Modul Fisika Kelas 10

FISIKA

ALAT- ALAT OPTIK OPTIK Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik 1. Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif 2. Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan seharihari

A.

Pemantulan pada cermin datar

1. 2.

Hukum pemantulan cahaya Snellius, Sinar datang (sinar jatuh), garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut sinar datang (sinar jatuh) selalu sama dengan sudut sinar pantul (sudut i = sudut r )

1. 2. 3. 4. 5.

Sifat Bayangan Pada Cermin Datar Bayangan yang terjadi sama besar dengan benda. Bayangan yang terjadi sama tegak. Jarak benda sama dengan jarak bayangan Bayangan cermin tertukar sisinya, artinya bagian kanan benda menjadi bagian kirinya. Bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar.

Jumlah bayangan (n) yang dibentuk oleh gabungan dua cermin data adalah:



( = Sudut antara 2 c ermin) B.

Pemantulan Pada Cermin Cekung dan Cembung

       

      

Dan



dimana: s

=

s’

=

f

=

jarak benda ke cermin (+) jika benda di depan cermin (benda nyata) (-) jika benda di belakang belakang cermin (benda maya) jarak bayangan ke cermin (+) jika bayangan di depan cermin (bayangan nyata) (-) jika bayangan di di belakang cermin cermin (bayangan (bayangan maya) jarak fokus ke cermin ( cekung (+), cembung (-))

Modul Kelas X Semester II

[email protected] [email protected]

FISIKA

M h & h’

1. 2. 3.

C. 1. 2.

= =

pembesaran linier bayangan tinggi benda dan tinggi bayangan

Note: Ruang benda + ruang bayangan = 5 Jika ruang bayangan > ruang benda = bayangan diperbesar Jika ruang bayangan < ruang benda = bayangan diperkecil Pembiasan Hukum Pembiasan Snellius Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang. Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya yang memasuki bidang batas dua medium yang berbeda selalu bernilai tetap (konstan).

           i = sudut datang r = sudut bias n = indeks bias bahan v = kecepatan cahaya = panjang gelombang



D. Pembiasan pada Lensa Lensa adalah zat optik yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung atau satu permukaan lengkung/datar

       

 

    | |

dimana: s

=

s’

=

jarak benda ke lensa (+) jika benda di depan lensa (benda nyata) (-) jika benda di belakang lensa (benda maya) jarak bayangan ke lensa (+) jika bayangan di belakang lensa (bayangan nyata) (-) jika bayangan di di depan lensa (bayangan maya) Tanda s & s’ sama = bayangan terbalik Tanda s & s’ berbeda = bayangan tegak

f

=

p

=

jarak fokus ke lensa cembung (konvergen) (+), cekung (divergen) (-) Kekuatan lensa (dioptri)



FISIKA

E.

Mata Daya akomodasi Titik dekat mata (punctum proximum = PP) Titik jauh mata (punctum remotum = PR) Mata normal

1.   

Kemampuan lensa mata untuk menyesuaikan jarak fokusnya Titik terdekat yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas dengan akomodasi maksimum Titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas tanpa akomodasi PP = 25 cm dan PR = ~

Kelainan mata dan penanggulangannya penanggulangannya 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

     2.   

Rabun dekat (hipermetropi) PP = tertentu, PR = ~ Bayangan jatuh di belakang retina Diatasi menggunakan kacamata positif (lensa cembung) dengan kekuatan

  ( (   ) 3.  

Mata tua (presbiopi) PP = tertentu, PR = tertentu Diatasi menggunakan lensa kacamata rangkap

4. Astigmatisma ditolong menggunakan lensa silindris 

F.

