Bunyi dan Cahaya Gelombang Bunyi Gelombang Cahaya

Setelah mempelajari bab ini, pesera didik mampu: 1. memahami sifat-sifat gelombang bunyi dan memahami fenomena-fenomena bunyi seperti efek Doppler, resonansi, serta frekuensi harmonik pada dawai dan pipa organa; 2. memahami karakteristik cahaya sebagai gelombang serta memahami penerapan sifat polarisasi gelombang cahaya dalam teknologi. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mengolah data hasil praktikum kemudian menarik kesimpulan berdasarkan data akhir yang diperoleh; 2. memecahkan penyebab fenomena yang terjadi dalam kehidupan berkaitan dengan gelombang cahaya melalui pengamatan.. Bunyi dan Cahaya. Gelombang Bunyi. • • •. Melakukan diskusi kecepatan bunyi dalam zat padat. Melakukan praktikum menentukan variabel dalam fenomena dawai. Melakukan praktikum menentukan variabel dalam fenomena pipa organa.. Gelombang Cahaya. •. •. • •. • • • • • • •. Melakukan diskusi tentang fenomena alam berkaitan dengan sifat cahaya dapat terdispersi. Melakukan percobaan mandiri membuktikan sifat cahaya dapat terdifraksi menggunakan keping CD bekas dan laser. Melakukan praktikum penyelidikan pola difraksi menggunakan kisi dan laser. Melakukan studi literatur dilanjutkan diskusi menentukan cara kerja LCD.. Mensyukuri nikmat Tuhan telah diciptakannya gelombang bunyi dan cahaya yang memiliki karakteristik unik yang menunjang teknologi ciptaan manusia untuk mempermudah kehidupan. Mampu menjelaskan tentang kelajuan bunyi pada benda padat dengan kegiatan eksplorasi dan diskusi. Mampu mengidentifikasi variabel-variabel dalam fenomena dawai dan pipa organa melalui kegiatan praktikum. Mampu mengidentifikasi dan menganalisis fenomena alam dikaitkan dengan karakteristik cahaya. Mampu menganalisis difraksi cahaya menggunakan keping CD bekas. Mampu mengidentifikasi variabel-variabel difraksi oleh kisi melalui kegiatan praktikum. Mampu menjelaskan cara kerja LCD berdasarkan sifat polarisasi cahaya pada kristal cair.. Fisika Kelas XII. 1.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Bunyi adalah gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk merambat. Bunyi merupakan gelombang longitudinal karena memiliki arah rambat sejajar dengn arah getarnya. Gelombang bunyi juga dapat dibiaskan jika melewati dua medium yang berbeda indeks biasnya. Selain itu, bunyi juga mengalami difraksi saat melalui celahcelah sempit. 2. Jawaban: c Angkasa merupakan ruang hampa udara sehingga gelombang bunyi tidak dapat merambat melaluinya. Gelombang cahaya, gelombang radio, gelombang inframerah, dan gelombang ultraviolet dapat merambat tanpa ada medium (ruang hampa udara). Dengan demikian, gelombang bunyi bintang yang meledak tidak bisa sampai ke bumi. 3. Jawaban: b Diketahui: T = 0°C ρ = 1.000 kg/m3 B = 2,1 × 109 N/m3 Ditanyakan: v Jawab: v = =. B. ρ 2,1 × 109 N/m3 1.000 kg/m3. = 1.449 m/s = 1,45 km/s. Jadi, kelajuan bunyi dalam air sebesar 1, 45 km/s. 4. Jawaban: a Diketahui: vs = 0 vp = +vp Ditanyakan: fp Jawab: fp = =. v ± vp v ± vs v + vp v +0. fs fs =. v + vp v. fs. Jadi, persamaan yang benar adalah pilihan a. 5. Jawaban: d Diketahui: v vA vB fA. = 1.533 m/s = 8 m/s = 9 m/s = 1.400 Hz. Ditanyakan: fB Jawab: fB = =. Bunyi dan Cahaya. ⎛ 1.533 m/s + 9 m/s ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 1.533 m/s − 8 m/s ⎠. (1.400 Hz). = 1.415,6 Hz ≈ 1.416 Hz Jadi, frekuensi yang dideteksi awak kapal selam B sebesar 1.416 Hz. 6. Jawaban: d Benda memiliki frekuensi alami. Begitu juga gelas juga memiliki frekuensi alaminya sendiri. Ketika dentuman memiliki frekuensi yang sama dengan frekuensi alami gelas dan sefase, amplitudo getaran gelas menjadi besar. Mengingat energi getaran sebanding dengan kuadrat amplitudo maka energi getaran gelas juga menjadi sangat besar. Ketidakmampuan gelas menahan energi yang bekerja padanya menyebabkan gelas pecah. 7. Jawaban: e Resonansi adalah peristiwa bergetarnya sebuah benda karena getaran benda lain yang disebabkan oleh kesamaan frekuensi getaran dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar. Contoh peristiwa resonansi dapat dilihat pada opsi a, b, c, dan d. Sementara peristiwa pada opsi e adalah efek Doppler. 8. Jawaban: d Diketahui: A = 0,80 m v = 400 m/s Ditanyakan: f0 Jawab: f0 =. 2(0) + 1 v 2A v. 400 m/s. = 250 Hz = 2A = 2(0,80 m) Jadi, frekuensi nada dasar 250 Hz. 9. Jawaban: a Diketahui: m = 16 g = 0,016 kg A = 80 cm = 0,8 m F = 800 N Ditanyakan: f0 Jawab: Nada dasar pada dawai: v = =. 2. ⎛ v + vB ⎞ ⎜ ⎟ fA ⎝v −vA ⎠. FA m. (800 N)(0,8 m) 0,016 kg. =. 40.000 m2 /s2 = 200 m/s.

v. Jawab:. 200 m/s 2(0,8 m). I2 I1. =. ⎛ R1 ⎞ ⎜R ⎟ ⎝ 2⎠. I2 I. =. ⎛ R1 ⎞ ⎜ 3R ⎟ ⎝ 1⎠. I2 I. =. 1 9. f0 = 2A =. = 125 Hz. Jadi, frekuensi nada yang dihasilkan sebesar 125 Hz. 10. Jawaban: c Diketahui: Abuka f0 buka Adawai v vdawai Ditanyakan: n Jawab: f0 buka = fn dawai v 2A 340 m/s 2(0,25 m). =. n +1 v 2A. =. n +1 2(1,5 m). = 25 cm = 0,25 m = fn dawai = 150 cm = 1,5 m = 340 m/s = 510 m/s. (510 m/s). 680/s = (n + 1)(170/s) n+1 =. 680/s 170/s. n+1 =4 n =3 Jadi, frekuensi yang dihasilkan adalah nada atas ketiga. 11. Jawaban: d Hubungan antara panjang pipa dan panjang gelombang untuk pipa organa terbuka adalah: L=. 1 λ, 2 0. λ,. 3 λ, 2 2. 2. 2. x = 3L Hubungan antara panjang pipa dan panjang gelombang untuk pipa organa tertutup adalah: 3. 5. L′ = 4 λ0, 4 λ1, 4 λ2, . . . Untuk nada atas kedua berlaku: 5. 4. L′ = 4 λ2 atau λ2 = 5 L′ Oleh karena panjang kedua pipa sama, yaitu L′ = L′ maka perbandingan panjang gelombang adalah: x y. =. 2 L 3 4 L′ 5. 1 I 9 1. Jadi, besar intensitas akhir menjadi 9 kali intensitas semula atau menurun 9 kali dari intensitas semula. 13. Jawaban: d Diketahui: TI1 = 80 dB n = 10 Ditanyakan: TI2 Jawab: TI2 = TI1 + 10 log n = 80 + 10 log 10 = 80 + 10 = 90 Jadi, taraf intensitasnya 90 dB. 14. Jawaban: e I1 =. P A. → I2 = 2. TI1 = 10 log. I1 I0. P A. = 2I1. → TI2 = 10 log. 5. = 6. Jadi, x : y = 5 : 6. 12. Jawaban: a Diketahui: R2 = 3R1 I1 = I Ditanyakan: I2. I2 I0. = 10 log. 2I1 I0. = 10(log. I1 I0. .... L = 2 λ2 atau λ2= 3 L. 1. 2. → I2 =. Untuk nada atas kedua berlaku: 3. 2. + log 2). = TI1 + 10 log 2 Kelajuan bunyi tidak berubah dengan asumsi kerapatan udara tidak berubah. Oleh karena nada yang dimainkan sama, maka panjang gelombang dan frekuensi tidak berubah. Jadi, parameter fisis yang berubah menjadi dua kali semula adalah intensitas. 15. Jawaban: d Peristiwa layangan bunyi adalah timbulnya bunyi keras lemah secara bergantian karena perbedaan frekuensi sedikit antara dua sumber bunyi. Pada perbedaan frekuensi antara 0-4 Hz, pelayangan bunyi belum terjadi karena pada selisih frekuensi itu telinga manusia belum sensitif untuk membedakan. B. Uraian 1. Diketahui:. v = 1.533 m/s x = 110 m Ditanyakan: t. Fisika Kelas XII. 3.

Jawab: x =. vt 2. 4. Diketahui: →t = =. 2x v 2(110 m) 1.533 m/s. = 0,14 s. Jadi, waktu yang dibutuhkan lumba-lumba untuk mendeteksi mangsanya adalah 0,14 sekon.. F1 = 100 N f1 = f0 f2 = 2f0 Ditanyakan: F2 Jawab: 1. f0 : 2f0 = 2L. 2. Frekuensi gema klakson mobil akan terdengar lebih tinggi karena terjadi efek Doppler. Dinding tebing dianggap sebagai sumber bunyi karena memantulkan bunyi klakson mobil. Mobil bergerak mendekati dinding yang diam, sehingga persamaan efek Doppler sebagai berikut. fp =. v ±vp v ±0. fs. Berdasarkan persamaan tampak bahwa frekuensi yang diterima pendengar lebih besar. I = 2 × 10–7 W/m2 n =2 Ditanyakan: ΔTI Jawab:. 3. Diketahui:. TI1 = 10 log. 2 × 10 −7 1 × 10 −12. 4 × 10 −7 1 × 10 −12. = 10 log 4 × 105 = 10 log 105 + 10 log 4 = 50 + 6 = 56 ΔTI = TI2 – TI1 = 56 dB – 53 dB = 3 dB Jadi, kenaikan taraf intensitas yang dialami karyawan tersebut sebesar 3 dB.. A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Cahaya mengalami pembiasan ketika melalui dua medium yang berbeda indeks biasnya. Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika melewati medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat. Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika melewati medium lebih rapat menuju medium yang. 4. Bunyi dan Cahaya. =. 1 2. =. 1 2. =. F2. 1 μ : 2L. μ. F1 F2. 100 F2. 10 F2. F2 = 400 N Jadi, tegangan dawai sebesar 400 N. 5. Diketahui:. v = 340 m/s f3 = 240 Hz Ditanyakan: L Jawab: a. Pipa organa terbuka. = 10 log 2 × 105 = 10 log 105 + 10 log 2 = 50 + 3 = 53 TI2 = 10 log. 1 2. F1. f3 = 240 Hz =. b.. (n + 1)v 2L. =. (3 + 1)v 2L. 2v. = L. 2(340 m/s) L. L ≈ 2,83 m Panjang minimum pipa berkisar 2,83 m. Pipa organa tertutup f3 =. (2(3) + 1)v 4L 7. f3 = 4L v 7. 240 Hz = 4L (340 m/s) L=. 2.380 m/s 960 Hz. ≈ 2,48 m. Jadi, panjang minimum pipa berkisar 2,48 m.. kurang rapat. Pada peristiwa pembiasan juga dapat terjadi pemantulan ketika sudut datang lebih besar dari sudut kritis. Keadaan ini hanya terjadi jika cahaya merambat dari medium rapat ke medium kurang rapat. Oleh karena itu, pernyataan yang tepat adalah (1), (3), dan (4). 2. Jawaban: c Meskipun tidak terkena cahaya matahari langsung, sesungguhnya benda-benda di sekitar kita.

