fisika smp_jerry

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

C. 20,1 joule 10. Tiga orang mendorong mobil secara
D. 0,75 joule searah sejauh 3 m. Pada mobil
terdapat gaya gesekan 230 N. Usaha
6. Seorang menyangga sejumlah beban bersama ketiga orang 1800 joule.
yang bermassa 40 kg di atas Gaya ketiga orang tersebut masing –
kepalanya selama 20 sekon. Usaha masing sebesar…
yang dilakukannya adalah…. A. 220 N, 200 N, dan 180 N
A. 400 joule B. 280 N, 260 N, dan 290 N
B. 0,5 joule C. 300 N, 280 N, dan 260 N
C. 0 joule D. 270 N, 290 N, dan 300 N
D. 2 joule
11. Perhatikan gambar berikut!
7. Jika benda berpindah sejauh 5
meter, besar usaha yang dihasilkan Untuk memindahkan benda X sejauh
oleh resultan ketiga gaya pada 2m diperlukan usaha 380 J. Nilai
gambar tersebut adalah... gaya F1 dan F2 masing – masing…
A. 180 N dan 200 N
A. 250 joule B. 190 N dan 220 N
B. 300 joule C. 170 N dan 210 N
C. 125 joule D. 180 N dan 230 N
D. 450 joule
12. Sebuah benda bermassa 20 kg
8. Jika untuk berpindah sejauh 4 meter berada pada ketinggian tertentu.
benda memerlukan usaha sebesar Satu detik kemudian benda tersebut
320 J, maka besar gaya F2 pada dijatuhkan bebas. Berapa energi
gambar tersebut adalah... potensial benda tersebut ketika
mencapai ketinggian 4 meter dari
A. 80 N atas permukaan tanah?
B. 64 N A. 800 J
C. 154 N B. 450 J
D. 96 N C. 500 J
D. 325 J
9. Dika dan Diki mendorong lemari
sejauh 1,5 m. Usaha bersama Dika 13. Perhatikan gambar berikut!
dan Diki 630 joule. Jika gaya gesekan
antara lantai dengan lemari 200 N, Dino dengan massa 45 kg, berlari
gaya Dika dan Diki masing – masing menaikki tangga ini, maka energi
… potensial gravitasi (dalam joule)
A. 220 N dan 200 N dino di titik B adalah..
B. 230 N dan 240 N A. 45 × (10 + 30) × 10
C. 300 N dan 320 N B. 45×(10+30)×10
D. 330 N dan 340 N
100

C. 45×10×30×10

100

D. 45×(10+30)×10

100×10

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 100

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

14. Perhatikan gambar berikut! tepat untuk mengisi kedua bagian
yang kosong tersebut?
Energi kinetik sebuah benda dengan A. Kinetik – potensial
massa 2 kg yang bergerak dengan B. Listrik – potensial
kecepatan 10 m/s adalah…. C. Kinetik – listrik
A. 320 J D. Potensial – kinetic
B. 160 J
C. 80 J 18. Sebuah bola, mula – mula berada di
D. 100 J titik X, menuruni bukit seperti yang
ditunjukkan oleh diagram di bawah.
15. Sebuah mesin mempunyai daya 100 Di titik manakah bola memiliki
watt, maka usaha yang dilakukan energi kinetik maksimumnya?
mesin tersebut dalam 20 detik (abaikan gesekan)
adalah… A. I
A. 200 joule B. II
B. 100 joule C. III
C. 120 joule D. IV
D. 2000 joule
19. Sebuah benda jatuh
16. Sebuah pesawat melakukan usaha
sebesar 1000 joule dalam 40 detik. dari A ke C seperti
Daya pesawat itu adalah…
A. 25 watt gambar berikut!
B. 40 watt
C. 1000 watt Benda tersebut
D. 1040 watt
memiliki…
17. Lengkapilah paragraf berikut
dengan memilih jawaban yang A. Energi kinetik
paling tepat.!
Dalam suatu bendungan air terbesar di A dan
digunakan sebagai penggerak turbin
untuk memutar turbin yang berada energi potensial
di bawahnya. Air yang terdapat
dipuncak bendungan memiliki tersbesar di C
energi ……,Begitu air jatuh,
energinya berubah bentuk menjadi B. Energi kinetik
energi ……….. yang kemudian di
dalam pusat pembangkit diubah terbesar di C dan energi potensial
menjadi energi listrik yang
bermanfaat dan energi kalor yang terbesar di A
terbuang. Manakah kata yang paling
C. Energi kinetik terbesar di A dan

energi potensial terkecil di C

D. Energi potensial terbesar di A dan

energi kinetik terkecil di C

20. Buah manga jatuh dari ketinggian
tertentu. Pada peristiwa tersebut
energi potensial buah manga…
A. Tetap tetapi energi mekaniknya
semakin besar
B. Semakin besar tetapi energi
kinetik nya semakin kecil
C. Semakin kecil tetapi energi
kinetik nya semakin besar
D. Semakin kecil tetapi energi
mekaniknya semakin besar

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 101

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

21. Sebuah balok bermassa 3 kg dari kinetik pada ketinggian 10 m dari
permukaan tanah adalah….
keadaan diam meluncur dari puncak A. 310 J
B. 220 J
bidang miring yang licin. Usaha yang C. 300 J
D. 440 J
dihasilkan gaya gravitasi
26. Sebuah batu bermassa 2 kg
adalah…(g=10 ⁄ 2) dilepaskan dari ketinggian 5 m.
Hambatan udara diabaikan,
A. 120 J ketinggian benda pada saat
kecepatannya mencapai 6 m/s
B. 40 J adalah….
A. 0 m
C. 50 J B. 4,5 m
C. 3 m
D. 60 J D. 3,2 m

22. Sebuah bandul bermassa 1 kg 27. Sebuah benda dengan massa 2 kg
disimpangkan ke kanan hingga dilemparkan ke atas dengan
ketinggian 1,25 m seperti pada kecepatan awal 30 m/s. Bila
gambar. Besar kecepatan bandul percepatan gravitasi g = 10 m/s2,
saat berada di titik terendahnya berapakah ketinggian maksimum
adalah… yang dicapai benda?
A. 2 m/s A. 30 m
B. 3 m/s B. 32 m
C. 4 m/s C. 20 m
D. 5 m/s D. 45 m

23. Dua buah benda bermassa m1 = 28. Dua buah benda A dan B masing –
1 kg dan m2 = 4 kg memiliki energi masing bermassa m, jatuh bebas dari
kinetik sama besar. Jika benda m1 ketinggian h meter dan 4 h meter.
bergerak dengan kelajuan 10 m/s, Jika A menyentuk tanah dengan
maka kelajuan benda m2 adalah… kecepatan v m/s, maka benda B akan
A. 16 m/s menyentuh tanah dengan energi
B. 50 m/s kinetik sebesar…
C. 5 m/s A. 4 m v2
D. 100 m/s B. 2 m v2
C. ½ m v2
24. Benda yang bermassa 2 kg didorong D. ¼ m v2
sejauh 5 m. Apabila g = 10 m/s2 serta
gesekan antara benda dan bidang 29. Sebuah pegas memiliki karakteristik
miring diabaikan, maka energi 1600 N/m. seorang anak
potensial benda di puncak bidang meletakkan sebuah bola bermassa
miring adalah… 0,5 kg di atasnya, sehingga pegas
A. 100 J tertekan sejauh 25 cm dan
B. 60 J menahannya. Jika pegas itu
C. 2 J kemudian dilepaskan maka bola
D. 150 J

25. Sebuah benda bermassa 2 kg
dilemparkan vertical ke atas dengan
kecepatan awal 20 m/s dari
ketinggian 1m. Jika percepatan
gravitasinya 10 m⁄s2. Besar energi

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 102

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

akan mencapai ketinggian 33. Perhatikan gambar berikut!
maksimum pada…
A. 5 m Besar keuntungan mekanik dari tuas
B. 10 m tersebut adalah…
C. 15 m A. 1
D. 20 m B. 1,5
C. 2,5
30. Sebuah balok bermassa 2 kg mula – D. 10
mula diam dan dilepaskan dari 34. Perhatikan gambar di bawah!
puncak bidang lengkung yang
berbentuk seperempat lingkaran Pesawar sederhana yang memiliki
dengan jari-jari R. kemudian balok keutungan mekaknik sama adalah …
meluncur pada bidang datar dan A. 1 dan 4
berhenti di B yang berjarak 3 m dari B. 1 dan 2
titik awal bidang datar. Jika bidang C. 2 dan 4
lengkung tersebut licin sedangkan D. 3 dan 4
gaya gesek antara balok dan bidang 35. Perhatikan gambar tersebut!
datar sebesar 8 N, maka nilai R
adalah…
A. 1,0 m
B. 1,2 m
C. 1,4 m
D. 1,6 m

31. Perhatikan gambar berikut !

Berapakah keuntungan mekanik Untuk menahan beban 600 N agar
yang dihasilkan oleh katrol tersebut? berada pada posisi seimbang,
A. 1 tentukan besar gaya F yang harus
B. 2 diberikan..
C. 3 A. 100 N
D. 4 B. 50 N
C. 150 N
32. Berdasarkan soal no 31, berapakah D. 200 N
besar gaya yang diperlukan untuk
menarik beban ? 36. Perhatikan gambar berikut ini !
A. 20 N
B. 30 N
C. 40 N
D. 50 N

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 103

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Tentukan gaya yang diperlukan untuk 39. Perhatikan gambar berikut ini !
menaikkan beban seberat 240 N
adalah… Seorang pekerja hendak menaikkan
A. 480 N sebuah almari besi ke bak truk dengan
B. 240 N menggunakan bidang miring seperti.
C. 120 N Jika massa almari 120 kg, dan
D. 30 N percepatan gravitasi 10 m/s2, maka
gaya minimal yang diperlukan untuk
37. Perhatikan gambar berikut ini! menaikkan almari tersebut adalah….
A. 300 N
Jika besar gaya F adalah 60 N, maka B. 400 N
besar keuntukan mekanik bidang C. 500 N
miring tersebut adalah… D. 600 N
A. 4/3
B. 5/3 40. Perhatikan gambar berikut!
C. 1 Besar keuntungan mekanik total
D. 2 sistem (katrol-bidang miring) dan
besar gaya yang diperlukan anak
38. Berdasarkan soal nomor 37, berat untuk menaikkan balok adalah…
beban yang mampu didorong dengan A. 1 dan 720 N
gaya tersebut adalah… B. 3,33 dan 360 N
A. 150 N C. 0,6 dan 360 N
B. 125 N D. 2 dan 60 N
C. 100 N
D. 75 N

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 104

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

KUNCI 6. C 11. C 16. A 21. A 26. D 31. C 36. C
1. A 7. C 12. A 17. D 22. D 27. D 32. A 37. B
2. C 8. D 13. B 18. D 23. C 28. B 33. D 38. C
3. D 9. C 14. D 19. B 24. B 29. B 34. D 39. D
4. A 10. B 15. D 20. C 25. B 30. B 35. C 40. B
5. A

Pembahasan

No 3 No 6

Gambar tersebut menunjukkan sebuah benda Berdasarkan informasi pada soal tersebut.

ditarik dengan gaya sebesar 5 N sehingga bola Seorang menyangga beban bermassa 40 kg.

berpindah sejauh 1 m. selama 20 detik.

Karena 1 joule artinya usaha untuk memindahkan Meskipun orang tersebut merasa kecapekan
benda dengan gaya 1 N sejauh 1 meter. maka ketika karena menahan beban sebesar 400 N selama 20
gaya yang bekerja 5 N usaha untuk memidahkan detik. orang tersebut dikatakan tidak melakukan
bola sejauh 1 meter sebesar 5 Joule. usaha sama sekali terhadap beban. Karena beban
tidak mengalami perpindahan. Oleh karena itu
W= F.x = 5N . 1m = 5 joule. usaha yang dikerjakan terhadap beban adalah nol.

Jawabannya D Jawabannya C

No 7

Gambar tersebut menunjukkan sebuah balok mengalami tiga buah gaya yang besar dan arahnya
berbeda. F1 sebesar 15 N ke arah kanan, F2 sebesar 15 N ke arah kanan, dan F3 sebesar 5 N kea rah
kiri. Ke tiga gaya ini bekerja secara bersamaan dan menyebabkan balok berpindah sejauh 5
meter ke kanan.

Pertama kita jumlahkan dahulu ketiga gaya tersebut.

Ftot = F1 + F2 + F3

Ftot = 15 N + 15 N − 5N = 25N

Karena 1 joule artinya usaha untuk memindahkan benda dengan gaya 1 N sejauh 1 meter, maka usaha
untuk memindahkan balok dengan gaya 25 N sejauh 5 meter sebesar 125 J.

W = Ftot x = 25 N . 5 m = 125 J,
jawabannya C

No 9

Usaha bersama dika dan diki untuk mendorong almari sejauh 1,5 m adalah 630 J. gesekan antara
lantai dan almari sebesar 200 N.

1 joule artinya usaha untuk memindahkan benda dengan gaya 1 N sejauh 1 meter. maka 630 joule artinya
usaha untuk memindahkan benda dengan gaya F newton sejauh 1,5 meter.

