Rangkuman Materi UN IPA SMP (Fisika, Biologi, dan Kimia)

Rangkuman Materi

UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Berdasarkan Topik Materi Per Bab

Ilmu Pengetahuan Alam SMP
(Fisika, Kimia, dan Biologi)
Distributed by :
Pak Anang
Di unduh dari : Bukupaket.com

Fisika

Di unduh dari : Bukupaket.com

1 Besaran dan 3. Volume V m3
Satuan
4. Tekanan P N/m2

5. Gaya F N = kg/ms2

6. Usaha W J = Nm

7. Percepatan a m/s2

A. BESARAN 8. Massa jenis kg/m3

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur B. SISTEM SATUAN
dan dinyatakan dengan angka.
1. Besaran Pokok Satuan adalah sesuatu yang digunakan se-
bagai pembanding dalam pengukuran.
Besaran pokok adalah besaran yang satuan- Pengukuran adalah membandingkan suatu
nya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak besaran, yang diukur dengan besaran seje-
diturunkan dari besaran lain. nis yang dipakai sebagai satuan.
Sistem Satuan Internasional (SI) adalah sis-
No Besaran Pokok Satuan tem satuan yang berlaku secara internasional.
Sistem Satuan Internasional terbagi menjadi
1. Panjang meter (m) 2 macam.
1. Sistem MKS (Meter, Kilogram, Sekon)
2. Massa kilogram (kg) 2. Sistem CGS (Centimeter, Gram, Sekon)

3. Waktu sekon (s)

4. Suhu kelvin (K) Satuan Internasional

5. Kuat arus ampere (A) No. Besaran MKS CGS
1. Panjang
6. Intensitas cahaya candela (Cd) meter (m) centimeter (cm)

7. Jumlah molekul mol 2. Massa kilogram (kg) gram (gr)

2. Besaran Turunan 3. Waktu sekon (s) sekon (s)
Besaran turunan adalah besaran yang ditu-
runkan dari satu atau lebih besaran pokok. 4. Gaya newton (N) dyne

No. Besaran Simbol Satuan 5. Usaha joule (J) erg
turunan 6. Kecepatan m/s cm/s

1. Luas A m2 7. Massa jenis kg/m3 gr/cm3

2. Kecepatan v m/s 8. Percepatan m/s2 cm/s2

9. Muatan elektron coulomb stat coulomb

124 Di unduh dari : Bukupaket.com

C. ALAT UKUR Ketelitian 3. Alat Ukur Waktu
1 mm Untuk mengukur waktu digunakan jam atau
1. Alat Ukur Panjang 1 mm stopwatch.
Alat ukur 0,1 mm
0,01 mm 4. Alat Ukur Suhu
Mistar Untuk mengukur suhu digunakan termometer.
Rol meter
Jangka sorong Contoh:
Mikrometer sekrup
Gambar di bawah ini menunjukkan hasil pengu-
Rahang Rahang kuran tebal sebuah pelat kayu dengan menggu-
tetap atas sorong atas nakan mikrometer sekrup.

Skala utama Skala utama

Skala nonius Selubung
luar

Rahang Rahang Tebal pelat tersebut adalah….
tetap bawah sorong bawah Jawab:
Tebal pelat adalah sebagai berikut:
Jangka sorong
Angka yang ada pada skala utama menun-
Landasan Sekrup Timbal jukkan 4,5 mm.
Pada selubung luar yang berimpit dengan
Roda bergerigi skala utama terbaca:
20 × 0,01 mm = 0,20 mm
Bingkai Lengan
mikrometer Maka hasil pengukurannya adalah:
4,5 mm + 0,20 mm = 4,70 mm
Mikrometer sekrup

2. Alat Ukur Massa
Alat ukur massa dapat menggunakan neraca.
Dari berbagai jenis neraca, di antaranya adalah
neraca batang yang disebut neraca o’hauss.

Di unduh dari : Bukupaket.com 125

Penetapan Skala Beberapa Jenis Termometer

2 Suhu dan Celcius Reamur Fahrenheit Kelvin
Pemuaian
Titik 0° 0° 32° 273°

lebur

Titik 100° 80° 212° 373°

didih

Jumlah 100° 80° 180° 100°

A. SUHU skala

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat Perban- 5 4 9 5
panas dan dingin suatu benda.
1. Alat Ukur Suhu ingan

Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Dari perbandingan pada tabel di atas diperoleh:
Ada 2 macam termometer, yaitu termo-meter Termometer Celcius dan Kelvin mempunyai
berisi alkohol dan air raksa. skala yang sama, yaitu 100o. Oleh karena itu:

RAKSA ALKOHOL K = C + 273

• mudah dilihat • lebih teliti untuk Termometer Celcius, Reamur, dan Fahren-
heit mempunyai perbandingan:
KEUNTUNGAN karena mengkilap, perubahan yang
C : R : (F – 32) = 5 : 4 : 9
• pemuaiannya sangat kecil karena

teratur, pemuaiannya cukup

• jangkauan besar,

suhunya cukup • harganya murah, Jadi, diperoleh rumus:

besar, yaitu –39 °C • titik bekunya ren- C= 5R R= 4 C  9 
4 5  5 
sampai 357 °C. dah, yaitu –112 °C. F = × C + 32

KERUGIAN • harganya mahal, • titik didihnya C = 5 × (F - 32) R = 4 × (F - 32) F = 9 R + 32
• tidak dapat men- rendah, yaitu 78 °C 9 9 4
sehingga tidak bisa
gukur suhu–suhu mengukur suhu Termometer Khusus
rendah (kurang tinggi, Termometer Six–Bellani: untuk mengukur
dari –39 °C), suhu tertinggi dan terendah di suatu tempat.
• merupakan bahan • tidak berwarna se- Ciri–ciri:
beracun. hingga sulit dilihat, skala ukurnya antara –20 °C sampai 50 °C,

• membasahi dinding.

2. Jenis–jenis Termometer Air Raksa

a. Celcius (C) c. Fahrenheit (F)

b. Reamur (R) d. Kelvin (K)

126 Di unduh dari : Bukupaket.com

menggunakan zat muai alkohol dan raksa. dengan ∆A = At - A0 dan ∆T = V - T0. Diperoleh:
Dilengkapi dua keping baja sebagai
penunjuk skala, At = A0 + A0 . b . ∆T
disediakan magnet tetap, untuk menarik
keping baja turun melekat pada raksa. 3. Muai Volume (Ruang)
Termometer Klinis: termometer yang digu- Koefisien muai ruang suatu zat adalah bilan-
nakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. gan yang menyatakan pertambahan volume
Ciri–ciri: tiap satuan volume bila suhu zat itu dinaikkan 1
skala ukur hanya 35 °C – 42 °C, °C.
menggunakan zat muai raksa (Hg), Rumus:
pada pembuluh termometernya terdapat
bagian yang disempitkan, ∆V = V0 . g . ∆T
untuk mengembalikan raksa ke dalam
tendon, termometer harus diguncang– dengan ∆V = V - V0 dan ∆T = T - T0. Diperoleh:
guncangkan terlebih dahulu,
hanya dapat mengukur suhu tertinggi se- Vt = V0 + V0 . g . ∆T
hingga disebut termometer maksimum.
Keterangan:
B. PEMUAIAN L0 = panjang mula–mula (m, cm),
Lt = panjang akhir (m, cm),
1. Muai Panjang ∆L = pertambahan panjang benda,
Koefisien muai panjang zat adalah bilangan T0 = suhu mula–mula (°C),
yang menyatakan pertambahan panjang tiap T = suhu akhir (°C),
satuan panjang suhu zat itu dinaikkan 1 °C. ∆T = perubahan suhu (°C),
Rumus: a = koefisien muai panjang (°C–1),
Ao = luas mula–mula,
∆L = L0 . a . ∆T At = luas setelah dipanasi,
β = koefisien muai luas,
dengan ∆L = Lt - L0 dan ∆T = T - T0. Diperoleh: V0 = volume mula–mula (m3),
Vt = volume akhir (m3),
Lt = L0 + L0 . a . ∆T γ = koefisien muai volume,
β = 2α dan γ = 3α
2. Muai Luas
Rumus:

∆A = A0 . b . ∆T

Di unduh dari : Bukupaket.com 127

4. Muai Gas Contoh:
Jika zat gas dipanaskan, maka hanya mem-
punyai muai ruang saja. Gay–Lussac men- 1. Faiz mengukur suhu air dengan termometer
emukan bahwa koefisien muai gas besarnya:
skala Fahrenheit dan menunjukkan angka
γ = 1 / oC = 1 oC-1
273 273 41°F. Berapakah suhu tersebut bila din-

yatakan dalam: skala Celcius,

Jawab: = 41 °F
DDaikleatmahsukia: TlaF Celcius
a. Pemanasan gas pada tekanan tetap

Vt = V0 (1+ γ ⋅ ∆T) atau Vt = V0 1+ ∆T  TtC = 5 × (tF - 32) = 5 × ( 41 - 32)
273  9 9

b. Pemanasan gas pada volume tetap = 5×9 = 5
9
1 + ∆T 
Pt = P0 (1 + γ ⋅ ∆T) atau Pt = P0 273  Jadi, 41 °F = 5 °C

c. Pemanasan gas pada tekanan dan vol- 2. Sebuah logam (besi) yang berbentuk lem-
ume tidak tetap peng, luasnya mula–mula 50 cm2, pada suhu
40 °C. Kemudian besi tersebut dipanas-
P1 V1 = P2 V2 kan sampai suhu 80 °C. Jika koefisien besi
T1 T2 0,000011/°C, berapakah luasnya sekarang?
Jawab:
Keterangan: Diketahui: Ao = 50 cm2,
T1 = 40 °C, T2 = 80 °C,
V0 = volume gas mula–mula (sebelum dipanaskan), a = 0,000011 /°C.
Vt = volume gas setelah dipanaskan, Ditanya: At = …?
P0 = tekanan mula–mula,
Pt = tekanan gas setelah dipanaskan, ∆T = T2 – T1 = 80 °C – 40 °C = 40 °C, maka
∆T = perubahan suhu. At = A0 (1 + b × ∆T)
At = A0 (1 + 2α × ∆T)
P1 = tekanan pada keadaan 1 (atm, N/m2),
V1 = volume pada keadaan 1 (m3, cm3), = 50 cm2 (1 + 2 × 0,000011 /°C × 40 °C)
T1 = suhu pada keadaan 1 (°K), = 50 cm2 (1 + 0,00088)
P2 = tekanan pada keadaan 2 (atm, N/m2), = 50 cm2 (1,00088) = 50,044 cm2
V2 = volume pada keadaan 2 (m3, cm3),
T2 = suhu pada keadaan 2 (°K).

128 Di unduh dari : Bukupaket.com

3 Zat dan B. PERUBAHAN WUJUD ZAT
Wujudnya
1. Perubahan Fisika
A. WUJUD ZAT Perubahan fisika adalah perubahan zat yang
tidak menyebabkan terjadinya zat jenis baru.
Ciri-ciri Contoh: es mencair, air menjadi uap.
- gaya tarik menarik antar- Skema Perubahan Wujud

partikelnya sangat kuat, Gambar partikel MembeMkuencair Padat DeposMiseinyublim
- letak molekulnya saling
Zat padat Cair Menguap Gas
berdekatan dan teratur, Mengembun
- gaya partikelnya sangat ter-
Zat cair Memerlukan kalor Melepaskan kalor
batas (bergetar di tempat), Padat menjadi cair Cair menjadi padat
- bentuk dan volumenya tetap. Cair menjadi gas Gas menjadi padat
- gaya tarik menarik antar- Padat menjadi gas Gas menjadi cair

partikelnya tidak begitu kuat,Zat gas 2. Perubahan Kimia
- letak molekulnya agak Perubahan kimia adalah perubahan zat yang
menyebabkan terjadinya zat baru
berjauhan, Contoh: kayu terbakar menghasilkan api,
- gaya partikel dapat berpin- arang, dan debu.

dah tempat, tetapi tidak C. GAYA ANTARPARTIKEL
mudah meninggalkan
kelompoknya, Kohesi adalah gaya tarik menarik antara dua
- bentuk berubah–ubah, partikel yang sejenis.
tetapi volumenya tetap. Adhesi adalah gaya tarik menarik antara dua
- gaya tarik menarik antarpar- partikel yang tidak sejenis.
tikelnya tidak begitu kuat,
- letak molekulnya berjauhan,
- gaya partikel dapat berpin-
dah tempat, tetapi tidak
mudah meninggalkan
kelompoknya,
- bentuk berubah–ubah,
tetapi volumenya tetap.

