Ringkasan fisika 12

RINGKASAN MATERI

FISIKAXII

OLEH:AHMADI ABDUL RASYID, S.Pd

SMA NU ISLAMIYAH BAWEAN

BAWEAN GRESIK

2010

Ringkasan materi Fisika SMA- XII 1

A. Gelombang ElektromagnetikGelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat yang sama dengan cahaya.1. Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak memerlukan medium untuk merambat)2. Tidak bermuatan listrik3. Merupakan gelombang tranversal, yaitu arah getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya.4. Memiliki sifat umum gelombang, seperti dapat mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi),

pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan (difraksi)5. Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada medan listrik maupun medan magnet.6. Secara umum panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan perambatan gelombang

elektromagnetik memenuhi persamaan berikut c = f. λ7. Spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi kecil sampai frekuensi besar sebagai

berikuta. Gelombang radio dan TV (30kHz – 3 GHz)<sistem siaran radio dan TV, sistem pembicaraan

jarak jauh tampakawat penghantar>b. Gelombang mikro (1010 Hz – 1011Hz)<alat komunikasi, sistem radar, spektroskopik,

microwave>c. Sinar infrared (1011 – 1015 Hz )<alat pemanas, spektroskopi, pengindraan pd mlm hari>d. Cahaya tampak (4x1014 Hz)<untuk melihat benda-benda disekitar>e. Sinar ultraviolet (1015 -1016 Hz)< alat sterelisasi, pengubah provitamin D menjadi vitamin D,

membunuh kuman penyakit kulit>f. Sinar –X (1016 – 1020 Hz)<pengobatan penyakit kulit dan tumor, menganalisis spektrum

bahan, mendeteksi barang bawaan penumpang, foto rontgen untuk melihat bagian tulang yang retak atau patah>

g. Sinar gamma (1020 – 1025 Hz)<melihat sirkulasi darah pasien, dapat menembus plat timbal dan besi>

B. Gelombang BerjalanSecara umum persamaan gelombang berjalan sebagai berikut

y=A sin2πT

(t ±xv) ω=2πf f =

vλ

y=A sin 2 πf (t ±xv¿)¿ ω=2π

Ty=± A sin(ωt ± kx )

Ket: Tanda positif (+) menunjukkan getaran berasal dari kanan Tanda negatif (-) menunjukkan getaran berasal dari kiri1. Simpangan gelombang stasioner

a. Ujung terikat Jarak simpul dari titik pantul

X n+1=2nλ4

Jarak perut dari titik pantul

X n+1=(2n+1) λ4

b. Ujung bebas Letak perut dari ujung pemantul

X n+1=2nλ4

Letak simpul dari ujung pemantul


Y = simpangan getaran dititik yg berjarak x dari titik asal getaran

A = amplitudo getaran dititikasal (m)t = lama titik asal bergetar (s)T = periode getaran (s)V = cepat rambat gelombang (m/s)ω = kecepatan sudut (rad/s)f = frekuensi getaran (Hz)k = bilangan gelombang (m)x = jarak titik pada tali dari titik asal

getaran (m)λ = panjang gelombang (m)n = ordo

Inga’ ! jika diketahui perut atau simpul ke 4maka yang ditulis adalah 3n+1 = 4, maka n = 4 – 1 = 3

X n+1=(2n+1) λ4

2. Gelombang Tranversal; gelombang arah getar tegak lurus arah rambat

v=√ Fμ

atau v=√ Flm

karena massa dawai m = ρV dan V = A.l,

maka

v=√ RρA

3. Gelombang bunyia. Senar

Frekuensi Nada dasar Inga’’ cara mendapatkan l=n+1

2λ

f o=vλ= 1

2 l √ Flm

Frekuensi Nada atas 1

f 1=vλ=1

l √ Flm


f 2=vλ= 3

2l √ Flm

b. Pipa organa terbukaNilai frekuensi pada PO terbuka sama dengan Senar

Frekuensi Nada dasar Inga’’ cara mendapatkan l=n+1

2λ

f o=vλ= 1

2 l √ Flm


f 1=vλ=1

l √ Flm


f 2=vλ= 3

2l √ Flm

c. Pipa organa tertutup Frekuensi Nada dasar

f o=vλ= 1

4 l √ Flm


f 1=vλ= 1

2l √ Flm



v = cepat rambat (m/s)F = gaya tegangan pada tali (N)L = panjang tali (m)l = massa tali (kg)µ= massa persatuan panjang (kg/m)ρ = massa jenis (kg/m3)V = volume (m3)

Nada dasar

l=n+12

λ ¿0+1

2λ ,l=1

2λ

Nada atas 1

l=1+12

λ , l=22

λ

Nada atas 2

l=2+12

λ ,l=32

λ

Nada atas 3

l=3+12

λ ,l= 42

λ

Nada dasar

l=n+12

λ ¿0+1

2λ ,l=1

2λ

Nada atas 1

l=1+12

λ , l=22

λ

Nada atas 2

l=2+12

λ ,l=32

λ

Nada atas 3

l=3+12

λ ,l= 42

λInga’’ cara mendapatkan l=

n+14

λ

Nada dasar

l=n+14

λ ¿0+1

4λ ,l=1

4λ

Nada atas 1 Nada atas 2

l=1+14

λ , l=24

λ l=2+14

λ ,l=34

λ

f 2=vλ= 3

4 l √ Flm

C. Intensitas dan Taraf Intensitas Gelombang1. Intensitas Gelombang

: sebagai energi yang dirambatkan oleh gelombang tiap satuan luas, tiap satuan waktu

I= PA l

=2 μv π2 f 2 A2

A l

=2 ρv π2 f 2 A2

Hubungan Intensitas bunyi dengan jaraknya terhadap sumber bunyi

I= PA

= P

4 π r2

I 1

I 2

=r2

2

r12

2. Taraf Intensitas Gelombang

TI=log I−log I 0=logII 0

TI=10 logII 0

HubunganTI dari sejumlah sumber bunyi :TIn = TI0 + 10 log nHubungan TI dengan perubahan jarak dari sumber bunyi:

T I 2=T I 1+10 log( r1

r2)2

3. Efek Doppler: peristiwa terdengarnya bunyi dengan frekuensi yang berbeda dengan frekuensi asli sebagai akibat gerak relatif antara pengamat dan sumber bunyi.

f p=v ± v p

v ± vs

f s

Untuk arah gelombang searah dengan arah angin:

f p=(v+va)± v p

(v+vs)± vs

f s

Untuk arah gelombang berlawanan arah angin:

f p=(v−va)± v p

(v−vs)± vs

f s

4. Energi dalam gelombang elektromagnetikHubungan antara medan listrik (E) dan medan magnet(B) serta kecepatan gelombang elektromagnetik (c);

c=Em

Bm

= EB

5. Intensitas gelombang elektromagnetik


P = daya (watt)A =luas permukaan (m2)R = jarak (m)I = intensitas (watt/m2)ρ = massa jenis (kg/m3)

r = jarak (m)I = intensitas (watt/m2)I0 = intensitas ambang = 10-12 w/m2

ρ = massa jenis (kg/m3)TI = taraf intensitas (dB)n = jumlah sumber bunyi

fp = frekuensi pendengar (Hz)fs = frekuensi sumber (Hz)v = kecepatan (m/s)vp = kecepatan pendengar (m/s)vs = kecepatan sumber (m/s)va = kecepatan angin (m/s)Vp bernilai ( + ) if mendekati sumber ( - ) if menjahui sumberVs bernilai ( + ) if sumber menjahui pendengar ( - ) if sumber mendekati pendengar