W=Fx

630 J = F 1,5m

Ftot = 630 J
1,5 m

Ftot = 420 N

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 105

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Gaya ini adalah gaya total yang dilakukan oleh dika, diki, dan gaya gesekan yang terjadi antara lantai
dengan almari. Gaya total artinya jumlahan dari semua gaya yang bekerja.

Ftot = 420 N
Fdika + Fdiki + Fgesek = 420 N
Ingat gaya gesek adalah gaya yang bekerja dengan arah berlawanan dengan arah gerak benda. maka

Fdika + Fdiki − 200 N = 420 N
Fdika + Fdiki = 420N + 200N
Fdika + Fdiki = 620N
Jawabannya yaitu 300 N dan 320 N, ( C )

No 12 No 14

Informasi soal Informasi soal

Massa benda 20 kg Massa benda 2 kg

Ketinggian dari atas tanah 4 meter Kecepatan benda 10 m/s

Energi potensial tergantung dari massa, gravitasi Energi 106inetic tergantung dari massa dan

dan ketinggian kecepatan benda

EP = m. g. h EP = 1 mv2
EP = 20 kg. 10 m⁄s2 . 4m
2
EP = 800 J
Energi potensial benda 2 kg saat ketinggiannya 4 EP = 1 . 2 kg. ( 10 m)2
meter dari tanah adalah 800 J.
jawabannya A 2s

EP = 100 J

Energi 106 kinetik benda 2 kg saat kecepatan 10
m/s dari tanah adalah 100 J.

jawabannya D

No 15 No 18

Informasi soal Sebuah bola pada ketinggian tertentu
Daya mesin 100 watt dilepaskan sehingga bergerak turun mengikuti
Waktu 20 detik lintasan seperti pada soal.
Karena daya adalah energi yang diperlukan tiap
deitk Menurut hukum kekekalan energi, energi mekanik
P=E benda adalah kekal. Yang berubah adalah energi
potensial dan kinetik nya. Ketika ketinggiannya
t berkurang Energi potensial akan semakin kecil
sedangkan energi kinetik akan semakin besar.
Maka usahanya adalah
Maka dapat disimpulkan bahwa energi kinetik
E = P. t terbesar terjadi ketika benda berada di dasar.

E = 100 watt . 20 detik = 2000 J Posisi IV adalah posisi yang memiliki energi kinetik
terbesar.

Jawabannya D Jawabannya D

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 106

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

No 21

Informasi soal: Massa benda 3 kg, Ketinggian awal 6 m, Ketinggian akhir 2 m, Gravitasi 10 m/s2

Contoh ini merupakan konsep usaha energi

Hubungan usaha dengan energi potensial adalah

W = ∆EP

W = EP2 − EP1

W = m. g. h2 − m. g. h1

W = 3kg. 10 m . 6m − 3kg. 10 m . 2m
s2 s2

W = 180 J − 60 J = 120 J, jawabannya A

No 22

Informasi soal: Massa benda 1 kg , Kedudukan pertama 1,25 m dari posisi awal

EK1 = 0 J EM1 = 12,5 J Posisi awal bandul dalam keadaan
1 diam. Maka energi kinetik nya nol.
1,25 m
EP1 = mgh = 1.10.1,25 = 12,5J

2 EM2 = 12,5 J EP2 = 0 J

EK2 = 1 mv2
2

Berdasarkan hukum kekekalan energi, Energi Energi potensial di titik 2 adalah nol karena bandul
mekanik ( potensial + kinetic) adalah kekal. Maka berada di titik dasar. Sehingga kecepatan benda di
Energi mekanik di titik 1 sama dengan energi titik 2
kinetik di titik 2
1 mv2 = 12.5 J
EM2 = EM1
2
EM2 = 12.5 J
1 . 1. v2 = 12.5 J
EP2 + EK2 = 12.5 J
2
0 + EK2 = 12.5 J
v2 = 25

v = √25 = 5 m
s

EK2 = 12.5 J jawabannya D

No 25

Informasi soal: Massa 2 kg, Kecepatan awal 20 m/s, Gravitasi 10 m/s2, Ketinggian awal 1 m,
Ketinggian akhir 10 m

2kg 2 EM2 = 420 J EP2 = mgh = 2.10.10 = 200J
EK2

10m
g = 10 2
20m/s

1 EK1 = 1 mv2 = 1 2(20)2 = 400 J EM1 = 420 J
2 2

1m EP1 = mgh = 2.10.1 = 20J

Berdasarkan hukum kekekalan energi, Energi mekanik ( potensial + kinetic) adalah kekal. Maka Energi
mekanik di titik 1 sama dengan energi kinetik di titik 2

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 107

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

EM2 = EM1
EM2 = 420 J
200 J + EK2 = 420 J
EK2 = 420 J − 200 J = 220 J,
jawabannya B

No 27 No 29

Informasi soal :,Massa 2 kg, Kecepatan awal 30 Informasi soal: Karakteristik pegas 1600 N/m,
m/s, Gravitasi 10 m/s2 Massa bola 0,5 kg, Perubahan ukuran pegas
0,25 m = m Benda dapat terlontar ke atas
Benda bermassa 2 kg dilemparkan vertical ke atas
dengan kecepatan 30 m/s sehingga benda
mencapai ketinggian maksimum. Ketinggian
maksimum terjadi ketika kecepatan benda nol. disebabkan oleh energi potensial pegas. Ketinggian
Benda akan diam sesaat sebelum kembali bergerak maksimum terjadi ketika kecepatan benda nol.
ke bawah. Artinya seluruh energi kinetik awal Benda akan diam sesaat sebelum kembali bergerak
benda akan diubah menjadi energi potensial. ke bawah. Artinya seluruh energi potensial pegas
akan diubah menjadi energi potensial.
EK → EP
EPPegas → EPgravitasi
EP = EK
EPgravitasi = EPPegas
mgh = 1 mv2
mgh = 1 kx2
2
2
2.10. h = 1 . 2. (30)2
1 . 10. h = 1 . 1600. (1)2
2
2 24
2.10. h = 900
1 . 10. h = 1 . 1600. 1
h = 900 = 45 m,
2 2 16
20
h = 100 = 10 m
Jawabannya D
10

jawabannya B

No 32
Informasi soal

F = 60 N
Keuntungan mekanik Katrol adalah jumlah tali – tali pembagi beban.
Berdasarkan gambar katrol pada no 31 terlihat bahwa jumlah tali – tali pembagi beban adalah 3 maka

KMkatrol = 3

Sehingga

KMumum = KMkatrol
w=3

F

F = w = 60 = 20N

33

Jawabannya A

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 108

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

No 33 No 38

Informasi soal Informasi soal

w = 75 N, F = 7,5 , LF = 50 cm, dan Lw = 5 cm F = 60 N
Keuntungan mekanik tuas dapat dihitung Berdasarkan gambar bidang miring pada no 37 kita
menggunakan persamaan peroleh keuntungan mekanik bidang miring adalah

KMumum = w = 75 N = 10 KMbidang miring = s = 5
F 7,5 N h 3

Atau Maka gaya kuasa dapat dihitung menggunakan

KMtuas = LF = 50 cm = 10 KMumum = KMbidang miring
Lw 5 cm w=5

Jawabannya D F3

w = 5 . F = 5 . 60 N = 100 N,

33

awabannya C

No 40

Informasi soal adalah

w = 1200 N, s = 5 m, dan h = 3 m

Gambar pesawat sederhana untuk soal no 40 adalah kombinasi antara bidang miring dengan katrol. Oleh
karena itu langkah pertama kita hitung terlebih dahulu keuntungan mekanik total sistem.

Katrol

KMkatrol = jumlah tali − tali pembagi beban
Karena ada 2 tali yang menahan beban maka keuntungan mekanik katrol adalah 2

KMkatrol = 2

Bidang miring

KMbidang miring = s = 5
h 3

Maka keuntungan mekanik total adalah

KMbidang miring−katrol = KMkatrol × KMbidang miring

KMbidang miring−katrol = 2 × 5 = 10 = 3,33

33

Besar gaya yang diperlukan untuk menaikkan beban adalah

KMumum = KMbidang miring−katrol
w = 10

F3

F = 3 . w = 3 . 1200 = 360N,

10 10

jawabannya B

Fisika SMP_Usaha, energi, & pesawat pederhana Page | 109

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

BAB V

TEKANAN

Fluida statis(tidak bergerak)

Tekanan adalah gaya tegak lurus yang bekerja pada satu satuan luas
pada bidang tekan.

P=F

A

dengan; F : gaya (N), A : luas permukaan ( 2),

P :Tekanan ( N 2 = Pascal, "Pa")
Contoh :
Sebuah balok berada di atas meja memiliki ukuran 6
m x 3 m x 2 m, dan massa balok 72 kg. Jika percepatan
gravitasi 10 m/s2, hitunglah:

a) Berat balok!
b) Luas masing – masing permukaan balok!
c) Besar tekanan masing masing permukaan

balok !
d) Tekanan maksimum dan minimum!

Dik :
V = 6m x 3m x 2m
m = 72 kg
g = 10 m/s2

dit :
a) Berat balok!
b) Luas masing – masing permukaan balok!
c) Besar tekanan masing masing permukaan balok !
d) Tekanan maksimum dan minimum!

Jawab:
a) Hitunglah berat balok !
Berat balok adalah
= . = 72 . 10 ⁄ 2 = 720

b) Luas masing – masing !

1 = 6 3 = 18 2,
2 = 3 2 = 6 2
3 = 2 6 = 12 2

c) Besar tekanan yang dihasilkan oleh setiap permukaan sisi balok.

Tekanan merupakan besar gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu.

Kita tahu bahwa gaya berat yang dimiliki balok adalah 720 N. Meskipun balok

dibolak balik, berat balok selalu tetap. Sehingga tekanan yang dihasilkan

setiap permukaan sisi balok adalah sebagai berikut.

1 = = 720 = 40 ⁄ 2
1 18 2

2 = = 720 = 120 ⁄ 2
2 6 2

Fisika SMP_Tekanan Page | 110

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

3 = = 720 = 60 ⁄ 2
3 12 2

d) Tekanan minimum dan maksimum yang dihasilkan balok terhadap
permukaan meja! Untuk gaya yang besarnya sama, tekanan minimum
diperoleh ketika luas permukaan balok maksimal. Sedangkan tekanan
maksimum diperoleh ketika luas permukaan balok minimal. Berdasarkan
hasil perhitungan pada no 3 dapat dicermati bahwa tekanan terbesar adalah
P2 sebesar 120 ⁄ 2dan tekanan tekanan terkecil adalah P1 sebesar
40 ⁄ 2.

A. Tekanan hidrostastis
Tekanan hidrostatis merupakan

tekanan yang dihasilkan oleh fluida. Pada bagian
dasar tabung tekanan yang bekerja dihasilkan
oleh berat air dalam tabung tersebut. Sehingga

F w m . V A h
P=A=A= A = A = A

PH = ℎ

dengan ; : massa jenis fluida ( ⁄ 3),
: percepatan gravitasi ( ⁄ 2),
ℎ : kedalaman fluida diukur dari permukaan air( ),
P : Tekanan Hidrostatis (N⁄ 2)

Contoh.

Sebuah akuarium berisi air yang memiliki
massa jenis 1000 kg/m3. Jika g=10 m/s2,
tekanan hidrostatis yang dirasakan ikan
pada titik P adalah…

Dik :

= 1000
3

= 10 2

Dit : tekanan di titik P?

Jawab :

Tekanan hidrostatis yang dialami ikan di titik P disebabkan oleh air yang

berada membebani ikan, yang besarnya dapat dihitung dengan persamaan

= ℎ
= 1000 ⁄ 3 . 10 ⁄ 2 . (0,5 − 0,1)
= 4000 ⁄ 2

Fisika SMP_Tekanan Page | 111

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

B. Tekanan atmosfer
Alat untuk mengukur tekanan atmosfer (udara luar) adalah barometer.

Barometer sederhana pertama kali ditemukan oleh Evangelista Torricelli
(1608-1647) pada tahun 1643. Sebuah tabung kaca pajang (±1m) diisi air raksa
sampai penuh yang ujunngnya ditutup. Tabung kaca berisi raksa kemudian
dibalik dan ujung yang terbuka dimasukkan ke dalam wadah yang juga berisi
air raksa seperti pada gambar 5.4. Jika percobaan ini dilakukan ditepi pantai
atau di atas permukaan air laut, maka tinggi permukaan air raksa akan terukur
setinggi 76 cmHg.

Pada permukaan air laut = 76 cm Hg = 1 atmosfer = 1 atm
P = ℎ

1 atm = 13.600 ⁄ 3 .9,8 ⁄ 2 . 0,76 = 101292,8 ⁄ 2 = 1,013 × 105 ⁄ 2 = 1,013 × 105Pa

Hasil ini sering dibulatkan menjadi 105 pascal
Tekanan absolut = tekanan atmosfer + tekanan terukur

( = + ℎ)

Setiap naik 10 m tekanan udara berkurang 1 mmHg
Setiap turun 10 m tekanan udara bertambah 1 mmHg

C. Hukum Pokok Hidrostatis
Semua titik yang memiliki

ketinggian (kedudukan) yang sama
di dalam suatu zat cair sejenis yang
berhubungan, maka titik – titik ini
memiliki tekanan yang sama. Jika
bejana berhubungan diisi dengan
dua cairan tidak sejenis yang tidak
bercampur (misalnya air dan minyak), maka
permukaan cairan kedua kaki tidak sama tinggi.

