Siap menghadapi ujian nasional fisika 2013 zainal abidin

76,669
-1

Published on

Siap menghadapi ujian nasional fisika 2013 ,zainal abidin

Published in: Education
3 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
76,669
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
655
Comments
3
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Siap menghadapi ujian nasional fisika 2013 zainal abidin

  1. 1. SMA 2013DamrianiZainal Abidin© SMAN 3 Bandar Lampung, 2013 Jl. Khairil Anwar 30 Tanjung Karang Pusat, Bandar Lampung, Lampung 35116
  2. 2. SURAT KETERANGAN Nomor: 421.3/2069/IV.40/III.3/2012Yang bertanda tangan di bawah ini Kepala SMAN 3 Bandar Lampung menerangkan bahwabuku Siap Menghadapi Ujian Nasional Fisika SMA 2013 adalah benar ditulis oleh: Penulis Pertama, Nama : Dra. Damriani NIP : 196108131987022002 Penulis Kedua, Nama : Zainal Abidin, S.Pd NIP : 196909061992031009dan digunakan sebagai pelengkap material pembelajaran fisika untuk latihan menghadapiUjian Nasional Fisika 2013 di SMAN 3 Bandar Lampung.Demikian surat keterangan ini dibuat untuk digunakan seperlunya. Bandar Lampung, 21 Desember 2012 Kepala SMAN 3 Bandar Lampung Dra. Hj. Rospardewi, MM.Pd NIP. 196011151989012001 1
  3. 3. KATA PENGANTARBuku Siap Menghadapi Ujian Nasional Fisika SMA 2013 ini ditulis berdasarkan Kisi-kisiUjian Nasional Fisika 2013 bertujuan untuk digunakan sebagai buku pendamping dalampelatihan memecahkan soal-soal fisika untuk menghadapi Ujian Nasional Fisika tahun 2013.Perlu diingatkan bahwa fisika merupakan bahasa sains yang konsisten dalam menjelaskanfenomena alam dan sebagai bahasa universal yang berlaku dalam dunia ilmiah, untuk itupemahaman pada konsep, asas, dan prinsip fisika merupakan hal pertama yang harusdimengerti dulu oleh para siswa, bukan dengan cara menghapal rumus-rumus, untuk hal ituperlu latihan memecahkan soal-soal fisika.Dalam memecahkan soal-soal fisika, buku ini dapat digunakan untuk memberi gambaranglobal dari materi Ujian Nasional Fisika SMA yang harus dikuasai siswa dalam menghadapiUjian Nasional Fisika SMA tahun 2013.Buku ini tentu jauh dari sempurna oleh karena itu penulis menerima masukan, kritik dan saranyang membangun dan dapat disampaikan melalui email: zay.abidin@gmail.com.Semoga kehadiran buku ini dapat memenuhi tujuan penulisan dan bermanfaat bagipenggunanya.Man Jadda Wajada. Siapa yang bersungguh-sungguh niscaya berhasil.*) Bandar Lampung, 20 Desember 2012 Damriani Zainal Abidin*) A. Fuadi. 2009. Negeri 5 Menara. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. hal 41. 2
  4. 4. DAFTAR ISISurat Keterangan 1Kata Pengantar 2Daftar Isi 3 1. Kompetensi 1: Besaran Fisika & Pengukuran 4 2. Kompetensi 2: Mekanika & Fluida 12 3. Kompetensi 3: Panas & Termdinamika 46 4. Kompetensi 4: Listrik & Magnet 64 5. Kompetensi 5: Gelombang & Optika 113 6. Kompetensi 6: Fisika Modern 141Daftar Pustaka 157Tentang Penulis 158 3
  5. 5. KOMPETENSI 1: Besaran Fisika & Pengukuran1. Kompetensi 1: Memahami prinsip-prinsip mengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti dan objektif. 1. 1. Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan memperhatikan aturan angka penting. 1. 2. Menentukan resultan vektor dengan berbagai cara.Konsep-konsep Kunci:1.1 BesaranAda 7 macam besaran dasar berdimensi: Besaran Satuan (SI) Dimensi1. Panjang m [L]2. Massa kg [M]3. Waktu detik [T]4. Suhu Mutlak °K []5. Intensitas Cahaya Cd [J]6. Kuat Arus Ampere [I]7. Jumlah Zat mol [N]2 macam besaran tambahan tak berdimensi: a. Sudut datar ----> satuan : radian b. Sudut ruang ----> satuan : steradianSatuan : SI Satuan Metrik MKS CGS M  LDimensi ----> Primer ---->   dan dimensi Sekunder ---> jabaran T  Guna dimensi untuk : Checking persamaan Fisika.Dimensi dicari melalui ----> Rumus atau Satuan Metrik1.2 Angka PentingAngka Penting : Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan alat ukur, terdiri dari : Angka pasti Angka taksiran 4
  6. 6. Aturan :a. Penjumlahan / Pengurangan Ditulis berdasarkan desimal paling sedikit Contoh : 2,7481 8,41 ------- + 11,1581 ------> 11,16b. Perkalian / Pembagian Ditulis berdasarkan angka penting paling sedikit Contoh : 4,756 110 ---------  0000 4756 4756 -------------- + 520,160 ----> 5201.3 Besaran VektorBesaran Skalar : adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya atau nilainya saja. Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dan sebagainya.Besaran Vektor : adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya atau nilainya, juga ditentukan oleharahnya. Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dan sebagainya.Sifat-sifat vektor    1. A+B = B + A Sifat komutatif.      2. A + ( B +C ) = ( A+ B ) +C Sifat assosiatif.    3. a ( A+B )=a A +a B    4. / A/+/B / / A+B /Resultan Dua Vektor α = sudut antara A dan B      /R/= / A/ 2  / B / 2 2 / A/ / B / cos 5
  7. 7.    / R/ / A/ / B/   arahnya : sin  sin  1 sin  2 Vektor sudut vx = v cos  vy = v sin  V1 1 vx = v cos 1 vy = v sin 1 V2 2 vx = v cos 2 vy = v sin 2 V3 3 vx = v cos 3 vy = v sin 3 vx  .......  vy  .......Resultan / v R / = ( v X ) 2  ( vY ) 2  vYArah resultan : tg = vXUraian Vektor Pada Sistem Koordinat Ruang ( x, y, z )  ,  , = masing-masing sudut antara vektor Adengan sumbu-sumbu x, y dan z A = Ax+ Ay+ Az atau A =/ A x / i + / A y /  + / A z / k / A x / = A j cos  / Ay/= A cos  /Az /= A cos Besaran vektor A A  / AX / 2  / AY / 2  / AZ / 2dan i ,  , k j  masing-masing vektor satuan pada sumbu x, y dan z 6
  8. 8. Soal-soal Latihan Kompetensi 11.1. Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran dengan memperhatikan aturan angka penting.1. Perhatikan gambar penunjukan skala mikrometer berikut. Tebal plat diukur dengan mikrometer sekrup yang terbaca adalah .… mm 0 1 2 3 4 5 50 45 40 A. 5,40 B. 5,45 C. 5,55 D. 5,90 E. 5,952. Perhatikan gambar berikut! Hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh jangka sorong adalah .... cm 0 1 2 3 cm 0 5 10 Skala nonius berimpit dengan skala utama A. 2,20 B. 1,92 C. 1,10 D. 0,92 E. 0,10 3. Tebal plat logam diukur dengan mikrometer sekrup seperti gambar 0 1 2 3 4 0 45 Tebal plat logam adalah .... A. 4,85 mm B. 4,90 mm C. 4,96 mm D. 4,98 mm E. 5,00 mm 7
