![Kunci LKS Fisika PDF [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/kunci-lks-fisika-pdf.jpg)
15 0 3 MB
Menuju Pembelajaran Tuntas
KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN
FISIKA untuk SMA/MA SMA/MA Kelas
XIII XI
Nama Sekolah:
Menuju Pembelajaran Tuntas
7
Kunci Jawaban dan Pembahasan
1
Diterbitkan oleh CV Sindunata Jl. Diponegoro No. 123 Kartasura, Sukoharjo 57166 Telp. (0271) 781797, 781853 Website: http://www.fokusindunata.com Email: [email protected]
Fisika 12
Kunci Jawaban Fisika Kelas 12
5.
BAB 1 GELOMBANG
=5m;F=2N; m = …?
= 40 m/s
=
Kegiatan Pembelajaran 1 Gejala Gelombang A. Definisi Gelombang
40 =
B. Sifat-Sifat Gelombang
1600 =
Ulangan Harian
m=
1.
= 0,00625 kg
Kegiatan Pembelajaran 2 2. 3.
Gelombang Berjalan dan Stasioner
T = 10 s dan = 2 m = /T = 2/10 = 0,2 m/s Ralat soal: Jika indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1 adalah
A. Gelombang Berjalan B. Gelombang Stasioner Tugas Siswa berdiskusi bersama kelompok tentang permasalahan-permasalahan yang diajukan, kemudian menulis hasil diskusi pada buku tugas masing-masing.
,
maka berapakah besar sudut biasnya?
sin i =
Ulangan Harian 1. Jarak perut ke-3 dari ujung bebas, x3 = 15 cm, sedang jarak perut dari ujung bebas (x = 0) adalah kelipatan genap dari seperempat panjang gelombang.
sin r
sin i =
sin r
, n = 0, 1, 2, ... sin 300 =
sin r
=
sin r
sin r = 4.
a.
b.
Untuk perut ke-3, n + 1 = 3 atau n = 2, sehingga: cm 2.
atau r = 450
Dispersi gelombang adalah perubahan bentuk dan keadaan gelombang ketika berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya. Interferensi gelombang adalah peristiwa bertemunya dua gelombang (perpaduan).
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Ralat soal: Persamaan yang benar: y = 0,2 sin (10 t – x) meter a. dan y pada x = 0,25 m, t = 0,1 s =
2
10
=
T
=
k
= Fisika 12
4.
= =2 =
=
= 0,2 sin (10 t –
sin
5. = 0,2 sin = 0,2 sin =
=
= 0,2 sin (10 t –
=
100.1 F. 400 20 m / s m 0, 25
x)
= 0,2 sin
Evaluasi dan Penilaian Penilaian Kompetensi Pengetahuan
= 0,2 sin
I. 1.
=
=
2.
m
) Beda fase ( x = 0,5 sd 0,75 m =
3.
= Karena t2 = t1 = t, maka: = 3.
gelombang
Diketahui: F =10N : = 1 m m = 250 gr = 0,5 kg Ditanya: = … ? Jawab:
m
= 0,2 sin
b.
dari
= 30o Jadi, besarnya sudut fase getaran adalah 30o.
x)
= 0,2 sin
y
umum
10 = 5 sin
= y
Persamaan berjalan: yp = A sin
=
= 0,125
4.
y(x, t) = 0,03 sin (3,5t – 2,2x) A, , f, T, dan ? A = 0,03 m 2 = = = m k =
f
=
T
=
=
=
.f=
5.
Hz
6.
Pilihan Ganda b Berdasarkan medium perambatan, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik. b Gelombang mekanik membutuhkan medium untuk merambat, contohnya antara lain bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada dawai. e Pada peristiwa pembiasan, cepat rambat gelombang berubah, sehingga panjang gelombang dan frekuensi kemungkinan bisa berubah, energi juga dapat berubah, sedangkan fase gelombang selalu tetap. d Gelombang yang melalui celah sempit akan mengalami difraksi atau pembelokan. e 240 4m f 60 c f
s
=
Hz ;
= 9 cm
= …? =
3,5 2,2
=
m/s
Kunci Jawaban dan Pembahasan
3
f=9.
= 3 cm/s
Fisika 12
7.
8.
b Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium untuk merambat. c y = 0,2 sin (50 t – x) 2f = 50 f = 25 Hz
= 4 sin = 4 sin 2
= 2 cos (0,1 x) sin 10 = …? k = 0,1 2 f = 10 f = 5 Hz
= =2m 9.
(250 – 25) = 0
16. a y
t
= 0,1
d
= 0,1 1,2 = 3
=
Jarak antara 2 gabus adalah 1,2 m. 3 = 1,2 = 0,4 m = 40 cm 10. c f = 10 Hz ; = 5 m/s ; A = 10 cm
= 100 m/s 17. c Diket: x0 = 100 cm Ditanya: perut ke-4 = …? Jawab: Perut ke-4 (n = 3)
y = A sin 2
x = 0,1 sin 2
11. b Amplitudo merupakan simpangan maksimum. 12. c Polarisasi hanya dapat terjadi pada gelombang transversal. 13. c Difraksi merupakan pembelokan gelombang ketika melewati penghalang berupa celah kecil. 14. b = 40 m ; = 50 m/s ; F = 2,5 N m = …?
f
15. e A x y y
=
=
= 4 cm ; f = 50 Hz ; =2m;t=5s = …? = A sin ( t – kx)
=
=
= 5 Hz
II. Uraian 1. Jenis gelombang berdasarkan arah getar dan arah rambatannya: a. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. b. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya sejajar dengan arah rambatannya.