Lup Adalah lensa cembung cembung yang meletakkan benda di ruang I dan bayangan bersifat bersifat maya, tegak, diperbesar diperbesar

    

dimana: Ma

  s

= = = =

Pembesaran angular Sudut pandang mata menggunakan lup Sudut pandang mata tanpa lup pada titik dekat Jarak benda ke lensa (s f)



Jika mata berakomodasi maksimum Jika mata tak berakomodasi Jika mata berakomodasi pada jarak a

  

         

(Jika benda berada pada titik fokus



S ' =

)

G. Mikroskop Memiliki lensa objektif dan okuler



FISIKA

    

Pada lensa objektif

   



Benda harus diletakkan di depan lensa o bjektif pada jarak sob dimana f ob ob < sob

  

    

Pada lensa okuler





2 f ob ob

Lensa okuler = Lup

                       (   )      

Pembesaran angular mikroskop



Jika mata tak berakomodasi

= ~ , maka



Jika mata berakomodasi maksimum





Panjang tabung mikroskop H. Teleskop (teropong bintang) Teleskop pembias (keplerian) Teleskop pemantul  

mata tak berakomodasi

                     

mata berakomodasi masimum

dimana: M

   



d I.



J.

=

Pembesaran teropong Jarak fokus lensa objektif Jarak fokus lensa okuler Jarak benda lensa okuler Panjang teropong

Teropong Terestrial (teropong Medan)

               



= = =

Pembesaran bayangan 

Panjang teropong

Teropong Galilean Spyglass Kamera Adalah alat optik yang digunakan untuk membentuk membentuk dan merekam bayangan dari benda pada film. Bayangan Bayangan yang terbentuk adalah bayangan terbalik dan merupakan bayangan nyata.



FISIKA

SOAL LATIHAN 1. 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.

3.

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 m b. 2,0 m c. 2,2 m d. 2,4 m e. 2,8 m Benda terletak pada jarak 15 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Sifat bayangan benda yang terbentuk oleh cemin

adalah…

4.

5.

6.

a. Tegak, nyata dan terletak di ruang II b. Tegak, nyata dan terletak di ruang I c. Tegak, maya dan terletak di ruang I d. Tegak, maya dan terletak di ruang II e. Tegak, maya dan terletak di ruang III 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 cm d. 40 cm e. 45 cm Benda diletakkan 9 cm di depan cermin lengkung, ternyata menghasilkan bayangan nyata 2/3 tinggi bendanya. Jari-jari cermin tersebut adalah ... . a. 3,6 cm b. 6,3 cm c. 7,0 cm d. 7,2 cm e. 8,5 cm 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 A 7. Benda diletakkan pada jarak 4 cm di muka lensa cembung. Bayangan yang dihasilkan tegak diperbesar 5 kali. Jarak titik api lensa tersebut

adalah…cm a. 1 ¼ b. 3 1/3 c. 5 d. 6 e. 9 Ebtanas 1992 8. Lensa positif mempunyai kekeuatan 1,5 dioptri, membentuk bayangan maya pada jarak 100 cm.

jarak bendanya adalah…

9.

a. 0.4 m b. 1,0 m c. 1,5 m d. 2,0 m e. 2,5 m 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 b. 1,5 dioptri c. 2,0 dioptri d. 3,0 dioptri e. 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, tegak e. 5 cm, tegak 11. Pernyataan yang benar tentang cacat mata

adalah… a. Miopi dibantu lensa cembung, karena tak mampu melihat benda jauh b. Presbiopi dibantu lensa bikonveks, karena tak mampu berakomodasi c. Emetropi dibantu lensa cekung karena tak mampu melihat benda jauh d. Hipermetropi dibantu lensa cembung, karena tak mampu melihat benda dekat e. Astigmatisme dibantu lensa cekung karena tak mampu berakomodasi 12. 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 fok us… us…


FISIKA

a. Positif, f = 50 cm b. Negatif, f = 50 cm c. Positif, f = 40 cm d. Negatif, = 40 cm e. 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

c. 5x d. 6x e. 8x 18. Jarak titik api objektif dan okuler sebuah mikroskop 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

jelas pada jarak 25 cm adalah…. a. 1,67 dioptri b. 2,00 dioptri c. 2,67 dioptri d. 3,33 dioptri e. 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 D b. -1,37 D c. -1,5 D d. -1,67 D e. 1,85 D 15. 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 cm b. 4,5 cm c. 5,0 cm d. 5,5 cm e. 6,0 cm SPMB 2002 16. 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

muka obyektif sejauh…cm

19.

