Cover Bab1

  • Published on
    18-Oct-2015

  • View
    76

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li><p>DR. Ibnu Masud (drim) Guru Fisika SMK Negeri 8 Malang </p><p>Jl. Kurma No. 05 Kampung Mandar Sapeken </p><p>Hp. 0856 4970 2765 0852 3440 0737 </p></li><li><p>ii </p><p>KONSULTASI FISIKA KATA PENGANTAR </p><p>Syukur dan alhamdulillah selalu dipanjatkan oleh penulis ke hadirat Tuhan Yang </p><p>Maha Esa, atas karunia dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat meyusun buku untuk </p><p>SMK Negeri 8 Malang bidang adaptif yaitu FISIKA. </p><p>Didorong oleh rasa tanggungjawab sebagai pengajar mata diklat fisika, serta ikut </p><p>mencerdaskan bangsa melalui pengabdian dalam bidang pendidikan, maka kami susun </p><p>buku FISIKA ini. </p><p>Dengan buku FISIKA ini diharapkan siswa mampu mengembangkan kemapuan </p><p>berfikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika </p><p>untuk menjelaskan peristiwa-peristiwa alam dan menyelesaikan masalah baik secara </p><p>kuantatif dan kualitatif. </p><p>Buku FISIKA ini sengaja penulis beri judul KONSULTASI FISIKA Sekolah </p><p>Menengah yang disajikan dalam lima (5) bab, yang tiap bab yang telah disesuaikan </p><p>dengan Standar Kompetensi dan Komptensi dasar yang digunakan di sekolah yang </p><p>mengacu pada kurikulum KTSP. </p><p>Sebenarnya buku ini merupakan edisi revisi dari buku yang terdahulu, dan telah </p><p>di terbitkan secara khusus untuk siswa SMKN 8 Malang. </p><p>Soal-soal dalam buku FISIKA ini disusun dari yang paling mudah sampai yang </p><p>menantang dan bahannya sebagain besar diambil dari soal-soal EBTANAS, UAN SMA dan </p><p>SMK serta Ujian Seleksi Masuk (USM) Perguruan tinggi dengan tujuan siswa terbiasa </p><p>dengan soal yang diujukan di PT, sehingga pada saat mengikuti tes masuk PT siswa </p><p>dapat bersaing dengan siswa SMA. </p></li><li><p>iii </p><p>KONSULTASI FISIKA KATA PENGANTAR </p><p>Perlu Kalian perhatikan, pada saat mengerjakan soal, selalu berusaha dan </p><p>milikilah keyakian Jika Saya Mau, Pasti Saya Bisa dan Man Jadda Wa Jadda (siapa </p><p>yang bersungguh-sungguh, akan sukses) maka kalian juga dapat menguasai konsep </p><p>fisika. </p><p>Akhirnya Penulis berharap semoga buku FISIKA ini dapat bermanfaat bagi siswa </p><p>dan pendidik dalam membantu proses kegiatan belajar mengajar. Kritik dan saran yang </p><p>konstruktif selalu kami harapkan demi penyempurnaan Buku FISIKA ini di edisi yang </p><p>akan datang. </p><p>Malang, Januari 2013 </p><p>Penulis </p></li><li><p>iv </p><p>KONSULTASI FISIKA DAFTAR ISI </p><p>Sampul Awal i </p><p>Kata Pengantar ii Daftar Isi iv </p><p>BAB 1 Sifat Mekanik Zat 1 </p><p>A. Konsep Elastisitas Bahan 3 B. Sifat Elastisitas Zat Padat 4 </p><p>C. Konsep Stress, Strain, dan Modulus Young 5 D. Konsep Hukum Hooke 8 E. Rangkaian Pegas 10 </p><p>Game Fisika 13 Evaluasi Bab 1 15 </p><p>Bab 2 Getaran, Gelombang, dan Bunyi 19 </p><p>A. Konsep Getaran 20 B. Getaran padda Bandul dan Pegas 23 </p><p>C. Simpangan pada Getaran 28 D. Konsep Gelombang 30 E. Besaran Fisis pada Gelombang 33 </p><p>F. Simpangan pada Gelombang Berjalan 35 G. Simpangan pada Gelombang Diam 39 </p><p>H. Konsep Bunyi 44 I. Sumber Bunyi 46 J. Intensitas dan Taraf Intensitas 50 </p><p>K. Efek Doppler 53 Game Fisika 