KATA PENGANTAR - Modul-fisika Kelas XI SMK Yadika LLG

MODUL

FISIKA

UNTUK SMK KELAS

XI

SMK YADIKA MODEL LUBUKLINGGAU

Oleh PURNAWIRANTI, S.Pd

NAMA

: ...

KELAS

_...

_:

ALAMAT

:

...

...

...

No Telp ...

:

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, dengan Ilmu-Nya yang Maha Luas, serta kemurahan hatinya, hingga kumpulan Modul Fisika untuk Siswa SMK kelas XI ini dapat diselesaikan.

Modul Fisika SMK Kelas XI ini disusun sesuai dengan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) Mata Pelajaran Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan untuk Sekolah Menengah Kejuruan (SMK)/Madrasah Aliyah Kejuruan (MAK). Karenanya materi yang diuraikan dalam modul ini tidak akan melenceng dari tujuan kurikulum.

Materi dalam Modul Fisika Smk Kelas XI ini disajikan dengan seringkas dan sejelas mungkin. Hal ini dimaksudkan agar Siswa bisa lebih cepat menangkap inti dari materi yang sedang dipelajari.

Kritik dan saran sangat Penulis harapkan demi kesempurnaan modul ini. Kritik dan saran dapat disampaikan melalui email rantiechayank@ymail.com. Semoga modul ini dapat menghantarkan Siswa SMK menuju sukses.

Lubuklinggau, Mei 2018 Penulis

Purnawiranti

BAB 1 SUHU DAN KALOR

STANDAR KOMPETENSI

Menerapkan konsep suhu dan kalor

KOMPETENSI DASAR

Menguasai konsep suhu dan kalor Mengukur suhu dan kalor

Menghitung kalor

Menguasai pengaruh kalor terhadap zat

A. Suhu

Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda. Termometer adalah alat pengukur suhu.

1. Sifat Termotrik Zat dan Alat Pengukur Suhu

Sifat-sifat yang berubah ketika suhunya berubah disebut sebagai sifat termotrik zat. Sifat termotrik ini biasanya digunakan dalam pembuatan termometer. Zat cair yang sering dipakai sebagai zat pengisi termometer adalah air raksa dan alkohol. Air raksa dan alkohol memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing:

a. Kelebihan air raksa

1. Mudah dilihat karena warnanya mengkilap 2. sangat peka terhadap perubahan suhu 3. Tidak membasahi dinding kaca

4. Pemuaiannya teratur

5. dapat digunakan untuk mengukur suhu dari yang terendah sampai tertinggi.

b. Kelemahan air raksa

1. Raksa merupakan zat beracun sehingga berbahaya jika termometer pecah.

2. Harganya mahal

3. Tidak dapat digunakan pada suhu yang sangat rendah.

c. Kelebihan alkohol

1. Harganya murah

2. Dapat digunakan untuk mengukur suhu sampai -112°C.

d. Kelemahan alkohol

2. alkohol membasahi dinding

3. Memiliki titik didih rendah sehingga sulit digunakan untuk mengukur suhu tinggi

2. Jenis-jenis Termometer

a. Termometer ruangan

b. Termometer klinik

c. Termometer maksimum dan minimum (termometer Six Bellani)

d. Termometer gas

e. Termokopel

f. Pirometer

3. Skala Termometer

Penetapan skala termometer dilakukan dengan cara memilih dua titik acuan yang tetap, yaitu titik atas dan titik bawah. Berdasarkan sistem skalanya, termometer dibedakan menjadi empat jenis:

a. Celcius (titik beku 0° C dan titik didih 100° C)

b. Reamur (titik beku 0° R dan titik didih 80° R)

c. Fahreinheit (titik beku 32° F dan titik didih 212° F)

d. Kelvin (titik beku 273 K dan titik didih 373 K)

e. Rankine (Titik beku 491o_{R dan titik didih 671}oR₎

4. Hubungan Antara Skala Celcius, Reamur, Fahrenheit, Kelvin, Rankine

Xo−Xbo

Xao

−Xbo=

Yo−Ybo

Yao

−Ybo

B. Kalor

Kalor didefinisikan sebagai energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda tersebut bersentuhan. Besarnya kalor diukur dengan kalorimeter.

1. Kalorimeter

Kalorimeter terdiri atas dua buah bejana logam (kalor jennisnya sudah diketahui). Diantara dua bejana tersebut diberi lapisan isolator yang berfungsi mencegah terjadinya pertukaran kalor antara bagian dalam bejana dengan lingkungan luar.

2. Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1 °C. Besarnya kalor jenis dapat ditentukan dengan persamaan:

Dengan:

Q = kalor (joule) m = massa zat (kg)

c = kalor jenis zat (j/kg°C)

∆T = perubahan suhu (K) atau (°C)

Kapasitas kalor zat adalah kemampuan suatu zat dalam menerima atau melepas kalor untuk menaikkan atau menurunkan suhu benda tersebut sebesar 1 K atau 1 °C. Kapasitas kaor dapat dihitung dengan persamaan:

3. Asas Black

Jika dua buah benda, misalkan A dann B yang berlainan suhunya disentuhkan atau dicampurkan maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rrendah hingga suhu kedua benda tersebut seimbang.

Persamaan matematis diatas dikenal dengan asas Black. Asas Black merupakan pernyataan llain darii huum kekekalan energi.

4. Perpindahan Kalor

Jika dua buah benda mmemiliki perbedaan suhu, maka akan erjadi perpindahan kalor dari benda bersuhu lebih tini ke benda bersuhu lebih rendah. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu:

C = m c

Qlepas = Qterima

1. Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor yang tidak disertai perpindahan materi medium penghantar. Laju perpindaan kalor secara konduksi bergantung pada:

a. perbedaan suhu kedua zat b. ketebalan dinding

c. luas permukaan zat d. konduktivitas termal

Atau dapat dirumuskan:

2. Konveksi

Konveksi merupakan perpindahan kalorr dengan disertai perpindahan materi medum penghantarnya. Ada dua macam jenis konveksi yaitu: konvveksi alamiah dan konveksi paksa. Jumlah kalor yang merambat pada konveksi dapat dihitung:

3. Radiasi

Radiasi adala perpindaan kalor tanpa membuttukan penghantar contohnya adalah pancaran panas matahari yang sampai ke bumi. Radiasi merupakkan pancaran energi. Besarnya energi yang dipancarkan dapat dirumuskan:

Besarnya daya yang dipancarkan oleh permukaan benda dapat dirumuskan:

Besarnya energi total dirumuskan:

C. Pengaruh Kalor terhadap zat

1. Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Wujud Zat

Pada saat terjadi perubahan wujud, misalnya dari padat menjadi cair atau dari cair menjadi gas, selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Akan tetapi perubahan wujud tidak disertai dengan perubahan suhu.

Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan dalam skema berikut.

Keterangan Skema:

a. Melebur/Mencair

Melebur merupakan perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Pada saat benda mencair, diperlukan kalor dan pada kejadian ini tidak terjadi kenaikan suhu. Titik lebur merupakan suhu pada waktu zat melebur. Kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat padat menjadi cair disebut

Kalor Laten Lebur.

Seperti contoh gambar disamping pada peristiwa batu es yang dimasukkan ke dalam gelas kemudian didiamkan beberapa saat. Maka es tersebut akan mencair menjadi air. Pada peristiwa ini tidak terjadi kenaikan suhu.

b. Membeku

Perubahan wujud benda cair menjadi benda padat disebut membeku. Es adalah wujud air dalam bentuk padat. Air dapat membeku jika mengalami penurunan suhu yang sangat dingin.

Peristiwa berubahnya zat cair menjadi gas disebut penguapan. Penguapan terjadi jika ada kenaikan suhu yang besar. Ada empat cara untuk mempercepat terjadinya penguapan, yaitu memanaskan, memperluas permukaan, meniupkan udara di atas permukaan, dan mengurangi tekanan di atas permukaan. Prinsip penguapan dapat digunakan sebagai dasar membuat mesin pendingin, seperti lemari es dan AC.

d. Mengembun

Mengembun merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi gas. Jadi, mengembun merupakan kebalikan dari menguap.

e. Menyublim/Mengkristal

Menyublim adalah peristiwa perubahan zat padat menjadi gas atau sebaliknya. Untuk membedakannya, kamu bisa menggunakan istilah melenyap dan mengkristal.

Deposisi adalah peristiwa perubahan wujud padat menjadi gas. Mengkristal adalah perubahan wujud gas menjadi padat. Contoh deposisi dan mengkristal adalah kapur barus ataupun kamfer.

Kaloe Laten

Untuk melebur dan menguap zat membutuhkan kalor. Untuk membeku dan mengembun zat melepaskan kalor. Kalor yang diperlukan 1 kg zat untuk berubah wujud dari satu zat ke zat yang lain disebut kalor laten.