Contoh

Sebuah pipa U berisi air (massa jenis = 1 gr/cm3),
salah satu kakinya diisi minyak (massa jenis = 0,8
gr/cm3) yang menyebabkan air terdesak dan

Fisika SMP_Tekanan Page | 112

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

permukaan air naik setinggi 18 cm seperti pada gambar 5.6. Hitunglah
ketinggian minyak dari permukaan air dan perbedaan ketinggian permukaan
zat cair!

Penyelesaian

Dik :

= 1 / 3
= 0,8 / 3

hair = 18 cm

dit :

a) Ketinggian permukaan minyak ℎ ?

b) Perbedaan ketinggian permukaan kedua zat cair ∆ℎ?

Jawab :

a) Semua titik yang memiliki ketinggian sama dalam cairan sejenis memiliki

tekanan yang sama besar. Pertama kita tarik garis lurus secara horizontal

dari batas permukaan air dan minyak seperti yang ditunjukkan gambar

5.6, maka kita peroleh dua titik yaitu titik A dan titik B. Berdasarkan

hukum pokok hidrostatis maka tekanan di titik A sama dengan tekanan di

titik B. =

( ℎ) = ( ℎ)
( ℎ) = ( ℎ)

. ℎ = . ℎ

0,8 3 . ℎ = 1 3 . 18

ℎ = 1 3.18 = 18
0,8 3 0,8

ℎ = 22,5

b) Karena tinggi minyak terhitung dari titik B adalah 22,5 cm, maka selisih
ketinggian kedua permukaan cairan adalah
∆ℎ = 22,5 cm – 18 cm = 4,5 cm

D. Hukum Pascal
Tekanan yang diberikan

kepada fluida di dalam ruang
tertutup diteruskan sama besar ke
segala arah. Gambar 5.7
menunjukkan piston yang memiliki
luas penampang A1 dan A2, dengan
luas penampang A1 lebih kecil daripada luas penampang A2. Ketika piston pada
luas penampang A1 mengalami gaya F1 maka akan menimbulkan tekanan yang
dihasilkan oleh piston 1. Tekanan P1 ini kemudian diteruskan ke segala arah
sama besar, sehingga menekan piston 2 dengan luas penampang A2. Besar
tekanan P2 ini akan sama dengan tekanan P1. Karena tekanan P2 sama dengan
tekanan input P1 dan luas penampang piston 2 jauh lebih besar daripada piston
1, maka dengan gaya output F2 di piston 2 akan lebih besar dari gaya input F1

Fisika SMP_Tekanan Page | 113

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

di piston 1. Prinsip Hukum Pascal ini sering diterapkan untuk membuat pompa
hidrolik, yaitu digunakan untuk mengangkat benda yang sangat berat.
Contoh.
Peralatan hidrolik memiliki dua piston dengan
luas penampang A1 adalah 20 cm2 dan luas
penampang A2 adalah 100 cm2. Jika pada
piston 1 diberi gaya sebesar 10 N, hitunglah
besar gaya yang dihasilkan piston 2 !
Penyelesaian

Dik :

1 = 10
1 = 20 2
2 = 100 2
dit : Gaya yang dihasilkan piston 2 2?
Jawab :

Pada piston 1, gaya 10 N diberikan pada luas penampang 20 cm2 akan

menghasilkan tekanan P1. Tekanan P1 akan diteruskan ke segala arah sama
besar sampai di piston 2. Berarti piston 2 akan muncul tekanan yang sama

besar akibat tekanan P1, maka

1 = 2

Karena tekanan adalah gaya per satuan luas ( ), maka

1 = 2

1 2

10 = 2
20 2 100 2

2 = 10 .100 2 = 50
20 2

Gaya yang dihasilkan pada piston 2 sebesar 50 N. Kesimpulannya, Hukum

pascal sangat diperlukan dalam membantu manusia untuk mengangkat

benda – benda yang sangat berat dengan gaya kecil.

E. Hukum Archimedes
Benda yang tercelup ke dalam fluida

akan mengalami gaya angkat (gaya apung) ke
atas sebesar berat fluida yang dipindahkan
oleh benda tersebut. Gaya apung muncul dari
perbedaan tekanan karena memiliki
perbedaan kedalaman. Tekanan yang
dirasakan bagian bawah benda yang tercelup
(P2) lebih besar daripada tekanan yang
dirasakan bagian atas benda yang tercelup
(P1), sehingga ada gaya (gaya apung) yang
mengarah ke atas.

∆P = P2 − P1
∆P = ρgh2 − ρgh1, karena Fa = ∆P. A
Fa = ρg(h2 − h1).A
Fa = ρzat cair . g . Vzat cair

Fisika SMP_Tekanan Page | 114

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Contoh :
Suatu benda (massa jenis 900 kg/m3)
mengapung di atas permukaan larutan
dengan ¼ volume benda berada di atas
permukaan larutan seperti yang
ditunjukkan gambar 5.10. Tentukan besar
massa jenis larutan tersebut!

Penyelesaian:

Dik :

= 900 ⁄ 3

= 1

4

= 3
4

dit : massa jenis larutan ?

Jawab :

Gambar 5.10 memperlihatkan gaya apung Fa muncul karena zat cair yang

didesak oleh balok. Bersarkan hukum I Newton, kita tahu bahwa jika resultan

gaya yang bekerja pada sebuah benda adalah nol maka benda yang diam akan

tetap diam. Balok tetap berada di permukaan air karena gaya berat w balok

diimbangi oleh gaya angkat Fa akibat zat cair yang dipindahkan. Oleh karena

itu berlaku

∑ = 0

− = 0
= ………………(*)

Karena = . dan = . maka

= . .
Sekarang kita subtitusi persamaan ini ke persamaan (*).

. . = . .

= .
Karena volume zat cair yang dipindahkan sama dengan volume balok yang

tercelup, maka volume zat cair yang dipindahkan sebesar ¾ V.

. 3 = 900 .
4 3

= 1200 ⁄ 3

Fisika SMP_Tekanan Page | 115

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

LATIHAN SOAL PG 5. Pernyataan yang paling tepat
tentang tekanan hidrostatis pada
1. Jika volume dan massa jenis kedua benda di P dan Q adalah…
benda sama, maka tekanan yang A. P lebih besar daripada Q, sebab P
ditimbulkan dari kedua posisi benda lebih dangkal.
tersebut adalah… B. P lebih besar daripada Q, sebab Q
lebih dalam.
A. Posisi 1 > posisi 2, karena luas C. P lebih kecil daripada Q, sebab P
bidang tekannya berbeda lebih dangkal
D. P sama dengan Q, sebab zat
B. Posisi 2 > posisi 1, karena luas cairnya sama.
bidang tekannya berbeda
6. Besarnya tekanan udara 1 atmosfer
C. Posisi 2 = posisi 1, karena volume setara dengan besar tekanan zat cair
kedua benda sama setinggi…
A. 76 cm, jika zat cair itu adalah
D. Posisi 2 = posisi 1, karena massa minyak goreng
jenis kedua benda sama B. 76 cm, jika zat cair itu adalah air
raksa
2. Sebuah balok berukuran 3 cm x 6 cm C. 76 cm, jika zat cair itu adalah air
x 4 cm terletak di lantai. Tekanan murni
yang dihasilkan minimum bila D. 76 cm, jika zat cair itu adalah
bagian permukaan balok yang alkohol
menyentuk lantai adalah…
A. 3 cm x 6 cm 7. Tekanan Hidrostatis :
B. 4 cm x 6 cm 1) Sebanding dengan massa jenis
C. 3 cm x 4 cm zat cair
D. 3 cm x 6 cm x 4 cm 2) Sebanding dengan volume zat
cair
3. Sebuah benda beratnya 600 N 3) Sebanding dengan massa zat cair
dengan bidang tekan yang luasnya 4) Sebanding dengan kedalaman zat
1,5 m2 berada di atas lantai. Tekanan cair
yang di alami oleh lantai sebesar … Dari pernyataan di atas yang benar
N/m2. adalah..
A. 200 A. 1,3
B. 300 B. 2,3
C. 400 C. 1,4
D. 500 D. 2,4

4. Pada gambar benda di bawah ini, 8. Sebuah drum berisi
yang memiliki tekanan paling besar minyak tanah setinggi
adalah… 40 cm, massa jenis
minyak 0,8 gr/cm2.
Jika percepatan

Fisika SMP_Tekanan Page | 116

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

gravitasi 10 m/s2 maka besar 12. Perhatikan tabel berikut!
tekanan pada dasar drum sebesar…
A. 1600 Pa Posisi benda padat yang benar saat
B. 2000 Pa dimasukkan ke dalam zat cair
C. 3200 Pa adalah…
D. 4000 Pa

9. Tinggi sebuah gunung 2450 m dari
permukaan laut. Jika tekanan
dipuncak gunung tersebut diukur
dengan sebuah barometer maka
ketinggian raksa dalam pipa sama
dengan (B=76cmHg)…
A. 73,55 cm
B. 72,55 cm
C. 51,5 cm
D. 50,5 cm

10. Tiga balok terapung pada zat cair
yang sama ditunjukkan seperti
gambar.!

Perkiraan massa jenis balok dan 13. Suatu tempat memiliki ketinggian
massa jenis zat cair yang benar 500 m dari permukaan air laut.
adalah… Tekanan udara pada tempat
tersebut adalah…
11. Perhatikan data tabel berikut! A. 72 cm Hg
B. 71 cm Hg
Jika ketiga benda dimasukkan ke C. 70 cm Hg
dalam bejana raksa yang massa D. 69 cm Hg
jenisnya 13,6 gr/cm3, maka posisi
benda – benda yang benar dalam 14. Tekanan udara di tempat X adalah 56
bejana tersebut ditunjukkan oleh cm Hg. Jika di daerah Y diukur
gambar… dengan barometer menunjuk 75 cm
Hg, maka tinggi tempat X adalah…
meter dari kota Y.
A. 900
B. 1800
C. 1900
D. 4000

Fisika SMP_Tekanan Page | 117

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

15. Perhatikan gambar berikut! A. 6 x 106 N/m2
B. 6 x 105 N/m2
Tekanan gas di ruang R adalah 90 C. 6 x 104 N/m2
cmHg. Perbedaan ketinggian raksa D. 6 x 103 N/m2
pada kedua kaki manometer adalah
16 cmHg. Maka besar tekanan udara 18. Perhatikan gambar berikut ini!
luar adalah…
Jika zat cair (1) adalah air dengan
A. 74 cm Hg massa jenis 1 gr/cm3. Berdasarkan
B. 106 cm Hg perbedaan tinggi permukaan bejana
C. 64 cm Hg berhubungan ini, maka massa jenis
D. 116 cm Hg zat cair (2) adalah… gr/cm3
A. 0,3
16. Perhatikan gambar berikut! B. 0,6
C. 1,0
Sekor ikan berada seperti pada D. 1,2
gambar. jika massa jenis air 1000
kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 19. Sebuah pipa U mula – mula diisi
N/kg, tekanan hidrostatis yang dengan raksa (massa jenis raksa = 13
diterima ikan di titik Q adalah… 600 kg/m3). Jika kemudian air
setinggi 68 cm dituangkan ke dalam
A. 6000 N/m2 kaki kanan, berapakah tinggi raksa di
B. 8000 N/m2 dalam kaki kiri akan naik dari
C. 10000 N/m2 keadaan semula?
D. 14000 N/m2 A. 1,5 cm
B. 2,5 cm
17. Perhatikan gambar berikut! C. 5 cm
D. 0,25 cm
Sebuah akuarium berisi air dengan
massa jenis 1000 kg/m3. Jika g=10 20. Perbandingan luas penampang kecil
m/s2, tekanan hidrostatis yang dan besar adalah 1 : 5. JIka pengisap
dirasakan ikan pada titik P adalah… kecil diberi gaya 200 N, maka berat
beban maksimal yang dapat diangkat
pada pengisap besar sebesar…
A. 40 N
B. 100 N
C. 500 N
D. 1000 N