20.

21.

lup pada jarak… a. 5,5 cm b. 6,5 cm c. 7,5 cm d. 8,5 cm e. 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. 2x b. 4x


22.

a. 1,9 b. 2,0 c. 2,2 d. 2,4 e. 2,5 Mikroskop mempunyai lensa objektif menghasilkan pembesaran 100 kali. Agar memperoleh pembesaran 600 kali oleh pengamat normal, maka us okuler yang diperlukan adalah… jarak fok us (pengamat berakomodasi maksimal) a. 1,25 cm b. 4,17 cm c. 5,00 cm d. 6,00 cm e. 6,25 cm 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 pengamat berakomodasi pada jarak 30 cm, panjang mikroskop saat itu adalah ... . a. 4 cm b. 5,8 cm c. 6 cm d. 8.28 cm e. 12 cm 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 x b. 28 x c. 32 x d. 40 x e. 45 x Teropong bintang pembesaran anguler 10 kali. Jika jarak fokus objektifnya 50 cm maka panjang

teropong adalah… a. b. c. d.

-5 cm 35 cm 45 cm 50 cm


FISIKA

e. 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 cm b. 63 cm c. 71 cm d. 75 cm e. 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 cm


b. 440 cm c. 450 cm d. 460 cm e. 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 memotret benda yang berada pada jarak 3 m, maka lensa kamera harus digeser sejauh ... . a. 1,2 mm b. 1,7 mm c. 1,9 mm d. 2,1 mm e. 2,3 mm


FISIKA

SUHU DAN KALOR Menerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi 1. Menganalisa pengaruh kalor terhadap suatu zat 2. Menganalisis cara perpindahan kalor 3. Menerapkan asas Black dalam pemecahan pemecahan masalah

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

A.

Suhu

                  

Dari perbandingan di atas dapat dibuat kenversi

dimana: C K F R

= = = =



Suhu dalam skala derajat Celcius (  ) Suhu dalam skala derajat Kelvin (K) Suhu dalam skala derajat Fahrenhert (  ) Suhu dalam skala derajat Reamur (  )





B. Pemuaian Pemuaian zat padat

Pemuaian panjang

                                                            =

dengan karena

maka:

Pemuaian luas

dengan

=

karena

maka:

Pemuaian volume

dengan

=

karena

maka:

Pemuaian zat cair

Pemuaian nyata /fluida = pemuaian tampak + pemuaian bejana Jika suatu zat cair yang dipanaskan dalam bejana tumpah, maka dapat diketahui volume yang tumpah dengan:

 

= koef. muai fluida = koef. muai bejana

Pemuaian gas Ideal




 

atau

      = konstan 


FISIKA

dimana:

                  =

P V T C.

=

Panjang zat pada suhu T dan T0

=

Luas zat pada suhu T dan T0

=

Volume zat pada suhu T dan T0

=

Koefisien muai panjang, luas dan volume (/0C)

=

Perubahan suhu (0C)

=

Koefisien muai volume zat cair dan koefisien koefisien muai bejana bejana

=

Tekanan (Pa)

=

Volume (m3)

=

Suhu (K)

Kalor 1 kalori = 4,184 Joule 1 Joule = 0,24 Kalori

         

Kalor yang merubah suhu zat Kalor yang merubah wujud zat Asas Black dimana:

   

= = = =

Kalor (Joule) Massa zat (kg) Kalor jenis )J/kg K) Kalor laten (J/kg)