Keterangan:

L = Kalor Laten (J/kg) Q = Kalor (J)

m = massa zat (Kg)

Dengan adanya beberapa macam perubahan wujud zat, maka muncul istilah kalor laten khusus untuk suatu perubahan wujud tertentu, yaitu:

a) Kalor Laten Lebur (Kalor lebur) adalah Banyaknya kalor yang diserap untuk mengubah 1 kg zat dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya. b) Kalor Laten Beku (Kalor beku) adalah Banyaknya kalor yang di lepas untuk mengubah 1kg zat dari wujud cair menjadi padat pada titik bekunya.

c) Kalor Laten didih (Kalor didih) adalah Banyaknya kalor yang diserap untuk mengubah 1kg zat dari wujud cair menjadi uap pada titik didihnya.

d) Kalor Laten embun (Kalor embun) adalah Banyaknya kalor yang di lepas untuk mengubah 1kg zat dari wujud uap menjadi cair pada titik embunnya.

2. Pengaruh Kalor terhadap Suhu a. Pemuaian Zat Padat

 Pemuaian Panjang

dimana

 Pemuaian Luas

dimana

 Pemuaian Volume

dimana

∆l = l0 α ∆T l = l0 (1 + l0 α ∆T)

∆A = A0 β ∆T A = A0 + (1 + β ∆T)

β = 2α

∆V = V0 γ ∆T V = V0 (1 + γ ∆T)

b. Pemuaian Zat Cair

Pada pemuaian zat cair yang terjadi hanya pemuaian volume. Persamaan pemuaian luas pada zat cair sama dengan persamaan pemuaian luas pada zat padat.

dimana

c. Pemuaian Zat Gas

Sama halnya denngan zat cair, pada zat gas juga hanya terjadi pemuaian volume.

1. Hukum Gay Lussac

Jika pengukuran dimulai dari 0°C terrnyata gas memiliki koefisien muai volume sebesar (1/273)/°C. Jadi pada tekanan rendah yang tetap jika pada 0°C gas memiliki volume V0 maka pada temperatur T°C gas itu bervolume:

Untuk sejumlah gas tertentu pada tekanan tetap diketahui bahwa volume gas dibagi suhu mutlaknya selalu tetap. Ini meruupakan bunyi hukum Gay-Lussac atau dapat dituliskan:

2. Hukum Boyle

Hukum ini menyatakan pada batas-batas tekanan dan temperatur tertentu hasil perkalian antara tekanan dan volume selalu tetap:

3. Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum ini menyatakan bahwa untuk sejumlah gas tertentu hasil perkalian antara tekanan dan volume dibagi suhu mutlaknya adalah selalu tetap.

∆V = V0 γ ∆T V = V0 (1 + γ

∆T)

∆V = V0 γ ∆T =

BAB 2 FLUIDA

STANDAR KOMPETENSI

Menerapkan konsep fluida

KOMPETENSI DASAR

Menguasai hukum fluida statis Menguasai hukum fluida dinamis Menghitung fluida statis

Menghitung fluida dinamis

Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Contoh fluida yaitu: air, minyak, udara, dan lain-lain. Fluida yang diam dinamakan fluida statis dan fluida yang bergerak dinamakan fluida dinamis.

A. TEKANAN FLUIDA

1. Tekanan

Tekanan = gaya tiap satuan luas

P=F_A

P : takanan (Pa) F : gaya (N)

A : luas penampang (m2₎

2. Tekanan Dalam Fluida

Zat cair termasuk fluida, di dalam zat cair terdapat tekanan yang disebabkan akibat berat zat cair itu sendiri. Takanan dalam zat cair dinamakan Tekanan Hidrostatis.

Besarnya tekanan hidrostatis yaitu:

PH = P0 + ρ⋅g ⋅h

PH : tekanan hidrostatis (Pa) P0 : tekanan udara (Pa)

ρ : massa jenis zat cair (kg/m3₎ h : kedalaman (m)

Jika dalam soal tidak disebutkan adanya tekanan udara, maka P0 dapat dianggap nol. Sehingga dapat ditulis:

LATIHAN TEKANAN FLUIDA

1. Yang dimaksud dengan fluida adalah . . . A. zat yang dapat berpindah

B. benda yang dapat menggelinding C. zat yang dapat mengalir

D. tempat mengalirnya suatu zat E. gaya tiap satuan luas

2. “Besarnya gaya tiap satuan luas” adalah pengertian dari . . . A. Fluida

B. Pascal C. Massa jenis D. Berat jenis E. Tekanan

3. Semakin besar luas penampang suatu benda, maka tekanannya . . . A. semakin besar

B. semakin kecil

C. bertambah kemudian berkurang D. tetap

E. menghilang

4. Sebuah benda seberat 80 N diletakkan di atas meja. Jika luas alas penampang benda tersebut 50 cm2_{. besar tekanan yang diberikan oleh benda tersebut}

5. Budi menyelam di laut hingga kedalaman 500 m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut 1200 kg/m3_{, tekanan udara 105.000 Pa, dan percepatan} grafitasi 10 m/s2_{, besar tekanan yang dialami budi adalah . . .}

6. Bila tekanan atmosfer 105 _{Pa, percepatan gravitasi 10 m/s}2 _{, dan massa jenis air}

1.000 kg/m3_{. Maka tekanan pada kedalaman 5 m dalam suatu danau adalah ....}

A. 1,42 . 105 _Pa B. 1,46 . 105 _Pa C. 1,48 . 105 _Pa D. 1,5 . 105 _Pa E. 1,58 . 105 _Pa

7. Sebuah balok dengan berat 24 N terletak pada lantai yang sisinya 3 m dan 2 m. Maka tekanan balok pada lantai adalah ....

A. 1 Pa D. 2 Pa

B. 3 Pa E. 4 Pa

Zat cair

F1 _F2

P1 _P2

A1 A2

8. Sebuah uang logam tergeletak di dasar kolam renang. Jika kedalaman kolam

renang adalah 3 m, massa jenis air kolam 1000 kg/m3_{, dan besar percepatan}

grafitasi adalah 9,8 m/s2_{, maka besarnya tekanan yang diterima oleh uang logam} tersebut adalah . . .

9. Jelaskan perbedaan antara tekanan pada zat cair dengan tekanan pada benda padat!

10.Seorang penyelam merasakan tekanan sebesar 300.000 Pa. Jika massa

jenis zat cair tempat tersebut 1000 kg/m3, posisi kedalaman penyelam

tersebut adalah . . .

B. FLUIDA STATIS

Fluida statis yaitu fluida dalam keadaan diam atau tidak mengalir. Contoh fluida statis yaitu air dalam kolam, dalam gelas, dan lain-lain.

1. Hukum Pascal

Hukum Pascal : “ tekanan yang dilakukan pada suatu zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata”

Dalam hukum pascal berlaku:

P1=P2

F1

A1=

F2

A2

P1 : tekanan pada penampang 1 (Pa) P2 : tekanan pada penampang 2 (Pa) F1 : gaya pada penampang 1 (N) F2 : gaya pada penampang 2 (N) A1 : luas penampang 1 (m2₎ A2 : luas penampang 2 (m2₎

2. Hukum Pokok Hidrostatis

2 2 1

1⋅h =ρ ⋅h ρ

Pada hukum pokok hidrostatis berlaku:

ρ1 : massa jenis zat 1 (kg/m3_{) ρ2} : massa jenis zat 2 (kg/m3₎ h1 : tinggi permukaan zat 1 (m) h2 : tinggi permukaan zat 2 (m)

LATIHAN HUKUM PASCAL DAN HUKUM POKOK HIDROSTATIS

1. Berikut ini yang termasuk contoh penerapan dari hukum pascal adalah . . . a. Mesin pompa angin

b. Rem cakram hidrolik c. Sayap pesawat terbang d. Balon udara

e. Kapal laut

2. Pada gambar pipa U berikut, jika zat cair 1 memiliki massa jenis 800 kg/m3_, zat cair 2 memiliki massa jenis 1000 kg/m3_{, dan tinggi zat cair 1 adalah 12 cm,} maka tinggi zat cair 2 adalah . . .

a. 4,2 cm b. 6,8 cm c. 7,2 cm d. 9,6 cm e. 10,2 cm

a. 480 kg/m3 b. 500 kg/m3 c. 520 kg/m3 d. 560 kg/m3 e. 610 kg/m3

4. Sebuah pipa U berisi air dan minyak. Tinggi kolom minyak dan air pada kedua kaki adalah 10 cm dan 8 cm.

Bila massa jenis air 1.000 kg/m3_{, maka massa jenis minyak adalah ....}

A. 500 kg/m3

B. 580 kg/m3

C. 800 kg/m3

D. 550 kg/m3

E. 600 kg/m3

5. Sebuah kempa hidrolik luas penampangnya masing-masing 10 cm2 _{dan 200}

cm2_{. jika pada penampang yang kecil ditekan dengan gaya sebesar 80 N,}

besar gaya yang dihasilkan pada penampang yang besar adalah . . . a. 1.600 N

b. 16.000 N c. 4.000 N d. 5.000 N e. 2.800 N

6. Sebuah dongkrak hidrolik memiliki pengisap kecil yang diameternya 6 cm dan pengisap besar yang diameternya 30 cm. Bila pengisap kecil ditekan dengan gaya 400 N, besarnya gaya yang dihasilkan pada pengisap besar adalah ...

