Ringkasan Materi UN Fisika SMA.pdf

Ringkasan Materi UN Fisika SMA Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012 By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com) anang.blogspot.com)

SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya dalam berbagai penyelesaian masalah. 5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb. Hukum Coulomb

Kuat medan listrik

“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.”

234

56 57 87

Besar kuat medan listrik adalah besar gaya Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan.

F3

G H

H

atau F 3 4 IJ

Keterangan:

Keterangan: 2 4

3 gaya Coulomb (N) 3 konstanta untuk ruang hampa 3

56 57 8 @A

3 muatan benda 1 (C) 3 muatan benda 2 (C) 3 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m) 6 3 3 8,85 > 10E67 C2/Nm2

6 9:;<

3 9 > 10? Nm2/C2

F 2 4

3 kuat medan listrik (N/C) 3 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N) 6 3 konstanta untuk ruang hampa 3 3 9 > 10? Nm2/C2 9:;<

5 3 muatan uji(C) 8 3 jarak antar muatan(m) 6 3 8,85 > 10E67 C2/Nm2 @A 3 9:B

9:B

Penjelasan:

Penjelasan: Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik. Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.

U

Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb. Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.

U

U

57

56

U

W

W

56

57

57

8

56

V

V

PREDIKSI PREDIKSI SOAL UN 2012 Bila pada gambar di bawah diketahui 56 3 57 3 10PC dan konstanta 4 3 9 > 10? Nm2/C2. U57 U56 V 6 cm

3 cm

Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah …. A. 7,5 > 10S N/C menjauhi 57 A. 7,5 > 10S N/C menuju 57 B. 5,5 > 10S N/C menjauhi 57 C. 2,5 > 10S N/C menuju 57 D. 2,5 > 10S N/C menjauhi 57 6

Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 PC terdapat bola lain yang juga bermuatan 9 kali muatan bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 PC adalah .... A. 10 cm B. 12 cm C. 16 cm D. 18 cm E. 20 cm

Bimbel UN FISIKA SMA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)

Di unduh dari : Bukupaket.com

Halaman 16

Ringkasan Materi UN Fisika SMA Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012 By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com) anang.blogspot.com)

SKL 1. Memahami prinsipprinsip-prinsip pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung dengan cermat, teliti dan objektif.

1.1. Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan

memperhatikan aturan angka penting. Alat Ukur Panjang

Nama Alat Jangka sorong Mikrometer sekrup 6

0

Gambar 0

7

Skala terkecil 0,1 mm 0,01 mm

10

15

10

Angka Penting (AP)

Pembacaan Pengukuran

6,7+0,04=6,74 cm (6,74 7 0,005) cm

1. Angka bukan nol. 2. Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol. 3. Angka nol yang terletak pada deretan akhir dari suatu bilangan decimal. 4. Angka nol disebelah kanan bilangan bulat (garis bawah merupakan angka diragukan) 1

0

2

Jumlah Angka Penting

Angka Pasti

Angka Taksiran

3

7, 5

1, 4

7,5+0,14=7,64 mm (7,64 7 0,005) mm

Angka penting adalah angka yang didapat dari hasil pengukuran. Angka penting terdiri dari angka pasti dan angka ragu-ragu (taksiran)

Aturan penulisan angka penting:

Cara pembacaan Skala tetap + Skala nonius Skala tetap + Skala nonius

3

6, 7

4

Hasil perhitungan operasi menurut angka penting:

1. Penjumlahan dan pengurangan: hanya boleh memiliki satu angka yang ditaksir. 2. Perkalian dan pembagian: jumlah angka penting sesuai dengan bilangan dengan angka penting paling sedikit. 3. Pemangkatan dan penarikan akar: jumlah angka penting sama dengan bilangan yang dipangkatkan atau ditarik akarnya.

PREDIKSI SOAL UN 2012

10

Seorang siswa melakukan pengukuran pada sebuah pelat tipis menggunakan jangka sorong. Hasil pengukuran panjang pelat terlihat pada gambar. Jika lebar pelat adalah 17 cm, maka luas dari pelat tipis tersebut adalah …. A. 21 B. 21,08 C. 21,1 D. 21,4 E. 21,42


1.2. Menentukan besar dan arah vektor serta menjumlah / mengurangkan besaranbesaran-besaran vektor dengan berbagai cara. Misal diberikan tiga vektor sebagai berikut G

L

H

Penjumlahan dan Pengurangan Vektor 1. Metode Gambar a. Metode segitiga H

G

G

G+H

b. Metode jajaran genjang

G

J

H

c. Metode poligon

G

BN

30°

L

G+H+L

2. Menguraikan vektor

BD = 30 N

KH

H

J

O

BC = 10 N

30°

B

BM = B cos J BN = B sin J

GKH

G+L GKH

G+H

KH

L

J

G

|G + H| = IGC + H C + 2GH cos J |G K H| = IGC + H C K 2GH cos J

G

H

G+HKL

|B| = RBMC + BNC

Arah vektor:

BN BM

J = GSL tan

BE = 30 N

KL

Besar vektor: tan J =

BM


G

BN BM

Q

Besar dan arah resultan dari tiga buah vektor seperti gambar di bawah ini adalah …. A. 40 N searah BC B. 40 N searah BD C. 40 N searah BE D. 30 N searah BC E. 30 N searah BE


SKL 2. Memahami gejala alam dan ket keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah Fluida.

2.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak parabola. parabola. Gerak Lurus

Gerak Parabola

GLBB

1. Gerak Lurus Beraturan U Keterangan: T= T = kecepatan (m/s) V U = jarak (m) V = waktu (s)

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan T[ = TY 0 GV Keterangan: 1 C vY = kecepatan awal (m/s) U = TY V 0 GV vZ = kecepatan akhir (m/s) 2 s = jarak tempuh (m) T[C = TYC 0 2GU V = waktu tempuh (s)

Gerak Melingkar Beraturan

Keterangan:

T = \] TC G^ = ] TC B^ = _ ]

Hubungan rodaroda-roda

T ω R aX FX m

= kecepatan linear (m/s) = kecepatan sudut (rad/s) = jari-jari (m) = percepatan sentripetal (m/s2) = gaya sentripetal (N) = massa benda (kg)

GLB

Kecepatan di sembarang titik Kondisi awal

j

T` = Ta ⇒ \` ]` = \a ]a

2. Satu sumbu

i

j

Keterangan:

\` = \a ⇒

T = kecepatan linear (m/s) \ = kecepatan sudut (rad/s)

i

T` Ta = ]` ]a

j

sb O

TY cos J

Saat V sekon

TY sin J

TY cos J

Dimana,

TY sin J K cV

T = RTMC 0 TNC

Kedudukan peluru saat V sekon

Kedudukan (Q, O)

sb Q

sb O

Waktu yg diperlukan

0

0

0

TY cos J V

1 TY sin J V K cV C 2

V

Kondisi awal

1. Tidak satu sumbu i

Kcepatan (TM , TN )

sb Q

Saat V sekon

Pada titik tertinggi Pada jarak terjauh

TYC sin 2J 2c 2

TYC sin 2J 2c

TY sin J c

TYC sinC J 2c

V=

0

V=2

TY sin J c

Keterangan: TY TM TN Q O J c

= kecepatan awal (m/s2) = kecepatan arah sumbu Q (m/s2) = kecepatan arah sumbu O (m/s2) = posisi di sumbu Q (m) = posisi di sumbu O (m) = sudut elevasi = percepatan gravitasi = 10 m/s2

PREDIKSI PREDIKSI SOAL UN 2012

Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Ketika melihat ada "polisi tidur" di depannya dia menginjak rem dan mobil berhenti setelah 5 sekon kemudian. Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut sampai berhenti adalah …. A. 50 m B. 100 m C. 150 m D. 200 m E. 250 m Sebuah benda melakukan gerak melingkar berjari-jari ], kecepatan sudutnya \, dan percepatan D sentripetalnya 4 m/s2, jika kecepatan sudutnya C \ percepatan sentripetalnya menjadi 2 m/s2, maka jari-jari lingkarannya menjadi …. A. 2] B. ] D C. C ] D.

E.

D ] g D h


2.2. Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam kehidupan seharisehari-hari. Hukum I Newton

Hukum II Newton

“Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja padanya.”

ΣB = 0 n

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya pada sebuah benda sebanding dan searah dengan resultan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

T=0 T = tetap

G=

Hukum III Newton

“Gaya aksi dan reaksi sama besar tetapi berlawanan arah dan bekerja pada dua benda yang berbeda.”

Bop^q = KBrsop^q

ΣB Σ_


Dua buah benda A dan benda B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Jika besar percepatan gravitasi adalah 10 m/s2 maka besarnya tegangan tali adalah …. A. 20 N B. 21 N C. 22 N D. 23 N E. 24 N

B

A

2.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam masalah benda tegar. Titik berat •

• •

Titik berat benda persegi/persegi panjang/benda teratur terletak di perpotongan kedua diagonal Titik berat benda segitiga adalah sepertiga tinggi dari alas. Terletak pada perpotongan kedua garis vertikal untuk benda sembarang.

Torsi

w 6 S x B 6 Bℓ sin J Keterangan:

w 6 torsi/momen gaya (mN) B 6 gaya yang bekerja (rad/s) S 6 lengan momen (m) ℓ 6 jarak poros ke gaya (m) J 6 sudut antara B dan y

Momentum sudut z 6 {ω

Keterangan:

Titik berat benda gabungan

z 6 momentum sudut (kgm2/s) { 6 momen inersia (kg m2) \ 6 kecepatan sudut (rad/s)

Σℓq Qq Σiq Qq Σuq Qq Σ_Qq Q6 6 6 6 ΣQq ΣQq ΣQq ΣQq Σℓq Oq Σiq Oq Σuq Oq Σ_Oq O6 6 6 6 ΣOq ΣOq ΣOq ΣOq Keterangan:

ℓ 6 panjang (m)

{ 6 | _S C Keterangan:

{ 6 momen inersia (kg m2) _6 massa benda (kg) r 6 jarak partikel terhadap titik poros (m)

Dinamika rotasi (Hukum II Newton rotasi) Σw 6 {}

i 6 luas (m2) u 6 volume (m3) _ 6 massa benda (kg) J 6 sudut antara B dan v

Keterangan:

w 6 torsi/momen gaya (mN) { 6 momen inersia (kg m2) } 6 percepatan sudut(rad/s2)


O 44 2 0

Momen inersia

3

6

Q

Letak koordinat titik berat benda 2 dimensi seperti tampak pada gambar disamping adalah .. A. ( 3,0 ; 4,0 ) B. ( 1,0 ; 3,0 ) C. ( 3,7 ; 2.0 ) D. ( 4,2 ; 2,0 ) E. ( 5,2 ; 3,0 )


Besarnya tegangan tali ` da a pada gambar di atas adalah … A. 30 N dan 35 N B. 25 N dan 30 N C. 20 N dan 25 N D. 35 N dan 30 N E. 30 N dan 25 N

4 kg Katrol (silinder pejal)

a

`

B 4 kg

2 kg A

2.4. Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari sehari--hari atau menentukan besaranbesaran-besaran yang terkait. terkait. Usaha

Energi Potensial

6B∙U 6 BU sin J

6 _c

Keterangan:

_ c

B U J

Keterangan:

6 usaha (joule) 6 gaya (N) 6 perpindahan (m) 6 sudut antara B dan U

6 energi potensial (joule) 6 massa (kg) 6 percepatan gravitasi 6 10 m/s2 6 ketinggian (m)

Hubungan antara Usaha dan Energi nergi

Energi Kinetik

6 ∆

1 6 _T C 2

Keterangan: 6 usaha (joule) ∆ 6 selisih energi (joule)