56 </p><p>Evaluasi Bab 2 58 Bab 3 </p><p>Fluida Statis 63 A. Konsep Massa Jenis 65 </p><p>B. Tekanan pada Fluida 66 C. Tekanan Hidrostatis 69 D. Tekanan Atmosfer dan Tekanan Mutlak 72 </p><p>E. Hukum Pokok Hidrostatis 73 F. Hukum Pascal 75 </p><p>G. Hukum Archimedes 79 H. Tegangan Permukaan pada Fluida (Pengayaan) 86 I. Vikositas (Pengayaan) 88 </p><p>J. Hukum Stokes untuk Fluida Kental (Pengayaan) 89 K. Kecepatan Terminal (Pengayaan) 90 </p><p>Game Fisika 92 </p></li><li><p>v </p><p>KONSULTASI FISIKA DAFTAR ISI </p><p>Evaluasi Modul 3 94 </p><p> Bab 4 </p><p>Fluida Dinamis 101 </p><p>A. Konsep Fluida 103 B. Persamaan Kontinuitas 104 </p><p>C. Konsep Asas Bernoulli 107 D. Penerapan Asas Bernoulli 110 </p><p>Game Fisika 117 </p><p>Evaluasi Modul 4 119 </p><p>Bab 5 Suhu dan Kalor 125 </p><p>A. Konsep Suhu dan Termometer 127 B. Konsep Kalor, Kalor Jenis, dan Kapasitas Kalor 131 C. Perubahan Wujud 134 </p><p>D. Asas Black 137 E. Pemuaian Zat 139 </p><p>F. Perpindahan Kalor 144 Game Fisika 149 Evaluasi Bab 4 151 </p><p>Daftar Pustaka 156 Tentang Penulis 157 </p></li><li><p>SIFAT </p><p>MEKANIK ZAT </p><p>Gambar di atas merupakan salah satu dari penerapan pegas dalam kehidupan sehari hari, </p><p>yaitu sistem suspensi. Suspensi menghubungkan body kendaraan dengan roda-roda, suspensi </p><p>ini adalah sebuah sistem yang menunjang kenyamanan dalam berkendara, kareana suspensi </p><p>memiliki beberapa komponen di dalamnya.Fungsi dari suspensi ini antara lain: </p><p> Suspensi dapat menyerap getaran, ayunan, dan guncangan yang diterima kendaraan saat </p><p>berjalan ini sama dengan fungsi roda yang juga bisa menyerap getaran saat jalan dan </p><p>menjaga kenyamanan penumpang </p><p> Suspensi menopang body kendaraan dan menjaga hubungan geometris yang benar antara </p><p>body dan roda-roda. </p><p> Suspensi mengirimkan tenaga gerak dan pengereman yang diakibatkan oleh gesekan yang </p><p>terjadi antara permukaan jala, antara chasis dan body. </p></li><li><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT</p><p>Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) </p><p>Menerapkan konsep sifat mekanik bahan </p><p>Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) </p><p>1. Menguasai Konsep Elastisitas Bahan </p><p>2. Menguasai Hukum Hooke </p><p>3. Memahami Konsep Elastisitas, Tegangan, Regangan Dan Modulus Young </p><p>4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)</p><p>2 </p><p>SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) Standar Kompetensi (SK) </p><p>Menerapkan konsep sifat mekanik bahan </p><p>Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) Kompetensi Dasar (KD) Menguasai Konsep Elastisitas Bahan </p><p>2. Menguasai Hukum Hooke </p><p>3. Memahami Konsep Elastisitas, Tegangan, Regangan Dan Modulus Young </p><p>4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)</p><p>3. Memahami Konsep Elastisitas, Tegangan, Regangan Dan Modulus Young </p><p>4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan)4. Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan (pengayaan) </p></li><li><p>3 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula </p><p>setelah gaya luar yang bekerja padanya dihilangkan/hilang. Sehingga benda elastis adalah benda yang </p><p>memiliki sifat elastis. </p><p>Beberapa contoh benda sehari hari yang memiliki sifat elastis. </p><p> Balon pegas Ban </p><p>Sifat tak elastis atau plastis adalah kemampuan suatu benda untuk tidak kembali ke bentuk </p><p>awalnya segera setelah gaya luar yang bekerja padanya dihilangkan / hilang. Sehingga benda plastis </p><p>adalah benda yang memiliki sifat plastis. </p><p>Beberapa contoh benda sehari hari yang memiliki sifat plastis. </p><p> Plastisin Tanah liat adonan kue </p></li><li><p>4 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>Perubahan bentuk terjadi akibat adanya pengaruh gaya yang besarnya sama dan dikerjakan pada </p><p>benda padat. Terdapat tiga macam peubahan bentuk, yaitu : </p><p>1. Regangan, merupakan perubahan bentuk yang terjadi jika dua gaya yang sama besar dan </p><p>berlawanan arah diberikan pada kedua ujung benda dengan arah menjauh. </p><p>Contoh konsep regangan contoh regangan dalam kehidupan sehari-hari </p><p>2. Mampatan, merupakan perubahan bentuk yang terjadi jika dua gaya yang sama besar dan </p><p>berlawan arah diberikan pada kedua unjung benda dengan arah saling mendekat. </p><p>Contoh konsep mampatan contoh mampatan dalam kehidupan sehari - hari </p><p>3. Geseran, merupakan perubahan bentuk yang terjadi jika kedua gaya yang sama besar dan berlawanan </p><p>arah diberikan pada masing masing sisi, sehingga benda mengalami perubahan kedudukan </p><p>sejauh l. </p><p>contoh konsep geseran </p></li><li><p>5 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>1. Stress/Tegangan (), merupakan besarnya gaya (F) yang bekerja pada satu bidang luasan (A). </p><p>tegangan dirumuskan : </p><p>Dengan : </p><p> = tegangan (N/m2) </p><p>F = gaya yang bekerja pada suatu bidang (N) </p><p>A = luas bidang yang dipengaruhi gaya (m2) </p><p>2. Strain/Regangan (e), merupakn perbandingan antara perubahan panjang (l) dengan panjang </p><p>awal suatu benda (lo). yang dirumuskan : </p><p>Dengan : </p><p>e = regangan </p><p>l = Perubahan panjang (m) </p><p>lo = panjang awal (m) </p><p>3. Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E atau Y), merupakan perbandingan antara tegangan () </p><p>dengan regangan (e). Modulus Elastisitas juga didefinisikan sebagai kekuatan suatu benda dalam </p><p>mempertahankan batas elastisitasnya. Yang dirumuskan : </p><p>Dengan : </p><p>AF</p><p>=</p><p>oll</p><p>e</p><p>=</p><p>lAlF</p><p>eE o</p><p>==</p><p>F</p><p>A</p><p>l</p><p>ole</p></li><li><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT</p><p>E = modulus Young (N/m2</p><p>e = regangan </p><p> = tegangan (N/m2) </p><p>F = gaya yang bekerja pada suatu bidang (N) </p><p>A = luas bidang yang dipengaruhi gaya (m</p><p>l = Perubahan panjang (m) </p><p>lo = panjang awal (m) </p><p>Kawat logam panjangnya </p><p>diikat pada atap dan ujung yang lain ditarik dengan gaya 50 N. </p><p>menjadi 84 cm. Tentukan: a. regangan kawat, b.</p><p>Modulus elastisitas kawat!