Di unduh dari : Bukupaket.com 129

a. Miniskus Cekung Keterangan:
Miniskus cekung adalah bentuk penampang r = massa jenis (kg/m3 atau gr/cm3),
permukaan zat cair yang seperti bulan akhir. m = massa benda (kg atau gr),
Contoh: bentuk penampang permukaan air dalam V = volume benda (m3 atau cm3),
tabung reaksi. VA = volume benda A (m3 atau cm3),
VB = volume benda B (m3 atau cm3),
b. Miniskus Cembung mA = massa benda A (kg atau gr),
Miniskus cembung adalah bentuk penampang mB = massa benda B (kg atau gr).
permukaan zat cair yang seperti bulan sabit.
Contoh: bentuk penampang permukaan raksa Tabel massa jenis (r) beberapa zat dengan
dalam tabung. standar SI dan CGS

c. Kapilaritas Nama zat Massa jenis dalam satuan
Kapilaritas adalah naiknya zat cair melalui lu-
bang yang sempit (pipa kapiler). SI (kg/m3) CGS (gr/m3)

Air 1000 1

D. MASSA JENIS Alkohol 800 0,80

1. Massa Jenis ( ) Air raksa 13.600 13,60
Massa jenis suatu zat adalah massa per sa-
tuan volume zat tersebut. Aluminium 2.700 2,7
Rumus:
ρ=m Besi 7.900 7,90
V
Emas 19.300 19,30

Kuningan 8.400 8,40

Perak 10.500 10,50

Platina 21.450 21,45

2. Massa jJeennisisreRlaetilfaatidfa(larehlaptife) rbandingan Seng 7.140 7,14
Massa
mas- Udara (27 °C) 1,2 0,0012

sa jenis suatu benda dengan massa jenis air. Es 920 0,92

Rumus: Contoh:

ρrelatif = ρbenda 1. Dua macam zat A dan B akan dicampur.
ρair Massa zat A 500 gr dan massa jenis zat A
3,5 gr/cm3. Massa zat B 800 gr dan massa
3. Massa Jenis Campuran jenis zat B 3 gr/cm3. Berapakah massa jenis
campuran?
Rumus: Jawab:

ρcampuran = mA + mB
VA + VB

130 Di unduh dari : Bukupaket.com

Diketahui: mA = 500 gr, mB = 800 gr, 4 Kalor
rA = 3,5 gr/cm3, r B = 3 gr/cm3.
A. KALOR
VA = mA VB = mB
ρA ρB Kalor: energi yang diterima atau dilepaskan oleh
sebuah benda. Kalor berpindah secara alamiah
= 500 gr = 800 gr dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang
3,5 gr/cm3 3 gr/cm3 bersuhu rendah.
Satuan kalor: kalori atau joule. Satu kalori adalah
= 142,86 cm3 = 266,67 cm3 banyaknya kalor yang diperlukan untuk me-
manaskan 1 gr air sehingga suhunya naik 1 °C.
r =campuran mA + mB = 500 gr + 800 gr
VA + VB 142,86 cm3 + 266,67 cm3 1 kilokalori = 4,186 × 103 joule = 4,2 × 103 joule

= 1.300 gr = 3,17 gr/cm3 1 kal= 4,2 joule
409,53 cm3 1 joule = 0,24 kalori

Jadi, rcampuran zat A dan B adalah 3,17 gr/cm3. Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor
yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan
2. Perhatikan proses pengukuran volume batu suhu 1 kg zat itu sebesar 1 °C.
berikut! Rumus:

Tali Pipa Ketika batu dimasukkan Q = m × c × ∆T

Batu 50 cm3 ke dalam gelas berpan- Keterangan:
curan, air yang terdesak c = kalor jenis ((kal/g °C) atau (joule/kg °C)),
Gelas 40 batu keluar pipa dan Q = banyaknya kalor yang diperlukan (kalori) atau (joule),
berpancuran ditampung pada gelas m = massa benda (g) atau (kg),
30 Air yang ukuran apabila massa ∆T = perubahan suhu (°C).
20 keluar dari
10 gelas

berpancuran
Gelas ukuran

batu 330 gram, maka mas-

sa jenisnya adalah ....

Jawab:
V = volume batu

= volume air yang terdesak= 30 cm3
m = 330 gram
m
ρ = V = 330 g = 11,0 g/cm3
30 cm3

Di unduh dari : Bukupaket.com 131

Tabel kalor jenis beberapa bahan C. KALOR LEBUR DAN KALOR UAP

No. Jenis bahan Kalor Kalor jenis Kalor lebur: banyaknya kalor yang dibutuhkan
jenis (kal/kg °C) untuk mengubah satu satuan massa zat padat
(J/ kg °C) menjadi cair pada titik leburnya.

1. Besi 460 0,1

2. Aluminium 880 0,21 Kalor lebur es = 80 kl/gr = 80 kkal/kg
3. Tembaga 380 0,09 = 336 joule/gram

4. Timah putih 210 0,05 Rumus:
5. Perak 230 0,055

6. Spiritus 2.400 0,57 Q=m × L
7. Air 4.200 1

8. Alkohol 2.400 0,57 Keterangan:
9. Minyak tanah 1.200 0,50 Q = kalor (kalori, joule),
m = massa es (gram, kg),
Kapasitas kalor: banyaknya kalor yang diper- L = kalor lebur es (kal/gr, kilokalori/kg).

lukan suatu zat untuk menaikkan suhu zat 1 °C. Kalor lebur menyebabkan terjadinya perubahan
Rumus: wujud dari es menjadi air pada suhu 0 °C.
Perhatikan diagram berikut ini!
C= Q C = mc
∆T T (oC)

Keterangan:
C = kapasitas kalor (joule/K, joule/°C atau kal/°C),
∆T = kenaikan suhu (K) atau (°C),

B. ASAS BLACK 0 oC Q=m.L Q = m . c . ∆T
Es Air
“Banyaknya kalor yang dilepaskan benda ber-
suhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang Q (k.kal)
diterima benda yang bersuhu lebih rendah.“
Q = m . c . ∆T
Secara matematis dinyatakan dengan rumus: Es
Qlepas = Qterima
Kalor uap: banyaknya kalor yang digunakan untuk
Karena Q = m . c . ∆t, maka: menguapkan satu satuan zat pada titik didihnya.

Kalor uap air pada 100 °C = 540 kalori/gr
= 2.268 joule/gr

( m . c . ∆T )lepas = ( m . c . ∆T )terima

132 Di unduh dari : Bukupaket.com

Rumus: Contoh:

Q=m × u Sepotong aluminium yang massanya 150 gr dan
suhunya 85 °C, dimasukkan ke dalam 75 gr air
Keterangan: yang suhunya 15 °C. Jika kalor jenis aluminium
u = kalor lebur uap (kal/gr, kilokalori/kg). 0,21 kal/gr °C dan kalor jenis air 1 kal/gr °C,
berapakah suhu akhir campuran?
Perhatikan diagram di bawah ini! Jawab:
Diketahui: maluminium = 150 gram,
T (oC) Air Q = m . u Uap
Taluminium = 85 °C,
100 oC Q = m . c . ∆T caluminium = 0,21 kal/gr °C,
Air mair = 75 gram,
0 oC Q=m.L Tair = 15 °C, cair = 1 kal/gr °C.
Es Q (k.kal)
Qlepas = Qterima
Q = m . c . ∆T
Es

D. PERPINDAHAN KALOR Karena suhu aluminium lebih tinggi daripada air,
maka yang melepaskan kalor adalah aluminium
1. Konduksi (hantaran): perpindahan kalor me- dan yang menerima kalor adalah air.
lalui zat padat tanpa disertai perpindahan mAl × CAl × ∆TAl = mair × Cair × ∆Tair
partikel zat. Contoh: besi yang dipanaskan ⇔ mAl × CAl × (85 – TA) = mair × Cair × (TA – 15)
pada salah satu ujungnya, pada ujung lain- ⇔ 150 × 0,21 × (85 – TA) = 75 × 1 × (TA – 15)
nya lama–kelamaan akan terasa panas juga. ⇔ 2 × 0,21 × (85 – TA) = 1 × 1 (TA – 15)
⇔ 0,42 (85 – TA) = 1 (TA – 15)
2. Konveksi (aliran): perpindahan kalor melalui ⇔ 0,42 × 85 – 0,42 × TA = TA – 15
suatu zat cair atau gas yang disertai per- ⇔ 35,7 – 0,42 × TA = TA – 15
pindahan partikel zat tersebut. Contoh: air ⇔ 35,7 + 15 = TA + 0,42 TA
yang dimasak, konveksi udara pada ventilasi ⇔ 50,7 = 1,42 TA
rumah, angin laut dan angin darat.
⇔ TA = 50,7
3. Radiasi (pancaran): perpindahan kalor tan- 1, 42
pa melalui zat perantara. Contoh: pancaran
sinar matahari ke bumi, rambatan kalor dari ⇔ TA= 35,7 °C
lampu ke telur–telur pada mesin penetas Jadi, suhu akhir campuran adalah 35,7 °C.
sederhana.

Di unduh dari : Bukupaket.com 133

5 Gerak 2. Kecepatan Rata-rata
Rumus:
A. PENGERTIAN GERAK v = stotal = s1 + s2 + ... + sn
t total t1 + t2 + ... + tn
Gerak adalah perubahan kedudukan suatu ben-
da terhadap titik acuannya. Keterangan:
Gerak menurut keadaan benda: v = kecepatan rata-rata (km/jam, m/s),
- gerak yang sebenarnya, stotal = jarak total yang ditempuh (km, m),
- gerak semu. ttotal = waktu total (jam, sekon).
Gerak menurut bentuk lintasan:
- gerak lurus, C. GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
- gerak melingkar, (GLBB)
- gerak parabola,
- gerak tidak beraturan. Gerak lurus berubah beraturan: gerak lurus yang

B. GERAK LURUS BERATURAN memiliki perubahan kecepatan setiap sekon

Gerak lurus beraturan: gerak suatu benda yang (percepatan) yang selalu tetap.
lintasannya berupa garis lurus dan besar ke- Percepatan: pertambahan kecepatan setiap
cepatannya setiap saat selalu sama atau tetap. waktu pada benda yang bergerak. Perlambatan
1. Kecepatan Tetap
adalah percepatan yang bernilai negatif.
Rumus: Rumus:
v=s
vt = v0 + a⋅ t
t
Keterangan: s = v0 ⋅ t + 1 ⋅ a ⋅ t2 a = vt - v0
v = kecepatan (km/jam, m/s), 2 t
s = jarak (km, m),
t = waktu (jam, sekon). vt2 = v 2 + 2⋅a⋅s
0

Keterangan:
a = percepatan gerak benda (m/s2, km/jam),
v0 = kecepatan awal (m/s atau km/jam),
vt = kecepatan akhir (m/s atau km/jam),
t = waktu tempuh, dalam satuan sekon (s).