= 0,04 kg = 4 m/s
Kunci Jawaban dan Pembahasan
. 13,4 = 20,1 cm
19. c Gelombang stasioner dapat terjadi jika dua gelombang merambat dengan arah berlawanan, amplitudo dan frekuensi sama. 20. a Interferensi konstruktif merupakan interferensi yang saling menguatkan.
= =
=2.3.
Letak perut ke-4 = 100 – 20,1 = 79,9 cm. 18. d Ralat soal: Pada gambar, jarak A dan B Seharusnya 1,2 m, bukan 6m. = 1,2 m ; = 6 m/s f = …?
= 0,1 sin 2 (10t – 2x) = 0,1 sin 20 (t – 0,2x)
m
= 2n .
4
Fisika 12
2.
3.
Gelombang berjalan adalah gelombang mekanik yang memiliki amplitudo konstan di setiap titik yang dilalui gelombang, sedangkan gelombang stasioner adalah gelombang mekanik yang memiliki amplitudo tidak konstan di setiap titik yang dilalui gelombang. A = 0,04 cm
2. 3.
4. 5.
Persamaan gelombangnya:
4.
Enrichment Siswa memahami materi kemudian membuat ulasan singkat dari materi tersebut.
= 1,38 m = 178 ms = 0,178 s a.
T
= 4 . 0,178 = 0,712 sekon
b.
f
=
=
= 1,404 Hz
= .f = 1,38 . 1,404 = 1,938 cm/s =6m = = 6 m - 3,75 m = 2,25 m Ditanya: Jawab:
c.
5.
= 0,5 m/s dan T = 2 s = 0,5 m/s x 2 s = 1 m Sifat-sifat yang dimiliki gelombang yaitu pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), pelenturan (difraksi), perpaduan (interferensi), dispersi, dan polarisasi. Hubungan matematis antara kecepatan sudut dengan frekuensi: = 2 . Pelenturan gelombang akan terlihat sangat jelas, jika celah yang dilewati gelombang sangat sempit. Celah sempit dianggap sebagai sumber gelombang yang berupa titik. Gelombang yang melalui celah sempit dipancarkan berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya.
BAB 2 GELOMBANG BUNYI DAN CAHAYA Kegiatan Pembelajaran 1 Gelombang Bunyi A. Perambatan Gelombang Bunyi B. Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi Ulangan Harian 1. Dalam ruang hampa udara tidak ada medium untuk perambatan bunyi.
Penilaian Kompetensi Keterampilan Siswa bersama kelompok merancang sebuah percobaan untuk mengetahui hubungan antara panjang tali dengan frekuensi getar dari gelombang pada tali. Siswa mempraktikkan rancangan percobaan yang telah dibuat.
s 1700 v 340 m / s t 5s
3.
TI1 = 80 dB ; n = 10 TI2 = …? TI2 = TI1 + 10 log n = 80 + 10 log 10 = 90 dB f1 = 175 Hz ; f2 = 179 Hz L = f2 – f1 = 179 – 175 = 4 r2 = 4r1 TI2 = TI1 – x x = …?
4. 5.
Aplikasi Tindak Lanjut Remedial 1. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Kunci Jawaban dan Pembahasan
2.
5
I1
=
I2
=
=
Fisika 12
Evaluasi dan Penilaian Penilaian Kompetensi Pengetahuan
TI1 = 10 log
I. 1.
TI2 = 10 log = 10 log
+ 10 log
2.
= TI1 + 10 log 1 – 10 log 16 = TI1 + 0 – 10 log 16 = TI1 – 10 log 16 Maka x = 10 log 16 3.
Kegiatan Pembelajaran 2 Gelombang Cahaya A. Cahaya sebagai Gelombang B. Fenomena Cahaya dalam Kehidupan
4.
Tugas Siswa membuat tulisan ilmiah tentang interferensi cahaya pada proses pembacaan Compact Disk dan mencantumkan sumbernya. Siswa mengumpulkan hasilnya pada guru.
5.
6.
Ulangan Harian 1. Diketahui:
7.
= 5.000 garis/cm
8.
= 370 Ditanya:
= ...?
Jawab: cm
Pilihan Ganda e Bunyi termasuk gelombang mekanik, sehingga tidak dapat merambat melalui ruang hampa. a Macam-macam bunyi: a. Bunyi infrasonik memiliki frekuensi di bawah 20 Hz. b. Bunyi audiosonik memiliki frekuensi 20 Hz – 20 kHz. c. Bunyi ultrasonik memiliki frekuensi di atas 20 kHz. c Kelelawar mampu memancarkan dan mendengar gelombang ultrasonik, maka kelelawar biasanya akan keluar di malam hari, karena mengandalkan pendengarannya. c Frekuensi Q lebih besar dari P, sehingga sumber bunyi Q lebih tinggi. a Kuat lemahnya nada tergantung dari amplitudonya. d Kuat lemah bunyi tergantung amplitudo. c Bunyi termasuk gelombang longitudinal. b TI = 110 dB I = …? I TI = 10 log I0 110 = 10 log 11 = log
sin log 1011 = log
9.
