a Sistem Tata Surya
4) Hukum Kepler
Matahari, benda terbesar dalam tata surya kita dan bergerak jauh lebih lambat daripada planet-planet. Matahari merupakan pusat acuan kerangka inersial hal ini merupakan usulan Copernicus yang membantu seorang astronom bernama Johannes Kepler untuk membuktikan hukum-hukum gerakan planet sebagai hasil analisisnya. Hukum-hukum inilah yang disebut hukum-hukum kepler.
a) Hukum kepler 1
Planet-planet bergerak membentuk orbit elips dengan matahari pada salah satu fokus (titik apinya).
49
Gambar 2. Orbit planet berbentuk elips
b) Hukum kepler 2
Kedudukan suatu planet relatif terhadap matahari menyapu luasan yang sama dari elipsnya dalam waktu yang sama.
Gambar 3. Luasan yang disapu dari elips sama
c) Hukum kepler 3
Kuadrat periode revolusinya sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet-planet dari matahari.
Karena nilai Ks konstan maka perbandingan rumus untuk hukum kepler 3 adalah:
50
ASSESMEN
Pilih salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Sonar memancarkan gelombang ultrasonik ke objek sasaran yang diam. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1.400 m/s dan sinyal diterima kembali sonar setelah waktu 100 s, maka jarak benda terhadap sonar adalah … A. 140.000 m B. 70.000 m C. 14.000 m D. 7.000 m E. 700 m
2. Cahaya dan bunyi mempunyai persamaan dan perbedaan sebagai berikut: (1) Keduanya adalah gejala gelombang
(2) Cahayanya adalah gelombang elektromagnetik, sedangkan bunyi gelombang mekanik
(3) Cahaya adalah gelombang transversal, sedangkan bunyi gelombang longitudinal
(4) Kecepatan rambatnya sama Pertanyaan yang benar adalah … A. (1), (2), (3)
B. (1), (3) C. (2), (4) D. (4)
E. (1), (2), (3), (4)
3. Pada suatu saat terlihat kilat dan 10 detik kemudian terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya 3 x 108 m/s dan kecepatan bunyi 340 m/s. Maka jarak antara tempat asal kilat dan pengamat …
A. 34 meter B. 3.400 meter C. 10.200 meter D. 3 x 108 meter E. 3 x 109 meter
4. Berapakah kecepatan gelombang bunyi di udara pada suhu 270 C? Diketahui γ = 1,4. M=28,8 x 10-3 kg/mol dan R = 8,31 J.mol-1 K-1. A. 34,81 m/s
B. 348,1 m/s C. 3481,0 m/s D. 34810,0 m/s E. 348100,0 m/s
51
5. Berikut disajikan data cepat rambat bunyi dalam beberapa medium yang berbeda:
Dari data tabel diatas dapat diketahui bahwa kerapatan medium yang dilalui gelombang bunyi berbeda, maka dapat disimpulkan secara berurutan B-C-D- E-F, medium tersebut adalah …
A. Kayu keras-Gelas-Plastik-Alumunium-Besi B. Gelas-Plastik-kayu keras-Alumunium-Besi C. Besi-Gelas-Plastik-Alumunium-Kayu keras D. Plastik-Kayu keras-Alumunium-Besi-Gelas E. Alumunium-Besi-Gelas-Plastik-Kayu keras