; kelajuan energi yang dipindahkan melalui gelombang elektromagnetik disebut sebagai pointing (S)

s=Em

2

Bm

=Em

2

2 μ0.c

= c2μ0

Bm2 = EB

2μ0

= PA

=I=c u=A s

Contoh soal:Medan listrik maksimum dalam suatu GEM diSuatu tempat adalah 100 N/C. Tentukan lajuRata-rata tiap satuan luas GEM tersebut !( c = 3.108 m/s , ε0 = 8,85 x 10-12 C2/Nm2 )

Penyelesaian :Diketahui Em = 100 N/CDitanyakan s = ?s=cu

¿c .12

εo Em2

¿ 13,3 W H/m2

6. Interferensi dan Disfraksi cahayaInterferensi cahaya terjadi jika ada dua gelombang cahaya datang bersama pada suatu tempat dengan syarat sebagai berikut:a. Kedua sumber cahaya harus koheren, artinya beda fasenya selalu tetap,b. Kedua semuber cahaya memiliki amplitudo yang hampir sama

Dua sumber cahaya koheren hanya terjadi jika menggunakan satu sumber cahaya, kemudian menbanginya menjadi dua sumber cahaya.

a. Interferensi maksimum orde ke-n atau pita terang ke-n terjadi jika beda lintasan:

d sin θ=2n12

λ atau d sin θ=nλ

b. Interferensi minimum orde ke-n atau pita gelap ke-n terjadi jika gelombang berbeda fase 180o, dengan beda lintasan:

d sin θ=(2n−1) 12

λ

c. Jarak pita terang ke-n dari titik tengah terang pusat y dinyatakan:dyl

¿2n12

λ

d. Jarak pita gelap ke-n dari titik tengah terang pusat y dinyatakan:dyl

¿(2n−1) 12

λ

e. Jarak antar pita terang dan pita gelap yang berdekatan (Δy) adalah sebagai berikut:1. Pita terang pusat berdekatan dengan pita gelap ke-12. Pita terang ke-1 berdekatan dengan pita gelap ke-23. Dan seterusnya

Jarak antar dua pita terang yang berdekatan atau dua pita gelap yang berdekatan adalah = 2 Δy

Δy ¿ λL2d

f. Hubungan antara (Δy) dengan indeks bias medium (n) dinyatakan:Δy2 n2 = Δy1 n1

g. Interferensi pada kisi


s = laju energi rata-rata per m2 (W/m2)Em = medan listrik (N/C)Bm = medan magnet (Wb/m2 atau T )c = cepat rambat gelombang = 3.108 m/sμ0 = permeabilitas magnetik = 4π.10-7 Wb/Amε0 = permitivitas listrik = 8,85 x 10-12 C2/Nm2

u = rapat energi total rata-rata (Ws/m)P = daya rata-rata (W)A = luas (m2)I = intensitas radiasi(W/m2)

d = jarak antar celah (m)θ = sudut deviasin = orde interferensi, 1, 2,..λ = panjang gelombang (m)l = jarak sumber cahaya ke

layar (m)y = simpangan

gr = banyaknya garis per cmm = bilangan bulatm or n = orde difraksi= 0, 1,2,3...a = lebar celah (m)t = tebal lapisan tipis (m)θt = sudut bias

d sin θn=2n12

λ

d= 1gr

h. Interferensi maksimum pada lapisan tipismλ=2nt cosθt

sin θ=mλa

i. Disfraksi pada celah tunggaldyl

¿2n12

λ

D. ELEKTROSATIKA1. Hukum Coulomb

Menyatakan; gaya elektrostatis antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan perkalian antara muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar muatannya.

F=kq1 q1

r2

Kuat medan listrik pada lokasi dimana muatan uji berada didefiniskan sebagai besar gaya Coulomb (gaya listrik) yang bekerja pada muatan uji itu dibagi dengan besar muatan uji.

E= Fq0

Kuat medan listrik pada suatu titik

E=kq

r2

2. Medan Listrik dan Hukum GuassCara menghitung kuat medan listrik disuatu titik yang berjarak r dari muatan sumber:

Ep=k q

r2

E= Fq0

Besar medan listrik di suatu tempat Dapat divisulaisasikan dengan menggunakan garis medan listrik (garis gaya listrik)Tiga hal tentang garis-garis medan listrik:a. Garis-garis medan listrik tidak pernah berpotonganb. Garis-garis medan listrik selalu mengarah radial menjahui muatan positif dan radial menuju

muatan negatifc. Tempat dimana garis-garis medan listrik dapat menyatakan tempat yang menyatakan kuat

medan listriknya besar, sedangkan tempat yang medan listriknya jarang kuat medan listriknya lemah.


F = gaya coulomb (N)q = muatan listrik (C)r = jarak antar muatan (m)

k =k= 14 π εo

=9x 109 Nm2/C2

F = wF = mgF = E qmg = Eqq = mg / E

Menentukan fluks listrik ; jumlah garis-garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup dibagi dengan permitivitas udara∅=E A cosθ

3. Potensial ListrikHubungan potensial listrik dengan medan listrik

Ep=kqq '

r

V= kqr

E= kq

r2

E=Vr

W = q ( VA – VB )

4. Kapasitor Keping SejajarKapasitor adalah alat penyimpanan muatan listrik untuk sementara waktu,Jenis-jenis kapasitora. Kapasitor kertas, kapasitasnya sekitar 0,1 pFb. Kapasitor variabel, kapasitas maksimumnya 500 pFc. Kepasitor elektrolit, kapsitasnya sekitar 0,1 pF

C= qV

Co=εoAd

C=ε r εoAd

=εr .Co

C=K εoAd

=K Co

E= qA εo

E= qdA εo

W =12

qV=12

C V 2

E. MEDAN MAGNETAdalah daerah yang masih mendapatkan gaya atau tertarik magnet Induksi elektromagnetik yaitu timbulnya arus listrik pada suatu penghantar yang

disebabkan oleh perubahan medan magnetik Gaya gerak listrik induksi (ggl induksi) yaitu gaya gerak listrik yang timbul pada ujung-

ujung penghantar akibat perubahan medan magnetik.


