Pentalogy BIOLOGI SMA

(1)

(2)

CBT UN SMA IPA

Buku ini dilengkapi aplikasi CBT UN SMA IPA android yang dapat di-download di play store dengan kata kunci

“genta group” atau gunakan “qr-code” di bawah.

Kode Aktivasi Aplikasi:

74DSM

Pentalogy FISIKA SMA

Buku ini dilengkapi aplikasi Pentalogy Fisika SMA android yang dapat di-download di play store dengan kata kunci “genta group” atau gunakan “qr-code” di bawah.

5326

Pentalogy BIOLOGI SMA

Buku ini dilengkapi aplikasi Pentalogy Biologi SMA android yang dapat di-download di play store dengan kata kunci

“genta group” atau gunakan “qr-code” di bawah.

5234 GENTA GROUP in PLAY STORE

_ _ _ _

(3)

Kata Pengantar

Pocket Pentalogy Series merupakan lima seri buku pocket yang digunakan untuk membantu siswa-siswi kelas 10, 11, dan 12 SMA/MA untuk memahami konsep dasar mata pelajaran Saintek.

Buku Ringkasan Materi Fisika berisi kumpulan rumus dan ringkasan materi pelajaran untuk SMA. Buku ini dibuat simpel dan dilengkapi peta konsep, serta soal-bahas sehingga memudahkan pengguna dalam mendalami materi dan pengaplikasiannya. Tata letak yang menarik dan berwarna menjadikan buku ini mudah untuk dipelajari.

Program Android yang ada dalam buku ini dapat membantu untuk meningkatkan kemampuan akademik karena adanya sistem penilaian.

Solo, Maret 2016

Penyusun

(4)

Daftar Isi

BAB 1 BESARAN DAN SATUAN ... 1

BAB 2 KINEMATIKA ... 21

BAB 3 DINAMIKA ... 37

BAB 4 USAHA DAN ENERGI ... 55

BAB 5 MOMENTUM DAN IMPULS ... 67

BAB 6 MEKANIKA BENDA TEGAR ... 75

BAB 7 FLUIDA STATIS DAN DINAMIS ... 89

BAB 8 GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI ... 107

BAB 9 SUHU DAN KALOR ... 131

BAB 10 TEORI KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA ... 139

BAB 11 OPTIK GEOMETRI ... 155

BAB 12 OPTIK FISIS ... 181

BAB 13 LISTRIK STATIS ... 195

BAB 14 LISTRIK DINAMIS ... 211

BAB 15 MAGNET DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK ... 229

BAB 16 RELATIVITAS ... 255

BAB 17 FISIKA MODERN ... 265

BAB 18 FISIKA INTI ... 273

BAB 19 PEMANASAN GLOBAL ... 291

BAB 20 TEKNOLOGI DIGITAL ... 307

(5)

PB Ringkasan Materi

Fisika

TIPE SOAL FISIKA UJIAN NASIONAL ... 331 TIPE SOAL FISIKA SBMPTN ... 349 PEMBAHASAN TIPE SOAL FISIKA

UJIAN NASIONAL ... 373 PEMBAHASAN TIPE SOAL FISIKA SBMPTN .. 395 DAFTAR PUSTAKA ... 419 TENTANG PENULIS ... 421

(6)

1 Ringkasan Materi Fisika

PB Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA

B E S A R A N D A N SATUAN

1

Po c k e t

Pe n t a l o g y

S e r i e s

(7)

2 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA 3

Ringkasan Materi Fisika

2 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA

Peta Konsep

BESARAN DAN SATUAN

Besaran Pokok dan Besaran

Turunan

Besaran Skalar dan Besaran

Vektor

Sistem Satuan dan

Dimensi

Pengukuran

Angka Penting

Besaran Vektor

Positif- Negatif Vektor

(8)

Peta Konsep

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai tertentu, dinyatakan dengan angka, dan memiliki satuan tertentu. Sementara itu, satuan diartikan sebagai pernyataan yang menjelaskan dari suatu besaran.

A. Besaran Pokok dan Besaran Turunan --- 

Secara umum, besaran dibedakan menjadi besaran pokok dan besaran turunan.

1. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lainnya. Ada tujuh macam besaran pokok beserta simbolnya, yaitu:

Besaran Pokok Simbol

Panjang l

Massa m

Waktu t

Kuat Arus i

Suhu T

Intensitas cahaya I

Jumlah zat N

2. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Contoh besaran turunan dan simbolnya dituliskan dalam tabel berikut.