I I c
= 1011 . 10–12 = 10–1 = 0,1 W/m2
2. dawai Nada dasar dawai
Kunci Jawaban dan Pembahasan
6
Fisika 12
= f
=
=2
=
=
= 14. c TI1 = 80 dB ; n = 10 TI2 = TI1 + 10 log n = 80 + 10 log 10 = 80 + 10 = 90 dB 15. c =0 fs = 1700 Hz (frekuensi yang didengar 2000 Hz) = 340 m/s = …?
=
=
=
fp
= 10 – 80 2
=
2000 =
=8 = 80 = 40
2000 = 340 +
=
16. b t = 17. = f3 =
=
18.
= 1,33 f
10. b Pipa organa terbuka: f2
=
19.
= 20.
3 perut 4 simpul 11. a Bunyi termasuk gelombang longitudinal. 12. b R1 = h = 30 cm R2 = h = 60 cm 13. e r1 = 10 m r2 = 20 m Kunci Jawaban dan Pembahasan
p
= 400
= 60 m/s = 216 km/jam p = 2,5 sekon = 340 m/s = …? = . t = 340 . 2,5 = 850 m
s s c Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. a Sumber cahaya disebut koheren jika frekuensi dan beda fase sama. a Interferensi destruktif merupakan interferensi yang melemah. d polarisasi i = …? tan i =
=
=
= 1,125
i = 48,40
7
Fisika 12
II. Uraian 1. =0
= 340 m/s
= 4 m/s
2.
fp
= …?
fp
=
Penilaian Kompetensi Keterampilan Siswa melakukan kegiatan untuk mengukur panjang gelombang bunyi yang dihasilkan di dalam pipa berongga.
fs = 350 Hz
Aplikasi Tindak Lanjut Remedial 1. Diketahui: = 40 cm = 340 m/s Ditanyakan: = ....? Jawab:
=
= 345,93 Hz Panjang tali L = 2 m massa per panjang = 2,5 x 10–3 kg/m tegangan F = 100 N =
f1
= =2 = 2 x 0,4 = 0,8 m Nada dasarnya:
= = 3.
= 50 Hz
=
Diket: = 10 m/s ; f = 5 Hz ; A = 0,01 m Jawab: =
k
4.
=
=
= 425 Hz Perbandingan nada atas keduanya:
=2
=2
f = 2 . 5 = 10
=
=
= 3 x 425 Hz = 1.275 Hz 2.
=
Persamaan umum gelombang adalah: y = +A sin ( t – kx) = 0,01 sin (10 t – x) = 0,01 sin (10t – x) Diketahui: n2 = 1,8
untuk satu orang = 80 dB Diketahui: untuk 5 orang Ditanyakan: Jawab: Taraf intensitas untuk satu orang = 10 log 8
n1 = = 120 Ditanyakan: Jawab:
=
; 80 = 10 log
= 10 log = 108
= Taraf intensitas untuk 5 orang = = 5 x 108 I0
= ....?
= 10 log = = 10 log 5.
Diketahui :
= 4.000 Å = 4 x 10-7 m =3
= 370 Ditanyakan : d = ....? Jawab:
3.
d=
Kunci Jawaban dan Pembahasan
8
= 10 log 5 + 10 log 108 = 10 x 0,698 + 10 x 8 = 6,98 + 80 = 86,98 dB a) Pemantulan b) Absorbsi c) Pembiasan d) Hamburan Fisika 12
4.
Diketahui: = 8.000 Å = 8 x 10-7 m = 0,2 mm = 2 x 10-4 m = 50 cm = 0,5 m Ditanyakan: = ....? Jawab: =
4.
d Persamaan y = 0,02 sin (4t – 2x) identik dengan y = A sin ( ), berarti m/s
5.
e identik dengan
= m
= 6. 5.
Diketahui: = 1 (udara)
e A x y
= 4 cm ; f = 50 Hz ; = 2 cm ; t = 5 dt = A sin ( t – kx) = 4 sin
= Ditanyakan Jawab:
dan
= ....?
= 4 sin 2 = nol 7.
a. b.
= = 530 pada saat terjadi polarisasi linier,sinar pantul tegak lurus terhadap sinar bias, maka berlaku: = 900
8.
=1m = 0,016 kg = 0,1 . 10 = 10 N =
=
=
= 25 m/s
1
=
F1 = F
Enrichment Siswa membaca materi tentang kebisingan kemudian mencari artikel tentang cara meredam kebisingan.
F2 = 4F 2
Pilihan Ganda b Gelombang stasioner terjadi karena interferensi terus menerus antara gelombang datang dengan gelombang pantul. a
=
=2
Ralat jawaban
(simpul ke-2 = k
)
= 0,4 = 0,4 =5m
Maka
b
Kunci Jawaban dan Pembahasan
=
y = 0,1 sin 0,4 x cos 200 t Jarak simpul kedua dari ujung pantul adalah:
s 3.
= …? =
ULANGAN TENGAH SEMESTER 1
2.