6. Sebuah ampermeter dipasang seri pada suatu rangkaian tertutup.
Penunjukan skalanya seperti pada gambar berikut. Besar kuat arus yang terukur dapat dilaporkan ….. A
A. 10 B. 2 C. 6 D. 4 E. 8
7. Benda diletakkan dimuka cermin cekung yang berfokus 15cm, agar bayangan yang terjadi 3 kali semula dan nyata, benda tersebut harus diletakkan didepan cermin sejauh…
A. 10 cm C. 20 cm E. 45 cm B. 15 cm D. 30 cm
8. Didepan sebuah cermin cembung dengan jari-jari 30 cm terdapat sebuah benda. Ternyata diperoleh bayangan maya dengan perbesaran ½ kali. Jarak bayangan tersebut ke cermin adalah…
A. 15 cm C. 7,5 cm E. 1,25 cm Medium Cepat rambat gelombang bunyi
B 5.000 m/s C 4.500 m/s D 2.680 m/s E 5.100 m/s F 4.000 m/s 0 A 10 A 0 • • • • 4 5 3 2 1
52
B. 10 cm D. 22,5 cm
9. Seseorang ingin melihat bayangannya sendiri pada sebuah cermin datar. Jarak antara mata dengan ujung kaki 170cm, sedang jarak antara mata dan atas kepala 7cm, maka ukuran tinggi cermin paling sedikit adalah…
A. 15,5 cm C. 35 cm E. 85 cm B. 88 cm D. 160 cm
10.Berikut merupakan salah satu bunyi hukum snellius tentang pemantulan yaitu…
A. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar
B. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal tidak terletak pada satu bidang datar
C. Sudut datang lebih besar dari pada sudut pantul D. Sudut datang lebih kecil dari pada sudut pantul
E. Perbandingan sinus sudut datang dengan sudut pantul merupakan konstanta
11.Sebuah benda dengan tinggi h diletakkan di depan cermin datar pada jarak s, maka bayangan yang terbentuk akan memiliki…
A. Memiliki tinggi lebih dari h, berjarak lebih jauh dari s dari depan cermin, memiliki sifat maya
B. Sama tingginya dengan h, berjarak sama dengan s dari depan cermin datar, memiliki sifat nyata
C. Memiliki tinggi kurang dari h, berjarak sama dengan s dari cermin datar, memiliki sifat maya
D. Sama tingginya dengan h, berjarak sama dengan s dari depan cermin datar, memiliki sifat maya
E. Memiliki tinggi kurang dari h, berjarak sama dengan s dari cermin datar, memiliki sifat nyata
12.Seberkas sinar merambat dari medium yang indeks biasnya n1 ke medium n2
seperti gambar. Pernyataan yang benar adalah…
A. n1 sin α = n2 sin β D. n1 cos α = n2 sin β
B. n1 sin β = n2 sin α E. n1 sin α = n2 cos β
C. n1 cos β = n2 sin α
13.Rumus-rumus pada cermin dan lensa yang diajarkan di sekolah antara lain: adalah dengan asumsi bahwa berkas sinar yang datang berupa
α β
n1
53
sinar-sinar paraksial. Rumus tersebut tidak tepat bila di aplikasikan pada:
A. lensa datar C. lensa cembung E. cermin cekung B. cermin datar D. cermin cembung
14.Sebuah trafo di dalam radio berfungsi menurunkan tegangan dari 220 V menjadi 11 V. Jika jumlah lilitan kumparan primer 1.100 lilitan, efisiensi trafo 50%, dan arus yang diperkenankan lewat pada radio 0,5A. Tentukan jumlah lilitan sekunder …
A. 55 lilitan C. 45 lilitan E. 35 lilitan B. 50 lilitan D. 40 lilitan
15.Rangkaian pada gambar di bawah ini akan digunakan untuk menyalakan lampu yang masing-masing bertuliskan 6 V 1,8 W.
Berdasarkan gambar dibawah, pada rangkaian tersebut akan terjadi …. A. Jika hanya S1 dan St ditutup, lampu L1 akan menyala terang
B. Jika hanya S2 dan St ditutup, lampu L2 akan menyala terang C. Jika S1, S2 dan St ditutup, lampu L1 dan L2 menyala terang D. Jika S1, S2 dan St ditutup, lampu L1 dan L2 dua-duanya mati E. Jika S1, S2 dan St ditutup, lampu L1 menyala dan L2 akan mati
16.Pada pergerakan planet mengelilingi matahari ada istilah aphelion dan perihelion. Berikut merupakan keterangan yang tepat untuk hal tersebut adalah …
A. Saat aphelion dan perihelion planet memiliki laju maksimum B. Saat aphelion dan perihelion planet memiliki laju minimum
C. Saat aphelion memiliki laju minimum dan saat perihelion planet memiliki laju maksimum
54
D. Saat aphelion memiliki laju maksimum dan saat perihelion planet memiliki laju minimum
E. Saat aphelion dan perihelion planet memiliki laju yang sama
17.Berikut adalah langkah untuk mengetahui bahwa sebuah benda bermagnet, yaitu dengan cara ….