memantulkan cahaya matahari dan masuk ke mata. Peristiwa ini yang menyebabkan efek terang pada ruangan. Pemantulan yang terjadi adalah pemantulan baur karena sinar tidak selalu jatuh pada permukaan yang licin dan mengilap. 3. Jawaban: e Sinar matahari tergolong cahaya polikromatis. Ketika dilewatkan pada sebuah prisma akan terjadi dispersi cahaya. Dispersi ini adalah efek pembiasa cahaya oleh masing-masing frekuensi penyusun cahaya putih. Urutan pembiasan cahaya dimulai dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang terbesar dan frekuensi terkecil yaitu merah-jinggakuning-hijau-biru-nila-ungu. Oleh karena itu, pernyataan yang paling tepat adalah pernyataan pada opsi e. 4. Jawaban: a Jika sinar datang membentuk sudut 60° terhadap cermin, sudut datangnya sebesar 30°. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk antara sinar datang dengan garis normal. Berdasarkan hukum pemantulan, besar sudut pantul sama dengan besar sudut datang. Oleh karena itu, sudut pantulnya sebesar 30°. 5. Jawaban: b Sesuai hukum pembiasan, cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika melewati medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat. Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika melewati medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat. Pada opsi a, kaca lebih rapat dibandingkan udara sehingga pembiasan seharusnya mendekati garis normal. Pada opsi c, udara lebih renggang dibandingkan kaca sehingga pembiasan seharusnya menjauhi garis normal. Pada opsi d, air lebih rapat dibandingkan udara sehingga pembiasan seharusnya mendekati garis normal. Pada opsi e, kaca lebih rapat dibandingkan udara sehingga pembiasan seharusnya mendekati garis normal, lalu menjauhi garis normal. Oleh karena itu, jawaban yang paling tepat adalah opsi b. 6. Jawaban: d Interferensi maksimum orde ke-n adalah: 1 2. d sin θ = nλ atau d sin θ = (2n) λ d sin θ sebesar 2n dari setengah panjang gelombang. 7. Jawaban: c Diketahui: y d L n. = 3 × 10–2 m = 0,2 × 10–3 m =2m =2. Ditanyakan: λ Jawab: yd L (3 × 10. −2. m) (0,2 × 10 2m. −3. m). = nλ = 2λ. 2 λ = 3 × 10–6 m. λ=. 3 × 10−6 2. m. λ = 1,5 × 10–6 m = 1.500 nm Jadi, panjang gelombangnya 1.500 nm. 8. Jawaban: e Diketahui: N = 20.000 garis/cm Ditanyakan: d Jawab: d = =. 1 N 1 20.000 garis/cm. = 5 × 10–5 cm = 5 × 10–7 m. Jadi, nilai konstanta kisi difraksi tersebut sebesar 5 × 10–7 m. 9. Jawaban: c Diketahui: λ d L n Ditanyakan: y Jawab: yd L. = 9 × 10–7 m = 0,01 mm = 1 × 10–5 m = 20 cm = 0,2 m =2. = nλ. y= =. nλL d (2)(9 × 10 −7 )(0,2 m) 1 × 10 −5 m. = 3,6 × 10–2 m = 3,6 cm. Jadi, jarak terang orde dua dengan terang pusat sejauh 3,6 cm. 10. Jawaban: d Cara memperoleh cahaya terpolarisasi sebagai berikut. 1) Penyerapan selektif (absorpsi) 2) Pembiasan ganda 3) Pemantulan 4) Hamburan 11. Jawaban: c Cahaya dilewatkan larutan gula akan mengalami polarisasi karena pemutaran arah getar. Langit berwarna biru karena peristiwa hamburan cahaya. Hamburan adalah salah satu cara membuat cahaya terpolarisasi. Cahaya dari udara menuju air akan mengalami pembiasan dan pemantulan yang menyebabkan cahaya terpolarisasi. Pola spektrum oleh kisi adalah peristiwa difraksi. Oleh karena itu, peristiwa polarisasi ditunjukkan oleh pernyataan (1), (2), dan (3).. Fisika Kelas XII. 5.

12. Jawaban: c Diketahui: λ L d n Ditanyakan: y2 Jawab: y2 = =. B. Uraian = 4.500 Å = 4,5 × 10–7 m = 1,5 m = 0,3 mm = 3 × 10–4 m =2. Lnλ d (1,5 m)(2)(4,5 × 10 −7m) 3 × 10 −4. = 4,5 × 10–3 m = 4,5 mm. Jadi, jarak pita terang kedua dari terang pusat sebesar 4,5 mm. 13. Jawaban: b Diketahui: λ = 520 nm = 520 × 10–9 m = 5,20 × 10–7 m d = 0,0440 mm = 4,4 × 10–5 m Ditanyakan: θ Jawab: d sin θ = nλ 4,4 × 10–5 sin θ = 1(5,20 × 10–7) sin θ =. 5,20 × 10−7 4,4 × 10 −5. θ = arc sin (0,0118) θ = 0,68° Jadi, besar sudut difraksi dari terang pusat ke terang orde pertama sebesar 0,68°. 14. Jawaban: e LED menggunakan sumber cahaya berupa light emitting diode sehingga konsumsi listriknya lebih hemat. Keunggulan LED yang lain adalah memiliki kontras gambar yang lebih tajam. LED dan LCD sama-sama menggunakan kristal cair untuk mempolarisasi cahaya. Ukuran keduanya juga relatif sama tipis. LED memiliki risiko terjadinya deadpixel (piksel mati), sedangkan LCD tidak memiliki risiko tersebut. 15. Jawaban: e Cahaya memiliki dua arah getar. Ketika cahaya memasuki polarisator horizontal, arah getar vertikal cahaya akan terpolarisasi (terserap) sehingga hanya tersisa arah getar horizontal. Jika cahaya yang hanya memiliki arah getar horizontal melewati polarisator vertikal, arah getar tersebut akan terpolarisasi sehingga seluruh arah getar cahaya terserap. Akibatnya, tidak ada berkas cahaya yang diloloskan.. 6. Bunyi dan Cahaya. 1. Minyak yang tumpah akan menghasilkan lapisan tipis. Jika terkena sinar matahari, akan terjadi interferensi. Warna-warna indah pada permukaan minyak ditimbulkan oleh adanya perbedaan fase gelombang yang mengenainya. 2. Diketahui: d = 0,5 mm = 5 × 10–4 m L = 100 cm = 1 m y = 0,4 mm = 4 × 10–4 m n =1 Ditanyakan: λ Jawab: yd L. λ. = nλ =. yd nL. =. (4 × 10−4 )(5 × 10−4 ) (1)(1m). = 2 × 10–7 m Jadi, panjang gelombang yang digunakan 2 × 10–7 m.. λ = 500 nm = 5 × 10–7 m L=1m n=2 y = 4 cm = 4 × 10–2 m Ditanyakan: d Jawab:. 3. Diketahui:. y. sin θ = L sin θ =. 4 × 10−2 m 1m. = 4 × 10–2. sin θ = 4 × 10–2 d sin θ = nλ nλ. d = sin θ =. 2(5 × 10−7 m) 4 × 10−2. = 2,5 × 10–5 m. Jadi, lebar celah 2,5 × 10–5 m. 4. Tinjau hukum pembiasan sin θ i sin θ r. =. n2 n1. sin θ i sin θ r. =. 1,333 1. → sin θr =. sin θi 1,333. = 0,75 sin θ1. Hasil dari penurunan persamaan ini membuktikan bahwa besar sudut bias lebih kecil dari sudut datang. Oleh karena itu cahaya tampak mendekati garis normal. 5. Ketika kisi dikenai sinar polikromatik, akan terbentuk pola gelap terang. Pola terang terdiri atas spektrum warna pelangi. Sementara jika kisi dilewati sinar monokromatik, akan terbentuk pola gelap terang pula. Pola terang bukan berupa spektrum, tetapi warna sesuai frekuensi..

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Bunyi dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan interferensi (pemaduan). Namun, bunyi tidak dapat mengalami dispersi karena peristiwa dispersi hanya dapat dialami oleh cahaya. Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromatik menjadi monokromatik melalui karena melewati prisma. Bunyi juga tidak mengalami polarisasi. Polarisasi adalah penyerapan arah getar. Bunyi tidak dapat terpolarisasi karena mempunyai arah getar yang sejajar dengan arah rambat. 2. Jawaban: c Diketahui: I = 10–9 W/m2 I0 = 10–12 W/m2 n = 100 Ditanyakan: TIn Jawab: TIn = TI + 10 log n = 10 log = 10 log. I I0. + 10 log 100. = 10 log 1.000 + 10 log 100 = 30 + 20 = 50 Jadi, taraf intensitas bunyi 100 mesin ini sama dengan bunyi mobil (3). 3. Jawaban: a Diketahui: v = 325 m/s v s = 25 m/s Ditanyakan: fp : fp 1 2 Jawab: Saat sumber bunyi mendekati pendengar: fp = 1. v v − vs. fs =. 325 325 − 25. fs =. 325 300. fs. Saat sumber bunyi menjauhi pendengar: fp = 2. v v + vs. fp : fp = 1. 2. fp1 fp2 fp1 fp2. =. fs =. 325 300. 325 325 + 25. fs :. 325 350. fn = f2 = 1.700 Hz = A=. n +1 v 2A 3v 2A 3(340 m/s) 2A 3(340 m/s) (1.700 Hz)(2). = 0,3 m = 30 cm. Jadi, panjang suling adalah 30 cm.. + 10 log 100. 10−9 10−12. 4. Jawaban: e Diketahui: f2 = 1.700 Hz v = 340 m/s n =2 Ditanyakan: A Jawab. fs = 325 fs 350. fs. 350 300. = 7 6. Jadi, perbandingan antara frekuensi yang diterima pada saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah 7 : 6.. 5. Jawaban: e Kesimpulan efek Doppler 1) Apabila pergerakan sumber bunyi dan pendengar mengakibatkan jarak keduanya berkurang maka frekuensi pendengar menjadi lebih besar (fp > fs). 2) Apabila pergerakan sumber bunyi dan pendengar mengakibatkan jarak keduanya bertambah maka frekuensi terdengar menjadi lebih kecil (fp < fs). 3) Meskipun sumber bunyi dan pendengar bergerak tetapi jarak keduanya konstan maka frekuensi terdengar tetap (f p = f s ) dan pergerakan medium tidak akan berpengaruh. Dengan demikian: 1) Sumber dapat mengejar pendengar sehingga jarak keduanya semakin kecil, akibatnya frekuensi terdengar bertambah (fp > fs). Pernyataan 1) benar 2) Pendengar mendekati sumber yang diam sehingga jarak keduanya semakin kecil, akibatnya frekuensi terdengar bertambah. (fp > fs) Pernyataan 2) benar 3) Sumber menjauhi pendengar yang diam sehingga jarak keduanya semakin besar, akibatnya frekuensi terdengar berkurang. (f p < fs) Pernyataan 3) benar 4) Jarak sumber dengan pendengar konstan sehingga frekuensi terdengar tetap (fp = fs) meskipun medium bergerak. Pernyataan 4) benar. Fisika Kelas XII. 7.

6. Jawaban: b Diketahui: TI = 60 dB n = 100 Ditanyakan: TIn Jawab: TIn = TI + 10 log n = 60 + 10 log 100 = 60 + 20 = 80 Jadi, taraf intensitas bunyi yang dihasilkan 100 buah sumber bunyi adalah 80 dB. 7. Jawaban: e Diketahui: vp vs fs v Ditanyakan: fp Jawab: fp = fp = =. v ± vp v ± vs v v − vs. =0 = 25 m/s = 420 Hz = 325 m/s. fs. (420 Hz). 325. = 300 (420 Hz) = 455 Hz Jadi, frekuensi bunyi sirene yang terdengar 455 Hz. 8. Jawaban: b (1) Seseorang dapat mendengar percakapan orang lain meskipun di ruangan berbeda karena bunyi mampu melewati celah-celah sempit karena bunyi dapat terdifraksi. (2) Ledakan bintang di luar angkasa tidak terdengar sampai bumi karena di luar angkasa tidak terdapat udara sebagai medium perambatan bunyi. Oleh karena itu, bunyi termasuk gelombang mekanik. (3) Gaung adalah peristiwa datangnya bunyi pantul sebelum bunyi asli habis. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat dipantulkan. (4) Meskipun sedang di dalam air (misal berenang), kita masih mampu menangkap percakapan/suara dari luar air. Hal ini membuktikan bunyi merambat dalam medium zat air. 9. Jawaban: c Kelelawar mengeluarkan bunyi ultrasonik dari mulutnya untuk mendeteksi makanan. Bunyi akan mengenai benda (makanan), lalu memantul. Gelombang pantul akan dideteksi oleh sound radar yang dimiliki telinga kelelawar. Itulah cara kelelawar mendeteksi makanannya.. 8. 11. Jawaban: c Ultrasonografi atau biasa disebut dengan USG adalah metode pencitraan dengan gelombang ultrasonik. Gelombang dipancarkan ke bendabenda yang akan dicitrakan. Setiap benda memiliki koefisien transmisi dan refleksi berbeda-beda. Perbedaan intensitas gelombang pantul yang terdeteksi inilah yang menimbulkan citra benda. 12. Jawaban: b Diketahui: v = 1.200 m/s ρ = 0,7 g/cm3 = 700 kg/m3 Ditanyakan: B Jawab: v=. fs. 325 m/s (325 − 25) m/s. 10. Jawaban: c Percakapan mampu terdengar karena bunyi merambat melalui benang. Benang dalam keadaan tegang mampu mengantarkan bunyi dari kaleng satu ke kaleng yang lain. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa bunyi dapat merambat melalui medium padat.. Bunyi dan Cahaya. B. 2 ρ →B = v ρ. = (1.200 m/s)2(700 kg/m3) = 1,008 × 109 kg/ms2 = 1,008 × 109 Pa Jadi, modulus Bulk zat cair sebesar 1,008 × 109 Pa. 13. Jawaban: c Diketahui: A = 1,10 m f = 130 Hz m = 9,0 g Ditanyakan: F Jawab: Pada nada dasar: λ = 2A = (2)(1,10 m) = 2,20 m Cepat rambat gelombang pada dawai: v =fλ = (130 Hz)(2,20 m) = 286 m/s Tegangan senar: v=. FA m. →F = =. mv 2. A (9 × 10 −3 kg)(286 m/s)2 2,20 m. = 334,62 N Jadi, tegangan senar sebesar 334,62 N. 14. Jawaban: a Diketahui: fgarputala = 400 Hz flayangan = Δf = Ditanyakan: fgitar Jawab: fgitar = fgarputala ± Δf. 20 getaran 5 detik. = 4 Hz.