Keterangan: 6 energi kinetik (joule) _ 6 massa (kg) T 6 kecepatan benda (m/s)

PREDIKSI SOAL UN 2012 Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s. Usaha yang di ubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah … A. 6 joule B. 12 joule C. 24 joule D. 48 joule E. 72 joule

2.5. Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaranbesaranbesaran terkait pada konsep elastisitas. elastisitas. Modulus Elastisitas (Modulus Young) Tegangan B 6 i

Regangan ∆z 6 z

Modulus 6

Hukum Hooke / Elastisitas Pegas “Jika gaya tarik tidak melampui batas elastisitas pegas, pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”

B 6 | ∙ ∆Q

Keterangan: B i z ∆z

Keterangan:

6 modulus elastisitas (N/m2) 6 tegangan (N/m2) 6 regangan 6 gaya (N) 6 luas penampang (m2) 6 panjang mula-mula (m) 6 perubahan panjang (m)

B 6 gaya yang dikerjakan pada pegas (N) | 6 konstanta pegas (kg/m2) ∆Q 6 pertambahan panjang pegas (m)

Susunan Pegas Susunan seri pegas

Susunan paralel pegas

1 1 1 1 6 0 0 ⋯0 |^ |D |C |

| 6 |D 0 |C 0 ⋯ 0 |

PREDIKSI SOAL UN 2012 4 3 F (N)

Grafik disamping menunjukkan pertambahan panjang pegas (Q) , akibat pengaruh gaya (B) yang berbeda-beda berbeda-beda. Besarnya kontanta pegas tersebut adalah .... A. 50 N/m B. 40 N/m C. 30 N/m D. 20 N/m E. 10 N/m

2 1 0 0

2


4 x (cm)

6

8

2.6. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi mekanik. mekanik. Energi mekanik

= 0

i

Keterangan:

= energi mekanik (joule) = energi potensial (joule) = energi kinetik (joule)

Hukum kekekalan energi mekanik D = C D 0 D = C 0 C 1 1 _cD 0 _TDC 6 _cC 0 _TCC 2 2

`

T`

` K a

j

Ta

a

Di titik A ` 6 0 ` 6 _c` Di titik B

1 a 6 _TaC 6 _c(` K a ) 2 a 6 _ca

Di titik C 1 6 _TC 2 6 0

T

PREDIKSI SOAL UN 2012 Sebuah benda bermassa 100 gram jatuh bebas dari ketinggian 20 m. kecepatan benda pada saat mencapai ketinggian 5 m dari permukaan tanah adalah ... A. 20 m/s B. 15 m/s C. 10√3 m/s D. 10√2 m/s E. 10 m/s

2.7. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum kekekalan momentum. Impuls

Hukum Kekekalan Momentum

{ = B ∙ ∆V

= ′ D 0 C = D 0 C _D TD 0 _C TC = _D TD 0 _C TC

Keterangan:

{ = impuls (Ns) B = gaya (N) ∆V = selang waktu (s)

Tumbukan

Pada tumbukan berlaku:

Momentum

TC K TD = dan = K TC K TD

= _T

Keterangan:

= momentum (kg m/s) _ = massa (kg) T = kecepatan (m/s)

Keterangan:

Hubungan Impuls dan Momentum { = ∆ B ∙ ∆V = _ ∙ ∆T B ∙ ∆V = _ ∙ (TC K TD )

= koefisien restitusi

JenisJenis-jenis Tumbukan

1. Lenting sempurna ( = 1) 2. Lenting sebagian (0 1) 3. Tidak lenting sama sekali ( = 0)


Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah .... A. 10 m/s B. 15 m/s C. 20 m/s D. 25 m/s E. 30 m/s Dua buah benda massanya masing-masing 10 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan kecepatan 4 m/s dan 8 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah .... A. 5 m/s dan 7 m/s searah gerak semula B. 5 m/s dan 7 m/s berlawanan arah gerak semula C. 6 m/s dan 10 m/s searah gerak semula D. 6 m/s dan 10 m/s berlawanan arah gerak semula E. 10 m/s dan 4 m/s berlawanan arah gerak semula


2.8. Menjelaskan hukumhukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan penerapannya dalam kehidupan seharisehari-hari. Fluida statik

Tekanan Hidrostatis = Y 0 c Keterangan:

P PY ρ g h

= tekanan hidrostatis (Pa) = tekanan udara luar (Pa) = massa jenis (kg/m3) 6 percepatan gravitasi = 10 m/s2 = kedalaman (m)

Hukum Pascal D = C BD BC = iD iC

Keterangan:

PD PD FD FC AD AC

Benda di dalam fluida: fluida

1. Terapung ( ) 2. Melayang = ¡ 3. Tenggelam ( ¢ )

Y

iD

Keterangan:

iC

£ z ]

BC

“Benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya di dalam fluida, akan mendapat gaya ke atas sebesar volume benda yang tercelup, atau sebesar volume benda yang dipindahkan”

B` = u c atau B` = K Keterangan:

Volume benda tercelup

6 gaya Archimedes/gaya angkat (N) 6 massa jenis fluida (kg/m3) 6 volume benda yang tercelup (m3) = percepatan gravitasi = 10 m/s2 = berat benda di udara (N) = berat benda di dalam fluida (N)

Persamaan Kontinuitas u 6 tetap V

¨D 6 ¨C iD TD 6 iC TC Keterangan:

¨ i T u V iD iC TD TC

1

iC

iD

£ J c S

Viskositas Fluida B = 6¥§ST Keterangan: B § S T

Q 6 2ID C

6 gaya Stokes (N) 6 koefisien viskositas (kg/ms) 6 jari-jari (m) 6 kecepatan (m/s)

Keterangan: T c D C

2

6 tekanan luar (Pa) 6 massa jenis fluida (kg/m3) 6 ketinggian (m) 6 kecepatan fluida (m/s) 6 percepatan gravitasi (m/s2) 6 jarak permukaan fluida ke lubang (m) 6 jarak lubang terhadap tanah (m)

TD D

D C

TC C 6 gaya angkat pesawat (N) 6 massa jenis fluida (kg/m3) 6 kecepatan udara di atas sayap pesawat (m/s) 6 kecepatan udara di bawah sayap pesawat (m/s) 6 tekanan udara di atas sayap pesawat (Pa) 6 tekanan udara di bawah sayap pesawat (Pa)

Keterangan:

B` TD TC D C

Pipa Venturi

1 0 c 0 T C 6 tetap 2

D 0 C 6 c TCC K TDC 6 2c Keterangan:

D C

air: adhesi ¢ kohesi

B` 6 (TDC K TCC )i

Asas Toricelli

V6

raksa

raksa: kohesi ¢ adhesi = naik turunnya fluida (m) = tegangan permukaan (N/m) = sudut kontak (raksa sudut tumpul, air sudut lancip) = massa jenis fluida (kg/m3) = percepatan gravitasi = 10 m/s2 = jari-jari pipa kapiler (m)

Gaya angkat pesawat

Hukum Bernoulli

C© R ª

J

air

Keterangan:

TC

TD

6 debit (m3/s) 6 luas penampang (m2) 6 kecepatan fluida (m/s) 6 volume (m3) 6 waktu yang diperlukan (s) 6 luas penampang 1 (m2) 6 luas penampang 2 (m2) 6 kecepatan fluida di penampang 1 (m/s) 6 kecepatan fluida di penampang 2 (m/s)

Tangki bocor T 6 I2cD

J

2£ L¦U J = cS

Fluida dinamik ¨ 6 iT 6

= tegangan permukaan (N/m) = berat benda (kg) = panjang (m) = jari-jari (m)

Kapilaritas

Hukum Archimedes

B` u′ c ′

3

B £ = 2z , untuk benda batang £= ¤ v £ = , untuk benda lingkaran 2¥]

i

BD

Gaya angkat

2

Tegangan Permukaan

= tekanan di pipa A (N/m2) = tekanan di pipa B (N/m2) = gaya di pipa A (N) = gaya di pipa B (N) = luas penampang pipa A (m2) = luas penampang pipa B (m2)

1

Q

D C TD TC c

D

TD

TC

6 tekanan fluida di titik 1 (Pa) 6 tekanan fluida di titik 2 (Pa) 6 kecepatan di titik 1 (m/s) 6 kecepatan di titik 2 (m/s) 6 massa jenis fluida (kg/m3) 6 percepatan gravitasi (m/s2) 6 selisih ketinggian permukaan kedua pipa (m)


C


Tekanan hidrostatis pada suatu titik di dalam bejana yang berisi zat cair ditentukan oleh: (1) massa jenis zat cair (2) volume zat cair dalam bejana (3) kedalaman titik dari permukaan zat cair (4) bentuk bejana Pernyataan yang benar adalah …. A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (4) E. (1), (2), (3), dan (4)

3,05 m

Sebuah tangki di isi dengan air sampai mencapai ketinggian 3,05 m. Pada jarak 1,25 m dari dasar tangki terdapat sebuah kran dengan luas penampang 1 cm2. Kecepatan keluarnya air dari kran adalah .... A. 2 m/s B. 3 m/s 1,25 m C. 4 m/s D. 5 m/s E. 6 m/s x


SKL 3. Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam penerapannya mesin kalor.

3.1. Menentukan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor, atau asas Black dalam pemecahan masalah Keterangan:

Kalor

® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s) [ | = konduktivitas termal (W/m K) i = luas permukaan (m2) ∆V = perubahan suhu (K) z = panjang penghantar (m) ¯

¨ 6 _ L ∆V ¨ 6 _z Keterangan:

¨ _ L ∆V z

6 besarnya kalor yang diserap atau dilepas (joule) 6 massa benda (kg) 6 kalor jenis benda (J/kg°C) 6 perubahan suhu (°C) 6 kalor laten (J/kg)

Konveksi ®=

Keterangan:

Satuan Kalor

1 joule = 0,24 kalori 1 kalori = 4,2 joule

® = = besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s) [ = koefisien konveksi (J/s m2 K) i = luas permukaan (m2) ∆V = perubahan suhu (K) ¯

Azas Black

“Pada percampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat bersuhu rendah”

¨^sro = ¨so^

Radiasi

®=

®=

¨ | i ∆ = V z

¨ = g i V

Keterangan:

Perpindahan Kalor Konduksi ®=

¨ = i ∆V V

i


= besarnya kalor yang merambat tiap detik (J/s) = 1; penyerap sempurna = emisivitas °0 1 = 0; penyerap paling jelek = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10±h W/m2 K4) = perubahan suhu (K) = luas permukaan (m2) ¯ [

Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20°C. Di dalam bejana dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75°C. Bila suhu bejana naik 75°C dan kalor jenis minyak adalah 0,43 kal/g °C, maka kalor jenis besi adalah .... A. 0,143 kal/g °C B. 0,098 kal/g °C C. 0,084 kal/g °C D. 0,075 kal/g °C E. 0,064 kal/g °C Dua buah batang logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi jenisnya berbeda dihubungkan seperti gambar: A

79°

B

4°

Kedua logam memiliki suhu yang beda pada kedua ujungnya. Jika koefisien konduksi termal A adalah setengah konduksi termal B, maka suhu pada sambungan batang adalah .... A. 55 °C B. 45 °C C. 35 °C D. 29 °C E. 24 °C

3.2. Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan penerapannya. Persamaan Gas Ideal

u = ²] atau u = ³| Keterangan: u ³ ]

= tekanan gas ideal (Pa) = volume gas ideal (m3) = jumlah partikel gas 8,31 x 10E J⁄mol K = tetapan gas umum n 0,082 liter atm⁄mol K

| ²

= tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K) = suhu (K) ¶ ²= ¶· = jumlah mol gas (mol)µ ¸ ²= ¹º

³» = bilangan Avogadro (6,02 x 10CE partikel) _ = massa partikel gas r = massa molekul gas


Hukum BoyleBoyle-GayGay-Lussac

² ³

D uD C uC = C D

]

|

Keterangan:

D C uD uC D C

= tekanan mutlak awal gas ideal (Pa) = tekanan mutlak akhir gas ideal (Pa) = volume awal gas ideal (m3) = volume akhir gas ideal (m3) = suhu awal gas ideal (K) = suhu akhir gas ideal (K)

Energi Kinetik Gas Ideal E

Kecepatan Efektif Gas Ideal E¼½ ¸

Tr¸^ = R

Ep½ ¸

atau Tr¸^ = R

Keterangan:

Tr¸^ = kecepatan efektif gas ideal (m/s) 8,31 x 10E J⁄mol K ] = tetapan gas umum n 0,082 liter atm⁄mol K | = tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J⁄K) _ = massa partikel gas ideal (kg)

E

= ²] atau = ³| C C Keterangan:

= jumlah mol gas (mol) = jumlah partikel gas 8,31 x 10E J⁄mol K = tetapan gas umum n 0,082 liter atm⁄mol K = tetapan Boltzman (1,38 x 10±CE J/K) = suhu (K)

= energi kinetik gas ideal (Pa)


Sebuah ruang tertutup berisi gas idela dengan suhu T dan kecepatan partikel gas dipanaskan menjadi 3T maka kecepatan gas menjadi .... A. T C B. 3T C. T√3 D. T D E. T E

v . Jika suhu gas

3.3. Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin kalor. Siklus

Mesin Carnot

Usaha mesin Carnot:

Siklus adalah proses perubahan suatu gas tertentu yang selalu kembali kepada keadaan awal proses.