A. menyentuhkan benda yang diuji ke magnet, menggantung magnet dan mengidentifikasi jenis kutub magnet
B. menyentuhkan magnet yang sudah diketahui jenis kutubnya kepada benda yang diuji kemagnetannya dan mendekatkan benda yang diuji ke kawat berarus listrik
C. mendekatkan kompas jarum ke benda yang diuji dan mengamati gerakan kompas jarum
D. membentangkan kawat berarus listrik dan mengamati kelengkungan kawat
E. mengaliri benda yang diamati dengan arus listrik dari baterai
18.Suatu titik disekitar penghantar lurus yang berarus listrik searah terdapat medan magnet. Kuat medan magnet di titik itu tidak berubah jika …
A. arus listrik pada penghantar besar B. jarak titik ke penghantar mengecil C. arus listrik pada penghantar mengecil D. diameter penghantar mengecil E. permeabilitas bahan konstan
19.Untuk mengetahui hambatan pada lampu yang terpasang dalam rangkaian tertutup dengan mengukur arus dan tegangan lampu tersebut. Langkah- langkah yang benar adalah …
A. memasang ampermeter paralel dengan lampu, voltmeter seri dengan lampu, membaca besarnya arus listrik dan tegangan dan membagi besar arus dengan besar tegangan
B. memasang voltmeter paralel dengan lampu, ampermeter seri dengan lampu, membaca besarnya arus listrik dan tegangan dan membagi besar arus dengan besar tegangan
C. memasang ampermeter paralel dengan lampu, voltmeter seri dengan lampu, membaca besarnya arus listrik dan tegangan dan membagi besar tegangan dengan besar arus
D. memasang voltmeter paralel dengan lampu, ampermeter seri dengan lampu, membaca besarnya arus listrik dan tegangan dan membagi besar tegangan dengan besar arus
E. memasang ampermeter paralel dengan lampu, voltmeter seri dengan lampu, membaca besarnya arus listrik dan tegangan dan mengkalikan besar tegangan dengan besar arus
20.Seorang guru IPA SMP sedang mengorganisasikan materi dan bahan ajar. Kompetensi yang akan dikembangkan adalah “Mendeskripsikan hubungan
55
energi dan daya listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari”. Di bawah ini adalah materi-materi yang akan diorganisasikan:
1. Daya listrik 2. Energi listrik
3. kWh-meter dirumah
4. Alat listrik yang berhubungan dengan gerak 5. Alat listrik yang berhubungan dengan panas Urutan materi yang paling tepat adalah … A. 2-1-3-4-5
B. 1-2-3-4-5 C. 1-2-4-5-3 D. 2-1-4-5-3 E. 4-1-3-2-5
21.Rumah Apta setiap malam menyalakan 2 lampu teras 25 W, 2 lampu belakang 15 W, lampu kamar 20 W dan lampu tangga 5 W. lampu-lampu dinyalakan pada pukul 18.00 hingga pukul 6.00 pagi. Tentukan biaya listrik selama 30 hari jika harga 1 kWh = Rp. 275,00.
A. Rp. 10.395,00 C. Rp. 103.950,00 E. Rp.34.650,00 B. Rp. 346,50 D. Rp. 3.465,00
22.Pernyataan berikut benar untuk kumparan primer pada trafo, kecuali … A. tegangannya selalu lebih besar daripada tegangan pada kumparan
sekunder
B. dihubungkan dengan listrik AC
C. besar tegangannya bergantung perbandingan jumlah lilitan pada kedua kumparan
D. besar arusnya berbanding lurus terhadap tegangan pada kumparan sekunder
E. dayanya berbanding lurus terhadap daya pada kumparan sekunder
23.Trafo berikut mampu memanaskan logam melalui ujung paku yang terhubung ke kumparan sekunder. Trafo ini memiliki efisiensi 90% dan Vp 220V. Diketahui arus pada kumparan primer dan sekunder berturut-turut adalah 5A dan 15A. berapakah tegangan pada kumparan sekunder Vs ? A. 66 V C. 6,6 V E. 660V
B. 990 V D. 99 V
24.Semakin banyak lilitan pada kumparan, maka arus induksi … A. makin kecil D. makin lambat gerakannya B. makin besar E. gerakannya tetap C. makin cepat gerakannya
25.Jarak titik api lensa besarnya sama dengan... A. jari-jari kelengkungan lensa
B. dua kali jari-jari kelengkungan lensa C. setengah jari-jari kelengkungan lensa
56
D. sepertiga jari-jari kelengkungan lensa
E. penjumlahan jarak benda dan jarak bayangan
26.Lensa cembung tipis mempunyai jarak fokus = f. Sebuah benda diletakkan di depan lensa tersebut pada jarak lebih pendek dari jarak fokus lensa. Sifat bayangannya adalah...
