin data adalah:
(α = Sudut antara 2 cermin)
B. Pemantulan Pada Cermin Cekung dan Cembung
1f=1s+ 1s'
Dan M=h'
h=|s 's|
dimana: s = jarak benda ke cermin
(+) jika benda di depan cermin (benda nyata)(-) jika benda di belakang cermin (benda maya)
s’ = jarak bayangan ke cermin(+) jika bayangan di depan cermin (bayangan nyata)(-) jika bayangan di belakang cermin (bayangan maya)
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
f = jarak fokus ke cermin ( cekung (+), cembung (-))M = pembesaran linier bayanganh & h’
= tinggi benda dan tinggi bayangan
Note:
1. Ruang benda + ruang bayangan = 52. Jika ruang bayangan > ruang benda = bayangan diperbesar3. Jika ruang bayangan < ruang benda = bayangan diperkecil
C. Pembiasan
Hukum Pembiasan Snellius1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang.2. Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya yang memasuki bidang batas dua
medium yang berbeda selalu bernilai tetap (konstan).
sin isin r
=n2n1
=v1v2
=λ1λ2
i = sudut datangr = sudut biasn = indeks bias bahanv = kecepatan cahaya
λ= panjang gelombang
D. Pembiasan pada LensaLensa adalah zat optik yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung atau satu permukaan lengkung/datar
1f=1s+ 1s'
1f=p M=h'
h=|−s '
s |dimana:
s = jarak benda ke lensa(+) jika benda di depan lensa (benda nyata)(-) jika benda di belakang lensa (benda maya)
s’ = jarak bayangan ke lensa(+) jika bayangan di belakang lensa (bayangan nyata)(-) jika bayangan di depan lensa (bayangan maya)
Tanda s & s’ sama = bayangan terbalikTanda s & s’ berbeda = bayangan tegak
f = jarak fokus ke lensa
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
cembung (konvergen) (+), cekung (divergen) (-)p = Kekuatan lensa (dioptri)
E. Mata
Daya akomodasiKemampuan lensa mata untuk menyesuaikan jarak fokusnya
Titik dekat mata (punctum proximum = PP)
Titik terdekat yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas dengan akomodasi maksimum
Titik jauh mata (punctum remotum = PR)
Titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas tanpa akomodasi
Mata normal PP = 25 cm dan PR = ~
Kelainan mata dan penanggulangannya1. Rabun jauh (miopi) PP < 25 cm; PR = tertentu Bayangan jatuh di depan retina (diantara lensa mata dan retina) Diatasi menggunakan kacamata negatif (lensa cekung) dengan kekuatan
p=−100PR
2. Rabun dekat (hipermetropi) PP = tertentu, PR = ~ Bayangan jatuh di belakang retina Diatasi menggunakan kacamata positif (lensa cembung) dengan kekuatan
p=+(4−100PP )3. Mata tua (presbiopi) PP = tertentu, PR = tertentu Diatasi menggunakan lensa kacamata rangkap
4. Astigmatisma ditolong menggunakan lensa silindris
F. LupAdalah lensa cembung yang meletakkan benda di ruang I dan bayangan bersifat maya, tegak, diperbesar
M a=βα
=PPS
dimana: Ma = Pembesaran angular
β = Sudut pandang mata menggunakan lup
α = Sudut pandang mata tanpa lup pada titik dekat
s = Jarak benda ke lensa (s ≤ f)
Modul Kelas X Semester II [email protected]
Jika mata berakomodasi maksimum
M a=PPf
+1
Jika mata tak berakomodasiM a=
PPf
(Jika benda berada pada titik fokus S'
=∞)
Jika mata berakomodasi pada jarak a
M a=PPf
+ PPa
FISIKA
G. MikroskopMemiliki lensa objektif dan okuler
Pada lensa objektif1f ob
= 1sob
+ 1
sob' M ob=
sob'
sobBenda harus diletakkan di depan lensa objektif pada jarak sob dimana fob < sob ≤ 2 fob
Pada lensa okuler1f ok
= 1sok
+ 1sok'
M= PPsok
Lensa okuler = Lup
Pembesaran angular mikroskop M=M ob×M ok=sob'
sob×PPsok
H. Teleskop (teropong bintang)
Teleskop pembias (keplerian) Teleskop pemantul
mata tak berakomodasiM=f obf ok
d=f ob+ f ok
mata berakomodasi masimum
M=f obsok
d=f ob+sok
dimana: M = Pembesaran teropong
f ob = Jarak fokus lensa objektif
f ok = Jarak fokus lensa okuler
sok Jarak benda lensa okuler
d = Panjang teropong
I. Teropong Terestrial (teropong Medan)
M=f obf ok
Pembesaran bayangan
d=f ob+4 f p+ f ok Panjang teropong
Teropong Galilean
Modul Kelas X Semester II [email protected]
Jika mata tak berakomodasi sok' = ~ , maka sok=f ok
Jika mata berakomodasi maksimum
sok' =−PP ;M=
sob'
sob×(PPf ok +1)
Panjang tabung mikroskop d=sob' +sok
FISIKA
Spyglass
J. KameraAdalah alat optik yang digunakan untuk membentuk dan merekam bayangan dari benda pada film. Bayangan yang terbentuk adalah bayangan terbalik dan merupakan bayangan nyata.