E = medan listrik (N/C )V = beda potensial (volt)W = usaha listrik (watt)q = muatan listrik (C)

C = kapasitas kapasitor (F)V = beda potensial ( V)d = jarak pisah keping (m)A = luas keping (m2)ε r = permitivitas relatifK = tetapan dielektrik

mediumW = energiyg tersimpan (J)

Kapasitor susunan seri;Kapasitas pengganti;

1Ctot

= 1C1

+ 1C2

+…

Potensial dan muatan samaqtot = qC1= qC2

Vtot = VC1 = VC2

Kapsitor susunan paralel;Kapasitas penggantiCtot = C1 + C2 + ...Potensial dan muatan samaqtot = qC1+ qC2

Vtot = VC1 + VC2

Induksi magnet pada kawat lurus

B=μo I

2πa

Induksi magnet pada kawat melingkar

B=μo I

2a

B=12

μo I

2a

B=34

μo I

2a 90o

Induksi magnet pada selenoida- Induksi di ujung batangBu=μo∈

¿2l

¿

- Induksi di pusat batangBp=μo∈

¿l¿

Induksi magnet pada toroidaB=μo∈

¿2πa

¿

Gaya LorentzF = q v BF = q v B sin θF = i B l sin θF = i B l Untuk muatan listrik negatif, misalnya elektron, arah gaya Lorentz F akan bergerak berlawan arah dengan gaya yang didapat dengan menggunakan kaidah putaran tangan kanan.Dua kasus khusus1. Vektor kecepatan v tegak lurus vektor induksi magnetik B

Θ =< (v, B) = 90o ↔ sin θ = sin 90o = 1,Sehingga besar gaya Lorentz F adalah

F = q v B

2. Kecepatan v sejejar dengan induksi magnetik BΘ =< (v, B) = 0o ↔ sin θ = sin 0o = 0, F = 0Jadi partikel yang bergerak sejajar dengan arah induksi magnetik Tidak mengalami gaya Lorentz


B= induksi magnet ( T)I = arus (A)a = panjang kawat (m)μ0 = permeabilitas magnetik = 4π.10-7 Wb/AmN = jumlah lilitan

Inga’ ! cara mendapatkan nilai ½ atau ¾ pada kawat setengah lingkaran adalah

1 putaran = 360o, jika diketahui 180o , maka180360

=12

dan jika 90o maka 360-90=270, jadi

270360

=34

Cara menentukan arah ; menggunakan kaidah tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus dan lipatan yang

Dua kawat sejajar dg titik acuan di tengahBtot= B2 – B1

Dua kawat sejajar dg titik acuan di tengahBtot= B2 + B1

Dua kawat sejajar dg titik acuan di pinggirBtot= B2 + B1

Dua kawat sejajar dg titik acuan di pinggirBtot= B2 - B1

3. Lingkaran jika arah kecepatan partikel tegak lurus terhadap medan magnetik.Jari-jari lingkaran R dinyatakan oleh

R=mvBq

Gaya tarik menarik atau tolak menolak persatuan panjang kawat (F/L)FL

=μOI 2

2πa F l=

i1 B2 v2

R

F. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Fluks magnetik

Ф = B. A cos θ GGL induksi

ε = - l B v sin θ

i= εR

=−lBvR

ε=−Nd∅dt

ε=−N∆∅∆ t

Faktor penyebab timbulnya ggl induksi magnetika. Pengaruh induksi magnetik

ε=−Nd∅dt

=−Nddt

¿

ε=−NA cosθdBdt

Untuk kasus medan magnetik tegak lurus bidang kumparan

ε=−NAdBdt

b. Perubahan luas bidang kumparan

ε=−NB cosθdAdt

Untuk kasus medan magnetik tegak lurus bidang kumparan

ε=−NBdAdt

c. Perubahan orientasi bidang kumparan terhadap arah medan magnetikArah ggl induksi selalu melawan penyebab timbulnya ggl / arus ggl itu sendiri

Induksi Diri/ induktansi

ε=−Ldi∆ t

Menentukan induktansi diri sebuah kumparan

L=μo N2 A

l

Energi dan rapat energi magnetik dalam induktor

W =12

Li2=1

2C V 2

Um=WV

=12

B2

μo


G. ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK BOLAK-BALIKo Frekuensi (Hz) arus bolak balik

Frekuensi adalah banyaka gelombang tiap waktu (f =nt

)

Hubungan frekuensi sudut (ω = rad/s ), dan periode (T)

ω=2πf =2πT

;T=1f

o Kuat arus efektif ( ief )

ief=V m

Z=

im

√2= P

V ef

=V ef

R

i=im sin❑ωt

o Tegangan efektif

V ef=V m

√2

V=V msin ωt

o Daya P=i2 R=ief V ef=ief

2 .R=¿ (watt)

o Reaktansi Induktif

X L=V L

i=ωL=2 πfL (ohm)

o Reaktansi Kapasitif

XC=V C

i= 1

ωC= 1

2πfC (ohm)

XL = XC

ωL= 1ωC

ω2= 1LC

=√ 1LC

o Impedansi

Z=Vi=√R2+¿¿ ( ohm)

Z=√R2+ XC2

Z=√R2+ X L2


λ = 5 m

V= 7 m/s

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN1. Gelombang laut mendekati mercusuar dengan cepat rambat 7 m/s. Jarak antara dua

dasar gelombang yang berdekatan 5 m. Tentukan:

(a) Panjang gelombang

(b) Frekuensi

(c) Periode

Pembahasan

Diket = λ = 5 m

V = 7 m/s

a) λ = 5 m

b) f = vλ

= 7 / 5 = 1,4 Hz

c) T=1f

= 1 / 1,4

= 0,71 s

2. Dalam 30 sekon ada 10 gelombang laut yang melintas . jika jarak antara puncak dan

dasar gelombang yang berdekatan 6m, berapa cepat rambat gelombang laut tersebut?

Pembahasan

Diket t = 30 sekon

n = 10 gelombang

λ = krn jarak antara puncak dan dasar merupakan ½ dari jarak antar puncak, maka

6=12

λ

λ=6.2=12m

T= tn=30

10=3 s

v= λT


0

5cm

5cm

15 m

v=123

=4m /s

3. Tentukan:

a. amplitudo gelombang

b. panjang gelombang

c. periode gelombang

d. cepat rambat gelombang

Pembahasan

a) A = 5 cm

b) λ = ?

2 ½ λ = 15

λ = 15 x 2

3

= 6 m

c) T = t / n

=

552 =

= 2 x 5 = 2 detik5

d) V =

λT

=62=3m /s

4. Suatu gelombang merambat dengan persamaan: y = 0,2 sin 0,3Π ( 80 t – x )Dari Persamaan tersebut tentukan!a. Arah perambatan gelombangb. Amplitudoc. Frekuensid. Panjang gelombange. Cepat rambat gelombang

Pembahasan

y = 0,2 sin 0,3Π ( 80 t – x )

a. arah perambatan gelombang ke kanan

b. Amplitudo = 0,2

c. frekuensi f = ω

2π

=

0,3π . 802π

=12 Hz

d. Panjang gelombang λ=2π

k

=

2π0,3π

=6,7m

e. cepat rambat glombang


v=

wk =

12π0,3π

=40m /s

5. Sebuah ambulan bergerak mendekati seorang pendengar yang diam di tepi jalan dengan kecepatan 108 km/jam sambil membunyikan sirine berfrekuensi 620 Hz. Berapa frekuensi yang terdengar oleh pendengar tersebut? (cepat rambat bunyi di udara = 340 m/s)Pembahasan

diket; vs = 108 km/jam

fs = 620 Hz v = 340 m/s

ditanya fp = ?