= 400 Hz ± 4Hz = 404 Hz atau 396 Hz Jadi, frekuensi gitar kemungkinan 404 Hz atau 396 Hz. 15. Jawaban: c Pancaran dari kedua bohlam tidak memiliki hubungan fase yang konstan satu sama lain sepanjang waktu. Gelombang-gelombang cahaya dari bohlam mengalami perubahan fase secara acak dalam selang waktu kurang dari 1 ns. Mata manusia tidak dapat mengikuti perubahan secepat itu sehingga efek interferensi yang terjadi tidak teramati. Dalam hal ini, bohlam adalah sumber polikromatik yang inkoheren. 16. Jawaban: e nk nu. Diketahui:. =. 3. Ditanyakan: i dan r Jawab: sin i sin r. =. nk nu. sin i sin r. 3 =. Misalkan diambil nilai i = 60° dan r = 30° maka sin 60o. 3 = sin 30o 3 = 3 =. 1 2. Jawab: yd L. = nλ. λ= =. yd nL (5 × 10 −3 )(2 × 10 −3 ) m2 (1)(3 m). = 3,3 × 10–6 m = 3.300 nm Jadi, panjang gelombang yang digunakan 3.300 nm. 19. Jawaban: c Diketahui: λ d n L Ditanyakan: y Jawab: yd L. = nλ 2(1× 10−7 m)(2 m). nλL. y= d = (1× 10−3 ) m = 4 × 10–4 m = 4 × 10–2 cm Jadi, jarak terang ke-2 dengan terang pusat 4 × 10–2 cm. 20. Jawaban: c Diketahui: N = 4 × 105 garis/m. θ = 37° (tan 37° =. 3 1 2. sehingga dapat diambil nilai sudut datang dan sudut bias masing-masing 60° dan 30°. 17. Jawaban: b Diketahui: i = 30° na = 1,75 Ditanyakan: r Jawab: nu sin i = na sin r. =. 3 ) 4. n =2 Ditanyakan: λ Jawab:. 3. sin r =. = 100 nm = 1 × 10–7 m = 1 mm = 1 × 10–3 m =2 =2m. nu sin i na. 1( sin 30°) 1,75. sin r = 0,28 r = 16,6° Jadi, sendok akan terlihat membengkok dengan sudut 16,6°. 18. Jawaban: d Diketahui: y L d n Ditanyakan: λ. = 5 mm = 5 × 10–3 m =3m = 2 mm = 2 × 10–3 m =1. 1. d = N =. 1 4 × 105 garis/m. = 2,5 × 10–6 m. d sin θ = n λ. λ=. d sin θ n (2,5 × 10−6 m)( 5 ) 3. =. 2. = 7,5 × 10–7 m. Jadi, panjang gelombang cahaya yang digunakan sebesar 7,5 × 10–7 m. 21. Jawaban: c Diketahui: λ = 300 nm = 3 × 10–7 m N = 1.000 garis/mm Ditanyakan: n Jawab: 1. 1. d = N = 1.000 garis/mm = 1 × 10–3 mm = 1 × 10–6 m Orde maksimum jika nilai sin θ = 1, karena nilai sinus maksimum adalah 1. d sin θ = nλ. Fisika Kelas XII. 9.

n= =. d sin θ. λ. (1 × 10−6 ) 3 × 10−7. = 3,33. ≈ 3 (dibulatkan ke bawah) Jadi, orde maksimum yang masih dapat diamati yaitu 3. 22. Jawaban: a Diketahui: y L n λ Ditanyakan: d Jawab:. = 10 cm = 0,1 m = 80 cm = 0,8 m =1 = 5.000 Å = 5 × 10–7 m. y. d L = nλ d. =. nLλ y. =. (1)(0,8 m)(5 × 10−7 m) 0,1m. = 4 × 10–6 m = 4 × 10–3 mm 1. N = d =. 1 4 × 10 −3 mm. = 250 garis/mm. 25. Jawaban: b Diketahui: L y n d Ditanyakan: λ Jawab:. λ = =. yd nL (4,5 × 10 −2 m)(3 × 10 −5 m) (2)(1,2) m. = 5,625 × 10–7 m = 5.625 Å Jadi, panjang geombang yang digunakan sebesar 5.625 Å. 26. Jawaban: c Diketahui: λ = 4,750 × 10–7 m n = 1,5 Ditanyakan: t Jawab: Terjadi gejala hitam, berarti berinterferensi destruktif. 1⎞ ⎛ ⎜m + ⎟ λ 2⎠ ⎝. Jadi, kisi memiliki 250 garis/mm. 23. Jawaban: e Syarat terjadinya interferensi adalah sumbersumberya harus koheren, artinya sumbersumbernya harus menjaga suatu hubungan fase yang konstan satu sama lain. Sumber-sumbernya harus monokromatik, artinya berasal dari suatu panjang gelombang tunggal. Syarat berikutnya adalah harus terjadi tumpang tindih antar gelombang. Jika gelombang tidak menyebar dan tidak saling tumpang tindih tidak akan terjadi interferensi. Gelombang dapat berinterferensi jika ada dua sumber. Dua sumber bukan berarti harus dua benda yang memancarkan gelombang, akan tetapi dua buah acuan sumber seperti pada percoban Young. Interferensi tidak harus berasal dari satu sumber yang penting koheren. Sebagai contoh, dua pengeras suara berfrekuensi tunggal yang digerakkan oleh satu amplifier tetap dapat berinterferensi satu sama lain, karena keduanya memancarkan gelombang yang koheren. 24. Jawaban: a Cahaya dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan dapat terpolarisasi. Namun, cahaya tidak memerlukan medium untuk merambat karena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya memiliki dua arah getar yang saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatnya. Oleh karena itu, cahaya termasuk gelombang transversal.. 10. Bunyi dan Cahaya. = 1,2 m = 4,5 cm = 4,5 × 10–2 m =2 = 0,03 mm = 3 × 10–5 m. ⎛ ⎜0 + ⎝. 1⎞ ⎟ 4,750 2⎠. = 2nt. × 10–7 m = 2(1,5)t t=. 2,375 × 10−7 m 3. ≈ 0,79 × 10–7 ≈ 790 Å Jadi, ketebalan lapisan sabun kira-kira 790 Å. 27. Jawaban: c Bayangan kabur terjadi karena cahaya mengalami difraksi. Cahaya melentur setelah melewati penghalang atau celah sempit sesuai dengan sifat gelombang. 28. Jawaban: b Warna. Panjang Gelombang (nm). Kuning Hijau Merah Biru Ungu. 580–600 495–580 640–750 440–495 400–440. Warna cahaya yang memiliki panjang gelombang lebih besar akan mengalami pelenturan lebih besar daripada warna cahaya yang memiliki panjang gelombang lebih kecil. Jadi, urutan warna cahaya yang mengalami pelenturan dari yang paling besar hingga terkecil adalah: merah, kuning, hijau, biru, dan ungu 2), 1), 3), 5), dan 4). 29. Jawaban: a Diketahui: i r. = 60° = 30°.

Ditanyakan: nku Jawab:. TI = TI0 + 10 log. r12 r22. sin i sin r. 40 = 60 + 10 log. (5 m)2 r22. nku = =. sin 60° sin 30°. =. 1 2. 3 1 2. =. 3. –20 = 10 log. sebesar 3 .. 10–2 =. 30. Jawaban: e Diketahui: n = 1,4 λ = 5.400 Å = 5,4 × 10–7 m Ditanyakan: t Jawab: Tebal lapisan minimum untuk interferensi konstruktif cahaya yang dipantulkan pada m = 0 sehingga: 1. 2nt = (m + 2 λ) λ. t = 4n =. (5,4 × 10−7 ) 4(1,4). = 96,4 nm. Jadi, tebal minimum lapisan gelembung sabun 96,4 nm. B. Uraian. r22 =. P r TI I0. Ditanyakan: a. b. Jawab: a.. I =. fp =. π × 10−4 W π × 10 W = = 10–6 W/m2 2 = 100π m2 (4π )(5 m). Jadi, intensitas bunyi yang diterima pendengar sebesar 10–6 W/m2. b.. TI0 = 10 log = 10 log. fp =. I I0. 10−6 10−12. = (10)(6) dB = 60 dB. dB. v + vp v − vs v v − vs. fs fs. 340. = 340 − 25 (500 Hz) = 539,68 Hz Jadi, frekuensi yang didengar ketika bus mendekati penumpang adalah 539,68 Hz. b.. −4. = 2.500. vs = 25 m/s f s = 500 Hz v = 340 m/s vp = 0 Ditanyakan: a. fp sebelum bus sampai di halte b. fp setelah bus melewati halte Jawab: + a. •⎯⎯⎯→⎯⎯⎯• S vs = – P vp = 0 ⎯⎯→ maka:. = π × 10 W =5m = 40 dB = 10–12 W/m2. P 4π r 2. 25 10−2. 3. Diketahui:. –4. I r. 25 r22. r2 = 50 Jadi, jarak pendengar 50 m.. 1. Bunyi adalah gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk bergerak. Ketika berada di ruang hampa, bunyi tidak mampu merambat sampai ke telinga pendengar. Oleh karena itu, tidak ada bunyi yang terdengar. 2. Diketahui:. 25 r22. –2 = log. Jadi, indeks bias relatif kaca terhadap udara. 25 r22. vp = 0 • P maka: fp =. vs = + •⎯⎯→ S. v v + vs. fs. 340. = 340 + 25 (500 Hz) = 465,75 Hz Jadi, frekuensi yang didengar ketika bus melewati halte adalah 465,75 Hz. 4. Diketahui:. v = 320 m/s f0 = 180 Hz Ditanyakan: L saat f0. Fisika Kelas XII. 11.

Jawab: f0 =. v 2L. L=. v 2f0. =. 320 m/s 2(180 Hz). 7. Tidak. Peristiwa pemantulan terjadi jika cahaya mengalami pembiasan menjauhi garis normal. Pembiasan jenis ini hanya terjadi jika cahaya datang dari medium yang rapat menuju medium yang kurang rapat. Syarat berikutnya adalah sudut datang harus melebihi sudut kritis supaya terjadi pemantulan total.. = 0,88. Pipa organa tertutup v. L = =. v 4f0. 320 /s 4(180 Hz). = 0,44 m. Jadi, panjang minimum pipa organa terbuka 0,88 m, sedangkan pipa organa tertutup 0,44 m. 5. Fungsi dari bambu yang diletakkan dibawah bilah gamelan adalah sebagai kotak resonansi. Udara di dalam bambu yang beresonansi dengan getaran bilah gamelan yang dipukul akan menghasilkan bunyi yang lebih nyaring. 6. Diketahui:. fs fp vp v Ditanyakan: v s Jawab:. = 600 Hz = 500 Hz = 5 m/s = 340 m/s. fp = fp = 500 =. v − vp v + vs v − vp v + vs. fs fs. 340 − 5 340 + v s. (600). 500vs = 201.000 – 170.000 = 31.000 vs =. 31.000 500. = 62. Jadi, kecepatan sumber bunyi sebesar 62 m/s.. Bunyi dan Cahaya. yd L. = 2,5 × 10–7 m = 3,2 × 10–4 m = 1,6 m =3. ⎛ ⎝. 1⎞ 2⎠. ⎛. 1 ⎞ λL. ⎛ ⎝. −7 1 ⎞ (2,5 × 10 m)(1,6 m) (3,2 × 10−4 m) 2⎠. = ⎜n + ⎟ λ. y = ⎜n + ⎟ d 2⎠ ⎝ = ⎜3 + ⎟. = 4,375 × 10–3 m Jadi, jarak gelap ke-3 dengan terang pusat 4,375 × 10–3 m. 9. Diketahui:. 170.000 + 500vs = 201.000. 12. λ d L n Ditanyakan: y Jawab:. 8. Diketahui:. f0 = 4L. dm = 122 cm = 1,22 m D = 3 mm = 3 × 10–3 m λ = 500 nm = 5 × 10–7 m Ditanyakan: L Jawab: dm =. 1,22 λL D. L =. dmD 1,22λ. =. (1,22 m)(3 × 10−3 m) 1,22 (5 × 10−7 m). = 0,6 × 104 m = 6.000 m. Jadi, jarak paling jauh agar lampu dapat dibedakan sebagai lampu terpisah adalah 6.000 m. 10. Titik-titik air yang berlaku sebagai prisma-prisma mikro mendispersi cahaya matahari menjadi cahaya monokromatis. Cahaya merah memiliki sudut deviasi paling kecil sehingga berada di posisi paling atas. Sementara cahaya ungu memiliki sudut deviasi terbesar sehingga tampak pada busur paling bawah..