D. Perpindahan Kalor

Konduksi Konveksi

Radiasi

Perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel zat tersebut Perpindahan kalor melalui suatu zat dengan disertai perpindahan partikel zat tersebut Perpindahan kalor dalam bentuk gelombang electromagnet (tanpa perpindahan zat perantara)

                    

dimana:

      A

h e T4

= = = = = = = = = =

laju aliran kalor (watt) Jumlah kalor yang pindah (Juole) Selang waktu (s) Konduktivitas termal (W/m K) Luas pemampang perhantar perhantar (m2) Perbedaan suhu (K) Panjang perhantar (m) Koefisien konveksi (M/m K) Emisivitas bahan (0 ) Suhu permukaan (K)





FISIKA

SOAL LATIHAN UAN 2004 1. Suhu air pendingin (radiator) 104˚F, bila dinyatakan dalam skala Celcius adalah… a. 169˚C b. 130˚C c. 75,6˚C d. 72˚C e. 40˚C 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˚ X b. 140˚ X c. 100 ˚ X d. 160˚ X e. 129˚ X 3.

Tabel berikut menggambarkan hasil percobaan pengukuran suhu fluida dengan termometer A dan termometer B. No Fluida Pembacaan termometer termometer A B 0˚ 1 X -10˚ 2 Y 100˚ 110˚ 3 Z t 60˚

Nilai t dalam tabel tersebut adalah… a. 40˚ b. 72˚ c. 62˚ d. 50˚ e. 80˚ 4.

5.

Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter dipasang pada suhu 20 oC. 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. 0,6 mm b. 0,8 mm c. 1,2 mm d. 2,4 mm e. 3,6 mm Patung Liberty adalah 93,00 m tingginya dan dibuat dari pelat tembaga ( = 17. 10˚C-1). Jika



ketinggian ini diukur pada suhu 20˚C, maka ketinggiannya ketika suhu 35˚C adalah…. a. b. c. d. e.

92,764 95,460 93,024 108 m 94,500

m m m m


UM-UGM 2004 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. b. c. d. e. 7.

0,125 liter 5 Liter 1,25 liter 12,5 liter 1,3 liter

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 m b. 36,06 m c. 7,68. 10-2 m d. 26,76 m e. 8,58. 10-2 m UN 2004 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 atm b. 2,5 atm c. 20 atm d. 1,8 atm e. 5 atm UMPTN 1994 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. Tetap d. Bertambah 12% e. Berkurang 20% 10. Pada awal perjalanan tekanan udara di dalam ban mobil adalah 432 kPa dengan suhu 15 o 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


FISIKA

b. 35 oC c. 55 oC d. 155 oC e. 328 oC 11. Bila kalor jenis es 0,5 kal/g 0C maka untuk menaikan suhu 800 gram es dari -12 0C menjadi 00C dibutuhkan kalor sebanyak… a. 2,08.10-4 kal b. 4,80.103 kal c. 1,50.10-2 kal d. 1,92.104 kal e. 3,33.101 kal 12. Jika 75 gram air yang suhunya 0 0C dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya 100 0C, maka

suhu akhir campuran adalah…. 0

a. 25 C b. 650C c. 400C d. 750C e. 600C UM-UGM 2006 13. Kalor jenis es 0,5 kal/g.0 0C, 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 g b. 5,40 g c. 2,25 g d. 6,00 g e. 3,75 g 14. Grafik t dan Q di bawah diperoleh dari percobaan mengubah 2 kg air menjadi uap.

t (oC) 100 0 300 800

1900 Q (Joule)

Dari grafik diperoleh nilai kalor uap adalah ... .

a. b. c. d. e.