134 Di unduh dari : Bukupaket.com

Contoh: 6 Gaya
1. Perhatikan gambar berikut!
A
D

CB A. PENGERTIAN GAYA

Seorang anak meluncur maju di jalan se- Gaya adalah sesuatu yang dapat menyebabkan
perti pada gambar berikut tanpa mengayuh terjadinya perubahan kecepatan dan perubahan
pedal sepedanya. Jenis gerak lurus berubah bentuk suatu benda. Alat untuk mengukur gaya
beraturan (GLBB) yang terjadi pada sepeda disebut neraca pegas atau dinamometer.
ketika melalui lintasan ....
Jawab: - satuan gaya = newton atau dyne,
Jenis gerak lurus berubah beraturan (GLBB) - 1 newton = 1 kg m/s2,
yang terjadi pada sepeda, yaitu: - 1 dyne = 1 gr cm/s2,
a. Gerak C – D: GLBB diperlambat (kecepatan - 1 newton = 105 dyne.

benda berkurang secara teratur) Rumus:
b. Gerak A – B: GLBB dipercepat (kecepatan
F=m × a
benda bertambah secara teratur)
Keterangan:
2. Budi mengendarai sepeda motor dengan F = gaya (newton atau dyne),
m = massa benda (kg atau gr),
kecepatan tetap 36 km/jam. Jika jarak yang a = percepatan (m/s2 atau cm/s2).

ditempuh Budi 250 m, berapa lama waktu 1. Gaya Sentuh
Gaya sentuh: gaya yang mempengaruhi benda
perjalanan Budi? dengan cara bersentuhan langsung dengan
benda tersebut. Contoh: gaya otot.
Jawab: 36 ×1.000 m = 10m/s,
v = 36 km/jam = 2. Gaya Tak Sentuh
3600 s Gaya tak sentuh: gaya yang mempengaruhi ben-
s = 250 m. da tanpa bersentuhan langsung dengan benda
tersebut. Contoh: gaya magnet, gaya listrik.
s = v×t

⇔ 250 m = 10 m / s × t

⇔ t = 250 m = 25 s
10 m / s

`

Di unduh dari : Bukupaket.com 135

B. RESULTAN GAYA Contoh:

Gaya yang arahnya sama dapat diganti dengan Empat buah gaya bekerja pada balok, seperti
sebuah gaya yang nilainya sama dengan jumlah gambar di bawah ini. Besar dan arah resultan
kedua gaya. Gaya pengganti itu disebut resultan gaya dari gaya-gaya tersebut adalah ….
gaya yang dilambangkan dengan R.
1. Gaya Sejajar dan Searah 200 N 400 N

F1 300 N 500 N
F2
Jawab:
Resultan gaya yang sejajar dan searah R = Fkanan + Fkiri

R = F1 + F2 = (500 + 400) - (300 + 200)
2. Gaya Sejajar dan Berlawanan Arah = 900 - 500 = 400 N

F2 F1 Tanda positif menunjukkan arah resultan gaya ke
kanan.
Resultan gaya yang sejajar dan berlawanan
arah C. GAYA BERAT DAN BERAT JENIS BENDA

R = F1 – F2 Gaya berat adalah besaran gaya gravitasi yang
3. Gaya Saling Tegak Lurus bekerja pada benda. Hubungan antara massa
benda dan beratnya yaitu:
F2 1. semakin besar massa benda, semakin besar

F1 pula beratnya,
2. perbandingan antara berat benda dan massa
Resultan gaya saling tegak lurus
R = F12 + F22 benda cenderung tetap.
Rumus:

w=m.g

Keterangan:
w = berat benda (newton atau dyne),
m = massa benda (kg atau gram),
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2).

136 Di unduh dari : Bukupaket.com

Berat jenis adalah perbandingan berat dan vo- 7 Energi dan
Usaha
lume benda.
Rumus: A. ENERGI

S= w S = ρ.g Energi adalah kemampuan untuk melakukan
V usaha atau kerja. Dalam satuan SI, energi di-
nyatakan dalam joule (J) atau kalori (kal).
Keterangan:
S = berat jenis benda (N/m3), 1. Bentuk–bentuk Energi
r = massa jenis benda (kg/m3), Energi kimia, energi kinetik, energi listrik,
g = percepatan gravitasi (m/s2), energi kalor, energi cahaya, energi otot, energi
bunyi, energi nuklir, energi potensial.
V = volume benda.
2. Perubahan Bentuk Energi
Contoh: a. Energi listrik → energi kalor
Contoh: seterika, kompor listrik.
Sebuah benda beratnya 250 N dan volumenya b. Energi listrik → energi cahaya
5 m3. Berapakah berat jenis benda? Apabila per- Contoh: lampu.
cepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2, berapakah mas- c. Energi listrik → energi bunyi
Contoh: radio dan bel listrik.
sa jenis benda? d. Energi listrik → energi kinetik
Contoh: kipas angin.
Jawab:
Diketahui: w = 250 N, V = 5 m3, g= 9,8 m/s2. 3. Sumber–sumber Energi
Sumber energi yang ada di alam banyak
a. S= w = 250 N = 50 N/m3 sekali jumlahnya, antara lain: matahari, air
V 5 m3 (air terjun dan gelombang permukaan air),
angin, fosil, nuklir/inti atom.
b. S = . g, maka diperoleh:
4. Energi Kinetik, Potensial, dan Mekanik
=S = 250 kg
g 9,8 m3
r = 25,51 kg/m3

Di unduh dari : Bukupaket.com 137

a. Energi Kinetik Contoh:
Energi kinetik: energi yang dimiliki benda
yang bergerak. Seekor burung terbang pada ketinggian 20 m
Rumus: dengan kecepatan 8 m/s. Jika massa burung
tersebut 0,25 kg, energi mekaniknya adalah ….
Ek = 1 m v2 Jawab:
2 Diketahui: h = 20 m, v = 8 m/s, dan m = 0,25 kg.

Keterangan: Em = Ep + Ek = (m . g . h) + ( 1 m v2 )
Ek = energi kinetik, 2
m = massa benda (kg),
v = kecepatan gerak benda (m/s2). = 0,25 kg.10 m/s2.20 m + ½ . 0,25 kg . (8 m/s)2
= 50 joule + 8 joule = 58 joule

b. Energi Potensial B. USAHA
Energi potensial: energi yang dimiliki oleh
suatu benda karena letak atau kedudukan- Usaha adalah suatu proses yang dilakukan untuk
nya. me-mindahkan kedudukan suatu benda.
Rumus: Rumus:

Ep = m . g . h W=F.s

Keterangan: Keterangan:
Ep = energi potensial (joule), W = usaha (joule), F = gaya (N),
g = percepatan gravitasi (m/s2),
h = ketinggian (m). s = jarak perpindahan benda (m).

c. Energi mekanik 1. Pesawat Sederhana
Rumus: Pesawat sederhana: suatu alat yang digunakan
untuk mempermudah pekerjaan manusia.
Em = Ek + Ep a. Tuas (pengungkit)

Beban

Penumpu

Hukum Kekekalan Energi Lengan beban kuasa
“Energi tidak dapat dimusnahkan dan dicip- Lengan kuasa
takan. Energi hanya dapat berubah bentuk
dari suatu bentuk ke bentuk yang lain.” - Lengan beban: jarak benda ke penumpu.
- Lengan kuasa: jarak gaya kuasa ke penumpu.

138 Di unduh dari : Bukupaket.com

Rumus: w × Lb = F × Lk Macam-macam Tuas
a) Tuas jenis pertama. Titik tumpu (T) terletak
Keuntungan mekanis tuas
di antara titik kuasa (K) dan titik beban (B).
KM = w = Lk Contoh: gunting, palu, tang, dan lain–lain.
F Lb b) Tuas jenis kedua. Titik beban (B) terletak di
antara titik tumpu (T) dan titik kuasa (K). Con-
Keterangan: toh: gerobak dorong, pemecah biji, pembuka
w = berat benda (newton), botol, dan lain–lain.
Lb = lengan beban (meter), c) Tuas jenis ketiga. Titik kuasa (K) terletak
F = gaya yang diberikan, di antara titik tumpu (T) dan titik beban (B).
Lk = lengan kuasa (meter). Contoh: lengan bawah, jepitan, sekop.

b. Katrol (kerekan)

Contoh: Katrol Katrol Katrol
tetap bebas majemuk

Sebuah linggis dipakai untuk mengungkit batu w w w
F F F
yang beratnya 500 N. Jika panjang linggis 2,4 Keuntungan KM = =1 KM = = 2 KM = = n
mekanis
m dan lengan beban 40 cm, berapa gaya kuasa n = jumlah katrol

untuk mengungkit batu itu? Berapa keuntungan

mekanisnya?

Jawab: 500 N, L= m,Lb = Fk
DDiiktaent:ywa:BF=k = …? dan = …? T BK
2,4 40 cm = 0,4 m. Gambar B TK
KM Fk Wb
Lengan kuasa Lk = L – Lb = 2,4 m – 0,4 m = 2 m
Wb
wb × Lb = Fk × Lk
⇔ 500 N × 0,4 m = Fk × 2 m Wb

c. Bidang Miring

⇔ Fk = 200 Nm = 100 N B F
2m h Tw

KM = Lk = 2 m = 5 l
Lb 0,4 m

Gaya kuasa = 100 N dan keuntungan mekanis = 5.

Di unduh dari : Bukupaket.com 139

Rumus:

w= Keterangan: 8 Tekanan
Fh F = gaya (kuasa),
w = berat beban,

 = panjang lintasan,

h = tinggi bidang miring.

Beberapa pesawat sederhana yang prinsip ker- A. PENGERTIAN
janya sama dengan bidang miring, yaitu: baji dan
sekrup. Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja
pada benda tiap satuan luas.
dd
Rumus:
Jika r = jari–jari sekrup dan d = jarak antara 2
ulir, maka diperoleh keuntungan mekanis sekrup P= F
adalah: A

KM = 2πr Keterangan:
d P = tekanan (N/m2 atau Pa/pascal),
F = gaya tekanan (N),
2. Daya A = luas bidang tekanan (m2).
Daya adalah kecepatan melakukan usaha
atau kecepatan memindahkan atau men- Tekanan Hhiiddrroosstatatitsisa(dPahl)ah tekanan dalam zat
gubah energi tersebut. Tekanan
Rumus:
P= W cair yang disebabkan oleh berat zat itu sendiri.
t
Rumus:
Keterangan:
P = daya (joule/detik, atau watt), Ph = r . g . h
W = usaha (joule),
Keterangan:
t = waktu (sekon atau detik). Ph = tekanan hidrostatis (N/m2, Pa, atm),
r = massa jenis zat cair (kg/m3, gr/cm3),
g = gravitasi (9,8 m/s2).

