Gurendo Utomo, S.Pd KISI-KISI UJIAN SEKOLAH

SMK MUHAMMADIYAH 2 SUKOHARJO

MATA DIKLAT : FISIKA TEKNOLOGI

KELAS/TINGKAT : XII (SEMUA JURURSAN)

TAHUN AJARAN : 2014-2015

1. Indikator: Menentukan pasangan besaran pokok

Materi: Besaran dan satuan

Besaran: sesuatu yang mempunyai nilai dan satuan yang dapat diukur. Besaran dibagi menjadi 2 yaitu besaran pokok

dan turunan. Besaran pokok ditetapkan 7 besaran yaitu:

No Besaran Pokok Satuan (SI) Alat Ukur

1 Panjang Meter (m) Mistar, jangka sorong, micrometer skrup

2 Massa Kg Timbangan, neraca

3 Waktu Second (s) Jam, stopwatch

4 Suhu Kelvin (K) Termometer

5 Kuat Arus Ampere (A) Amperemeter

6 Jumlah Zat Mole (mol)

7 Intensitas Cahaya Candela (Cd)

Besaran turunan: besaran yang diturunkan dari besaran-besaran pokok contoh kecepatan, percepatan, luas volume,

gaya, massa jenis, berat dll

Contoh soal:

1) Perhatikan tabel berikut:

No Besaran Satuan Alat Ukur

1

2

3

4

Panjang

Suhu

Massa

Waktu

Meter

Celcius

KiloGram

Menit

Penggaris

Termometer

Timbangan

Jam tangan

Dari tabel diatas yang merupakan pasangan besaran pokok dan satuannya dalam SI beserta alat ukurnya yang

benar adalah ...

a. 1, 2 dan 3 d. 4 saja

b. 1 dan 3 e. Semua benar

c. 2 dan 4

JAWAB: B

2. Indikator: Menghitung perlambatan, diketahui V0 dan S.

Materi : GLBB di perlambat

Ciri: - kecepatan berubah karena memiliki percepatan

Karena memiliki percepatan, maka geraknya ada yang dipercepat (kecepatan tambah besar) dan geraknya

diperlambat (kecepatan mengecil). Persamaan GLBB:

a. tavvt .0

b. 2

21

0 ... tatvS

c. Savvt ..22

0

2 (digunakan)

Contoh Soal:

2) Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan awal 72 km/jam kemudian direm hingga berhenti pada jarak 8 meter

dari tempat mulai pengereman. Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada mobil?

a. 5 m/s2 d. 25 m/s2

b. 10 m/s2 e. 50 m/s2

c. 20 m/s2

JAWAB: D

Penyelesaian:

V0 = 72 km/jam = 20 m/s

Vt = 0 (berhenti)

Gurendo Utomo, S.Pd S = 8 m

a = ..... ?

Kita gunakan rumus:

Savvt ..22

0

2

8..2)20(0 22 a

a.164000

2516

400.16400

aa m/s2

3. Indikator: Menghitung tinggi menara diketahui waktu sampai tanah

Materi: Gerak jatuh bebas

Gerak jatuh bebas adalah gerak benda tanpa kecepatan awal (v0 = 0 ). Gerak jatuh bebas merupakah contoh gerak

GLBB, sehingga persamaan gerak jatuh bebas merupakan penurunan dari gerak GLBB.

a. tgvvt .0

b. 2

212

21

0 ..... tghtgtvh (digunakan)

c. hgvt ..22

Contoh Soal:

3) Sebuah benda dijatuhkan dari ujing sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda sampai ditanah

(g = 10 m/s2). Tinggi menara tersebut ...

a. 40 m d. 15 m

b. 25 m e. 10 m

c. 20 m

JAWAB: C

Penyelesaian:

t = 2 detik

g = 10 m/s2

h = ....?