  9. 9. 4. Hasil pengukuran panjang dan lebar sebidang tanah berbentuk empat persegi panjang adalah 15,35 m dan 12,5 m. Luas tanah menurut aturan angka penting adalah …. A. 191,875 m2 B. 191,88 m2 C. 191,87 m2 D. 191,9 m2 E. 192 m2 5. Dari hasil pengukuran plat seng, panjang 1,5 m dan lebarnya 1,20 m. Luas plat seng menurut penulisan angka penting adalah …. A. 1,8012 m2 B. 1,801 m2 C. 1,800 m2 D. 1,80 m2 E. 1,8 m2 6. Hasil pengukuran panjang dan lebar sebidang tanah berbentuk empat persegi panjang 15,35 m dan 12,5 m. Luas tanah tersebut menurut aturan angka penting adalah …. A. 191,875 m2 B. 191,88 m2 C. 191,87 m2 D. 191,9 m2 E. 192 m2 7. Bilangan-bilangan berikut yang mengandung 4 angka penting adalah .... A. 0,025 B. 0,0250 C. 0,02500 D. 0,025000 F. 0,02500008. Hasil pengurangan dari 825,16 gram – 515 gram berdasarkan aturan angka penting adalah .... A. 3,1 gram B. 31,02 gram C. 310 gram D. 310,16 gram E. 310,2 gram9. Pada pengukuran panjang benda, diperoleh hasil pengukuran 0,03020 m. Banyak angka penting hasil pengukuran adalah .... A. Enam B. Lima C. Empat D. Tiga E. Dua 8
  10. 10. 1. 2. Menentukan resultan vektor dengan berbagai cara.10. Seorang anak berjalan lurus 2 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal adalah …. A. 18 meter arah barat daya B. 14 meter arah selatan C. 10 meter arah tenggara D. 6 meter arah timur E. 2 meter arah tenggara11. Vektor F1 = 14 N dan F2 = 10 N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada gambar. Resultan R = F1 + F2 dinyatakan dengan vektor satuan adalah ….   A. 7 i + 10√3 j   B. 7 i + 10 j   C. 3 i + 7√3 j   D. 3 i + 10 j   E. 3 i + 7 j12. Perhatikan vektor-vektor yang besar dan arahnya terlukis pada kertas berpetak seperti gambar berikut. Jika panjang 1 petak adalah 1 newton, maka resultan kedua vektor adalah F2 F1 A. 8 N B. 9 N C. 10 N D. 11 N E. 12 N13. Berikut ini disajikan diagram vektor F1 dan F2  Y (satuan : j ) 2,5  F1 2  F2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5  X (satuan : i ) 9
  11. 11.   Persamaan yang tepat untuk resultan R  F1  F 2 adalah ....   A. 2i  2j   B. 2i  4 j   C. 3i  4 j   D. 4i  2j   E. 4i  4 j14. Diketahui 2 buah vektor yang sama besar yaitu F. Bila perbandingan antara besar jumlah dengan besar selisih kedua vektor sama dengan 3 , maka besar sudut yang diapit kedua vektor itu adalah .... A. 30o B. 37o C. 45o D. 60o E. 120o15. Tiga buah vektor F1, F2, dan F3 masing-masing sebesar 50 2 N, 50 2 N, dan 150 N dengan arah seperti yang ditunjukkan gambar berikut. Resultan ketiga vektor tersebut adalah .... F3 45o F1 F2 A. 25 N B. 50 N C. 75 N D. 100 N E. 125 N16. Perhatikan gambar di bawah ini! y (satuan : j) 6 A B 2 2 0 8 x (satuan : i) Nilai resultan dari : OA  OB adalah .... A. 3 satuan B. 4 satuan C. 5 satuan D. 8 satuan E. 10 satuan 10
  12. 12. 17. Perhatikan gambar di samping! Jika F1 = 12 N, F2 = 5 N, dan F3 = 12 N, resultan ketiga gaya tersebut adalah .... A. 6√3 B. 12 C. 12√2 D. 13 E. 13√3 11
  13. 13. KOMPETENSI 2: Mekanika & FluidaKompetensi 2: . Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum dan masalah fluida 2. 1. Menentukan besaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak parabola. 2. 2. Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 2. 3. Menentukan besaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam masalah benda tegar. 2. 4. Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energy dalam kehidupan sehari-hari atau menentukan besaranbesaran yang terkait. 2. 5. Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaran-besaran terkait pada konsep elastisitas. 2. 6. Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi mekanik. 2. 7. Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum kekekalan momentum. 2. 8. Menjelaskan hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 12
  14. 14. Konsep-konsep Kunci:2.1 GerakVt = kecepatan waktu t detik S = jarak yang ditempuhVo = kecepatan awal a = percepatant = waktu g = percepatan gravitasi v0=0 v= 2 gh h t= 2h / g GJB vo=0 v? h1 v= 2g (h1  h2) h2 13
  15. 15. Variasi GLB P Q SP + SQ = AB A B A · SA = SB B P Q SP SP – SQ = AB A B SQGerak Lurus Berubah Beraturan r r2  r11 v =   t t 2  t1 v v 2  v12. a  t t 2  t1 drx dry drz3. vx  ; vy  ; vz  dt dt dt v  vx  v y  vz 2 2 2 dv x dv y dv z4. ax  ; ay  ; az  dt dt dt a  ax  a y  az 2 2 25 Diketahui a(t) t2 v   at   dt t1 14
  16. 16. t26. r   vt  dt t1 h = tinggiVy = kecepatan terhadap sumbu y h1 = ketinggian pertama Vz = kecepatan terhadap sumbu zh2 = ketinggian kedua | v | = kecepatan rata-rata mutlakSP = jarak yang ditempuh P |ā| = percepatan rata-rata mutlakSQ = jarak yang ditempuh Q a x = percepatan terhadap sumbu xAB = panjang lintasan a y = percepatan terhadap sumbu ySA = jarak yang ditempuh A a z = percepatan terhadap sumbu zSB = jarak yang ditempuh B a (t) = a fungsi t v = kecepatan rata-rata V (t) = V fungsi t∆r = perubahan posisi V 1 = kecepatan 1∆t = selang waktu Vx = kecepatan terhadap sumbu xr2 = posisi akhirr1 = posisi awalt1 = waktu awal bergerakt2 = waktu akhir bergerakā = percepatan rata-rata∆V = perubahan rata-rataV2 = kecepatan 22.2. Hukum Newton Tentang Gerak1. Hk. I Newton  Hk. kelembaman (inersia) : Untuk benda diam dan GLB   F  0   Fx  0 dan  Fy  02. Hk. II Newton  a  0  GLBB  F  m a 1   2  m1  m2 a 1  T  m1  a3. Hukum III Newton  F aksi = - F reaksi Aksi – reaksi tidak mungkin terjadi pada 1 benda4. Gaya gesek (fg) : * Gaya gesek statis (fs)  diam  fs = N.s * Gaya gesek kinetik (fk)  bergerak  fk = N. k Arah selalu berlawanan dengan gerak benda/sistem. 15