150 J/kg 300 J/kg 450 J/kg 550 J/kg

950 J/kg 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 25 0C. 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 joule b. 9450 joule c. 4200 joule d. 13230 joule e. 5670 joule 16. Sebuah benda bermassa 1 gr kalor jenis 0,98 J/gr 0 C jatuh bebas air ketinggian 100m dan terhenti waktu menumbuk bumi, g = 9,8 m/s 2, seadainya semua kalor yang terbentuk dipakai seluruhnya untuk menaikan suhu benda itu, maka suhunya

naik sebesar…. a. 50C b. 10C c. 30C d. 0,50C e. 20C UAN 2002 17. Es dengan massa x gram pada suhu 10 0C dicampur dengan y gram air bersuhu 55 0C. 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. 9/4 b. 4/9 c. 5/2 d. 4/11 e. 2/5 18. Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20 oC. Di dalam bejana dimasuk-kan 50 gr besi bersuhu 75 oC. Bila suhu bejana naik 5oC dan kalor jenis minyak = 0,43 kal/goC, maka kalor jenis besi adalah … a. 0,143 kal/g oC b. 0,098 kal/ goC c. 0,084 kal/ goC d. 0,075 kal/ goC e. 0,064 kal/ goC 19. Sebuah benda A yang massanya m dengan kalor jenisnya c dan benda B yang 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 K b. 16 K c. 4 K d. 32 K e. 8 K UAN 2004 20. t 0C K (kal /0C.s.cm) A( cm2) L (cm) A

0,5

2

20



30


FISIKA

B 0,9 4 80 40 C 0,2 3 30 20 D 0,1 5 15 90 E 1,0 1,5 45 60 Lima macam logam A, B, C, D dan E masingmasing 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. A b. B c. C d. D e. E SPMB 2003 / R1 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 : 3 b. 3 : 8 c. 3 : 2 d. 1 : 1 e. 8 : 3 SPMB 2003 / R1 22. Dua batang logam A dan B yang mempunyai ukuran sama disambung satu sama lain pada salah ujungnya. Jika Jika suhu ujung bebas bebas logam A dan ujung logam B berturut-turut adalah 210 0C dan 300C serta koefisien konduksi kalor logam A = dua kali koefisien konduksi kalor B, maka suhu pada

sambungan kedua logam tersebut adalah…. a. b. c.

d. 800C e. 1200C 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 : 1 b. 1 : 4 c. 1 : 2 d. 1 : 5 e. 1 : 3 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 : 1 b. 3 : 1 c. 1 : 3 d. 27 : 1 e. 3 : 1 Ebtanas 2000 25. Bola hitam berjari-jari sama masing-masing suhunya 1727 0C dan 727 0C. perbandingan jumlah kalor yang dipancarkan tiap sekon oleh bola

pertama terhadap boal kedua adalah…. a. b. c. d. e.

1 : 16 1:4 16 : 1 2:1 4:1

1600C 1000C 1500C



FISIKA

LISTIK DINAMIS Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi 1. Menformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana ( satu loop) 2. Mengidentifikasi penerapan listrik AC 3. Menggunakan alat ukur listrik

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

A. Arus Listrik Adalah aliran partikel-partikel partikel-partikel bermuatan listrik Kuat arus listrik (I) I=

 

dimana:

 

= =

Jumlah muatan listrik (C) 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.”

                

R = hambatan (resistansi) dari kawat penghantar Besar hambatan listrik ( R = ) suatu kawat penghantar dengan panjang l (m) dan luas penampang A 2 (m ) dapat ditentukan dengan:

dimana

C.



(ohm meter) = hambat jenis penghantar, yang nilainya dipengaruhi oleh temperatur.

Hukum Kirchoff 

        

Hukum Arus Kirchoff: “ Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang, sama dengan jumlah kuat arus listrik yang yang keluar dari titik cabang tersebut.” tersebut.”

∑   ∑  

Hukum Tegangan Kirchoff: “Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan sama dengan nol.”

∑∑



FISIKA

D. Rangkaian Hambatan Hambatan pengganti seri arus  I= I1 = I2 = In tegangan  V =



         

Hambatan pengganti paralel

     +    



    



Arus  I = I1 + I2 + In Tegangan  V =

    

Jembatan Wheatstone



      

E.