A. 104 _N

B. 102 _N

C. 1 N D. 103 _N

E. 10 N

7. Luas penampang suatu kempa hidrolik adalah 40 cm2 _{dan 200 cm}2_{. jika pada} penampang yang besar diletakkan sebuah mesin yang beratnya 8000 N, besar gaya yang harus diberikan pada penampang yang kecil agar mesin tersebut dapat terangkat adalah . . .

8. Sebutkan dan jelaskanlah contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari!

3. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes: “suatu benda yang tercelup ke dalam suatu zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan”

Besarnya gaya ke atas yang di alami benda tersebut yaitu:

FA =ρ⋅g ⋅v

FA : gaya ke atas atau gaya Archimedes (Pa) ρ : massa jenis zat cair (kg/m3_{) g}

: percepatan grafitasi (m/s2₎

v : volume bagian benda yang tercelup (m3₎

4. Prinsip Terapung, Melayang, Tenggelam

a. Terapung

Suatu benda akan terapung dalam zat cair jika massa jenis benda tersebut lebih kecil dari pada massa jenis zat cair. ρB <ρZ

b. Melayang

Suatu benda akan melayang dalam zat cair ( melayang = tidak tenggelam dan tidak mengapung, berada di tengah-tengah zat cair) jika massa jenis benda tersebut sama dengan massa jenis zat cair.

ρB = ρZ

c. Tenggelam

Suatu benda akan tenggelam dalam zat cair jika massa jenis benda tersebut lebih kecil dari pada massa jenis zat cair.

ρB >ρZ

ρB : massa jenis benda (kg/m3₎ ρZ : massa jenis zat cair (kg/m3₎

Massa Jenis

ρ=m_v

Ρ : massa jenis (kg / m3₎ m : massa zat (kg) V : volume zat (m3₎

Besarnya massa jenis suatu zat berbeda-beda

5. Viscositas

Viscositas yaitu sifat kekentalan pada zat cair. Sifat ini menimbulkan pengaruh yang mirip dengan gaya gesek. Pada zat yang memiliki viscositas, saat mengalir melalui suatu media, maka pada bagian yang dekat dengan dinding akan mengalir dengan kecepatan paling kecil sedang pada bagian yang jauh dari dinding akan mengalir dengan kecepatan paling besar.

Jika suatu benda berbentuk bola, bergerak di dalam fluida maka pada benda tersebut akan bekerja gaya gesek yang besarnya:

F = 6⋅πη⋅⋅ ⋅r v

η : koefisien kekentalan zat cair (Pa s) r : jari-jari benda (m)

v : kecepatan gerak benda (m/s)

LATIHAN HUKUM ARCHIMEDES DAN VISCOSITAS

1. Jelaskan cara kerja balon udara berdasarkan hukum archimedes!

2. Sebongkah batu memiliki volume 15 cm2 _{dan massa 27 gram. Maka massa}

A. 1,3 g/cm3 B. 2 g/cm3

C. g/cm3

D. 8 g/cm3

E. g/cm3

3. Sebuah benda volumenya 0.05 m3 _{dimasukkan ke dalam zat cair yang massa}

jenisnya 1100 kg/m3_{, jika percepatan grafitasi 10 m/s}2_{, maka benda itu akan} mengalami gaya angkat sebesar . . .

4. Sebuah benda volumenya 0.2 m3_{, saat di udara beratnya 220 N. Berat benda}

tersebut saat di air yang massa jenisnya 1000 kg/m3 _{adalah sebesar . . .} a. 100 N

b. 110 N c. 200 N d. 220 N e. 250 N

5. Suatu benda saat di udara beratnya 12 N. Jika saat ditimbang di dalam zat cair, beratnya menjadi 10 N, besarnya gaya angkat yang dialami benda

6. Dalam suatu zat cair yang massa jenisnya 1000 kg / m3 _{terdapat suatu benda} dengan volume tertentu. Jika gaya angkat yang dialami 2000 N, besarnya volume benda tersebut

7. Yang dimaksud viscositas adalah . . .

C. FLUIDA DINAMIS

1. Fluida Ideal

Fluida yang kecepatan alirannya konstan

Fluida yang tidak mengalami perubahan volume.

2. Debit Aliran Dan Laju Fluida

Debit (Q) adalah banyaknya zat cair yang mengalir tiap satuan waktu. Besarnya debit air yaitu:

V Q =

t

Atau

Q = A⋅v

Q : debit (m3_/s) V : volume (m3₎ t : waktu (s)

A : luas penampang pipa (m2₎ v : laju aliran zat cair (m/s)

Besarnya debit tiap penampang selalu tetap. Sehingga dapat ditulis:

Q1 = Q2

Dan

A1 ⋅v1 = A2 ⋅v2

Q1 : debit pada penampang 1 Q2 : debit pada penampang 2 A1 : luas penampang 1

A2 : luas penampang 2

v1 : laju aliran zat pada penampang 1 v2 : laju aliran zat pada penampang 2

3. Persamaan Bernoulli

= ⋅ ⋅ + ⋅

+ _{v g h}

P ρ 2 ρ

2 1

konstan

2 2

2 2

1 2

1 1

2 1 2

1

h g v

P h g v

P + ρ⋅ +ρ⋅ ⋅ = + ρ⋅ +ρ⋅ ⋅

Atau

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Pipa dengan penampang 2 cm2 _{dialiri air dengan kecepatan 2 m/s. Ditanyakan :} a. Berapa cm3 _{dapat dialirkan tiap menit ( jawab : 24.000 cm}3₎

2. Sebuah tangki berisi air dan mempunyai kran setinggi 2 meter di atas tanah. Jika kran dibuka, maka air akan memancar keluar dan jatuh pada jarak horizontal sejauh 15 m dari kran. Berapa tinggi permukaan air dari kran, jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s2 _{dan kecepatan turunnya air boleh diabaikan. (jawab :} 28,125 m)

3. Sebuah pipa panjang memiliki penampang berbeda pada empat bagian. Luas penampang pipa berturut-turut pada bagian 1, bagian 2, bagian 3 adalah 150 cm2_, 100 cm2 _{dan 50 cm}2_{. Laju aliran air pada bagian 1 adalah 8 m/s. Sedangkan pada} bagian 4 adalah 4,8 m/s.

Tentukanlah :

a. Debit air melalui keempat penampang itu (jawab : 0,12 m3_/s) b. Luas penampang pada bagian 4 (jawab : 250 cm2₎

c. Laju air pada bagian 2 dan 3 (jawab : 12 m/s , 24 m/s)

4. Sebuah pipa air memiliki dua penampang yang berbeda. Diameter masing-masing penampang adalah 15 cm dan 10 cm. Jika laju aliran pada penampang yang kecil adalah 9 m/s. Berapakah laju aliran pada penampang yang besar ? (jawab : 4 m/s)

5. Sebuah tangki berisi air, pada jarak 20 meter di bawah permukaan air pada tangki itu terdapat kebocoran.

a. Berapa kecepatan air yang memancar dari lubang tersebut. (jawab : 20 m/s b. Bila luas lubang 1 x 10-6 _m2_{. Berapa liter volume air yang keluar dalam 1 detik.}

(0,02 liter)

6. Air mengalir melalui sebuah pipa mendatar yang luas penampangnya berbeda, penampang X = 8 cm2_{, kecepatan air adalah 3 cm/s.}

Tentukanlah :

a. Kecepatan air pada penampang Y yang luasnya 2 cm2_{. (jawab : 12 cm/s)} b. Beda tekanan antara X dan Y (jawab : 6,75 N/m2₎

7. Pada suatu pipa mendatar yang luas penampangnya 30 cm2_{, tekanan statis air}

yang mengalir dengan aliran stasioner adalah 6,5 . 104 _{Pa dan tekanan totalnya} adalah 6,7 . 104 _{Pa. Hitung :}

a. Kecepatan aliran air (2 m/s)

b. Debit air yang melalui pipa (jawab : 6 liter/s)

8. Sebuah pipa silindris lurus memiliki diameter 10 cm. Pipa tersebut diletakkan horizontal, sedangkan air mengalir didalamnya dengan kecepatan 2 m/s. Diujung pipa terdapat mulut pipa dengan diameter 1,25 cm.

a. Berapa kecepatan air yang keluar dari mulut pipa. (jawab : 128 m/s).

b. Bila mulut pipa berhubungan dengan udara luar, berapa tekanan air di dalam mulut pipa jika Pbar = 1. 105 _{Pa. (jawab : 82,9 . 10}5 _Pa)

9. Air mengalir dengan aliran stasioner sepanjang pipa mendatar yang luas

sempit. Jika tekanan pada penampang yang lebih sempit adalah 4,80 . 104 _Pa dan laju alirannya 4 m/s, Tentuknlah :

a. Laju aliran (jawab : 1 m/s)

b. Tekanan pada penampang yang besar (jawab : 5,55 . 104 _Pa)

10.Dalam suatu pipa, ada air mengalir. Di suatu tempat, laju air adalah 3 m/s, sedangkan di tempat lian yang terletak 1 meter lebih tinggi, laju air adalah 4 m/s.

a. Berapakah tekanan air di tempat yang tinggi bila tekanan air di tempat yang rendah 2 . 104 _{Pa. (jawab : 6,5 .10}3 _N/m2₎

b. Berapa tekanan air di tempat yang tinggi bila air dalam pipa berhenti dan tekanan air di tempat yang rendah 1,8

.104 _{Pa. (jawab : 8 .10}3 _N/m2₎

Catatan:

BAB 3 TERMODINAMIKA

STANDAR KOMPETENSI

Menerapkan hukum Termodinamika

KOMPETENSI DASAR

Menguasai hukum Termodinamika

Menggunakan hukum Termodinamika dalam perhitungan

A. TEORI KINETIK GAS

1. Gas Ideal

Gas yang diperhitungkan dalam perhitungan teori kinetik gas adalah gas ideal, yaitu memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

a. Gas terdiri dari molekul-molekul yang sangat banyak dan jarak antar molekulnya jauh lebih besar dari pada ukuran molekul tersebut

b. Molekul-molekul gas bergerak secara acak dengan kecepatan tetap dan memenuhi hukum gerak newton

c. Molekul-molekul gas mengalami tumbukan lenting sempurna satu sama lain dan dengan dinding wadahnya.