  17. 17. N=w N = w – F sin N = w + Fsin N = w cos . Statika  F  0 : *  Fx  0 *  Fy  0    0ΣFx = resultan gaya sumbu xΣFy = resultan gaya sumbu yΣF = resultan gayam = massaa = percepatanN = gaya normalμs= koefisien gesek statisμk= koefisien gesek kinetikW = gaya beratα=sudut yang dibentuk gaya berat setelah diuraikan ke sumbu2.3 Memadu Gerak v R  v1  v2  2v1v2 cos 2 21. GLB – GLB VR = kecepatan resultan2. Gerak Peluru V1 = kecepatan benda 1 Pada sumbu x GLB V2 = kecepatan benda 2 Pada sumbu y GVA – GVB Y v x  v0 cos Vo x  v0 cos  t  v y  v0 sin   g  t X 1 2 y  v0 sin   t  gt 2 X = jarak yang ditempuh benda pada sb x Y = jearak yang ditempuh benda pada sb y Vx = kecepatan di sumbu x Syarat : V0 = kecepatan awal  Mencapai titik tertinggi v y  0 t = waktu  Jarak tembak max y0 g = percepatan gravitasi 16
  18. 18. y  h H  Koordinat titik puncak  v0 2 sin 2 v0 2 sin 2    ,   2g 2g     Jarak tembak max tidak berlaku jika dilempar dari puncak ; jadi harus pakai y  h v0 sin 2 2 xmax  g2.4 Gerak Rotasi GERAK TRANSLASI GERAK ROTASI Hu b u n g a n n y a Pergeseran linier s Pergeseran sudut  s=.R Kecepatan linier v Kecepatan sudut  v=.R Percepatan Linier a Percepatan sudut  a=.R Kelembaman m Kelembaman rotasi translasi (momen inersia) I I =  m.r2 ( massa ) Gaya F=m.a Torsi (momen gaya) =I. =F.R Energi kinetic Ek =mv /2 2 Energi kinetik Ek = m /2 2 - Daya P=F.v Daya P=. - Momentum linier p = m.v Momentum anguler L = I . -Gerak dengan Percepatan Tetap GERAK TRANSLASI (ARAH TETAP) GERAK ROTASI (SUMBU TETAP) vt = v0 + at t = 0 +  .t s = vot + / a t 1 2 2  = 0t + 1/2 .t 2 vt 2 = v0 2 + 2 a.s t2 = 02 + 2.s = jaraka = percepatanv = kecepatanR = jari–jari lintasanvt = kecepatan dalam waktu t detikvo = kecepatan awalt = waktu yang ditempuhωt = kecepatan sudut dalam waktu t detikωo= kecepatan sudut awal 17
  19. 19. Besarnya sudut : S  = radian R S = panjang busur R = jari-jari 1f.T=1 f= T 2= atau =2f Tv=Rv1 = v2, tetapi 1  2v1 = v2, tetapi 1  2A = R = C , tetapi v A  vB  vC v2ar = atau ar = 2 R R v2Fr = m . atau Fr = m 2 R R1. Gerak benda di luar dinding melingkar v2 v 2 N = m . g cos  - m . N=m.g-m. R R 18
  20. 20. 2. Gerak benda di dalam dinding melingkar. v2 v2 N=m.g+m. N = m . g cos  + m . R R v2 v2 N=m. - m . g cos  N=m. -m.g R R3. Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal v2 v2 T = m m . g cos  + m T=m.g+m R R v2 v2 T=m. - m . g cos  T=m. -m.g R R4. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunan centrifugal/konis) T cos  = m . g v2 T sin  = m . R L cos Periodenya T = 2 g Keterangan : R adalah jari-jari lingkaran5. Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar. v2 N . k = m . R N = gaya normal N=m.g 19
  21. 21. 2.5 Gravitasi m1  m21. F G Vektor R2 M2. g G Vektor R2 kuat medan gravitasi M3. v  G R massa bumi mM4. Ep  G R5. w A B  mv B  v A 6. HKE v 2  v 2  2GM  1  1   2 1 R R    1 2 F = gaya tarik-menarik antara kedua bendaG = konstanta gravitasim1 = massa benda 1m2 = massa benda 2R = jarak antara dua bendaEp = energi potensial gravitasiV = potensial gravitasiWAB = Usaha dari benda A ke BV1 = kecepatan benda 1V2 = kecepatan benda 22.6 Kesetimbangan Ben da Tegar/MasifMomen: Momen Gaya : =F.l.sin  Momen Kopel : dua gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah, besarnya = F.d Kesetimbangan Translasi : Fx=0,Fy=0 Kesetimbangan Rotasi : =0 Kesetimbangan translasi dan Rotasi : F=0, =0 Kesetimbangan Stabil (mantap) : Apabila gaya dihilangkan, akan kembali ke kedudukan semula.Kesetimbangan (titik berat benda akan naik) Kesetimbangan Indeferen : Gaya dihilangkan, setimbang di tempat berlainan (titik berat benda tetap) Keseimbangan labil : Apabila gaya dihilangkan, tidak dapat kembali semula. (titik berat benda akan turun) 20
  22. 22. 2.7Titik Berat BendaTitik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama ).a. Untuk benda linier ( berbentuk garis )  ln . x n  ln . y n x0  y0  l lb. Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ), maka :  An . x n  An . y n x0  y0  A Ac. Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )  Vn . x n  Vn . y n x0  y0  V VSifat - sifat:1. Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri, maka titik beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut.2. Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak tergantung pada posisi benda.3. Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu ) maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis, maka titik beratnyaterletak pada titik potong ketiga simetri tersebut. ΣFx = resultan gaya di sumbu x ΣFy = resultan gaya di sumbu y Σσ = jumlah momen gayaTabel titik berat teratur linier Nama benda Gambar benda letak titik berat Keterangan 1. Garis lurus x0 = 1 l z = titik tengah garis 2 2. Busur lingkaran tali busur AB y0  R  busur AB R = jari-jari lingkaran 3. Busur setengah lingkaran 2R y0   21
  23. 23. Tabel titik berat benda teratur berbentuk luas bidang homogenNama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan1. Bidang segitiga y0 = 1 t t = tinggi 3 z = perpotongan garis-garis berat AD & CF2.Jajaran genjang,Belah ketupat, y0 = 1 t t = tinggi 2Bujur sangkar z = perpotonganPersegi panjang diagonal AC dan BD3. Bidang juring tali busur AB lingkaran y0  2 R  3 busur AB R = jari-jari lingkaran4.Bidang setengah lingkaran 4R y0  3 R = jari-jari lingkaranTabel titik berat benda teratur berbentu bidang ruang homogenNama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan1. Bidang kulit z1 = titik berat prisma z pada titik bidang alas tengah garis z1z2 y0 = z2 = titik berat 1 l bidang atas 2 l = panjang sisi tegak.2. Bidang kulit t = tinggi silinder. y0 = 1 t silinder 2 ( tanpa tutup ) R = jari-jari A = 2  R.t lingkaran alas A = luas kulit Silinder 22
  24. 24. 3. Bidang Kulit limas T’z = 1 T’ T T’T = garis 3 tinggi ruang4. Bidang kulit kerucut zT’ = 1 T T’ T T’ = tinggi 3 kerucut T’ = pusat lingkaran alas5. Bidang kulit setengah bola. y0 = 1 R R = jari-jari 2Tabel titik berat benda teratur berbentuk ruang, pejal homogenNama benda Gambar benda Letak titik berat Keterangan1. Prisma z pada titik tengah z1 = titik berat beraturan. garis z1z2 bidang alas y0 = 1 l z2 = titik berat 2 bidang atas V = luas alas kali l = panjang sisi tinggi tegak V = volume Prisma2. Silinder Pejal y0 = 1 t t = tinggi silinder 2 R = jari-jari V =  R2 t lingkaran alas3. Limas pejal T T’ = t = tinggi beraturan y0 = 1 T T’ limas beraturan 4 1 = 4 t V = luas alas x tinggi 3 23