= ¨D K ¨C

Efisiensi mesin Carnot:

Siklus Carnot 1.

2. 3. 4.

Proses pemuaian secara isotermis (A ke B) menyerap kalor ¨D dan mengubahnya menjadi D . Proses pemuaian secara adiabatik (B ke C) melakukan usaha C . Proses penampatan secara isotermik (C ke D) melepas kalor ¨C . Proses pemampatan secara adiabatik (D ke A)

D ¿ 100% C ¨D § = ¾1 K ¿ 100% ¨C § = ¾1 K

A B D

Keterangan: C

¨D = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu tinggi D ¨C = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu rendah C D = suhu reservoir tinggi (K) C = suhu reservoir rendah (K) = usaha yang dilakukan mesin carnot (J) § = efisiennsi mesin carnot


Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoar suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensi naik menjadi 50%, maka suhu reservoar suhu tinggi dinaikkan menjadi …. A. 900 K B. 960 K C. 1000 K D. 1180 K E. 1600 K


SKL 4. Menganalisis konsep dan prinsip gelombang, optik dan bunyi dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.

4.1. Menentukan ciri ciri--ciri dan besaran fisis pada gelombang. Jenis Gelombang

Menurut arah getar:

Gelombang transversal dan longitudinal

Menurut amplitudo:

Gelombang Stasioner 1. Ujung terikat

Gelombang berjalan dan stasioner

Menurut medium perambatan:

Gelombang mekanik dan elektromagnetik

U

Ä

U

Gelombang Berjalan

Grafik gelombang berjalan Ä

i

T

Q

Persamaan umum gelombang berjalan 2¥ Q O = i sin ÁV 7 Â T

U

U

Q

2. Ujung bebas

Ä

U

U

U

U

Q

OÕ = 2i cos(|Q) sin(\V K |ℓ) iÕ = 2i cos(|Q) Ä U = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, … 4 Ä = (2²) ; ² = 0, 1, 2, … 4

Ï Ñ ÍÎÁ 7 Â Ð Ò

\=

Keterangan: i V Q Ä \ | J Ô T Ó

ℓ

[ M ÉÊCË Å Á ÆÇ 7 ÈÂ ½ Æ Ì

O

OÕ = 2i sin(|Q) cos(\V K |ℓ) iÕ = 2i sin(|Q) Ä U = (2²) ; ² = 0, 1, 2, … 4 Ä = (2² 0 1) ; ² = 0, 1, 2, … 4

Tanda (0) jika gelombang merambat dari kanan ke kiri. Tanda (–) jika gelombang merambat dari kiri ke kanan

2¥ \ = 2¥Ó = | 2¥ |= Ä T = ÄÓ

U

ℓ

Keterangan:

O = 7i sin(\V 7 |Q) V Q O = 7i sin 2¥ ¾ 7 ¿ ÅÆÆÇÆ ÆÈ Ä

= simpangan getaran titik yang berjarak Q dari titik asal getaran = amplitudo (m) = lama titik asal telah bergetar (s) = periode getaran (s) = jarak titik pada tali dari titik asal getaran (m) = panjang gelombang (m) = kecepatan sudut (rad/s) = bilangan gelombang (m-1) = sudut fase = fase = cepat rambat gelombang (m/s) = frekuensi gelombang (Hz)

Keterangan:

O = simpangan pada titik P yang berjarak y dari ujung terikat atau ujung bebas (m) i = amplitudo gelombang berjalan (m) | = bilangan gelombang (m-1) Q = jarak titik pada tali dari titik ujung bebas atau ujung terikat (m) \ = kecepatan sudut (rad/s) V = lama titik asal telah bergetar (s) ℓ = panjang tali (m) Ä = panjang gelombang (m) i = amplitudo gelombang stasioner (m) U = simpul ke-(² K 1) = perut ke-(² K 1)


Gelombang transversal merambat sepanjang tali AB. Persamaan gelombang di titik B dinyatakan dengan M persamaan O = 0,08 sin 20¥ ÁV 0 ÖÂ, semua besaran dalam sistem SI. Jika x adalah jarak AB, maka:

(1) cepat rambang gelombangnya 5 m/s (2) frekuensi gelombangnya 10 Hz (3) panjang gelombangnya 0,5 m (4) gelombang memiliki amplitudo 8 cm Pernyataan yang benar adalah ... A. (1), (2) dan (3). B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (4) saja E. (1), (2), (3) dan (4).


Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup sehingga timbul nada atas ketiga, maka terjadilah ... A. 4 perut dan 4 simpul B. 4 perut dan 5 simpul C. 5 perut dan 4 simpul D. 5 perut dan 5 simpul E. 5 perut dan 6 simpul

4.2. Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaat atau bahayanya dalam kehidupan seharisehari-hari. Gelombang Elektromagnetik (GEM)

GEM adalah gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium perantara.

SifatSifat-sifat Gelombang Elektromagnetik 1. 2. 3. 4. 5.

Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak memerlukan medium untuk merambat) Tidak bermuatan listrik Merupakan gelombang transversal, yaitu arah getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya Memiliki sifat umum gelombang, seperti dapat mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan (difraksi) Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada medan listrik maupun medan magnet

Persamaan panjang gelombang GEM L =ÄÓ

Keterangan: L

Ä Ó

= cepat rambat gelombang elektromagnetik = (3 x 10h m/s) 6 panjang gelombang elektromagnetik (m) 6 frekuensi gelombang elektromagnetik (m)

Spektrum Gelombang Elektromagnetik Urutan gelombang elektromagnetik: GRUTI Rada TeleR Ä semakin besar

(“G Gamma, Rontgen, Ultraviolet, cahaya Tampak (u-ni-bi-hi-ku-ji-me), Inframerah, Radar, Radio.”) Rada Televisi, Tele

Penerapan Gelombang Elektromagnetik 1. Sinar gamma

• dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker dan membunuh sel kanker • mensterilisasi peralatan rumah sakit atau makanan sehingga makanan tahan lebih lama • membuat varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi • mengurangi populasi hama tanaman (serangga) • medeteksi keretakan atau cacat pada logam • sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran • mengontrol ketebalan dua sisi suatu logam sehingga memiliki ketebalan yang sama

2. Sinar – X

• mendiagnosis adanya gejala penyakit dalam tubuh, seperti kedudukan tulang-tulang dalam tubuh dan penyakit paru-paru dan memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paruparu, melihat organ dalam tanpa pembedahan (foto Rontgen) • menganalisis struktur atom dari kristal

• mengidentifikasi bahan atau alat pendeteksi keamanan • mendeteksi keretakan atau cacat pada logam • memeriksa barang-barang di bandara udara atau pelabuhan

3. Sinar ultraviolet

• untuk proses fotosintesis pada tumbuhan • membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia • dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumeninstrumen pembedahan • memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank, keaslian uang kertas, dll • banyak digunakan dalam pembuatan integrated circuit (IC)

4. Cahaya tampak

• Membantu penglihatan mata manusia • Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi

5. Sinar inframerah

• terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy) • fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail • fotografi diagnosa penyakit • remote control berbagai peralatan elektronik • mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif • pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut dan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan • sistem alarm maling

6. Gelombang mikro

• pemanas microwave • komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging) • menganalisa struktur atomik dan molekul • mengukur kedalaman laut • digunakan pada rangkaian televisi • gelombang RADAR diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat.

7. Televisi dan radio

• alat komunikasi, sebagai pembawa informasi dari satu tempat ketempat lain



Dibawah ini merupakan penerapan gelombang elektromagnetik. (1) sebagai remote control (2) mengontrol ketebalan kertas (3) proses pengeringan dalam pengecatan mobil (4) memanaskan makanan dalam oven (5) sistem keamanan Yang merupakan penerapan sinar infrared adalah…… A. (1), (2), dan (3) B. (2), (3), dan (4) C. (3), (4), dan (5) D. (1), (3), dan (5) E. (2), (4), dan (5)

4.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang terkait dengan pengamatan pada mikroskop atau teropong. Teropong

Mikroskop

Lensa pada Teropong

Berakomodasi Maksimum Ó»

Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek. Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata Ó» ¢ Ó»p

Ó»p

Sifat Bayangan Teropong Lensa objektif Lensa okuler

Tanpa Berakomodasi

Jenis Teropong

Ó»p

Ó»

a. Teropong bias (lensa), yang terdiri dari beberapa lensa. b. Teropong pantul (cermin), yang terdiri atas beberapa lensa dan cermin.

Lensa pada Mikroskop

Lensa objektif, lensa yang berada dekat objek. Lensa okuler, lensa yang berada dekat mata. Ó» Ó»p

Sifat Bayangan Mikroskop Lensa objektif Lensa okuler

: nyata, terbalik, diperbesar. : maya, tegak, diperbesar.