2. Hukum Boyle-Gay Lussac

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan oleh Boyle dan Gay Lussac mengenai gas dalam ruang tertutup, diperoleh persamaan berikut:

P 3. Persamaan Gas Ideal

Bentuk umum persamaan gas ideal:

V P

W= ⋅∆ ∆V=V2 −V1

,

Jadi W=P⋅(V2 −V1)

Dan besarnya jumlah mol dapat dihitung dengan persamaan Atau

m : massa gas

( gr ) mr : massa relatif partikel gas ( gr/mol )

N : jumlah partikel gas

NA : bilangan Avogadro ( 6,02 x 1023 _{partikel/mol )}

Soal Latihan

1. Dalam suatu tabung terdapat gas yang suhunya 27°C dan tekanannya 1.2 x 105

Pa. Jika tabung dipanaskan hingga suhunya menjadi 127°C dan volume gas tetap maka tekanan gas menjadi . . .

2. Sebanyak 2 mol gas pada suhu 27°C dan tekanan 1 atm ( 1 atm = 105 _{Pa )}

memiliki volume sebesar . . .

3. Suatu gas ideal ( Mr = 16 gr/mol ) memiliki tekanan 105 _{Pa dan massanya 32 gr.} Jika suhu gas 77°C, tentukan Jumlah mole gas ....

4. Volume gas ( R = 8.31 J/mol K ) 4. Sejumlah 18.06 x 1025 _{partikel gas berada} dalam tabung yang volumenya 0.5 m3_{. Jika suhu gas 227°C, tekanan gas} tersebut adalah . . .

B. USAHA dan HUKUM TERMODINAMIKA 1

1. Usaha

Usaha dihasilkan oleh perubahan volume sistem akibat proses pemanasan.

W : usaha (Joule)

P : tekanan (Pa atau N/m2₎ ∆V : perubahan volume (m3₎ V1 : volume awal (m3₎ V2 : volume akhir (m3₎

Usaha Pada Grafik P-V

Besarnya usaha yang dihasilkan pada proses termodinamika dapat juga ditentukan melalui grafik P – V seperti berikut:

Besarnya usaha yang dihasilkan berdasarkan grafik di samping adalah sebesar luas daerah yang diarsir di bawah garis proses yang paling atas

W ( usaha ) = Luas daerah yang di arsir

Besarnya usaha tersebut dapat bernilai positif (+), dan dapat pula bernilai negatif (-). Nilai tersebut dapat diketahui dengan mengamati arah panah pada garis proses yang paling atas. Jika arah panah menuju ke volume yang lebih besar atau ke arah kanan maka usaha yang dihasilkan tersebut bernilai positif (+), tapi jika arah panah menuju ke volume yang lebih kecil atau ke arah kiri maka usaha tersebut bernilai negatif ( - ).

2. Hukum Termodinamika 1

"Besar energy kalor yang diberikan pada suatu system tidak seluruhnya diubah menjadi usaha tapi sebagian berubah dalam bentuk perubahan energy dalam. Dalam proses tersebut jumlah energy tetap"

Berlaku:

∆Q = ∆U +W

∆Q : Perubahan kalor (joule)

∆U : Perubahan energi dalam (joule) W : Usaha luar (joule)

Jika sistem menghasilkan usaha, maka W positif (+). Jika sistem menerima usaha, maka W negatif (-)

Soal latihan

1. Sebuah piston volumenya 200 cm3_{. Di dalamnya terdapat gas yang tekanannya}

T K

U = ⋅ ⋅

∆

2 3

menjadi 250 cm3 _{dan tekanannya tetap maka usaha yang dihasilkan piston} tersebut adalah sebesar . . .

2. Suatu sistem dipanaskan dengan kalor sebesar 800 J. Jika besar energi dalam sistem 1000 J, tentukan

a. Besarnya usaha pada sistem

3. Sistem menghasilkan usaha atau menerima usaha. Besarnya usaha yang dihasilkan berdasarkan grafik berikut adalah . . .

C. PROSES-PROSES TERMODINAMIKA

1. Isobarik

Proses isobarik yaitu proses yang terjadi pada tekanan tetap (∆P = 0), Berlaku:

Besarnya usaha: W = P

(

V2 −V1

)

W : usaha pada proses isobarik (joule) P : tekanan (Pa atau N/m2₎

Besarnya energi dalam:

∆U : perubahan energi dalam (joule) K : konstanta boltsman (1.38 x 10-23 _J/K) T : suhu (k)

V

1 =

V

2

T K

U = ⋅ ⋅∆

∆

2 3

2. Isokhorik

Proses isokhorik yaitu proses yang terjadi pada volume tetap (∆V = 0) Berlaku:

Besarnya usaha: W = 0 (tidak ada)

Besarnya energi

dalam:

3. Isotermis

Proses isotermis yaitu proses yang terjadi pada suhu tetap (∆T = 0), Berlaku: P1 ⋅V1 = P2 ⋅V2

Besarnya usaha:

n : jumlah mol (mol)

R : konstanta umum gas ( 8,314 J/mol K ) T : suhu (K)

Besarnya energi dalam: ∆U = 0

4. Adiabatis

Proses adiabatis yaitu proses yang terjadi pada kalor tetap (∆Q = 0),

P1 =

P2

T1 T2

V2

 W = n⋅R ⋅T ⋅ln

Berlaku: P1⋅V1γ =P2⋅V2γ

Besarnya usaha:

(

2 1

)

2 3

T T R n

W= ⋅ ⋅ ⋅ −

T1 : suhu awal (K)

T2 : suhu akhir (K)

γ : konstanta laplace

Besarnya energi dalam: ∆U = W

D. HUKUM TERMODINAMIKA 2

Pernyataan kelvin-plack: ” Tidak mungkin untuk membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik.”

Berdasarkan pernyataan kevin-planck tersebut, dapat disimpulkan bahwa tidak mungkin suatu mesin memiliki effisiensi sebesar 100%.

Pernyataan kelvin-planck ini diterapkan pada mesin kalor

Pernyataan Clausius: ”tidak mungkin membuat suatu mesin yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata memindahkan energi panas dari suatu benda bersuhu rendah ke benda yang suhunya lebih tinggi tanpa memerlukan usaha dari luar”

Pernyataan clausius diterapkan pada mesin pendingin

E. SIKLUS CARNOT

1. Mesin Carnot

a. Siklus Carnot

Siklus carnot terdiri dari dua proses. Yaitu: proses isotermis dan proses adiabatik

Pada siklus tersebut terjadi 4 proses, yaitu: • a – b, proses isothermal

• b – c, proses adiabatic • c – d, proses isothermal • d – a, proses adiabatic b. Bagan Energi Carnot

Pada prinsipnya, bagan skema energy mesin carnot sama dengan bagan skema energy pada mesin kalor (mesin yang yang menggunakan panas), bagan mesin kalor tersebut yaitu sebagai berikut:

Skema Mesin Kalor

Pada mesin kalor berlaku:

Q1 =W + Q2

Sedangkan Pada mesin carnot , selain berlaku persamaan di atas, juga berlaku:

Q

1

Q

2

T

1 =

T2

Q1 : kalor pada reservoir suhu tinggi (joule) T1 : Suhu pada reservoir suhu tinggi ( Kelvin) W : usaha (joule)

Q2 : kalor pada reservoir suhu rendah (joule) T2 : Suhu pada reservoir suhu rendah ( Kelvin)

Efisiensi yaitu persentase perbandingan antara usaha yang dihasilkan dengan energy pada reservoir suhu tinggi (energy yang diserap), atau dapat ditulis:

η

=

W

x 100%

Q

1

Untuk mesin kalor dapat ditulis:

Q

2

η

= −

1

×

100%

Q

1

Sedangkan khusus Untuk mesin carnot berlaku juga:

1

−

T2

_×

_100%

₌

η

T

1

η : efisiensi (%) W : usaha (joule)

Q1 : energy kalor pada reservoir suhu tinggi (joule) T1 : suhu pada reservoir suhu tinggi (K)

T2 : suhu pada reservoir suhu rendah (K)

F. MESIN PENDINGIN

Mesin pendingin bekerja dengan memindahkan kalor dari reservoir suhu tinggi ke reservoir suhu renda. Untuk memindah kan kalor tersebut diperlukan usaha sebesar W.