  25. 25. 4. Kerucut pejal t = tinggi kerucut y0 = 1 t R = jari-jari lingkaran 4 alas V= 1 3  R2 t5. Setengah bola pejal y0 = 3 R R = jari-jari bola. 82.8 Usaha dan Energi1. w  F cos  s α = sudut kemiringan v = kecepatan 1 22. Ek  mv W = usaha 2 F = Gaya3. Ep  m  g  h s = jarak Ep = Energi Potenaial4. Emek  Ep  Ek m = massa benda g = percepatan gravitasi5. w  Ek h = ketinggian benda dari tanah Ek = Energi Kinetik6. w  Ep Em= Energi mekanik7. HKE (Hukum Kekekalan Energi) Ek1  Ep1  Ek 2  Ep 22.9 Momentum , Impuls dan Tumbukan1. P  mv P = momentum m = massa2. I  F  t v = kecepatan I = impuls I  P3. F= gaya I  mvt  v0  ∆t = selang waktu4. HKM (Hukum Kekekalan Momentum)   m A  v A  m B  v B  m A  v A  mB  v B arah kekanan v + arah ke kiri v - 24
  26. 26.  5. v A  vB e = koefisien tumbukan (kelentingan) e v A  vB6. Jenis tumbukan  Lenting sempurna e 1 HKE HKM  Lenting sebagian 0  e 1 HKM  Tidak lenting sama sekali e  0 HKM h17. e h1 = tinggi benda setelah pemantulan 1 h0 ho = tinggi benda mula-mula8. hn  h0  e 2n hn = tinggi benda setelah pemantulan ke n E hilang = Ek sebelum tumbukan – Ek sesudah tumbukan9. 1 1 2 1   2 1   2   m A v A  mB v B    m A  v A   mB  v B   2 = 2 2  2   2   2.10 Elastisitas1. F kx F = gaya pegas k = konstanta pegas2. 1 x = simpangan pada pegas Ep  k  x2 2 Ep = energi potensial3 kp  k1  k 2 susunan paralel4. 1 1 1   susunan seri ks k1 k 25. P F  L0 E   A  LF = gaya tekan/tarikLo = panjang mula-mulaA = luas penampang yang tegak lurus gaya F∆L = pertambahan panjangE = modulus elastisitasP = stressε = strain2.11 FluidaFluida Tak Bergerak m1.  zat  v2.  relativ  z  air pada 40C 1 gr = 1000 kg  air cm 3 m3 25
  27. 27. m A  mB3. c  v A  vB4. h   z  g  h5. Fh   h  A  z  g  h A6. Hukum Archimedes : Gaya ke atas yang bekerja pada benda besarnya sama dengan jumlah (berat) zat cair yang dipindahkan. FA   z  g  h7. 1Terapung w  FA (jika dibenamkan seluruhnya)  w  FA dalam keadaan setimbang  bd  g  vb   z  g  v 28. Melayang w1  w2   z  g v1  v2 9. Tenggelam w  FA ws  w  FA10. Kohesi (K) Adhesi (A)11. Kapilaritas 2 cos y z  g rFluida Bergerak Vol1. Q  Av t2. Kontinuitas A1v1  A2 v23. Bernoully P    g  h1  1   v1 2  P2    g  h2  1   v2 2 1 2 2 26
  28. 28. ρ = massa jenism = massav = volumeA = luas permukaanP = daya tekanh = ketinggian dari dasarQ = Debitρrelatif = massa jenis relatifSoal-soal Latihan Kompetensi 22. 1. Menentukan besaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau gerak parabola.1. Pengamatan tetesan oli motor yang melaju pada jalan lurus dilukiskan seperti pada gambar! 1. 2. 3. 4. Yang menunjukkan mobil sedang bergerak dengan percepatan tetap adalah .... A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 dan 3 E. 2 dan 42. Seseorang mengendarai mobil dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba melihat seorang anak kecil di tengah jalan pada jarak 200 m di mukanya. Jika mobil di rem dengan perlambatan maksimum sebesar 1,25 m/s2, maka terjadi peristiwa .... A. mobil tepat akan berhenti di muka anak itu. B. mobil lansung berhenti C. mobil berhenti jauh di muka anak itu D. mobil berhenti sewaktu menabrak anak itu E. mobil baru berhenti setelah menabrak anak itu.3. Grafik (v – t) menunjukkan gerak sebuah sepeda pada suatu perlombaan. v (km.jam– 1) A B 50 D 40 30 20 C E 10 F 1 2 3 4 5 6 7 8 t (jam) 27
  29. 29. Bagian grafik yang menunjukkan percepatan paling besar adalah .... A. AB B. BC C. CD D. DE E. EF4. Grafik (v – t) menginformasikan gerak sebuah mobil mulai dari diam, kemudian bergerak hingga berhenti selama 8 sekon seperti pada gambar. v (m/s) C 40 A 30 D 20 B 10 E 1 2 3 4 5 6 7 8 t (s) Jarak yang ditempuh mobil antara t = 5 s sampai t = 8 s adalah .... A. 60 m B. 50 m C. 35 m D. 20 m E. 15 m5. Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km/jam, setelah menempuh jarak 150 m kecepatannya menjadi 72 km/jam. Waktu tempuh mobil adalah .... A. 5 sekon B. 10 sekon C. 17 sekon D. 25 sekon E. 35 sekon6. 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 m7. Sepeda motor bergerak ke arah utara dengan kecepatan 15 m/s. Setelah 4 detik, kecepatannya berubah menjadi 25 m/s. Jarak yang ditempuh sepeda motor tersebut adalah .... m A. 80 B. 120 C. 240 D. 260 E. 300 28
  30. 30. 8. Perhatikan gambar berikut! (g = 10 m.s– 2) v = 2 m.s– 1 1m x Kecepatan bola ketika sampai di tanah adalah .... A. 5 6 m . s1 B. 3 6 m . s1 C. 2 6 m . s1 D. 2 5 m . s1 E. 2 3 m . s19. Sebuah bom dijatuhkan dari sebuah pesawat yang terbang mendatar pada ketinggian 4.500 m dengan kecepatan 720 km.jam–1! (g = 10 m.s– 2) 4.500 m A B tanah Bila bom jatuh di titik B, jarak AB adalah .... A. 1 km B. 3 km C. 6 km D. 12 km E. 24 km10. Perhatikan grafik v-t yang menunjukkan sebuah mobil selama tujuh jam berikut ini! Bagian grafik yang menunjukkan percepatan yang paling besar adalah .... A. AB B. BC C. CD D. DE E. EF 29
  31. 31. 11. Grafik berikut ini melukiskan hubungan antara kecepatan dan waktu dari sebuah benda bergerak lurus. Kecepatan benda setelah bergerak 5 s adalah .... A. - 9 ms-1 B. - 6 ms-1 C. - 4 ms-1 D. - 3 ms-1 E. - 2 ms-112. Perhatikan gambar di bawah ini! 1 kg 3 kg 2 kg r=3m r=2m r = 1,5 m 18 putaran/6 detik 12putaran/3detik 6putaran/12detik (1) (2) (3) Berdasarkan ketiga gambar di atas, pernyataan yang benar tentang kecepatan linier benda adalah .... A. v(1) = v(2) = v(3) B. v(3) > v(2) = v(1) C. v(2) > v(1) = v(3) D. v(1) < v(3) < v(2) E. v(1) > v(2) > v(3)13. Posisi sudut suatu titik pada roda yang berputar dapat dinyatakan sebagai fungsi waktu (t) :   5  10 t  2 t 2  dengan  dalam rad dan t dalam sekon. Besar kecepatan sudut pada waktu t = 3 sekon adalah .... –1 A. 32 rad.s –1 B. 24 rad.s –1 C. 22 rad.s –1 D. 20 rad.s –1 E. 10 rad.s14. Perhatikan gambar berikut ini! Jari-jari roda A = 10 cm, roda B = 20 cm, dan roda C = 40 cm. Jika kecepatan linier roda A = 80 m/s, kecepatan linier roda C adalah .... a. 8 m/s b. 40 m/s c. 80 m/s A B d. 160 m/s C e. 800 m/s15. Roda mesin dalam sebuah pabrik dengan jari-jari 40 cm, berputar dengan kecepatan sudut 50 rad/s. Percepatan sentripetal roda tersebut adalah .... A. 200 m/s2 B. 1.000 m/s2 C. 2.000 m/s2 2 D. 10.000 m/s 2 E. 20.000 m/s 30