Perbesaran Mikroskop

Perbesaran lensa objektif dan okuler: Lensa objektif

» 6

Ù» Ù»

Lensa Okuler

Berakomodasi U »p 6 Ó»p

Perbesaran total mikroskop [»[ 6 » x »p

Panjang Mikroskop

Berakomodasi v 6 U» 0 U»p

Keterangan: [»[ » »p U» U» Ù Ó» Ó»p

: nyata, terbalik, diperkecil : maya, terbalik, diperbesar

Tanpa Akomodasi U »p 6 01 Ó»p

Perbesaran dan Panjang Teropong

a. Teropong Bintang Perbesaran teropong bintang: Berakomodasi

» 6

Ù»

Ù»

6

Ó» Ó»p

Tanpa Akomodasi

» 6

Panjang teropong bintang: Berakomodasi

Tanpa Akomodasi

v 6 Ó» 0 U»p

v 6 Ó» 0 Ó»p

b. Teropong Bumi Perbesaran teropong bumi: Berakomodasi »

Ó» 6 Ó»p

Tanpa Akomodasi

» 6

Panjang teropong bumi: Tanpa Akomodasi v 6 U» 0 Ó»p

6 perbesaran total pada mikroskop 6 perbesaran lensa objektif 6 perbesaran lensa okuler 6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm) 6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm) 6 jarak titik dekat mata pengamat (cm) 6 fokus lensa objektif (cm) 6 fokus lensa okuler (cm)

Ó» Ó» U 0 Ó»p 6 ¾ ¿ U»p Ó»p U

Berakomodasi

v 6 U» 0 4Ó 0 U»p Keterangan: [»[ » »p U» U» Ù Ó» Ó»p Ó

Ó» Ó» U 0 Ó»p 6 ¾ ¿ U»p Ó»p U

Tanpa Akomodasi

v 6 Ó» 0 4Ó 0 Ó»p

6 perbesaran total pada teropong 6 perbesaran lensa objektif 6 perbesaran lensa okuler 6 jarak bayangan terhadap lensa objektif (cm) 6 jarak benda terhadap lensa objektif (cm) 6 jarak titik dekat mata pengamat (cm) 6 fokus lensa objektif (cm) 6 fokus lensa okuler (cm) 6 fokus lensa pembalik (cm)



Jarak titik api lensa obyektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut 18 mm dan 5 cm. Jika sebuah benda diletakkan 20 mm di depan lensa obyektif, maka perbesaran total mikroskop untuk mata normal ( Sn = 25 cm ) tak berakomodasi adalah .... A. 5 kali B. 9 kali C. 14 kali D. 45 kali E. 54 kali

4.4. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis pada peristiwa interferensi dan difraksi. Gambar

Interferensi

Interferensi celah ganda (Interferensi Young) Interferensi pada lapisan tipis

J

v

ℓ J v

²

Difraksi

Difraksi pada kisi

Lensa cembung

S

Genap

Ganjil

Kaca plan-paralel

J

v

ℓ J

v

Daya urai Catatan:

v

ℓ Ú

v¸

ℓ

Interferensi max x (terang) ma

Interferensi min (gelap)

v =_∙Ä ℓ

genap

ganjil

2²v cos J = _ ∙ Ä

ganjil

genap

²S C =_∙Ä ]

ganjil

genap

v sin J = _ ∙ Ä sin J = ℓ

ganjil

genap

v sin J = _ ∙ Ä 1 v= ²

genap

ganjil

v¸ Ú = 1,22 ∙ Ä ℓ

1,22

1,22

transparan

]

Interferensi cincin Newton

Difraksi celah tunggal

Lapisan

Rumus

v¸

C

:_ 6Á Â6²

:_ 6

² 6 0, 1, 2, 3, …

C (C±D) C


Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang cahaya adalah .... A. 4,5 x 10±E m B. 4,5 x 10±g m C. 4,5 x 10±Ö m D. 4,5 x 10±Û m E. 4,5 x 10±Ü


Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde ke-2 membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi, maka jumlah garis per cm kisi adalah .... A. 2.000 B. 4.000 C. 5.000 D. 20.000 E. 50.000

4.5. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang berkaitan dengan peristiwa efek Doppler. Efek Doppler

Keterangan:

Ó 6 frekuensi gelombang yang diterima pendengar (Hz) Ó^ 6 frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber bunyi (Hz) T 6 cepat rambat gelombang bunyi di udara (m/s) T 6 kecepatan pendengar (m/s) T^ 6 kecepatan sumber bunyi (m/s)

Bunyi efek Doppler:

”Jika jarak antara sumber bunyi dan pendengar membesar, maka frekuensi bunyi yang diterima pendengar akan lebih kecil dari frekuensi sumbernya, dan sebaliknya jika jarak tersebut mengecil, maka frekuensi yang diterima pendengar akan lebih besar dari frekuensi sumbernya”

Penjelasan:

Persamaan efek Doppler Doppler Ó 6

Ý7ÝÞ Ý7Ýß

Ó^

K

+

K

U

+

T^ (+) jika sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar T^ (–) jika sumber bunyi bergerak mendekati pendengar T (+) jika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi T (–) jika pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi T^ 6 0, jika sumber bunyi diam (tidak bergerak) T 6 0, jika pendengar bunyi diam (tidak bergerak)


Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz. Seorang pengemudi truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 20 m/s mendengar bunyi sirine ambulans. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi terdengar oleh pengemudi truk saat kedua mobil saling mendekat adalah .... A. 300 Hz B. 350 Hz C. 400 Hz D. 450 Hz E. 475 Hz

4.6. Menentukan intensitas atau taraf intensitas bunyi pada berbagai kondisi yang berbeda. Intensitas Bunyi

TI pada perubahan jumlah sumber bunyi

{6 6 i 4¥S C

{C 6 {D + 10 log ¾

Keterangan:

{ i S

6 intensitas bunyi (W/m2) 6 daya bunyi (W) 6 luas bidang yang ditembus (m2) 6 jari-jari atau jarak (m)

Taraf Intensitas { { 6 10 log {Y Keterangan:

Keterangan:

{D {C ²D ²C

²C ¿ ²D

6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2) 6 taraf intensitas bunyi ²C buah sumber bunyi (W/m2) 6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 1 6 jumlah sumber bunyi pada kondisi 2

TI pada perubahan jarak sumber bunyi SC C {C 6 {D K 10 log ¾ ¿ SD

{ 6 taraf intensitas (dB) { 6 intensitas bunyi (W/m2) {Y 6 intensitas ambang (W/m2) 6 10±DC W/m2 6 10±DÛ W/cm2

Keterangan: {D {C SD SC

6 taraf intensitas bunyi pada jarak SD (W/m2) 6 taraf intensitas bunyi pada jarak SC (W/m2) 6 jarak sumber bunyi pada kondisi 1 6 jarak sumber bunyi pada kondisi 2


Sebuah sepeda motor menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas sebesar 74 dB ketika berada pada jarak 5 m, maka taraf intensitas arak-arakan 100 motor pada jarak 50 m adalah .... A. 54 dB B. 64 dB C. 74 dB D. 84 dB E. 94 dB


SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya

dalam berbagai penyelesaian masalah.

5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb. Hukum Coulomb

“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.”

B6|

àD àC SC

àD àC S Y


D

gËáâ

6 9 x 10

ã

6 muatan benda 1 (C) 6 muatan benda 2 (C) 6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m) D 6 6 8,85 x 10±DC C2/Nm2

Nm2/C2

å

B |

6 kuat medan listrik (N/C) 6 gaya Coulomb yang dialami muatan q (N) D 6 konstanta untuk ruang hampa 6 6 9 x 10ã Nm2/C2

Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik. Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.

Penjelasan:

Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb. Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb.

àC

0

àD

K

K

0

S

0

àD

gËáâ

gËp

Penjelasan:

àD

ä

6 å atau 6 | ª r

à 6 muatan uji(C) S 6 jarak antar muatan(m) D Y 6 6 8,85 x 10±DC C2/Nm2

gËp

0

Besar kuat medan listrik adalah besar gaya Coulomb yang bekerja pada benda dibagi dengan besar muatan uji tersebut. Atau dengan kata lain besar gaya Couloumb tiap satu satuan muatan. Keterangan:

Keterangan: B |

Kuat medan listrik

àC

àC


Bila pada gambar di bawah diketahui àD 6 àC 6 10çC dan konstanta | 6 9 x 10ã Nm2/C2. 0àC 0àD

3 cm

6 cm

Maka nilai dan arah medan listrik di titik P adalah …. A. 7,5 x 10Ü N/C menjauhi àC B. 7,5 x 10Ü N/C menuju àC C. 5,5 x 10Ü N/C menjauhi àC D. 2,5 x 10Ü N/C menuju àC E. 2,5 x 10Ü N/C menjauhi àC D

Pada jarak 300 mm dari sebuah bola bermuatan 16 çC terdapat bola lain yang juga bermuatan g kali muatan bola pertama. Letak titik yang kuat medan listriknya nol jika diukur dari bola bermuatan 16 çC adalah .... A. 10 cm B. 12 cm C. 16 cm D. 18 cm E. 20 cm

5.2. Menentukan besaran fisis fluks, potensial listrik, atau energi potensial listrik, serta penerapannya pada kapasitas keping sejajar. Potensial listrik

Energi potensial listrik

à u=| S

6 |

Keterangan: u |

= potensial listrik (V) = konstanta untuk ruang hampa =

à 6 muatan (C) S 6 jarak antar muatan (m) D Y 6 6 8,85 x 10±DC C2/Nm2 gËp

àD àC S

Keterangan: D

gËáâ

= 9 x 10ã Nm2/C2

B |

àD àC S Y


D

gËáâ

6 9 x 10ã Nm2/C2

6 muatan benda 1 (C) 6 muatan benda 2 (C) 6 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m) D 6 6 8,85 x 10±DC C2/Nm2 gËp


Hubungan è, é, ê, ëìíéî B=

å¯ | rª

òà

=

xS

= |

å¯ r

Rapat Muatan Listrik 6

¯ | ª r

Keterangan:

à i

xS òà

u=|

i v à 6 u u 1à 6 6 6 v Y Y i 6 Y

∆ Bv = =v à à Õ = B v = à u u=

Keterangan:

i v à u Y

Keterangan:

= gaya Coulomb (N) = medan magnet (N/C) = potensial listrik (V) 6 energi potensial listrik (J)

Hukum Gauss (Fluks Listrik)

Jumlah garis medan yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang melingkupi permukaan tertutup itu.

ï 6 i cos J 6 Keterangan:

ï i J

6 rapat muatan listrik (C/m2) 6 muatan listrik (C) 6 luas penampang (m2)

Kapasitor keping sejajar

¯ r

Sehingga didapatkan:

B u

à i

à Y

gËp

Energi yang tersimpan dalam kapasitor 1 1 1 àC = u C = àu = 2 2 2 Keterangan: u à

6 fluks listrik (Wb) 6 medan listrik (N/C) 6 luas penampang (m2) 6 sudut antara dengan normal bidang

6 kapasitas kapasitor (F) 6 luas penampang (m2) 6 jarak antar keping (m) 6 muatan listrik (C) 6 potensial listrik (V) 6 rapat muatan l istrik (C/m2) D 6 6 8,85 x 10±DC C2/Nm2

= energi yang tersimpan dalam kapasitor (J) = kapasitas kapasitor (F) = potensial listrik (V) = muatan listrik (C)

Catatan: Catatan: Permisivitas relatif bahan (selain hampa): = Y

PREDIKSI PREDIKSI SOAL UN 2012 Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 800 cm2 dan jarak antar keping 2 cm. Jika kapasitor diberi muatan 900 C, maka potensial kapasitor tersebut adalah .... A. 1,5 x 10E V B. 2,5 x 10g V C. 3,5 x 10g V D. 4,5 x 10Ö V E. 6,0 x 10Ö V

5.3. Menentukan besaranbesaran-besaran listrik pada suatu rangkaian berdasarkan hukum Kirchoff. Hukum I Kirchoff

2.

Buat permisalan arah loop (usahakan searah dengan arus) 0 K

3.

GGL positif jika putaran loop bertemu pertama kali dengan kutub positif GGL, dan sebaliknya.

“Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”

Σ{¸o^ðp = Σ{psðor

Hukum II Kirchoff

0

“Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik () dengan penurunan tegangan ({]) sama dengan nol”

1.

Lengkapi tanda pada kutub-kutub GGL dengan benar. 0 K

GGL bernilai negatif, karena putaran loop bertemu kutub negatif dulu.

4.

Arus positif jika searah loop, dan sebaliknya. 0 K Pada gambar ñ bernilai positif, { karena searah dengan arah loop.

5.

Jika hasil akhir negatif, berarti arah yang sebenarnya berlawanan dengan permisalan loop tadi.