Fisika SMP_Tekanan Page | 118

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

21. Jika tekanan pada penampang A1 dan C. 24 N
penampang A2 dalam keadaan D. 30 N
seimbang, maka nilai A2 pada
gambar tersebut adalah… 25. Neraca pegas menunjuk 30 N ketika
A. 20 cm2 sebongkah batu diikatkan pada
B. 100 cm2 neraca, tetapi hanya menunjuk 21 N
C. 200 cm2 ketika batu itu dicelupkan
D. 1000 cm2 seluruhnya di dalam air (massa jenis
air = 1 g/cm3). Maka massa jenis batu
22. Perhatikan gambar berikut ini! itu adalah…
A. 3333,3 kg/m3
Bila pada peralatan hidrolik F1 = 10N, B. 1,3 kg/m3
A1 = 20 cm2, dan A2 = 100 cm2 tampak C. 170 kg/m3
seperti gambar, maka besar F2 sama D. 685,5 kg/m3
dengan…
A. 200 N 26. Sepotong gabus volumenya 500 cm3.
B. 100 N Massa jenis 0,6 gr/cm3. Bila
C. 80 N dicelupkan ke dalam air yang massa
D. 50 N jenisnya 1 gr/cm3. Volume gabus
yang tercelup sebesar...cm3
23. Untuk mencuci bagian bawah A. 200
sebuah mobil yang beratnya 16000 B. 300
N, mobil dinaikkan dengan suatu C. 400
mesin hidrolik. JIka radius pengisap D. 500
kecil dan besar secara berturut –
turut adalah 5,5 cm dan 22 cm, Besar 27. Sepotong balok kayu mengapung di
gaya yang harus dikerjakan pada atas air dengan 75% volumenya
penghisap kecil supaya dapat tenggelam dalam air. Bila volume
menaikkan mobil adalah… balok itu 5000 cm3, maka (dalam
A. 12000 N kilogram) massa balok kayu itu
B. 120 N adalah …
C. 1000 N A. 3,75
D. 580 N B. 5,15
C. 6,25
24. Sebuah benda di timbang di udara D. 7,75
memiliki berat 18 N, benda
dicelupkan ke dalam zat cair 28. Suatu benda (massa jenis 900
beratnya menjadi 12 N. Besar gaya kg/m3) mengapung di atas
tekan ke atas yang dialami benda permukaan larutan dengan ¼
tersebut adalah… volume benda berada di atas
A. 4 N permukaan larutan tersebut. Besar
B. 6 N massa jenis larutan adalah…
A. 900 kg/m3
B. 1200 kg/m3
C. 750 kg/m3
D. 600 kg/m3

Fisika SMP_Tekanan Page | 119

29. Perhatikan gambar berikut! _Aku Suka, aku bisa Fisika _
30. Perhatikan gambar berikut ini!

Suatu benda terapung di atas Sebuah balok kayu yang diberi
permukaan air yang berlapiskan sebuah pemberat P melayang dalam
bensin dengan 40 % volume benda air. Massa kayu 10 kg, massa jenis
berada di dalam air, 30 % volume kayu 0,8 g/cm3, massa jenis air 1
benda berada di dalam bensin dan gr/cm3, dan percepatan gravitasi 10
sisanya berada di atas permukaan m/s2. Jika massa jenis pemberat
bensin. Jika massa jenis bensin 700 adalah 7,8 g/cm3, maka massa
kg/m3, maka massa jenis benda pemberat adalah…
adalah… A. 2,87 kg
B. 2,87 x 10-1 kg
A. 610 kg/m3 C. 2,87 x 10-2 kg
B. 420 kg/m3 D. 2,87 x 10-3 kg
C. 375 kg/m3
D. 210 kg/m3

Fisika SMP_Tekanan Page | 120

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

KUNCI 6. B 11. D 16. B 21. D 26. B
7. C 12. D 17. D 22. D 27. A
1. B 8. C 13. B 18. B 23. C 28. B
2. B 9. C 14. C 19. C 24. B 29. A
3. C 10. D 15. A 20. D 25. A 30. A
4. A
5. C

Pembahasan

No 1
Informasi soal

Volume dan maasa jenis ke duau benda adalah sama. Karena massa benda adalah

= .
Maka, kedua benda memiliki massa yang sama. Karena massa kedua benda sama, maka berat w

ke dua benda juga sama.Tekanan adalah gaya yang bekerja untuk setiap luas penampang.


=
Karena gaya yang menekan adalah berat benda w, maka


=
Untuk gaya kedua benda sama yang menentukan besar tekanan adalah luas permukaan benda.
Oleh karena itu, tekanan yang ditimbulkan oleh posisi kedua benda adalah posisi 2 > posisi 1,

karena luas bidang tekannya berbeda.

Jawabanya B

No 3 No 5
Informasi soal Berdasarkan gambar posisi titik Q

w = 600 N lebih dalam daripada titik P.

A = 1,5 m2 Padahal, tekanan hidrostatis
mengikuti persamaan berikut

Tekanan adalah gaya yang bekerja untuk ℎ = . . ℎ

setiap luas penampang. Titik P dan titik Q berada zat cair yang sama. Oleh
karena itu tekanan hidrostastis hanya ditentukan
= oleh kedalaman titik tersebut. Karena titik Q
lebih dalam daripada titik P, maka P lebih kecil
= daripada Q, sebab P lebih dangkal.
Jawabannya C
600
= 1,5 2 = 400 2

Jawabannya C

No 8 No 9

Informasi soal Informasi soal

h = 40 cm h = 2450 m
Patm = 76 cmHg
= 0,8 3 Besar tekanan pada ketinggian tersebut adalah
= 10 2 Ingat !! untuk setiap perubahan ketinggian 10 m
tekanan udara berkurang sebesar 1 mmHg. Maka,
Tekanan hidrostatis di dasar tabung dapat untuk perubahan ketinggian 2450 m perubahan
tekanannya sebesar
dihitung menggunakan persamaan berikut
∆ = 2450
ℎ = . . ℎ
2 0,1 10
ℎ = 800 3 . 10 . 0,4
∆ = 24,5
ℎ = 3200 = 3200 Jika tekanan di permukaan air laut adalah 76 cm
2
Jawabanya C
Hg, maka tekanan pada ketinggian 2450 m
adalah

ℎ=2450 = 0 − ∆
ℎ=2450 = 76 − 24,5
ℎ=2450 = 51,5 .
Jawabannya C.

Fisika SMP_Tekanan Page | 121

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

No 11 1 = 19,3 > = 13,6 3, benda I
Informasi soal 3
tenggelam
Berdasarkan data tabel hubungan antara = 13,6 3,
2 = 13,6 3 = benda II
massa benda terhadap volume benda, maka
kita peroleh massa jenis melayang
= 13,6 3,
Benda I, 1 = 1 = 96,5 = 19,3 3 = 7,7 3 < benda III
1 5 3
terapung
Benda II, 2 = 2 = 272 = 13,6 Berdasarkan hasil analisa ini, maka jawabannya
2 20 3
adalah
Benda III, 3 = 3 = 116,5 = 7,7
3 15 3

Jika ketiga benda ini dimasukkan ke dalam

raksa yang massa jenisnya 13,6 3 maka

Jawabannya D

No 14 No 15
Informasi soal
Tekanan udara di tempat X adalah 56cmHg Informasi soal
Tekanan udara di tempat Y adalah 75cmHg
Maka ketinggian di tempat X adalah … dari Alat manometer
tempat Y. Tekanan udara di dalam tabung R
Ingat !!
Untuk setiap perubahan ketinggian 10 m = 90
tekanan udara berubah sebesar 1 mmHg. Selisiih ketinggian permukaan raksa
Selisih tekanan udara tempat Y terhadap X
adalah ∆ℎ = 16

∆ = 75 − 56 = 19 Karena
Maka selisih ketinggian tempat X dari Y
adalah.. permukaan raksa

∆ℎ = 19 di kolom 2 lebih
tinggi daripada
10 0,1
permukaan raksa
∆ℎ = 1900
Jawabannya C di kolom 1, maka
tekanan udara di R

lebih besar daripada tekanan udara luar. Oleh

karena itu tekanan udara luar diperoleh dengan
cara

= − ∆ℎ = 90 − 16

= 74
Jawabannya A

No 16 No 18
3
Informasi soal Informasi soal, = 1
= 1 3, = 10 2 , dan ℎ = 80
Tekanan hidrostatis di titik Q dapat dihitung Berdasarkan gambar diperoleh ketinggian
permukaan air adalah 10 cm dan ketinggian

menggunakan persamaan berikut permukaan zat X adalah 6 cm

ℎ = . . ℎ Tekanan hidrostatis di titik a dan b adalah sama

ℎ = 1000 . 10 . 0,8 =
3 2
ℎ = ℎ
ℎ = 8000 2
ℎ = ℎ
Jawabannya B
10 =

1 3 6 (a) (b)

= 0,6 3,

Jawabannya B

No 20
Informasi soal
F1=200 N
Perbandingan luas permukaan
A1:A2 = 1:5, maka A1 = 1/5 A2
Menurut hukum pascal tekanan didalam suatu ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke
segala arah, maka

1 = 2
1 = 2

1 2

Fisika SMP_Tekanan Page | 122

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

200 = 2
51 2 2

2 = 5.200 = 1000 ,
Jawabannya D

No 25
Informasi soal
= 30 , = 21 , = 1 3.
Massa batu dapat diperoleh dengan cara berikut.

Ketika diukur menggunakan neraca pegas berat batu di udara adalah 30 N, sedangkan ketika batu
tersebut dimasukkan ke dalam air berat batu menjadi 21 N. Hal ini disebabkan oleh gaya angkat
air .

= − = 30 − 21 = 9
Jadi, besar gaya angkat adalah 9 N
Menurut hukum Archimedes gaya angkat zat cair mengikuti persamaan berikut.

= ρzat cair . g . Vzat cair yang dipindahkan

9 = 1000 . 10 . Vzat cair yang dipindahkan
3 2
9 3
Vzat cair yang dipindahkan = = 9 × 10−4 3
10000
Karena seluruh volume batu tercelup, maka volume zat cair yang dipindahkan sama volume batu.

Sehingga volume batu diperoleh

V = 9 × 10−4 3
Sekarang untuk menentukan massa jenis batu kita hitung menggunakan persamaan

= = 3 kg = 1 × 104 = 3333,33
V 9×10−4 3 3 3
3

Jawabannya A

No 29

Informasi soal

= 3

= 30% = 10 .
.
= 40% = 4

10
3
= 700

= 1000
3

Massa jenis benda dapat diperoleh dengan cara berikut

Berdasarkan gambar tersebut terlihat Sekarang kita subtitusi persamaan ini ke

bahwa 30 % volume benda berada di dalam persamaan (*).

bensin dan 40 % volume benda berada di ρ . g . Vbsn + ρair . g . Vair = ρ . Vbenda .
dalam air. Maka benda akan mengalami dua

gaya angkat ke atas yang disebabkan oleh ρ . Vbsn + ρair . Vair = ρ . Vbenda
bensin dan air. Pada kondisi ini benda

berada pada keadaan setimbang dalam arah ρ = ρ .Vbsn +ρair . Vair
vertikal, sehingga berlaku hukum Newton I Vbenda

∑ = 0 ρ = 700 .130 +1000 .140
3 3
. + . − = 0
. + . = ………………(*) V
Karena w = m. g dan = ρ . Vbalok
maka ρ = 210 + 400 = 610
3 3 3

Jadi volume balok adalah 610 3 . Jawabannya A

w = ρ . Vbalok .

Fisika SMP_Tekanan Page | 123

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

BAB VI

GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI

A. GETARAN
Getaran (Osilasi) adalah gerak bolak-balik suatu benda secara periodik

melalui titik kesetimbangan pada lintasan yang sama. Titik kesetimbangan benda
adalah titik dimana benda dalam keadaan setimbang ( diam ) jika benda tersebut
digantungkan. Satu getaran penuh jika benda melakukan gerakkan dari A-B-C-B-A.
( perhatikan gambar 6.1.! )

Titik B merupakan titik Kesetimbangan.

1 getaran penuh : A-B-C-B-A, B-C-B-A-B, dan C-B-A-B-C

A-B = B-C = ¼ getaran.

Jarak AB = Jarak BC = Amplitudo.

Besaran – besaran yang terdapat pada getaran :

a) Simpangan : jarak dari titik kesetimbangan. (cm,m)
b) Amplitudo : Jarak terjauh dari titik kesetimbangan. ( cm, m )
c) Periode : Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran (s).
d) frekuensi : Jumlah getaran yang dilakukan dalam satu detik( Hertz )

Gambar 6.1. memperlihatkan sebuah bandul yang sedang bergetar
(berosilasi), jika jumlah getaran yang dilakukan adalah n kali, maka

Tabel 6.1. Hubungan antara periode dan frekuensi getaran

Periode getaran (T) Frekuensi (f)

ℎ
= ℎ =


= =
Berdasarkan konsep ini, kita dapatkan hubungan antara periode dan frekuensi sebagai

berikut.


= .

1
=

Hubungan periode dengan amplitudo dan panjang tali pada ayunan sederhana.

Periode tidak dipengaruhi oleh besar kecilnya amplitudo pada suatu ayunan

sederhana. Periode dipengaruhi oleh panjang tali ayunan sederhana:

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 124

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Semakin panjang tali suatu ayunan maka semakin besar periodenya.

Semakin pendek talinya maka semakin kecil pula nilai periodenya.

Contoh

1. Perhatikan gambar di samping!
Jika benda digerakkan dari titik B, dan benda melewati
titik C sebanyak 6 kali dan titik A dilewati 13 kali maka
benda melakukan getaran sebanyak….
Penyelesaian :

Dik : benda melewati titik C sebanyak 6 kali dan A sebanyak 13 kali

Dit : hitung banyak getaran?
Jawab :

Cara bepikir.
Satu getaran berarti bandul bergerak dari :

B–A–C–A–B
# Berarti untuk 1 getaran, diperoleh : 2B – 2A – 1C

Dua getaran berarti bandul bergerak dari :
B–A–C–A–B–A–C–A–B

# berarti untuk 2 getaran, diperoleh : 3B – 4A – 2C
Jumlah B A C

getaran 4x 6x 3x
3

4 5x 8x 4x

5 6 x 10 x 5x

6 7 x 12 x 6x

7 8 x 14 x 7x

B CB C
A A

Gambar 6.3. a). Posisi bandul pada Gambar 6.3. b). Posisi bandul pada saat
saat menempuh 6 kali bergerak melalui C sebanyak 6
getaran berada di titik x, A sebanyak 13 x, dan B
awal B. sebanyak 7 x..