  32. 32. 16. Benda yang memiliki massa 2 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan melingkar berjarijari 0,5 m dengan kecepatan 4 m/s (1) Percepatan sentripetalnya 32 m/s2 (2) Gaya sentripetalnya 64 N (3) Periodenya 0,25. s Pernyataan yang benar berkaitan dengan gerak benda tersebut adalah .... A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (2) saja C. (1) dan (3) saja D. (2) dan (3) saja E. (3) saja17. Sebuah benda melakukan gerak melingkar berjari-jari R, kecepatan sudutnya ω, dan percepatan sentripetalnya 4 m/s2, jika kecepatan sudutnya ω/2, percepatan sentripetalnya menjadi 2 m/s2, maka jari-jari lingkarannya menjadi …. A. 2R B. R C. R/2 D. R/4 E. R/818. Sebuah ban sepeda motor berjari-jari 35 cm. Jika ban tersebut menempuh sudut 4. rad dalam waktu 0,5 s, kecepatan linear ban sepeda tersebut adalah .... m/s. A. 8,8 B. 17,5 C. 20,4 D. 25,5 E. 35,519. Sebutir peluru ditembakkan dengan kecepatan 49 m/s dan sudut elevasi 30°. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2, maka waktu yang diperlukan peluru untuk mencapai titik tertinggi .... s A. 2,5 B. 4,0 C. 5,5 D. 6,0 E. 8,52. 2. Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.20. Sebuah karung berisi beras ditarik dengan gaya 50 N. Karung bergerak dengan percepatan 1 m/s2. Jika sekarang ditarik dengan gaya 100 N, maka percepatan gerak karung adalah .... A. 0,5 m/s2 B. 2,0 m/s2 C. 5,0 m/s2 D. 20,0 m/s2 E. 50,0 m/s2 31
  33. 33. 21. Sebuah mobil bermassa 1 ton, selama 5 sekon kecepatannya bertambah secara beraturan dari 10 m/s menjadi 22,5 m/s. Gaya yang diperlukan untuk mempercepat mobil tersebut adalah .... A. 5N B. 25 N C. 250 N D. 2.500 N E. 25.000 N22. Sebuah benda ditarik oleh 3 gaya seperti gambar. F3 = 36 N F1 = 12 N F2 = 24 N Berdasarkan gambar di atas, diketahui : (1) percepatan benda nol (2) benda bergerak lurus beraturan (3) benda dalam keadaan diam (4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya Pernyataan yang benar adalah .... A. (1) dan (2) saja B. (1) dan (3) saja C. (1) dan (4) saja D. (1), (2), dan (3) saja E. (1), (2), (3), dan (4)  23. Sebuah benda ditarik oleh gaya F1 dan F2 pada lantai kasar seperti gambar. F1 = 15 N M = 4 kg F2 = 40 N Jika gaya gesekan antara benda dan lantai sebesar 5 N, maka .... A. benda diam B. benda bergerak lurus beraturan C. bergerak dengan percepatan nol D. bergerak dengan percepatan 2 m.s– 2 E. bergerak dengan percepatan 5 m.s– 224. Balok bermassa 4 kg diletakan pada bidang miring kasar yang membentuk sudut kemiringan  ( tan  = 3/4 ) terhadap bidang datar. Saat balok dilepas, balok bergerak turun sepanjang bidang miring. Jika koefisien gesek kinetis balok dengan bidang 0,5 dan g = 10 m/s2. Percepatan turunnya balok menyelusuri bidang miring adalah ....  32
  34. 34. A. 0,5 m/s2 B. 1,0 m/s2 C. 1,5 m/s2 D. 2,0 m/s2 E. 2,5 m/s225. Sebuah elevator yang massanya 500 kg bergerak vertikal ke bawah dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2,5 m/s2. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, besar tegangan tali penarik elevator adalah : A. 1.250 N B. 1.500 N C. 3.750 N D. 5.000 N E. 6.250 N26. Dua benda yang massanya masing-masing m1 dan m2 mula–mula berjarak 5 cm. Kemudian jaraknya menjadi 10 cm. Perbandingan gaya gravitasi kedua benda tersebut antara keadaan mula-mula dengan akhir adalah : A. 1 : 2 B. 2 : 1 C. 1 : 5 D. 1 : 4 E. 4 : 127. Data fisis planet A dibandingkan planet bumi ditunjukkan tabel berikut! (G = konstanta grafitasi = 6,67 x 10– 11 N.m2.kg– 2) Planet BUMI A Massa M 0,5 M Jari- R 2R jari Berat benda di bumi 100 N, dibawa ke planet A, maka beratnya menjadi .... A. 12,5 N B. 25 N C. 75 N D. 100 N E. 125 N28. Perhatikan gambar di bawah ini! A B MA = 5 x MB rA rA = 10 x rB rB Planet Bumi Planet A MA = massa planet A 33
  35. 35. MB = massa bumi rA = jari-jari planet A rB = jari-jari bumi Jika berat benda di bumi 500 N, maka berat benda di planet A adalah .... A. 10 N B. 25 N C. 75 N D. 100 N E. 250 N29. Sebuah balok massa 5 kg dilepas pada bidang miring licin seperti pada gambar! (g = 10 m/s2 dan tan 370 = 3/4). Percepatan balok adalah .... m/s2. A. 4,5 B. 6,0 C. 7,5 D. 8,0 E. 10,030. Perhatikan gambar di samping! Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepatan 2 m/s2 adalah .... A. 70 N B. 90 N C. 150 N D. 250 N E. 330 N2. 3. Menentukan besaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam masalah benda tegar.30. Gaya F1, F2, F3, dan F4 bekerja pada batang seperti pada gambar. Jarak AB = BC = CD = 1 m. F3 = 20 N F1 = 10 N A B C D F4 = 5 N F2 = 15 N Jika massa batang diabaikan maka momen gaya yang bekerja pada batang AD dengan sumbu putar di titik D adalah …. A. 18 N.m B. 20 N.m C. 30 N.m D. 35 N.m E. 40 N.m 34
  36. 36. 31. Batang AB homogen panjang 6 m dengan massa 4 kg diletakkan seperti pada gambar. 2m O 4m A B Bila batang diputar dengan sumbu putar melalui titik O, momen inersianya adalah …. 2 A. 12 kg.m 2 B. 10 kg.m C. 7 kg.m2 D. 6 kg.m2 E. 4 kg.m232. Seorang penari balet memiliki momen inersia 6 kg m2 ketika kedua lengannya terentang, dan 2 kg m2 ketika kedua lengan di rapatkan ketubuhnya. Jika badan penari sebagai sumbu putar dan penari mulai berputar pada kecepatan 3 putaran/s ketika kedua lengannya terentang, kecepatan sudut penari ketika lengan merapat ke tubuhnya adalah …. A. 6 putaran/s B. 9 putaran/s C. 12 putaran/s D. 15 putaran/s E. 18 putaran/s33. Sebuah bola pejal I  2 MR2  massanya 2 kg dan memiliki jari–jari 10cm bergerak dengan 5 kelajuan 20 m/s sambil berputar. Besar energi kinetik rotasi bola adalah …. A. 80 joule B. 120 joule C. 160 joule D. 400 joule E. 560 joule34. Sebuah silinder pejal I  1 MR2  bermassa M dan jari–jari R menggelinding menuruni 2 sebuah bidang miring dengan sudut kemiringan  terhadap arah mendatar. Percepatan silinder saat menuruni bidang miring adalah …. A. 3 g sin  7 5 B. g sin  7 7 C. g sin  5 2 D. g sin  3 3 E. g sin  2 35