Σu = 0 atau Σ 0 Σ{] = 0

LangkahLangkah-langkah Penyelesaian:

K


Perhatikan rangkaian listrik berikut ini: ]D 6 4ö

]E 6 12ö

12 V

]C 6 3ö

12 V


Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus pada R1 adalah .... A. 0,8 A B. 0,9 A C. 1,0 A D. 1,2 A E. 1,5 A

5.4. Menentukan induksi magnetik di sekitar kawat berarus listrik. Fluks Magnetik

Induksi Magnetik di Kawat Melingkar

à ï 6 ji cos J 6 Y

Di Pusat Kawat Melingkar

j6

Keterangan:

ï j i J

6 fluks listrik (Wb) 6 medan magnet (T) 6 luas penampang (m2) 6 sudut antara j dengan normal bidang

j6

G

j6

{

G

{

S

j 6 induksi magnetik (T) çY 6 permeabilitas ruang hampa 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m { 6 kuat arus listrik (A)

çY { (cos } + cos ó) 4¥G

}

G

çY {G sin J 2S C

Keterangan:

Kawat Lurus Pendek

çY { 2¥G

j6

G

Induksi Magnetik Kawat Lurus Kawat Lurus Panjang

çY { 2G

Di Poros Kawat Melingkar

Arah Induksi Magnetik

Aturan tangan kanan :“Bila 4 jari tangan ( selain ibu jari ) melingkar menunjukkan arah arus, maka ibu jari menunjukkan arah induksi magnet.”

ó


Potongan kawat M dan N yang diberi arus listrik diletakkan pada gambar di samping. Induksi magnetik di titik P adalah …. A. 5çY (2¥ + 1) Tesla, keluar bidang gambar C B. 5çY Á K 2Â Tesla, keluar bidang gambar Ë C. 5çY (2¥ + 2) Tesla, masuk bidang gambar C D. 5çY ÁË + 1Â Tesla, masuk bidang gambar D

E.

5çY ÁË + 5Â Tesla, masuk bidang gambar

5.5. Menentukan gaya magnetik (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen. Gaya Lorentz pada Kawat Berarus

Gaya Lorentz Dua Kawat Sejajar Berarus

B 6 j{ℓ sin J

BD 6 BC 6

Keterangan:

B j { ℓ J

6 gaya Lorentz (N) 6 medan magnetic (T) 6 kuat arus listrik (A) 6 panjang kawat penghantar (m) 6 sudut antara { dan j

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak B 6 jàT sin J

Keterangan:

+

Keterangan:

B j à T J

6 gaya Lorentz (N) 6 medan magnetic (T) 6 besar muatan listrik yang bergerak (C) 6 kelajuan muatan yang bergerak (m/s) 6 sudut antara j dan T

çY {D {C ℓ 2¥G

BD 6 BC 6 gaya Lorentz kawat 1 dan kawat 2 (N) çY 6 permeabilitas magnetic 6 4¥ x 10±Ü Wb/A m {D 6 kuat arus pada kawat 1 (A) {C 6 kuat arus pada kawat 2 (A) G 6 jarak antara kawat 1 dan kawat 2 (m) ℓ 6 panjang kawat (m)

ô {D

BD

BC

õK


{C

BD

{D

BC {C


Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 5 x 10E m/s dan memotong medan magnetik j = 0,04 T membentuk sudut 30° terhadap medan magnetik. Apabila partikel tersebut bermuatan 45 nC, maka gaya magnetik yang bekerja pada partikel tersebut adalah .... A. 4,5 x 10±Û N B. 45 x 10±Û N C. 450 x 10±Û N D. 5,6 x 10±Ü N E. 56 x 10±Ü N

5.6. Menjelaskan faktorfaktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi atau prinsip prinsip kerja transformator. GGL Induksi

Percobaan Faraday dan Hukum Lenz Percobaan Faraday 1.

Penyebab GGL Induksi

1. Perubahan fluks magnetik

a. GGL karena perubahan medan magnetik ∆j 6 K³i ∆V

b. GGL karena perubahan sudut (Generator AC) 6 ³ji\ sin \V

2.

c. GGL karena perubahan luas d. GGL induksi pada penghantar memotong fluks magnet adalah 6 jℓT sin J {

Hukum Lenz

jℓT ] j C ℓC T Bø 6 ] {6

Medan magnet induksi dalam kumparan selalu melawan medan magnet penyebabnya (medan magnet luar).

Fluks Magnetik GGL induksi atau arus induksi pada ujung-ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks ∆÷ magnetik Á Â dan banyaknya lilitan (³).

T

{

2. Perubahan Kuat Arus Listrik 6 Kz

v{ vV

∆ï ∆V

Transformator

u ³ {^ 6 6 u^ ³^ {

Transformator adalah alat untuk mengubah tegangan atau arus bolak-balik. {

u

x

kecepatan.

Hukum Faraday

6 K³

x

Catatan: Arah gaya Lorentz selalu berlawanan dengan arah

ï 6 ji cos J

∆[

xxx x Bø xxx

³

Jenis Transformator Trafo Step-Up

(Penaik tegangan)

u u^ ³Õ ³^ {Õ ¢ {^

{^

³^

u^

Trafo Step-Down

(Penurun tegangan)

u u^ ³Õ ³^ {Õ ¢ {^

Efiesiensi Transformator

1. Trafo ideal memiliki efisiensi § 6 100% 6 ^

2. Trafo tidak ideal memiliki efisiensi § 100% ^ u^ {^ §6 6 u { Keterangan:

³ j i J ï \ ℓ ] { z § u

6 GGL induksi (V) 6 jumlah lilitan 6 medan magnetik (T) 6 luas penampang kumparan (m2) 6 sudut antara B dan A 6 fluks magnetik (Wb) 6 kecepatan sudut atau frekuensi anguler (rad/s) 6 panjang (m) 6 hambatan (Ω) 6 arus (A) 6 induktansi diri (H) 6 efisiensi transformator 6 daya (W) 6 beda potensial (V)



Pernyataan berikut berkaitan dengan transformator: (1) untuk mengurangi kerugian akibat arus pusar, inti trafo sebaiknya berupa pelat utuh (2) inti kumparan sebaiknya terbuat dari inti besi lunak (3) transformator mampu merubah tegangan DC menjadi lebih tinggi (4) transmisi listrik jarak jauh memerlukan trafo untuk mengubah tegangan menjadi ekstra tinggi Pernyataan yang benar adalah..... A. 1, 2 dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1, 2, 3 dan 4

5.7. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolakbolak-balik yang mengandung resistor, induktor, dan kapasitor. Pada rangkaian R-L-C seri: 1. 2.

3. 4. 5. 6.

7.

Arus sama (Iú 6 Iû 6 Iü 6 {) Beda potensial berbeda Vú = Vúýþ sin ωt = {] π Vû = Vûýþ sin Áωt 0 Â = {ø 2 π Vü = Vüýþ sin Áωt K Â = { 2 u = { ( = impedansi) Beda potensial

8. 9.

Pergeseran fase uø K u ø K tan J 6 6 u¼ ] Faktor daya u¼ { cos J 6 6 u Frekuensi Resonansi terjadi bila ø 6

fú 6

V = RVúC 0 (Vû K Vü )C

1 1 2π LC

Keterangan: u¼ uø u ø Ó¼ \

Impedansi (Ω) Z = IRC 0 (X K Xü )C Reaktansi Induktif Xû = ωL Reaktansi Kapasitif 1 Xü = ωC

6 tegangan sesaat pada resistor (V) = tegangan sesaat pada induktor (V) = tegangan sesaat pada kapasitor (V) = impedansi rangkaian (Ω) = reaktansi induktif (Ω) = reaktansi kapasitif (Ω) = frekuensi resonansi (Hz) CË = kecepatan sudut (rad/s) = 2¥Ó =


½

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor suatu rangkaian arus bolak-balik. Jika frekuensi arus bolak-balik tersebut 50 Hz, maka .... DCY A. hambatannya Ë mΩ 500 mA B.

C.

D.

12 V

E.

CgY mH Ë DCY Kapasitansinya Ë mF DCY Hambatannya Ë mΩ DCY Induktansinya Ë mH

Induktansinya

Reaktansi induktif sebuah induktor akan mengecil, bila .... A. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperbesar B. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperkecil C. frekuensi arusnya diperbesar, arus listriknya diperkecil D. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperbesar E. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperkecil


SKL 6. Memahami konsep dan prinsip kuantum, relativitas, fisika inti dan radioaktivitas dalam kehidupan seharisehari-hari.

6.1. Menjelaskan berbagai teori atom. Teori Atom

1. Demokritus

• Partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dinamakan atom.

2. John Dalton

• Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dan bersifat masif (pejal). • Atom-atom dari unsure sejenis mempunyai sifat yang sama. • Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi unsur lain. • Dua atom atau lebih dari unsur yang berlainan dapat membentuk suatu molekul. • Teori atom Dalton melandasi hukum kekekalan massa (Lavoiser).

5. Bohr

Pada dasarnya teori atom Bohr sama dengan teori atom Rutherford dengan ditambah teori kuantum untuk menyempurnakan kelemahannya.

Teori atom Bohr didasarkan pada dua postulat, yaitu:

1.

Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai litasan tertentu yang disebut lintasan stasioner dan tidak memancarkan energi. Dalam gerakannya elektron mempunyai momentum anguler sebesar: _TS 6 ²

Kelemahan teori atom John Dalton:

Keterangan:

• Tidak menyinggung tentang kelistrikan.

_ T S ²

3. J.J. Thompson

• Atom bukanlah partikel yang tidak dapat dibagi lagi. • Model atom seperti roti kismis, berbentuk bola pejal dengan muatan positif dan muatan negatif tersebar merata diseluruh bagian atom. • Atom adalah masif, karena partikel-partikel pembentuk atom tersebar merata. • Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, sehingga atom bersifat netral. • Massa elektron jauh lebih kecil dari massa atom.

4. Rutherford

• Inti atom bermuatan positif, mengandung hampir seluruh massa atom. • Elektron bermuatan negatif selalu mengelilingi inti seperti tata surya. • Sebagian besar atom merupakan ruang kosong. • Jumlah muatan inti 6 jumlah muatan elektron yang mengelilinginya. • Gaya sentripetal elektron selama mengelilingi inti dibentuk oleh gaya tarik elektrostatis (gaya Coulomb).

Kelemahan teori atom Rutherford:

• Elektron yang mengelilingi inti akan terus memancarkan energy berupa gelombang elektromagnet sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam inti. • Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom. • Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.

2¥

2.

6 massa elektron (kg) 6 kecepatan linear (m/s) 6 jari-jari (m) 6 bilangan kuantum 6 tetapan Planck 6 6,6 x 10±Eg J/s

Dalam tiap lintasannya elektron mempunyai tingkat energi tertentu (makin dekat dengan inti tingkat energinya makin kecil dan tingkat energi paling kecil ² 6 1).

Bila elektron pindah dari kulit luar ke dalam maka akan memancarkan energi berupa foton. Sebaliknya bila pindah dari kulit dalam ke luar akan menyerap energi. L a K ` 6 Ó 6 Ä Keterangan: ` a Ó L Ä

6 tingkat energi pada kulit A 6 tingkat energi pada kulit B 6 tetapan Planck 6 6,6 x 10±Eg J/s 6 frekuensi foton (Hz) 6 kecepatan cahaya 6 3 x 10h m/s 6 panjang gelombang foton (m)

Kelemahan teori atom Bohr:

• Lintasan elektron tidak sesederhana seperti yang dinyatakan Bohr • Teori atom Bohr belum dapat menjelaskan halhal berikut: a. Kejadian dalam ikatan kimia b. Pengaruh medan magnet terhadap atom c. Spektrum atom berelektron banyak


Salah satu pernyataan dalam teori atom Rutherford adalah .... A. elektron bermuatan negatif dan tersebar merata di seluruh bagian atom B. elektron bermuatan negatif dan bergerak mengelilingi inti pada lintasan yang tetap C. inti atom bermuatan positif menempati hampir semua bagian atom D. inti atom bermuatan positif dan terkonsentrasi di tengah-tengah atom E. inti atom tidak bermuatan dan mengisi sebagian atom


6.2. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis terkait dengan peristiwa efek foto listrik/efek Compton. Efek Fotolistrik/Efek Compton

Gejala lepasnya elektron dari permukaan logam karena disinari oleh gelombang elektromagnetik tertentu. Efek ini membuktikan cahaya bersifat seperti partikel. L 6 Ó 6 Ä [»[o 6 pqs[qp + qo¸ L qo¸ 6 Y 6 ÓY 6 ÄY

Syarat terjadi efek fotolistrik: 1. 2. 3.