=
c
= 900 – 530 = 370
9.
(50 – 50)
e m F
= 900 –
I. 1.
= 4 m/s
=
= 3,75 m
10. a Hasil perpaduan dua gelombang menghasilkan gelombang stasioner.
9
Fisika 12
11. d y
15. c f1 f2
= 10 sin (0,4 t – 0,5x) = 0,4
t
= 2 m/s
= 0,4 T
=
= 5 sekon
12. c A tertutup f1 B terbuka f0 = 20 cm fIA
fOB
B
= 684 Hz = 676 Hz
L
= 340 m/s = …?
fp
=
fp
=
=
= 680 Hz
Maka L = 684 – 680 = 4 Hz 16. c I1 = 10–9 Wm–2 I0 = 10–12 Wm–2 TI untuk n = 10 = …?
= =
TI = 10 log
=
= 10 log
= 10 log 103 = 30 dB
TIn = TI + 10 log n = 30 + 10 log 10 = 40 dB 17. b
=2 fIA = fOB
f1
=
f
= =
=
=
=
= 1,4 m = 140 cm
18. e =
=
= 30 cm
p
13. a
= 0,4 mm =
f= A = pipa organa terbuka B = pipa organa tertutup
f2 = x f3 = y
= 0,4 . 10–6 m
= 4000 19. d Polarisasi merupakan peristiwa yang memperlihatkan ciri khas dari gelombang transversal. 20. c
f2 : f3 = x : y =x:y :
= 5000 =2 = 30o d sin =n d . sin 30o = 2 . 5000 . 10–8 n
: 6 :7 Jadi, y : x = 7 : 6 14. b Frekuensi nada pipa organa tertutup dipengaruhi oleh: suhu dan panjang pipa. Kunci Jawaban dan Pembahasan
= 1 . 10–4 d = 2 . 10–4 n =
10
= 5.103 = 5000 garis/cm
Fisika 12
5.
II. Uraian 1. Diketahui: y1 = 3 sin 100t = 4 sin (100t –
y2
)
Ditanyakan Jawab: )
= 3 sin 100t + 4 (sin 100t cos sin
d=
= 3 sin 100t + 4 sin
(100t -
– cos 100t
)
= 3 sin 100t + 4(-cos 100t) = 3 sin 100t - 4cos 100t Bentuk di atas dapat ditulis (100t- )
BAB 3 LISTRIK MAGNET Kegiatan Pembelajaran 1
sin
Listrik Statis A. Gaya dan Medan Listrik
cm 2.
y
= 0,5 sin (0,4 x) cos 1(10t – 4)
k
= …? = .f = 0,4
B. Potensial dan Energi Potensial Listrik C. Kapasitor Tugas Siswa mendiskusikan permasalahan-permasalahan yang diajukan bersama kelompok. Siswa menulis hasilnya pada buku tugas.
= =5m
Ulangan Harian 1. q1 = 40 C q2 = –50 C r =2m
2
f = 10 f = 5 Hz Maka: = 5 . 5 = 25 m/s
a.
= 72 km/j = 20 m/s
3.
Diketahui: = 4.000 Å = 4 x 10-7 m =3 = 370 Ditanyakan : d = ....? Jawab:
= 90 km/j = 25 m/s
F
fs = 650 Hz
=
= 350 m/s fp
= 450 . 10–2 = 4,5 N
= b.
=
F
= 4.
r1 T1 r2 T2
=
=
(k = 80)
=
= 740 Hz =5m = 60 dB = 50 m = …?
= 4.10–8 N 2.
T2 = T1 + 20 log
r = 12 cm q = 600 C a. rA = 15 cm E
=
= 60 + 20 log =
= 60 + 20 log 10–1 = 40 dB Kunci Jawaban dan Pembahasan
11
Fisika 12
= b.
rB
= 12 cm
E
=
a.
= 0,24 . 109 N/C
B
=
=
=
3.
A d C C
=
b. c.
4.
5.
= 0,375 . 109 N/C
rC = 10 cm E =0 = 20 volt = 80 volt = 10 C = 10.10–6C EpA = VA . q = 20 . 10 . 10–6 = 2 . 10–4 J EpB = VB . q = 80 . 10 . 10–6 = 8 . 10–4 J W = q(VB – VA) = 10 . 10–6 (80 – 20) = 6 . 10–4 J = 100 F = 50 V =C.V = 100 . 50 = 5.103 C = 100 cm2 = 0,01 m2 = 1 mm = 1 . 10-3 m = …?
VA VB q a.
C V q
0l 1 0l 2 – 2a 2a
=
=
c.
= B2 – B1
b.
B
= 10–6 T
= B1 + B2 = = = 5 . 10–6 T
2.
= 1 m ; r = 5 cm N
= 500 ; I = 60 A = …? =B.A = = = 300 . 10–7 = 3.10–5 Wb
3.
= 8,85.10–12 .
x
FL
B
i
= 8,85.10–11 F
4.
Kegiatan Pembelajaran 2
B
FL
i
F = 0,0025 N ; a = 20 cm i = …? F =
Induksi Magnetik A. Medan Magnet
2,5.10–3 =
B. Gaya Lorentz Ulangan Harian 2 1. 1
= 120 cm I1 = 6 A I2 = 9 A
5.