  37. 37. 2. 4. Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari- hari atau menentukan besaran-besaran yang terkait.35. Untuk menarik balok dengan posisi seperti gambar diperlukan gaya 5 N dan menghasilkan usaha sebesar 12 joule. Jika balok bergeser 4,8 m ke kanan, sudut  pada gambar adalah .. F  A. 30o B. 37o C. 45o D. 53o E. 60o36. Sebuah truk bermassa 3,5 ton bergerak dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 72 km/jam. Usaha yang diperlukan untuk menggerakkan truk tersebut adalah .... A. 5,0 x 102 joule B. 1,2 x 103 joule C. 3,5 x 105 joule D. 7,0 x 105 joule E. 3,5 x 106 joule37. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari gedung yang tingginya 50 m. Usaha yang dilakukan benda selama bergerak dari ketinggian 50 m ke ketinggian 20 m (g = 10 m.s – 2) adalah …. A. 300 J B. 400 J C. 500 J D. 600 J E. 700 J38. Grafik berikut menyatakan hubungan gaya (F) yang bekerja pada suatu benda terhadap perpindahan (x). Jika benda mula-mula diam, maka besarnya energi kinetik benda setelah berpindah sejauh 4 m adalah .... F (N) 10 0 x (m) 2 4 A. 10 joule B. 20 joule C. 40 joule D. 55 joule E. 60 joule 36
  38. 38. 39. Sebuah palu bermassa 2 kg dan berkecepatan 20 m/s menghantam sebuah paku sehingga paku masuk ke dalam 5 cm dalam kayu. Besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ini adalah …. A. 400 N B. 800 N C. 4.000 N D. 8.000 N E. 40.000 N2. 5. Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau menentukan besaran-besaran terkait pada konsep elastisitas.40. Seutas kawat panjang 72 cm dan luas penampang 4 mm2 . Kawat tersebut ditarik oleh gaya 2,8 N dan sehingga panjang kawat menjadi 72,06 cm. Modulus elastisitas kawat adalah : A. 6,0 x 108 N/m B. 8,0 x 108 N/m C. 8,4 x 108 N/m D. 8,4 x 103 N/m E. 7,0 x 105 N/m41. Pada percobaan elastisitas suatu pegas diperoleh data seperti tabel di bawah ini. Gaya (N) Pertambahan Panjang (m) 0,98 8.10– 4 1,96 16.10– 4 2,94 24.10– 4 3,92 32.10– 4 Dapat disimpulkan bahwa nilai konstanta pegas tersebut adalah .... A. 1.002 N.m–1 B. 1.201 N.m–1 C. 1.225 N.m–1 D. 1.245 N.m–1 E. 1.250 N.m–142. Pegas dalam posisi vertikal panjangnya 50 cm, kemudian di atas pegas diletakkan batu bermassa 20 gram ternyata pegas menjadi 49 cm. Jika pegas ditekan lagi ke bawah sejauh 4 cm kemudian dilepaskan (g = 10 m.s– 2), maka tinggi maksimum lontaran batu diukur dari tanah adalah .... A. 54 cm B. 57,5 cm C. 58 cm D. 58,5 cm E. 62,2 cm43. Sebuah pegas digantungkan dengan panjang mula–mula 30 cm. Ujung pegas diberi beban 100 gram sehingga panjang pegas menjadi 35 cm. Jika beban tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka energi potensial elastisitas pegas adalah .... A. 0,025 joule B. 0,05 joule 37
  39. 39. C. 0,1 joule D. 0,25 joule E. 0,5 joule44. Sebuah truk fuso memiliki massa 1.800 Kg didukung empat buah pegas. Tiap pegas memiliki tetapan 18.000 N/m. Jika lima orang yang berada dalam mobil memiliki massa total 200 kg, frekuensi getaran mobil ketika melewati sebuah lubang di tengah jalan adalah .... A. 1 Hz 3 1 B. Hz 5 3 C. Hz  D. 3 Hz E. 4 Hz45. Pada gambar berikut mA = 1,5 kg dan g = 10 m/s2 . Jika gesekan kotrol dengan tali di abaikan dan system dalam keadaan seimbang maka massa beban B adalah .... 45o A B A. 1,5 kg B. 1,5 2 kg C. 1,5 3 kg D. 15 kg E. 15 2 kg C46. A B Beban Pada sistem keseimbangan benda tegar seperti gambar di atas. AB batang homogen panjang 80 cm, beratnya 18 N, berat beban = 30 N. BC adalah tali. Jika jarak AC = 60 cm, tegangan pada tali (dalam newton) adalah …. A. 36 N B. 48 N C. 50 N D. 65 N E. 80 N 38
  40. 40. 47. Sebuah tangga panjang L = 10 meter dan bermassa 20 kg bersandar pada tembok. Anggap tembok licin dan lantai kasar dengan koefisien gesekan statis 0,5. Jika Fauzan bermasa 60 kg hendak menaiki tangga, pada jarak berapa diukur dari lantai Fauzan dapat naik saat tangga akan mulai bergerak ? 8m 6m A. nol B. 5,1 m C. 6,2 m D. 7,2 m E. 8,0 m48. Sebuah karton homogen berbentuk seperti gambar berikut. Jarak titik berat karton dihitung dari garis AB adalah .... Y A. 2 cm D B. 4 cm 5 cm C. 5 cm D. 3 2 cm 7 E C 9 E. 2 cm 11 4 cm A 8 cm B49. Perhatikan bentuk benda-benda berikut! t = 16 cm t = 18 cm y0 y0 t = 15 cm Balok Tabung y0 y0 Kerucut pejal r = 12 cm y0 t = 18 cm Setengah bola pejal Prisma kaca Jika seluruh benda berada pada bidang mendatar, maka letak titik berat (y0) yang paling dekat bidang alas adalah .... A. balok B. tabung C. ½ bola pejal D. Prisma kaca E. Kerucut pejal 39
  41. 41. 50. Gambar berikut adalah susunan benda pejal homogen yang terdiri dari silinder pejal dan kerucut pejal. Koordinat titik berat susunan benda terhadap titik O adalah .... sumbu y 30 cm 40 cm sumbu x O (0,0) 20 cm A. (0 ; 20) cm B. (0 ; 20,5) cm C. (0 ; 25,5) cm D. (0 ; 35) cm E. (0 ; 50) cm2. 6. Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan energi mekanik.51. Sebuah ayunan mulai berayun dari titik tertinggi A 45 cm hingga mencapai titik terendah B (lihat gambar). Kelajuan pada saat di titik terendah tersebut (g = 10 m/s2) adalah …. A 45 cm B A. 0,3 m/s B. 0,6 m/s C. 1,2 m/s D. 2,5 m/s E. 3,0 m/s52. Sebuah benda dilempar dari permukaan tanah dan lintasannya berbentuk parabola seperti yang diperlihatkan gambar berikut dengan data: energi kinetik di A (EkA) = 600 J, energi potensial di B (EpB) = 400 J, perbedaan waktu dari A ke B (tA-B) = 1,0 s, perbedaan waktu dari A ke D (tA-D) = 3,0 s, maka : 40
  42. 42. C (1) tA-C = 2 s (2) EkB = 200 J B D (3) EkD + EpD = 600 J (4) tC-D = 1 s Pernyataan yang benar adalah …. A E A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (4) saja E. Semua benar53. 1 kg 2m 1m Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja 2 m/s (lihat gambar). Energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah .... A. 2 J B. 10 J C. 12 J D. 22 J E. 24 J54. Benda A dan B bermassa sama. Benda A jatuh dari ketinggian h meter dan benda B jatuh dari 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m.s–1, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetic sebesar .... A. 2 m v 2 B. m v 2 3 C. m v2 4 1 D. m v2 2 1 E. m v2 455. Sebuah roller coaster mempunyai ketinggian 50 m. Kereta dengan massa 40 kg dan penumpang dengan massa 50 kg berada di tempat paling atas. Berada energi kinetik maksimum kereta dan penumpang ? A. 8,0 x 104 joule B. 7,0 x 104 joule C. 6,0 x 104 joule D. 5,5 x 104 joule E. 4,5 x 104 joule 41