SOAL LATIHAN1. Dua buah cermin datar X dan Y saling
berhadapan dan membentuk sudut 60˚. Seberkas sinar menuju X dengan sudut datang 60˚, sehingga dipantulkan ke Y dengan sudut pantul sebesar….a. 0˚b. 30˚c. 45˚d. 60˚e. 90˚
2. Seseorang mengamati bayangan pada cermin datar. Jarak orang tersebut terhadap bayangan 1,2 m. Jika cermin digeser menjauh 0,8 m dari kedudukan semula maka jarak antara orang tersebut dengan bayangan adalah….a. 1,6 mb. 2,0 mc. 2,2 md. 2,4 me. 2,8 m
3. Benda terletak pada jarak 15 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Sifat bayangan benda yang terbentuk oleh cemin adalah…a. Tegak, nyata dan terletak di ruang IIb. Tegak, nyata dan terletak di ruang Ic. Tegak, maya dan terletak di ruang Id. Tegak, maya dan terletak di ruang IIe. Tegak, maya dan terletak di ruang III
4. Bayangan maya yang terbentuk oleh sebuah cermin cekung 3 kali lebih besar dari bendanya. Bila jarak fokus cermin 30 cm, maka jarak benda didepan cermin adalah ….a. 5 cm b. 20 cm c. 30 cmd. 40 cme. 45 cm
5. Benda diletakkan 9 cm di depan cermin lengkung, ternyata menghasilkan bayangan nyata 2/3 tinggi bendanya. Jari-jari cermin tersebut adalah ... .a. 3,6 cmb. 6,3 cmc. 7,0 cmd. 7,2 cme. 8,5 cm
6. Lilin setinggi 6 cm berada 4 cm di depan sebuah cermin cembung dengan jarak fokus 60 cm bayanganya adalah… a. terbalik, panjangnya 3,6 cm b. tegak, panjangnya 10 cm c. tegak, panjangnya 8 cm d. tegak, panjangnya 5,6 cm e. terbalik, panjangnya 10 cm
UMPTN 95 Rayon A7. Benda diletakkan pada jarak 4 cm di muka
lensa cembung. Bayangan yang dihasilkan tegak diperbesar 5 kali. Jarak titik api lensa tersebut adalah…cma. 1 ¼ b. 3 1/3c. 5d. 6e. 9
Ebtanas 19928. Lensa positif mempunyai kekeuatan 1,5
dioptri, membentuk bayangan maya pada jarak 100 cm. jarak bendanya adalah…a. 0.4 mb. 1,0 mc. 1,5 md. 2,0 me. 2,5 m
9. Sebuah lensa (n =1,5) di udara kekuatannya 2 dioptri. Kekeuatan lensa tersebut jika di masukkan dalam air yang indeks biasnya 4/3 adalah…a. 0,5 dioptri
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
b. 1,5 dioptric. 2,0 dioptrid. 3,0 dioptrie. 3,5 dioptri
10. Benda yang tingginya 4 cm berada di depan lensa positif dengan titik api 20 cm, pada jarak 15 cm, tinggi benda dan kedudukannya … a. 1,6 cm, tegak b. 1,6 cm, terbalik c. 16 cm, tegak d. 5 cm, tegake. 5 cm, tegak
11. Pernyataan yang benar tentang cacat mata adalah…a. Miopi dibantu lensa cembung, karena
tak mampu melihat benda jauhb. Presbiopi dibantu lensa bikonveks,
karena tak mampu berakomodasic. Emetropi dibantu lensa cekung karena
tak mampu melihat benda jauhd. Hipermetropi dibantu lensa cembung,
karena tak mampu melihat benda dekate. Astigmatisme dibantu lensa cekung
karena tak mampu berakomodasi12. Seorang yang mempunyai titik dekat 50 cm
ingin melihat dengan jelas benda yang berjarak 25 cm dari mata. Orang tersebut harus memakai kacamata dengan jenis lensa dan fokus…a. Positif, f = 50 cmb. Negatif, f = 50 cmc. Positif, f = 40 cmd. Negatif, = 40 cme. Positif, f = 25 cm
13. Seorang yang berpenglihatan jauh tidak dapat melihat jelas benda yang berjarak lebih dekat dari 75 cm diukur dari mata. Kuat lensa kacamata yang memungkinkan ia dapat membaca dengan jelas pada jarak 25 cm adalah….a. 1,67 dioptrib. 2,00 dioptric. 2,67 dioptrid. 3,33 dioptrie. 3,67 dioptri
14. Seseorang disarankan dokter untuk menggunakan kacamata -1,25 D, setelah periksa kembali titik jauh orang tersebut telah berkurang 25%, ukuran kacamata yang sekarang adalah ... .a. -1,3 Db. -1,37 Dc. -1,5 Dd. -1,67 D
e. 1,85 D15. Seseorang bermata normal yang bertitik
dekat 25 cm menagamati benda dengan lup. Jarak antara mata dengan lup 5 cm ternyata mata berakomodasi maksimum, hingga lup mengahasilkan pembesaran sudut 5 kali, maka jarak benda dengan lup ialah sejauh..a. 4,0 cmb. 4,5 cmc. 5,0 cmd. 5,5 cme. 6,0 cm
SPMB 200216. Seorang petugas pemilu mengamati keaslian
suara dengan menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Apabila orang itu memiliki titik dekat mata 30 cm dan ingin memperoleh perbesaran anguler maksimum maka kartu suara ditempatkan di depan lup pada jarak…a. 5,5 cmb. 6,5 cmc. 7,5 cmd. 8,5 cme. 9,5 cm
17. Lup dengan kekuatan 20 D digunakan oleh pengamat yang mempunyai titik dekat 40 cm. Jika pengamat tidak berakomodasi, maka perbesaran yang dihasilkan adalah ... a. 2 xb. 4 xc. 5 xd. 6 xe. 8 x
18. Jarak titik api objektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut adalah 1,8 cm dan 6 cm. pada pengamatan mikro-organisme dengan menggunakan mikroskop ini oleh mata normal tidak berakomodasi, jarak antara obyektif dengan okuler 24 cm. dalam hal ini mikroorganisme terletak di muka obyektif sejauh…cma. 1,9b. 2,0c. 2,2d. 2,4e. 2,5