Besaran Turunan Simbol

Luas A

Volume V

Massa Jenis ρ

Tekanan p

Usaha W

(9)

B. Sistem Satuan dan Dimensi 

1. Sistem Satuan

Sistem satuan yang digunakan baik besaran pokok maupun besaran turunan adalah sistem Satuan Internasional (SI) atau sistem metrik.

Sistem metrik dikenal sebagai sistem mks yang merupakan singkatan dari meter, kilogram, dan sekon. Dalam satuan SI terdapat awalan-awalan yang merupakan pangkat dari 10.

Perhatikan tabel berikut ini!

Awalan Singkatan Kelipatan

Piko p 10^-12

Nano n 10^-9

Mikro μ 10^-6

Mili m 10^-3

Senti c 10^-2

Desi d 10^-1

Deka da 10¹

Hekto h 10²

Kilo k 10³

Mega M 10⁶

Giga G 10⁹

Tera T 10¹²

Sementara itu, satuan dari besaran pokok ditunjukkan melalui tabel berikut.

Besaran Pokok Satuan

Panjang m

Massa kg

Waktu s

Kuat Arus A

Suhu K

Intensitas Cahaya cd

Jumlah Zat mol

(10)

Adapun satuan pada besaran turunan diperoleh dari hasil perumusan besaran turunan tersebut. Satuan dari besaran turunan sebagai berikut.

Besaran

Turunan Satuan

Luas m²

Volume m³

Massa Jenis kg/m³

Tekanan Pa atau kgm^-1s^-2 Usaha joule atau kgm²s^-2 2. Dimensi

Dimensi suatu besaran menyatakan sebuah besaran yang tersusun dari besaran-besaran pokok. Berikut ini dimensi dari besaran pokok:

Fluida Dinamis Dimensi

Panjang [L]

Massa [M]

Waktu [T]

Kuat Arus [I]

Suhu [θ]

Intensitas Cahaya [J]

Jumlah Zat [N]

Contoh dimensi dari beberapa besaran turunan sebagai berikut.

Fluida Dinamis Dimensi

Luas [L²]

Volume [L³]

Massa Jenis [ML^-3]

Tekanan [ML^-1T^-2]

Usaha [ML²T^-2]

(11)

Contoh:

4,238 maka dibulatkan menjadi 4,24 b. Apabila angka terakhir hasil

perhitungan kurang dari lima, angka akan dibulatkan ke bawah.

Contoh:

3,212 maka dibulatkan menjadi 3,21 c. Apabila angka terakhir hasil

perhitungan tepat sama dengan lima, angka akan dibulatkan ke atas jika angka sebelum angka lima angka ganjil. Jika angka sebelum angka lima adalah bilangan genap, angka dibulatkan ke bawah.

Contoh:

2,435 dibulatkan menjadi 2,44 2,125 dibulatkan menjadi 2,12 5. Notasi Ilmiah

Notasi ilmiah hasil pengukuran dapat dituliskan sebagai berikut.

a × 10ⁿ

a = bilangan penting dengan nilai 1 ≤ a ≤ 10

n = orde yang dituliskan dengan bilangan bulat

Contoh Soal ================

1. Seorang anak mengukur tebal buku dan menunjukkan skala seperti gambar.

0 1 2 3 4 5 6 50 4540

Dari skala yang ditunjukkan maka tebal buku adalah …

A. 9,56 mm B. 8,65 mm C. 7,55 mm D. 6,95 mm E. 5,95 mm

(UN 2013)

(12)

12 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA Pembahasan:

Berdasarkan gambar pengukuran dengan menggunakan mikrometer sekrup, pembacaan hasil pengukuran tebal buku sebagai berikut.

1) Skala utama berdekatan dengan selubung luar menunjukkan angka 5,5.

Oleh karena itu, nilai skala utamanya 5,5 mm.

2) Garis pada selubung luar yang berimpit dengan garis mendatar skala utama menunjukkan angka 45. Nilai dari skala nonius dihitung dengan mengalikan skala terkecil jangka sorong (45 × 0,01 mm) = 0,45 mm.

3) Tebal buku berdasarkan mikrometer sekrup

= skala utama + skala nonius

= 5,5 mm + 0,45 mm

= 5,95 mm

Jadi, tebal buku berdasarkan pengukuran sebesar 5,95 mm.