Jawab fp =

v+v p

v−vs

f s

=

340+0340−30

620 = 680 Hz

6. Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 kg ditegangkan 200 N, maka nada dasar piano berfrekuensi….Pembahasan

diket l = 0,5 m

m = 10—2 kg

F = 200 N

dit fo = ?

jawab nada dasar l = ½ λ

λ = 2 l

v=√ Fℓ

m

fo =

v2 ℓ =

12 ℓ √ Fℓ

m

fo =

12. 0,5 √200 . 0,5

10−2 = 1 Hz


7. Sebuah sumber bunyi dengan mengirim bunyi dengan daya 80π watt. Jika dianggap muka gelombang bunyi berbentuk bola, tentukan intensitas dan taraf intensitas bunyi pada jarak 2 m dari sumber (log 2 = 0,3010)Pembahasandiket r = 2 m

P = 80π watt

dit I =?

a) I =

P

4 πr2⇒10 I o=

80π

4 π22=5Wm−2

b) TI = 10 log

II o

TI = 10 log

5

10−12=

10 log5

10x1013

= 5 log

1013

2=5 ( log 1013−log 2 )

= 5(13−0 ,3010)=127

8. Berapakah frekuensi nada dasar dan nada atas pertama suatu pipa organa terbuka yang panjangnya 1 m bila cepat rambat bunyi di udara 344 m/s ? berapa pula frekensi – frekuensi tersebut bila pipa organa tertutup?Pembahasandiket l = 1 m

V = 344 m/s

Ditanya

a. fo dan f1 = ? pipa organa terbuka

b. fo dan f1 = ? pipa organa tertutup

jawab

a. Pipa organa terbuka

nada dasar l = ½ λ

nada atas pertama l = λ

fo =

vλ =

3442 . 1

=172 Hz

f1 =

vλ =

3441

=344 Hz

b. Pipa organa tertutup

nada dasar l = 1/4 λ

nada atas pertama l = 3/4 λ

fo =

vλ =

3444 . 1

=86 Hz

f1 =

vλ =

344 . 34 . 1

=258Hz


9. Berapa intensitas dari kebisingan 70 dB yang disebabkan oleh lewatnya sebuah truk?Pembahasandiket TI = 70 dB

Io = 10-12 Wm-2

Ditanya I = ?

TI = 10 log

IIo

TI10

=logIIo

7010

=logIIo

7 = log

IIo

I = Io x 107

I = 10-12 x 107 = 10-5 Wm-2

10. Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 m. berapakah taraf intensitasnya pada jarak 10 km ?Pembahasan

diket TI1 = 140 dB

r1= 100 m = 102

r2= 10 km = 10000 m = 104

ditanya TI2 = ?

TI2 = TI1 + 20 log (

r1

r2 )

= 140 + 20 log (

102

104)

= 140 + 20 log 10-2


= 140 + (-40)

= 100 dB

11. Sebuah stasiun radio FM mengudara pada frekuensi 100 Hz ( c= 3.108 m/s). Maka

panjang gelombang radio tersebut adalah .... m

Pembahasan

Diketahui f = 100 Hz

C = 3.108 m/s

Ditanya λ = ?

λ=Cf

λ=3.108

100=3.106 m

12. Sebuah stasiun radar menangkap sinyal pesawat asing (c= 3.108 m/s), jika waktu yang

diperlukan sampai sinyal diterima lagi 0,4 s, maka jarak pesawat dari stasiun radar

adalah ....

Pembahasan

Diketahui c = 3.108 m/s

t = 0,4 s

ditanya s = ?

S= c . t2

S=3.108 x 0,42

=6.107 m

13. Sebuah gelombang elektromagnetik memiliki panjang gelombang 6000 Å, frekuensinya

adalah ....

Pembahasan

Diketahui λ = 6000 Å = 6.10-7m

C = 3.108 m/s

Ditanya f =?


f =Cλ

f = 3.108

6.10−7 =5.1014

14. Sebuag GEM dengan komponen medan magnet maksimum 2,5.10-6 T. Maka komponen

medan listrik maksimumnya .... (c = 3.108 m/s)

Pembahasan

Diketahui Bm = 2,5.10-6 T

c = 3.108 m/s

ditanya Em =?

Em=Bm .c

= 2,5.10-6 x 3.108

= 7,5.102 N/C

15. Medan listrik maksimum di suatu tempat sebesar 100 N/C (c = 3.108 m/s) dan

ԑo=8,85.10-12 C/Nm2. Laju rata-rata dari energi gelombang tersebut tiap satuan luas

adalah .... W/m2

Pembahasan

Diketahui Em = 100 N/C

c = 3.108 m/s

ԑo=8,85.10-12 C/Nm2

ditanya s=?

s=c .u

s=c .12

ε o Em2

¿3.108 12

.8,85.10−12 .1002

¿13,3H/m2

16. Kuat medan listrik maksimum yang dihasilkan oleh suatu osilator adalah 2400 N/C bila

c = 3.108 m/s dan µo=4π.10-7 Wb/Am, maka daya rata-rata yang diterima oleh suatu

bidang per satuan luas adalah....

Ringkasan materi Fisika SMA- XII 17PA

=Em

2

2μo c

PA

= 24002

2.4 π .10−7 3.108

W/m2

Pembahasan

Diketahui Em = 2400 N/C

c = 3.108 m/s

µo=4π.10-7 Wb/Am

ditanyaPA

=?

17. Seberkas cahaya minokromatik dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal berdekatan

dnegan jarak d = 0,01 m. Pola interferensi yang terjadi ditangkap pada jarak 20 cm dari

celah. Diketahu bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap

pertama di sebelah kanan adalah 7,2 mm. Tentukkanlah panjang gelombang berkas

cahaya ini!

Pembahasan

Diketahui d = 0,001 mm = 10-5 m

L = 20 cm = 0,2 m

Y = jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap

pertama di sebelah kanan adalah 7,2 mm = 7,2 x 10-3 m

Maka Y = ½ x 7,2 x 10-3 = 3,6 x 10-3 m

n = 1

ditanya λ = ?

dyL=(n−1

2)λ

(n−12 ) λ=d y

L

(1−12 ) λ=10−5 x 3,6.10−3

0,2

(0,5 ) λ=3,6.10−8

0,2

λ=3,6.10−8

10−1 =3,6.10−7 m

18. Dua celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak lurus. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm

dari garis terang ke nol pada layar yang jaraknya 1 m dari celah. Berapa panjang sinar

yang dipakai?

Pembahasan


PA

=Em

2

2μo c

PA

= 24002

2.4 π .10−7 3.108

W/m2

d . yL

=2n12

λ

λ=d . y3. L

¿0,2x 7,5

3000=5,0.10−4 mm=5.10−7m

Diketahui d = 0,2 mm

Y = 7,5 mm

L = 1m = 1000mm

n = 3

ditanya λ =?

19. Suatu berkas cahaya monokromatik melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3

mm membentuk pola iterferensi pada layar yang jaraknya 0,9 m dari celah tadi. Bila

jarak antara garis gelap kedua pusat pola 3 mm, berapakah panjang gelombang cahaya?

Pembahasan

Diketahui d = 0,3 mm = 3.10-4 m

L = 0,9 m

Jarak dua garis gelap berdekatan 2Δy = 3 mm = 3.10-3 m

Ditanya λ = ?

2 Δ y= λ Ld

λ=2 Δ y .dL

λ=3.10−3 x3.10−4

9.10−1

¿1,0.10−6 m

20. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5000 garis tiap cm. Sudut

bias oerde kedua adalah 37o ( sin 370 = 0,6). Tentukan panjang gelombang cahaya yang

digunakan!