Skema Mesin Pendingin

Dalam mesin pendingin dikenal adanya Koefisien Performansi (CP : Coefficien Performance). CP yaitu perbandingan antara energi dingin yang dicapai sistem terhadap usaha yang dilakukan pada sistem. Besarnya yaitu:

Q2 Q2

Q1: kalor pada reservoir suhu tinggi (joule) Q2: kalor pada reservoir suhu tinggi (joule) CP: koefisien Performansi (%)

T1: suhu pada reservoir suhu tinggi (kelvin) T2: suhu pada reservoir suhu rendah (kelvin)

Hukum Termodinamika 0

” Apabila dua buah benda berbeda yang berada di dalam kesetimbangan thermal digabungkan dengan sebuah benda lain, maka ketigatiganya berada dalam kesetimbangan thermal ”

SOAL – SOAL LATIHAN

1. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu gas sebesar 1 ºC, disebut ... A. energi dalam gas

B. tekanan gas ideal C. kapasitas kalor gas D. energi kinetik gas E. kecepatan partikel gas

2. Dalam teori kinetik gas ideal, partikel gas selalu bergerak. sehingga partikel-partikel tersebut memiliki ....

A. berat

B. energi potensial C. gaya tarik D. usaha

E. energi kinetik

3. Partikel-partikel gas ideal mempunyai sifat antara lain . . . 1. selalu bergerak

2. tidak tarik-menarik

3. bertumbukan lenting sempurna 4. tidak mengikuti hukum Newton Pernyataan yang benar yaitu . . . A. 1, 2, dan 3

D. 3 dan 4 E. 4 saja

4. Usaha yang terjadi pada proses termodinamika adalah akibat langsung dari . . . A. perubahan volume

B. perubahan panas C. perubahan tekanan D. perubahan kalor E. perubahan suhu

5. Proses berikut yang bukan merupakan proses dalam termodinamika adalah . . . A. adiabatic

B. isobaric C. isotermis D. isotonic E. isokhorik

6. Ilmu dalam fisika yang mempelajari tentang perubahan panas dalam suatu system disebut . . .

7. Gas dalam suatu system tekanannya 6 atm volumenya 1m3 _{dan suhunya 27 ºC.}

jika dipanaskan hingga suhunya menjadi 227 ºC dan volume gas tetap,tekanan gas dalam system tersebut menjadi. . . .

A. 9 atm B. 10 atm C. 17 atm D. 20 atm E. 27 atm

8. Satu mol gas ideal memiliki tekanan 41570 Pa, dan suhu gas saat itu 127°C. Maka volume gas tersebut adalah....

A. 80 m3

B. 90 m3

C. 100 m3

D. D. 110 m3

E. 120 m3

9. Bila suhu gas bertambah, maka kecepatan partikel gas tersebut akan semakin .... A. kecil

11. Pada keadaan suhu 127 ºC dan tekanan 105 _{Pa, sebanyak 0.5 mol gas O}

2 memiliki

volume sebesar . . . . (R = 8314 J/mol K) A. 2,8 m3

B. 16,67 m3

D. 28,82 m3

E. 38,28 m3

12. Sebuah piston berisi gas yang mula-mula volumenya 75 cm3_{. setelah terjadi proses}

pemanasan, volume gas tersebut menjadi 125 cm3_{. jika tekanan gas tersebut tetap}

sebesar 150000 Pa, besar usaha yang dihasilkan piston tersebut adalah . . . A. 7,5 joule

B. 12,5 joule C. 15 joule D. 75 joule E. 125 joule

13. Volume mula-mula suatu piston adalah 180 cm3 _{dan tekanannya 200000 Pa. Jika di}

tekan dengan usaha yang besarnya 10 Joule, besar volumenya menjadi . . . A. 120 cm3

B. 130 cm3

C. 160 cm3

D. 180 cm3

E. 200 cm3

14. Suatu gas mula-mula volumenya 1 m3_{, tekanannya 1,5 Pa, dan suhunya 300 K jika}

tekanan gas ditambah menjadi 3 Pa dan volumenya berubah menjadi 0,75 m3_{, maka}

suhu gas menjadi . . . .

15. Volume suatu gas dalam ruang tertutup adalah 8,314 m3_{, dan suhunya 300 K. jika}

jumlah mol gas tersebut 10 mol, besar tekanan gas adalah . . . . (R = 8,314 J/mol K) menghasilkan usaha sebesar 400 joule, besar energy kalor yang di terima system adalah . . . system adalah 1200 joule, maka system tersebut. . . .

A. Menerima usaha sebesar 200 joule B. Menghasilkan usaha sebesar 200 joule C. Menerima usaha sebesar 700 joule D. Menghasilkan usaha sebesar 700 joule E. Menerima usaha sebesar 1000 joule

18. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127°, dengan tekanan 165,6 N/m2 _{. Maka}

banyak partikel gas tersebut adalah .... A. 1×1019 _buah

C. C. 3×1019 _buah

D. D. 1×1018 _buah

E. 2×1018 _buah

19. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu gas sebesar 10_C,

disebut ...

A. energi dalam gas B. tekanan gas ideal C. kapasitas kalor gas D. energi kinetik gas E. kecepatan partikel gas

20. Energi dalam gas ideal merupakan fungsi dari .... A. Volume

B. Suhu

C. tekanan dan suhu D. volume dan suhu E. tekanan

21. Bila suhu ruang tertutup dinaikkan menjadi 4 kali, maka kecepatan molekul

rata-rata menjadi ....

23. Sebanyak 1,5 m' gas helium yang bersuhu 27°C dipanaskan secara isobarik

sampai.87°C. Bila tekanangas helium 2 . 105N /M2, _{gas helium melakukan}

24. Siklus ideal yang terdiri dari 4 proses, yaitu 2 proses isotermis dan 2 proses diabatis, adalah siklus ....

2

26. Sejenis gas ideal bervolum 3 L pada suhu 27°C, gas ini dipanaskan dengan

tekanan tetap 2 atm, sampai suhunya mencapai 227°C. Bila 1 atm = 1,013.10

5_{.Pa, maka kerja yang dilakukan gas sama dengan ....}

A. 402 J

mempunyai efisiensi 30%, maka reservoir suhu rendahnya bersuhu …. A. 327 ºC

B. 373 ºC C. 417 ºC D. 427 ºC E. 509 ºC

28. Bila reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin

40%. Agar efisiensi maksimum naik menjadi 50%, suhu reservoir tingginya harus menjadi ….

29. Mesin kalor Carnot mengambil 1000 kkal dari reservoir bersuhu 627 0_{C, maka}

kalor yang dikeluarkan ke reservoir bersuhu 27 0_{C adalah …}

31. Sebuah mesin Carnot yang reservoir suhu tingginya pada 127 o_{C menyerap} 100 kalori dalam tiap-tiap siklus pada suhu ini dan mengeluarkan 80 kalori ke reservoir suhu rendah. Tentukanlah suhu reservoir terakhir ini.

32. Berapakah effisiensi suatu mesin yang menerima 200 kalori dari sebuah reservoir bersuhu 400 K dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir lain yang bersuhu 320K. Jika mesin tersebut merupakan mesin carnot berapakah effisiensinya.

33. Hitunglah effisiensi ideal dari suatu mesin Carnot yang bekerja antara 100 o_C dan 400 o_C.

34. Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu rendah pada 7 o_C,

daya gunanya 40 %. Kemudian daya gunanya diperbesar 50 %. Berapakah reservoir suhu tingginya harus dinaikkan.

35. Mesin Carnot bekerja di antara dua reservoir panas yang bersuhu 400 K dan

300o_{K. Jika dalam tiap siklus, mesin menyerap panas sebanyak 1.200 kalori} dari reservoir yang bersuhu 400 K, maka berapakah panas yang dikeluarkan ke reservoir yang bersuhu 300 K.

Catatan:

BAB 5 KEMAGNETAN

STANDAR KOMPETENSI

•Menerapkan konsep magnet dan elektromagnet KOMPETENSI DASAR

Menguasai konsep kemagnetan

Menguasai hukum magnet dan elektromagnet Menggunakan magnet

Menggunakan elektromagnet

A.SIFAT MAGNET

1.Garis Gaya Magnet

Semua magnet mempunyai kutub yang berlainan, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Dua kutub yang senama akan tolak menolak, sedang dua kutub yang berbeda akan tarik menarik.

Di sekitar magnet akan terdapat medan magnet yang digambarkan sebagai suatu garis gaya magnet. Semakin jauh, semakin kecil besar medan magnetnya dan semakin sedikit jumlah garis gaya magnetnya. Arah garis gaya magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan.