Energi dan Daya Listrik Energi Listrik yang 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: 

     

Daya Listrik adalah Listrik adalah energi atau usaha persatuan waktu, sehingga dapat dirumuskan dengan persamaan:



       

F. Alat Ukur Listrik Voltmeter

(watt)

Amperemeter

  

    dimana:

  n

= = =

Hambatan muka /depan Hamabatan dalam voltmeter Pelipatan batas ukur


dimana:

  n

= = =

Hambatan dalam amperemeter Pelipatan batas ukur Hambatan yang parallel dengan ampere meter


FISIKA

SOAL LATIHAN 1. Hambatan penghantar akan membesar bila menggunakan penghantar yang : 1) Lebih panjang 2) Massa jenisnya lebih besar 3) Hambatan jenisnya lebih besar 4) Luas penampang lebih besar Ketentuan yang benar adalah a. 1, 2 dan 3 b. 2 dan 4 c. 1 dan 3 d. 4 saja e. 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. M b. 20 dan 5,5. 10 -7. m c. 2 dan 5,5. 10 -8. m d. 2 dan 2,75. 10 -7. m e. 2 dan 1,1. 10 -7. m 3. SPMB 2006 jika 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. 2000C b. 2660C c. 2250C d. 3000C e. 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 A b. 6 A c. 0,5 A d. 12 A e. 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. b. c. d. e.

0,1 ohm 0,3 ohm 0,5 ohm

v

A

0,8 ohm

1 ohm 6. Tersedia 3 resistor masing-masing 15 ohm. Besar hambatan pengganti yang tidak mungkin untuk ketiga resistor tersebut adalah .... a. 5 ohm b. 10 ohm c. 22,5 ohm d. 25 ohm e. 45 ohm 7. Hambatan pengganti antara titik A dan B dari rangkaian hambatan pada gambar di bawah adalah ....

a. 6 Ω b. 8 Ω c. 10 Ω d. 12 Ω e. 16 Ω 8. Jika arus yang lewat R 1, R 2, R 6, R 8 berturut-turut adalah 20 A, 4 A, 3 A, 12A, maka arus yang lewat R 7 adalah ..... R 2

R 3 R 8

R 4 R 1 R 5

R 9

R 6 R 7

a. 3 A b. 5 A c. 8 A d. 9 A e. 10 A 9. Hambatan pengganti AB adalah ... . A

a. b. c. d. e.

3

9 10 

2

6

B

3,9 ohm 4,8 ohm 13,2 ohm 20 ohm 22,5 ohm


FISIKA

10. Suatu hambatan yang belum diketahui besarnya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheatstone. Hambatan-hambatan Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanometer yang dipasang

menunjukkan angka nol. Maka nilai Rx adalah… a. 0,25 A , menuju A b. 0,25 A , menuju B c. 0,40 A , menuju A d. 0,40 A , menuju B e. 4,00 A , menuju A 14. Alat-alat 14. Alat-alat berikut yang menggunakan sumber arus

searah adalah… a. b. c.

Lampu senter dan penerangan rumah Mobil mainan dan lampu senter Televisi dan kipas angin d. Lampu senter dan computer e. Kipas angin dan komputer 15. Energi yang diserap oleh hambatan 6 ohm selama 1 menit adalah ... .

a. 5 ohm b. 10 ohm c. 15 ohm d. 20 ohm e. 25 ohm 11. Perhatikan gambar berikut.

R 1

        

 Jika diketahui besarnya  dan R = 7,5  , arus Iistrik yang mengalir pada rangkaian adalah .... a. 1 A b. 4 A c. 2 A d. 5 A e. 3 A 12. Jika E1 = 12 V/0,2 ohm, E 2 = 6V/0,3 ohm, R 1 = 8 ohm, R 2= 3,5 ohm, maka besar V bd adalah ... .