1 Pa = 1 N/m2
1 N = 1 kg m/s2

140 Di unduh dari : Bukupaket.com

Contoh:50 cm Keterangan:
Apabila percepatan gravitasi bumi sebesar 10 m/ 20 cm F1 = gaya tekan pada ruang 1 (N),
s2 dan massa jenis air 1.000 kg/m3, tekanan hi- F2 = gaya tekan pada ruang 2 (N),
drostatis yang dialami oleh ikan adalah .... A1 = luas permukaan ruang 1 (m2),
A2 = luas permukaan ruang 2 (m2).
Pembahasan: Contoh alat yang bekerja berdasarkan hukum
g = 10 m/s2 Pascal antara lain: dongkrak, jembatan angkat
kempa hidrolik, rem hidrolik, pengangkat hidrolik.
= 1000 kg/m3
Ditanyakan: C. HUKUM ARCHIMEDES
Ph (tekanan
hidrostatis)? Benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya
ke dalam zat cair, mengalami gaya ke atas yang
Jawab: besarnya sebanding dengan volume zat cair
• Mencari ketinggian ikan dari permukaan air: yang dipindahkan.

h = 50 cm - 30 cm = 30 cm = -0,3 m Rumus:
• Besarnya tekanan hidrostatis adalah:
FA = rf × g × Vf
Ph = . g . h = 1000 . 10 . 0,3
= 3000 N/m2 Keterangan:
FA = gaya ke atas oleh zat cair (newton),
B. HUKUM PASCAL rf = massa jenis fluida (zat cair) (kg/m3, gr/m3),
Vf = volume fluida yang dipindahkan (volume benda
“Gaya yang bekerja pada suatu zat cair dalam ru-
ang tertutup, tekanannya diteruskan oleh zat cair yang tercelup di dalam fluida),
itu ke segala arah dengan sama besar.” g = gravitasi bumi (9,8 m/s2).
Secara matematis hukum Pascal dituliskan: 1. Benda terapung

F1 = F2 - massa jenis benda lebih kecil daripada
A1 A2 massa jenis zat cair tersebut (rb < ra),

- volume zat cair yang dipindahkan lebih
kecil daripada volume benda (Vf < Vb),

- berat benda sama dengan gaya ke atas
(wb = FA).

Di unduh dari : Bukupaket.com 141

2. Benda melayang Syarat benda melayang adalah
- massa jenis benda sama dengan massa wb = FA ⇔ mb g = f Vf g
jenis zat cair (rb = rf),
- volume zat cair yang dipindahkan sama ⇔ mb = f Vf
dengan volume benda (Vf = Vb), Karena melayang, maka Vf = Vb, sehingga
- berat benda sama dengan gaya ke atas mb = f Vf = f Vb = 1 gr/cm3 500 cm3 = 500 gr
(wb = FA). Jadi, massa benda tersebut adalah 500 gram.

3. Benda tenggelam D. TEKANAN UDARA
- massa jenis benda lebih besar dari mas-
sa jenis zat cair (rb > rf ), Rumus:
- volume zat cair yang dipindahkan sama
dengan volume benda (Vf = Vb), P=r × g × h
- berat benda lebih besar daripada gaya ke
atas (wb > FA). Keterangan:
P = tekanan udara (atm, N/m2, Pa),
Terapung Melayang Tenggelam r = massa jenis zat (kg/m3, gr/m3),
g = gravitasi bumi (9,8 m/s2 atau 10 m/s2),
Contoh penerapan hukum Archimedes, antara h = tinggi zat cair (m, cm).
lain pada: kapal selam, kapal laut, galangan ka- 1 atm = 76 cm Hg,
pal, balon udara, hidrometer (alat untuk mengu- 1 atm = 1,013 × 105 Pa
kur massa jenis zat cair), jembatan ponton. r air raksa = 13.600 kg/m3,
r udara = 1,3 kg/m3,
Contoh: 1 newton = 1 kg m/s2.

Sebuah benda melayang dalam air. Jika massa Tekanan udara luar diukur dengan alat yang
jenis air adalah 1 gr/cm3 dan volume benda 500 disebut barometer. Ada 2 macam barometer
cm3, berapakah massa benda tersebut? (g = 9,8 yang biasa digunakan barometer raksa, baro-
m/s2) meter aneroid.
Jawab: Hasil percobaan diperoleh:
r air = 1 gr/cm3, Vb = 500 cm3, g = 9,8m/s2. “Setiap kenaikan 10 m dihitung dari permukaan
air laut, permukaan raksa dalam tabung turun
rata–rata 1 mm.“

142 Di unduh dari : Bukupaket.com

Tekanan udara dalam ruang tertutup diukur de- E. HUKUM BOYLE
ngan alat yang disebut manometer.
a. Manometer Raksa Terbuka “Hasil kali tekanan udara dan volume suatu gas
dalam ruang tertutup adalah tetap, asal suhu gas
Pgas > Pudara, maka Pgas = Pudara + h itu tetap.”

Pgas < Pudara, maka Pgas = Pudara – h Rumus:

Keterangan: P1 V1 = P2 V2
Pgas= tekanan gas dalam ruang tertutup
Keterangan: P2 = tekanan akhir,
(yang diukur), P1 = tekanan awal, V2 = volume akhir.
Pudara = tekanan udara luar, V1 = volume awal,
h = perbandingan tinggi raksa pada kedua
Contoh:
kaki menometer.

b. Manometer Raksa Tertutup Di dalam sebuah ruang tertutup yang volumenya
Tekanan gas dalam ruang tertutup diukur 200 cm3, terdapat udara dengan tekanan 2 atm.
Jika ruangan tersebut diperkecil volumenya men-
dengan cara: jadi 50 cm3 pada suhu tetap, berapakah tekanan
udara dalam ruang tertutup?
ρgas =  h1  ρudara + h Jawab:
 h2  Diketahui: V1 = 200 cm3, P1 = 2 atm, V2 =
  50 cm3,

Keterangan: P1 × V1 = P2 × V2
h1 = tinggi kolom udara sebelum manometer
⇔ 2 atm × 200 cm3 = P2 × 50 atm
digunakan,
2 atm × 200 cm3
h2 = tinggi kolom udara ketika manometer di- 50 cm3
gunakan,

c. Manometer Logam ⇔ P2 =
Tekanan gas dalam ruang tertutup, besarnya
dapat dilihat secara langsung pada skala ⇔ P2 = 400 atm
yang terdapat dalam alat ukur. 50

⇔ P2 = 8 atm

Jadi, tekanan udara dalam ruang itu adalah 8 atm.

Di unduh dari : Bukupaket.com 143

9 Getaran dan - Jarak antara benda yang bergetar dengan titik
Gelombang (garis) keseimbangannya disebut simpangan.

- Simpangan terbesar suatu benda yang ber-
getar disebut amplitudo.

A. GETARAN Frekuensi Getaran dan Periode Getaran
Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran
Getaran adalah gerakan suatu benda di sekitar yang terjadi dalam satu sekon.
titik keseimbangannya pada lintasan tetap. Periode getaran adalah waktu yang dibutuhkan
Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu untuk melakukan satu getaran.
bergerak bolak–balik secara berkala melalui titik
keseimbangan. f = ∑ getaran =1 T=1
Beberapa contoh getaran antara lain: T f
a. senar gitar yang dipetik, t
b. bandul jam dinding yang sedang bergoyang,
c. ayunan anak–anak yang sedang dimainkan, Keterangan:
getaran = jumlah getaran,
A
f = frekuensi (hertz disingkat Hz),
t = waktu (s),
T = periode (s).

A B. GELOMBANG

AB Gelombang adalah getaran yang merambat.
Gelombang yang memerlukan zat perantara dalam
Titik-titik keseimbangan pada getaran pegas, penggaris, dan perambatannya disebut gelombang mekanik.
bandul. 1. Gelombang Transversal

Titik keseimbangan getaran pada pegas adalah Gelombang transversal adalah gelombang
O. Titik keseimbangan pada getaran ujung peng- yang arah getarnya tegak lurus terhadap
garis dan bandul adalah B. arah rambatannya. Contoh: getaran senar
Garis yang melalui titik B dan O pada getaran gitar yang dipetik, TV, radio, gelombang air.
ujung penggaris dan ayunan adalah garis kes-
eimbangan.

144 Di unduh dari : Bukupaket.com

2. Gelombang Longitudinal Hubungan Antara Panjang Gelombang, Peri-
Gelombang longitudinal adalah gelombang ode, Frekuensi, dan Kecepatan Gelombang
yang arah getarnya sejajar atau berimpit Rumus:
dengan arah rambatannya.
Contoh: gelombang bunyi, pegas, gelom- v= λ.f =λ
bang pada slinky yang diikatkan kedua T
ujungnya pada statif kemudian diberi usikan
(getaran) pada salah satu ujungnya. Keterangan:
l = panjang gelombang (m),
v = kecepatan gelombang (m/s),
T = periode gelombang (sekon atau detik),
f = frekuensi gelombang (s–1 atau hertz).

Panjang Gelombang ( ) Contoh:
Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh
oleh gelombang dalam waktu 1 periode. Sebuah sumber getar mempunyai panjang ge-
lombang 17 m ketika bergetar di udara, Jika
perut cepat rambat gelombang di udara adalah 340
m/s, berapakah periode dan frekuensinya?
simpul Jawab:
Diketahui: l = 17 m dan v = 340 m/s.
simpul simpul a. Periode

l

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri v=λ
T
atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul
⇔ T = λ = 17 m = 1 sekon
atau dua perut yang berurutan disebut setengah pan- v 340 m/s 20

jang gelombang atau ½ .

rapatan rapatan rapatan b. Frekuensi

regangan regangan

l f=1= 1 1 = 20 Hz
T sekon

Satu gelombang = 1 regangan dan 1 rapatan 20

Di unduh dari : Bukupaket.com 145

10 Bunyi 2. Audiosonik (20–20.000 Hz)
Dapat didengar oleh manusia.
A. GELOMBANG BUNYI
3. Ultrasonik (> 20.000 Hz)
- Bunyi dihasilkan oleh suatu getaran. Dapat didengar kelelawar.
- Bunyi merupakan gelombang mekanik.
- Medium perambatan bunyi bisa berupa zat Cepat Rambat Bunyi

padat, zat cair, dan gas. Rumus:
- Bunyi merambat lebih cepat pada medium
v = s atau v = λ
zat padat dibandingkan pada medium zat tT
cair dan gas.
- Bunyi tidak terdengar pada ruang hampa. Keterangan:
v = cepat rambat bunyi (m/s),
Syarat terjadinya bunyi: adanya sumber bunyi, l = panjang gelombang bunyi (m),
adanya zat antara atau medium, adanya pene- T = periode bunyi (sekon),
rima di sekitar bunyi. s = jarak sumber bunyi terhadap pendengar (m),

Kuat bunyi dipengaruhi oleh amplitudo dan jarak t = waktu tempuh bunyi (s).
sumber bunyi dari penerima.
- Semakin besar amplitudonya, semakin kuat Intensitas bunyi: besaran yang menyatakan
berapa besar daya bunyi tiap satu satuan luas.
bunyi yang terdengar, begitu juga sebaliknya. Satuan intensitas bunyi: watt/m2 atau W/m2.
- Semakin dekat pendengar dari sumber bu- Intensitas bunyi bergantung pada amplitudo sum-
ber bunyi dan jarak pendengar dengan sumber
nyi, semakin kuat bunyi itu terdengar, begitu bunyi. Semakin besar amplitudo sumber bunyi,
juga sebaliknya. semakin besar intensitasnya, dan semakin jauh
pendengar dari sumber bunyi, akan semakin ke-
Frekuensi bunyi terbagi menjadi 3 macam. cil intensitas bunyi yang terdengar.
1. Infrasonik (< 20 Hz).
B. NADA
Hanya dapat didengar oleh beberapa bina-
tang seperti: lumba–lumba, anjing. - Nada: bunyi yang frekuensinya beraturan.
- Desah: bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
- Dentum: desah yang bunyinya sangat keras

seperti suara bom.