</p><p>Pembahasan:Pembahasan:Pembahasan:Pembahasan: </p><p>lo = 60 cm ; l = 64</p><p>A = 4 cm2 = 4.10-4 m</p><p>a. Regangan (e) </p><p>201</p><p>804</p><p>==</p><p>=</p><p>oll</p><p>e</p><p>b. Tegangan () </p><p>410450</p><p>AF</p><p>=</p><p>==</p><p>c. Modulus Young (E)</p><p>5</p><p>05,01025,1</p><p>eE == </p><p>6 </p><p>SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>2) </p><p>= gaya yang bekerja pada suatu bidang (N) </p><p>= luas bidang yang dipengaruhi gaya (m2) </p><p>= Perubahan panjang (m) </p><p>Kawat logam panjangnya 80 cm dan luas penampang 4 cm</p><p>diikat pada atap dan ujung yang lain ditarik dengan gaya 50 N. </p><p>cm. Tentukan: a. regangan kawat, b. tegangan pada kawat, </p><p>odulus elastisitas kawat! </p><p>= 64 cm; l = 84 80 = 4 cm = 4 x 10- 2 m </p><p>m2 ; F = 50 N </p><p>05,0= </p><p>25 /1025,1 mN= </p><p>Modulus Young (E) </p><p>26 /1025 mN= </p><p>lAE F</p><p>E </p><p>0 cm dan luas penampang 4 cm2. Ujung yang satu </p><p>diikat pada atap dan ujung yang lain ditarik dengan gaya 50 N. Ternyata </p><p>tegangan pada kawat, c. </p><p>olF </p><p>lA </p></li><li><p>7 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>1. Pegas dengan panjang mula-mula 10 </p><p>cm, kemudian diberi beban ternyata </p><p>panjang pegas sekarang menjadi 12 </p><p>cm, maka regangan jenisnya? </p><p>2. Kawat berpenampang 16 mm2 </p><p>panjangnya 80 cm ditarik dengan </p><p>gaya 40 N, sehingga panjangnya </p><p>bertambah 0,5 mm. tentukan: a. </p><p>tegangan; b. regangan; c. modulus </p><p>elastisitas kawat adalah? </p><p>3. Batang logam memiliki modulus </p><p>elastisitas 2.106 N/m2, luas </p><p>penampang 2 cm2 dan panjang 1 m. </p><p>Jika diberi gaya 100 N maka </p><p>tentukan: a. tegangan batang, b. </p><p>regangan batang, c. pertambahan </p><p>panjang! </p><p>4. Seutas kawat vertikal yang pada </p><p>ujung bawahnya diberi beban 1500 N </p><p>memiliki panjang 64,2 cm. jika </p><p>modulus elastisitas (Young) kawat </p><p>tesebut 1,6 x 1010 N/m2. tentukan </p><p>panjang kawat sebelum diberi beban. </p><p>5. Kawat logam yang panjangnya 4 m </p><p>dan luas penampangnya 0,5 cm2 </p><p>bertambah panjang 0,20 cm ketika </p><p>ujung ujungnya ditarik dengan </p><p>dengan gaya 5000 N. tentukan </p><p>modulus elastisitasnya ? </p><p>6. Sebatang silinder timah hitam </p><p>panjang 1 meter (E = 1,6 x 1010 </p><p>N/m2) yang memiliki luas penampang </p><p>1,25 x 10-3 m2 ditarik oleh gaya 2500 </p><p>N. Tenutkan : a. Tegangan ; b. </p><p>Regangan. </p><p>7. Logam mempunyai panjang 1 m dan </p><p>luas penampang 2 cm2. Ujung-ujung </p><p>batang ditekan dengan gaya 200 N, </p><p>sehingga panjangnya berkurang 1 </p><p>cm. Besar modulus elastisitas logam </p><p>tersebut adalah. </p><p>8. Kawat dengan luas penampang 16 </p><p>mm2 panjangnya 80 cm ditarik </p><p>dengan gaya 40 N sehingga </p><p>panjangnya bertambah 0,5 cm. </p><p>hitunglah : a. tegangan; b. regangan </p><p>; dan modulus elastisitas. </p></li><li><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT</p><p>Hukum Hooke menjelaskan:</p><p>jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas bahan, maka pegas berbanding lurus/sebanding </p><p>Sehingg dirumuskan : </p><p>Dengan : </p><p>F = gaya pegas (N)s </p><p>k = konstanta pegas (N/m) </p><p>x = perubahan panjang pegas (m) </p><p>Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberik gaya </p><p>konstannta pegas tersebut?