A. maya, tegak, diperkecil B. maya, tegak, diperbesar C. nyata, terbalik, diperkecil D. maya, terbalik, diperbesar E. nyata, tegak, diperbesar
27.Dua buah lensa mempunyai jarak fokus berturut-turut 20 cm dan -5 cm. Kuat lensa gabungan sebesar ….. dioptri
A. -15 D. 5 B. -10 E. 10 C. -5
28.Kuat lensa dari sebuah lensa cembung dengan fokus 20 cm adalah… A. 20 dioptri D. 1 dioptri
B. 10 dioptri E. 5 dioptri C. 2 dioptri
29.Pengembalian suatu berkas cahaya yang bertemu dengan bidang batas antara dua medium disebut…cahaya
A. Pemantulan D. Penyebaran B. Pembiasan E. Pengumpulan C. Pembelokan
30.Cahaya yang mengenai cermin akan mengalami pemantulan… A. Baur D. Divergen
B. Semu E. Konvergen C. Teratur
31.Seberkas cahaya yang melewati dua medium yang berbeda mengalami perubahan…cahaya
A. Arah D. Indeks bias B. Kelajuan E. Kelengkungan C. Pembiasan
32.Sudut yang terbentuk antara sinar datang dengan garis normal disebut sudut…
A. Bias D. Kritis B. Batas E. Datang C. Pantul
33.Sebuah elekstroskop yang bermuatan listrik disentuh tangan, maka keping emas …
A. Bertambah mekar B. Berkurang mekarnya
57
C. Bertambah mekar kemudian kembali kekeadaan semula D. Tidak berubah
E. Akan bermuatan positif
34.Alat Van de Graaff bekerja berdasarkan peristiwa … A. Induksi listrik
B. Medan listrik
C. Penggosokan antar bahan D. Pelepasan elektron E. Penangkapan elektron
35.Apabila atom suatu benda melepaskan elektron, maka benda tersebut akan bermuatan …
A. Negatif B. Positif C. Netral
D. Negatif dan positif E. Positif dan netral
36.Cara berikut yang tidak termasuk memberi muatan listrik, adalah … A. Menggosokkan sisir plastik ke kain wol
B. Menggosokkan kaca ke sutra C. Menggosokkan ebonit ke wol
D. Menggosokkan kawat ke aliran listrik E. Menggosokkan balon dengan kain sutra
37.Sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif jika digosokkan dengan kain wol karena …
A. Muatan positif dari ebonit pindah ke wol B. Elektron dari wol pindah ke ebonit C. Muatan positif dari wol pindah ke ebonit D. Elektron dari ebonit pindah ke wol
E. Muatan positif dan elektron ebonit berpindah ke wol 38.Berikut merupakan bunyi hukum Keppler ke II adalah …
A. Planet-planet bergerak membentuk orbit elips dengan matahari pada salah satu fokus (titik apinya).
B. Kedudukan suatu planet relatif terhadap matahari menyapu luasan yang sama dari elipsnya dalam waktu yang sama.
C. Kuadrat periode revolusinya sebanding dengan pangkat tiga jarak rata- rata planet-planet dari matahari.
D. Besar gaya aksi yang diberikan planet ke planet yang lain hasilnya sama dengan gaya reaksi yang ditimbulkan tetapi memiliki arah yang berlawanan.
E. Semua planet dalam tata surya mengalami gerak lurus beraturan
39.Berikut cara pembuatan magnet yang dapat dilakukan dalam kehidupan sehari-hari, kecuali …
58
A. Memberikan arus listrik B. Dengan cara induksi
C. Menggosokkan dengan magnet kuat dengan arah yang searah D. Mendekaktkan bahan yang bersifat magnet dengan magnet kuat E. Memukul-mukulkan bahan yang bersifat magnet dengan magnet kuat 40.Untuk memperoleh elektromagnet yang lebih kuat, maka yang harus
dilakukan adalah …
A. Kumparan harus lebih panjang B. Jumlah lilitan diperbanyak
C. Kawat kumparan harus harus lebih kecil D. Lilitan dibuat lebih besar
59 Kunci Jawaban 1. B 11. D 21. A 31. B 1. A 12. B 22. A 32. E 2. B 13. A 23. A 33. A 3. B 14. A 24. B 34. A 4. C 15. C 25. C 35. B 5. E 16. D 26. B 36. D 6. C 17. C 27. A 37. B 7. D 18. C 28. E 38. B 8. E 19. D 29. B 39. E 9. A 20. A 30. C 40. B
60
GLOSARIUM
Ampermeter : alat untuk mengukur arus listrik Ampere : satuan SI untuk kuat arus listrik
Arus listrik : gerak elektron dari satu kutub sumber listrik Baterai : alat penghimpun dan pembangkit listrik
Beda potensial : selisih tegangan listrik antara dua titik yang ditinjau Energi listrik : bentuk energi yang berhubungan dengan suatu muatanlistrik
Gelombang elektromagnetik: energi yang dipancarkan oleh getaran listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus satu sama lain juga tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang dan tidak memerlukan medium dalam perambatannya dan dapat merambat dalam vakum
Generator : mesin yang mengubah energi mekanis menjadi tenaga listrik Karbon : unsur nonlogam yang termasuk golongan IV tabel berkala Magnet : setiap bahan yang dapat menarik logam
Muatan listrik : sifat-sifat dasar pada partikel-partikel elementer darimateri ada dua macam muatan, yaitu muatan positif dan negatif, muatan yang sama akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang berbeda akan tarik menarik
Penghantar listrik : zat yang dapat menghantarkan listrik
Rangkaian pararel : rangkaian dengan elemen-elemen yang terhubung sede- mikian rupa sehingga terjadi pembagian arus di antara elemen-elemen tersebut
Tegangan : gaya gerak listrik atau beda potensial listrik yang diukurdalam volt (V)
Transformator : alat untuk mengubah tegangan sumber arus bolak-balik yang mempunyai kumparan primer yang dihubungkan dengan input dan kumparan sekunder yang dihubungkan dengan output
61