2.Sifat Magnetik Bahan

Bahan magnetik dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu bahan ferromagnetic, bahan paramagnetic, dan bahan diamagnetic. a.Bahan Ferromagnetic bahan ferromagnetic adalah bahan yang sangat mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini dapat dijadikan sebagai magnet permanent. Contoh bahan ferromagnetic yaitu: besi, baja, nikel, kobal.

b. Bahan Paramagnetic bahan paramagnetic adalah bahan yang tidak mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini tidak dapat dijadikan magnet permanent. Contoh bahan paramagnetic yaitu: mangan, platina, aluminium, timah.

B.MEDAN MAGNET

1.Medan Magnet dan Arus Listrik

Menurut Christian Oersted (1777 – 1851): di sekitar arus listrik terdapat medan magnet.

Arah garis gaya yang dihasilkan di sekitar arus listrik tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

2.Rumus Biot-Savart

Menurut Biot-Savart: besarnya induksi magnetik di sebuah titik P yang berjarak r dari sebuah elemen arus yang panjangnya ∆l adalah:

• Berbanding lurus dengan kuat arus

• Berbanding lurus dengan panjang elemen arus

• Berbanding lurus dengan sinus sudut antara garis singgungnya pada elemen arus dengan garis penghubung antara eleman arus dan titik P tersebut.

• Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P terhadap elemen arus

• Arah induksi magnet tersebut tegak lurus bidang yang melalui elemen arus dari titik P.

Berdasarkan hal diatas, dapat dirumuskan:

i ⋅dl ⋅sinθ

dB = k

2

r

Atau

µ i ⋅dl ⋅sinθ

dB = 0 ⋅ 2

2π r

3.kuat medan magnet

a. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Lurus

Besarnya medan magnet di titik P pada gambar di samping dirumuskan :

B : besarnya medan magnet pada titik P (weber/m2 _{atau tesla)}

µ0 : permeabilitas ruang hampa = 4π×10−7 weber/A m

i : kuat arus listrik (A)

a : jarak titik P ke kawat berarus (m)

b. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Melingkar

Suatu kawat listrik berbentuk seperti pada gambar di samping, jika dialiri arus listrik maka besar medan magnet pada titik P di rumuskan:

a : jari-jari lingkar kawat (m) r : jarak titik P ke kawat berarus (m)

Ө : sudut antara titik P ke kawat berarus dengan garis vertikal

Sedangkan besarnya medan magnet di pusat lingkaran dirumuskan:

µ ⋅i

B = 0

2⋅a

c. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Solenoida

Solenoida adalah suatu lilitan atau kumparan yang rapat. Besarnya medan magnet pada titik di tengah solenoida dirumuskan:

µ ⋅i

B = 0

2π⋅a

µ ⋅i ⋅a ⋅sinθ

B =

0 2

µ ⋅i ⋅N B =

0

l

Dan besarnya medan magnet pada titik di ujung solenoida dirumuskan:

µ ⋅i⋅N B =

0

2⋅l

d. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Toroida

Toroida adalah solenoida yang dilengkungkan hingga melingkar. Besarnya medan magnet pada titik pusat sumbu toroida dirumuskan:

µ ⋅i ⋅N B =

0

B : besarnya medan magnet pada titik P (weber/m2 _{atau tesla)}

µ0 : permeabilitas ruang hampa = 4π×10−7 weber/A m i :

kuat arus listrik (A)

a : jarak titik P ke kawat berarus (m)

C.

GAYA MAGNET

Kawat berarus listrik bila berada di dalam medan magnet, akan mengalami suatu gaya akibat pengaruh medan magnet tersebut. Gaya ini disebut gaya magnetik atau sering disebut gaya lorentz.

1.Arah Gaya Magnet

Bila arus i, medan magnet B, dan gaya magnetik F, maka arah vektor dari ketiga besaran tersebut adalah seperti ditunjukkan pada gambar. Untuk memudahkan mengingat arah tersebut, dapat digunakan kaidah tangan kanan. Pada kaidah tangan kanan, berlaku:

a. ibu jari menunjuk arah arus;

b. empat jari lainnya menunjuk arah medah magnet;

c. arah gaya magnet yaitu keluar dari telapak tangan.

2.Gaya Lorentz

Besar gaya lorentz (gaya magnetik) yang dialami oleh penghantar yang panjangnya l dan dialiri arus i yang memotong medan magnet dengan membentuk sudut Ө adalah:

Bila arah arus yang mengalir tegak lurus dengan arah medan magnet, maka besar gaya lorentz yang terjadi adalah:

F = B ⋅i ⋅l

F : gaya magnetik atau gaya lorentz (N) B : kuat medan magnet (Tesla)

i : kuat arus listrik (A) l : panjang kawat (m)

D.INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Induksi elektromagnetik adalah gejala terjadinya arus listrik dalam suatu

penghantar akibat adanya perubahan medan magnet di sekitar kawat penghantar tersebut. Arus listrik yang terjadi disebut arus induksi atau arus imbas

1.Hukum Faraday

Magnet dapat ditimbulkan oleh arus listrik. Hal ini telah diselidiki oleh Oersted.

Sebaliknya, arus listrik ternyata dapat ditimbulkan oleh gaya magnet. Hal ini diselidiki oleh Faraday dengan percobaannya seperti berikut

a. Sebuah kumparan yang kedua ujungnya

dihubungkan dengan galvanometer (alat untuk mengukur arus listrik yang kecil). Kumparan tersebut kemudian didekati kutub utara magnet batang (lihat gambar a). Selama gerakan magnet tersebut, jarum galvanometer menyimpang dari kedudukan seimbangnya, ini berarti pada kumparan timbul arus listrik.

b. Kutub magnet kemudian dijauhkan kembali dari kumparan (lihat gambar b), jarum galvanometer ternyata menyimpang dengan arah berlawanan. Hal ini berarti bahwa arus yang terjadi pada gerakan kedua, arahnya berlawanan dengan arah pada gerakan pertama.

Bila percobaan di atas dilakukan dengan cara kumparan bergerak mendekati magnet batang yang diam, ternyata jarum galvanometer juga menyimpang. Jadi, untuk menimbulkan arus pada kumparan bisa magnetnya yang digerakkan dan kumparan diam, bisa juga kumparan yang digerakkan dan magnet diam. Tetapi bila keduaduanya diam, pada kumparan tidak timbul arus.

Dalam percobaan di atas, dikatakan bahwa pada ujung-ujung kumparan timbul

gaya gerak listrik induksi (disingkat: ggl). ggl sama dengan beda potensial atau

tegangan dengan satuan volt.

2.Arah Arus Induksi

Arah arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lentz atau kaidah tangan kanan. Hukum Lentz berbunyi: ”arah arus induksi dalam suatu penghantar itu sedemikian rupa, sehingga menghasilkan medan magnet baru yang melawan perubahan garis-garis gaya magnet semula yang menimbulkannya.”

3.Kaidah Tangan Kanan

Misalnya kawat ab digerakkan ke kanan dalam

gambar). Keadaan ini dapat ditunjukkan ol eh tangan kanan, seperti tampak pada gambar .

4.Menentukan Besarnya GGL

Jika kawat ab digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap v dan melintasi jarak s, maka pada kawat itu bekerja gaya magnetik yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kawat sebesar F (lihat gambar).

Maka, besarnya gaya lorentz yang dihasilkan adalah:

ε= −B⋅i ⋅l

Dan besarnya ggl induksi yang dihasilkan adalah:

ε= −B⋅l ⋅v

ε : ggl induksi (volt) B : medan magnet (tesla) i

: besarnya arus listrik(A) l : panjang kawat (m) v : kecepatan (m/s)

Banyaknya garis gaya magnet (B) yang dilingkupi oleh daerah ABRQ disebut fluks magnetik (dengan lambang ф). Jadi, fluks magnetik dapat dirumuskan sebagai perkalian induksi magnet (kerapatan garis gaya B) dengan luas daerah yang melingkunginya.

Φ = B⋅A

Jadi, besarnya ggl induksi yang dihasilkan dapat ditulis:

Φ − Φ

ε= −

2 1

t

Atau

ε= −

dt

ф : fluksi magnetik

5.Penerapan Induksi Elektromagnetik a.Transformator

Transformator (trafo) adalah alat untuk memperbesar atau memperkecil tegangan arus bolakbalik.

Transformator yang digunakan untuk memperbesar tegangan disebut

transformator step-up, sedangkan yang digunakan untuk memperkecil tegangan disebut transformator step-down.

Sebuah transformator terdiri atas pasangan kumparan primer (N1) dan

kumparan sekunder (N2) yang dililitkan

pada inti besi. Kumparan primer dan

kumparan sekunder tersebut

sering disebut juga coil induksi,

yaitu berupa gulungan kawat penghantar yang dilapisi penyekat (isolasi), sehingga antara kawat

dengan kawat dan antara kawat dengan inti besi tidak ada kontak. Inti besi terbuat dari pelat berlapis-lapis

Tegangan yang dihubungkan dengan kumparan primer disebut tegangan primer (V1), yaitu tegangan masuk,dan tegangan ujung-ujung kumparan sekunder disebut

tegangan sekunder (V2), yaitu tegangan keluar.