19. Mikroskop mempunyai lensa objektif menghasilkan pembesaran 100 kali. Agar memperoleh pembesaran 600 kali oleh pengamat normal, maka jarak fokus okuler yang diperlukan adalah… (pengamat berakomodasi maksimal)a. 1,25 cmb. 4,17 cm
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
c. 5,00 cmd. 6,00 cme. 6,25 cm
20. Mikroskop dengan jarak fokus lensa obyektif dan okuler berturut-turut 0,8 cm dan 5 cm. Sebuah benda diletakkan pada jarak 10 mm di depan lensa obyektif. Jika pengamat berakomodasi pada jarak 30 cm, panjang mikroskop saat itu adalah ... .a. 4 cmb. 5,8 cmc. 6 cmd. 8.28 cme. 12 cm
21. Mikroskop dengan jarak fokus lensa obyektif dan okuler berturut-turut 1,8 cm dan 7 cm. Seorang pengamat dengan mata normal menggunakan mikroskop ini dengan mata tidak berakomodasi, panjang mikroskop saat itu 25 cm. Perbesaran mikroskop saat pengamatan tersebut adalah ... .a. 25 xb. 28 xc. 32 xd. 40 xe. 45 x
22. Teropong bintang pembesaran anguler 10 kali. Jika jarak fokus objektifnya 50 cm maka panjang teropong adalah…a. -5 cmb. 35 cmc. 45 cmd. 50 cme. 55 cm
23. Sebuah teropong bumi digunakan untuk mengamati benda yang berada jauh tak berhingga. jarak fokus lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler masing-masing 50 cm, 4 cm dan 5cm. panjang teropong tersebut saat mata mengamati dengan tak berakomodasi adalah…a. 59 cmb. 63 cmc. 71 cmd. 75 cme. 76 cm
24. Sebuah teropong bumi dengan perbesaran 20X mempunyai lensa pembalik bertitik fokus 10 cm dan lensa okuler bertitik fokus 20 cm, panjang teropong tersebut adalah... a. 430 cmb. 440 cmc. 450 cmd. 460 cme. 470 cm
25. Sebuah kamera dengan jarak fokus 60 cm digunakan untuk memotret benda yang berada di jauh tak terhingga, kemudian hendak digunakan untuk memotret benda yang berada pada jarak 3 m, maka lensa kamera harus digeser sejauh ... .a. 1,2 mmb. 1,7 mmc. 1,9 mmd. 2,1 mme. 2,3 mm
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
SUHU DAN KALOR
Standar KompetensiMenerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi
Kompetensi Dasar 1. Menganalisa pengaruh kalor terhadap suatu zat2. Menganalisis cara perpindahan kalor3. Menerapkan asas Black dalam pemecahan
masalah
A. Suhu
C100
=K−273100
= F−32180
Dari perbandingan di atas dapat dibuat kenversi
C=45R=5
9(F−32 )=(K−273 )
dimana: C = Suhu dalam skala derajat Celcius (° C)
K = Suhu dalam skala derajat Kelvin (K)F = Suhu dalam skala derajat Fahrenhert (° F )
R = Suhu dalam skala derajat Reamur (° R)
B. Pemuaian
Pemuaian zat padat Pemuaian panjang ∆ L=L0α (T−T 0)dengan (T−T 0 )= ∆T
karena L=L0+∆ L
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
maka: L=L0(1+α (T−T 0 ))Pemuaian luas ∆ A=A0 β (T−T 0)
dengan β= 2αkarena A=A0+∆ A
maka: A=A (1+β (T−T0 ))Pemuaian volume ∆V=V 0 γ (T−T0)
dengan γ= 3αkarena V=V 0+∆Vmaka: V=V 0(1+γ (T−T 0 ))
Pemuaian zat cair Pemuaian nyata /fluida = pemuaian tampak + pemuaian bejana
γ f=γ tampak+γ bejanaJika suatu zat cair yang dipanaskan dalam bejana tumpah, maka dapat diketahui volume yang tumpah dengan:
∆V=V 0∆T (γ f−γ b)γ f = koef. muai fluida
γ b = koef. muai bejana
Pemuaian gas Ideal P1V 1
T 1=P2V 2
T 2 atau
PVT
= konstan
dimana:
Ldan L0 = Panjang zat pada suhu T dan T0
Adan A0 = Luas zat pada suhu T dan T0
V danV 0= Volume zat pada suhu T dan T0
α ,β danγ = Koefisien muai panjang, luas dan volume (/0C)
(T−T 0 )= ∆T = Perubahan suhu (0C)
γ 1danγ2 = Koefisien muai volume zat cair dan koefisien muai bejana
P = Tekanan (Pa)
V = Volume (m3)
T = Suhu (K)
C. Kalor
1 kalori = 4,184 Joule1 Joule = 0,24 Kalori
Kalor yang merubah suhu zat Q=mc ∆TKalor yang merubah wujud zat Q=mLAsas Black Qlepas=Qterima
dimana:
Q = Kalor (Joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis )J/kg K)
L = Kalor laten (J/kg)
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
D. Perpindahan Kalor
KonduksiPerpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel zat tersebut
P=∆Q∆ t
= k A∆Tl
KonveksiPerpindahan kalor melalui suatu zat dengan disertai perpindahan partikel zat tersebut
P=∆Q∆ t
=h A ∆T
RadiasiPerpindahan kalor dalam bentuk gelombang electromagnet (tanpa perpindahan zat perantara)
P=∆Q∆ t
=eσ AT 4
dimana:
P = laju aliran kalor (watt)
∆Q = Jumlah kalor yang pindah (Juole)
∆ t = Selang waktu (s)
k = Konduktivitas termal (W/m K)
A = Luas pemampang perhantar (m2)
∆T = Perbedaan suhu (K)
l = Panjang perhantar (m)
h = Koefisien konveksi (M/m K)e = Emisivitas bahan (0≤e≤1)
T4 = Suhu permukaan (K)
SOAL LATIHANUAN 20041.1. Suhu air pendingin (radiator) 104˚F, bila
dinyatakan dalam skala Celcius adalah…a. 169˚Cb. 130˚C c. 75,6˚Cd. 72˚Ce. 40˚C
2.2. Pada thermometer X, titik beku air 40˚X dan titik air 240˚ X. bila suatu benda diukur dengan termometer Fahrenheit suhunya 112˚F, maka bila diukur dengan thermometer X, suhunya adalah…a. 80˚ Xb. 140˚ Xc. 100 ˚ Xd. 160˚ Xe. 129˚ X