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. mengevaluasi prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari; 2. melakukan percobaan untuk menyelidiki karakteristik rangkaian listrik; 3. menerapkan hukum Ohm dan hukum Kirchhoff dalam pemecahan masalah listrik; 4. menerapkan nilai arus dan tegangan listrik pada rangkaian seri dan paralel; 5. menggunakan voltmeter dan amperemeter untuk menentukan nilai tegangan dan arus. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempermudah kehidupan; 2. berperilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, objektif, jujur, teliti, cermat, tekun, hati-hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, dan inovatif) dalam melakukan percobaan, melaporkan, dan berdiskusi; 3. menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari.. Rangkaian Searah. Rangkaian Listrik dan Hukum Kirchhoff. Hukum Ohm. • • •. •. Mengamati perbedaan arus AC dan DC. Mengukur arus dan tegangan listrik. Menyelidiki hubungan antara kuat arus listrik dan tegangan listrik. Menyelidiki faktor-faktor yang memengaruhi hambatan kawat.. • • • • • • • • • • • • • • •. • • •. Mengamati jenis-jenis rangkaian listrik. Menyelidiki perbedaan rangkaian seri dan paralel. Menyelidiki hukum Kirchhoff.. Aplikasi Listrik Searah. • • •. Mencari tahu prinsip kerja sumber arus AC dan DC. Mengamati spesifikasi peralatan elektronik. Mencari tahu sumber listrik DC.. Bersyukur atas terciptanya listrik untuk mempermudah kehidupan. Bersikap objektif, jujur, cermat, dan kritis dalam setiap kegiatan. Menghargai kerja individu dan kelompok dalam setiap kegiatan. Menjelaskan pengukuran arus listrik dan tegangan listrik. Menjelaskan hubungan kuat arus listrik dan tegangan listrik. Menjelaskan hambatan listrik dan faktor-faktor yang memengaruhinya. Menjelaskan jenis-jenis resistor. Menjelaskan rangkaian seri dan rangkaian paralel pada hambatan dan baterai. Menjelaskan rangkaian Delta dan jembatan Wheatstone. Menjelaskan hukum Kirchhoff. Menjelaskan persamaan energi dan daya listrik. Menjelaskan sumber energi listrik. Menyajikan data dan laporan percobaan tentang arus dan tegangan listrik. Menyajikan data dan laporan percobaan tentang rangkaian listrik. Menuliskan hasil pencarian informasi dan tugas yang diberikan.. Fisika Kelas XII. 13.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Diketahui: batas ukur (c) = 10 A skala maksimum (b) = 5 penunjuk (a) = 3,5 Ditanyakan: I Jawab: ⎛ 3,5 ⎞. a. I = b × c = ⎜ 5 ⎟ (10 A) = 7 A ⎝ ⎠ Jadi, kuat arus yang terukur sebesar 7 A. 2. Jawaban: d Diketahui: IA = 1 mA RA = 2 Ω Rsh = 2 × 10–4 Ω Ditanyakan: I Jawab: Rsh = n – 1= n – 1=. 3. Jawaban: e Diketahui: I =8A t =4s Ditanyakan: ne Jawab: Q. 1,6 × 10 −16 C 1,6 × 10-19 C. Q 4s. 6. Jawaban: d Arus listrik adalah elektron yang mengalir. Elektron bermuatan negatif. Arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran muatan negatif (aliran elektron), tetapi searah dengan aliran muatan positif. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi (kutub positif) ke potensial rendah (kutub negatif). 7. Jawaban: e nilai pada skala nilai maksimum skala. × jangkauan. 40. Q = 32 C Q = ne qe 32 C = ne (1,6 × 10–19 C) 32 C 1,6 × 10 −19 C. 150 coulomb. I = t = 60 sekon = 2,5 ampere Jadi, kuat arus listrik yang mengalir dalam penghantar sebesar 2,5 ampere.. I=. I= t. = 2 × 1020. Jadi, jumlah elektron yang mengalir sebanyak 2,0 × 1020.. 14. =. Q qe. Q. I = n IA = (10.001)(1 mA) = 10.001 mA = 10,001 A Jadi, amperemeter dapat digunakan untuk mengukur arus listrik hingga 10,001 A.. ne =. ne =. 5. Jawaban: c Diketahui: t = 1 menit = 60 sekon q = 150 coulomb Ditanyakan: I Jawab:. 2 2 × 10−4. I IA. 8A=. Q. I = t Q=It = (2 × 10–11 A)(8 × 10–6 sekon) = 16 × 10–17 C = 1,6 × 10–16 C Q = ne qe. = 1.000 Jadi, jumlah ion Cl – yang mengalir melewati membran sel sebanyak 1.000 elektron.. RA (n − 1) RA R sh. n – 1= 104 n = 10.001 n =. 4. Jawaban: a Diketahui: t = 8 μs = 8 × 10–6 sekon I = 2 × 10–11 A qe = 1,6 × 10–19 C Ditanyakan: n Jawab:. Rangkaian Searah. I = 50 × (1 A) = 0,8 A Jadi, arus yang mengalir pada rangkaian sebesar 0,8 A. 8. Jawaban: b Diketahui: A = 1 meter r = 2 mm = 2 × 10–3 m ρ = 1,70 × 10–8 m Ditanyakan: R.

Jawab: Luas penampang kawat A =πr2 = (3,14)(2 × 10–3)2 = 12,56 × 10–6 m2 Hambatan listrik kawat A. R = ρA =. (1,70 × 10−8 Ωm)(1 m) (12,56 × 10−6 m2 ). = 1,35 × 10–3 Ω Jadi, hambatan listrik kawat sebesar 1,35 × 10–3 Ω. 9. Jawaban: e Banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam hambatan dapat ditentukan dengan menentukan luas pada grafik. Q = luas trapesium + luas persegi panjang =. (a + b )t 2. =. (1 + 2)(10 − 5) 2. =. (3)(5) 2. + (5)(2). + 10. ×c. 12. Jawaban: c Untuk mengukur tegangan listrik, voltmeter harus dipasang paralel dengan hambatan. Gambar yang benar ditunjukkan dengan pilihan c. 12. Jawaban: b Diketahui: IA = 300 mA I = 480 mA Ditanyakan: Rsh Jawab: =. 480 mA 300 mA. −1. =. 30 kΩ 3 5. 5. = (30 kΩ)( 3 ) = 50 kΩ Jadi, hambatan shunt yang diperlukan sebesar 50 kΩ. 13. Jawaban: a Diketahui: R0 = 40 Ω Rt = 126 kΩ T0 = 20°C α = 3,92 × 10–3/°C Ditanyakan: T Jawab: ΔR = R0 a ΔT Rt – R0 = R0 a ΔT (126 – 40) Ω = (40 Ω)(3,92 × 10–3/°C) ΔT 86 = (0.1568/°C) ΔT 86 0,1568. ≈ 548°C. Titik lebur aluminium = suhu akhir platina ΔT = T – T0 T = ΔT + T0 = (548 + 20)°C = 568°C Jadi, titik lebur aluminium 568°C. 14. Jawaban: e Diketahui: t = 10 s ne = 4 × 1019 elektron qe = 1,6 × 10–19 C Ditanyakan: I Jawab: Q = ne qe = (4 × 1019) (1,6 × 10–19 C) = 6,4 C Q. = 3,2 V Jadi, beda potensial yang terukur adalah 3,2 V.. I IA. 8 5. 6,4 C. I = t = 10 s = 0,64 A Jadi, arus yang mengalir sebesar 0,64 A.. 16 =( )(10 V) 50. n =. 30 kΩ. =. ΔT =. 11. Jawaban: b Diketahui: penunjuk jarum (a) = 16 skala maksimum (b) = 50 batas ukur (c) = 10 V Ditanyakan: V Jawab: a b. RA (n − 1). + pA. = 17,5 Jadi, muatan listrik yang mengalir dalam hambatan tersebut adalah 17,5 coulomb.. V =. Rsh =. 8. = 5. 15. Jawaban: d Diketahui: Q = (3t3 + 2t + 7) t = 2 sekon Ditanyakan: I Jawab: dQ. I = dt d. = dt (3t3 + 2t + 7) = 9t2 + 2 = 9(2)2 + 2 = 38 Jadi, kuat arus listrik yang mengalir pada penghantar sebesar 38 ampere.. Fisika Kelas XII. 15.

B. Uraian 1. Pengukuran potensial listrik menggunakan voltmeter dilakukan dengan memasang voltmeter secara paralel dengan alat yang akan diukur potensial listriknya. Untuk memperbesar batas ukur voltmeter dilakukan dengan menambahkah hambatan yang disebut hambatan muka (Rf). Hambatan muka dipasang seri dengan voltmeter. 2. Diketahui:. I t qe Ditanyakan: a. b. Jawab:. = 10 A = 1 jam = 3.600 sekon = 1,6 × 10–10 coulomb Q ne. Q. a.. I = t Q=It = (10 A)(3.600 sekon) = 3,6 × 104 coulomb Jadi, muatan yang melewati tersebut adalah 3,6 × 104 coulomb.. b.. n = =. Q qe 3,6 × 104 coulomb 1,6 × 10 −19 coulomb. = 2,25 × 1023 Jadi, elektron yang mengalir selama 1 jam sebanyak 2,25 × 1023 elektron. 3. Diketahui:. l =5m r = 0,5 mm = 0,5 × 10–3 m ρ = 1,7 × 10–8 Ωm Ditanyakan: R Jawab: A = πr 2 = (3,14)(0,5 × 10–3 m)2 = 0,785 × 10–6 m2 Hambatan listrik pada kawat A. R = ρA (5 m). = (1,7 × 10–8 Ωm) (0,785 × 10−6. m2 ). = 0,1083 Ω Jadi, besar hambatan listrik kawat sebesar 0,1083 Ω. 4. Diketahui:. IA = 300 mA I = 480 mA RA = 30 kΩ Ditanyakan: Rsh Jawab: n=. 16. I IA. =. 480 mA 300 mA. =. 8 5. Rangkaian Searah. RA (n − 1). Rsh =. 30 kΩ. =. 8. ( 5 − 1) 30 kΩ. =. 3 5. 5. = (30 kΩ)( 3 ) = 50 kΩ Jadi, hambatan shunt yang diperlukan sebesar 50 kΩ. RA = 360 Ω IA = 50 mA Rsh = 10 Ω Ditanyakan: I Jawab:. 5. Diketahui:. RA n −1. Rsh=. n–1 =. RA R sh. n–1 =. 360 Ω 10 Ω. n – 1 = 36 n = 37 n=. I IA. I = n IA = (37)(50 mA) = 1.850 mA = 1,85 A Jadi, batas ukurnya menjadi 1,85 A. 6. Diketahui:. ne = 10.000 A = 4 m2 t = 100 sekon qe = 1,6 × 10–19 coulomb Ditanyakan: J Jawab: Q = ne qe = (10.000)(1,6 × 10–19 coulomb) = 1,6 × 10–15 coulomb I. = t =. Q. 1,6 × 10 −15 coulomb 100 sekon. I. 1,6 × 10−17 ampere. = 1,6 × 10–17 ampere. J = A = = 4 × 10–18 A/m2 4 m2 Jadi, rapat arus muatannya sebesar 4 × 10–18 A/m2. 7. Diketahui:. q = 55 coulomb t = 8 sekon Ditanyakan: nilai x.