146 Di unduh dari : Bukupaket.com

C. HUKUM MERSENNE Keterangan:
L = panjang kolom udara (cm),
Menurut hukum Mersenne, frekuensi senar (f): n = 1, 2, 3, … ,
- berbanding terbalik dengan panjang senar ( ), n = 1 jika terjadi resonansi pertama,
- berbanding terbalik dengan akar luas penam- n = 2 jika terjadi resonansi kedua, dst.

pang senar (A), E. HUBUNGAN CEPAT RAMBAT BUNYI DENGAN
- berbanding terbalik dengan akar massa jenis SUHU

bahan senar (r), Rumus:
- sebanding dengan akar tegangan senar (F).
V2 = V1 + 0,6 T
Rumus:
Keterangan:
f = 1 F atau f = 1 F× V1 = kecepatan bunyi pada awal (cm/s, m/s),
2 ρA 2 m V2 = kecepatan bunyi pada suhu kedua (cm/s,
m/s),
Keterangan: m = massa senar (kg) T = perubahan suhu (kenaikan suhu) (°C).

Untuk perbandingan frekuensi dua buah senar, Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0°C =
berlaku: 332 m/s
Pertambahan kecepatan bunyi di udara = 0,6 m/s °C
f1 = 2 = F1 = A2 = ρ2
f2 1 F2 A1 ρ1

D. RESONANSI F. PEMANTULAN BUNYI

Resonansi sebuah benda akan terjadi jika benda Macam–macam bunyi pantul adalah:
tersebut memiliki frekuensi sama dengan benda 1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
yang lain yang sedang bergetar. 2. Gaung atau kerdam: bunyi pantul yang datang-
Rumus terjadinya resonansi:
nya hanya sebagian atau bersamaan dengan
L = (2n - 1) λ bunyi asli sehingga bunyi asli menjadi tidak
4 jelas.
3. Gema: bunyi pantul yang terdengar jelas
setelah bunyi asli.

Di unduh dari : Bukupaket.com 147

Bunyi pantul dapat digunakan untuk mengukur 2. Sebuah kapal yang dilengkapi dengan
pemancar gelombang sebagai sumber bu-
kedalaman laut dan panjang lorong. nyi dan sebuah hidrofon sebagai penangkap
pantulan bunyi, hendak mengukur kedala-
Untuk mengukur kedalaman laut digunakan ru- man laut. Jika cepat rambat bunyi di dalam
air laut adalah 1.500 m/s dan waktu yang
mus: dibutuhkan untuk bolak–balik adalah 0,5
sekon. Berapakah kedalaman laut tersebut?
h = v× t Jawab:
2 Diketahui: v = 1.500 m/s dan t = 0,5 s.

Keterangan:
h = kedalaman laut,
v = kecepatan bunyi di dalam air (m/s),
t = waktu bunyi bolak–balik (s).

Contoh: h = v×t = 1.500 m/s × 0,5 s
2 2
1. Sepotong senar massanya 62,5 gram dan

panjangnya 40 cm, diberi tegangan 6.250 = 750 m = 375 m.
2
newton. Hitunglah frekuensi nada yang di-

hasilkan senar tersebut! Jadi, kedalaman laut tersebut adalah 375
meter.
Jawab:

Diketahui: m = 62,5 gr = 0,0625 kg,

 = 40 cm = 0,4 m,

F = 6.250 newton.

Jawab:

f = 1 F× = 1 6.250 × 0, 4
2 m 2 × 0, 4 0, 0625

= 1 2.500 = 1 40.000
0,8 0,0625 0,8

= 10 × 200 = 250 Hz
8

Jadi, frekuensi yang dihasilkan adalah 250 Hz.

148 Di unduh dari : Bukupaket.com

11 Cahaya dan Macam-macam bayangan:
Optik - Bayangan nyata: bayangan yang terjadi

karena berpotongan sinar–sinar pantul.
- Bayangan maya (semu): bayangan yang ter-

jadi karena perpotongan perpanjangan sinar
pantul.

A. SIFAT–SIFAT CAHAYA Jika dua buah cermin datar saling membentuk

Cahaya merupakan salah satu gelombang elektro- sudut a maka banyaknya bayangan yang ter-
magnetik, yang berarti cahaya dapat merambat
di dalam ruang hampa udara. bentuk adalah:
Kecepatan cahaya merambat dalam ruang ham-
pa udara adalah 3 × 108 m/s n = 360 - 1
Sifat–sifat cahaya antara lain: merambat lurus, a
dapat dipantulkan, dapat dibelokkan, dapat di-
lenturkan, dapat digabungkan, dapat merambat Keterangan:
dalam ruang hampa. n = banyaknya bayangan,

B. CERMIN a = sudut antara 2 cermin datar.

1. Cermin Datar 2. Cermin Cekung
Sifat bayangan: Sinar istimewa cermin cekung, yaitu:
- sama tegak, a. sinar datang yang sejajar dengan sumbu
- bersifat maya (semu),
- jarak bayangan ke cermin sama dengan utama akan dipantulkan melalui titik fokus
utama (F),
jarak benda ke cermin (s = s’), b. sinar datang yang melalui titik fokus utama
- tinggi bayangan sama dengan tinggi benda (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama,
c. sinar datang yang melalui titik kelengkungan
(h’ = h), (M) akan dipantulkan melalui M juga.
- besar bayangan sama dengan besar benda
c a f
(M’ = M), A b
- posisi bayangan (orientasi kanan kiri) berla-
A
wanan dengan bendanya. M

Di unduh dari : Bukupaket.com 149

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung 2. Cermin Cembung
Sinar–sinar istimewa pada cermin cembung:
Ruang Sifat a. Sinar datang sejajar sumbu utama, dipan-
bayangan
tulkan seolah–olah berasal dari titik fokus.
Benda nyata, b. Sinar datang menuju fokus, dipantulkan seja-
ruang III, terbalik,
bayangan diperkecil jar sumbu utama.
ruang II c. Sinar datang menuju jari–jari M atau pusat

kelengkungan, dipantulkan melalui M juga.

Ba B
b Af

c

Benda nyata, A f M
ruang II, terbalik,
bayangan diperbesar
ruang III

Benda maya, Sifat bayangan pada cermin cembung selalu
ruang I, tegak maya, tegak, diperkecil. Pada cermin cembung
bayangan diperbesar juga berlaku:
ruang IV
Rbenda + Rbay = 5

Dari tabel di atas, diperoleh hubungan antara Rumus Pembentukan Bayangan dan Perbe-
saran Bayangan pada Cermin
ruang benda (Rbenda) dan ruang bayangan (Rbay), Rumus:
yaitu:
1 + 1 =1= 2 M = si = hi R=2f
Rbenda + Rbay = 5 so si f R so ho

150 Di unduh dari : Bukupaket.com

Keterangan: C. PEMBIASAN CAHAYA (REFRAKSI)
So = jarak benda dari cermin,
Si = jarak bayangan dari cermin, Yaitu peristiwa pembelokkan arah rambatan ca-
F = jarak fokus dari cermin, haya karena melewati dua medium yang berbe-
R = jari–jari, da kecepatan optiknya.
M = perbesaran bayangan, 1. Hukum Snellius untuk Pembiasan
ho = tinggi benda,
hi = tinggi bayangan. a. Sinar datang, garis normal, dan sinar
bias terletak pada satu bidang datar dan
Contoh: berpotongan pada satu titik.

Sebuah benda diletakkan 30 cm di depan cer- b. Sinar datang dari medium kurang rapat
min cembung yang memiliki jarak fokus 15 cm. ke medium lebih rapat akan dibiaskan
Hitunglah jarak dan perbesaran bayangan yang mendekati garis normal. Jika sebaliknya
terbentuk! akan dibiaskan menjauhi garis normal.
Jawab:
Diketahui: so = 30 cm dan f = –15 cm. 2. Indeks Bias
a. Jarak bayangan yang terbentuk Indeks bias mutlak (n): Indeks bias relatif:

n= C n21 = n2 = C2
Cn n1 C1
1= 1 + 1 ⇔ 1 = 1- 1
f so si si f so Keterangan:
C = cepat rambat cahaya pada ruang hampa
1= 1 - 1
si -15 30 = 3 × 108 m/s
Cn = cepat rambat cahaya dalam medium
1 =- 3 n1 = indeks bias medium 1
si 30 n2 = indeks bias medium 2
C1 = cepat rambat cahaya dalam medium 1
si = - 30 = -10 cm
3 D. LENSA

Jadi, jarak bayangan yang dibentuk adalah 1. Lensa Cekung (Konkaf, Lensa Negatif (–))
10 cm di belakang cermin cembung. Lensa cekung terdiri atas 3 bentuk, yaitu lensa
bikonkaf (cekung rangkap (a)), lensa plankonkaf
b. M = si = -10 cm = 1 (cekung datar(b)), dan lensa konveks-konkaf
so 30 cm 3

Di unduh dari : Bukupaket.com 151

(cekung cembung (c)). Lensa cekung memiliki Sinar-sinar istimewa:
sifat dapat menyebarkan cahaya (divergen).

abc

Sinar-sinar istimewa:

Sifat bayangan:
nyata, terbalik  di belakang lensa
maya, diperbesar  di depan lensa

Rumus pada lensa cekung dan cembung:

1= 1 + 1 dan M = si = hi
f s0 si so ho

Sifat bayangan selalu: maya, tegak. Keterangan:
Apabila Rbenda < Rbayangan = bayangan diperbesar. l f positif untuk lensa cembung dan f negatif untuk
2. Lensa Cembung (Konveks, Lensa Positif (+))
Lensa cembung terdiri dari lensa cembung– lensa cekung,
cembung (bikonveks (a)), lensa cembung da- l jarak benda so positif jika terletak di depan benda,
tar (plankonveks (b)), lensa cekung cembung l jarak bayangan si positif jika berada di belakang
(konkaf konveks (c))
lensa.
abc
Contoh:

1. Sebuah lensa cembung memiliki jarak fokus
20 cm. Apabila sebuah benda diletakkan 30
cm di depan lensa, tentukanlah:
a. jarak bayangan dari lensa,
b. persebaran bayangan,
c. sifat bayangan.

152 Di unduh dari : Bukupaket.com

Jawab: 12 Alat-alat Optik
Diketahui: f = 20 cm dan so = 30 cm.
A. MATA
a. 1 = 1 + 1 ⇔ 1 = 1 - 1
f so si si f so Mata normal dapat melihat benda dekat dan jauh,
hal ini karena mata mempunyai daya akomodasi.
1= 1 - 1 1. Daya akomodasi adalah kemampuan mata
si 20 30
untuk mencembung atau memipihkan len-
1= 1 sanya sesuai dengan jarak benda.
si 60 2. Titik dekat mata (punctum proximum = PP)
adalah jarak terdekat mata sehingga benda
si = 60 = 60 cm masih dapat terlihat dengan jelas dengan
1 mata berakomodasi maksimum.
3. Titik jauh mata (punctum remotum = PR)
b. M = si = 60 = 2 adalah jarak terjauh mata sehingga benda
so 30 masih terlihat dengan jelas dengan mata ti-
dak berakomodasi maksimum.
c. Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperbesar. 4. Emetropi adalah mata normal yang masih
dapat melihat jelas benda antara 25 cm sam-
2. Cepat rambat cahaya dalam suatu cairan pai tak terhingga (~).
adalah 2,5 .108 m/s, berapakah indeks bias Untuk mata normal:
cairan tersebut? PP = 25 cm, sedangkan PR = (tak terhingga).