Ä ¢ ÄY Ó ÓY ¢ Y

Energi Kinetik Maksimum Elektron 1 = Ó; = _T C ; 6 àu 2 p 6 Ó K Y 6 u 1 1 1 _T C 6 L ¾ K ¿ 6 u 2 Ä ÄY Keterangan:

Ó ÓY L Ä ÄY Y u

6 energi foton 6 tetapan Planck 6 6,626 x 10±Eg Js 6 frekuensi foton (Hz) 6 frekuensi ambang bahan (Hz) 6 kecepatan cahaya 6 3 x 10h m/s 6 panjang gelombang foton (m) 6 panjang gelombang ambang bahan (m) 6 energi ambang bahan atau fungsi kerja bahan 6 muatan elektron 6 1,6 x 10±Dã C 6 beda potensial listrik (V)


Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan efek foto listrik: (1) efek foto listrik terjadi bila energi foton yang datang pada permukaan logam lebih besar dari fungsi kerjanya (2) kecepatan lepasnya elektron dari permukaan logam bergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya (3) banyaknya elektron yang lepas dari permukaan logam bergantung frekuensi cahaya yang menyinarinya Pernyataan yang benar adalah .... A. (1), (2), dan (3) B. (2) dan (3) C. (1) saja D. (2) saja E. (3) saja

6.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis terkait dengan teori relativitas. Postulat Einstein 1. 2.

Hukum-hukum alam (fisika) berlaku sama untuk dua pengamat yang bergerak dengan kecepatan konstan satu terhadap yang lain. Kecepatan cahaa adalah mutlak tidak bergantung gerak pengamat atau gerak sumber cahaya.

Kecepatan Relatif Tà =

T` 0 Ta T T 1 0 ` C a L

Keterangan:

Tà = kecepatan relatif benda A terhadap B (m/s) T` = kecepatan relatif benda A terhadap C (m/s) Ta = kecepatan relatif benda C terhadap B (m/s)

Besaran Fisika yang Berubah Akibat Postulat Einstein Massa Relativitas

_ = £_Y

Kontraksi Lorentz (memendek)

zY z= £

Waktu Relativitas (mulur)

Energi Kinetik Relativistik Momentum Relativistik

∆V = £∆VY p = (£ K 1)Y Y = _Y L C

Keterangan: _Y _ ∆VY ∆V zY z p Y Y L

= massa relativistik (kg) = massa diam (kg) = selang waktu menurut pengamat diam (s) = selang waktu menurut pengamat bergerak (s) = panjang benda menurut pengamat diam (m) = panjang benda menurut pengamat bergerak (s) = energi kinetik benda (J) = energi diam (J) = momentum awal (kg m/s) = momentum relativistik (kg m/s) = kecepatan cahaya = 3 x 10h m/s

Catatan:

£=

1

R1 K TC L

C

¢1

Kesetaraan Massa-Energi

[»[o = _L C qo¸ = _Y L C pqs[qp = [»[o K qo¸ Keterangan:

Tà = kecepatan relatif benda A terhadap B (m/s) T` = kecepatan relatif benda A terhadap C (m/s) Ta = kecepatan relatif benda C terhadap B (m/s)

= £Y



Sebuah roket waktu diam di bumi mempunyai panjang 100 m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c 6 kecepatan cahaya dalam vakum). Menurut orang di bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah .... A. 50 m B. 60 m C. 70 m D. 80 m E. 100 m

6.4. Menentukan Menentukan besaranbesaran-besaran fisis pada reaksi inti atom.

Energi Reaksi Inti

Struktur Inti Atom

Reaksi inti

Lambang unsur `

`

G

Keterangan:

6 lambang nama unsur 6 nomor atom (jumlah proton) i 6 nomor massa (jumlah proton + neutron) i K 6jumlah neutron

Energi ikat inti

ÅÆÆÆÇÆÆÆÈ ∙ 931 MeV 6 ∆_L ÅÇÈC 6 ∆_ Keterangan:

Berlaku: Berlaku

→

`

+

`

H

+¨

• Hukum kekekalan nomor atom AD + A C 6 A E + A g

• Hukum kekekalan nomor massa ZD + ZC 6 ZE + Zg

• Hukum kekekalan energi • Hukum kekekalan massa

= energi ikat inti (Joule atau MeV) ∆_ = susut massa atau defek massa (kg atau sma) L = kecepatan cahaya = 3 x 10h m/s

Susut massa atau defek massa

∆_ = _ 0 (i K )_ K _q[q ¡ Keterangan:

`ª

ª

Tidak berlaku

ð[ðp ¸ÊX

ð[ðp ¸Ê

+

∆_ = susut massa atau defek massa (kg atau sma) = jumlah proton i K = jumlah neutron _ = massa proton = 1,67252 x 10±CÜ kg 6 1,0072766 sma _ 6 massa neutron 6 1,67482 x 10±CÜ kg 6 1,0086654 sma _q[q 6 massa inti atom

Energi reaksi

¨ 6 ∆_L ÅÇÈC 6 ∆_ ÅÆÆÆÇÆÆÆÈ ∙ 931 MeV ð[ðp ¸Ê

Keterangan:

ð[ðp ¸ÊX

¨ = energi reaksi (Joule atau MeV) ∆_ = Σ_srsop^q K Σ_o^q rsop^q = (m 0 m ) K (m 0 m )

Catatan:

jika ¨ ¢ 0 → membebaskan energi (reaksi eksotermik) jika ¨ 0 → menyerap energi (reaksi endotermik)


Jika nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti oksigen dan sebuah proton seperti terlihat pada reaksi inti berikut ini. g C®

+ DgÜ³ →

DÜ h

g C®

6 4,00260 sma

Dg Ü³

= 14,00307 sma

Diketahui massa inti: DÜ h D D®

+ DD®

= 16,99913 sma

= 1,00783 sma

Jika 1 sma setara dengan energi 931 Mev, maka pada reaksi diatas .... A. dihasilkan energi 1,20099 MeV B. diperlukan energi 1,20099 MeV C. dihasilkan energi 1,10000 MeV D. diperlukan energi 1,10000 MeV E. diperlukan energi 1,00783 MeV


6.5. Menjelaskan pemanfaatan zat radioaktif dalam berbagai aspek kehidupan. Manfaat Radioisotop

1. Bidang kedokteran

• Untuk mengetahui keefektifan kerja jantung atau ginjal dengan Sodium-24. • Menentukan lokasi tumor otak, mendeteksi tumor kelenjar gondok dengan Iodium-131 • Membunuh sel-sel kanker dalam tubuh manusia dengan Kobalt-60. • Mengobati thrombosis (penyempitan pembuluh darah) dengan Natrium-24. • Mensteril alat bedah, alat suntik dan alat kedokteran lain dengan sinar gamma.

2. Bidang pertanian

• Mempelajari unsur-unsur tertentu oleh tumbuhan. • Memproduksi tanaman dengan karakteristik baru. • Mengkaji proses fotosintesis dalam tanaman hijau dengan Karbon-14. • Memandulkan serangga-serangga. • Mendapatkan bibit unggul dengan radiasi sinar gamma dari Kobalt-60.

3. Bidang industri

• Mengetahui bocor atau tidaknya pipa logam atau mengukur ketebalan baja dengan sinar gamma yang dipancarkan Kobalt-60 atau Iridium-192.

• Meneliti kekuatan material dan meneliti gejala difusi dalam logam. • Mengukur ketebalan bahan (lembar kertas) dengan Strontium-90 atau sinar beta. • Mengefisiensikan pekerjaan mengeruk lumpur pelabuhan dan terowongan dengan memasukkan isotop Silikon ke dalam lumpur. • Pemeriksaan tanpa merusak dengan teknik radiografi. • Lampu petromaks menggunakan Thorium agar nyala lampu lebih terang.

4. Bidang hidrologi

• Mengukur kecepatan aliran atau debit fluida dalam pipa. • Menentukan jumlah kandungan air dalam tanah. • Mendeteksi kebocoran pipa yang terbenam dalam tanah. • Memeriksa endapan lumpur pelabuhan dan terowongan dan mengukur cara lumpur bergerak dan terbentuk. • Mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu wadah tertutup.

5. Dalam bidang seni dan sejarah

• Mendeteksi pemalsuan keramik dan lukisan • Menentukan umur fosil dengan Karbon-14.


Radioisotop Carbon-14 bermanfaat untuk … . A. Pengobatan kanker B. Mendeteksi kebocoran pipa C. Menentukan umur bahan atau fosil D. Uji mutu kerusakan bahan industri E. Mekanisme reaksi fotosintesis


5.2. Menentukan besaran fisis fluks, potensial listrik, atau energi potensial listrik, serta penerapannya pada kapasitas keping sejajar. Potensial listrik X34

muatan listrik yang melingkupi permukaan tertutup itu.

5 8

h 3 Fi cos j 3

Keterangan: X 4

3 potensial listrik (V) 3 konstanta untuk ruang hampa 3

5 3 muatan (C) 8 3 jarak antar muatan (m) 6 @A 3 3 8,85 > 10E67 C2/Nm2

6

9:;<

3 9 > 10? Nm2/C2

9:B

Energi potensial listrik FZ 3 4

56 57 8 @A

6

9:;<

3 9 > 10? Nm2/C2

3 muatan benda 1 (C) 3 muatan benda 2 (C) 3 jarak antara muatan 1 dan muatan 2 (m) 6 3 8,85 > 10E67 C2/Nm2 3

FZ 3 4

Hb I

b

m i d 5 X l @A

b

X34I

Sehingga didapatkan:

3 kapasitas kapasitor (F) 3 luas penampang (m2) 3 jarak antar keping (m) 3 muatan listrik (C) 3 potensial listrik (V) 3 rapat muatan l istrik (C/m2) 6 3 3 8,85 > 10E67 C2/Nm2 9:B

Energi yang tersimpan dalam kapasitor

∆FZ 2d 3 3Fd 5 5 Fe 3 2 d 3 5 X X3

1 1 1 57 n 3 mX 7 3 5X 3 2 2m 2 Keterangan:

Keterangan:

2 F X FZ

3 rapat muatan listrik (C/m2) 3 muatan listrik (C) 3 luas penampang (m2)

Keterangan:

>8 t5

l 5 i

i d 5 3 mX X l 15 F3 3 3 d @A @A i

F 3 4 IJ

>8

Keterangan:

m 3 @A

Hubungan [, \, ], ^_`\a t5

5 i

Kapasitor keping sejajar

9:B

Hb

3 fluks listrik (Wb) 3 medan listrik (N/C) 3 luas penampang (m2) 3 sudut antara F dengan normal bidang

l3


2 3 4 IJ

h F i j

Rapat Muatan Listrik

56 57 8

Keterangan: 2 4

Keterangan:

5 @A

n m X 5

3 gaya Coulomb (N) 3 medan magnet (N/C) 3 potensial listrik (V) 3 energi potensial listrik (J)

Hukum Gauss (Fluks Listrik)

3 energi yang tersimpan dalam kapasitor (J) 3 kapasitas kapasitor (F) 3 potensial listrik (V) 3 muatan listrik (C)

Catatan: Catatan:

Jumlah garis medan yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah

Permisivitas relatif bahan (selain hampa): mp @p 3 mA


Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 800 cm2 dan jarak antar keping 2 cm. Jika kapasitor diberi muatan 900 C, maka potensial kapasitor tersebut adalah .... A. 1,5 > 10q V A. 2,5 > 109 V B. 3,5 > 109 V C. 4,5 > 10s V D. 6,0 > 10s V



Halaman 17

5.3. Menentukan besaranbesaran-besaran listrik pada suatu rangkaian berdasarkan hukum Kirchoff. Hukum I Kirchoff

“Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”

uvwxyz{ 3 uv{|}zx~

Hukum II Kirchoff

“Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik () dengan penurunan tegangan (v) sama dengan nol”

u] 3 atau u\ U uv 3

LangkahLangkah-langkah Penyelesaian: 1.