Jawab:. Rf = (n – 1)RV = (36 – 1)(3 kΩ) = (35)(3 kΩ) = 105 kΩ Jadi, hambatan muka yang harus dipasang adalah 105 kΩ.. I (A) x. Luas I 5 Luas II. 2 3. 8. 10. t (s). q = luas I + luas II q = luas persegi panjang + luas segitiga 1. 55 = (8)(5) + ( 2 )(8 – 2)(x – 5) 55 = 40 + 3(x – 5) 15 = 3x – 15 3x = 30 x = 10 Jadi, nilai x sebesar 10 ampere. 8. Diketahui:. Rv = 3 kΩ V v = 50 V V = 1,8 kV = 1.800 V Ditanyakan: Rf Jawab: n = =. Rt = 175 Ω T = 850°C T0 = 20°C α = 0,0039/°C = 3,9 × 10–3/°C Ditanyakan: R0 Jawab: ΔR = R0 α ΔT Rt – R0 = R0 α ΔT 175 – R0 = R0(3,9 × 10–3)(850 – 20) 175 – R0 = R0(3,9 × 10–3)(830°) 175 – R0 = 3,237R0 175 = 4,237R0. 9. Diketahui:. V Vv. 1.800 V 50 V. = 36. R0 =. 175 4,237. R0 = 41,30 Ω Jadi, hambatan tembaga pada suhu 20°C adalah 41,30 Ω. R0 = 60 Ω T0 = 20°C T = 1.089°C α = 0,004/°C = 4 × 10–3/°C Ditanyakan: R ΔR = R0 α ΔT R – R0 = R0 α ΔT R = R0 + R0 α ΔT = 60 + (60)(4 × 10–3)(1.089 – 20) = 60 + 256,56 = 316,56 Jadi, hambatan termometer pada saat dicelupkan ke dalam tembaga yang sedang melebur adalah 316,56 Ω.. 10. Diketahui:. Fisika Kelas XII. 17.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Diketahui: R1 = 120 Ω R2 = 60 Ω R3 = 20 Ω Ditanyakan: I3 Jawab: Pada hambatan rangkaian paralel berlaku beda potensial yang sama. V1 = V3 I1R1 = I3R3 (2 A)(120 Ω) = I3 (20 Ω) 240 V = I3 (20 Ω) I3 =. 240 V 20 Ω. R2, R6, dan R8 dirangkai seri Rs3 = R2 + R6 + R8 = (4 + 5 + 5) ohm = 14 ohm Rs. Rs. 1 Rp1. =. 1 R4. =. 1 4 ohm. +. 1 R p3. 15. +. 19. = 60 ohm 60. Rp1 = 19 ohm = 3,15 ohm R1 dan Rp1 dirangkai seri Rs2 = R1 + Rp1 = (2 + 3,15) ohm = 5,15 ohm. 18. Rangkaian Searah. =. 1 5,15 ohm. =. 140 + 72,1 + 51,5 721 ohm. Rp3 =. +. 1 R5. + +. 1 R s3. 1 10 ohm. 1. + 14 ohm. 721 ohm 263,6. = 2,73 ohm. Jadi, hambatan pengganti pada rangkaian tersebut 2,73 ohm. R4. R5. Rs. 1. B R8. R6. Rp. R1. 1. R5. 4. 1 R s2. 263,6. 3. Jawaban: a Diketahui: R1 = 3 Ω R2 = 9 Ω V =6V Ditanyakan: VAB Jawab: Rs = R1 + R2 = (3 + 9) Ω = 12 Ω I=. = 60 ohm + 60 ohm. =. = 721 ohm. 1 RS1. 1 15 ohm. 3. Rs2, R5, dan Rs3 dirangkai paralel. I3 = 12 A Jadi, nilai kuat arus yang melalui hambatan R3 sebesar 12 A. 2. Jawaban: a Diketahui: R1 = 2 ohm R2 = R4 = 4 ohm R3 = R6 = R8 = 5 ohm R5 = R7 = 10 ohm Ditanyakan: Rp Jawab: R1 R3 dan R7 dirangkai seri Rs1 = R3 + R7 A = (5 + 10) ohm R2 = 15 ohm R4 dan Rs1 dirangkai paralel. 2. R5. R2. R8 R6. V Rs. =. 6V 12 Ω. = 0,5 ampere. VAB = Itot R2 = (0,5 A)(9 Ω) VAB = 4,5 V Jadi, beda potensial di titik AB sebesar 4,5 V. 4. Jawaban: b Diketahui: R1 = R2 = 4 Ω R3 = R4 = R5 = 2 Ω V = 24 volt Ditanyakan: I Jawab: R1 dan R2 dirangkai seri Rs1 = R1 + R2 =4Ω+4Ω =8Ω.

R3, R4, dan R5 dirangkai seri Rs2 = R3 + R4 + R5 = 2 Ω + 2 Ω + 2 Ω = 6 Ω Rs1 dan Rs2 dirangkai paralel Vtotal = VRs1 = VRs2 = 24 volt IRs1 =. VRs. 1. Rs1. =. 24 volt 8Ω. = 3 ampere. IRs1 = IR1 = IR2 = 3 ampere IRs2 =. VRs. 2. =. R s2. 24 volt 6Ω. = 4 ampere. IRs2 = IR3 = IR4 = IR5 = 4 ampere Jadi, kuat arus terbesar adalah 4 ampere melewati R3. 5. Jawaban: a Diketahui: R1 = R2 = R3 = R Vtot = 135 volt Ditanyakan: R Jawab: Vtotal = Itotal Rtotal 135 = 5(R1 + R2 + R3) 27 = (R + R + R) 3R = 27 R= 9 Ω Jadi, besar hambatan tersebut adalah 9 Ω. 6. Jawaban: a Diketahui: R1 = R2 = 6 Ω R3 = 5 Ω r =1Ω E = 18 V Ditanyakan: Vab Jawab: 1 Rp. =. 1 Rp. =. 1 Rp. =. 1 + 1 R1 R2 1 1 + 6Ω 6Ω. 2 6Ω. → Rp = 6 Ω = 3 Ω. 7. Jawaban: d Diketahui: R1 = 6 Ω R4 = 6 Ω R2 = 3 Ω R5 = 3 Ω R3 = 5 Ω V = 15 V Ditanyakan: I Jawab: Nilai R1R5 = R2R4 sehingga rangkaian tersebut menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. R1 dan R2 dirangkai seri Rs1 = R1 + R2 =6Ω+3Ω =9Ω R4 dan R5 dirangkai seri Rs2 = R4 + R5 =6Ω+3Ω =9Ω Rs1 dan Rs2 dirangkai paralel 1 Rp. =. =. +. 1 R s2. =. 1 9Ω. +. 1 9Ω. 9. Rp = 2 Ω = 4,5 Ω Kuat arus yang mengalir V. I= R = p. 15 volt 4,5 Ω. = 3,33 ampere. Jadi, kuat arus yang mengalir sebesar 3,33 ampere. 8. Jawaban: b Diketahui: V = 28 volt R1 = R2 = R3 = 10 Ω R4 = 5 Ω R5 = 2 Ω Ditanyakan: I Jawab: Nilai R1R5 ≠ R2R3 sehingga rangkaian hambatan tersebut dapat diselesaikan menggunakan rangkaian delta. Rangkaian tersebut apabila digambarkan seperti berikut.. 2. R1. Rs = R3 + Rp =5Ω+3Ω =8Ω E = I(Rs + r) 18 V = I(8 Ω + 1 Ω) 18 V = I(9 Ω) I. 1 R s1. 18 V 9Ω. I =2A Iab = I Vab = I R3 = (2 A)(5 Ω) = 10 V Jadi, beda potensial di titik a dan b adalah 10 volt.. Ra. R2 Rb R4 Rc R5. R3 28 V. Ra =. R1R 3 R1 + R 3 + R 4. (10)(10). = 10 + 10 + 5 Ω 100. = 25 Ω = 4 Ω. Fisika Kelas XII. 19.

Rb = =. R1R 4 R1 + R 3 + R 4. (10)(5) 10 + 10 + 5. R1. Ω. R4. R2 R5. = 50 Ω 25. =2Ω Rc = =. R 3R 4 R1 + R 3 + R 4. (10)(5) 10 + 10 + 5. Ω. = 50 Ω 25. =2Ω Rb dan R2 dirangkai seri Rs1 = Rb + R2 = 2 Ω + 10 Ω = 12 Ω Rc dan R5 dirangkai seri Rs2 = Rc + R5 =2Ω+2Ω =4Ω Rs1 dan Rs2 dirangkai paralel 1 Rp. =. 1 R s1. =. 1 12 Ω. +. 1 R s2. +. 1 4Ω. 1+ 3. = 12 Ω 4. = 12 Ω Rp = 3 Ω Hambatan total ditentukan dengan merangkai Rp dan Ra secara seri. Rtot = Rs = Rp + Ra =3Ω+4Ω =7Ω Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian I=. V R tot. 28 V. = 7Ω = 4 A Jadi, kuat arus yang mengalir melalui rangkaian sebesar 4 A. 9. Jawaban: b Diketahui: R1 = R4 = 30 Ω R2 = R3 = R5 = 50 Ω VAB = 120 volt Ditanyakan: I Jawab: Nilai R1R5 = R2R4 sehingga arus yang mengalir pada R3 bernilai nol. Oleh karena itu, rangkaiannya berubah menjadi seperti berikut.. 20. Rangkaian Searah. R1 dan R2 disusun seri Rs1 = R1 + R2 = 30 Ω + 50 Ω = 80 Ω R4 dan R5 disusun paralel Rs2 = R4 + R5 = 30 Ω + 50 Ω = 80 Ω Rs1 dan Rs2 dirangkai paralel 1 Rp. 1. 1. = R + R = 1 + 1 = 2 80 Ω 80 Ω 80 Ω s1 s2 Rp = 40 Ω V I = RAB = 120 volt = 3 A 40 Ω p Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian besarnya 3 A.. 10. Jawaban: a Diketahui: E1 = 3 V E2 = 2 V E3 = 5 V R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω Ditanyakan: I Jawab: Arah arus dan arah loop pada rangkaian seperti berikut. E1 = 3 V. R1 = 5 Ω. E3 = 5 V. E2 = 2 V R2 = 10 Ω. Berdasarkan hukum II Kirchhoff, arus yang dihasilkan: ΣE + ΣIR = 0 (–E3 – E1 + E2) + I(R1 + R2) = 0 (–5 – 3 + 2) + I(5 + 10) = 0 –6 + 15I = 0 15I = 6 I= 6. 15. = 0,4 Jadi, kuat arus listrik yang melalui rangkaian adalah 0,4 A..

11. Jawaban: a I1. Jawab: Apabila arus dan arah loop digambarkan seperti berikut.. I2 I3. R1. 4Ω. 1 R3. D. A. 6Ω 2. R2. 2Ω. R2. E2. E1. E3 E2 = 18 V. E1 = 8 V. Diketahui:. R1. R1 R2 R3 E1 E2. R3. =4Ω =2Ω =6Ω =8V = 18 V. Ditanyakan: I1 Jawab: I3 = I1 + I2 → I2 = I3 – I1 Loop 1 – E1 + I1R1 + I3R3 = 0 – 8 + I1 (4) + I3 (6) = 0 4I1 + 6I3 = 8. . . . (1). Loop 2 – E2 + I2R2 + I3R3 = 0 – 18 + I2 (2) + I3 (6) = 0 2I2 + 6I3 = 18. . . . (2). Masukan I2 = I3 – I1 pada persamaan (2). 2I2 + 6I3 = 18 2(I3 – I1) + 6I3 = 18 2I3 – 2I1 + 6I3 = 18 – 2I1 + 8I3 = 18 . . . (3) Eliminasi persamaan (1) dan (3). 4I1 + 6I3 = 8 –2I1 + 8I3 = 18. ×4 ×3. 16I1 + 24I3 = 32 –6I1 + 24I3 = 54 –––––––––––– – 22I1 = –22 −22. I1= 22 I1 = –1 Nilai minus (–1) menunjukkan arah arus berlawanan dengan arah arus yang sebenarnya. Jadi, nilai I1 adalah 1 ampere. 12. Jawaban: b Diketahui: E1 = 6 V E2 = 3 V E3 = 3 V R1 = 2 Ω R2 = 4 Ω R3 = 6 Ω Ditanyakan: VAC. C. B. Arus yang mengalir pada rangkaian ΣE + ΣIR = 0 (–E3 + E2 + E1) + (–I)(R1 + R2 + R3) = 0 (–3 + 3 + 6) – I(2 + 4 + 6) = 0 6 – 12I = 0 12I = 6 I = 0,5 Besar tegangan antara A dan C VAC = ΣE + ΣIR = (–E2 + E3) + (I)(R2) = (–3 + 3) + (0,5)(4) =2 Jadi, tegangan antara titik A dan C adalah 2 volt. 13. Jawaban: c Diketahui: V = 6 volt I =2A Ditanyakan: Iseri Jawab: V = I Rtot 6 volt = (2 A) Rtot Rtot =. 6 volt 2A. Rtot = 3 Ω 1 R tot. = 1 + 1. 1 3Ω. =. R 2 R. R. R = (2)(3 Ω) = 6 Ω Hambatan kawat jika dirangkai seri menjadi 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω. Iseri = =. V R seri. 6 volt 12 Ω. = 0,5 A Jadi, arus listrik yang mengalir menjadi 0,5 A. 14. Jawaban: c Diketahui: R1 = 6 Ω R2 = 4 Ω Ditanyakan: x dan y. Fisika Kelas XII. 21.