120 cm Kunci Jawaban dan Pembahasan
12
2,5.10–2 = 10–7 I2 i2 = 2,5 . 105 i = 5 . 102 i = 500 A Alat ukur potensial, yaitu voltmeter, milivoltmeter, mikrovoltmeter, dan multimeter.
Fisika 12
Evaluasi dan Penilaian Penilaian Kompetensi Pengetahuan I. 1.
2.
3.
4.
=
Pilihan Ganda b Fluks medan listrik adalah banyaknya garis–garis medan listrik yang menembus suatu permukaan dalam arah tegak lurus. b Apabila dua muatan yang sejenis didekatkan, maka akan terjadi gaya tolak-menolak, sedangkan apabila dua muatan yang berbeda didekatkan, maka akan terjadi gaya tarik-menarik. b Besarnya fluks medan listrik dirumuskan = EA cos , sehingga untuk = 600 diperoleh = EA cos 600. d
11. c a i B
5.
7.
8.
9.
12. b r i B
13. c r i
x 40 C x 8 x 106 V = 1,6 x 108 J
B
sehingga
=
14. a i B r
= 10 cm =5A = = 10.10–6
=2A = 4.10–5 T = …? B
=
4 . 10–5 = a
=2F
=
= 10–2 = 1 cm
15. Ralat jawaban =1m r = 5 cm N = 200 i = 10 A
C3 = 12 F
Cs
=
= 3,14.10–5 Wb/m2
C2 = 6 F
B
= 90 volt =
= 10 cm = 0,1 m =2A
=
10. b C1 = 4 F
V
=
=
satuan medan listrik adalah volt/meter. a Elektroskop digunakan untuk mendeteksi adanya muatan listrik. c W = q(V2 – V1) = 40 (50 – 5) = 40 . 45 = 1800 J b F berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. e q = 100 C ; V = 50V C = …? =
= 3 cm = 0,03 m =6A
= 4.10–5 Wb/m2
d
C
= 15 volt
= 4 .10–6 Wb/m2
Besarnya medan listrik 6.
=
=
= =
= 2.10-6 . 90 = 1,8.10-4 C
Q
=
= =
= 2 F = 2.10 F -6
Kunci Jawaban dan Pembahasan
= 4 .10–4 T
13
Fisika 12
16. d i B L FL
d.
= 10 A = 0,5 T = 10 cm = 0,1 m =BiL
= 9.109 . 2.
. 10 . 0,1 = 0,5 N ke utara
= 17. e
lingkaran Bdi pusat lingkaran = 4 . 10–3 T i
= …?
B
Ep = 10 1.104
= 9.106 Joule
Ralat soal: Besar induksi magnetik seharusnya: 2
. 10–5 T
I
= 7,5 A
N
=4
B
=2
x 10–5 T
=4
x 10–7
= B
=
a
=
a
=
4 . 10–3 = i =
= 100 A
18. c Sesuai dengan aturan tangan kanan. 19. b i1 = 2 A i2 = 4 A searah r = 20 cm F = …? =
3.
4.
= 8.10–6 N tarik-menarik 20. b Sesuai dengan aturan tangan kanan. II. Uraian 1. q = 10 C E = 900 N/C a. r = …? b. V = …? c. W (q = –1 C) = …? d. Ep (q = –1 C) = …? Jawab: a.
E
b. c.
5.
0i 2a
=
4.10–7.12 2.0,24
F
= 1 . 5 . 0,2 . sin 60o =
r i B
= 5 cm = 30 A = …?
3 N
i
5 cm
10 B
r2
= 108 = 104 m = E.r = 900 . 104 = 9.106 volt W =qV = –1.9.106 = –9.106 Joule
Kunci Jawaban dan Pembahasan
= .10–5 T
Kawat lurus = 20 cm = 0,2 m i =5A B = 1 Wb/m2 = 60o F = …? F = B i sin
=
900 = 9.109 . r2 r V
Kawat berbentuk lingkaran r = 24 cm = 0,24 m i = 12 A B di pusat = …? B=
=
= 30 cm
=
4.10–7.30 2.5.10–2
= 12.10–5 = 1,2.10–4 T
Penilaian Kompetensi Keterampilan Siswa melakukan kegiatan untuk menerapkan prinsip induksi magnetik dan gaya magnetik dalam teknologi berupa motor listrik.
14
Fisika 12
Aplikasi Tindak Lanjut Remedial 1. F = 6.10–5 N, 2 muatan sama r = 6 cm F
Enrichment Siswa mencari artikel tentang mesin fotokopi, di mana artikel harus memuat gambar dari bagian mesin fotokopi, serta cara kerja mesin fotocopi. Siswa mengumpulkan hasilnya kepada guru.
=
6 . 10–5 = 9 . 109 BAB 4 INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
6 . 10 = 9 . 10 –5
9
Kegiatan Pembelajaran 1
q2 = 2,4.10–17 q = 5.10–9 C q1 dan q2 = 5.10–9 C atau –5.10–9 C 2.
b.
3.
q
=C.V
C
=
q
= 4,425.10–11 = 4,425 . 10–11 . 12 = 5,31.10–10 C
Solenoida: = 30 cm N = 300 B di ujung: B
B. Transformator Ulangan Harian
= 8,85.10–12 . 2.