   

b

a E1

c E2

4

6 R 3

E1 = 8V

E2 = 18V

a. 360 J b. 720 J c. 1080 J

2 R 2

d. 1440 J 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 A b. 1,8 A c. 3,3 A d. 4,3 A e. 5 A 17. Daya listrik yang terjadi pada resistor dan rangkaian

di bawah ini adalah …

d R 1

a. b. c. d. e.

R 2

5,5 V 6,8 V 7,9 V 8,2 V

8,5 V 13. Dari rangkaian listrik di bawah ini, besarnya kuat arus yang melewati hambatan 10 Ω adalah …


a. b. c. d. e.

108 Watt 16.3 Watt 27 Watt 12 Watt 3 Watt


FISIKA

18. Jika sebuah setrika listrik 400 watt menghasilkan energi 0,2 kWh maka setrika itu telah digunakan

selama… a. 0,05 jam b. 0,5 Jam c. 8,0 Jam d. 0,2 jam e. 5,0 Jam 19. Perhatikan tabel berikut No Alat

a. b. c. d. e.

3 A 1,88 A 1,68 A 0,33 A

0,25 A 23. Perhatikan penunjukan jarum amperemeter serta batas ukur maksimum yang digunakan seperti tampak pada gambar berikut ini. Nilai kuat arus Daya

1 Mesin cuci 150 2 Televisi 80 3 Kipas angin 90 4 Komputer 80 5 Setrika 200 Dari kelima alat tersebut yang

Lama pemakaian 1 jam/hari 8 jam/hari 5 jam/hari 10 jam /hari 3 jam/hari mempunyai tagihan

listrik perbulan terbesar adalah… a. Mesin cuci b. Televisi c. Komputer d. Kipas angin e. 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 watt b. 12 watt c. 18 watt d. 24 watt e. 36 watt 21. Kita ingin membuat kompor listrik yang dapat memanaskan air 2 liter dari suhu 30 o C sampai mendidih (100oC) dalam waktu 5 menit. Jika tegangan listrik yang digunakan adalah 220 volt, maka daya yang diperlukan adalah ... . a. 1450 watt b. 1560 watt c. 1850 watt d. 1960 watt e. 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 ... .


yang sedang diukur sebesar … .

a. 0,4 A b. 4,0 A c. 0,8 A d. 5,0 A e. 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 volt d. 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 amperemeter b. 0,8 ohm parallel dengan amperemeter c. 2,0 ohm seri dengan amperemeter d. 2,0 ohm parallel dengan amperemeter e. 8,0 ohm seri dengan amperemeter


FISIKA

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

A.

Memahami konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik 1. Mendeskripsikan spectrum gelombang elektromagnetik 2. Menjelaskan Aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari

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 dapat menimbulkan medan listrik, listrik, maka sebaliknya perubahan perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet” Cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

dimana:

  c

C.

  √       

=

Permeabilitas vakum = 4

=

Permitivitas vakum = 8,85

=

2,99

 

m/s

Spektrum Gelombang Elektromagnetik Elektromagnetik

Note: semakin ke kiri, frekuensi semakin k ecil dan panjang gelombang smakin besar D. Aplikasi Gelombang Gelombang Elektromagnetik Elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari sehari-hari Radio dan televisi Telepon seluler RADAR Sinar-X    