Perhatikan data tabel di atas, ternyata ketika C dilalui sebanyak 6 kali, jumlah
getaran yang dilakukan bandul adalah 6 getaran. Karena bandul bergerak dari
titik B maka dapat dipastikan ketika bandul sudah menempuh 6 getaran posisi
bandul berada di B kembali seperti pada gambar 6.3.a). Namun, dalam soal
dikatakan bahwa titik A dilewati sebanyak 13 kali. Artinya bandul harus bergerak
ke kanan dan berhenti di titik A seperti ditunjukkan gambar 6.3. b). Jadi ketika
bandul melewati titik C sebanyak 6 x dan titik A sebanyak 13 x, bandul telah
bergetar sebanyak 6 ¼ getaran.

2. Bila sebuah benda bergetar sebanyak 5400 getaran tiap 5 menit, maka frekuensi
getarannya adalah…
Penyelesaian :

Dik:

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 125

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

n = 5400 getaran, t = 5 menit
Dit: frekuensi?

Jawab :
Berdasarkan informasi soal diperoleh bahwa benda telah bergetar 5400 dalam 5

menit. Karena frekuensi merupakan jumlah getaran tiap detik, maka

= = 5 . 5400 = 18
60

3. Perbandingan periode garputala 1 dengan periode garputala 2 adalah 3:5. Jika
frekuensi garputala pertama 300 Hz, maka frekuensi garputala ke dua sebesar…

Dik:
1: 2 = 3: 5, 1= 300 Hz
Dit: frekuensi?
Jawab :

1 = 3, berdasarkan persamaan = 1 maka
2 5

1

1 = 3  2 = 3
1 5
2 1 5

2 = 3 1 = 3 300 = 180
5 5

B. GELOMBANG
Gelombang adalah energi yang merambat. Atau dengan kata lain getaran

yang merambat atau berjalan.
Menurut medium (zat perantara) untuk perambatannya gelombang

dibedakan menjadi:
1. Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium (zat
perantara) untuk merambat.Misalnya: gelombang pada tali, gelombang pada
permukaan air, gelombang seismik, dan gelombang akustik ( gelombang
infrasonik dengan < 20 , gelombang suara dengan 20 < < 20 ,
dan gelombang ultrasonik dengan > 20 ).
2. Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan
medium (zat perantara) untuk merambat.
Misalnya: gelombang radio, gelombang televisi, gelombang cahaya.

Menurut arah gangguan relatif terhadap arah jalar gelombang:

1. Gelombang transversal : perpindahan medium ( arah getar partikel –
partikelnya) ⊥ arah jalar gelombang.

2. Gelombang longitudinal : perpindahan medium ( arah getar partikel –
pertikelnya) ∕ ∕ arah jalar gelombang.

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 126

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Sebuah benda yang dikaitkan dengan tali kemudian digantungkan pada
pegas, jika pegas digetarkan maka energi getaran akan menjalar ke tali. Gelombang
menjalar pada tali, tetapi tidak membawa materi yang dilaluinya. Materi dalam
medium hanya memberi gangguan atau melakukan getaran, tidak bergerak
mengikuti rambatan gelombang. Jika diperhatikan, tali akan ikut bergetar dan
membentuk pola sinusoidal.

Bentuk gelombang transversal terdiri dari bukit dan lembah. Gelombang
transversal terjadi pada gelombang air, gelombang tali, dan gelombang cahaya. (
gel.mekanik yang memiliki bentuk gelombang transversal ). Perhatikan gambar
gelombang transversal berikut.!

Istilah – istilah dalam gelombang:

1. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum dari sebuah titik dalam suatu
gelombang.

2. Bukit Gelombang : A-B-C ; E-F-G ; J-K-L.
3. Titik puncak gelombang : titik B, titik F, titik K.
4. Lembah gelombang : C-D-E ; G-I-J.
5. Titik dasar gelombang : titik D dan titik I.
6. Titik simpul gelombang : titik-titik yang terletak pada garis kesetimbangan. ( titik A;

C; E; G; J dan K)
7. Panjang gelombang (λ) adalah jarak antara titik – titik yang mempunyai fase sama

(identik) pada gelombang. Satu gelombang sama dengan satu lamda (λ).

1 λ = Jarak A-E atau jarak B-F atau jarak C-G atau jarak D-I

Jarak A-G = 1,5 λ ; Jarak A-L = 2,5 λ

Jarak B-K = 2 λ ; Jarak B-L = 2,25 λ

1 gelombang : 1 bukit gelombang + 1 lembah gelombang.

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 127

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Misalnya: A-B-C-D-E ; B-C-D-E-F ; C-D-E-F-G ; D-E-F-G-I.

8. Jumlah gelombang (n) adalah banyaknya gelombang yang terbentuk. ( contoh pada

gambar 5.5 jumlah gelombang ada 2,5 gelombang )

9. Periode gelombang ( T ) : waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang.

Contoh : jika waktu yang dibutuhkan oleh gelombang yang bergerak dari titik A

sampai titik L adalah 10 detik maka periode gelombangnya adalah 10 detik / 2,5 = 4

detik. Artinya untuk membentuk satu gelombang dibutuhkan waktu 4 detik.

10. Frekuensi gelombang ( f ) : jumlah gelombang yang dihasilkan dalam 1 detik.

Contoh gambar gelombang diatas memiliki frekuensi = 2,5 = 0,25 .
10
11. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu

satuan waktu. Karena gelombang merupakan Gerakan getaran yang menjalar, maka

berlaku pandangan gelombang sebagai partikel bergerak lurus beraturan, sehingga

berlaku persamaan GLB. Selain itu untuk menempuh panjang satu gelombang atau

satu panjang gelombang diperlukan waktu satu periode T, sehingga berlaku
pandangan sebagai gelombang. Oleh karena itu, berlaku dua persamaan untuk

menentukan cepat rambat gelombang.

Cepat rambat gelombang :

a) Sebagai gelombang

= = .


b) Sebagai partikel yang bergerak lurus beraturan

=

Untuk gelombang longitudinal pada slinky berlaku: 1 gelombang : 1 rapatan + 1

regangan

Contoh :
1. Tali digetarkan sehingga menghasilkan gelombang transversal seperti yang

ditunjukkan pada gambar 6.6. jika waktu yang diperlukan dari gelombang
untuk menjalar dari A ke B adalah 120 detik. Hitunglah amplitudo
gelombang, panjang gelombang,
periode gelombang, frekuensi
gelombang, dan cepat rambat
gelombang !

Penyelesaian :

Dik :
A = 5 cm

t = 120 detik
x = 240 cm
dit :
a) amplitudo gelombang (A)?
b) panjang gelombang (λ)?
c) periode gelombang (T)?
d) frekuensi gelombang (f)?
e) cepat rambat gelombang (v)?
jawab :
a) Amplitudo gelombang

Amplitudo merupakan simpangan terjauh diukur dari titik
kesetimbangan. Berdasarkan gambar 6.6 terlihat bahwa jarak dari

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 128

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

puncak ke lembah adalah 10 cm. Jadi, amplitudo gelombangnya
adalah 5 cm.

b) Panjang gelombang
Gambar 6.6 memperlihatikan untuk tali dengan panjang 240 cm

terbentuk 2,5 gelombang. Berarti untuk satu gelombang memiliki
panjang gelombang sebesar

2,5 = ,
Maka untuk satu gelombang memiliki panjang gelombang

c) Periode gelombang ,
= , = ,

Cara I

Periode merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu
gelombang. Gambar 6.6 menunjukkan bahwa dari titik A ke titik B

telah terbentuk 2 gelombang. Dua gelombang ini dihasilkan selama
120 detik. Jadi waktu yang diperlukan untuk mengasilkan satu
gelombang adalah
2 = 120 , maka

1 = 120 = 60

2

Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan 1 gelombang (kegiatan)
ini lah yang di sebut dengan periode. Jadi, periode gelombangnya

adalah 60 detik.
Cara II

Menggunakan persamaan

= = 120 = 60

2

d) Frekuensi gelombang

Cara I
Frekuensi merupakan jumlah gelombangn yang diihasilkan setiap

detik. Gambar 6.6 menunjukkan bahwa dalam waktu 120 detik telah
terbentuk 2 gelombang. Jadi jumlah gelombang yang terbentuk

selama satu detik adalah

ℎ 120 = 2

ℎ 1 = 2 = 1

120 60

Jumlah gelombang yang dihasilkan setiap detik inilah yang disebut

frekuensi. Jadi, frekuensi gelombangnya adalah 1 Hz.

60

Cara II

Menggunakan persamaan

= = 120 2 = 60 1 = 1
60

e) Cepat rambat gelombang
= . = 0,96 . 1 = 0,016

60

C. BUNYI
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal.

Sifat-sifat bunyi :

1. Bunyi merupakan hasil dari suatu getaran.
2. Bunyi termasuk dalam gelombang longitudinal.
3. Dalam perambatannya bunyi membutuhkan medium.
4. Bunyi tidak dapat merambat dalam ruang hampa.

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 129

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

5. Cepat rambat bunyi yang paling besar pada zat padat. ( Vzat padat > V zat cair >
Vgas )

6. Bunyi dapat dipantulkan jika mengenai dinding yang permukaannya keras.

Syarat terjadinya suatu bunyi :
1. Ada sumber bunyi yang digetarkan.
2. Ada medium yang merambatkan bunyi.
3. Frekuensi bunyi dan intensitas bunyi berada pada batas ambang

pendengaran manusia.

Syarat batas dua medium yang berbeda :
1. Ketika suatu gelombang merambat dari medium satu ke medium lain yang

memiliki perbedaan kerapatan, frekuensi yang dihasilkan gelombang tetap
( = ).

Gelombang bunyi terjadi karena rapatan dan renggangan medium.
Rapatan dan rengangan ini menunjukkan perubahan tekanan yang terjadi pada
medium. Bunyi dapat mengalami peristiwa pemantulan. Fungsi / manfaat
pemantulan bunyi untuk mengukur kedalaman air laut. Sumber digunakan
untuk memancarkan sekaligus menerima gelombang bunyi. Waktu pengiriman
pulsa ke sasaran dan penerimaan pulsa adalah ∆ . Jarak total yang ditempuh
adalah

= ×



Pengaruh suhu udara terhadap cepat rambat bunyi.
1. Orang yang pertama kali menyelidiki hubungan suhu udara dengan cepat

rambat bunyi di udara adalah Moll dan Van Beek.
2. Semakin tinggi suhu udara maka cepat rambat bunyi di udara juga semakin

cepat ( besar ).
3. Setiap kenaikan suhu 10 C maka cepat rambat bunyi di udara bertambah 0,6

m/s dari cepat rambat awalnya.

Tabel 6.1. Hubungan antara cepat rambat bunyi(v) terhadap suhu(T).

No Suhu Udara (T) Cepat Rambat Bunyi (v0)

1 0oC 332 m/s

2 1oC 332,6 m/s

3 2oC 333,2 m/s

4 3oC 333,8 m/s

5 10oC 338 m/s

6 15oC 341 m/s

Secara matematis dapat ditulis :

vT = v0 + (0,6 × T)
VT = Cepat rambat bunyi saat ToC.
Vo = Cepat rambat bunyi saat 0oC.
Contoh

1) Jika frekuensi bunyi yang merambat di udara saat itu 420 Hz dan panjang
gelombang bunyi 80 cm, berapakah cepat rambat bunyi di udara saat itu ?

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 130

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Penyelesaian :
Dik:
= 420 , = 80 = 0,8
dit : cepat rambat bunyi (v) ?

= .
= 0,8 .420
= 336



2) Jika selang waktu terjadinya kilat dan terdengarnya guntur 5 sekon, berapa
jauh jarak kilat tersebut kepengamat ? Cepat rambat bunyi diudara saat itu
330 m/s.
Penyelesaian :
Dik:
= 5
= 330 /
dit : cepat rambat bunyi (v) ?
= .
= 330 .5



= 1650

3) Kecepatan gelombang bunyi dalam zat A adalah 420 m/s dan panjang

gelombangnya 10,5 m. Jika bunyi itu merambat pada zat B maka panjang

gelombang bunyinya adalah 8 m. Berapa kecepatan bunyi dalam zat B ?

Penyelesaian :

Dik: 420

=

= 10,5

= 8
dit : cepat rambat bunyi ( ) ?
ingat!! Gelombang yang merambat melewati dua medium yang berbeda

kerapatannya, banyaknya gelombang yang dihasilkan setiap saat selalu
tetap(frekuensinya tetap). Maka

= .
.
8 .
420 = 10,5 .