Kuat arus induksi dapat ditentukan dengan menghitung dahulu ggl induksi.
i =2A r = 2 cm
= = - 75 cos 100t volt =
= 4.10 T –4
=
i
= 4 mA = 30 cm = 0,3 m B = 2 Wb/m2 FL = 1,2.10–3 N = …? FL = B i sin 1,2 . 10–3 = 2 . 4 . 10–3 . 0,3 sin sin
3.
=
4.
= 30 Prinsip kerja motor listrik: kumparan dialiri arus sehingga berubah menjadi magnet, magnet yang semula diam akan bergerak berputar karena gaya tolak-menolak atau tarik menarik yang ditimbulkan oleh kumparan yang berarus dan magnet sehingga menghasilkan putaran. o
5.
=
1.
= =
4.
Konsep Induksi Elektromagnetik A. Gaya Gerak Listrik Induksi
A = 100 cm2 ; d = 2 mm ; V = 12 V a. E = …? b. q = …? Jawab: V = a. E = = 6 . 103 N/C d
Kunci Jawaban dan Pembahasan
a. b. c.
merubah induksi magnet ( ) ) merubah luas bidang kumparan ( merubah orientasi bidang kumparan terhadap arah medan magnet ( )
5.
15
Fisika 12
Kegiatan Pembelajaran 2
Evaluasi dan Penilaian Penilaian Kompetensi Pengetahuan
Rangkaian Elektromagnetik
I. 1.
A. Tegangan Listrik arus AC B. Rangkaian Komponen Listrik C. Rangkaian Seri R-L-C Tugas Siswa mendiskusikan permasalahan-permasalahan yang diajukan bersama kelompok. Siswa menulis hasilnya pada buku tugas.
2.
3.
Ulangan Harian 1. a. Menggunakan kumparan yang banyak lilitan. b. menggunakan magnet yang lebih kuat. c. menggunakan inti besi lunak. d. memutar kumparan lebih cepat. 2. Membangkitkan ggl iduksi dengan menggerakkan magnet keluar masuk kumparan, yang dihasilkan oleh kutub utara dan selatan. =
3.
= =
4.
4.
5.
x x4A=
A
R V Z I XL
= 40 ; L = 0,05 H = 220 V ; f = 50 Hz = …? = …? = L = 2 f . L = 2 . 3,14 . 50 . 0,05 = 15,7 ohm
Z
=
6.
= –N 7.
R2 + XL2
=
5.
= 8.
=
= 5,12 A
R = 30 ohm ; XL = 60 ohm ; XC = 20 ohm ; I = 4A V = …? P = …? Z
I2 I1
4 1
=
I2 I1
c
= 60% ; Vp = 240 volt Vs = 12 V ; Ps = 6 W Pp = …? = 60% =
= =
= = V P
b =
= 42,97 ohm I=
Pilihan Ganda a Menurut Faraday perubahan medan listrik akan dapat menimbulkan perubahan medan magnet. b Dasar kerja generator adalah hukum Faraday. e Hukum Lenz adalah konsekuensi dari hukum kekekalan energi. Dalam hal ini terjadi perubahan energi mekanik menjadi energi listrik. Jadi, berlaku hukum kekekalan energi yaitu energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi berubah bentuknya. a Sesuai dengan persamaan maka satuan induktansi diri Henry atau volt sekon/ ampere. d Sesuai dengan satuan dari persamaan maka satuan induktansi adalah volt sekon/ampere. d Ggl induksi yang terjadi pada sebuah penghantar tergantung pada: Laju perubahan pada fluks magnetik Jumlah lilitan
= 50
9.
= I . Z = 4 . 50 = 200 volt = V . I = 200 . 4 = 800 watt
Kunci Jawaban dan Pembahasan
16
Pp = 10 watt b Satuan induksi magnetik Wb/m2 atau tesla. Fisika 12
10. e =–N
18. c Im = 0,85 A
d
dt = –1200.2.10–3 = 2,4 V 11. a =B B=
=
Ief = 19. a
=
= N B A sin 20. d Ief = …? Imaks = …?
= 0,075 T
12. c L = 7,5 H ; XL = 2355 f = …? XL = 2 fL 2355 = 2 f . 7,5 f
=
= 50 Hz
=
P
= V . I = 100 .
Ief
=
Imaks
= Ief
A = 20 W
15. c Vp = 220 V ; Vs = 1800 V np = 110 ns = …?
Vs
a.
= I . R = 2 . 60 = 120 volt
tan
=
= 50 =2A
Vp V V Vp
= =
VS
=
2
220
Np N 1200 350 Np NS
2
=
2
1200 50
V S = 9,16 V 2
=
b.
75% = = Ip
= 90 volt
Kunci Jawaban dan Pembahasan
A
= 55 volt
VS
= VL
=
= 75% ; = …?
V
ns = 900 16. a Vm = 240 V = 30o V = Vm sin = 240 . sin 30 = 120 V 17. b R = 60 ; I = 2A
VR
= 4A
= 300 ;
220 =
=
=
dan Ip = …?