FISIKA

SOAL LATIHAN 1. Perubahan medan magnet dapat mengakibatkan terjadinya perubahan medan listrik". Pernyataan ini sesuai dengan .... a. hukum Ampere b. hukum Biot – Savart c. hukum Faraday d. hukum Coulomb e. Hukum Orsted 2. Gelombang elekromagnet yang mempunyai frekuensi 1015 hz sampai 10 16 hz dan panjang gelombang antara 10 nm sampai 100 nm adalah ... a. sinar gama b. sinar X c. sinar ultraviolet d. infra merah e. gelombang radio 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. Urutan gelombang elektromagnet mulai frekuensi terkecil adalah ... . a. inframerah,sinar X,ultraviolet,radar X,ultraviolet,radar b. radar,inframerah,ultraviolet,sinar radar,inframerah,ultraviolet,sinar X c. sinar X,ultraviolet,inframerah,radar X,ultraviolet,inframerah,radar d. radar,sinar X,inframerah,ultraviole X,inframerah,ultraviolett e. ultraviolet,inframerah,sinar ultraviolet,inframerah,sinar X,radar 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. Dari antena pesawat terbang dipancarkan pola gelombang radar, 2 ms kemudian gelombang pantul diterima, hal ini menunjukkan bahwa ada sasaran yang berjarak sekitar ... . a. 30 km d. 400 km b. 60 km e. 600 km c. 300 km 7. Frekuensi sinar hijau adalah 5,5x10 14 hz. Jika konstanta Plank 6,6x10-34 Js dan cepat rambat cahaya 3×108 m/s,maka panjang gelombang sinar hijau adalah ... . a. 1650 A b. 3600 A


8.

c. 4500 A d. 5000 A e. 5400 A Sifat-sifat berikut 1. berasal dari perubahan medan listrik dan medan magnet secara periodic 2. memerlukan medium untuk merambat 3. memiliki kecepatan rambat 3 × 108 m/s di ruang hampa 4. merupakan gelombang longitudinal yang 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. Pernyataan berikut ini yang sesuai dengan Hipotesis Maxwell adalah .... a. gelombang elektromagnetik adalah bagian dari cahaya b. gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal c. gelombang elektromagnetik adalah gelombang longitudinal d. gelombang elektromagnetik dapat dipolarisasikan e. gelombang elektromagnetik memiliki medan listrik dan medan magnet 10. Stasiun pemancar radio bekerja pada frekuensi 4,5 Mhz, jika cepat rambat gelombang elektromagnet adalah 3 x 10 8 m/s, maka panjang gelombang yang dipancarkan oleh stasiun radio tersebut adalah ... . a. 35 m b. 42 m c. 55 m d. 67 m e. 70 m 11. Kelompok warna cahaya berikut ini yang panjang gelombangnya makin kecil secara berurutan adalah .... a. biru-hijau-kuning-merah b. biru- kuning-hijau-merah c. merah-biru-hijau-kuning d. merah-kuning-hijau-biru e. merah-hijau-kuning-biru 12. Gelombang elektromagnetik yang berperan dalam proses perubahan provitamin D menjadi vitamin D adalah.... a. Sinar Gamma b. Sinar Ultraviolet c. Cahaya Tampak


FISIKA

d. Inframerah e. Sinar X 13. Pernyataan berikut berhubungan dengan sifat sinar laser,kecuali.... a. monokromatik b. koheren c. rambatan lurus d. tidak dibiaskan e. intensitas tinggi 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. Pernyataan tentang sinar-X yang benar adalah .... a. panjang gelombangnya lebih pendek daripada ultraviolet b. daya tembusnya sangat rendah c. frekuensinya lebih kecil daripada cahaya tampak d. tidak dapat d ipolarisasikan e. tidak dapat dibiaskan 16. Sinar gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi terbesar adalah .... a. sinar b. sinar inframerah c. sinar α d. sinar β e. sinar ultraviolet 17. Inframerah digunakan untuk penginderaan jarak jauh dengan menggunakan menggunakan satelit. Hal ini 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. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang .... a. gelombang longitudinal b. gelombang transversal c. gelombang suara d. gelombang bunyi e. gelombang tekan 19. Gelombang elektromagnetik tidak dipengaruhi oleh medan magnetik maupun medan listrik, hal ini disebabkan gelombang elektromagnetik .... a. memiliki kecepatan tinggi b. tidak bermassa c. tidak bermuatan listrik d. tidak bermassa dan tidak bermuatan listrik

e. memiliki frekuensi yang tinggi 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 Fisika Kelas 10

Recommend Documents