</p><p>Pembahasan :Pembahasan :Pembahasan :Pembahasan : </p><p>x = 10 cm = 0,1 m; F = 10 N</p><p>mNkx</p><p>Fk</p><p>xkF</p><p>/1001,0</p><p>10</p><p>=</p><p>=</p><p>=</p><p>=</p><p>xkF =</p><p>8 </p><p>SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>Hukum Hooke menjelaskan: </p><p>jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas bahan, maka perubahanberbanding lurus/sebanding dengan gaya tariknya</p><p>Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberik gaya </p><p>konstannta pegas tersebut? </p><p>F = 10 N </p><p>x</p><p>k F</p><p>ubahan panjang (x) gaya tariknya (F) </p><p>Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberik gaya 10 N. hitunglah </p><p>xF</p></li><li><p>9 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>1. Benda bermassa 4,5 kg digantungkan pada </p><p>pegas sehingga pegas itu bertambah </p><p>panjang sebesar 9 cm. Berapakah tetapan </p><p>pegas tersebut? (g = 10 m/s2). </p><p>2. Sebuah pegas yang digantungkan </p><p>vertikal panjangnya 10 cm. Jika pegas </p><p>diberi beban 1,2 kg, pegas akan </p><p>bertambah panjang menjadi 19 cm. </p><p>Berapakah panjang pegas tersebut jika </p><p>diberi beban 1 kg? </p><p>3. Sebuah pegas memiliki panjang 20 </p><p>cm. Saat ditarik dengan gaya 12,5 N </p><p>panjang pegasnya menjadi 22 cm. </p><p>Berapakah panjang pegas jika ditarik </p><p>gaya sebesar 37,5 N? </p><p>4. Sepotong pegas yang digantung dan </p><p>diberi beban 0,1 kg, ternyata </p><p>mengalami pertambahan panjang </p><p>sebesar 2 cm. jika percepatan gravitasi </p><p>bumi 10 m/s2, maka nilai konstanta </p><p>pegas tersebut adalah ? </p><p>5. Pegas memiliki tetapan pegas 50 </p><p>N/m. panjang pegas 20 cm, jika </p><p>beban 0,3 kg digantungkan pada salah </p><p>satu ujungnya. tentukan panjang pegas </p><p>tanpa beban. </p><p>6. Suatu pegas akan bertambah panjang </p><p>10 cm jika diberi gaya 10 N. </p><p>berapakah pertambahan panjang pegas </p><p>jika diberi gaya 7 N? </p><p>7. Jika pegas diberi gaya sebesar 400 N </p><p>dan mengalami pertambahan panjang </p><p>sebesar 4 cm, maka tetapan pegasnya </p><p>menjadi ? </p><p>8. Pegas yang digantung vertical </p><p>panjangnya 15 cm. jika diregangkan </p><p>dengan gaya sebesar 0,5 N panjang </p><p>pegas menjadi 27 cm. panjang pegas </p><p>jika diregangkan dengan gaya sebesar </p><p>0,6 N sebesar ? </p></li><li><p>10 </p><p>KONSULTASI FISIKA SIFAT MEKANIK ZAT </p><p>Dalam kehidupan sehari hari beberapa pegas dapat dirangkai secara seri, pararel ataupun </p><p>gabungan dari keduanya. </p><p>1.1.1.1. RangkaianRangkaianRangkaianRangkaian SeriSeriSeriSeri </p><p>Rangkaian pegas secara seri dapat dilihat pada gambar di </p><p>samping. Dari gambar diperoleh bahwa jika dua pegas di susun secara </p><p>seri maka akan berlaku beberapa hal, yaitu: </p><p>a) Gaya tarik (F) yang dialami tiap pegas sama besarnya, dan gaya </p><p>ini sama dengan gaya tarik yang dialami pegas pengganti. </p><p>FFFF1111 = F= F= F= F2222 = = F= = F= = F= = F </p><p>b) Pertambahan panjang pegas penggantinya (x), sama dengan </p><p>total pertambahan panjang tiap-tiap pegas. </p><p>x = xx = xx = xx = x1111 + x+ x+ x+ x2222 + + + + </p><p>c) Kebalikan tetapan (konstanta) pegas pengganti seri (ks) sama </p><p>dengan total dari kebalikan tiap-tiap tetapan pegas. </p><p>...</p><p>11121</p><p>++=kkk s</p><p>2.2.2.2. Rangkaian Rangkaian Rangkaian Rangkaian paralelparalelparalelparalel </p><p>Rangkaian pegas secara paralel dapat dilihat pada gambar berikut ini. Dari gambar diperoleh bahwa </p><p>jika dua pegas...</p></li></ul>