Lengkapi tanda pada kutub-kutub GGL dengan benar. U W

Perhatikan rangkaian listrik berikut ini: 6 3 4

q 3 12

Buat permisalan arah loop (usahakan searah dengan arus) U W

3.

GGL positif jika putaran loop bertemu pertama kali dengan kutub positif GGL, dan sebaliknya.

4.

5.

U

W

GGL bernilai negatif, karena putaran loop bertemu kutub negatif dulu.

Arus positif jika searah loop, dan sebaliknya. U W Pada gambar v bernilai positif, karena searah dengan arah loop.

Jika hasil akhir negatif, berarti arah yang sebenarnya berlawanan dengan permisalan loop tadi.


12 V

7 3 3

12 V

2.

Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus pada R1 adalah .... A. 0,8 A B. 0,9 A C. 1,0 A D. 1,2 A E. 1,5 A

5.4. Menentukan induksi magnetik di sekitar kawat berarus listrik. Fluks Magnetik

Induksi Magnetik di Kawat Melingkar

5 h 3 i cos j 3 @A

Di Pusat Kawat Melingkar PA 3 2

Keterangan:

h i j

3 fluks listrik (Wb) 3 medan magnet (T) 3 luas penampang (m2) 3 sudut antara dengan normal bidang

Induksi Magnetik Kawat Lurus Kawat Lurus Panjang 3

Kawat Lurus Pendek

PA 2

3

PA (cos U cos ) 4

Di Poros Kawat Melingkar 3

PA sin j 28 7 8

Keterangan:

3 induksi magnetik (T) PA 3 permeabilitas ruang hampa 3 4 > 10ES Wb/A m 3 kuat arus listrik (A)

Arah Induksi Magnetik

Aturan tangan kanan :“Bila 4 jari tangan ( selain ibu jari ) melingkar menunjukkan arah arus, maka ibu jari menunjukkan arah induksi magnet.”


Potongan kawat M dan N yang diberi arus listrik diletakkan pada gambar di samping. Induksi magnetik di titik P adalah …. A. 5PA (2 U 1) Tesla, keluar bidang gambar 7 B. 5PA : W 2 Tesla, keluar bidang gambar C. 5PA (2 U 2) Tesla, masuk bidang gambar 7 D. 5PA : U 1 Tesla, masuk bidang gambar E.

6

5PA : U 5 Tesla, masuk bidang gambar



Halaman 18

5.5. Menentukan gaya magnetik (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen. Gaya Lorentz pada Kawat Berarus

Gaya Lorentz Dua Kawat Sejajar Berarus

2 3 ℓ sin j

26 3 27 3

Keterangan:

2 ℓ j

3 gaya Lorentz (N) 3 medan magnetic (T) 3 kuat arus listrik (A) 3 panjang kawat penghantar (m) 3 sudut antara dan

Keterangan:

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak 2 3 5 sin j

U

Keterangan:

2 5 j

3 gaya Lorentz (N) 3 medan magnetic (T) 3 besar muatan listrik yang bergerak (C) 3 kelajuan muatan yang bergerak (m/s) 3 sudut antara dan

PA 6 7 ℓ 2

26 = 27 = gaya Lorentz kawat 1 dan kawat 2 (N) PA = permeabilitas magnetic = 4 > 10ES Wb/A m 6 = kuat arus pada kawat 1 (A) 7 = kuat arus pada kawat 2 (A) = jarak antara kawat 1 dan kawat 2 (m) ℓ = panjang kawat (m)

6

26

7

27

26

6

27 7

W


Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 5 > 10q m/s dan memotong medan magnetik = 0,04 T membentuk sudut 30° terhadap medan magnetik. Apabila partikel tersebut bermuatan 45 nC, maka gaya magnetik yang bekerja pada partikel tersebut adalah .... A. 4,5 > 10E N B. 45 > 10E N C. 450 > 10E N D. 5,6 > 10ES N E. 56 > 10ES N

5.6. Menjelaskan faktorfaktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi atau prinsip prinsip kerja transformator. GGL Induksi

Percobaan Faraday dan Hukum Lenz Percobaan Faraday

Penyebab GGL Induksi

1. Perubahan fluks magnetik

a. GGL karena perubahan medan magnetik ∆ @ = Wi ∆

1.

b. GGL karena perubahan sudut (Generator AC) @ = i sin

2.

c. GGL karena perubahan luas d. GGL induksi pada penghantar memotong fluks magnet adalah @ = ℓ sin j

3.

Hukum Lenz

ℓ 7 ℓ7 2 = =

Medan magnet induksi dalam kumparan selalu melawan medan magnet penyebabnya (medan magnet luar).

Fluks Magnetik

@ = W

>

kecepatan.

GGL induksi atau arus induksi pada ujung-ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks ∆ magnetik dan banyaknya lilitan (). ∆

>

Catatan: Arah gaya Lorentz selalu berlawanan dengan arah

h = i cos j

Hukum Faraday

>>> > 2 >>>

2. Perubahan Kuat Arus Listrik F = W

d d

∆h ∆



Halaman 19

Transformator

XZ Z 3 3 X Z

Transformator adalah alat untuk mengubah tegangan atau arus bolak-balik. Z

XZ

Z

Jenis Transformator Trafo Step-Up

(Penaik tegangan)

XZ X e e

2. Trafo tidak ideal memiliki efisiensi 100% V X 3 3 VZ XZ Z

X

Keterangan:

Trafo Step-Down

@ i j h ℓ V X

(Penurun tegangan)

Efiesiensi Transformator

XZ X e e

1. Trafo ideal memiliki efisiensi 3 100% VZ 3 V

3 GGL induksi (V) 3 jumlah lilitan 3 medan magnetik (T) 3 luas penampang kumparan (m2) 3 sudut antara B dan A 3 fluks magnetik (Wb) 3 kecepatan sudut atau frekuensi anguler (rad/s) 3 panjang (m) 3 hambatan (Ω) 3 arus (A) 3 induktansi diri (H) 3 efisiensi transformator 3 daya (W) 3 beda potensial (V)


Pernyataan berikut berkaitan dengan transformator: (1) untuk mengurangi kerugian akibat arus pusar, inti trafo sebaiknya berupa pelat utuh (2) inti kumparan sebaiknya terbuat dari inti besi lunak (3) transformator mampu merubah tegangan DC menjadi lebih tinggi (4) transmisi listrik jarak jauh memerlukan trafo untuk mengubah tegangan menjadi ekstra tinggi Pernyataan yang benar adalah..... A. 1, 2 dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1, 2, 3 dan 4

5.7. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolakbolak-balik yang mengandung resistor, induktor, dan kapasitor. Pada rangkaian R-L-C seri: 1. 2.

3. 4.

5. 6.

Arus sama (I¡ 3 I¢ 3 I£ 3 ) Beda potensial berbeda V¡ 3 V¡¤¥¦§ sin ωt 3 π V¢ 3 V¢¤¥¦§ sin ωt U 3 ª 2 π V£ 3 V£¤¥¦§ sin ωt W 3 ª« 2 X 3 ¬ (¬ 3 impedansi) Beda potensial V 3 V¡7 U (V¢ W V£ )7 Impedansi (Ω) Z 3 ¯R7 U (X± W X£ )7 Reaktansi Induktif X¢ 3 ωL Reaktansi Kapasitif 1 X£ 3 ωC

7. 8. 9.

Pergeseran fase X W X« ª W ª« tan j 3 3 X² Faktor daya X² cos j 3 3 X ¬ Frekuensi Resonansi terjadi bila ª 3 ª«

f¡ 3

1 1 ³ 2π LC

Keterangan:

X² X X« ¬ ª ª« ´²

3 tegangan sesaat pada resistor (V) 3 tegangan sesaat pada induktor (V) 3 tegangan sesaat pada kapasitor (V) 3 impedansi rangkaian (Ω) 3 reaktansi induktif (Ω) 3 reaktansi kapasitif (Ω) 3 frekuensi resonansi (Hz) 7: 3 kecepatan sudut (rad/s) 3 2´ 3



µ

Halaman 20


Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor suatu rangkaian arus bolak-balik. Jika frekuensi arus bolak-balik tersebut 50 Hz, maka .... 67A mΩ A. hambatannya 500 mA B.

C. 12 V

D. E.

: 79A mH : 67A Kapasitansinya : mF 67A Hambatannya : mΩ 67A Induktansinya : mH

Induktansinya

Reaktansi induktif sebuah induktor akan mengecil, bila .... A. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperbesar B. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperkecil C. frekuensi arusnya diperbesar, arus listriknya diperkecil D. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperbesar E. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktornya diperkecil



Halaman 21

SKL 6. Memahami konsep dan prinsip kuantum, relativitas, fisika inti dan radioaktivitas dalam kehidupan seharisehari-hari.

6.1. Menjelaskan berbagai teori atom. Teori Atom

1. Demokritus

• Partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dinamakan atom.

2. John Dalton

• Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dan bersifat masif (pejal). • Atom-atom dari unsure sejenis mempunyai sifat yang sama. • Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi unsur lain. • Dua atom atau lebih dari unsur yang berlainan dapat membentuk suatu molekul. • Teori atom Dalton melandasi hukum kekekalan massa (Lavoiser).

5. Bohr

Pada dasarnya teori atom Bohr sama dengan teori atom Rutherford dengan ditambah teori kuantum untuk menyempurnakan kelemahannya.

Teori atom Bohr didasarkan pada dua postulat, yaitu:

1.

Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai litasan tertentu yang disebut lintasan stasioner dan tidak memancarkan energi. Dalam gerakannya elektron mempunyai momentum anguler sebesar: ¶8 3 ·

Kelemahan teori atom John Dalton:

Keterangan:

• Tidak menyinggung tentang kelistrikan.

¶ 8 · ¸

3. J.J. Thompson

• Atom bukanlah partikel yang tidak dapat dibagi lagi. • Model atom seperti roti kismis, berbentuk bola pejal dengan muatan positif dan muatan negatif tersebar merata diseluruh bagian atom. • Atom adalah masif, karena partikel-partikel pembentuk atom tersebar merata. • Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, sehingga atom bersifat netral. • Massa elektron jauh lebih kecil dari massa atom.

2.

Kelemahan teori atom Rutherford:

• Elektron yang mengelilingi inti akan terus memancarkan energy berupa gelombang elektromagnet sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam inti. • Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom. • Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.

3 massa elektron (kg) 3 kecepatan linear (m/s) 3 jari-jari (m) 3 bilangan kuantum 3 tetapan Planck 3 6,6 > 10Eq9 J/s

Dalam tiap lintasannya elektron mempunyai tingkat energi tertentu (makin dekat dengan inti tingkat energinya makin kecil dan tingkat energi paling kecil · 3 1).