3.3. Tabel berikut menggambarkan hasil percobaan pengukuran suhu fluida dengan termometer A dan termometer B.
No Fluida Pembacaan
termometerA B
1 X 0˚ -10˚2 Y 100˚ 110˚3 Z 60˚ t
Nilai t dalam tabel tersebut adalah…a. 40˚b. 72˚c. 62˚d. 50˚e. 80˚
4.4. Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter dipasang pada suhu 20oC. Diharapkan pada suhu 30oC rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai rel kereta api 12.10–6/OC. Jarak antara kedua batang rel yang diperlukan pada suhu 20oC adalah … .a.a. 0,6 mmb.b. 0,8 mmc.c. 1,2 mmd.d. 2,4 mme.e. 3,6 mm
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
5.5. Patung Liberty adalah 93,00 m tingginya dan
dibuat dari pelat tembaga (α = 17. 10˚C-1).
Jika ketinggian ini diukur pada suhu 20˚C, maka ketinggiannya ketika suhu 35˚C adalah….a. 92,764 mb. 95,460 mc. 93,024 md. 108 me. 94,500 m
UM-UGM 20046.6. Sebuah tong besi berisi penuh minyak 70
liter dan koefisien muai 950.10-6/˚C (koefisien muai panjang besi adalah 12 x 10-
6/˚C) dan diletakkan dihalaman rumah pada saat pagi hari dengan suhu 20˚C. pada siang hari suhu naik menjadi 40˚C : akibatnya terjadi penuaian minyak yang sebagiannya tumpah sebanyak….a. 0,125 literb. 5 Literc. 1,25 literd. 12,5 litere. 1,3 liter
7.7. Balok dari kaca pada suhu 20˚C mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal berturut-turut 10 cm, 4 cm, 4 cm. bila koefisien muai panjang kaca 8. 10-6/˚C, maka perubahan volum balok setelah suhu menjadi 40˚C adalah….a. 2,576.10-2 mb. 36,06 mc. 7,68. 10-2 md. 26,76 me. 8,58. 10-2 m
UN 20048.8. Suatu ruangan yang volumenya 10 liter
berisi gas hydrogen dengan tekanan 2 atm. Jika gas tersebut dimampatkan sehingga volumenya menjadi 4 liter pada suhu tetap, maka tekanan gas menjadi….a. 88 atmb. 2,5 atmc. 20 atmd. 1,8 atme. 5 atm
UMPTN 19949.9. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 42˚C dan
tekanan 7 atm, serta volumenya 8L. apabila gas dipanasi sampai 87˚C, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas adalah….a. Berkurang 10 %b. Bertambah 20%
c. Tetapd. Bertambah 12%e. Berkurang 20%
10.10. Pada awal perjalanan tekanan udara di dalam ban mobil adalah 432 kPa dengan suhu 15o C. Setelah berjalan dengan kecepatan tinggi, ban menjadi panas dan tekanan udara menjadi 492 kPa. Jika pemuaian ban diabaikan, maka suhu udara di dalam ban menjadi … a. 17 oC b. 35 oC c. 55 oC d. 155 oC e. 328 oC
11.11. Bila kalor jenis es 0,5 kal/g0C maka untuk menaikan suhu 800 gram es dari -120C menjadi 00C dibutuhkan kalor sebanyak…a. 2,08.10-4 kalb. 4,80.103 kalc. 1,50.10-2 kal d. 1,92.104 kale. 3,33.101 kal
12.12. Jika 75 gram air yang suhunya 00C dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya 1000C, maka suhu akhir campuran adalah….a. 250Cb. 650Cc. 400Cd. 750Ce. 600C
UM-UGM 200613.13. Kalor jenis es 0,5 kal/g.00C, kalor lebur es 80
kal/g dan kalor jenis air 1 kal/g.0C. setengah kilogram esbersuhu -200C dicampur dengan air bersuhu 200C, sehingga mencapai keadaan akhir berupa air seluruhnya bersuhu 00C . massa air mula-mula adalah….a. 1,50 gb. 5,40 gc. 2,25 gd. 6,00 ge. 3,75 g
14.14. Grafik t dan Q di bawah diperoleh dari percobaan mengubah 2 kg air menjadi uap.
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
Dari grafik diperoleh nilai kalor uap adalah ... .