=
tan
t
II. Uraian 1. a. GGL induksi adalah gaya gerak listrik yang timbul antara ujungujung penghantar akibat induksi elektromagnetik. b. Arus induksi adalah arus listrik akibat ggl induksi. c. Fluks magnetik adalah perkalian skalar antara induksi magnetik dengan luas bidang yang tegak lurus dengan induksi magnetik tersebut. 2. np = 1200 ; Vp = 220 V
13. c Besarnya ggl induksi diri sesaat sebanding dengan laju perubahan kuat arus. 14. c V = 100 volt ; R = 400 ; VR = 80 V VR = I . R 80 = I . 400 I
= 0,6 A
17
= 0,78 A Fisika 12
2.
= = 2,57 A 3.
4.
Solenoida = 30 cm ; N = 300 ; i = 2 A B di ujung-ujung solenoida? B
V
= 55
volt
Vmaks
= 55
.
= 110 volt
3.
V = 12 V I = 0,15 A
=
=
= 4 . 10–4 T Ralat soal: Hz
– frekuensi
– kapasitor 1,25 F V = 110 volt (AC)
R=
= 80
AC
V = 12 V
f
=
I = 0,12 A
R a. b.
= 300 ; C = 1,25 Z = …? Vmaks = …?
a.
XC =
Z
=
Z
=
= 100
Hz F
=
100 = XL = 60 ohm 5.
R = 40 ; XL = 90 ; XC = 60 ; V = 120 volt ; f = 5 Hz a.
Z
Z R2 ( XL XC )2 402 302 4.
Vmaks = 110
L
= 0,25 H = 12 V = 8 – 6t2 = …?
volt
= 12 = 5.
Penilaian Kompetensi Keterampilan Siswa bersama kelompok mengerjakan tugas untuk mengetahui terjadinya induksi elektromagnetik.
=
= 3t
t =4s C = 1F f = 50 Hz (resonansi) XL = …? XL = XC L=
Aplikasi Tindak Lanjut Remedial 1. r = 6 cm ; N = 10 ; I = 2 A l N 4 . 10–7. 2 . 10 = B = 0 2 . 6 . 10–2 2a 10–4 T, keluar
Kunci Jawaban dan Pembahasan
= 500 ohm
b.
i t
VR = I . R = 2,4 . 40 = 96 volt VC = I . XC = 2,4 . 60 = 144 volt VL = I . XL = 2,4 . 90 = 216 volt
=
= =
2500 50 ohm 120 I 2, 4 A 50 b.
= 400 ohm
=
18
2
f L=
2
50 . L
=
L
=
1 250 . 1 1 42 2500
=
1 104 2
H
Fisika 12
Enrichment Peserta didik mencari artikel tentang Joseph Henry dari berbagai buku referensi yang relevan atau dari internet. Siswa menempelkan artikel yang telah didapat pada kertas HVS.
=2 =1 f = 100
2 f
= =
2.
m/s
a Gelombang berjalan dari arah kiri ke kanan. 9. a = 10 m/s T =2s = . T = 10 . 2 = 20 m 10. d Polarisasi menunjukkan gelombang transversal. 11. e rA = 4 m rB = 9 m
Pilihan Ganda e Perbedaannya terletak pada arah getarnya, gelombang transversal arah getar tegak lurus arah rambat, sedangkan gelombang longitudinal arah getar searah arah rambatnya. e = 300 m/s
3.
=
8.
ULANGAN SEMESTER 1 I. 1.
f=1.
c =
IA : IB
=
= =
= 5 (425) = 2.125 Hz 4.
5.
6.
d Sudut deviasi dari paling besar ke kecil yaitu sinar ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, merah. b Syarat terjadinya interferensi antara dua sumber cahaya yaitu: a. Dua berkas cahaya harus koheren, yaitu jika cahaya itu memiliki beda fase tetap, karena itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama. Kedua beda fase ini boleh nol tetapi tidak harus nol. b. Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama. a =2m Ujung terikat terbentuk 5 gelombang penuh =
e y k
= 4 sin (2 = …? =2
=
=
:
= 81 : 16 12. b rA
=
IA IB
= I0 = …?
=
= IB = 13. d x
m
Letak perut = 7.
=
:
= 1,5y
m = 0,1 m =
x – 100t)
Kunci Jawaban dan Pembahasan
19
Fisika 12
21. c Hukum Gauss adalah hukum yang menentukan besarnya sebuah fluks listrik yang melalui sebuah bidang. 22. a q1 = 8.10–9 C q2 = 1.10–9 C q3 = –4.10–9 C q2 di tengah-tengah r1 – 2 = 6 cm F3 = …?