Jawaban: E 2. Perhatikan gambar pengukuran panjang

balok berikut ini!

3 4

0 5 10

Hasil pengukuran yang diperoleh adalah … A. 3,00 cm

B. 3,04 cm C. 3,09 cm D. 3,19 cm E. 4,19 cm

(UN 2010) Pembahasan:

Hasil pengukuran panjang balok dengan menggunakan jangka sorong sebagai berikut.

(13)

1) Skala utama yang berdekatan dengan skala nol nonius menunjukkan angka 3,1.

Oleh karena itu, skala utama terbaca 3,1 cm.

2) Skala nonius yang berimpit dengan skala utama menunjukkan angka 9.

Nilai dari skala nonius dihitung dengan mengalikan skala terkecil jangka sorong (9 × 0,01 cm) = 0,09 cm.

3) Panjang balok berdasarkan jangka sorong

= skala utama + skala nonius

= 3,1 cm + 0,09 cm

= 3,19 cm

Jadi, hasil pengukuran panjang balok menggunakan jangka sorong adalah 3,19 cm.

Jawaban: D 3. Seorang siswa mengukur diameter sebuah

lingkaran hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah … (π = 3,14) A. 267 cm

B. 26,7 cm C. 2,67 cm D. 0,267 cm E. 0,0267 cm

Keliling lingkaran dirumuskan sebagai berikut.

K = πD

K = (3,14)(8,50 cm)

= 26,69 cm

Berdasarkan aturan perkalian angka penting, hasil dari perkalian angka penting mengikuti angka yang memiliki angka penting paling sedikit. Dalam soal, angka penting paling sedikit berjumlah tiga buah angka penting. Oleh karena itu, hasilnya harus memiliki tiga angka penting. Angka

(14)

14 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA 69 yang berada di belakang koma dapat dibulatkan sehingga hasilnya menjadi 26,7 yang memiliki tiga buah angka penting.

Jawaban: B

E. Besaran Vektor --- 

Besaran Vektor merupakan besaran yang mempunyai nilai dan arah. Maka, hal penting yang harus diperhatikan adalah arah, yang biasanya disajikan dalam koordinat kartesius.

Penguraian persamaan vektor menjadi vektor satuan. Jika disajikan gambar:

3N

60^O 60^O

6N Komponen x = F_x = F cos θ Komponen y = F_y = F sin θ Besar atau Nilai Vektor

R 2 2

X Y

F = F F+

Arah Vektor: jika sudah diketahui nilai vektor satuan, arah resultan dari

beberapa vektor dapat ditentukan dengan mengetahui sudutnya terhadap sumbu X.

Persamaan rumusnya

Tangen F

F

F F

Y X

θ

Sehingga arc tan

=

(15)

F. Positif-Negatif Vektor --- 

Nilai positif atau negatif vektor ditentukan oleh arah vektor.

Di sumbu x, ke kanan positif, ke kiri negatif.

Di sumbu y, ke atas positif, ke bawah negatif.

Langkah untuk menyelesaikan soalnya vektor dalam koordinat kartesius sebagai berikut:

1. menguraikan tiap vektor pada sumbu X dan Y;

2. menjumlahkan semua vektor pada masing masing sumbu X dan Y; dan 3. meresultankan jumlah vektor di sumbu

X dan Y.

G. Besaran Skalar dan Besaran Vektor --- 

Besaran berdasarkan nilai dan arahnya dibedakan menjadi besaran skalar dan besaran vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai, tetapi tidak memiliki arah. Contoh dari besaran skalar, antara lain jarak, daya, massa jenis, luas, tekanan, dan volume. Sementara itu, besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Contoh dari besaran vektor, antara lain perpindahan, kecepatan, percepatan, dan momentum.

Sebuah vektor dinotasikan dengan huruf besar atau di atas huruf tersebut diberikan anak panah seperti A

atau B

. Besar dari sebuah vektor dinotasikan dengan tanda harga mutlak |A

|dan

|B

|. Lambang suatu vektor juga dinotasikan dengan huruf besar yang dicetak tebal, seperti A dan B serta besarnya vektor dinotasikan dengan huruf miring, seperti A dan B.

1. Resultan Vektor

Vektor jika berada di sumbu X dan sumbu Y akan memiliki vektor satuan i, j, dan k, sedangkan jika berada

(16)

16 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA di sumbu X, Y, dan Z akan memiliki vektor satuan i, j, dan k. Adapun contohnya sebagai berikut.