a.a. 150 J/kg
b.b. 300 J/kg
c.c. 450 J/kg
d.d. 550 J/kg
e.e. 950 J/kg15.15. Dua buah bola tembaga masing-masing
massanya 200 gram dan 500 gram (kalor jenis tembaga = 0,09 kal/gr 0C) memiliki suhu yang sama 250C. kedua bola itu bersama-sama dimasukan kedalam air panas dan setelah terjadi keseimbangan suhunya 750C. apabila 1 kalori = 4,2 joule, maka selisih kalor yang diserap oleh masing-masing bola tersebut adalah….a. 3780 jouleb. 9450 joulec. 4200 jouled. 13230 joulee. 5670 joule
16.16. Sebuah benda bermassa 1 gr kalor jenis 0,98 J/gr 0C jatuh bebas air ketinggian 100m dan terhenti waktu menumbuk bumi, g = 9,8 m/s2, seadainya semua kalor yang terbentuk dipakai seluruhnya untuk menaikan suhu benda itu, maka suhunya naik sebesar….a. 50Cb. 10Cc. 30Cd. 0,50Ce. 20C
UAN 200217.17. Es dengan massa x gram pada suhu 100C
dicampur dengan y gram air bersuhu 550C. jika suhu akhir yang dicapai 150C, kalor lebur es 80 kal/gr, kalor jenis es 0,5 kal/g 0C, maka nilai x/y adalah…a. 9/4b. 4/9c. 5/2d. 4/11e. 2/5
18.18. Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20oC. Di dalam bejana dimasuk-kan 50 gr besi bersuhu 75oC. Bila suhu bejana naik 5oC dan kalor jenis minyak = 0,43 kal/goC, maka kalor jenis besi adalah … a. 0,143 kal/goCb. 0,098 kal/ goCc. 0,084 kal/ goC d. 0,075 kal/ goC e. 0,064 kal/ goC
19.19. Sebuah benda A yang massanya m dengan kalor jenisnya c dan benda B yang massanya 2m dengan kalor jenis 2c mendapat kalor yang sama banyaknya. Ternyata suhu banda B naik 8 K. berapa kenaikkan benda A ?a. 2 Kb. 16 Kc. 4 Kd. 32 Ke. 8 K
UAN 200420.20.
K (kal /0C.s.cm)
A( cm2) L (cm) ∆t 0C
A 0,5 2 20 30B 0,9 4 80 40C 0,2 3 30 20D 0,1 5 15 90E 1,0 1,5 45 60Lima macam logam A, B, C, D dan E masing-masing memiliki koefisien konduksi termal k, luas penampang A, panjang L, beda suhu kedua ujungnya At yang harganya tertera di dalam tabel. Dari lima logam tersebut, yang paling banyak menghantar kalor logam adalah….a. Ab. Bc. Cd. De. E
SPMB 2003 / R121.21. Dua batang logam sejenis, A dan B
penampangnya berbanding 2 :1, sedang pamjangnya berbanding 3:4 bila beda suhu ujung-ujung kedua batang sama, maka jumlah rambatan kalor tiap satuan waktu pada A dan B berbanding….a. 3 : 3b. 3 : 8c. 3 : 2d. 1 : 1e. 8 : 3
SPMB 2003 / R122.22. Dua batang logam A dan B yang mempunyai
ukuran sama disambung satu sama lain pada salah ujungnya. Jika suhu ujung bebas logam A dan ujung logam B berturut-turut adalah 2100C dan 300C serta koefisien konduksi kalor logam A = dua kali koefisien konduksi kalor B, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah….a. 1600Cb. 1000Cc. 1500C
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
d. 800Ce. 1200C
23.23. Dua batang logam A dan B dengan penampang berbanding 2 : 1 sedang panjangnya berbanding 4:3, jika koefisien konduksi logam A dua kali logam B pada saat benda suhu ujung-ujung kedua batang sama, maka jumlah rambatan kalor tiap satuan waktu pada B dan A berbanding…a. 1 : 1b. 1 : 4c. 1 : 2d. 1 : 5e. 1 : 3
24.24. Emisivitas benda A sama dengan 1/3 kali emisivitas benda B dan suhu benda A = 3 kali benda B. energy kalor yang dipancarkan tiap detik satuan luas oleh benda A dibanding oleh benda B adalah…
a. 1 : 1b. 3 : 1c. 1 : 3d. 27 : 1e. 3 : 1
Ebtanas 200025.25. Bola hitam berjari-jari sama masing-masing
suhunya 1727 0C dan 7270C. perbandingan jumlah kalor yang dipancarkan tiap sekon oleh bola pertama terhadap boal kedua adalah….a. 1 : 16b. 1 : 4c. 16 : 1d. 2 : 1e. 4 : 1
LISTIK DINAMIS
Standar KompetensiMenerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi
Kompetensi Dasar 1. Menformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana ( satu loop)
2. Mengidentifikasi penerapan listrik AC3. Menggunakan alat ukur listrik
A. Arus ListrikAdalah aliran partikel-partikel bermuatan listrikKuat arus listrik (I)
I = ∆q∆ t
dimana:
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
∆ q = Jumlah muatan listrik (C)
∆ t = Selang waktu (s)
B. Hukum Ohm“ perbandingan antara beda tegangan (V) di kedua ujung suatu kawat penghantar dengan kuat arus (I) yang mengalir pada temperatur tertentu.”
VI=konstan=RatauV=I R
R = hambatan (resistansi) dari kawat penghantar
Besar hambatan listrik ( R =Ω=ohm ) suatu kawat penghantar dengan panjang l (m) dan luas
penampang A (m2) dapat ditentukan dengan:
R=ρlA
dimana ρ (ohm meter) = hambat jenis penghantar, yang nilainya dipengaruhi oleh temperatur.