  43. 43. 7. 7. Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum kekekalan momentum.56. Seorang pemain sepakbola menendang bola yang diam dengan gaya 100 N. Bila massa bola 0,8 kg dan lama persentuhan bola dengan kaki 0,1 s, maka kecepatan bola saat meninggalkan kaki pemain adalah .... A. 9 m/s B. 10 m/s C. 12,5 m/s D. 18 m/s E. 80 m/s57. Budi bermassa 60 kg melompat keluar dari perahu bermassa 200 kg yang mula-mula diam pada permukaan air. Jika Budi meloncat ke kanan dengan kelajuan 7 m/s. Besar kelajuan perahu sesaat setelah Budi meloncat adalah .... A. 0 m/s B. 2,1 m/s ke kanan C. 2,1 m/s ke kiri D. 3,2 m/s ke kanan E. 3,2 m/s ke kiri58. Balok A dan balok B yang massanya mA = 5 kg dan mB = 1 kg bergerak saling mendekati dengan kelajuan vA = 2 m/s dan vB = 12 m/s. Kedua balok itu kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel satu sama lain. Kecepatan kedua balok sesaat setelah tumbukan adalah …. A. 0,25 m/s searah dengan gerakan balok A mula-mula B. 0,33 m/s berlawanan arah dengan gerakan balok A mula-mula C. 0,45 m/s berlawan arah dengan gerakan balok A mula-mula D. 0,33 m/s searah dengan balok A mula-mula E. 0,55 m/s searah dengan gerakan balok A mula-mula59. Bola A bermassa 0,4 kg bergerak dengan laju 6 ms–1 dan menumbuk bola B bermassa 0,6 kg yang sedang bergerak mendekat bola A dengan laju 8 ms–1. Kedua bola tersebut bertumbukan tidak lenting sempurna. Laju bola setelah tumbukan adalah .... A. 2,4 m.s–1 searah gerak bola B B. 2,5 m.s–1 searah gerak bola B C. 1,4 m.s–1 searah gerak bola B D. 2,4 m.s–1 searah gerak bola A E. 2,5 m.s–1 searah gerak bola A60. Dua benda yang massanya masing-masing m1 = m 2 = 2 kg bergerak saling mendekati dengan kelajuan v1 = 10 m/s dan v2 = 20 m/s. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah …. A. v11 = – 5 m/s dan v21 = 10 m/s B. v11 = – 10 m/s dan v21 = 10 m/s C. v11 = – 10 m/s dan v21 = 20 m/s D. v11 = – 20 m/s dan v21 = 10 m/s E. v11 = – 20 m/s dan v21 = 20 m/s 42
  44. 44. 2. 8. Menjelaskan hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.61. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah benda yang terapung pada zat cair yang massa jenisnya 1200 kg m-3. Bila diketahui bagian (A) adalah 1/5 dari benda, massa jenis benda tersebut adalah .... A A. 960 kg m-3 B. 900 kg m-3 B C. 800 kg m-3 D. 740 kg m-3 E. 500 kg m-362. Pada gambar berikut, bejana berhubungan diisi dengan air dan oli (air = 1 g/cm3, oli = 0,8 g/cm3). Selisih permukaan oli dan air adalah …. 20 cm oli air A. 1,6 cm B. 3,2 cm C. 4,0 cm D. 5,0 cm E. 16,0 cm63. Sebuah dongkrak hidrolik masing-masing penampangnya berdiameter 3 cm dan 12 cm. Berapakah gaya minimum yang harus dikerjakan pada penampang kecil dongkrak tersebut untuk mengangkat mobil yang beratnya 800 N ? A. 50 N B. 25 N C. 15 N D. 10 N E. 5 N64. Air mengalir dalam suatu pipa yang diameternya berbeda dengan perbandingan 1 : 2. Jika kecepatan air yang mengalir pada bagian pipa yang besar sebesar 40 m/s, maka besarnya kecepatan air pada bagian pipa yang kecil sebesar .... A. 20 m/s B. 40 m/s C. 80 m/s D. 120 m/s E. 160 m/s65. Dari gambar di bawah, P1 dan v1 adalah tekanan dan kecepatan udara di atas sayap, P2 dan v2 adalah tekanan dan kecepatan udara di bawah sayap pesawat. Agar sayap dapat mengangkat pesawat, maka harus memenuhi syarat .... 43
  45. 45. P1 , v1 v P2 , v2 A. P1 = P2 dan v1 = v2 B. P1 < P2 dan v1 > v2 C. P1 < P2 dan v1 < v2 D. P1 > P2 dan v1 > v2 E. P1 > P2 dan v1 < v266. Aliran fluida melalui penampang yang letaknya seperti gambar berikut. Jika luas penampang A dua kali luas penampang B, maka selisih tekanan pada kedua pipa adalah A vA B vB A. 2 ρ vA2 B. 3 ρ vA2 C. 1,5 ρ vA2 D. 2 ρ vA E. 3 ρ vA67. Sebuah tangki diisi air setinggi 3 m. Pada kedalaman 1,8 m di bawah permukaan air terdapat kebocoran hingga air menyemprot keluar dengan kelajuan v. Berapa jarak tempat jatuhnya air ke tanah diukur dari dinding tangki ? (g = 10 m/s2) A. 6,2 6 m B. 2,4 6 m C. 2,0 3 m D. 1,2 6 m E. 1,0 3 m68. Peristiwa kebocoran tangki air pada lubang P dari ketinggian tertentu terlihat seperti pada gambar (g = 10 m.s– 2) Waktu yang diperlukan air, mulai keluar dari lubang hingga mencapai tanah adalah .... A. 1 s B. 2 s C. 2,5 s D. 3 s E. 4 s 44
  46. 46. 69. Gambar di bawah ini menunjukkan peristiwa kebocoran pada tangki air. v 0,5 m X=1 m Kecepatan (v) air yang keluar dari lubang adalah .... A. 2 ms– 1 B. 10 ms– 1 C. 5 ms– 1 D. 2 5 ms– 1 E. 2 10 ms– 170. Perhatikan gambar berikut! Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing-masing 8 cm2 dan 4 cm2, maka kecepatan (v) air memasuki pipa venturimeter adalah …. 15 cm A1 v A2 A. 0,5 m/s B. 1,0 m/s C. 6,0 m/s D. 7,5 m/s E. 8,0 m/s 45
  47. 47. KOMPETENSI 3: Panas & TermodinamikaKompetensi 3: Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal, dan perubahannya yang menyangkut hokum termodinamika dalam penerapannya mesin kalor. 3. 1. Menjelaskan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor, atau asas Black dalam pemecahan masalah. 3. 2. Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan penerapannya. 3. 3. Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin kalor.Konsep-konsep Kunci:3.1 Suhu dan Kalor1. C R F K Td 100 80 212 373 C = celcius R = reamur Air 100 80 180 100 F = fahrenheit tk= suhu dalam kelvin Tb 0 0 32 273 tc = suhu dalam celsius C:R:F=5:4:9 tK = tC + 273 menaikkan suhu Sifat termal zat diberi kalor (panas) perubahan dimensi (ukuran) perubahan wujud2. Muai panjang. ∆L = perubahan panjang  = koefisien muai panjang L = Lo .  . t Lo = panjang mula-mula ∆t = perubahan suhu Lt = Lo ( 1 +  . t ) Lt = panjang saat to ∆A = perubahan luas3. Muai luas. β= koefisien muai luas ∆V = perubahan volume A = Ao .  . t Vo = Volume awal γ = koefisien muai volume At = Ao ( 1 +  . t ) Ao = luas mula-mula4. Muai volume. V = Vo .  . t 46