Pembahasan

Diketahui N = 5000 garis/cm

d= 1N

= 15000

=2.10−6m

Θ = 37o

n = 2

ditanya λ =?

d sin θ=2n12

λ


d . yL

=2n12

λ

λ=d . y3. L

¿0,2x 7,5

3000=5,0.10−4 mm=5.10−7m

1 m = 109nm

1 Å = 10-10 m

λ=2d sinθ2n

λ=2x 2.10−6 x0,62 x2

= 6.10-7 m = 600 nm

21. Seberkas sinar minokromatik dengan panjang 5.10-7 m datang tegak lurus pada kisi. Jika

spektrum orde kedua membuat sudut 30o dengan garis normal pada kisi, tentukan

jumlah garis per cm kisi tersebut?

Pembahasan

Diketahui λ = 5.10-7 m

n = 2

θ = 30o = sin 30o = 0,5

ditanya N = ?

d sin θ=2n12

λ

d= n λsin θ

d=2 x5.10−7

0,5=20.10−5 cm/garis

N= 1d= 1

20.10−5=5000 garis/cm

22. Dua buah muatan listrik masing-masing 2.10-6 C dan 4.10-6 C terletak pada jarak 20 cm,

maka gaya coulomb adalah ....

Pembahasan

Diketahui q1 = 2.10-6 C

q2 = 4.10-6 C

r = 20 cm = 0,2 m

k = 9.109 Nm2/C2

ditanya F = ?

23. Hitunglah kuat medan listrik pada jarak 3 cm dari sebuah muatan positif 10-6 C !


F=kq1 . q2

r2

F=9.109 2.10−6 x 4.10−6

0,22

= 180 N

Pembahasan

Diketahui r = 3 cm = 3.10-2 m

q = 10-6 C

k = 9.109 Nm2/C2

ditanya E =?

24. -4q +9q

5 – x x

Tentukan jarak X dari 9q !

Pembahasan

Diketahui q1 = -4q

q2 = +9q

r1 = 5-x

r2 = x

ditanya x = ?

25. Untuk memindahkan muatan positif yang besarnya 11 C dari suatu yang

berpotensialnya 20 V ke suatu titik yang potensialnya 60 V diperlukan usaha....

Pembahasan

Diketahui q = 11 C

V1 = 20 V

V2 = 60 V

Ditanya W = ?

W = q (V2 – V1)

= 11 ( 60 – 20)=440 J

26. Hitunglah besar induksi magnet pada suatu titik yang berjarak 5 cm dari suatu kawat

lurus panjang berarus listrik 20 A !

Pembahasan

Diketahui a = 5 cm = 5.10-2 m

I = 20 ARingkasan materi Fisika SMA- XII 21

E=kq

r2

E=9.109 10−6

¿¿¿

= 107 N/C

F1 = F2

kq1

r2 =kq2

r2

−4q

(5−x)2=+9q

(x)2

√−4q(5−x)

=√+9qx

2q(5−x)

=3qx

2q ( x )=3q (5−x )

2qx = 15q – 3qx

2qx+3qx = 15q

5qx=15q

X=15q5q

=3q

2 A

4 A

10 cm

3 cm P

µo = 4π.10-7 Wb/Am

ditanya B = ?

B=μo x I

2πa

B=4 π .10−7 x 202π .5.10−2

B=8.10−5 T

27. Dua kawat sejajar dengan jarak 20 cm. I1 2 A dan I2 4Aarah ke atas. Titik P terletak

diantara kedua kawat dan berjarak 2 cm dari kawat 1. jika induksi magnet di titik P

besarnya Nol, hitunglah induksi magnet di titik P!

Pembahasan

Diketahui a = 20 cm = 2.10-1 m

I1 = 2 A

I2 = 4 A

µo = 4π.10-7 Wb/Am

ditanya Btot = ?

B1=μo x I 1

2πa

B1=4 π .10−7 x2

2 π .10−1 =4.10−6

B2=μo x I 2

2πa

B2=4 π .10−7 x 4

2π .10−1 =8.10−6

Btot = B2 – B1

= 8.10-6 - 4.10-6 = 4.10-6 T

28. Tentukan induksi magnet di titik P, dari gambar berikut

Pembahasan

Diketahui a1 = 3 cm = 3.10-2 m


Btot = B2 + B1

B1=μo x I 1

2πa

B1=4 π .10−7 x22π x 3.10−2

= 6.10-6 T

B2=μo x I 2

2πa

B2=4 π .10−7 x 4

2π x10−1

2 A

90o

a2 = 10 cm = 10-1 m

I1 = 2 A

I2 = 4 A

µo = 4π.10-7 Wb/Am

ditanya Btot = ?

29. Tentukan induksi magnet dari gambar berikut dengan jari-jari π cm!

Pembahasan

Diketahui θ = 90o

I = 2 A

µo = 4π.10-7 Wb/Am

a = π cm

ditanya B = ?

B=34

μo I

2a

B=3 x4

4 π .10−7 x 22x π

B = 3.10-7 T

30. Sebuah selenoida memiliki panjangnya 50 cm dan arus 4 A, jika jumlah lilitan yang

memngelilingi batang tersebut sebanyak 9 lilitan, maka hitunglah induksi magnet di

ujung dan dipusat batang!

Pembahasan

Diketahui l = 50 cm = 5.10-1 m

I = 4 A

N = 9 lilitan

Ditanya a) Bu =?

b) Bp =?

a) Bujung=μo . I .N

2l

B=4 π .10−7 x 4 x 92x 5.10−1


Btot = B2 + B1

B1=μo x I 1

2πa

B1=4 π .10−7 x22π x 3.10−2

= 6.10-6 T

B2=μo x I 2

2πa

B2=4 π .10−7 x 4

2π x10−1

CB

A D

V = 2 m/s

¿14,4 π .10−6 T

b) Bpusat=μo. I . N

l

B=μo∈¿l¿

B=4 π .10−7 x 4 x 95.10−1

¿28,8 x10−6T

31. Berapa ggl yang akan diinduksi dalam seuah induktor 100 mH dimana arus berubah dari

10 A menjadi 7 A dalam 9.10-2 s ?

Diket L = 100 mH = 100.10-3 = 10-1 H

Δi = 7 – 10 = -3 A

Δt = 9 .10-2 s

Ditanya ԑ =?

ε=−L∆ i∆ t

ε=−10−1 −3

9x 10−2=3,3 volt

32. Dua penghantar lurus panjang masing-masing dialiri arus 2 A dan 3 A, hitunglah gaya

persatuan panjang yang dihasilkan jika jarak pada kedua penghantar 0,25 m !

(µo=4πx10 -7 wb/Am)

Diket i1 = 2 A

I2 = 3 A

µo=4πx10-7 wb/Am

a = 0,25 m

ditanya F/L = ?

FL

=μo . i1 . i2

2π .a

= 4 π x10−7 .2.3

2π .0,25=48 x10−7 N /m

33. Kawap PQ = 50 cm digerakkan sepanjang kawat lengkung CD memotong tegak lurus

medan magnet homogen B=2x10-2 T seperti gambar.

x x x x x P x x

x x x x x x x


V=Vm sin ωt

C R

i

῀

x x x x x x x

x x x x x x x

x x x x x Q x x

GGL induksi pada kawat PQ dan tanda potensial yang benar adalah ....