ρ=ρ0(1+α ∆T )C. Hukum Kirchoff
Hukum Arus Kirchoff: “ Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang, sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik cabang tersebut.”
∑ Imasuk=¿∑ I keluar¿
Hukum Tegangan Kirchoff: “Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan sama dengan nol.”
∑ E+∑ IR=0
D. Rangkaian Hambatan
Hambatan pengganti seri R s=R1+R2+Rn
arus I= I1 = I2 = In
tegangan V = V 1+V 2+V n
Hambatan pengganti paralel 1R p
= 1R1
+ 1R2
+1Rn
Arus I = I1 + I2 + In
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
Tegangan V = V 1=V 2=V n
Jembatan Wheatstone
Ra×R s=Rb×Rx
E. Energi dan Daya Listrik Energi Listrik yang di ubah menjadi kalor W (Joule) dalam suatu hambatan R (ohm) yang
dilewati arus listrik I (Ampere) selama waktu t (sekon) dapat dinyatakan denga persamaan:
W=¿
I 2. R .t=V . I . t=V 2
R.t
Daya Listrik adalah energi atau usaha persatuan waktu, sehingga dapat dirumuskan dengan persamaan:
P=Wt
=I 2R=V 2
I=V . I (watt)
F. Alat Ukur ListrikVoltmeter
Rm=Rv (n−1)
dimana: Rm
= Hambatan muka /depan
R v= Hamabatan dalam
voltmetern = Pelipatan batas ukur
Amperemeter
R shunt=R A
n−1
dimana: RA
= Hambatan dalam amperemeter
n = Pelipatan batas ukur
R shunt= Hambatan yang parallel
dengan ampere meter
SOAL LATIHAN
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
1. Hambatan penghantar akan membesar bila menggunakan penghantar yang :
1) Lebih panjang2) Massa jenisnya lebih besar3) Hambatan jenisnya lebih besar4) Luas penampang lebih besar
Ketentuan yang benar adalaha. 1, 2 dan 3b. 2 dan 4c. 1 dan 3d. 4 sajae. 1, 2, 3 dan 4
2. Suatu penghantar panjangnya 2 m, ujung-ujungnya memiliki beda potensial 6 Volt, ternyata arus yang mengalir 3A. jika luas penampang kawat 5,5.10-2 mm-2, maka besar hambatan dan hambatan jenis kawat adalah…a. 2 dan 2,75. 10-8. Mb. 20 dan 5,5. 10-7. mc. 2 dan 5,5. 10-8. md. 2 dan 2,75. 10-7. me. 2 dan 1,1. 10-7. m
3. SPMB 2006jika tahanan kawat perak pada temperature 00C adalah 1,25 ohm dan koefisien temperatur terhadap tahanan kawat tersebut adalah 0,00375/0C, maka temperatur yang menyebabkan harga tahanan kawat tersebut menjadi dua kali lipat adalah….a. 2000Cb. 2660Cc. 2250Cd. 3000Ce. 2400C
4. Sebuah kawat penghantar yang dihubungkan dengan baterai 6 V mengalirkan arus listrik 0,5 A. jika kawat dipotong menjadi dua bagian sama panjang dan dihubungkan paralel satu sama lain ke baterai maka arus yang mengalir sekarang adalah….a. 0,25 Ab. 6 Ac. 0,5 Ad. 12 Ae. 2 A
5. Pada rangkaian berikut, Voltmeter menunjuk angka 10 V, Ampermeter menunjuk 2,5 A, sedangkan GGL sumbernya 12 V. Besar hambatan di dalam sumber tegangan tersebut adalah ... .
a.a. 0,1 ohm
b.b. 0,3 ohm
c.c. 0,5 ohm
d.d. 0,8 ohm
e.e. 1 ohm6. Tersedia 3 resistor masing-masing 15 ohm.
Besar hambatan pengganti yang tidak mungkin untuk ketiga resistor tersebut adalah ....
a. 5 ohmb. 10 ohmc. 22,5 ohmd. 25 ohme. 45 ohm
7. Hambatan pengganti antara titik A dan B dari rangkaian hambatan pada gambar di bawah adalah ....
a. 6 Ωb. 8 Ωc. 10 Ωd. 12 Ωe. 16 Ω
8. Jika arus yang lewat R1, R2, R6, R8 berturut-turut adalah 20 A, 4 A, 3 A, 12A, maka arus yang lewat R7 adalah .....
a. 3 Ab. 5 Ac. 8 Ad. 9 Ae. 10 A
9. Hambatan pengganti AB adalah ... .
a.a. 3,9 ohm
b.b. 4,8 ohm
c.c. 13,2 ohm
d.d. 20 ohm
e.e. 22,5 ohm10. Suatu hambatan yang belum diketahui
besarnya ialah Rx dipasang pada jembatan
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
Wheatstone. Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanometer yang dipasang menunjukkan angka nol. Maka nilai Rx adalah…
a. 5 ohmb. 10 ohmc. 15 ohmd. 20 ohme. 25 ohm
11. Perhatikan gambar berikut.
Jika diketahui besarnya
ε 1=6V ,r 1=1Ω, ε2=9V , r2=1,5Ω dan R
= 7,5 Ω, arus Iistrik yang mengalir pada
rangkaian adalah ....a. 1 A b. 4 Ac. 2 A d. 5 Ae. 3 A
12. Jika E1 = 12 V/0,2 ohm, E2 = 6V/0,3 ohm, R1 = 8 ohm, R2= 3,5 ohm, maka besar Vbd
adalah ... .