= 8 420
10,5

= 320

4) Suatu sumber bunyi diletakan 150 m di bawah permukaan laut. Gelombang
yang dipancarkan sumber bunyi tersebut merambat keatas dan dapat di
dengar pada ketinggian 128 m di atas permukaan laut dalam waktu 0,5 detik
sejak sumber bunyi tersebut dinyalakan. Jika kecepatan gelombang bunyi di
uadara 340 m/s, hitunglah kecepatan bunyi dalam air laut tersebut !
Penyelesaian :

Diket : x1 = 150 m (Jarak sumber bunyi ke permukaan air laut )
x2 = 128 m (Jarak permukaan air laut ke pendengar)
ttotal = 0,5 s (Selisih waktu bunyi di udara dengan di air laut)
V2 = 320 m/s (cepat rambat bunyi di udara)

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 131

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Ditanya : V1 = ………. m/s ?
Pertama gambar sketsa kejadian
Jawab :

- Perhatikan bahwa gelombang bunyi merambat melalui dua medium
yang berbeda yaitu air dan udara dengan waktu tempuh selama 0,5
detik.

- Kita tahu bahwa cepat rambat bunyi di udara berbeda dengan cepat
rambat bunyi di dalam air, sebab air dan udara memiliki perbedaan

kerapatan. Air memiliki kerapatan yang lebih besar daripada udara,
sehingga waktu yang diperlukan untuk bunyi merambat di air lebih

cepat dibandingkan ketika merambat di udara.
- Dari soal kita peroleh informasi bahwa cepat rambat bunyi di udara

adalah 320 m/s dan bunyi merambat dari permukaan air sampai pada
pendengar sejauh 128 m. berdasarkan informasi ini kita peroleh waktu

yang diperlukan bunyi untuk merambat di udara yaitu

= = = ,
/

- Karena waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat dari sumber
sampai pendengar adalah 0,5 detik, maka waktu yang diperlukan

untuk merambat di dalam air adalah

= − = , − , = ,
- Sekarang, kita sudah memperoleh informasi tambahan yaitu waktu

yang diperlukan oleh bunyi untuk merambat di dalam air. Sehingga

besar kecepatan di dalam air dapat diperoleh dengan cara

= = = /
,

D. RESONANSI
Resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu benda karena pengaruh

getaran benda yang lain. Gelombang bunyi terjadi karena rapatan dan
renggangan medium. Rapatan dan rengangan ini menunjukkan perubahan
tekanan yang terjadi pada medium. Hal ini mengakibatkan molekul-molekul
berosilasi dengan harmonik di sekitar posisi kesetimbangannya. Molekul-
molekul akan menumbuk tetangganya yang akan mengakibatkan ikut

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 132

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

bergeraknya molekul lain. Peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena

benda lain yang bergetar dengan frekuensi sama disebut resonansi.

Peristiwa resonansi dimanfaatkan untuk mengetahui nilai dari laju gelombang

bunyi.

a. Resonansi selaput tipis.

Resonansi ini terjadi pada benda-benda yang terbuat dari selaput yang tipis.

Contoh : Gendang telingga mudah sekali bergetar dan Alat musik pukul (

Kendang, Dram dll )

b. Jika benda A diayunkan maka

benda C akan ikut berayun dengan

sendirinya.

Begitu juga jika benda B yang

diayunkan maka yang akan

berayun dengan sendirinya adalah

benda D. Mengapa ?

Frekuensi bandul ditentukan

oleh panjang tali. Bandul dengan

panjang tali sama akan memiliki

frekuensi yang sama besar. Bandul A

memiliki panjang tali yang sama dengan bandul C, sedangkan bandul B

memiliki panjang tali yang sama dengan bandul D. Oleh karena itu, jika benda

A diayunkan maka benda C akan ikut bergetar. Ikut bergetarnya benda C

karena memiliki frekuensi yang sama ini disebut resonansi.

c. Misalnya pada sebuah tabung resonansi.

Tabung

resonansi adalah

tabung kaca

panjang yang

ujung atasnya

terbuka. Tabung

diisi air dan

panjang kolom

udara mulai dari

permukaan air

sampai bibir

tabung bias diubah

– ubah dengan cara

mengurangi dan

menambah volume

air seperti pada

gambar 6.9

berikut.

Awalnya

tabung diisi air

penuh. Garpu tala

digetarkan

kemudian

diletakkan tepat di atas tabung. Ketika garpu tala digetarkan, permukaan air

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 133

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

diturunkan sedikit – demi sedikit, menggunakan pengatur volume air yang
berada di bagian dasar tabung. Hal ini dilakukan terus menerus secara
kontinyu sampai anda mendengar bunyi dengungan keras yang pertama,
yang menunjukkan resonansi ke satu. Pada saat resonansi ke satu terjadi,
molekul – molekul udara di permukaan air tidak bebas bergerak. Keadaan
ketika molekul udara tidak bebas bergerak ini disebut terjadi simpul (S).
Simpul (S) adalah titik yang simpangannya nol. Sedangkan, molekul –
molekul udara di bibir tabung (ujung atas tabung) dapat bergerak bebas.
Keadaan ketika molekul udara dapat bergerak bebas ini di sebut terjadi
perut (P). Perut (P) adalah titik yang simpangannya paling besar. Ternyata
pada saat terjadi resonansi ke satu panjang gelombang yang terukur
adalah ¼ lamda (1/4 ) seperti yang ditunjukkan gambar 5.9. Berdasarkan
hasil percobaan diperoleh kesimpilan, untuk resonansi ke dua terjadi ketika
panjang gelombangnya ¾ lamda (3/4 ). Resonansi ke tiga terjadi ketika
panjang gelombang 5/4 lamda (5/4 ).

Tabel 6.2. Frekuensi resonansi pada tabung kolom udara.

Frekuensi ke - Pipa organa terbuka

Satu 1 1 = 1, 1 = 4 1
4

1 =
4 1

Dua 2 = 3 2
4
4
2 = 3 2

Tiga 5 3 = , 3 = 4
4 5
5
3 = 4

Contoh

1. Sebuah garpu tala memiliki frekuensi 512 Hz
digetarkan di atas tabung resonansi sehingga
terdengar bunyi keras yang pertama kali saat tinggi
kolom udara panjangnya 40cm. Berapakah cepat
rambat bunyi di udara saat itu?

Penyelesaian :

Dik :

= 512

1 = 40
Dit: Cepat rambat bunyi (v)?
Jawab:

Informasi yang diberikan soal adalah resonansi terjadi untuk yang
pertama. Kesimpulan ini diperoleh dari keterngan terdengarnya bunyi
keras untuk pertama kali. Untuk mempermudah menyelesaikan
persoalan tentang tabung resonansi buatlah sketsa gambar seperti
berikut.
Karena resonansi pertama terjadi ketika membentuk ¼ gelombang
(41 1 = 1), maka

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 134

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

1 = 4 1 = 4 . 40 = 160
Dengan demikian cepat rambat bunyi diperoleh dengan cara berikut

= 1 1

= 512 . 160

= 81920 = 819,2

2. Sebuah garpu tala 540 Hz di getarkan di atas tabung resonansi. Jika cepat
rambat bunyi di udara 324 m/s, hitunglah:
a) Panjang kolom udara saat terjadi resonansi pertama?
b) Jika panjang tabung resonansi 2 meter, berapa kali resonansi dapat
terjadi?

penyelesaian :

Dik :

= 540
= 324



Dit: a). Panjang kolom udara pada resonansi ke 1( 1)?
b). Jumlah resonansi yang dapat terjadi?

Jawab :
a) Berdasarkan informasi soal, kita dapat hitung besarnya panjang

gelombang dengan cara berikut

= 1 1

324 = 1 540

1 = 324 = 0,6
540
Karena resonansi pertama terjadi ketika membentuk ¼ gelombang

(41 1 = 1), maka
1 1
1 = 4 1 = 4 0,6 = 0,15 = 15

b) Jumlah resonansi yang dapat terjadi?

1 = 1 0,6 = 0,15
4
3
2 = 4 0,6 = 0,45

3 = 5 0,6 = 0,75
4
7
4 = 4 0,6 = 1,05

5 = 9 0,6 = 1,35
4
11
6 = 4 0,6 = 1,65

= , = ,

15
8 = 4 0,6 = 2,25

Bersarkan hasil pembuktian ini dapat kita simpulkan bahwa dengan kolom

udara sepanjang 2 m hanya memungkinkan terjadi resonansi ke - 7.

3. Sebuah tabung kolom udara. Saat resonansi pertama tinggi air pada
tabung resonansi adalah 48 cm, sedangkan saat terjadi resonansi yang ke
dua tinggi air dalam tabung resonansi 14 cm. jika frekuensi sumber bunyi
500 Hz, berapa cepat rambat bunyi di udara saat itu?

Dik : = 500

− 1 = 48

− 2 = 14
Dit: Cepat rambat bunyi (v)?

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 135

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Jawab:
Informasi yang diberikan soal

adalah resonansi terjadi untuk
yang pertama. Berdasarkan
gambar 6.11 kita dapat dengan
mudah menentukan panjang
gelombang yang terbentuk. Selisih
panjang gelombang antara
resonansi ke-1 dan resonansi ke-2
adalah ½ , sedangkan selisih
tinggi permukaan air pada saat
terjadi resonansi ke-1 dan
resonansi ke-2 adalah 34 cm. Oleh
karena itu,

1 = 34

2

= 2.34

= 68
Karena frekuensi bunyi 500 Hz, maka

=

= 0,68 500
= 340



E. NADA

Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur. Perbandingan bilangan

frekuensi pada deret nada dibuat tabel sebagai berikut.

Tabel 6.2. frekuensi nada - nada.

Tangga nada CDE F GAB c

Frekuensi (Hz) 264 297 330 352 396 440 495 528

Perbandingan f 24 27 30 32 36 40 45 48

Perbandingan frekuensi nada – nada lainnya dengan nada c diberi nama sebagai

berikut.

Tabel 6.3. perbandingan frekuensi terhadap frekuensi nada dasar

Interval Prime Sekunde Terts Kuart Kuint Sext Septime oktaf

Nilai 24 27 30 32 36 40 45 48

24 24 24 24 24 24 24 24

1 9 5 4 3 5 15 2

1 8 4 3 23 8 1
Keterangan untuk menunjukkan tingkatan deret nada

C3 : 3 oktaf lebih rendah dari nada dasarnya ( C )
C2 : 2 oktaf lebih rendah dari nada dasarnya ( C )
C I : 1 oktaf lebih tinggi dari nada dasarnya ( C )
C II : 2 oktaf lebih tinggi dari nada dasarnya ( C )
C III : 3 oktaf lebih tinggi dari nada dasarnya ( C )

Catatan :

1 oktaf di atasnya 1:2
1 oktaf di bawahnya 2:1
1 Quint di atasnya 2:3
1 Quint di bawahnya 3 : 2 , dan seterusnya.

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 136

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Frekuensi yang digunakan sebagai nada dasar adalah nada a dan secara
internasional telah ditetapkan sama dengan 440 getaran dalam satu sekon atau
frekuensi nada dasar a = 440 Hz.

Contoh :

1. Hitung frekuensi nada – nada berikut ini jika frekuensi nada A = 440 Hz.
a) C
b) D
c) G

Penyelesaian:

Dik : frekuensi nada A = 440Hz
Dit : hitung frekuensi nada C, D, dan G

Jawab :
Dari interval nada – nada

a) = 24 b) = 27 c) = 36

40 40 40
24 27 36
= 40 = 40 = 40

= 24 440 = 27 440 = 36 440
40 40
40

= 264 = 297 = 396

2. Frekuensi suatu nada adalah 900 Hz. Berapakah frekuensi nada yang
merupakan :
a) Kuart dari nada itu ?
b) Kuint lebih rendah dari nada itu ?
c) 2 terts dari nada itu?
d) 3 second lebih rendah dari nada itu ?

Penyelesaian :

Dik: f nada dasar : 900Hz

Dit :
a) Kuart dari nada itu ?

b) Kuint lebih rendah dari nada itu ?
c) 2 terts dari nada itu?

d) 3 second lebih rendah dari nada itu ?
Ingat ! kuart merupakan berbandingan antara nada F dengan nada C yang memiliki

harga 4/3

a) = c) = 2

= 4 = (5)2
4
3
4.
= = 25 .
3 16
4
= 3 . 900 = 1200 = 25 . 900 = 1406,25
16
b) = =
d)

ℎ ℎ 3 ℎ ℎ

= 2 = (8)2
3
2. 9
= 64
3 = 81 .
2
= 3 . 900 = 600 = 64 . 900 = 711,11
81

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 137

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

F. HUKUM MERSENE
Hukum Mersenne menyatakan hubungan frekuensi nada senar atau

dawai. Frekuensi pada dawai bergantung pada:
1) Panjang dawai. “berbanding terbalik dengan panjang senar”.
2) Luas penampang. “berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar”
3) Massa jenis dawai. “berbanding terbalij dengan akar massa jenis senar”
4) Tegangan dawai. “ sebanding dengan akar tegangan senar”.