Diket l = 50 cm = 0,5 m

B = 2x10-2 T

V = 2 m/s

Ditanya ԑ = B . l . V

34. Sebuah kapasitor 10 µF dan sebuah resistor 100 ohm disusun seri dan dihubungkan

dengan tegangan AC, seperti ditunjukkan pada gambar, dengan Vm = 220 volt dan

frekuensi 200π

Hz.

Tentukan !

a. Impedansi rangkaian

b. Kuat arus maksimum

c. Sudut fase antara tegangan dan arus

d. Persamaan kuat arus sesaat

e. Kuat arus melalui rangkaian pada t = 0,001 π sekon

Pembahasan

a) C = 10 µF = 10x10-6 F ; ω = 2πf = 2π(200π

)= 400 rad/s

X c=1

ωC= 1

400 x 10.10−6=250Ω

Impedansi

Z=√R2+ XC2

¿√1002+2502=√502 (22+52 )

¿50√29atau269Ω

b) Kuat arus maksimum Im

Im=V m

Z=220

269=0,82 A


ԑ = B . l . V

ԑ = 2x10-2 x 0,5 x 2 = 0,02 volt

arah arus dari Q menuju P sehingga Q bermuatan positif dan P bermuatan negatif

R

Z

XC

ϕ

L

G

CR

i

�

c) Perhatikan diagram segitiga impedansi rangkaian seri RC di bawah ini!

tan φ=−XC

R=−250

100(kuadran IV )

φ= - 68o atau -038 π rad

d) Sudut fase negatif berarti tegangan terlambat terhadap arus atau arus mendahului

tegangan. Jadi, jika sudut fase tegangan terhadap arus -68o, maka sudut fase arus

terhadap tegangan adalah +68o. Dengan demikian, persamaan arus sesaat i adalah

i = Im sin (ωt + 68o)

i = 0,82 sin ( 400 t + 68o ) atau ϰ inga’ 68o = 68x2π : 360 = 0,377π

i = 0,82 sin ( 400 t + 0,38π ) rad

e) i = ( t = 0,001π)

i = 0,82 sin [ 400 (0,001π) + 0,38π ]

= 0,82 sin [ 0,4π + 0,38π ]

= 0,82 sin ( 0,78 π ) = 0,82 ( 0,63) untuk mendapatkan ini pake kalkulator (rad)

= 0,52 A

35.

Perhatikan gambar di atas. G adalah generator arus bolak balik. R = 300 Ω. L = 9 H, C= 20

µF. Kecepatan sudut (ω) = 100 rad/s. Hitung impedansi antara A dan E

Pembahasan

Diket ω = 100 rad/sR = 300 ΩL = 9 HC= 20 µF = 20 X 10-6 FXL = ω.L = 100 x 9 = 900 ΩXC = 1/ ω.C = 1 /100 x 20x10-6 = 500 Ω

Ditanya Z = ?

Z=√R2+¿¿¿√3002+¿¿


36. Hambatan R, induktor L, dan kapasitor C masing-masing mempunyai nilai 300 ohm, 0,9

henry, dan 2 µF, jika diberi tegangan efektif ac sebesar 50 volt, sedangkan frekuensi

sudut ac 1000 rad/s, hitung:

(a) Impedansi rangkaian

(b) Arus efektif

(c) Tegangan melintasi R

(d) Tegangan melintasi L

(e) Tegangan melintasi C

(f) Daya disipasi

Pembahasan

Diket R = 300 Ω

L = 0,9 H

C = 2 µF = 2 x10-6 F

ω = 1000 rad/s

ditanya

(a) Impedansi rangkaian ( Z )

Z=√R2+¿¿

¿√3002+¿¿

¿500Ω

Ingat’ XL dan XC cari dulu

(b) Tegangan efektif (Vef) = 50 volt, arus efektif (Ief) hitung dg menggunakan hukum

ohm

Vef = Ief x Z ⟺ I ef=V ef

Z

= 50

500=0,1 A

(c) Tegangan melintasi R, VR, hitung dengan hukum ohm

VR = i x R = 0,1 x 300 = 30 volt

(d) Tegangan melintasi L, VL, hitung dengan hukum ohm

VL = i x XL = 0,1 x 900 = 90 volt

(e) Tegangan melintasi C, VC, hitung dengan hukum ohm

VC = i x XC = 0,1 x 500 = 50 volt


A

B F J

HD

C E G I

(f) Daya disipasi ( P )

P = ief2 . R = 0,12 x 300 = 3 watt

37.

LATIHAN SOAL ULANGAN SEMESTER1. Gelombang yang merambat memerlukan medium disebut gelombang ....

a. Mekanik d. Tranversalb. Elektromagnetik e. Mikroc. longitudinal

2. Suatu gelombang berjalan memiliki persamaan Y = 0,5 sin 2π ( 4t - 2 x ) meter, cepat rambat gelombang tersebut adalah .... m/sa. 1b. 2c. 4d. 5e. 8

3. Dua titik yang mempunyai dua fase sama adalah ....

a. ACb. BDc. AGd. BFe. GI

4. Persamaan gelombang berjalan y = 4 sin 2π t cos 0,5 π x dalam cm, maka letak simpul ketiga dari ujung pantul adalah ... cma. 1b. 2c. 3d. 4e. 5

5. Cepat rambat gelombang pada dawai adalah 200 m/s, apabila tegangan tali dijadikan empat kali semula maka besar cepat rambat gelombang pada tali tersebut adalah ... m/s.a. 300b. 400c. 600


d. 800e. 1200

6. Seutas dawai menghasilkan frekuensi nada dasar 150 Hz, maka besar frekuensi nada atas kedua adalah ... Hz.a. 200b. 250c. 400d. 450e. 500

7. Pada percobaan dengan tabung resonansi, ternyata resonansi pertama terjadi ketika permukaan air di dalam tabung berada 40 cm dari ujung atas tabung. Maka resonansi kedua terjadi pada jarak ... cm.a. 60b. 100c. 120d. 160e. 200

8. Sebuah pipa organa terbuka yang memiliki panjang 60 cm menghasilkan suatu nada dasar. Cepat rambat bunyi di udara 300 m/s.maka besar frekuensi nada atas kedua yang terjadi adalah ... Hz.a. 250b. 500c. 750d. 800e. 850

9. Jika pipa organa tertutup menghasilkan nada atas kedua. Maka jumlah perut dan simbul yang terjadi berturut-turut adalah ....a. 2 simpul, 2 perutb. 3 simpul, s perutc. 2 simpul, 3 perutd. 3 simpul, 2 perute. 4 simpul, 4 perut

10. Dua buah sumber bunyi masing-masing bergetar dengan frekuensi 240 Hz dan 242 Hz. Maka jumlah layangan dalam waktu 30 detik adalah....a. 60b. 70c. 80d. 120e. 240

11. Jarak A ke sumber bunyi ½ kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Jika intensitas yang didengar di A adalah Io maka besar intensitas di B adalah ....a. 0,5 Io

b. 0,25 Io

c. 0,75 Io

d. 2 Io

e. 4 Io


12. Taraf intensitas sebuah sumber bunyi mesin adalah 60 dB. Jika bunyi mesin dianggap identik maka taraf intensitas 100 mesin yang berbunyi bersama-sama adalah ....a. 60b. 70c. 80d. 90e. 160