a.a. 5,5 V
b.b. 6,8 V
c.c. 7,9 V
d.d. 8,2 V
e.e. 8,5 V
13. Dari rangkaian listrik di bawah ini, besarnya kuat arus yang melewati hambatan 10 Ω adalah …
a. 0,25 A , menuju Ab. 0,25 A , menuju Bc. 0,40 A , menuju Ad. 0,40 A , menuju Be. 4,00 A , menuju A
14. Alat-alat berikut yang menggunakan sumber arus searah adalah…a. Lampu senter dan penerangan rumahb. Mobil mainan dan lampu senterc. Televisi
dan kipas angind. Lampu senter dan computere. Kipas angin dan komputer
15. Energi yang diserap oleh hambatan 6 ohm selama 1 menit adalah ... .
a.a. 360 J
b.b. 720 J
c.c. 1080 J
d.d. 1440 J
e.e. 3240 J
16. Energi listrik yang diberikan pada elemen dengan hambatan 25 ohm dalam waktu 1 menit sama besarnya dengan energi mekanik yang dilakukan gaya 500 N sepanjang lintasan 10 m, besar arus pada elemen tersebut adalah ... .a. 1,3 Ab. 1,8 Ac. 3,3 Ad. 4,3 Ae. 5 A
17. Daya listrik yang terjadi pada resistor dan rangkaian di bawah ini adalah …
a. 108 Watt b. 16.3 Wattc. 27 Watt d. 12 Watt
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
e. 3 Watt18. Jika sebuah setrika listrik 400 watt
menghasilkan energi 0,2 kWh maka setrika itu telah digunakan selama…a. 0,05 jamb. 0,5 Jamc. 8,0 Jamd. 0,2 jame. 5,0 Jam
19. Perhatikan tabel berikutNo Alat Daya Lama
pemakaian1 Mesin cuci 150 1 jam/hari2 Televisi 80 8 jam/hari3 Kipas angin 90 5 jam/hari4 Komputer 80 10 jam /hari5 Setrika 200 3 jam/hari
Dari kelima alat tersebut yang mempunyai tagihan listrik perbulan terbesar adalah…a. Mesin cucib. Televisic. Komputerd. Kipas angine. Setrika
20. Sebuah lampu A dipasang paralel dengan lampu B. Lampu A memancarkan daya sebesar 12 watt. Jika hambatan lampu A dan B berturut turut 24 ohm dan 16 ohm, daya yang dipancarkan lampu B adalah ....a. 8 wattb. 12 wattc. 18 wattd. 24 watte. 36 watt
21. Kita ingin membuat kompor listrik yang dapat memanaskan air 2 liter dari suhu 30o C sampai mendidih (100oC) dalam waktu 5 menit. Jika tegangan listrik yang digunakan adalah 220 volt, maka daya yang diperlukan adalah ... .a. 1450 wattb. 1560 wattc. 1850 wattd. 1960 watte. 1990 watt
22. Sebuah trafo dengan efisiensi 90% dihubungkan dengan tegangan sumber 250 Volt. Output trafo dihubungkan dengan lampu
75 watt, 100 volt, besar arus pada kumparan primer adalah ... .
a.a. 3 A
b.b. 1,88 A
c.c. 1,68 A
d.d. 0,33 A
e.e. 0,25 A23. Perhatikan penunjukan jarum
amperemeter serta batas ukur maksimum yang digunakan seperti tampak pada gambar berikut ini. Nilai kuat arus yang sedang diukur sebesar … .
a. 0,4 A b. 4,0 Ac. 0,8 A d. 5,0 Ae. 1,0 A
24. Jarak voltmeter AC menunjukan angka 80. Apabila batas ukur 300 volt, tegangan pada saat pengukuran sebesar …
a. 100 volt b. 150 volt c. 200 voltd. 250 volt e. 300 volt
25. Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 18 ohm dan berdaya ukur 10 mA. Agar daya ukur amperemeter meningkat menjadi 100 mA, harus dipasang hambatan…a. 0,8 ohm seri dengan amperemeterb. 0,8 ohm parallel dengan amperemeterc. 2,0 ohm seri dengan amperemeterd. 2,0 ohm parallel dengan amperemetere. 8,0 ohm seri dengan amperemeter
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Standar KompetensiMemahami konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik
Kompetensi Dasar 1. Mendeskripsikan spectrum gelombang elektromagnetik
2. Menjelaskan Aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari
A. Sifat Gelombang Elektromagnetik Dapat merambat di ruang hampa Merupakan gelombang transversal (arah rambatan tegak lurus dengan arah getar) Dapat mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), lenturan
(difraksi) dan interferensi Kecepatannya = kecepatan cahaya Arah rambatannya tidak dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet dan gel. EM
tidak bermuatan listrik
B. Teori Maxwell“Perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet”
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
c= 1
√ μ0 . ε0dimana:
μ0 = Permeabilitas vakum = 4π ×10−7Wb /Amε 0 = Permitivitas vakum = 8,85×10−12C /N m2
c = 2,99 ×108 m/s
C. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Note: semakin ke kiri, frekuensi semakin kecil dan panjang gelombang smakin besarD. Aplikasi Gelombang Elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari
Radio dan televisi Telepon seluler RADAR
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
Sinar-XSOAL LATIHAN1.1. Perubahan medan magnet dapat
mengakibatkan terjadinya perubahan medan listrik". Pernyataan ini sesuai dengan .... a. hukum Ampereb. hukum Biot – Savart c. hukum Faraday d. hukum Coulombe. Hukum Orsted
2.2. Gelombang elekromagnet yang mempunyai frekuensi 1015 hz sampai 1016 hz dan panjang gelombang antara 10 nm sampai 100 nm adalah ... a.a. sinar gamab.b. sinar Xc.c. sinar ultravioletd.d. infra merahe.e. gelombang radio
3.3. Suatu osilator menghasilkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 10 MHz, maka panjang gelombang yang dihasilkan adalah .... a. 300 meter b. 30 meter c. 3 meter d. 0,3 meter e. 0,03 meter
4.4. Urutan gelombang elektromagnet mulai frekuensi terkecil adalah ... .a.a. inframerah,sinar X,ultraviolet,radarb.b. radar,inframerah,ultraviolet,sinar Xc.c. sinar X,ultraviolet,inframerah,radard.d. radar,sinar X,inframerah,ultraviolete.e. ultraviolet,inframerah,sinar X,radar
5.5. Gejala terpancarnya gelombang elektromagnetik akibat elektron yang dipercepat menumbuk suatu materi adalah.... a. efek Zeeman b. efek Fotolistrik c. efek Compton d. efek Bremsstrahlung e. efek Rumah Kaca
6.6. Dari antena pesawat terbang dipancarkan pola gelombang radar, 2 ms kemudian gelombang pantul diterima, hal ini menunjukkan bahwa ada sasaran yang berjarak sekitar ... .