Jawab: 5. Cacat mata/kelainan pada mata, yaitu:
a. Miopi (rabun jauh): cacat mata yang
- Cepat rambat cahaya di ruang hampa menyebabkan tidak dapat melihat jauh,
c = 3.108 m/s karena bayangan benda jatuh di depan
retina. Penderita miopi dapat ditolong
- Cepat rambat cahaya dalam cairan dengan kacamata negatif (cekung).
cn = 2,5 .108 m/s
c
n = cn

= 3.108
2,5.108

= 1,2

Di unduh dari : Bukupaket.com 153

b. Hipermetropi (rabun dekat): cacat mata 1. Mata berakomodasi maksimum.
yang tidak dapat melihat benda dekat,
akibatnya bayangan terbentuk di be- Perbesaran: M= 25 +1
lakang retina, sehingga tampak kurang f
jelas. Penderita hipermetropi dapat dito-
long dengan kacamata positif (cembung). 2. Mata berakomodasi minimum

c. Presbiopi (mata tua): cacat mata yang Perbesaran: M= 25
disebabkan menurunnya daya akomo- f
dasi mata karena usia lanjut. Penderita
presbiopi dapat ditolong dengan kaca- C. MIKROSKOP
mata berlensa rangkap (bifocal).
Mikroskop digunakan untuk mengamati benda-
Rumus: benda yang berukuran sangat kecil. Mikroskop
terdiri dari 2 lensa positif (lensa cembung).
P = - 100 Untuk mata 1. Lensa obyektif: lensa yang berada dekat
PR miopi
dengan objek.
1 = 1 + 1 2. Lensa okuler: lensa yang berada dekat de-
f 25 -PP
ngan mata.

100 Untuk mata
f hipermetropi

P =

Keterangan: Rumus perbesaran mikroskop:
P = kekuatan lensa dengan satuan miopi
PR = titik jauh mata M = Mob × Mok M = S'oby × S'ok
PP = titik dekat mata penderita Soby Sok

B. LUP (KACA PEMBESAR) d = S’ob + Sok

Lup terbuat dari sebuah lensa cembung yang Keterangan:
memiliki jarak fokus tertentu. M = perbesaran mikroskop,
Pengamatan dengan lup dapat dilakukan de- d = jarak lensa obyektif ke lensa okuler.
ngan dua cara berikut.

154 Di unduh dari : Bukupaket.com

13 Listrik Statis Muatan suatu atom ditentukan oleh jumlah pro-
ton dan jumlah elektron yang dimiliki oleh atom
A. BENDA NETRAL DAPAT DIMUATI LISTRIK tersebut.
- Atom bermuatan positif, apabila jumlah pro-
Model Atom
Model atom adalah bagian terkecil dari suatu un- ton lebih banyak daripada jumlah elektron-
sur yang masih memiliki sifat dari unsur itu. nya.
- Atom bermuatan negatif, apabila jumlah elek-
tron lebih banyak daripada jumlah protonnya.
- Atom tidak bermuatan (netral), apabila jum-
lah proton sama dengan jumlah elektronnya.

elektron e Memberi Muatan Listrik dengan Cara
Menggosok
e
e Muatan listrik
Benda Keterangan yang dihasilkan
++
+ Inti atom Plastik digosok dengan kain wol negatif

Ebonit digosok dengan kain wol negatif

neutron Kaca digosok dengan kain sutra positif
proton
Sisir digosok dengan rambut negatif

- massa pnereleoukttotrrnoonnmmmp =ne==1,196,,7614715×××11010–0–23–7127kkgkgg B. HUKUM COULOMB
- massa
- massa Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara
dua benda yang bermuatan listrik adalah ber-
Massa atom = mp + mn + me banding lurus (sebanding) dengan muatan ma-
sing–masing benda dan berbanding terbalik de-
Muatan Atom dan Jenis Muatan Listrik ngan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.
- Proton bermuatan listrik positif
 qp = +1,6 × 10–19 C l Jika muatan sejenis tolak-menolak
- Elektron bermuatan listrik negatif
 qe = –1,6 × 10–19 C F1 q q2 F2
- Neutron bermuatan listrik netral 1
+ +

F1 q1 q2 F2

- -

Di unduh dari : Bukupaket.com 155

l Jika muatan berlainan jenis tarik-menarik C. MEDAN LISTRIK

q1 F1 F2 q2 Medan listrik adalah ruangan di sekitar benda
bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya
+ - listrik. Medan listrik dapat dinyatakan sebagai
garis–garis gaya dengan arah dan muatan posi-
Rumus: tif ke muatan negatif. Kuat medan listrik muatan
q1 yang didasarkan muatan q2 dapat dinyatakan
F = k q1 × q2 dengan rumus:
r2

Keterangan: Keterangan: E= F
q2
F = gaya Coulomb (N),
E = kuat medan listrik muatan q1 (N/C),
q1 = muatan benda 1 (C), F = gaya Coulomb yang bekerja pada q2 (N),
q2 = muatan benda 2 (C),
r = jarak antarbenda (m),
k = konstanta, yang besarnya 9 × 109 Nm2/C2.

Contoh: D. POTENSIAL LISTRIK

Dua benda masing–masing bermuatan listrik Potensial listrik adalah energi potensial listrik per
sebesar +6 × 10–9 C dan 8 × 10–9 C. Keduanya satuan muatan listrik.
dipisahkan pada jarak 4 cm. Jika nilai k = 9 × 109 Rumus:

Nm2/C2, berapakah gaya tolak-menolak antara

kedua benda tersebut? V=W
q
Jawab:
Diketahui: q1 = 6 × 10-9 C,
q1 = 8 × 10-9 C, Keterangan:
r = 4 cm = 0,04 m. V = potensial listrik (V),
q1 × q2 W = energi potensial listrik (J),
F = k r2 q = muatan listrik (C).

= (9 × 109 Nm2 /C2 ) (6 × 10-9 C) × (8 × 10-9 C)
(0, 04 m)2

= 9 × 6 × 8 × 10-9 = 27 × 10–5 N

0,0016

Jadi, gaya tolak-menolak antara kedua benda
sama dengan 27 × 10–5 N.

156 Di unduh dari : Bukupaket.com

14 Sumber Arus B. SUMBER ARUS LISTRIK DAN TEGANGAN
Listrik LISTRIK

Arus listrik dapat didefinisikan sebagai berikut. 1. Elemen Volta
1. Arus listrik didefinisikan berdasarkan partikel- Elemen volta menggunakan pelat tembaga
(Cu) sebagai elektroda positif (anoda) dan
partikel bermuatan listrik positif. pelat seng (Zn) sebagai elektroda negatif.
2. Arah arus listrik (arus konvensional) berla-
2. Baterai (Elemen Kering)
wanan dengan arah arus elektron. - Larutan elektrolitnya: ammonium klorida.
3. Arus listrik mengalir dari titik berpotensial - Baterai menggunakan larutan tambahan,
yaitu mangan dioksida kering yang di-
tinggi ke titik berpotensial rendah. campur dengan serbuk karbon.
- Mangan dioksida berfungsi sebagai de-
A. KUAT ARUS LISTRIK polarisator, yaitu melindungi larutan am-
monium klorida supaya arus listrik yang
Rumus: dihasilkan dapat bertahan lama.
- Baterai tersusun dari batang karbon (C)
I= Q 1 C = 6,25 × 1018 elektron sebagai anoda dan seng (Zn) sebagai
t katoda.
- Baterai mengubah energi kimia menjadi
Keterangan: energi listrik.
I = kuat arus listrik (ampere, A),
Q = muatan listrik (coulomb, C), 3. Akumulator (Aki)
t = selang waktu (sekon, s). Aki terdiri dari anoda yang terbuat dari batang
timbal dioksida (PbO2) dan elektroda batang
Catatan: timbal (Pb). Larutan elektrolitnya adalah
- Alat untuk mengukur arus listrik: ampereme- asam sulfat encer (H2SO4).

ter. C. GAYA GERAK LISTRIK DAN TEGANGAN JEPIT
- Alat untuk mengukur tegangan listrik: voltme-
Gaya gerak listrik suatu sumber arus listrik
ter. adalah beda potensial antara ujung–ujung
sumber arus listrik ketika sumber arus listrik
tidak mengalirkan arus listrik.

Di unduh dari : Bukupaket.com 157

lampu

saklar baterai 15 Listrik Dinamis

Rangkaian untuk mengukur gaya gerak listrik (GGL)

Tegangan jepit adalah beda potensial antara A. HUKUM OHM
ujung-ujung sumber arus listrik ketika sumber
arus mengalirkan arus listrik. Rumus:

Vj = E - I ⋅ r V=I × R

Keterangan: Keterangan:
E = tegangan GGL V = beda potensial atau tegangan listrik (volt),
I = kuat arus listrik I = kuat arus listrik (ampere),
r = hambatan dalam sumber tegangan R = hambatan (ohm = W).
Vj = tegangan jepit
B. MENGUKUR HAMBATAN LISTRIK
Contoh:
1. Mengukur hambatan listrik secara langsung
5Ω Hambatan listrik dapat diukur secara lang-
sung dengan menggunakan multimeter.
12 V; 1 Ω
2. Mengukur hambatan listrik secara tidak lang-
Tegangan jepit dari rangkaian di atas adalah.... sung
Hambatan listrik secara tidak langsung dapat
Jawab: diukur dengan menggunakan metode volt-
E 12 meter–amperemeter pada gambar berikut.
I = R+r = 5+1 = 2 A
RA
Vjepit = E - I.r = 12-2x1 = 10 V
V

+-

158 Di unduh dari : Bukupaket.com

Nilai R dapat dihitung dengan: C. DAYA HANTAR ARUS LISTRIK SUATU ZAT

R = pembacaan voltmeter V Daya hantar arus listrik suatu zat adalah kemam-
pembacaan amperemeter puan zat itu untuk menghantarkan arus listrik.
Dilihat dari konduktifitas listriknya, zat atau ba-
Hambatan Jenis Penghantar (r) han dibagi menjadi 3 jenis.
1. Bahan konduktor: bahan yang mudah meng-
Rumus:
hantarkan arus listrik. Contoh: perak, alumi-
R = ρ L nium, dan tembaga.
A 2. Bahan isolator: bahan yang sukar menghan-
tarkan arus listrik. Contoh: karet, plastik, dan
Keterangan: kayu.
R = hambatan kawat, 3. Bahan semikonduktor: bahan yang dapat
r = hambatan jenis (W meter), bertingkah laku kadang–kadang seperti kon-
L = panjang kawat, duktor dan kadang–kadang seperti isolator.
A = luas penampang kawat (m2). Contoh: germanium dan silikon

Contoh: D. HUKUM KIRCHHOFF

Sepotong kawat panjangnya 2 m mempunyai Hukum Kirchhoff berbunyi:
luas penampang 6 × 10–7 m2. Jika hambatan
kawat tersebut adalah 3 W, hitunglah hambatan “Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik ca-
jenis kawat itu! bang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar
dari titik cabang tersebut.“
Jawab: Secara matematis:

Diketahui: L = 2 m, A = 6 × 10–7 m2, R = 3 W. =∑Imasuk ∑Ikeluar

R= ρ L ⇔ 3W = r× 2m Contoh: I3
A 6 × 10-7 m2

⇔ 18 × 10–7 m2 W = r 2 m

⇔ r = 18 ×10-7 m2Ω = 9 × 10–7 Wm I1 I4

2m AI
Jadi, hambatan jenis kawat = 9 10–7 Wm. 5

I

2

Di unduh dari : Bukupaket.com 159

Jika diketahui: i1= 3 A, i2=5 A, i3=2 A, i4=4 A, ten- Besar hambatan pengganti dari rangkaian
tukan niali i5!
paralel dirumuskan:

Jawab: 1 = 1 + 1 + ... + 1

=∑ Imasuk ∑ Ikeluar RP R1 R2 Rn

iii515+==8(ii21A=+ ii32)+-i4(i+3 +ii54) F. HUKUM OHM PADA RANGKAIAN TERTUTUP
-6A=2A
R

E. RANGKAIAN HAMBATAN LISTRIK r
i +-
1. Rangkaian Seri
E
R1 R2
Hukum Ohm pada rangkaian tertutup
Pada rangkaian hambatan yang disusun
seri, kuat arus yang melalui setiap hambatan Pada rangkaian tertutup berlaku rumus:
adalah sama.
Besarnya hambatan pengganti (RS): I= E
R+r
RS = R1 + R2 + R3 + …+ Rn
2. Rangkaian Paralel Keterangan:
I = kuat arus listrik (A),
R E = beda potensial atau tegangan (volt),
1 R = hambatan (ohm),
r = hambatan dalam (ohm).