  48. 48. Vt = Vo ( 1 + .  . t ) =2 Q = kalor =3 m = massa c = kalor jenis  t = perubahan suhu5. Q = m . c. t H = perambatan suhu6. Q = H . t7. H=m.c8. Azas Black. Qdilepas = Qditerima10. Kalaor laten Kalor lebur Q = m . Kl Kl = kalor lebur Kalor uap Q = m . Ku Ku = kalor uap11. Perambatan kalor. Konduksi Konveksi Radiasi k . A.t H= H = h . A . t I = e .  . T4 l A = luas k = koefisien konduksi l = panjang bahan h = koefisien konfeksi I = Intensitas e = emitivitas bahan σ = konstanta Boltzman T = suhu3.2 Teori Kinetik GasGas Ideal1. Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom ataupun molekul-molekul ) dalam jumlah yang besar sekali.2. Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang.3. Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil.4. Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-partikel, sehingga ukurtan partikel dapat diabaikan.5. Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila bertumbukan.6. Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding dianggap licin dan tegar.7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku. N01. n N0 47
  49. 49. v 3kT02. ras = m M R03. m dan k N N004. v 3RT ras = M05. Pada suhu yang sama, untuk 2 macam gas kecepatannya dapat dinyatakan : v v 1 1 ras1 : ras2 = : M1 M206. Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan : v v ras1 : ras2 = T1 : T2 2L07. t Vras 208. F  N . m V ras 3 L 209. P  N . m V ras atau P  1  V 2 ras 3 V 310. 2 N 2 N P . 1 2 mV 2 ras  . Ek 3V 3V11. P . V = K’ . T atau P . V = N. k .T k = Konstanta Boltman = 1,38 x 10-23 joule/0K N12. P . V = n R T dengan n N0 R = 8,317 joule/mol.0K = 8,317 x 107 erg/mol0K = 1,987 kalori/mol0 K = 0,08205 liter.atm/mol0K R P R. T atau P. Mr13. P   T atau    T Mr  Mr R. T14. P1 .V1  P2 .V2 T1 T2 Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.15. Ek  3 Nk .T 2P = tekanan gas idealN = banyak partikel gasm = massa 1 pertikel gasV = volume gasv = kecepatan partikel gasn = jumlah mol gasNo = bilangan AvogadroR = tetapan gas umumM = massa atom relatif 48
  50. 50. k = tetapan boltzmanEk = energi kineticvras = kecepatan partikel gas idealρ = massa jenis gas idealT = suhu3.3 Hukum Termodinamika01. cp - cv = R cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan. cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan.02. panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut: a. Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa : 5 3 c cP  2 R cV  2 R   P  1,67 c V b. Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa : cP  2 R cV  2 R   7 5 c P  1,4 cV  = konstanta Laplace.03. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p.  V 304. Energi dalam suatu gas Ideal adalah : U n. R. T 205.Hukum I Termodinamika Q= U+ W  Q = kalor yang masuk/keluar sistem  U = perubahan energi dalam  W = Usaha luar.Proses-proses pada Hukum I Termodinamika1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.( lihat gambar ). sebelum dipanaskan sesudah dipanaskanDengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac V1 V2  T1 T2Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut : 49
  51. 51. Pemanasan Pendinginan  W =  Q -  U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )1. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar ) Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk : P1 P2  T1 T2Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut : Pemanasan Pendinginan  V = 0 ------- W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )  Q = U2 - U1 Q= U  U = m . c v ( T 2 - T1 )3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.Selama proses suhunya konstan.( lihat gambar ) Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE. P1 V2 = P2 V2Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa : Pemanasan Pendinginan T2 = T1 -------------->  U = 0 ( Usaha dalamnya nol ) 50
  52. 52. V2 V2 W  P1 V1 ( ln )  P2 V2 ( ln ) V1 V1 P P W  P1 V1 ( ln 1 )  P2 V2 ( ln 1 ) P2 P2 V V W  n R T1 ( ln 2 )  n R T2 ( ln 2 ) V1 V1 P P W  n R T1 ( ln 1 )  n R T2 ( ln 1 ) P2 P2 ln x =2,303 log x4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0( lihat gambar ) Sebelum proses Selama/akhir prosesoleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac PV1 P2V2 1  T1 T2Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa : Pengembangan Pemampatan Q = 0 ------ O =  U+ W U2 -U1 = -  W -1 -1 T1.V1 = T2.V2 P1 .V1 -1 -1 1 W = m . c v ( T 1 - T2 ) atau W= ( V2 - V1 )   P1.V1 = P2.V206. HUKUM II TERMODINAMIKA Energi yang bermanfaat   Energi yang dim asukkan W Q2  Q1    Q2 Q2 51
  53. 53. Q1   ( 1 )  100% Q2Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula : T1   ( 1 )  100% T2T = suhuη = efisiensiP = tekananV = volumeW = usahaSoal-soal Latihan Kompetensi 33. 1. Menjelaskan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor, atau asas Black dalam pemecahan masalah.1. Logam A bermassa m pada suhu 0 0C dimasukkan ke dalam cairan B yang bermassa 2m pada suhu 100 oC. Jika perbandingan kalor jenis logam A terhadap kalor jenis cairan B adalah 8 : 1, maka suhu akhir campuran saat seimbang adalah .... A. 20 oC B. 25 oC C. 50 oC D. 75 oC E. 80 oC2. Air panas 100 oC ditambahkan pada 300 gram air yang suhunya 0 oC sampai campuran itu mencapai suhu 40 oC. Massa minimun air panas yang ditambahkan adalah .... A. 50 gram B. 60 gram C. 75 gram D. 120 gram E. 200 gram3. Sebongkah es bermassa 80 g dengan suhu –10 oC (kalor jenis 0,5 kal/g oC dan kalor leburnya 80 kal/g) dimasukkan ke dalam bejana berisi air yang massanya 100 g bersuhu 80 oC (anggap bejana tidak menyerap kalor). Suhu akhir air setelah terjadi keseimbangan kalor adalah .... A. 4,5 oC B. 6,7 oC C. 7,5 oC D. 8,0 oC E. 9,6 oC4. Es bermassa 100 g bersuhu 0 oC dimasukkan ke dalam bejana berisi air 80 cm3 bersuhu 100 oC. Jika bejana tidak menyerap kalor, maka suhu setimbangnya adalah .... (kalor jenis air = 1 kal/g oC, kalor lebur es 80 = kal/g, massa jenis air = 1 g/cm3). 52

×