Secara matematis ditulis:

= 1 √
2

Contoh :

1. Senar yang panjangnya 30 cm 2. Senar C dan B sama panjangnya

berfrekuensi 120 Hz, bila senar itu dan sama tegangnya. Senar
ditekan pada jarak 20 cm akan penampangnya 0,16 mm2 dengan
memiliki frekuensi… Hz frekuensi 300 Hz dan senar B
Penyelesaian : penampangnya 0,36 mm2 akan

memiliki frekuensi .. Hz

Dik : Dik :

1 = 30 besar frekuensi 1 = 0,16 2 sama, karena
2 = 0,36 2
2 = 20 1 = 300
1 = 120 Dit : 2?
Dit : 2? Dengan cara yang
Untuk menentukan

pada keadaan ke 2, maka variable lain dalam keadaan tetap,

= 2 21 2√ maka

1 21 1√ = 2 21 √ 2

karena perubahan hanya terjadi pada 1 21 √ 1
panjang tali saja, maka dapat kita
simpulkan untuk variable lain adalah Persamaan ini dapat disederhanakan
menjadi:
tetap. Oleh karena itu kita dapat
menyederhanakan persamaan di atas 2 = √ 12

menjadi: 1 √ 11

1

= 2 2 2 2 = √ 12
1 1 1
2 1
2 = 2 1
2 = √00,,1366 . 300
1 2 2
1
2 = 2 . 1 2 = √16 . 300

2 = 30 . 120 = 180 36
20
2 = 4 . 300 = 200
6

3. Massa jenis senar I = 9 g/cm3 dan massa jenis senar II = 16 g/cm3 dengan

frekuensi 60 Hz, maka frekuensi senar I adalah….Hz.

Dik : 1 = √ 11 1 √ 12
3 2
1 = 9 2 √ 12 ==> =

2 = 16 1 = √ 21 . 2
3

2 = 60 √16 4
Dit : 3
9
1? 1 = . 60 = . 60 = 80

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 138

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

G. PEMANTULAN BUNYI

Macam – macam bunyi pantul : gaung (kerdam), gema (echo), dan bunyi

pantul yang memperkuat bunyi asli.

1. Gaung

Gaung adalah bunyi pantuk yang sebagian masuk bersamaan dengan bunyi

asli, atau bunyi pantul yang datang sebelum bunyi asli selesai diucapkan.

Contoh :

Bunyi asli : SU – RA – BA – YA

Bunyi pantul : ……… SU – RA – BA – YA

Terdengar : SU ---------------------YA (tidak jelas)

2. Gema (echo)

Gema adalah bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli selesai

diucapkpan. Gema dapat memperjelas bunyi asli. Gema terjadi pada jarak

jauh antara sumber bunyi dengan dinding pemantul.

Bunyi asli : HAI

Bunyi pantul : HA – AI

H. EFEK DOPPLER
Efek Doppler merupakan peristiwa dimana pengamat mendengar

frekuensi lebih tinggi jika kedudukan antara pengamat dan sumber bunyi
mendekat, serta pengamat mendengar frekuensi lebih rendah jika kedudukan
antara pengamat dan sumber bunyi menjauh. Suatu sumber gelombang dan
penerima bergerak relatif satu sama lain, maka frekuensi yang sampai pada
penerima berbeda dengan frekuensi sumber. Peristiwa efek doppler ini
pertama kali dipikirkan oleh Christian Johann Doppler ( 1803 – 1855).

Jika laju rambat bunyi di udara adalah v, laju sumber bunyi vs, laju
pendengar vp, frekuensi yang dipancarkan fs, maka frekuensi yang diterima
pendengar fpadalah

fp = v±vp fs
v±vs
Pendengar

+ : jika pendengar mendekati sumber

- : jika pendengar menjauhi sumber

Sumber bunyi

+ : jika sumber mendekati pendengar

- : jika sumber menjauhi pendengar

Contoh :

1. Sebuah mobil polisi dengan sirine menyala yang berfrekuensi 940 Hz

bergerak dengan kecepatan 90 km/jam mendakati seseorang yang sedang

berdiri di pinggir jalan. Jika kecepatan suara di udara sebesar 340 m/s,

berapa frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh orang tersebut?

Penyelesaian :

Dik: Jawab :

= 940 25 ±
90 ±
= = =


= 340 = 340+0 . 940 = 1014,6

Dit: ? 340−25

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 139

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

LATIHAN SOAL PG

1. Perhatikan gambar berikut! 4. Dua buah bandul perbandingan
periodenya 2:5. Jika frekuensi bandul
Dari gambar di atas yang pertama 400 Hz, maka frekuensi
dimaksud 1,5 getaran adalah… bandul ke dua sebesar…..
A. Gerak A-B-C A. 1000 Hz
B. Gerak A-B-C-B-A-B-C B. 4000 Hz
C. Gerak A-B-C-B-A-B-C-B-A C. 1/1600 Hz
D. Gerak A-B-C-D D. 160 Hz
2. Perhatikan gambar berikut !
5. Periode getaran A sama dengan 0,75
kali periode getaran B. Maka
perbandingan frekuensi getaran A : B
adalah…
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 5 : 4
D. 4 : 5

Jika pegas bergetar dari A-B-C-B- 6. Frekuensi getaran P adalah 4 kali
A-B memerlukan waktu 1/80 frekuensi getaran Q tetapi 1/3 kali
detik. Maka frekuensi getaran ini frekuensi getaran R. Perbandingan
adalah…. periode getaran P : Q : R adalah…
A. 1/100 detik A. 1 : 4 : 3
B. 1/160 detik B. 4 : 3 : 12
C. 1/80 detik C. 3 : 12 : 1
D. 100 detik D. 9 : 8 : 24

3. Perhatikan gambar berikut ! 7. Perhatikan tabel di bawah!

Bandul berayun dari A ke C dalam Berdasarkan tabel tersebut, yang
0,2 sekon. Frekuensi dan memiliki periode sama adalah data
amplitude ayunan bandul tersebut ke…
adalah…. A. I dan II
A. 2,5 Hz dan 10 cm
B. I dan III
B. 0,4 Hz dan 10 cm
C. II dan III
C. 2,5 Hz dan 5 cm
D. II dan IV
D. 0,4 Hz dan 5 cm

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 140

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

8. Dua bandul, dimana bandul Jika gelombang merambat dengan
pertama periode getarnya 4 detik kecepatan 60 m/s, frekuensi
dan bandul kedua periodenya 2,4 gelombang tetsebut adalah…
detik. Jika kedua bandul tersebut A. 72 Hz
bergetar selama 24 detik maka B. 20 Hz
selisih jumlah getarannya adalah… C. 50 Hz
A. 2 getaran D. 10 Hz
B. 3 getaran
C. 4 getaran 12. Perhatikan gambar berikut!
D. 5 getaran

9. Perhatikan grafik berikut! Jika gelombang yang dihasilkan slinky
memiliki frekuensi 3/4 Hz. Cepat
Jika jarak AB=100 cm, maka cepat rambat gelombang tersebut adalah…
rambat gelombang tersebut A. 24 cm/s
adalah… B. 12 cm/s
A. 100 cm/s C. 45 cm/s
B. 40 cm/s D. 30 cm/s
C. 200 cm/s
D. 160 cm/s 13. Jarak antara pusat rapatan dan pusat
10. Perhatikan gambar berikut! regangan yang berurutan pada sebuah
gelombang longitudinal adalah 75 cm.
Jika cepat rambat gelombang 300
cm/s, maka frekuensi sumber getar
adalah…
A. 0,25 Hz
B. 0,5 Hz
C. 4 Hz
D. 2 Hz

Pada gambar diperlihatkan bentuk 14. Jarak antara puncak gelombang dan
gelombang yang dihasilkan oleh dasar gelombang yang berurutan
sutatu sumber getaran. Panjang adalah 2 cm. Jika frekuensi gelombang
gelombangnya adalah… 10 Hz maka cepat rambat
A. 2 meter gelombangnya adalah…
A. 20 cm/s
B. 2/3 meter B. 2,5 cm/s
C. 5 cm/s
C. 1,5 meter D. 40 cm/s

D. ½ meter

11. Perhatikan gambar berikut! 15. Dua puluh gelombang dihasilkan pada
tali dalam waktu 5 detik. Jika cepat
rambat gelombang 20 m/s maka
panjang gelombangnya adalah…
A. 4 meter
B. 5 meter

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 141

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

C. 80 meter B. 900 m
D. 100 meter C. 1800 m
D. 10800 m
16. Tali membentuk tiga bukit dan dua
lembah sepanjang 25 cm. Jika 21. Perhatikan gambar!
frekuensi gelombang 4 Hz, cepat
rampat gelombang adalah… Seorang siswa berteriak pada posisi
A. 32 cm/s seperti pada gambar, Jika A
B. 40 cm/s mendengar dua bunyi pantul dengan
C. 0,5 cm/s selisih 2,1 detik. Cepat rambat bunyi
D. 2 cm/s di udara saat itu adalah…
A. 325 m/s
17. Kecepatan bunyi di udara saat itu B. 333,3 m/s
350 m/s. berapa suhu udara saat C. 166,7 m/s
itu jika kecepatan bunyi pada suhu D. 345 m/s
00C adalah 332 m/s?
A. 100C 22. Sebuah dawai dengan panjang 80 cm
B. 200C menghasilkan bunyi berfrekuensi 600
C. 300C Hz. Dawai ditekan panjangnya
D. 400C menjadi 50 cm. frekuensi dawai
sekarang … Hz
18. Pada suatu saat getaran bunyi A. 84000
dengan frekuensi 900 Hz B. 24000
merambat di udara dengan C. 1080
panjang gelombang 0,4 m. jika vo- D. 960
=332 m/s. berapa suhu udara saat
itu? 23. Kecepatan bunyi dalam zat A adalah
A. 46,70C 450 m/s dan panjang gelombangnya
B. 350C 10 m. jika bunyi merambat pada zat B
C. 400C maka panjang gelombang bunyi
D. 230C adalah 4 m. maka besar kecepatan
bunyi di zat B adalah…
19. Nada e merupakan terts dari nada A. 200 m/s
c. bila frekuensi nada c= 264 Hz, B. 112,5 m/s
maka frekuensi nada e adalah…Hz C. 60 m/s
A. 165 D. 180 m/s
B. 297
C. 330 24. Suatu sumber bunyi diletakkan 300 m
D. 352 di bawah permukaan air laut.
Gelombang yang dipancarkan sumber
20. Dari permukaan laut, sinyal bunyi bunyi tersebut merambat ke atas dan
di kirim ke dasar laut. Sinyal dapat didengar pada ketinggian 64 m
tersebut kembali setelah 0,6 detik. di atas permukaan laut dalam waktu
Jika cepat rambat bunyi dalam air
adalah 1500 m/s, maka kedalaman
laut tempat itu adalah….
A. 450 m

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 142

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

0,5 detik sejak sumber tersebut 28. Sebuah percobaan tabung
dinyalakan. Jika kecepatan bunyi di resonansi, resonansi pertama
udara 320 m/s, besar kecepatan bunyi terjadi ketika panjang kolom
di dalam air laut adalah… udara 16 cm dan resonansi kedua
terjadi ketika panjang kolom
A. 320 m/s udara 48 cm. jika cepat rambat
B. 1500 m/s bunyi di udara adalah 320 m/s,
C. 1000 m/s maka frekuensi garpu tala yang
D. 432 m/s digunakan adalah…
A. 500 Hz
25. Andi berdiri di dasar jurang di B. 520 Hz
antara dinding batuan tinggi, C. 540 Hz
kemudian ia melepaskan sebuah D. 560 Hz
tembakan ke udara. Ia mendengar
dua gema, pertama setelah 1 detik 29. Sebuah garpu tala berfrekuensi
dan ke dua setelah 2 detik. Jika 510 Hz digunakan untuk
cepat rambat bunyi di udara mengamati resonansi bunyi pada
adalah 320 m/s. maka jarak antara sebuah tabung yang panjang
ke dua dinding tersebut adalah… kolom udaranya bisa diubah.
A. 480 meter Cepat rambat suara di sekitar
B. 40 meter tabung resonansi adalah 340 m/s.
C. 80 meter resonansi kedua diperoleh ketika
D. 400 meter panjang kolom udara…
A. Lebih besar dari 60 cm
26. Frekuensi garpu tala 512 Hz B. Lebih besar dari 50 cm kurang
digetarkan di atas tabung dari 60 cm
resonansi, jika cepat rambat bunyi C. Lebih besar dari 40 cm kurang
di udara 340 m/s maka resonansi dari 50 cm
pertama terjadi bila tinggi kolom D. Lebih kurang dari 30 cm
udaranya … meter
A. 0,17 30. Sebuah tabung resonansi yang
B. 0,68 panjangnya L cm di atasnya
C. 17 digetarkan sebuah sumber bunyi
D. 68 yang frekuensinya 450 Hz. Saat
terjadi resonansi pertama tinggi
27. Panjang gelombang bunyi yang air dalam tabung 41 cm,
dihasilkan oleh garpu tala yang sedangkan saat terjadi resonansi
digetarkan di atas tabung kaca ke dua tinggi air dalam tabung
panjang yang ujungnya terbuka resonansi 25 cm. maka besar
adalah 8 cm. Maka jarak antara cepat rambat bunyi di udara saat
permukaan air dan ujung tabung itu adalah…
saat terjadinya resonansi ke 3 A. 288 m/s
adalah… B. 320 m/s
A. 1,1 m C. 144 m/s
B. 12 cm D. 150 m/s
C. 10 cm
D. 0,5 m

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 143

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

KUNCI 6. C 11. C 16. B 21. C 26. A
7. B 12. D 17. C 22. D 27. C
1. B 8. C 13. D 18. A 23. D 28. A
2. D 9. B 14. D 19. C 24. C 29. C
3. C 10. D 15. B 20. A 25. A 30. C
4. D
5. A

Pembahasan :

No 2 No 4

Informasi soal Informasi soal

Pegas bergetar dari A – B – C – B – A – B Perbandingan periode 1 dan periode ke 2

t = 1/80 detik 1 = 2
Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi
Frekuensi 1, 2 5

setiap detik. 1 = 400
Ingat hubungan antara frekuensi dan periode
= = 114 = 5 = 5 . 80 = 100 adalah
810 4 4
810
Jawabannya D
= 1



Maka,

1 = 2
2 5
2 = 2
1 5
2 2
2 = 5 1 = 5 . 400 = 160

Jawabannya D

No 8

Informasi soal
1 = 4 , 1 = 2,4 , dan = 24
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali kegiatan.