13. Taraf intensitas suatu sumber bunyi sebesar 40 dB dan intensitas ambang pendengaran 10-16 W/cm2, maka intensitas bunyi tersebut adalah ... W/cm2.a. 10-8

b. 10-9

c. 10-10

d. 10-11

e. 10-12

14. Suatu sumber bunyi mengeluarkan suara dengan daya 80π watt. Besar intensitas bunyi pada jarak 1 m adalah ... W/m2.a. 2b. 5c. 20d. 50e. 500

15. Sebuah mobil ambulan dengan kecepatan 30 m/s bergerak mendekati seseorang yang diam. Jika mobil ambulan membunyikan sirene dengan frekuensi 150 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi yang diterima pendengar adalah ....a. 135,6 Hzb. 137,8 Hzc. 152,2 Hzd. 155,3 Hze. 164,5 Hz

16. Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m/s mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jiak kecepatan sumber bunyi di udara 340 m/s, maka besar frekuensi pelayangan yang diterima pendengar adalah ....a. 10b. 20c. 30d. 40e. 50

17. Gelombang bunyi tidak mengalami peristiwa ....a. Interferensib. Difraksic. Polarisasid. Pemantulane. Pembiasan

18. Menurut arah rambatnya gelombang bunyi termasuk gelombang ....a. Elektromagnetik


b. Mekanikc. Transversald. Longitudinale. Mikro

19. Seorang pendengar menerima frekuensi bunyi yang lebih besar dari frekuensi sumber bunyi jika ....a. Pendengar mendekati sumber bunyib. Pendengar menjauhi sumber bunyic. Pendengar dan sumber bunyi saling menjauhid. Pendengar diam sumber bunyi menjauhi pendengare. Pendengar dan sumber bunyi sama-sama diam

20. Gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium disebut gelombang ....a. Elektromagnetikb. Mekanikc. Tansversald. Longitudinale. mikro

21. perhatikan gelombang elektromagnetik berikut!1. Inframerah 3. Ulta violet2. Televisi 4. Sinar gama

Urutan yang benar, berdasarkan panjang gelombang dari yang paling kecil sampai yang paling besar adalah ....a. 1,2,3,4b. 3,4,2,1c. 4,2,3,1d. 4,3,1,2e. 4,3,2,1

22. Pada percobaan celah ganda, jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula, maka jarak dua garis terang yang berurutan menjadi ... semula.a. 0,25b. 0,5c. 1d. 2e. 4

23. Cahaya suatu sumber melalui dua celah yang jarak antar celahnya 0,1 mm. Jika jarak celah ke layar 1 m dan jarak antara garis terang pertama ke terang pusat 2 mm, maka panjang gelombang yang digunakan adalah ....a. 5 x 10-7

b. 3 x 10-7

c. 2 x 10-7

d. 1 x 10-7

e. 2 x 10-8

24. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm maka jarak dua pita terang yang berdekatan adalah ...m.


a. 7,5 x 10-3

b. 5 x 10-3

c. 4 x 10-3

d. 3 x 10-3

e. 2 x 10-3

25. Pada percobaan dua celah dengan jarak antar celah 0,3 mm. Jika spektrum orde ke dua membentuk sudut 30o terhadap celah, maka panjang gelombang cahaya adalah....a. 7,5 x 10-5 mb. 7,5 x 10-6 mc. 7,5 x 10-7 md. 7,5 x 10-8 me. 7,5 x 10-9 m

26. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada kisi difraksi. Jika kisi memiliki 200 garis tiap cm dan sudut deviasinya 30o, maka banyaknya garis terang yang terjadi pada layar adalah ....a. 5b. 6c. 10d. 11e. 12

27. Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 5 x 10-7 m diarahkan tegak lurus pada kisi difraksi apabila difraksi orde kedua terjadi pada sudut deviasi 30o maka jumlah goresan tiap meter pada kisi adalah ....a. 2 x 10-4

b. 5 x 10-3

c. 5 x 103

d. 2 x 104

e. 5 x 105

28. Dengan menggunakan kisi difraksi kita ingin mempelajari suatu spektrum cahaya matahari. Warna cahaya berikut yang paling kuat dilenturkan adalah ....a. Birub. Violetc. Hijaud. Kuninge. merah

29. Perbandingan panjang gelombang du agaris spektrum jika diketahui bahwa bayangan orde kedua garis yang satu berimpit dengan bayangan orde ketiga garis yang lain pada difraksi dengan kisi yang sama adalah ....a. 1 : 2b. 2 : 3c. 3 : 2d. 3 : 4e. 4 :3

30. Dua sumber titik yang terpisah 0,05 mm masih dapat dibedakan oleh mata pada jarak 30 cm jika diameter pupil mata 4,2 mm, maka panjang gelombang cahaya rata-rata di udara adalah ...nm.a. 450


b. 470c. 500d. 574e. 600

31. Dua muatan listrik Q1 = 20µC dan Q2 = -80 µC terletak pada jarak 4 cm satu sama lain agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik muatan Q1 dan Q2, maka muatan uji P harus diletakkan ...cm dari muatan Q1.a. 4b. 5c. 6d. 7e. 8

32. Sebuah partikel bermuatan 8 µC mengalami gaya Coulomb 3,2x10-4 N ketika berada di dalam medan listrik. Besar kuat medan listrik tersebut adalah ... N/C.a. 4 x 103

b. 4 x 104

c. 4 x 105

d. 2,5 x 103

e. 2,5 x 104

33. Dua buah muatan Q1 = 20 nC dan Q2 = 5 nC terletak pada jarak 6 cm satu sama lain, maka letak suatu titik yang kuat medan listriknya nol adalah ... cm dari Q1.a. 2b. 2,5c. 3d. 4e. 5

34. Sebuah muatan ( q =12 nC) digerakkan pada suatu tempat yang mempunyai selisih beda potensialnya 4 volt. Maka besar perubahan energi potensialnya adalah ... J.a. 3 x10-9

b. 6 x 10-9

c. 24 x 10-9

d. 40 x 10-9

e. 48 x 10-9

35. Perhatikan tabel berikut ini !

Data ke Luas Jarak Konstanta dielektrik1 ½ A d 2 k2 ¼ A ½ d ½ k

Perbandingan antara kapasitas kapasitor data pertama dan kedua adalah....a. 1 : 4b. 2 : 3c. 3 : 2d. 3 : 4e. 4: 1

36. Muatan sebesar 50µC diberikan pada keping kapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan 20 volt. Energi yang tersimpan pada kapasitor tersebut adalah ... J.a. 1 x 10-4


L

G

CR

i

�

ω = 125 rad/s

b. 2 x 10-4

c. 1 x 10-3

d. 2 x 10-3

e. 1 x 10-2

37. Perhatikan susunan rangkaian kapasitor berikut !

Jika besar kapasitas kapasitor masing-masing 4 µF, maka besar kapasitas kapasitor penggantinya adalah... µF.a. 8b. 9c. 10d. 12e. 16

38. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 10 A. Besarnya induksi magnetik pada sebuah titik yang berjarak 50 cm dari penghantar adalah ...T. (mo= 4π x 10-7 wb/Am)a. 4 x 10-6

b. 4 x 10-5

c. 4 x 10-4

d. 4 x 10-3

e. 4 x 10-2

39. Kawat AB panjangnya 1 m digerakkan tegak lurus sepanjang kawat terbentuk huruf U memotong medan magnet serba sama 0,1 T seperti pada gambar: A