Pada transformator berlaku:

V1 : tegangan primer atau tegangan input

V2 : tegangan sekunder atau tegangan output

Efisiensi transformator didefinisikan sebagai persentase daya output terhadap daya

η = efisiensi transformator (%) V1

= tegangan primer (volt) V2 = tegangan sekunder (volt)

I1 = arus primer (A)

I2 = arus sekunder (A)

N1 = banyaknya lilitan primer

N2 = banyaknya lilitan sekunder

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Suatu kawat yang dialiri arus listrik diletakan diatas sebuah kompas, maka jarum kompas . . .

A. tidak terpengaruh oleh arus listrik

B. menyimpang ke arah tegak lurus arah aliran arus listrik C. berputar

D. rusak

E. menyimpang searah dengan arah arus listrik

2. Sebuah kawat lurus 50 cm bergerak dengan kelajuan 20 cm/s memotong secara tegak lurus suatu medan magnet 0,05 T. GGL yang diinduksikan pada kawat tersebut adalah . . . .

3. Sebuah kawat cincin berjari-jari 7 cm. Besarnya induksi magnetik pada 5 cm

A. Nol

B. 3 x10-5 _Wb/m2 C. 1.5 x10-5 _Wb/m2 D. 6 x 10-5 _Wb/m2 E. 642 x 10-5 _Wb/m2

5. Kawat penghantar lurus panjang dialiri arus listrik 2,5 A terletak di ruang hampa. Sebuah elektron bergerak lurus sejajar kawat dengan arah berlawanan arah arus, dengan laju 6 x 10-4 _{m/s. Bila jarak elektron dari kawat 4 cm, gaya} magnetik yang dialami elektron besarnya adalah . . . .

A. 1,2 x 10-19 _{N ; menuju ke kawat} B. 1, 2 x 10-19 _{N ; menjauhi ke kawat} C. 3,0 x 10-19 _{N ; menuju ke kawat} D. 3,0 x 10-19 _{N ; menjauhi ke kawat} E. 7,5 x 10-19 _{N ; menuju ke kawat}

6. Kawat AB yang panjangnya 20 cm berada dalam medan magnet homogen 0,4

T dan hambatan 8 ohm. Jika kawat AB digerakkan ke kanan dengan kelajuan

50 m/s, gaya magnet yang dialami kawat AB adalah . . . .

7. Sebuah solenoida yang panjangnya 10 cm. Besar induksi elektromagnetik pada

titik tengah sebesar 8 x 10-3 _Wb/m2_{. Jumlah lilitan solenoid yang dihubungkan} dengan sumber arus 2 A adalah . . . .

8. Sebuah kawat lurus berarus listrik 10 A diletakkan dalam ruang medan magnet

homogen yang besarnya 20 Wb/m2_{. Jika diletakkan tegak lurus terhadap arah}

medan, gaya yang dialami kawat tersebut sebesar 50 N, maka panjang kawat tersebut adalah . . . .

B. 10 x 10-3 _Wb/m2 C. 15 x 10-3 _Wb/m2 D. 20 x 10-3 _Wb/m2 E. 25 x 10-3 _Wb/m2

10. Suatu bidang yang berbentuk lingkaran berjari-jari 5 cm ditembus oleh garis-garis gaya sebesar 2 x 10-5 _{weber secara tegak lurus. Di sebuah titik yang ada} di bidang tersebut ada medan magnet sebesar . . . .

A. 8 mT vertikal yang dialiri arus ke atas. Partikel tersebut akan dibelokkan ke arah . . . . A. Selatan arahnya ke utara. Lintasan elektron berada di bawah kawat. Sepanjang lintasan tersebut, elektron akan mengalami gaya magnet yang mengarah ke . . . .

A. Barat B. Bawah C. Timur D. Atas E. Selatan

13. Sebuah generator AC memiliki kumparan yang lilitannya 500 buah dan luasnya 200 cm2. Kumparan tersebut berotasi dengan frekuensi 20 Hz di dalam medan magnet 0,25 T. Ggl maksimum yang dibangkitkan adalah . . . .

A. 0,1 B. 100 C. 1 D. 1000 E. 10

15. Sebuah kumparan dengan 1600 lilitan ditembus oleh fluks magnet sebesar 1,7 x 10-3 _{weber dalam waktu 0,8 sekon, fluks magnet berubah menjadi 1 x 10}-4 weber. Ggl induksi rata-rata yang muncul pada kumparan adalah . . .

A. 0,75 V B. 32 V C. 3,2 V D. 75 V E. 7,5 V

16. Sebuah kawat penyalur daya dialiri arus 10 A dari barat ke Timur. Kawat berada 10 m di atas tanah. Titik P berada 8 m di sebelah utara kawat dengan

17. Magnet permanen yang terpasang pada sebuah dinamo listrik yang berbentuk segi empat dan menghadap sumbu putar yang disusun secara merata di sekelilingnya adalah 25 T. Dinamo tersebut terdiri atas 100 lilitan dan panjang sisi kawat lilitan yang tegak lurus terhadap arah putar 10 cm. Dinamo diputar dengan kecepatan 5 m/s, besar ggl induksi yang dihasilkan adalah . . .

A. 1000 volt tersebut mengalir arus listrik dari arah utara ke selatan, arah medan magnet yang timbul pada bagian bawah kawat tersebut adalah . . .

A. Timur B. Barat C. Timur laut D. Tenggara E. Utara

19. Gelombang elektromagnetik yaitu . . .

A. Gelombang yang merambat melalui udara B. Gelombang yang merambat di air

C. Tanpa melalui medium

D. Gelombang yang dihasilkan oleh getaran mesin E. Gelombang yang dapat didengar

20. Yang bukan termasuk gelombang elektromagnetik adalah . . . A. Cahaya

D. Sinar gamma E. Sinar infra merah

21. Peralatan berikut yang tidak menggunakan electromagnet adalah . . . A. Speaker

B. Bel listrik C. Trafo

D. Relai magnetik E. Lampu listrik

22. Suatu kawat listrik dialiri arus listrik sebesar lima puluh juta amper. Besarnya medan magnet pada jarak 25 m dari kawat tersebut adalah . . . (µ0= 4π × 10–7

23. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 20 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat?

24. Diketahui besar induksi magnetik pada titik yang berjarak 5 cm dari suatu kawat panjang berarus adalah 40 T. Berapakah besar arus listrik yang mengalir dalam kawat tersebut?

25. Sebuah kawat cincin yang berjari-jari 4 cm dialiri arus listrik sebesar 4 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat cincin?

26. Sebuah kawat cincin yang berjari-jari 6 cm dialiri arus listrik sebesar 20 A. Berapakah besar induksi magnetik pada sumbu cincin yang berjarak 8 cm dari titik pusat?

27. Diketahui besar induksi magnetik pada sumbu cincin yang berjarak 6 cm dari titik pusat adalah 20 Wb/m2_{. Jika jari-jari cincin adalah 8 cm, maka berapakah} besar arus listrik yang mengalir dalam cincin tersebut?

28. Dua buah kawat cincin berjari-jari sama yaitu 4 cm disusun sejajar pada satu sumbu yang sama dengan jarak 6 cm. Masing-masing kawat dialiri arus listrik 4A dan 6 A dengan arah yang berlawanan. Berapakah besar induksi magnetik di tengah-tengah pada sumbu kedua cincin?

29. Sebuah solenoida dengan rapat 1.000 lilitan/cm dialiri arus listrik 6 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat solenoida?

30. Sebuah toroida yang berjari-jari 3 cm mempunyai jumlah lilitan sebanyak 150 lilitan, dialiri arus listrik sebesar 6 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat toroida?

32. Sebuah kawat lurus yang panjangnya 10 cm berarus 4 A diletakkan dalam ruang medan magnet homogen 20 T dengan posisi membentuk sudut 60° dari arah medan. Berapakah besar gaya yang dialami kawat tersebut?

33. Sebuah kawat yang dialiri arus listrik menghasilkan medan magnet sebesar 2 T pada jarak 3 m. Berapa arus listrik yang mengalir pada kawat tersebut?

34. Kawat lurus panjang diberi arus listrik sebesar x A. Pada jarak 2 meter, dihasilkan medan magnet sebesar B T. Arus listrik kemudian diubah menjadi 2x A. Pada jarak berapa dihasilkan medan magnet yang sama dengan ketika arus listrik belum diubah?

35. Sebuah persegi dengan panjang sisi 1 m dialiri arus sebesar 2 A. Hitunglah besarnya medan magnet di pusat persegi tersebut!

Catatan:

A

B C

BAB 5 GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI

Standar Kompetensi:

Menerapkan getaran, gelombang, dan bunyi Kompetensi dasar:

1. Menguasai hukum getaran, gelombang, dan bunyi

2. Membedakan getaran, gelombang, dan bunyi

3. Menghitung getaran, gelombang, dan bunyi

A. GETARAN

1. Definisi Getaran

Getaran adalah gerak bolak-balik suatu objek di sekitar titik setimbang. Getaran dapat terjadi pada benda pegas yang bergetar, benda yang berayun-ayun, benda yang naik turun di permukaan air, dan lain-lain.