Jawab: Rangkaian jembatan wheatstone A 6Ω. 4Ω. x. 15. Jawaban: c Diketahui: R = 800 Ω A1 = 60 cm = 0,6 m A2 = (100 – 60) cm = 40 cm = 0,4 m Ditanyakan: Rx Jawab: Rx =. y. = R3 = 3 + x Supaya G = 0, maka: 4(3 + x) = 6y 12 + 4x = 6y 4x – 6y = –12 2x = 3y – 6 . . . (1) Rangkaian jembatan Wheatstone B 6Ω. 4Ω G y. x. 1 R3. 1 y. =. R3 =. 1. + 4 =. 1. Hambatan yang tidak saling terhubung tidak dihitung karena tidak ada arus yang mengalir di hambatan tersebut. R pengganti CEFD: Rs = 2 Ω + 2 Ω + 4 Ω + 2 Ω + 2 Ω = 12 Ω sehingga menjadi: 2Ω. D. Rs. B 2Ω. = 4x 6y 4+y. . . . (2). Persamaan (2) dimasukkan ke persamaan (1). 2x = 3y – 6. D. R pengganti CD: 1 Rp. ⎛ 4y ⎞. 6 ⎜ 4 + y ⎟ = 4x. x=. Ω). 6Ω. 4y 4+y. ⎠ 24y 4+y. 0,4 (800 0,6. B. Uraian. 4+y 4y. Supaya G = 0, maka: ⎝. R. = 533,3 Ω Jadi, nilai hambatan tersebut 533,3 Ω.. A. 4Ω. A2 A1. =. 1 6Ω. +. 1 Rs. =. 1 6Ω. +. 1 12 Ω. =. 3 12 Ω. =. 2 12 Ω. +. 1 12 Ω. → Rp = 12 Ω = 4 Ω 3. sehingga menjadi: A. 2Ω. ⎛ 6y ⎞. 2 ⎜ 4 + y ⎟ = 3y – 6 ⎝. ⎠. 12y 4+y. = 3(y – 2). 4y 4+y. =y–2. 6y y +4. 6(4). = 4+4 = 3 Jadi, nilai x dan y berturut-turut 3 Ω dan 4 Ω.. 22. B 2Ω. 4y = (4 + y)(y – 2) 4y = 4y – 8 + y2 – 2y 2 y – 2y – 8 = 0 (y – 4)(y + 2) = 0 y1 = 4 dan y2 = –2 x=. Rp. Rangkaian Searah. R pengganti AB: Rs = 2 Ω + Rp + 2 Ω = 2 Ω + 4 Ω + 2 Ω = 8 Ω Jadi, nilai hambatan pengganti antara titik A dan B adalah 8 Ω. 2. Diketahui:. R1 R2 R3 R4 V. =4Ω =8Ω =2Ω =6Ω = 20 volt.

Ditanyakan: a. I dan V jika hambatan disusun seri b. I dan V jika hambatan disusun paralel Jawab: a. Hambatan disusun seri Rs = R1 + R2 + R3 + R4 =4Ω+8Ω+2Ω+6Ω = 20 Ω Arus total. b.. I =. V Rs. =. V Rs. Loop 2 (DCBED) –E2 + E1 + I2R2 – I3R3 = 0 –6 + 9 + I2(0,2) – I3(0,5) = 0 0,2I2 – 0,5I3 = –3 0,6I3 + 0,1I2 = 9 × 2 1,2I3 + 0,2I2 = 18 –0,5I3 + 0,2I2 = –3 × 1 –0,5I3 + 0,2I2 = –3 –––––––––––– – 1,7I3 = 21 ⇔ I3 ≈ 12,35 0,6I3 + 0,1I2 = 9 (0,6)(12,35) + 0,1I2 = 9 I2 =. = 1 ampere I = I1 = I2 = I3 = I4 = 1 A Tegangan: V1 = I1R1 = (1 A)(4 Ω) = 4 volt V2 = I2R2 = (1 A)(8 Ω) = 8 volt V3 = I3R3 = (1 A)(2 Ω) = 2 volt V4 = I4R4 = (1 A)(6 Ω) = 6 volt Hambatan disusun paralel Vtot = V1 = V2 = V3 = V4 = 20 volt I1 =. V1 R1. = 4 A = 5 ampere. I2 =. V2 R2. = 8 A = 2,5 ampere. I3 =. V3 R3. = 2 A = 10 ampere. 20. 20. 20. b.. = 15,9 I1 = I2 + I3 = (15,9 + 12,35) A = 28,25 A Arus yang mengalir di R1, R2, dan R3 berturutturut 28,25 A, 15,9 A, dan 12,35 A. VBE = E1 – I3R3 = 9 V – (12,35 A)(0,5 Ω) = 2,825 V Beda potensial B dan E sebesar 2,825 V.. R1 = 15 Ω R2 = 5 Ω R3 = 10 Ω E1 = 4 V E2 = 2 V E3 = 4 V Ditanyakan: a. I b. Vab dan Vbd Jawab: a. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian dengan dimisalkan arah kuat arus berlawanan dengan arah loop. 4. Diketahui:. a. b I. I4 = 3. a.. V4 R4. =. A = 3,33 ampere. R1. A I1 B. 20 6. I3 C I 2. E1 E2 D. I1 = I2 + I3 Loop 1 (EBAFE) –E1 + I3R3 + I1R1 = 0 I3(0,5) + (I2 + I3)(0,1) = 9 0,6I3 + 0,1I2 = 9. E1 R2. E2. F. E R2. R1. E3. d R3. 9 − 7,41 0,1. b.. R3 c. ΣE + ΣIR = 0 E3 – E2 + E1 – I(R1 + R2 + R3) = 0 4 – 2 + 4 – I(15 + 5 + 10) = 0 30I = 6 I = 0,2 A Jadi, kuat arus yang mengalir 0,2 A. Tegangan antara a dan b (Vab) Vab = –E1 + IR1 = –4 + (0,2)(15) = –1 volt Jadi, tegangan antara a dan b adalah –1 volt. Fisika Kelas XII. 23.

Tegangan antara b dan d(Vbd). Vbd = –E2 – I(R2 + R3) = –2 – 0,2(5 + 10) = –5 volt Jadi, tegangan antara b dan d adalah –5 volt. 5.. Jawab: a. Dalam rangkaian R1R5 = R2R4 sehingga dapat ditentukan menggunakan jembatan Wheatstone. Oleh karena itu, tida ada arus pada hambatan R3 dan rangkaiannya menjadi seperti berikut.. A 2Ω. 3,25 Ω 6Ω. P 8Ω. R1 = 6 Ω. R2 = 10 Ω. R4 = 3 Ω. R5 = 5 Ω. Q 1Ω. 10 volt. B. R1 dan R2 dirangkai seri Rs1 = R1 + R2 = 6 Ω + 10 Ω = 16 Ω R4 dan R5 dirangkai seri Rs2 = R4 + R5 =3Ω+5Ω =8Ω Hambatan total (Rtot) dapat ditentukan dengan menggabungkan Rs1 dan Rs2 yang dirangkai secara paralel.. R2 R1. P. Q R3. 16. R1 =. (2)(8) 2+8+6. Ω = 16 Ω = 1 Ω. R2 =. (2)(6) 2+8+6. Ω = 16 Ω = 0,75 Ω. R3 =. (6)(8) 2+8+6. Ω = 16 Ω = 3 Ω. 12. =. 48. 1. 1Ω R s. 9V. Rp = 2. 1. 1. 1. 1. 1. = R + = + = R s2 4Ω 4Ω s1 Rp = 2 Ω RPQ = R1 + Rp = (1 + 2) Ω = 3 Ω I=. E RPQ. =. 9V 3Ω. 2 4Ω. =3A. Hambatan antara P dan Q sebesar 3 Ω dan arus yang mengalir 3 A. 6. Diketahui:. R1 R2 R3 R4 R5 V Ditanyakan: a. b.. 24. =6Ω = 10 Ω =2Ω =3Ω =5Ω = 10 volt Rtotal I. Rangkaian Searah. 1. 1+ 2. Rs = R2 + 3,25 Ω = 0,75 Ω + 3,25 Ω = 4 Ω 1 Rs = R3 + 1 Ω = 3 Ω + 1 Ω = 4 Ω 1 Rp. 1 R s2. = 16 Ω. Q. R1 R3. +. = 16 Ω + 8 Ω. 3,25 Ω. R2. 1 R s1. 1. Rs P. 1 Rp. b.. 16 Ω 3. = 5,33 Ω. Jadi, hambatan total bernilai 5,33 Ω. Kuat arus yang mengalir V. I = R =– p. 10 volt 16 3. 3. = 10 volt( 16 ) = 1,875 A. Jadi, kuat arus yang mengalir sebesar 1,875 A. 7. Diketahui:. R = 10 kΩ A : A2 = 2 : 3 Ditanyakan: Rx Jawab: Rx =. A1 A2. 3. R. = 2 (10 kΩ) = 15 kΩ Jadi, nilai Rx adalah 15 kΩ..

8. Diketahui:. E = 12 V r =1Ω R1 = 3 Ω R2 = 4 Ω R3 = 4 Ω Ditanyakan: I Jawab: R2 dan R3 dirangkai paralel 1 Rp. =. 1 R2. =. 1 4Ω. + +. 1 R3. 1 4Ω. 2. = 4Ω 4Ω. Rp = 2 = 2 Ω Rtotal = R1 + Rp =3Ω+2Ω =5Ω Σ E = ΣI(Rtotal + r ) 12 V = ΣI(5 Ω + 1 Ω) 12 V = I(6 Ω) I=2A Jadi, kuat arus yang dihasilkan oleh sumber tegangan sebesar 2 A. Imasuk = 200 mA I2 = 80 mA I4 = 40 mA Ditanyakan: a. I1 b. I3 c. I5 Jawab: a. Imasuk = I1 + I2. 120 mA = I3 + 40 mA I3 = 120 mA – 40 mA = 80 mA c. I5 = I2 + I3 + I4 = 80 mA + 80 mA + 40 mA = 200 mA R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω r = 0,5 Ω E1 = 12 V E2 = 4 V Ditanyakan: a. I b. V1 Jawab: a. Arah arus dan arah loop pada rangkaian seperti berikut.. 10. Diketahui:. R1 = 5 Ω A. B I. E1 = 12 V. E2 = 4 V. r = 0,5 Ω. D. 9. Diketahui:. 200 mA = I1 + 80 mA I1 = 200 mA – 80 mA = 120 mA. I1 = I3 + I4. b.. b.. r = 0,5 Ω. R2 = 10 Ω. C. ΣE + ΣIR = 0 (–E1 + (–E2)) + I(R1 + R2 + r + r ) = 0 (–12 – 4) + I(5 + 10 + 0,5 + 0,5) = 0 –16 + I(16) = 0 16I = 16 I=1 Jadi, kuat arus yang mengalir 1 ampere. Tegangan yang mengalir pada R1 V1 = IR1 = (1 ampere)(5 Ω) = 5 volt Jadi, tegangan yang mengalir pada R1 adalah 5 volt.. Fisika Kelas XII. 25.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Diketahui: P = 125 W V1 = 100 V V2 = 200 V Ditanyakan: R Jawab: I. =. P V1. R1 =. V12 P. R2 =. V2 I. 125 W 100 V. =. = 1,25 A. (100 V)(100 V) 125 W. =. 200 V 1,25 A. =. = 80 Ω. 80 volt. = 160 Ω. Oleh karena R2 bernilai 160 Ω, lampu dapat menyala normal jika dipasang hambatan sebesar 80 Ω secara seri terhadap R1. 2. Jawaban: b Diketahui: P1 = 40 W V1 = 220 volt V2 = 110 volt Ditanyakan: E jika t = 5 menit Jawab: ⎛V ⎞. 2. P2 = ⎜ V2 ⎟ P1 ⎝ 1⎠ =. ⎛ 110 ⎞ ⎜ 220 ⎟ ⎝ ⎠. 2. 40 watt. = 10 watt Energi listrik yang diserap selama 5 menit: W = Pt = (10 watt)(300 sekon) = 3.000 joule Jadi, energi yang diserap selama 5 menit sebesar 3.000 joule. 3. Jawaban: e Diketahui: W = 100 joule R = 20 Ω I = 1.000 mA = 1 A Ditanyakan: t Jawab: W = I 2Rt 100 joule = (1 A)2(20 Ω)t t=. 100 joule (1 A 2 )(20 Ω). = 5 sekon. Jadi, rangkaian tersebut dialiri arus selama 5 sekon.. 26. Rangkaian Searah. 4. Jawaban: b Diketahui: E = 300 V r =4Ω Itiap lampu = 0,5 A Vparalel = Vtiap lampu = 220 V Ditanyakan: n (jumlah lampu) Jawab: E = V + Ir 300 volt = 220 volt + Itot (4 Ω) (4 Ω) Itot = 300 volt – 220 volt (4 Ω) Itot = 80 volt I tot = 4 Ω = 20 ampere Pada rangkaian paralel berlaku: Itotal = I1 + I2 + I3 + . . . . Dengan demikian, jika setiap lampu I = 0,5 A, jumlah lampu yang dapat dipasang (n): Itot. n= I = lampu. 20 ampere 0,5 ampere. = 40 lampu. Jadi, lampu yang dapat dipasang sebanyak 40 buah. 5. Jawaban: e Diketahui: V = 125 volt R = 25 Ω m = 2,7 kg c = 1 kal/g°C = 4.200 J/kg°C ΔT = 80°C – 30°C = 50°C Ditanyakan: t Jawab: W=Q V2 R (125 volt)2 25 Ω. t = mcΔT t = (2,7 kg)(4.200 J/kg°C)(50°C) t=. (2,7 kg)(4.200 J/kg°C)(50°C)(25 Ω) (125 volt)2. = 907,2 sekon = 15,12 menit ≈ 15 menit Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air sekitar 15 menit. 6. Jawaban: c Diketahui: V1 = 220 volt t = t sekon V2 = 110 volt Ditanyakan: t2.