A = 2i – 5j + 3k B = 4i + 2j – 6k

A+ B = (2 + 4)i + (-5 + 2)j + (3 + (-6))k = 6i – 3j – 3k

A – B = (2 – 4)i + (-5 – 2)j + (3 – (-6))k = -2i – 7j + 9k

Jika dua vektor A dan B mengapit sudut α, resultan vektornya sebagai berikut.

= ²+ ²+ α R A B 2AB cos 2. Perkalian Vektor

a. Perkalian Titik (Dot Product) Aturan perkalian titik untuk vektor satuan i, j, dan k sebagai berikut.

i.i = j.j = k.k = 1

Selain perkalian vektor tersebut, nilai perkalian titik lainnya akan bernilai nol. Jika hasil kali titik mengapit sudut α, akan dirumuskan sebagai berikut.

= α

    A.B A B cos

b. Perkalian Silang (Cross Vektor) Aturan perkalian silang untuk vektor satuan i, j, dan k sebagai berikut.

i x j = k i x k = -j j x k = i k x j = -i k x i = j j x i = -k

Selain perkalian vektor tersebut, nilai perkalian silang lainnya bernilai nol. Perhitungan perkalian titik juga dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut.

Contoh:

= + +



A b c d B e f g

i j k

i j k

 × A B

(17)

eb i

fc j

gd k

eb i

fd j

(kiri) (kanan)

 ×

A B = kanan – kiri

Dengan hasil masih dalam bentuk vektor.

Jika perkalian silang dua buah vektor mengapit sudut α, dirumuskan sebagai berikut.

× = α

    A B A B sin

Contoh Soal ================

1. Perhatikan gambar!

F₂ Y 37^o

37^o F₁

F₃

X

Vektor F₁ = 9 N, F₂ = 15 N, dan F₃ = 10 N diletakkan pada diagram kartesius seperti gambar. Resultan ketiga vektor di atas adalah … A. 6 N

B. 8 N C. 10 N D. 12 N E. 16 N

Langkah dalam menyelesaikan soal tersebut adalah

Uraikan vektor!

• Jumlahkan vektor yang sama sumbu!

•

(18)

18 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA F_1X = 9 N F_1Y = 0 N

F_2x = - F sin 37^o

= -9 N F_2y = F cos 37^o = 12 N F _3x = F cos 37^o

= 8 N F_3x = - F sin 37^o = - 6 N F_x total = 8 N F_y total = 6 N Menghitung resultan vektor

( )

= …

= +

2 2

R X Y

2 2

R

F F F

F 8 6

10 N . C

Jawaban: C 2. Seorang anak berjalan lurus 10 meter ke

barat, kemudian belok ke selatan sejauh 12 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 15 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal …

A. 18 meter arah barat daya B. 14 meter arah selatan C. 13 meter arah tenggara D. 12 meter arah timur E. 10 meter arah tenggara

12 m 10 m

15 m

∆R U

Arah perpindahan ke tenggara Besar perpindahan (R)

R = R =

13 m C x² y²

2 2

5 12 + +

= …

( )

Jawaban: C

(19)

3. Perhatikan gerak benda berikut ini!

y(m) B

- 5 - 5 0

3 A

10 x (m)

Mulai bergerak

berhenti

Perpindahan yang dialami benda sebesar ...

A. 23 m B. 21 m C. 19 m D. 17 m E. 15 m

F = F =

17 m D

R R

x² y²

2 2

15 8 +

+

= …

( )

Jawaban: D 4. Seorang anak ke sekolah naik sepeda

dengan lintasan seperti pada gambar.

Rumah

Sekolah 700 m

300 m

300 m Perpindahan anak tersebut dari

keberangkatannya sampai tiba di sekolah adalah …

A. 300 m B. 400 m C. 500 m D. 700 m E. 900 m

(UN 2008)

(20)

PB Ringkasan Materi Fisika

20 Pocket Pentalogy Series 10 l 11 l 12 SMA Pembahasan:

Dari gambar cukup jelas arah perpindahannya

300 m

300 m 700 m

∆r

Besar perpindahan oleh anak tersebut adalah

P P

5 m...ke arah tenggara

R R

=

= +

+ x² y²

2 2

400 300 00

Jawaban: C

(21)