a.a. 30 kmb.b. 60 kmc.c. 300 km
d.d. 400 kme.e. 600 km
7.7. Frekuensi sinar hijau adalah 5,5x1014 hz. Jika konstanta Plank 6,6x10-34 Js dan cepat
rambat cahaya 3×108 m/s,maka panjang gelombang sinar hijau adalah ... .a.a. 1650 Ab.b. 3600 Ac.c. 4500 Ad.d. 5000 Ae.e. 5400 A
8.8. Sifat-sifat berikut1. berasal dari perubahan medan listrik dan
medan magnet secara periodic2. memerlukan medium untuk merambat3. memiliki kecepatan rambat 3 × 108 m/s
di ruang hampa4. merupakan gelombang longitudinalyang merupakan sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah ….
a. (1), (2), dan (3)b. (1) dan (3)c. (2) dan (4)d. (4)e. (1), (2), (3), (4)
9.9. Pernyataan berikut ini yang sesuai dengan Hipotesis Maxwell adalah ....a. gelombang elektromagnetik adalah
bagian dari cahayab. gelombang elektromagnetik adalah
gelombang transversal c. gelombang elektromagnetik adalah
gelombang longitudinald. gelombang elektromagnetik dapat
dipolarisasikane. gelombang elektromagnetik memiliki
medan listrik dan medan magnet10.10. Stasiun pemancar radio bekerja pada
frekuensi 4,5 Mhz, jika cepat rambat gelombang elektromagnet adalah 3 x 108
m/s, maka panjang gelombang yang dipancarkan oleh stasiun radio tersebut adalah ... .a.a. 35 mb.b. 42 mc.c. 55 md.d. 67 me.e. 70 m
11.11. Kelompok warna cahaya berikut ini yang panjang gelombangnya makin kecil secara berurutan adalah ....a. biru-hijau-kuning-merahb. biru- kuning-hijau-merahc. merah-biru-hijau-kuningd. merah-kuning-hijau-birue. merah-hijau-kuning-biru
Modul Kelas X Semester II [email protected]
FISIKA
12.12. Gelombang elektromagnetik yang berperan dalam proses perubahan provitamin D menjadi vitamin D adalah.... a. Sinar Gamma b. Sinar Ultraviolet c. Cahaya Tampak d. Inframerah e. Sinar X
13.13. Pernyataan berikut berhubungan dengan sifat sinar laser,kecuali.... a. monokromatik b. koheren c. rambatan lurus d. tidak dibiaskan e. intensitas tinggi
14.14. Berikut ini adalah penggunaan laser dalam teknologi, kecuali.... a. sebagai pisau bedah b. pengukur jarak c. rekayasa genetika d. pemotong baja e. membentuk permukaan intan
15.15. Pernyataan tentang sinar-X yang benar adalah ....a. panjang gelombangnya lebih pendek
daripada ultravioletb. daya tembusnya sangat rendahc. frekuensinya lebih kecil daripada cahaya
tampakd. tidak dapat dipolarisasikane. tidak dapat dibiaskan
16.16. Sinar gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi terbesar adalah ....
a. sinar γb. sinar inframerahc. sinar αd. sinar βe. sinar ultraviolet
17.17. Inframerah digunakan untuk penginderaan jarak jauh dengan menggunakan satelit. Hal ini berhubungan dengan sifat inframerah yaitu.... a. mudah dideteksi b. mampu menembus ionosfer c. sedikit dihamburkan d. menghasilkan panas yang tinggi e. tidak dibiaskan
18.18. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang ....a. gelombang longitudinalb. gelombang transversalc. gelombang suarad. gelombang bunyie. gelombang tekan
19.19. Gelombang elektromagnetik tidak dipengaruhi oleh medan magnetik maupun medan listrik, hal ini disebabkan gelombang elektromagnetik ....a. memiliki kecepatan tinggib. tidak bermassac. tidak bermuatan listrikd. tidak bermassa dan tidak bermuatan
listrike. memiliki frekuensi yang tinggi
20.20. Ilmuwan yang membuktikan kebenaran teori Maxwell melalui eksperimen adalah.... a. Faraday b. Rudolf Hertz c. Gugliemo Marconi d. Orsted e. Biot dan Savar
Modul Kelas X Semester II [email protected]