= atau =



Jadi, selisih getarannya

1 = = 24 = 6
1 4

2 = = 24 = 10
2 2,4
Maka

∆ = 2 − 1 = 10 − 6 = 4
Jawabannya C

No 9 Menentukan frekuensi
Informasi soal Frekuensi adalah jumlah gelombang yang

Berdasarkan gambar jarak dari A – B adalah 100 terbentuk setiap 1 detik.

cm. Berdasarkan gambar dapat dilihat bahwa untuk
Cepat rambat gelombang dihitung menggunakan menghasilkan 1 gelombang diperlukan waktu 2

persamaan sekon. Maka, setiap 1 detik menghasilkan ½

= . gelombang. jadi frekuensi nya adalah
Untuk itu kita memerlukan data panjang
gelombang dan frekuensi gelombang. = 1
Menentukan panjang gelombang
Jarak A-B = 100 cm, karena dari A sampai B 2
terbentuk 1 ¼ gelombang, maka
Dengan demikian, cepat rambat gelombang
1 1 λ = 100cm
= .
4
= 80 . 1 =
5 λ = 100cm 2
40
4
Jawabannya B
= 4 100cm = 80cm

5

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 144

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

No 12 No 17 dihitung
Informasi soal Informasi soal
Frekuensi gelombang = ¾ Hz VT = 350 m/s
Jarak antara V0 = 332 m/s
pusat rapatan + 2 regangan + rapatan + pusat Suhu udara pada saat itu dapat
rapatan adalah 80 cm, artinya menggunakan persamaan berikut

2 = 80 = 0 + 0,6
= 1 . 80 = 40 350 = 332 + 0,6

2

Maka, cepat rambat gelombangnnya adalah 18 = 0,6
= 18 = 30
=
= 40 3 = 30 0,6

4 Jawabannya C

Jawabannya D

No 19 No 20

Informasi soal Informasi soal

Terst = 5/4 , frekuensi nada c = 264 Hz Waktu yang diperlukan bunyi dari sumber

Terts artinya, perbandingan frekuensi nada e kemudian dipantulkan dan kembali ke sumber
terhadap frekuensi nada c. adalah 0,6 s.
3500
= 5 =
4
Kedalaman laut ditempat itu dapat dihitung
= 5 = 5 . 264 = 330 dengan cara berikut:
4 4

Jawabannya C Karena waktu yang diperlukan bunyi dari

sumber kemudian dipantulkan di dasar laut lalu
kembali ke sumber adalah 0,6 s. Artinya untuk

sampai dasar laut waktu yang diperlukan adalah

0,3 s.
Bunyi merambat mengikuti gerak lurus

beraturan, maka kedalaman laut dapat dihitung

dengan cara

= .
= 1500 . 0,3 = 450



Jawabannya A

No 26 No 28

Informasi soal Informasi soal

= 512 1 = 16
= 340 2 = 48
= 320


Tinggi kolom udara pada resonansi pertama
Panjang kolom udara 1 = 16 terjadi pada
dapat diperoleh dengan cara berikut: resonansi pertama. Resonansi pertama terjadi
Pertama kita hitung terlebih dahulu panjang

gelombang yang dibentuk ketika terbentuk 1

= 4

= = = , Panjang kolom udara 2 = 48 terjadi pada
resonansi ke dua. Resonansi pertama terjadi

Karena pada resonansi pertama terjadi ¼ ketika terbentuk 3 .

gelombang 4

Maka Selisih antara resonansi ke dua terhadap

= 1 = 1 . 0,664 = 0,17 resonansi pertama adalah

44 2 − 1 = 3 −
4
Jawabannya A
48 − 16 = 1
2
1 = 32
2

= 64

Dengan demikian, frekuensi garpu tala dapat

dihitung menggunakan persamaan berikut

=
= = 320 = 500 , Jawabannya A

0,64

Fisika SMP_Getaran, gelombang, dan bunyi Page | 145

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

BAB VII

OPTIKA

A. Kecepatan cahaya.

Pada tahun 1865 James Clark Maxwell (1831-1879) mempublikasikan

karyanya : “A dynamic theory of the electeromagentic field ”, karya yang

mempersatukan hukum-hukum kelistrikan dan magnet serta meramalkan adanya

gelombang elektromagnetik yang merambat dengan kecepatan cahaya. Teori

medan elektromagnetik itu terdapat pada empat persamaan eletromagnetik

Maxwell. Maxwell secara teoritis berhasil menentukan cepat rambat gelombang

elektromagnetik , sebagai

c = 1 = 2,99793 × 108 m⁄s ≈ 3 × 108 m⁄s
√μ0ε0

dengan;
0 = permeabilitas ruang hampa: 4 × 10−7 ⁄ ∙
0 = permitivitas ruang hampa: 8,85 × 10−12 2⁄ ∙ 2
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki sifat-sifat sebagai

berikut :

1. memiliki kecepatan 3 x 10⁸ m/s.

2. dapat dilihat oleh mata karena panjang gelombangnya 4000 ⁰A - 7600 ⁰A.

3. merambat menurut garis lurus.

4. dapat merambat di ruang hampa.

5. dapat dipantulkan

6. dapat dibiaskan (pembelokan arah rambatnya)

7. Dapat digabungkan ( Berinterferensi )

8. Dapat bersilangan tanpa mengurangi kecepatannya.

Benda yang memancarkan cahaya sendiri di sebut sumber cahaya.

1. Sumber cahaya dibedakan menjadi dua yaitu :

a. Sumber cahaya alam : yaitu sumber cahaya yang terdapat di alam semesta
( Matahari dan Bintang )

b. Sumber cahaya buatan yaitu sumber cahaya yang diciptakan oleh manusia.
( Lampu pijar, lilin, senter, lampu tabung, obor, dll )

2. Benda yang tidak dapat memancarkan sendiri disebut benda gelap. ( bulan,

batu, manusia, lemari, tembok, dll)

3. Benda gelap dapat di bedakan menjadi :

a. Benda tak tembus cahaya, yaitu benda yang sama sekali tidak dapat
meneruskan cahaya yang diterimanya. ( manusia, tembok, papan, batu,
almari, dll )

b. Benda tembus cahaya, yaitu benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya
yang di terimanya. ( selembar kertas, sehelai kain, plastik buram, dll )

c. Benda Bening, yaitu benda yang dapat meneruskan sebagian besar cahaya
yang diterimanya. ( udara, Air jernih, kaca bening, dan plastik bening.)

B. Pengertian sinar.
Optika geometri mempelajari tentang sifat cahaya yang dipandang sebagai

partikel. Arah perambatan berkas cahaya mengikuti garis lurus. Cahaya matahari

Fisika SMP_Optika Page | 146

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

yang melalui celah kecil masuk dalam ruang gelap akan terlihat merambat
menurut garis lurus. Jalannya cahaya dimodelkan dengan garis lurus yang disebut
sinar. Sinar merambat mengikuti garis lurus dan tegak lurus terhadap muka
gelombang seperti yang ditunjukkan pada gambar 7.1.

Sinar dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu sejajar (paralel), menyebar,
dan mengumpul seperti yang ditunjukkan pada gambar 7.2.

C. Hukum pemantulan
Sinar sejajar yang ditembakkan pada medium dengan kerapatan lebih besar

akan terjadi peristiwa pemantulan. Sinar sejajar yang datang menuju batas
medium dengan permukaan rata akan dipantulkan sebagai sinar sejajar dengan
sudut sama besar. Pemantulan ini di sebut pemantulan teratur. Sinar sejajar yang
datang menuju batas medium dengan permukaan tidak rata akan dipantulkan ke
berbagai arah. Pemantulan ini di sebut pemantulan baur. Peristiwa pemantulan
teratur dan baur ditunjukkan oleh gambar 7.3 berikut ini.

Sinar dari sumber menuju ke cermin disebut sinar datang. Sinar yang
dipantulkan oleh cermin di sebut sinar pantul. Garis putus-putus yang dibuat
secara tegak lurus bidang pantul disebut garis normal. Sudut yang dibentuk oleh
sinar datang dengan garis normal disebut sudut datang, sedangkan sudut yang
dibentuk oleh sinar pantul dengan garis normal disebut sudut pantul. Berdasarkan
eksperimen dan teori menunjukkan bahwa sudut sinar pantul sama dengan sudut
sinar datang. Peristiwa pemantulan ditunjukkan oleh gambar 7.4 dan 7.5 berikut
ini.

Fisika SMP_Optika Page | 147

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

1. Sinar datang, garis normal, sudut pantul terletak pada satu bidang datar.
Bidang datar pada gambar tersebut adalah bidang kertas.

2. Sudut sinar pantul sama dengan sudut sinar datang ′ = .
: sudut yang dibentuk oleh sinar datang terhadap garis normal
′ : sudut yang dibentuk oleh sinar pantul terhadap garis normal.

D. Pembentukan bayangan hasil pemantulan.
Bayang-bayang benda

1. Bayang-bayang benda terbentuk disebabkan oleh :

a. cahaya mengenai benda tidak tembus cahaya.

b. sifat cahaya yang merambat menurut garis lurus.

2. Bayang-bayang yang terbentuk dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a. bayang-bayang inti/gelap ( Umbra)

b. bayang-bayang tambahan/kabur ( Penumbra )

a. Pemantulan pada cermin datar.

Sebuah lampu berada di depan cermin datar. Jarak diukur dari

permukaan cermin ke benda. Jarak disebut sebagai jarak benda. Sinar

meninggalkan sumber kemudian dipantulkan oleh cermin. Sinar pantul akan

menyebar, ketika perpanjangan sinar pantul yang dilukiskan garis putus –

putus akan bertemu di titik di belakang (di dalam) cermin. Titik merupakan

bayangan dari benda . Jarak diukur dari cermin ke bayangan. Jarak disebut

jarak bayangan. Gambar 7.5. berikut ini merupakan ilustrasi proses

pembentukan bayangan pada cermin datar.

Bayangan dari

sebuah objek dapat

diperoleh dengan

menggunakan konsep

geometri sederhana.

Bayangan dapat

dilukiskan dengan

menggunakan sedikitnya

dua sinar datang.

Sinar pertama dari

benda P menuju ke cermin mengikuti garis horisontal akan dipantulkan kembali

mengikuti hukum pemantulan. Sudut sinar datang adalah nol sehingga sudut

sinar pantul juga nol. Sinar ke dua dari P menuju ke R kemudian dipantulkan

kembali. Perpotongan dari perpanjangan sinar pantul (garis putus-putus) akan

Fisika SMP_Optika Page | 148

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

bertemu di titik P′ di belakang cermin. Segitiga dan ′ adalah kongruen,
maka = dan h = h′.

Perbesaran ( ) didefinisikan sebagai perbandingan antara ukuran
bayangan akhir dengan ukuran objek.

ukuran bayangan h′ q(s′)
M = ukuran objek = | h | = | p(s) |

dengan,

h′ = Tinggi bayangan

h = Tinggi benda

= Jarak benda ke cermin

′ = Jarak bayangan ke cermin

Pada cermin datar sifat bayangan yang terbentuk adalah
1. Maya dan terletak di belakang cermin (tidak dapat ditangkap layar).
2. Ukuran bayangan = ukuran benda (perbesaran = 1x).
3. Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin.
4. Bayangan tegak, dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya.
Menentukan jumlah bayangan di antara dua cermin datar.
1) Untuk 360 merupakan bilangan ganjil dan benda terletak di tengah – tengah



kedua cermin, maka berlaku = 360 − 1



2) Untuk 360 merupakan bilangan ganjil dan benda tidak terletak di tengah –



tengah kedua cermin, maka berlaku = 360



3) Untuk 360 merupakan bilangan genap, di manapun benda diletakkan di depan



kedua cermin, maka berlaku = 360 − 1



Dengan, n adalah jumlah bayangan yang terbentuk dan adalah sudut yang
dibentuk oleh ke dua cermin.

Contoh :

1. Proses pemantulan pada cermin datar
ditunjukkan oleh gambar di samping.
Tentukan besar sudut datang!
Penyelesaian

Dik : sudut sinar datang terhadap horisontal = 600
Dit : sudut datang?
Jawab :

Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang terhadap garis
normal. Berdasarkan gambar di atas, kita tahu bahwa sudut yang dibentuk
oleh sinar datang terhadap bidang pantul adalah 600 dan sudut antara
garis normal terhadap bidang pantul adalah 900, berarti sudut datang
dapat dihitung dengan cara :

= 900 − 600 = 300

Fisika SMP_Optika Page | 149