Jawab:. Jawab:. W1 = W2 ; I1 = I2 V1 I t1 = V2 I t2 (220 volt)(t) = (110 volt) t2. P1 =. V12 R1. R1 =. V12 P1. (220 volt)(t ) 110 volt. t2 =. t2 = 2t sekon Jadi, waktu yang diperlukan untuk memanaskan air tersebut menjadi 2t sekon. 7. Jawaban: b Diketahui: R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω r = 0,5 Ω V = 6 volt Ditanyakan: W2 jika t = 10 menit Jawab: R1 dan R2 dirangkai paralel 1 Rp. =. 1 R1. =. 1 2Ω. +. 1 R2. 1. + 6Ω. 3 +1. = 6Ω 6Ω. 3. Rp = 4 = 2 Ω = 1,5 Ω Rtotal = Rp + r = 1,5 Ω + 0,5 Ω = 2,0 Ω Itot =. Vtot R tot. =. 6 volt 2,0 Ω. = 3 ampere. Tegangan yang mengalir pada R1 dan R2 adalah V = Itot = (3 ampere)(1,5 Ω) = 4,5 volt W2 = =. V2 R2. t. (4,5 volt)2 6Ω. =. (120 volt)2 60 W. = 240 Ω P2 =. V2 2 R2. R2 =. V2 2 P2. =. (120 volt)2 40 W. = 360 Ω R1 dan R2 dirangkai seri Rs = R1 + R2 = 240 Ω + 360 Ω = 600 Ω Jadi, hambatan totalnya 600 Ω. 9. Jawaban: b Diketahui: Q = 1.500 coulomb t = 15 menit = 900 sekon V = 240 volt Ditanyakan: P Jawab: Arus yang mengalir I = Q =. t 1.500 coulomb 900 sekon. = 5 ampere 3. Daya listrik rata-rata P =IV = ( 5 ampere)(240 volt). (600 sekon). = 2.025 joule = 482,14 kalori ≈ 482 kalori Jadi, kalor yang timbul pada hambatan R2 dalam waktu 10 menit sebesar 482 kalori. 8. Jawaban: e Diketahui: P1 = 60 W V1 = 120 volt P2 = 40 W V2 = 120 volt Ditanyakan: Rtotal. 3. = 400 watt Jadi, daya listrik rata-rata 400 watt. 10. Jawaban: d Diketahui: V = 12,5 volt t = 1 sekon Ditanyakan: W pada R = 16 Ω Jawab: Rs = 1 Ω + 3 Ω + 4 Ω = 8 Ω 1 Rp. =. 1 8Ω. +. 1 Rs. =. 1 8Ω. +. 1 8Ω. Fisika Kelas XII. 27.

1 Rp. → Rp = 8 Ω = 4 Ω. 2 8Ω. =. 2. Rtotal = 16 Ω + 4 Ω + 5 Ω = 25 Ω Vtotal = Itotal Rtotal Vtotal R total. Itotal =. 12,5 volt 25 Ω. =. = 0,5 ampere Pada R = 16 Ω, nilai I = Itotal = 0,5 ampere W = I2 R t = (0,5 A)2(16 Ω)(1 s) = (0,25)(16)(1) J =4J Jadi, energi yang dibebaskan sebesar 4 J.. 1. Diketahui:. P = 2.200 W V = 220 V t = 8 jam/hari biaya = Rp720,00/kWh. Ditanyakan: a. R b. biaya dalam sebulan (30 hari) Jawab: P=. V2 R. R =. V2 P (220 V)2 2.200 W. 48.400. = 2.200 Ω = 22 Ω Hambatan oven sebesar 22 Ω. W =Pt = (2.200 W)(8 jam/hari)(30 hari) = 528.000 Wh = 528 kWh Biaya = (Rp720,00/kWh)(528 kWh) = Rp380.160,00 =. b.. 2. Diketahui:. I = 5 ampere R = 20 Ω t = 1 menit = 60 s Ditanyakan: a. W b. P Jawab: a. W = I 2 R t = (5 ampere)2 (20 Ω) (60 s) = 30.000 joule b.. W. P = t =. 30.000 joule 60 s. = 500 watt. 28. 3. Diketahui:. P = 60 W V = 240 volt t = 15 menit = 900 sekon Ditanyakan: a. W b. Q Jawab: a. Energi yang terpakai W =Pt = (60 W)(900 s) = 54.000 J Jadi, energi yang dipakai sebesar 54.000 J. b. Kalor yang timbul Q = W(0,24) = (54.000 joule)(0,24) = 12.960 kalori Jadi, kalor yang timbul sebesar 12.960 kalori. I = 500 mA = 5 × 10–1 A t = 5 menit = 900 sekon Q = 2,7 kkal = 2.700 kal = 11.340 joule Ditanyakan: R Jawab: Q=W W = I 2R t 11.340 = (5 × 10–1)2R(300) 11.340 = (25 × 10–2)R(300) 11.340 = 75R R = 151,2 Ω Jadi, hambatan elemen pemanas sebesar 151,2 Ω.. 4. Diketahui:. B. Uraian. a.. Jadi, besar energi listriknya 30.000 joule dan daya listriknya 500 watt.. Rangkaian Searah. 5. Diketahui:. m h V I t g Ditanyakan: η Jawab:. η =. Ep W. = 40 kg =2m = 200 V = 3,92 A = 3 sekon = 9,8 m/s2. × 100%. = mgh × 100% VIt. =. (40)(9,8)(2) (200)(3,92)(3). × 100%. = 33,33% Jadi, efisiensi elektromotor tersebut 33,33%..

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Diketahui: t = 1 menit = 60 sekon n = 1,125 × 1021 qe = 1,6 × 10–19 C Ditanyakan: I Jawab: Q = n qe = (1,125 × 1021)(1,6 × 10–19) = 1,8 × 102 = 180 coulomb Q. I = t =. 180 coulomb 60 sekon. = 3 ampere Jadi, kuat arus yang mengalir 3 ampere. 2. Jawaban: b Diketahui: V = 12 V I =2A Ditanyakan: R Jawab: V =IR V. 12 volt. 3. Jawaban: d Diketahui: V1 = 3 volt I1 = 0,02 ampere V2 = 4,5 volt Ditanyakan: I2 Jawab:. =. =. I1 I2. 3 volt 4,5 volt. =. 0,02 ampere I2. (4,5 volt)(0,02 ampere) 3 volt. (25)(1,72 × 10−8 )(150) (3 × 10−7 ). = 215 volt Jadi, tegangan antara ujung-ujung kawat sebesar 215 volt. 5. Jawaban: a Kuat arus yang mengalir melalui R2 dan R3 dapat ditentukan dengan hukum I Kirchhoff. Kuat arus yang mengalir melalui R2 ΣImasuk = ΣIkeluar IR + 5 A= 12 A 2 IR = 7 A 2 Kuat arus yang mengalir melalui R3 ΣImasuk = ΣIkeluar. 6. Jawaban: c Diketahui: R1 = 3 Ω R2 = 2 Ω R3 = 6 Ω R4 = 2 Ω R5 = 3 Ω Ditanyakan: Rtot Jawab: Hambatan R3 dan R4 dirangkai paralel. 1 Rp. V1 V2. =. 1 R3. 1. +. 1 R4. 1. = 6Ω + 3Ω = 0,03 A = 30 mA. Jadi, besar kuat arus yang mengalir adalah 30 mA. 4. Jawaban: b Diketahui: ρ A A I Ditanyakan: V. A. = I ρA. IR + 3 A= 5 A 3 IR = 2 A 3 Jadi, kuat arus yang mengalir melalui R2 dan R3 berturut-turut sebesar 7 A dan 2 A.. R = I = 2A = 6 Ω Jadi, hambatan resistor tersebut 6 Ω.. I2 =. Jawab: V =IR. = 1,72 × 10–8 Wm = 150 m = 0,3 mm2 = 3 × 10–7 m2 = 25 ampere. 1+ 2. = 6Ω 3. = 6Ω 6Ω. Rp = 3 = 2 Ω Hambatan pengganti Rtotal = Rs = Rp + R1 + R2 + R5 = (2 + 3 + 2 + 3) Ω = 10 Ω Jadi, hambatan pengganti dari rangkaian tersebut adalah 10 Ω.. Fisika Kelas XII. 29.

7. Jawaban: b Diketahui: R1 R2 r E Ditanyakan: I Jawab: 1 Rp. =. 1 R2. +. =3Ω = R3 = 4 Ω =1Ω = 12 V. 1 R3. 2. = 4 Ω Rp = 2 Ω Rtotal = R1 + Rp =3Ω+2Ω =5Ω ΣE = ΣI(Rtotal + r) 12 V = ΣI(5 Ω + 1 Ω) 12 V = I(6 Ω) I =2A Jadi, kuat arus yang dihasilkan oleh sumber tegangan sebesar 2A. 8. Jawaban: e Diketahui: RA = 0,006 Ω IA = 1 A I =5A Ditanyakan: Rsh Jawab: n=. I IA. = 5A =5 1A. n −1 5 −1. = 0,0015 Ω Jadi, besar hambatan shunt yang diperlukan sebesar 0,0015 Ω. 9. Jawaban: e Diketahui: Rv = 1 kΩ V = 5 volt I = 25 mA Ditanyakan: Rx Jawab: Besar kuat arus pada voltmeter = 5 volt = 5 mA 1 kΩ. Arus pada hambatan x I = Ix + Iv 25 mA = Ix + 5 mA I x = 20 mA Jika x dan Rv disusun paralel sehingga Vx = Vv = 5 volt. Oleh karena itu, besar hambatan X:. 30. = 5 volt = 250 Ω 20 mA. Jadi, besar hambatan X sebesar 250 Ω. 10. Jawaban: d Diketahui: P1 = 80 watt V1 = 220 volt V2 = 110 volt Ditanyakan: P2 Jawab: 2. P2 = ⎛⎜ V2 ⎞⎟ P1 ⎝ V1 ⎠ =. ⎛ 110 V ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 220 V ⎠. 2. (80 Ω). = 80 W = 20 W 4. Jadi, daya lampu menjadi 20 W. 11. Jawaban: a Diketahui: Rv = 2 kΩ = 2.000 Ω I = 0,5 A Rf = 28 kΩ = 28.000 Ω Ditanyakan: V Jawab: V v = Rv I = (2.000 Ω)(0,5 A) = 1.000 V n–1 =. n=. = 0,006 Ω. V Rv. Vx Ix. Rf Rv. 28.000 Ω. = 2.000 Ω = 14. n = 15. Rsh = R A. Iv =. Rx =. Rangkaian Searah. V Vv. V = n Vv = (15)(1.000 V) = 15.000 V Batas ukurnya menjadi 15.000 V. 12. Jawaban: c Diketahui: R = 10 Ω R1 = 7R2 Ditanyakan: R1 Jawab: R1 + R2 = R 7R2 + R2 = R R. R2 = 8 R1 = 7R2 R. 7. = 7( 8 ) = 8 R 7. = 8 (10 Ω) = 8,75 Ω Kawat bagian pertama memiliki hambatan 8,75 Ω..

13. Jawaban: a Diketahui: R1 = 3 Ω R2 = 2,5 Ω R3 = 3,5 Ω E =3V Ditanyakan: I3 Jawab: R2 dan R3 dirangkai seri Rs = R2 + R3 = 2,5 Ω + 3,5 Ω =6Ω R1 dan Rs dirangkai paralel sehingga: VR1 = VRs = E = 3 V Kuat arus pada Rs1 IRs =. VRs Rs. 15. Jawaban: c Diketahui: V1 = 25 V P = 100 W V2 = 125 V Ditanyakan: R yang ditambahkan Jawab:. I. P V1. =. = =. (25 V)2 100 W. 100 W 25 V. =. 625 V 2 100 W. r1. I. 14. Jawaban: d Diketahui: To = 25°C T = 305°C ΔT = T – To = 305°C – 25°C = 280°C Ro = 100 Ω α = 4 × 10–3/°C Ditanyakan: R Jawab: R = R0(1 + αΔT ) = (100)(1 + (4 × 10–3)(280)) = (100)(1 + 1,12) = (100)(2,12) = 212 Ω Jadi, hambatan kawat tembaga menjadi 212 Ω.. V12 P. E1. 3V. = 6 Ω = 0,5 A. IRs = I2 = I3 = 0,5 A Jadi, besar arus listrik yang mengalir pada R3 adalah 0,5 A.. R1 =. 16. Jawaban: b Diketahui: E1 = 4 V E2 = 4 V E3 = 12 V R1 = 2 Ω R2 = 15 Ω r1 = 0,2 Ω r2 = 0,2 Ω r3 = 0,6 Ω Ditanyakan: I Jawab: Arah kuat arus dan arah loop dapat dilihat sesuai rangkaian berikut.. = 6,25 Ω. E3. E2. r3. r2 R2. ΣE + ΣIR = 0 (–E2 + E1 + E3) + (–I)(R1 + R2 + r1 + r2 + r3) = 0 (–4 + 4 + 12) – I(2 + 15 + 0,2 + 0,2 + 0,6) = 0 12 – 18I = 0 18I = 12 12. I = 18 ampere 2. = 3 ampere Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian 2. sebesar 3 ampere. 17. Jawaban: c Diketahui: E1 = 16 V E2 = 8 V E3 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = R3 = 6 Ω Ditanyakan: IR 2 Jawab: Berdasarkan hukum II Kirchhoff, arah arus dan arah loop seperti berikut.. =4A. R2 =. =. 125 V 4A. = 31,25 Ω. Oleh karena R1 = 6,25 Ω dan R2 = 31,25 Ω maka harus ditambahkan hambatan sebesar 25 Ω secara seri pada R1.. R1. E1. Alat dapat bekerja normal jika arus yang mengalir sama. V2 I. R1. I I2 I1. R2. E2. I3 II E3. R3. Fisika Kelas XII. 31.