Secara umum, besarnya periode (T) dan frekuensi (f) getaran yaitu:

t

hubungan antara periode dan frekuensi: T = Periode (s)

f = frekuensi (Hz)

n = banyak getaran (getaran) dan

banyaknya 1 getaran atau 1 gelombang yaitu:

Jika benda berayun mulai dari A, maka satu getaran atau satu gelombang adalah A, B, C, B, A. Jika benda mulai berayun dari B, maka satu getaran atau satu gelombang adalah B, C, B, A, B.

2. Gaya Pemulih

Suatu benda dapat bergetar atau berayun disebabkan karena adanya suatu gaya. Gaya tersebut dinamakan gaya pemulih. Gaya pemulih menyebabkan suatu benda yang bergerak, gerakannya menjadi melambat, kemudian bergerak berbalik arah.

1.Getaran harmonis

Getaran harmonis adalah gerak getaran yang membentuk pola yang berulang-ulang secara terus menerus tanpa henti.

a.Getaran harmonis pada pegas.

Jika sebuah benda pegas diberi beban dengan massa m, kemudian direntangkan (ditarik) terhadap posisi setimbangnya, lalu dilepaskan. Maka akan terjadi gerakan naik turuk (bolak-balik) pada beban. Gerakan bolak-balik ini bisa disebut juga sebagai osilasi atau getaran.

Pegas dapat menghasilkan getaran seperti berikut:

Beban yang mengalami getaran tersebut misalkan bergerak mulamula dari posisi X0,

kemudian ke posisi XA, lalu kembali melewati posisi X0 menuju XB. Setelah itu beban

akan kembali bergerak ke XB bawah menuju posisi X0. Dan X0seterusnya XA

Getaran tersebut dapat terjadi akibat adanya gaya pemulih yang besarnya yaitu:

F = gaya pemulih (N)

k = konstanta gaya pemulih (N/m)

x = jarak dari pusat setimbang (m)

Tanda ( - ) menyatakan arah gaya yang selalu menuju ke pusat getaran

Pada suatu saat getaran beban pada pegas akan stabil, gerakannya murni hanya dalam arah vertikal (sumbu Y), dan gerakan tersebut teratur dan terus-menerus. Dalam keadaan ini benda (beban) tersebut dikatakan bergerak secara harmonis. Pada keadaan ini berlaku:

T : periode (s) f : frekuensi (Hz) k : konstanta pegas (N/m)

m : massa benda (kg)

F = −k ⋅x

T =

2π

m

k

f =

k

b.Getaran harmonis pada bandul

Suatu benda (bandul) yang digantung dengan sebuah tali kemudian disimpangkan dengan simpangan sudut sebesar Ө, jika bandul tersebut dilepas, maka akan bergerak menuju posisi semula dan berayun bolak-balik secara terus menerus.

Getaran pada bandul tersebut terjadi akibat adanya gaya pemulih yang besarnya sebagai berikut:

F = mg ⋅Sinθ

m = massa bandul (kg)

g = percepatan grafitasi (m/s2₎

θ = sudut simbangan tali bandul terhadap posisi setimbang

Saat gerak ayunan bandul tersebut sudah stabil dalam arah yang tetap dan terusmenerus, dapat dikatakan bahwa bandul tersebut telah berayun secara harmonis. Pada keadaan ini berlaku:

T=2π

√

_gl dan T=₂1_π

√

g_l

T : periode (s)

f : frekuensi (Hz)

l : panjang tali bandul (m)

g: percepatan grafitasi (m/s2₎

LATIHAN GETARAN

1. Sebuah bandul berayun 6000 kali tiap 2 menit. Besar frekuensi dan periode

bandul tersebut adalah . . .

a. 50 Hz dan s

b. Hz dan 50 s

c. 30 Hz dan s

d. Hz dan 30 s

A

B C

2. Frekuensi suatu gelombang adalah 100 Hz. Besar periodenya adalah . . .

a. 10 s b. 1 s c. 0.1 s d. 0.01 s e. 0.001 s

3. Gerak bolak-balik melalui suatu titik yang sama dan berulang-ulang dengan pola yang sama dinamakan . . .

4. yang dimaksud dengan frekuensi getaran adalah . . .

a. jumlah getaran tiap detik

b. waktu untuk melakukan satu getaran c. simpangan maksimum getaran d. waktu terjadinya getaran

e. besarnya perubahan sudut tiap detik

5. Sebuah bandul berayun dengan pola seperti pada gambar di samping. Jika bandul mulai berayun dari A, maka urutan satu getaran atau satu ayunan yang benar adalah . . .

6. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran dinamakan . . .

a. Amplitudo b. Frekuensi

c. Kecepatan sudut d. Cepat rambat e. Periode

B. GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat. 1.Jenis Gelombang

a.berdasarkan arah getarnya, gelombang dibagi menjadi: 1)Gelombang transfersal

Gelombang transfersal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat.

2). Gelombang longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambat

b.berdasarkan mediumnya, gelombang dibagi menjadi:

1) gelombang mekanik gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat

contoh gelombang mekanik: gelombang pada air, gelombang bunyi, gelombang pada tali, dll

2) gelombang elektromagnetik gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat

2.Persamaan Gelombang

a. Besaran-Besaran Pada Gelombang besaran-besaran yang perlu diketahui dari suatu gelombang yang merambat yaitu:

• simpangan : jarak suatu getar gelombang dari titik setimbangnya

• amplitudo : simpang terbesar gelombang

• frekuensi : jumlah gelombang tiap detik

• amplitudo : waktu untuk suatu gelombang merambat sejauh satu gelombang.

• Cepat rambat gelombang : kecepatan merambat gelombang

• Kecepatan sudut : besarnya perubahan sudut suatu gelombang tiap satuan waktu

b. Bentuk Persamaan Gelombang

Y = A⋅Sin

(

ω⋅t ± k ⋅x

)

2⋅π 2⋅π λ

ω= 2⋅π⋅fω = k = v = λ⋅f v =

T λ T

Y : simpangan gelombang

A : amplitudo atau simpangan maksimum gelombang ω : kecepatan sudut gelombang

t : waktu

k : bilangan gelombang x : perpindahan gelombang

± : jika bernilai +, artinya gelombang merambat ke kiri Jika bernilai -, artinya gelombang merambat ke kanan v : kecepatan rambat gelombang

f : frekuensi getaran gelombang T : periode gelombang λ : panjang gelombang

LATIHAN GELOMBANG

1. Berdasarkan arah getarnya, gelombang dibagi menjadi . . . a. gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik b. gelombang mekanik dan gelombang tranfersal

c. gelombang elektromagnetik dan gelombang transfersal d. gelombang transfersal dan gelombang longitudinal e. gelombang elektromagnetik dan gelombang longitudinal 2. Gelombang mekanik adalah . . .

b. gelombang yang memerlukan medium untuk merambat

c. gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat d. gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat e. gelombang yang dihasilkan oleh mesin

3. Yang dimaksud gelombang longitudinal adalah . . .

a. gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambat b. gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat c. gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat d. gelombang yang dihasilkan oleh mesin

e. gelombang yang memerlukan medium untuk merambat 4. Simpangan maksimum gelombang disebut . . .

a. kecepatan sudut b. periode

c. amplitude

d. panjang gelombang e. cepat rambat gelombang

5. Gelombang yang arah getarnya sejajar arah rambatnya, disebut gelombang . . .

a. gelombang harmonic

b. gelombang elektromagnetik c. gelombang mekanik

d. gelombang transfersal e. gelombang longitudinal

6. Suatu gelombang merambat dengan persamaan: y

=12⋅sin(18π⋅t −20π⋅x) m. Besar kecepatan sudut dan amplitudonya berturut-turut adalah . . .

a. 12 rad/s dan 18π m gelombangnya adalah . . .

a. 12.5 m/s b. 25.5 m/s c. 50 m/s d. 50.5 m/s e. 75 m/s

8. Frekuensi getar suatu mesin kendaraan adalah 40

Hz, maka besar periode getarnya adalah . . . a. 4 s

c. 2.5 s d. 0.25 s e. 0.025 s

9. Gelombang elektromagnetik adalah . . .

a. gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambat b. gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat c. gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat d. gelombang yang dihasilkan oleh mesin

e. gelombang yang memerlukan medium untuk merambat 10. Sebutkan contoh gelombang yang termasuk

gelombang elektromagnetik

11. Jelaskan perbedaan getaran dengan gelombang 12. Suatu gelombang merambat dari titik A hingga titik

F seperti pada gambar. Jika frekuensi gelombang tersebut 25 Hz, tentukan:

a. Periode gelombang b. Panjang gelombang

13. Frekuensi suatu gelombang adalah 50 Hz, jika cepat rambatnya 125 m/s, maka panjang gelombangnya adalah . . .

14. Diketahui persamaan gelombang berikut:

y =15⋅sin(10π⋅t −4π⋅x), tentukanlah: a. Arah rambat gelombang b. Kecepatan sudut gelombang c. Amplitude gelombang

d. Frekuensi gelombang e. Cepat rambat gelombang

C. BUNYI