R2

Rn

160 Di unduh dari : Bukupaket.com

Contoh:

1. Tiga buah hambatan R1 = 2 W, R2 = 4 W, dan 16 Energi dan
R3 = 12 W disusun secara paralel. Berapakah Daya Listrik
hambatan penggantinya?

Jawab

Diketahui: R1 = 2 W, R2 = 4 W, R3 = 12 W. A. ENERGI LISTRIK

1 = 1+ 1+ 1 1. Persamaan Energi Listrik
RP R1 R2 R3 Apabila sebuah penghantar yang hambatan-
nya R diberi beda potensial V pada kedua
= 1+1+ 1 ujungnya sehingga mengalir arus sebesar
2 4 12 I, maka dalam waktu t energi yang diserap
penghantar tersebut dapat ditentukan den-
= 10 gan tiga persamaan berikut.
12

RP = 12 = 1, 2 Ω
10

2. Sebuah lampu mempunyai hambatan 1,8 W, W=VIt Keterangan:
dihubungkan dengan baterai yang beda po- W = I2R t W = energi listrik (joule),
tensialnya 8 volt. Jika hambatan dalam bat- V = tegangan (volt),
erai 0,2 W, berapa arus yang mengalir? W = V2 . t I = kuat arus (ampere),
Jawab: R R = hambatan (ohm),
Diketahui: R = 1,8 W, E = 8 volt, r = 0,2 t = waktu (sekon).
W.
Ditanya: I = …? 2. Konversi Energi Listrik Menjadi Kalor
Jawab: Alat–alat listrik seperti seterika, kompor lis-
trik, ketel listrik, solder listrik, dan elemen pa-
I = E = 8 = 8 = 4 ampere nas merupakan alat–alat yang memiliki prin-
R + r 1,8 + 0,2 2 sip kerja yang sama, yaitu mengubah energi
listrik menjadi energi kalor.

W = Q atau V . I . t = m . c . ∆T

Keterangan:
m = massa air (kg), c = kalor jenis (J/kg K),
∆T = kenaikan suhu (K).

Di unduh dari : Bukupaket.com 161

B. DAYA LISTRIK C. PERUBAHAN ENERGI LISTRIK

Daya listrik: energi listrik tiap satuan waktu. 1. Energi listrik menjadi energi kalor
Contoh alat yang mengubah energi listrik
Rumus: menjadi energi kalor antara lain:
- seterika listrik,
P= W - kompor listrik,
t - ketel listrik,
- solder listrik,
Keterangan: - elemen pemanas.
P = daya listrik (J/sekon atau watt),
W = energi listrik (joule), 2. Energi listrik menjadi cahaya
t = waktu (detik atau sekon). - lampu pijar,
- lampu tabung.
Catatan: 1 hp (house power) = 746 watt.
Karena energi: W = V . I . t 3. Energi listrik menjadi energi gerak
Maka rumus–rumus daya (P) yang lain adalah: - kipas angin,
- blender,
P=V.I - mixer.
P = I2. R
4. Penyepuhan sebagai contoh perubahan
P = V2 energi listrik menjadi energi kimia.
R Syarat–syarat penyepuhan adalah:
- menggunakan arus listrik searah,
Rekening listrik adalah suatu bentuk surat tagi- - bahan yang disepuh dipasang sebagai
han terhadap penggunaan energi listrik yang katode (kutub negatif) dan bahan pe-
dipakai dalam kehidupan kita sehari–hari. nyepuh dipasang sebagai anode (kutub
Untuk menghitung besarnya biaya pemakaian positif),
listrik, digunakan rumus: - menggunakan larutan elektrolit (larutan
yang dapat mengalirkan arus listrik) yang
Biaya = energi listrik × tarif per kWh tepat.
Contoh:
Penyepuhan perak menggunakan:
- perak nitrat (AgNO3),
- larutan asam khromat (H2CrO4),
- larutan tembaga sulfat (CuSO4).

162 Di unduh dari : Bukupaket.com

Contoh:

1. Sebuah kawat mempunyai hambatan 25 W. 17 Kemagnetan
Jika dialiri listrik 2 A selama 1 jam, berapakah
energi panas yang terjadi? Magnet berasal dari Yunani, yaitu magnesia.
Jawab: Magnet adalah suatu benda yang dapat menarik
Diketahui: R = 25 W, I = 2 A, t = 1 jam = 3.600 s. benda–benda yang terbuat dari besi, baja, dan
W = I2. R . t = 22 A . 25 W . 3.600 s = 360.000 J. logam–logam tertentu.
Penggolongan Benda Berdasarkan Sifat
2. Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 20 Kemagnetannya
1. Bahan magnetik (ferromagnetik): bahan
W, 2 lampu 60 W, dan sebuah TV 60 W. Se-
yang dapat ditarik oleh magnet dengan cu-
tiap hari dinyalakan 4 jam. Berapakah biaya kup kuat. Contoh: besi, nikel, dan baja.
2. Bahan nonmagnetik.
yang dibayarkan selama 1 bulan (30 hari) jika a. Paramagnetik: bahan yang hanya sedikit

harga 1 kWh = Rp150,00? ditarik oleh magnet. Contoh: kayu, alu-
minium, dan platina.
Jawab: 20 W  P1 = 4 × b. Diamagnetik: bahan yang sedikit ditolak
60 W  P2 = 2 × oleh magnet kuat. Contoh: emas, bis-
4 lampu W  P3 = 1 × 60 20 W = 80 W, muth, merkuri.
2 lampu 60 W = 120 W,
1 TV 60 W = 60 W, Berdasarkan sifat bahan pembentuk magnet,
magnet dapat digolongkan menjadi berikut.
biaya 1 kWh = Rp. 150,00. 1. Magnet keras: bahan yang sukar dijadikan

- Daya total komponen listrik magnet, tetapi setelah menjadi magnet akan
menyimpan kemagnetannya dalam waktu
Ptot = P1 + P2 + P3 = 80 + 120 + 60 = 260 W yang lama. Contoh: baja, akomak, dan kobalt.
- Waktu total selama 30 hari bila setiap hari 2. Magnet lunak: bahan yang mudah dijadikan
magnet, namun tidak mampu menyimpan ke-
dinyalakan selama 4 jam: magnetannya dalam waktu yang lama. Con-
toh: besi.
t = 30 hari × 4 jam/hari = 120 jam

- Energi listrik yang digunakan selama se-

bulan

W = P × t = (260 watt) (120 jam)

= 31.200 watt jam = 31,2 kWh

- Biaya yang harus dibayarkan selama

satu bulan

Biaya = energi listrik × tarif per kWh

= 31,2 kWh × (Rp150,00/kWh)

= Rp4.680,00

Di unduh dari : Bukupaket.com 163

A. SIFAT KEMAGNETAN Bahan magnetik Bahan Bahan magnetik
jauh dari magnetik dijauhkan dari
Beberapa sifat kemagnetan yang dapat diamati: didekatkan magnet utama
1. Magnet memiliki dua kutub, yaitu: kutub utara magnet utama dengan magnet
magnet utama
dan kutub selatan. magnet utama utama U
2. Kutub–kutub sejenis akan tolak menolak dan U
magnet utama
kutub–kutub tidak sejenis akan tarik menarik.
3. Dapat menarik benda logam tertentu. U
4. Gaya tarik magnet terbesar pada kutubnya.
SS SS
B. PEMBUATAN MAGNET
UU UU
1. Cara Menggosok
besi baja kutub-kutub besi kehi- baja memper-
kutub-kutub hasil gosokan induksi
langan sifat tahankan sifat
Bahan magnet dapat dijadikan magnet de-
ngan cara menggosokkan magnet dengan magnet magnet
arah yang senantiasa tidak berubah (searah).
Ujung akhir bahan magnet yang digosok akan 3. Menggunakan Arus Listrik
menjadi kutub yang berlawanan dengan ku- Magnet yang dihasilkan dinamakan elektro-
tub magnet yang menggosok (lihat gambar). magnet. Kelebihan elektromagnetik adalah:
2. Cara Induksi a. sifat kemagnetannya dapat diperbesar
Peristiwa batang besi atau baja menjadi mag- dengan cara memperbanyak jumlah lili-
net karena sebuah magnet berada di dekat- tan atau memperbesar arus listrik,
nya (tanpa menyentuh) disebut induksi mag- b. sifat kemagnetannya dapat dihilangkan
netik. dengan cara memutuskan arus listrik,
dan dapat ditimbulkan kembali dengan
cara menyambung arus listrik,
c. kutub–kutub magnetnya dapat ditukar
dengan cara mengubah arah arus listrik.
Untuk memperkuat medan magnetik yang
dihasilkan kawat berarus, kawat dapat dililit-
kan membentuk kumparan. Kumparan yang
demikian disebut solenoida.
Untuk menentukan ujung mana yang jadi ku-
tub utara dan selatan, digunakan kaidah ta-
ngan kanan berikut.

164 Di unduh dari : Bukupaket.com

baterai Sifat Kemagnetan Bumi

arah arus kutub selatan magnet kutub utara geografi
listrik

baja dimagnetkan jarum kompas garis gaya
magnetik bumi
solenoida
ekuator bumi

arah ibu jari tangan kanan inklinasi 0o
menunjukkan
kutub utara kutub utara magnet kutub selatan geografi

arah listrik - Sudut yang dibentuk oleh jarum kompas den-
gan arah utara–selatan sebenarnya disebut
Sifat kemagnetan dapat dihilangkan dengan sudut deklinasi.
cara pemanasan atau pemukulan.
- Sudut yang dibentuk oleh medan magnetik
C. MEDAN MAGNETIK bumi dengan garis horizontal dinamakan
sudut inklinasi.
1. Medan magnetik adalah daerah di sekitar
magnet di mana magnet lain masih dipenga- Aturan Genggaman Tangan Kanan
ruhi oleh gaya magnet jika diletakkan pada “Bila kawat berarus listrik digenggam dengan ta-
daerah tersebut. ngan kanan sedemikian sehingga arah arus sama
dengan arah ibu jari, maka arah medan magnet
2. Garis gaya magnet adalah pola garis yang searah dengan arah genggaman jari yang lain.”
dibentuk oleh kutub magnet.
arus listrik
3. Sifat garis gaya magnet adalah:
- garis gaya magnet keluar dari kutub utara Aturan genggam tangan kanan
dan masuk ke kutub selatan,
- garis gaya magnet tidak pernah berpo-
tongan,
- tempat yang mempunyai garis gaya mag-
net dapat menunjukkan medan magnetik
yang kuat dan sebaliknya.

Di unduh dari : Bukupaket.com 165

Percobaan Oersted Contoh:
a. Semakin jauh dari kawat berarus, semakin
1. Kaca yang digosok dengan kain sutra dapat
kecil kuat medan magnetnya. bermuatan positif, karena ….
b. Semakin besar kuat arusnya, semakin kuat A. elektron berpindah dari kain sutra ke kaca
B. elektron berpindah dari kaca ke sutra
medan magnetnya. C. proton berpindah dari kaca ke kain sutra
D. proton berpindah dari kain sutra ke kaca
D. GAYA LORENTZ Jawab:
Sebelum kaca digosok dengan kain sutra,
Besar gaya Lorentz dapat ditentukan dengan: keduanya tidak bermuatan listrik. Setelah
kaca digosok dengan kain sutra maka kaca
F=B × I × L bermuatan positif. Hal ini disebabkan oleh:

Keterangan: a. elektron berpindah dari kaca ke kain
F = gaya Lorentz (newton),
B = kuat medan magnet (tesla), sutra,
I = kuat arus listrik (ampere),
L = panjang kawat penghantar (meter). b. kain sutra kelebihan elektron, sehingga

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan kain sutra bermuatan negatif.
Catatan: elektron dapat berpindah dari ben-
I da satu ke benda yang lain, sedangkan pro-
Keterangan: ton dan neutron tidak dapat berpindah.