I1 + I2 = I3 Loop I. Jawab: R3 dan R4 dirangkai paralel. ΣE + ΣIR = 0. (E1 + E2) – I2R1 – I3R2 = 0 I2R1 + I3R2 = E1 + E2 12I2 + 6I3 = 24 –––––––––––––––––––––––––– : 6 2I2 + I3 = 4 Loop II ΣE + ΣIR = 0. 1 Rp. . . . (1). 18. Jawaban: b Diketahui: J = 200 A/m2 D = 0,2 m → r = 0,1 m Ditanyakan: I Jawab: A = π r2 = (3,14)(0,1 m)2 = (3,14)(0,01 m2) = 3,14 × 10–2 m2 I =JA = (200 A/m2) (3,14 × 10–2 m2) = 6,28 A Jadi, kuat arus yang mengalir dalam konduktor itu sebesar 6,28 ampere. = 24 Ω =6Ω =6Ω =3Ω = 12 volt. 1. 1 R4. +. 1. 1+ 2. = 6Ω + 3Ω = 6Ω. 6Ω. (E2 + E3) –I3R2 – I1R3 = 0 I3R2 + I1R3 = E2 + E3 6I3 + 6I1 = 8 + 10 6I3 + 6(I3 – I2) = 18 6I3 + 6I3 – 6I2 = 18 12I3 – 6I2 = 18 ––––––––––––––––––––––––––– : 6 2I3 – I2 = 3 . . . (2) Persamaan (1) dan persamaan (2), nilai I 2 dieliminasi. 2I2 + I3 = 4 × 1 2I2 + I3 = 4 –I2 + 2I3 = 3 × 2 –2I2 + 4I3 = 6 ––––––––––––– + 5I3 = 10 ⇔ I3 = 2 A Jadi, kuat arus yang melalui R2 adalah 2 A.. 19. Jawaban: e Diketahui: R1 R2 R3 R4 V Ditanyakan: I. 1 R3. =. Rp = 3 = 2 Ω R2 dan Rp dirangkai seri Rs = R2 + Rp =6Ω+2Ω =8Ω Rs dan R1 dirangkai untuk memperoleh hambatan total (Rtot) 1 Rp. 1 Rs. =. 24 Ω 4. Rp =. 1. 1 R1. +. 1. 3 +1. = 8 Ω + 24 Ω = 24 Ω. =6Ω. Arus yang mengalir pada rangkaian I=. V Rp. =. 12 volt 6Ω. = 2 ampere. Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian di atas adalah 2 ampere. 20. Jawaban: b Diketahui: P V E r Ditanyakan: I Jawab: P =. V2 R. R =. V2 P. =. (12 volt)2 15 watt. =. 144 volt 2 15 watt. = 15 W = 12 V = 12 V = 1,8 Ω. 12 V ; 1,8 Ω. 48. = 5 Ω 1 Rp. =. 5 48 Ω. = 15. 48 Ω. +. 5 48 Ω. +. 5 48 Ω. 16 → Rp = 48 Ω = 5 Ω = 3,2 Ω 15. E = I(R + r) 12 volt = I(3,2 Ω + 1,8 Ω) = I(5 Ω) I=. 12 volt 5Ω. = 2, 4 ampere Jadi, arus listrik yang melewati akumulator sebesar 2,4 ampere.. 32. Rangkaian Searah.

21. Jawaban: d Diketahui: t =1s W = 500 J V = 50 V Ditanyakan: R Jawab: Jawab: P=. W t. 500 J = 1s 2 V R (50 V)2 R. =. P = 500 W =. 2.500 V 500 W. R=. 2. Jawab: RP = RQ. ρP. 500 W. =. P2 = =. 1. =. AQ AQ. 1 AQ 1. a2 1 πd 2 4. πd 2. Ukuran batang Q adalah a = =5Ω. (100 volt)2 20 Ω. =. (100)(100) volt 2 20 Ω. πd 2. .. 24. Jawaban: e Diketahui: R1 = 16 Ω R2 = 1 Ω R3 = 3 Ω R4 = 4 Ω R5 = 5 Ω R6 = 8 Ω V = 12,5 volt Ditanyakan: V3 Jawab: R2, R3, dan R4 dirangkai seri Rs1 = R2 + R3 + R4 = 1 Ω + 3 Ω + 4 Ω = 8 Ω Rs dan R6 dirangkai paralel 1 Rp. =. 1 Rs. +. 1 R6. =. 1 8Ω. 1. 1+ 1. + 8Ω = 8Ω. 8Ω. 2. P1. ⎛ 110 V ⎞ ⎜ 100 V ⎟ ⎝ ⎠. =. a=. P1 = 500 watt ⎛ V2 ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ V1 ⎠. 1 AP. a2 =. 22. Jawaban: d Diketahui: V1 = 100 volt R = 20 Ω ma = 1 kg T0 = 20°C t = 7 menit = 420 sekon V2 = 110 volt cair = 4.200 J/kg°C Ditanyakan: T Jawab: V2 R. = ρQ. 1 πd 2 4. Jadi, hambatan listrik alat pemanas = 5 Ω.. P =. AP AP. 2. P1. = (1,1)2 (500 watt) = 1,21 (500 watt) = 605 watt W=Q P t = ma ca ΔT (605 watt)(420 sekon) = (1 kg)(4.200 J/kg°C) (T – 20°C) 254.100 J = (4.200 J/°C)(T – 20°C) 254.100 J. T – 20°C = 4.200 J/°C T – 20°C = 60,5°C T = 60,5°C + 20°C = 80,5°C Jadi, suhu akhir air menjadi 80,5°C. 23. Jawaban: d Diketahui: RP = RQ AP = AQ ρ P = ρQ Ditanyakan: ukuran batang Q. Rp = 2 = 4 Ω Rp, R1, dan R5 dirangkai secara seri Rs = Rp + R1 + R5 2 = 4 Ω + 16 Ω + 5 Ω = 25 Ω Arus yang mengalir dalam rangkaian I=. Vs Rs. =. 12,5 volt 25 Ω. = 0,5 ampere. Tegangan yang mengalir pada Rp Vp = I Rp = (0,5 ampere)(4 Ω) = 2 volt Vp = V6 = Vs = 2 volt Arus yang mengalir pada Rs1 Is =. Vs R s1. = 2 volt = 1 ampere 8Ω. 4. Beda potensial pada hambatan 3 Ω adalah V3 = I3R3 = ( 1 A)(3 Ω) = 3 volt 4. 4. Jadi, beda potensial pada hambatan 3 Ω adalah 3 4. volt.. Fisika Kelas XII. 33.

25. Jawaban: c Diketahui: R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R3 = 10 Ω R4 = 5 Ω R5 = 2 Ω V = 15 volt Ditanyakan: I Jawab: R1R3 = R2R5 sehingga hambatan total dapat ditentukan menggunakan jembatan Wheatstone. Jika menggunakan jembatan Wheatstone, arus yang mengalir pada Rs bernilai nol. Adapun gambar rangkaiannya seperti berikut. R1 = 5 Ω B. R2 = 10 Ω. R1. 1 R s1. +. 1. 1 R s2. 1. = 10 Ω + 20 Ω. Ra =. R1R 3 R1 + R 3 + R 5. = 2+4+2 = 1 Ω. Rb =. R1R 5 R1 + R 3 + R 5. = 2 + 4 + 2 = 0,5 Ω. 2 +1 3. = 20 Ω Rp = 20 Ω 3. Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian V. 15 20 3. A = 15( 3 ) A = 9 A = 2,25 A 20. 4. Jadi, kuat arus yang mengalir dalam rangkaian sebesar 2,25 A. 26. Jawaban: b Diketahui: R1 = 2 Ω R2 = 1,5 Ω R3 = 4 Ω R4 = 1 Ω R5 = 2 Ω I = 2 ampere Ditanyakan: VAB. 34. Rangkaian Searah. (2)(4) (2)(2). R 3R 5 R1 + R 3 + R 5. (4)(2). = 2+4+2 = 1 Ω Berdasarkan perhitungan tersebut, rangkaiannya menjadi seperti berikut. R2 = 1,5 Ω Ra = 1 Ω B. A Rc = 1 Ω R4 = 1 Ω. Rb dan R2 dirangkai seri Rs1 = Rb + R2 = 0,5 Ω + 1,5 Ω = 2,0 Ω Rc dan R4 dirangkai seri Rs2 = Rc + R4 = 1 Ω + 1 Ω = 2 Ω Rs1 dan Rs2 dirangkai paralel 1 Rp. = 20 Ω. I = R = p. R4. R3. Rb = 0,5 Ω. R1 dan R4 dirangkai secara seri Rs = R1 + R4 1 =5Ω+5Ω = 10 Ω R2 dan R3 dirangkai secara seri Rs = R2 + R3 2 = 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω Hambatan total pada rangkaian =. R5 Rc. R3 = 10 Ω. 1 Rp. R2 Rb. Ra. Rc =. R4 = 5 Ω A. Jawab: R1R4 ≠ R2R3 sehingga hambatan total dapat diselesaikan dengan transformasi delta. Adapun rangkaiannya seperti berikut.. =. 1 R s1. +. 1 R s2. =. 1 2,0 Ω. +. 1 2,0 Ω. =. 2 2,0 Ω. Rp = 1 Ω Hambatan total pada rangkaian Rtot = Rs3 = Rp + Ra = 1 Ω + 1 Ω = 2 Ω Tegangan AB VAB = I · Rtot = (2 A)(2 Ω) = 4 volt Jadi, besar tegangan di titik AB adalah 4 volt. 27. Jawaban: c Diketahui: n =4 R = 1,5 Ω r = 0,5 Ω ε = 1,5 V Ditanyakan: I Jawab: εs = n ε = 4(1,5 V) = 6 volt rs = n r = 3(0,5 Ω) = 1,5 Ω Kuat arus yang melalui lampu: I=. εs. rs + R. =. 6 volt 1,5 + 1,5. = 2 ampere. Jadi, kuat arus yang melalui lampu adalah 2 A..

28. Jawaban: a Diketahui: R1 = 15 Ω R2 = 5 Ω R3 = 10 Ω Ditanyakan: VAB Jawab: Apabila arah arus dan arah seperti berikut. R1. Jawab: E1 = 4 V E2 = 2 V E3 = 4 V loop digambarkan. E1. ⎛V ⎞. 2. ⎛ 110 ⎞. 2. P2 = ⎜ V2 ⎟ P1 = ⎜ ⎟ 100 = 25 watt ⎝ 220 ⎠ ⎝ 1⎠ Energi yang dipakai W = Pt = (25 watt)(1.800 sekon) = 45.000 J Jadi, energi yang dipakai 45.000 J. B. Uraian. E3. R2 E2. R3. ΣE + ΣIR = 0 (E1 + E3 – E2) + (–I)(R1 + R2 + R3) = 0 (4 + 4 – 2) + (–I)(15 + 5 + 10) = 0 6 – I(30) = 0 30I = 6 I = 0,2 A VAB = –E1 + IR1 = –4 + (0,2)(15) = –1 volt Jadi, tegangan antara A dan B sebesar –1 volt. 29. Jawaban: b Apabila digambarkan arah arusnya seperti berikut. A. I I2. I1 B. C D. Berdasarkan hukum I Kirchhoff I = I1 + I2 I1 > I2 karena I1 hanya melewati sebuah lampu, sehingga urutan kuat arusnya I > I1 > I2. Lampu yang dilalui oleh kuat arus dengan arus terbesar akan menyala paling terang. Oleh karena itu, 1) lampu A paling terang; 2) lampu B lebih redup dari lampu A; 3) lampu C dan D sama terang dan paling redup dibandingkan lainnya. 30. Jawaban: c Diketahui: P1 V1 V2 t Ditanyakan: W. = 100 W = 220 V = 110 V = 30 menit = 1.800 sekon. J = 60 A/m2 Q = 30 C t = 5 sekon Ditanyakan: A. 1. Diketahui:. Q. I = t =. 30 C 5 sekon. =6A. I A I A = J. J =. =. 6A 60 A/m2. = 0,1 m2 Jadi, luas konduktor adalah 0,1 m2. RA = 9 Ω IA = 0,2 A I =2A Ditanyakan: Rsh Jawab: Untuk meningkatkan nilai maksimum ampermeter dilakukan dengan menambah hambatan atau dikenal sebagai Rsh yang dipasang paralel dengan amperemeter.. 2. Diketahui:. n=. I IA. Rsh = =. →n=. 2A 0,2 A. A. Rsh. = 10. RA (n − 1) 9Ω (10 − 1). 9. = 9 Ω = 1Ω Jadi, nilai hambatan shunt yang diperlukan adalah 1 Ω. 3. Diketahui:. R = 24 Ω V = 120 V ΔT = (45 – 25)°C = 20°C m = 10 kg = 10.000 g cair = 1 kal/g°C. Fisika Kelas XII. 35.