Bila elektron pindah dari kulit luar ke dalam maka akan memancarkan energi berupa foton. Sebaliknya bila pindah dari kulit dalam ke luar akan menyerap energi. » F¹ W Fº 3 ¸´ 3 ¸ ¼

4. Rutherford

• Inti atom bermuatan positif, mengandung hampir seluruh massa atom. • Elektron bermuatan negatif selalu mengelilingi inti seperti tata surya. • Sebagian besar atom merupakan ruang kosong. • Jumlah muatan inti 3 jumlah muatan elektron yang mengelilinginya. • Gaya sentripetal elektron selama mengelilingi inti dibentuk oleh gaya tarik elektrostatis (gaya Coulomb).

¸ 2

Keterangan: Fº F¹ ¸ ´ » ¼

3 tingkat energi pada kulit A 3 tingkat energi pada kulit B 3 tetapan Planck 3 6,6 > 10Eq9 J/s 3 frekuensi foton (Hz) 3 kecepatan cahaya 3 3 > 10½ m/s 3 panjang gelombang foton (m)

Kelemahan teori atom Bohr:

• Lintasan elektron tidak sesederhana seperti yang dinyatakan Bohr • Teori atom Bohr belum dapat menjelaskan halhal berikut: a. Kejadian dalam ikatan kimia b. Pengaruh medan magnet terhadap atom c. Spektrum atom berelektron banyak


Salah satu pernyataan dalam teori atom Rutherford adalah .... A. elektron bermuatan negatif dan tersebar merata di seluruh bagian atom B. elektron bermuatan negatif dan bergerak mengelilingi inti pada lintasan yang tetap C. inti atom bermuatan positif menempati hampir semua bagian atom D. inti atom bermuatan positif dan terkonsentrasi di tengah-tengah atom E. inti atom tidak bermuatan dan mengisi sebagian atom



Halaman 22

6.2. Menjelaskan besaranbesaran-besaran fisis terkait dengan peristiwa efek foto listrik/efek Compton. Efek Fotolistrik/Efek Compton

Gejala lepasnya elektron dari permukaan logam karena disinari oleh gelombang elektromagnetik tertentu. Efek ini membuktikan cahaya bersifat seperti partikel. » F 3 ¸´ 3 ¸ ¼ F¾¿À 3 FBÁÂÃÁB U FÄÁ¿Å » FÄÁ¿Å 3 nA 3 ¸Á 3 ¸ ¼A

Syarat terjadi efek fotolistrik: 1. 2. 3.

¼ ¼A ´ Á FÆ nA

Energi Kinetik Maksimum Elektron 1 F 3 ¸´; F 3 ¶ 7 ; F 3 5X 2 FB 3 ¸´ W nA 3 ÈX 1 1 1 ¶ 7 3 ¸» É W Ê 3 ÈX 2 ¼ ¼A Keterangan:

F ¸ ´ Á » ¼ ¼A nA È X

3 energi foton 3 tetapan Planck 3 6,626 > 10Eq9 Js 3 frekuensi foton (Hz) 3 frekuensi ambang bahan (Hz) 3 kecepatan cahaya 3 3 > 10½ m/s 3 panjang gelombang foton (m) 3 panjang gelombang ambang bahan (m) 3 energi ambang bahan atau fungsi kerja bahan 3 muatan elektron 3 1,6 > 10E6? C 3 beda potensial listrik (V)


Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan efek foto listrik: (1) efek foto listrik terjadi bila energi foton yang datang pada permukaan logam lebih besar dari fungsi kerjanya (2) kecepatan lepasnya elektron dari permukaan logam bergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya (3) banyaknya elektron yang lepas dari permukaan logam bergantung frekuensi cahaya yang menyinarinya Pernyataan yang benar adalah .... A. (1), (2), dan (3) B. (2) dan (3) C. (1) saja D. (2) saja E. (3) saja

6.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis terkait dengan teori relativitas. Keterangan:

Postulat Einstein 1.

2.

Hukum-hukum alam (fisika) berlaku sama untuk dua pengamat yang bergerak dengan kecepatan konstan satu terhadap yang lain. Kecepatan cahaa adalah mutlak tidak bergantung gerak pengamat atau gerak sumber cahaya.

Kecepatan Relatif º¹ 3

º« U «¹ 1 U º« 7 «¹ »

¶A ¶ ∆A ∆ A FB FA ÌA Ì »

3 massa relativistik (kg) 3 massa diam (kg) 3 selang waktu menurut pengamat diam (s) 3 selang waktu menurut pengamat bergerak (s) 3 panjang benda menurut pengamat diam (m) 3 panjang benda menurut pengamat bergerak (s) 3 energi kinetik benda (J) 3 energi diam (J) 3 momentum awal (kg m/s) 3 momentum relativistik (kg m/s) 3 kecepatan cahaya 3 3 > 10½ m/s

Catatan:

Keterangan:

º¹ 3 kecepatan relatif benda A terhadap B (m/s) º« 3 kecepatan relatif benda A terhadap C (m/s) «¹ 3 kecepatan relatif benda C terhadap B (m/s)

Besaran Fisika yang Berubah Akibat Postulat Einstein Massa Relativitas

¶ 3 Ë¶A

Waktu Relativitas (mulur)

∆ 3 Ë∆A

Kontraksi Lorentz (memendek)

A 3 Ë

Energi Kinetik Relativistik

FB 3 (Ë W 1)FA FA 3 ¶A » 7

Momentum Relativistik

Ì 3 ËÌA

Ë3

1

1 W 7 »

7

1

Kesetaraan Massa-Energi

F¾¿À 3 ¶» 7 FÄÁ¿Å 3 ¶A » 7 FBÁÂÃÁB 3 F¾¿À W FÄÁ¿Å Keterangan:

º¹ 3 kecepatan relatif benda A terhadap B (m/s) º« 3 kecepatan relatif benda A terhadap C (m/s) «¹ 3 kecepatan relatif benda C terhadap B (m/s)



Halaman 23


Sebuah roket waktu diam di bumi mempunyai panjang 100 m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c 3 kecepatan cahaya dalam vakum). Menurut orang di bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah .... A. 50 m B. 60 m C. 70 m D. 80 m E. 100 m

6.4. Menentukan Menentukan besaranbesaran-besaran fisis pada reaksi inti atom. Struktur Inti Atom

Energi Reaksi Inti

Lambang unsur º Íª

Reaksi inti ºÜ ÍÜ

ª 3 lambang nama unsur ¬ 3 nomor atom (jumlah proton) i 3 nomor massa (jumlah proton U neutron) i W ¬ 3jumlah neutron

ÎÖÖÖÏÖÖÖÐ ∙ 931 MeV F 3 ∆¶» ÎÏÐ7 3 ∆¶ ÑÂÑB ÅÒÓÔ

ºJ ÍJ ª

Berlaku: Berlaku

Keterangan:

Energi ikat inti

U

→

ºß Íß Þ

U

ºá Íá à

Uâ

• Hukum kekekalan nomor atom A6 U A 7 3 A q U A 9

• Hukum kekekalan nomor massa Z6 U Z7 3 Zq U Z9

• Hukum kekekalan energi Tidak berlaku

• Hukum kekekalan massa

ÑÂÑB ÅÒ×ØÙ

Keterangan:

F = energi ikat inti (Joule atau MeV) ∆¶ = susut massa atau defek massa (kg atau sma) » = kecepatan cahaya = 3 > 10½ m/s

Energi reaksi

Susut massa atau defek massa

∆¶ 3 Ú¬¶Z U (i W ¬)¶Â W ¶ÁÂÁ Û

Keterangan:

∆¶ 3 susut massa atau defek massa (kg atau sma) ¬ 3 jumlah proton i W ¬ 3 jumlah neutron ¶Z 3 massa proton 3 1,67252 > 10E7S kg 3 1,0072766 sma ¶Â 3 massa neutron 3 1,67482 > 10E7S kg 3 1,0086654 sma ¶ÁÂÁ 3 massa inti atom

ÎÖÖÖÏÖÖÖÐ ∙ 931 MeV â 3 ∆¶» ÎÏÐ7 3 ∆¶ ÑÂÑB ÅÒÓÔ

ÑÂÑB ÅÒ×ØÙ

Keterangan:

â = energi reaksi (Joule atau MeV) ∆¶ = Σ¶ZÃIÃ¿BÁ W Σ¶ä¿ÁÀ IÃ¿BÁ = (mÙ U må ) W (mæ U mç )

Catatan:

jika â 0 → membebaskan energi (reaksi eksotermik) jika â 0 → menyerap energi (reaksi endotermik)


Jika nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti oksigen dan sebuah proton seperti terlihat pada reaksi inti berikut ini. 9 7èÈ

U 69S →

6S ½é

9 7èÈ

3 4,00260 sma

69 S

= 14,00307 sma

6 6è

= 1,00783 sma

Diketahui massa inti: 6S ½é

U 66è

= 16,99913 sma

Jika 1 sma setara dengan energi 931 Mev, maka pada reaksi diatas .... A. dihasilkan energi 1,20099 MeV B. diperlukan energi 1,20099 MeV C. dihasilkan energi 1,10000 MeV D. diperlukan energi 1,10000 MeV E. diperlukan energi 1,00783 MeV



Halaman 24

6.5. Menjelaskan pemanfaatan zat radioaktif dalam berbagai aspek kehidupan. Manfaat Radioisotop

1. Bidang kedokteran

• Untuk mengetahui keefektifan kerja jantung atau ginjal dengan Sodium-24. • Menentukan lokasi tumor otak, mendeteksi tumor kelenjar gondok dengan Iodium-131 • Membunuh sel-sel kanker dalam tubuh manusia dengan Kobalt-60. • Mengobati thrombosis (penyempitan pembuluh darah) dengan Natrium-24. • Mensteril alat bedah, alat suntik dan alat kedokteran lain dengan sinar gamma.

2. Bidang pertanian

• Mempelajari unsur-unsur tertentu oleh tumbuhan. • Memproduksi tanaman dengan karakteristik baru. • Mengkaji proses fotosintesis dalam tanaman hijau dengan Karbon-14. • Memandulkan serangga-serangga. • Mendapatkan bibit unggul dengan radiasi sinar gamma dari Kobalt-60.

3. Bidang industri

• Mengetahui bocor atau tidaknya pipa logam atau mengukur ketebalan baja dengan sinar gamma yang dipancarkan Kobalt-60 atau Iridium-192.

• Meneliti kekuatan material dan meneliti gejala difusi dalam logam. • Mengukur ketebalan bahan (lembar kertas) dengan Strontium-90 atau sinar beta. • Mengefisiensikan pekerjaan mengeruk lumpur pelabuhan dan terowongan dengan memasukkan isotop Silikon ke dalam lumpur. • Pemeriksaan tanpa merusak dengan teknik radiografi. • Lampu petromaks menggunakan Thorium agar nyala lampu lebih terang.

4. Bidang hidrologi

• Mengukur kecepatan aliran atau debit fluida dalam pipa. • Menentukan jumlah kandungan air dalam tanah. • Mendeteksi kebocoran pipa yang terbenam dalam tanah. • Memeriksa endapan lumpur pelabuhan dan terowongan dan mengukur cara lumpur bergerak dan terbentuk. • Mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu wadah tertutup.

5. Dalam bidang seni dan sejarah

• Mendeteksi pemalsuan keramik dan lukisan • Menentukan umur fosil dengan Karbon-14.


Radioisotop Carbon-14 bermanfaat untuk … . A. Pengobatan kanker B. Mendeteksi kebocoran pipa C. Menentukan umur bahan atau fosil D. Uji mutu kerusakan bahan industri E. Mekanisme reaksi fotosintesis



Halaman 25

Ringkasan Materi UN Fisika SMA.pdf

Recommend Documents