R= 2Ω v = 4 m/s

BMaka besar dan arah arus induksi pada kawat AB adalah ....a. 0,1 A dari A ke Bb. 0,1 A dari B ke Ac. 0,2 A dari B ke Ad. 0,2 A dari A ke Be. 2,0 A dari B ke A

40. Rangkaian RLC seri dirangkai seperti pada gambar ! jika besar R = 8 ohm, L = 32 mH, C = 800 µF maka besar impedansinya adalah ... ohm.

a. 4b. 6c. 8


d. 10e. 12

LATIHAN SOAL ULANGAN SEMESTER1. Gelombang yang memerlukan medium

perambatanya adalah gelombang ....a. Mekanikb. Elektromagnetikc. Longitudinald. Transversale. Mikro

2. Banyaknya gelombang yang terjadi dalam satu sekon disebut ....a. Periodeb. Frekuensic. Fased. Simpangane. Getaran

3. Persamaan gelombang berjalan memenuhi persamaan y = 6 sin (0,02π X + 4π t ) dengan x dan y dalam cm dan t dalam sekon, maka besar panjang gelombang adalah ... m.a. 4b. 2c. 1d. 0,5e. 0,25

4. Dua celah sempit terpisah sejauh 0,2 mm disinari cahaya monokromatik. Garis terang 3 terletak sejauh 7,5 mm dari terang pusat. Jikajarak celah ke layar 1 m maka panjang gelombang yang dipakai ... Å.a. 4.000b. 4.200c. 5.000

d. 5.500e. 6.000

5. Cahaya monokromatik diarahkan tegak lurus terhadap kisi yang memiliki 2000 celah/cm. Difraksi orde kelima terjadi pada sudut difraksi 30o, maka panjang gelombang yang digunakan adalah ....a. 250 nmb. 300 nmc. 400 nmd. 500 nme. 750 nm

6. Dawai sepanjang 1 m diberi tegangan 200 N. Jika massa dawai 20 gram, maka cepat rambat bunyi pada dawai tersebut adalah ... m/s.a. 10b. 20c. 50d. 100e. 150

7. Sebuah pipa organa tertutup panjangnya 50 cm, jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi nada dasarnya adalah. a. 85 Hzb. 170 Hzc. 340 Hzd. 510 Hze. 680 Hz

8. Jika sebuah sepeda motor melewati seseorang, maka ia menimbulkan taraf


intensitas (TI) sebesar 80 dB. Jika sebuah buah sepeda motor melewati seseorang, maka ia menimbulkan taraf intensitas (TI) sebesar ....a. 60 dBb. 70 dBc. 90 dBd. 100 dBe. 150 dB

9. Titik A dan B masing-masing berjarak 4 m dan 9 m dari sumber bunyi. Jika IA dan IB

masing adalah intensitas bunyi pada titik A dan titik B maka IA : IB adalah ....a. 3 : 2b. 4 : 9c. 9 : 4d. 16 : 81e. 81 : 16

10. Sebuah dawai baja digetarkan menghasilkan nada ddasar dengan frekuensi 50 Hz. Bila tegangan pada dawai diperbesar 4 kali semula, maka frekuensi nada dasar yang dihasilkan adalah ....a. 25 Hzb. 54 Hzc. 75 Hzd. 100 Hze. 150 Hz

11. Sebuah lokomotif mendekati stasiun dengan kecepatan 30 m/s sambil membunyikan pluit yang frekuensinya 2000 Hz, jika kecepatan bunyi di udara 330 m/s, maka frekuensi yang didengar oleh seseorang yang diam di stasiun adalah ....a. 1.818 Hzb. 1.833 Hzc. 2.010 Hzd. 2.181 Hze. 2.200 Hz

12. Dua buah muatan terpisah pada jarak r sehingga menghasilkan gaya F, jika jarak kedua muatan dijadikan 4kali semula maka gaya yang dihasilkan menjadi ....a. 1/16 Fb. ¼ Fc. 2 F

d. 4 Fe. 16 F

13. Tiga muatan masing-masing QA = +10µC, QB

= +10 µC dan QC = -20 µC. Jika jarak muatan A dan muatan B adalah 20 cm sedangkan muatan C berada di tengah-tengah kedua muatan tersebut, maka gaya listrik yang bekerja pada muatan C adalah ....a. 0 Nb. 25 Nc. 45 Nd. 90 Ne. 135 N

14. Dua buah mutan listrik QA = 2 µC dan QB = 8 µC terletak pada jarak 30 cm, pada jarak berapakah dari muatan A suatu titik mempunyai kuat medan listrik sama dengan nol ....a. 5 cmb. 10 cmc. 15 cmd. 20 cme. 25 cm

15. Dua buah mutan A dan b yang besarnya masing-masing -4 µC dan 9 µC terpisah pada jarak 18 cm. Agar gaya coulomb pada muatan itu sama dengan nol, maka muatan sebesar 10 µC harus diletakkan ....a. 9 cm dari muatan Ab. 36 cm dari muatan Ac. 36 cm dari muatan Bd. 54 cm dari muatan Be. 54 cm dari muatan A

16. Berikut ini dalah data 5 macam kapasitor keping sejajar:

KapasitorLuas

Keping

Jarak antar

Keping

Koefisien dielektrik

C.1 A 2d ԑC.2 2A 2d 2 ԑC.3 2A D ½ ԑC.4 2A ½ d 2 ԑC.5 2A ½ d ½ ԑ

Dari data tersebut yang memiliki kapasitas terbesar adalah....a. C.1


b. C.2c. C.3d. C.4e. C.5

17. Gambar di bawah ini adalah rangkaian dari 5 buah kapasitor yang masing-masing kapasitasnya C. Kapasitas antara titik A dan B adalah ....

A B

a. 5 Cb. 7/3 Cc. 8/7 Cd. 1/3 Ce. 3/7 C

18. Tiga buah kapasitor C.1, C.2, dan C.3 dengan kapasitas masing masing 2 µF, 3 µF, 6 µF disusun seri, kemudian dihubungkan dengan sumber muatan sehingga C.3 memiliki beda potensial 4 volt. Energi yang tersimpan pada kapasitor C.2 adalah ....a. 3 µJb. 4 µJc. 8 µJd. 12 µJe. 24 µJ

19. Dua kawat lurus sejajar masing-masing dialiri arus 6 A dan 9 A dengan arah sama.

Kedua terpisah pada jarak 15 cm. Pada jarak berapa cm dari kawat pertama induksi magnet di titik tersebut sama dengan nol ....a. 3b. 5c. 6d. 8e. 10

20. Sebuah penghantar dialiri arus listrik dengan arah dari timur ke barat, maka arah medan magnet tepat disebelah selatan penghantar ke arah ....a. Bawahb. Atasc. Utarad. Selatane. Barat

21. Sebuah pengantar berbentuk lingkaran dengan jari-jari 8 cm jika pengantar dialiri arus listrik 8/π A maka besar medan magnet di pusat lingkaran adalah ....a. 8 x 10-5 Tb. 6 x 10-5 Tc. 4 x 10-5 Td. 2 x 10-5 Te. 10-5 T

22.


Education

Ringkasan fisika 12