= 14. d t s 15. c
= 2 sekon = 340 m/s = . t = 340 . 2 = 680 m = 20 m/s f = 400 Hz = 380 m/s fp = …?
menjauhi
F13 F23
fp =
+
+
q1
=
6 cm
q2
q3
6 cm
= 380 Hz F13 =
16. b Dispersi merupakan peruraian cahaya putih menjadi berbagai warna. 17. c d sin =n . sin 30o
=
=
=2
= 2 . 10–5 =
F23 =
= 0,5 . 10–4 cm =
= 5000 18. b Dispersi merupakan peruraian cahaya putih menjadi berbagai warna. 19. a Intensitas bunyi adalah jumlah energi tiap sekonnya menembus tegak lurus suatu bidang per satuan luas bidang. 20. b
=
R = F13 + F23 = 2 . 10–5 + 10–5 = 3 . 10–5 N 23. e Memperbanyak jumlah lilitan. 24. e Feromagnetik adalah benda yang ditarik kuat oleh magnet. 25. c 60 V, 400 Hz I = 1,2 A
seri V = 90 volt V3 = …? =
=
I
=
Cs = 2 F Q =CV = 2 . 90 = 180 coulomb V3 =
=
=
XL = XL = L
= 15 volt
Kunci Jawaban dan Pembahasan
= 10–5
20
=
=
= 50
L =
=
=
H
Fisika 12
II. Uraian
3.
Diketahui:
= 1,6
1. = 140
f a. b.
Ditanyakan: Jawab:
= 50 Hz = 60 cm = 0,6 m V = …? m = 100 gr = 0,1 kg g = 10 m/s2
Jawab:
= 4.
= …?
= =
2.
=
a.
=
b.
=
Diketahui:
= 0,4 m
5.
= 340 m/s
XL = XC = Z
, jika:
a.
Pengendara motor mendekati motor ambulans b. Pengendara motor menjauhi mobil ambulans Jawab: a. Jika pengendara motor mendekati motor ambulans = – 5 m/s,
= 40 mA = 30 cm = 0,3 B = 2 Wb/m2 F = 1,2 . 10–3 N = …? F = B i sin 1,2.10–3 = 2 . 0,04 . 0,3 sin 1,2.10–3 = 2,4.10–3 sin
= 30o
=
= 400 Hz Ditanyakan:
i
sin =
. f = 0,4 . 50 = 20 m/s =
= ....?
L = 2000 . 0,5 = 1000 =
= 2500
= = = = =
= 10 m/s
=
BAB 5 RADIASI BENDA HITAM Kegiatan Pembelajaran 1 b.
Jika pengendara motor menjauhi motor ambulans = 5 m/s,
Konsep Radiasi Benda Hitam A. Radiasi Kalor
= 10 m/s
B. Teori Kuantum Tugas Siswa melakukan kegiatan untuk membandingkan kemampuan warna hitam dan putih dalam menyerap panas, kemudian membuat kesimpulan.
Kunci Jawaban dan Pembahasan
21
Fisika 12
Ulangan Harian 1. e = 0,2 T = 400 K = 5,67.10-8 W/m2K4 I = e T4 = 0,2. 5,67.10-8. 4004 = 2,9.102 W/m2 2. Koefisien emisivitas (e) pada dasarnya menyatakan sifat permukaan benda atau kemampuan benda untuk memancarkan radiasi kalor dibandingkan dengan benda hitam sempurna. 3. Diketahui: A = 200 cm2 = 2 . 10–2 m2 e = 0,5 T = 1000 oC = 1273 K = 5,67.10–8 W/m2K4 Ditanya: P = …? Jawab: A T4 P =e = 0,5 . 5,67.10–8 . 2.10–2 . (1273)4 = 1489 watt 4. Diketahui: f = 9,6.1014 Hz n=1 Ditanya: E = …? Jawab: E = nhf = 1 . 6,626.10–34 . 9,6.1014 = 6,36.10–19 joule = 3,98 eV 5. Diketahui: n = 3; f = 2,7.1014 Hz Ditanya: E = …? Jawab: E =nhf = 3 . 6,626.10–34 . 2,7.1014 = 53,7.10–20 joule = 3,35 eV
2.
= …?
Ditanya: Jawab: = W0 = =
= 8,87.10–7 = 8870 3.
Diketahui: = 4500 = 4500.10–10 m Ditanya: W0 = …? Jawab: W0
= = = 0,0044.10–6 = 4,4.10–19 = 2,75 eV
4.
Diketahui:
= 0,1 nm
Ditanya: Jawab:
= …?
p
=
=m
=
= = 7,28 x 10–3 nm/s 5.
Kegiatan Pembelajaran 2
Diketahui: m = 0,30 kg = 20 m/s
Gejal Kuantum
Ditanya: Jawab:
A. Gejala Compton B. Efek Fotolistrik
= …?
=
C. Teori de Broglie Ulangan Harian 1. Foton adalah satuan-satuan bentuk energi gelombang elekromagnetik yang dipancarkan dan diserap oleh bahan.
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Diketahui: W0 = 1,4 eV = 1,4 . 1,6.10–19 = 2,24.10–19 joule
= = 1,1042 x 10–34 m
22
Fisika 12
Evaluasi dan Penilaian Penilaian Kompetensi Pengetahuan I. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
Jawab: W0 = hf = 6,6 x 10–34 Js x 4,4 x 1014 Hz = 29,04 x 10–20 J 10. d Diketahui: P = 3,3 x 10–22 kg m/s h = 6,6 x 10–34 Js c = 3 x 108 m/s Ditanya: f = …? Jawab:
Pilihan Ganda b Radiasi termal atau radiasi panas adalah radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya. c – Untuk benda hitam sempurna, e = 1; sehingga Q = AT4 – Untuk benda putih sempurna, e = 0; sehingga Q = 0 – Untuk benda – benda yang umum ditemukan di alam ini: 0