B I = ibu jari menunjukkan arah Jawaban: B. elektron berpindah dari kaca ke
arus listrik, sutra
2. Suatu kawat lurus panjangnya 10 cm dialiri
F B = jari telunjuk menunjukkan arus 5 ampere. Jika kawat tersebut berada
arah medan magnetik, ruangan medan magnetik sebesar 16 Wb/m2,
gaya lorentz maksimum yang bekerja pada
F = jari tengah menunjukkan kawat tersebut adalah…
arah Jawab:
F = B.i.l = 16 . 5 . 0,1 = 8 N

166 Di unduh dari : Bukupaket.com

18 Induksi 1. Jumlah lilitan kumparan. Semakin banyak
Elektromagnetik lilitan kumparan, semakin besar ggl induksi
yang timbul.
A. GAYA GERAK LISTRIK INDUKSI
2. Kecepatan keluar masuk magnet dari dan
Michael Faraday menjelaskan bahwa: ke dalam kumparan. Semakin cepat magnet
“Gaya gerak listrik induksi (ggl induksi) akan dimasukkan dan dikeluarkan dari kumparan,
muncul bila kumparan menangkap garis gaya semakin besar ggl induksi yang timbul pada
magnetik yang jumlahnya berubah.“ ujung–ujung kumparan.

magnet digerakkan 3. Kekuatan magnet batang yang digunakan.
ke dalam Semakin kuat magnet batang yang diguna-
kan, semakin besar ggl induksi yang timbul.
arus mengalir
Di samping dengan menggerakkan magnet ke
magnet diam dalam atau ke luar kumparan, gaya gerak listrik
tidak ada arus induksi juga dapat ditimbulkan dengan cara:
1. memutar magnet batang di dekat kumparan,
2. memutar kumparan di dekat magnet batang,
3. memutushubungkan arus listrik pada kum-

paran primer sehingga terjadi arus induksi
pada kumparan sekunder.
Beberapa sumber arus dan peralatan yang
menggunakan percobaan Faraday sebagai
dasarnya adalah AC, generator DC, dinamo, dan
transformator.

magnet digerakkan Generator
ke luar
Yaitu mesin yang mengubah energi kinetik men-
arus mengalir ke jadi energi listrik (kebalikan dari motor).
arah berlawanan 1. Generator arus bolak–balik (generator AC),

Gaya gerak listrik induksi disebut juga alternator.
2. Generator arus Searah
GGL induksi yang timbul pada ujung–ujung
kumparan bergantung pada tiga faktor sebagai
berikut.

Di unduh dari : Bukupaket.com 167

B. TRANSFORMATOR – arus sekunder lebih besar daripada kuat arus
primer.
Transformator adalah alat yang digunakan untuk
mengubah tegangan arus bolak balik menjadi Hubungan antara tegangan primer dengan te-
lebih rendah atau lebih tinggi.
Transformator terdiri dari: gangan sekunder untuk transformator ideal:
1. kumparan primer,
2. kumparan sekunder, V S = IP = NS Keterangan:
3. inti besi lunak. VP IS NP NP = jumlah lilitan primer,
NS = jumlah lilitan sekunder,
inti besi lunak VP = tegangan primer,
VS = tegangan sekunder,
arus bolak-balik arus induksi bolak-balik IP = arus primer,
IS = arus sekunder.

kumparan primer kumparan sekunder Efisiensi Transformator
medan magnet berubah-ubah Efisiensi transformator adalah perbandingan an-
tara daya pada kumparan sekunder dengan daya
pada kumparan sebuah transformator.

Ada 2 jenis transformator, yaitu sebagai berikut. η = PS × 100 % Keterangan:
1. Transformator penaik tegangan (Step–up) PP
PS = daya sekunder (W) → VS × IS,
Untuk menaikkan tegangan bolak–balik. PP = daya primer (W) → VP × IP,
Ciri–ciri transformator step–up adalah:
– jumlah lilitan sekunder lebih banyak daripada h = efisiensi transformator (%).

jumlah lilitan primer, Peralatan sehari–hari yang memanfaatkan in-
– tegangan sekunder lebih besar daripada te- duksi elektromagnetik, yaitu:
1. tungku industri
gangan primer, 2. induktor Ruhmkorff
– kuat arus sekunder lebih kecil daripada kuat 3. rem magnetik

arus primer.

2. Transformator penurun tegangan (Step–down)
Untuk menurunkan tegangan bolak–balik.
Ciri–ciri transformator step–down adalah:
– jumlah lilitan sekunder lebih sedikit daripada
jumlah lilitan primer,
– tegangan sekunder lebih kecil daripada te-
gangan primer,

168 Di unduh dari : Bukupaket.com

Contoh:

Sebuah transformator memiliki efisiensi 80 %, 19 SistemTata
tegangan primernya adalah 330 volt, kuat arus Surya
primernya 10 A. Jika kuat arus sekundernya 20

A, berapa volt tegangan sekundernya?

Jawab: A. TATA SURYA
Diketahui: h = 80 %, VP = 330 volt,
Tata surya adalah sebuah sistem yang terdiri
IP = 10 A, Is = 20 A. dari Bumi, Matahari, dan anggota kelompok lain
seperti planet-planet, satelit, asteroid, komet, dan
η = PS ×100 % meteoroid.
PP 1. Planet

η = VS ×IS ×100 % Ada 8 planet dalam tata surya kita, antara lain
VP × IP Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Satur-
nus, Uranus, Neptunus.
80% = VS × 20 ×100 % l Orbit: garis edar planet.
330 ×10 l Revolusi: peredaran planet mengelilingi

80% = VS × 20 ×100 % Matahari.
330 ×10 l Kala revolusi: waktu yang diperlukan oleh

80 % = VS × 20 sebuah planet untuk sekali melakukan
100 % 3300 revolusi.
l Rotasi: perputaran planet mengelilingi
8 = VS × 20 sumbunya.
10 3300 l Kala rotasi: waktu yang diperlukan oleh
planet untuk sekali melakukan rotasi.
8 × 3300 = VS l Khusus bidang edar Bumi disebut eklip-
10 × 20 tika.
Pengelompokan planet
VS = 8 × 33 a. Berdasarkan Bumi sebagai pembatas
2 Planet Inferior adalah planet yang orbitnya
terletak di antara orbit Bumi dan Matahari,
VS = 132 volt yaitu: Merkurius dan Venus.

Jadi, tegangan sekundernya adalah 132 volt.

Di unduh dari : Bukupaket.com 169

Planet Superior adalah planet yang orbitnya oleh Edmund Halley, dan memiliki kala rev-
di luar orbit Bumi, yaitu: Mars, Yupiter, Satur- olusi 76 tahun. Komet Halley muncul terakhir
nus, Uranus, dan Neptunus. pada tahun 1986 dan akan kembali muncul
b. Berdasarkan sabuk asteroid (antara Mars pada tahun 2062. Berikut beberapa contoh
dan Yupiter) komet lainnya.
Planet dalam adalah planet yang letaknya l Komet Encke, tampak setiap 3,3 tahun
di dalam sabuk asteroid, yaitu: Merkurius,
Venus, Bumi, dan Mars. Planet luar adalah sekali.
planet yang letaknya di luar sabuk asteroid, l Komet Brooks, tampak setiap 7 tahun
yaitu Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptu-
nus. sekali.
c. Berdasarkan ukuran dan komposisi pe-nyu- l Komet Gale, tampak setiap 11 tahun sekali.
sun l Komet Biela, tampak setiap 6,6 tahun
Planet terrestrial adalah planet yang kompo-
sisi penyusunnya berupa batuan (menyeru- sekali.
pai Bumi), yaitu: Merkurius, Venus, Bumi, 5. Meteoroid
dan Mars. Planet Jovian adalah planet-planet
yang berukuran besar dan komposisi penyu- Meteoroid adalah benda langit berukuran
sunnya berupa es dan gas hidrogen, yaitu: sangat kecil hingga berukuran sebesar batu
Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus kali. Meteor adalah meteoroid yang jatuh ke
2. Satelit Bumi dan berpijar. Meteorit adalah benda sisa
Yaitu benda langit yang mengelilingi pla-net. meteor dan beratnya hampir puluhan ton.
Masing-masing planet mempunyai satelit, ke-
cuali Merkurius dan Venus. B. BUMI DAN BULAN YANG MENGELILINGI
MATAHARI
3. Asteroid atau Planetoid
Yaitu planet–planet kecil yang jumlahnya pu- Bumi beredar mengelilingi Matahari. Bumi berot-
luhan ribu yang mengorbit mengelilingi Ma- asi dari barat ke timur.
tahari, terletak antara Mars dan Yupiter. l Dalam beredar mengelilingi Matahari, poros

4. Komet Bumi miring membuat sudut sebesar 23,5°
Komet adalah bintang berekor karena benda terhadap garis yang tegak lurus terhadap
langit ini memiliki ekor. Komet yang sangat ekliptika, maka panjang siang dan malam se-
terkenal adalah komet Halley, ditemukan lalu berubah.
l Bulan yang mengorbit Bumi juga disebut rev-
olusi. Kala revolusi Bulan adalah 27,3 hari.
Kala revolusi ini disebut juga sebagai 1 bulan
sideris.

170 Di unduh dari : Bukupaket.com

l Untuk terjadi saat bulan purnama ke bulan matahari titik
purnama berikutnya (atau dari bulan baru perihelium
ke bulan baru berikutnya) dibutuhkan waktu
29,53 hari. Waktu ini disebut juga sebagai 1 titik
bulan sinodis. aphelium

Gaya Gravitasi 3. Hukum II Kepler
Newton menyampaikan bahwa antara dua benda “Dalam jangka waktu yang sama garis yang
yang massanya masing-masing m dan M akan
terjadi gaya tarik-menarik yang disebut gaya menghubungkan planet dengan Matahari se-
gravitasi. Besarnya gaya gravitasi ini dapat dicari
dengan persamaan berikut. lama revolusi tersebut akan melewati bidang

yang luasnya sama.”

BC
matahari (M)

mM AD
r2
F = G Jika panjang busur CD = AB, maka luas jur-
ing MCD = luas juring MAB.
Keterangan:
F = gaya tarik-menarik/gaya gravitasi (N), 4. Hukum III Kepler
G = tetapan gravitasi = 6.67 × 10–11 (Nm²/kg²), “Kuadrat kala revolusi planet-planet ber-
M = massa benda pertama (kg), banding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-
m = massa benda kedua (kg), ratanya dari Matahari.”
r = jarak antara kedua benda (m). Secara matematis dapat ditulis:
P12 : P22 = a13 : a32

C. HUKUM PERGERAKAN PLANET–PLANET planet 1 R1

1. Nicolaus Copernicus matahari (M)
Menyatakan bahwa Matahari adalah pusat
tata surya (teori heliosentris). Anggota-ang- R2
gota tata surya yang lain beredar mengel-
ilingi Matahari. planet 2

2. Hukum I Kepler Keterangan:
“Orbit setiap planet berbentuk elips dan Ma- P1 = Kala revolusi planet pertama
tahari terletak pada salah satu fokusnya.” P2 = Kala revolusi planet kedua
a1 = Jarak antara Matahari dengan planet pertama
a2 = Jarak antara Matahari dengan planet kedua

Di unduh dari : Bukupaket.com 171