Kita gunakan rumus:

20)4)(10()2)(10(.212

212

21 tgh m

4. Indikator: Menghitung frekuensi putaran, diketahui kecepatan dalam RPM

Materi: Gerak rotasi

Contoh Soal:

Sebuah benda berputar dengan kecepatan 300 RPM. Maka besar frekuensi putaran benda adalah ...

a. 1 Hz d. 4 Hz

b. 2 Hz e. 5 Hz

c. 3 Hz

JAWAB: E

300 RPM = Hz5s60

putaran300

5. Indikator: Menghitung momen gaya

Materi: Momen Gaya (Torsi)

Momen gaya (Torsi) merupakan hasil kali cros product antara gaya dengan lengan gaya nya. Arah gaya dan lengan

gaya harus saling tegak lurus,

sin.LFFxL

Contoh Soal:

Batang AB panjangnya 2 meter dengan poros di titik A dengan gaya F = 12 N yang membentuk sudut 600. Besar

momen gaya yang terjadi pada batang AB adalah ...

a. 6 Nm d. 12 Nm

b. 6 3 Nm e. 12 3 Nm

c. 12 2 Nm

Gurendo Utomo, S.Pd JAWAB: E

Gunakan persamaan momen gaya:

312)3(2460sin)2)(12(sin.210 LF Nm

6. Indikator: Menghitung jumlah momentum

Materi: Momentum

Momentum merupakan hasil kali antara massa (m) dengan kecepatan gerak (v);

P = m.v

Resultan momentum:

- Bila arah momentum sama, maka momentum total dijumlahkan;

Ptot = P1 + P2 = m1v1 + m2v2

- Bila arah momentum berlawanan, maka momentum total dikurangkan:

Ptot = P1 - P2 = m1v1 - m2v2

- Biala arah momentum saling tegak lurus (900), maka gunakan rumus phytagoras:

2

2

2

1 PPPtot

Contoh Soal:

Sebuah mobil bermassa 1000 kg sedang bergerak ke timur dengan kelajuan 20 m/s, dan sebuah truk bermassa 2500

kg sedang bergerak ke utara dengan kelajuan 15 m/s. Besar momentum total keduanya adalah ...

a. 17.500 N.s d. 52.000 N.s

b. 32.500 N.s e. 57.500 N.s

c. 42.500 N.s

JAWAB: C

m1 = 1000 kg, v1 = 20 m/s p1 = m1.v1 = (1000).(20) = 20.000 N.s

m2 = 2500 kg, v2 = 15 m/s p2 = m2.v2 = (2500).(15) = 37.500 N.s

Arah timur dan utara saling tegak lurus, maka kita gunakan rumus phytagoras:

)375200()100()500.37()000.20( 222222

2

2

1 PPPtot

)425.(100625.180100)625.140000.40()100( 2 totP

500.42totP N.s

7. Indikator: Menghitung energi potensial

Materi: Energi Potensial

Energi potensial dalam mekanik yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas:

hgmEpg .. energi potensial gravitasi

2

21 .. xkEpp energi potensial pegas

Contoh Soal:

Berapa energi potensial sebutir kelapa yang massanya 1 kg dan masih tergantung di pohonnya dengan ketinggian 10

m (g = 10 m/s2)?

a. 0,1 joule d. 100 joule

b. 1 joule e. 1000 joule

c. 10 joule

JAWAB: D

Kita gunakan persamaan energi potensial gravitasi:

100)10)(m/s10).(kg1(.. 2 mhgmEpg joule

8. Indikator: Menghitung Daya, diketahui : gaya (F), perpindahan (S) dan waktu (t)

Materi: Daya

Daya merupakan energi/usaha yang digunakan tiap satu satuan waktu:

t

WP

waktu

UsahaEnergiP

/

Gurendo Utomo, S.Pd

t

sFP

. (digunakan)

Contoh Soal:

Seorang anak mendorong mobil dengan gaya konstan 100 N sehingga mobil berpindah sejauh 5 meter dalam waktu

25 detik. Besar gaya yang dilakukan anak tersebut adalah ....

a. 12.500 Watt d. 5 watt

b. 500 watt e. 4 watt

c. 20 watt

JAWAB: C

F = 100 N

S = 5 m

T = 25 detik

Kita gunakan persamaan daya dengan usaha:

525

500

25

)5).(100(.

t

sFP watt

9. Indikator: Menghitung pertambahan panjang pegas

Materi: Pegas

Persamaan gaya pegas:

Fp = k.x Keterangan:

Fp = gaya pegas .... N

K = konstanta pegas .... N/m

x = pertambahan panjang pegas .... m

Contoh Soal:

Sebuah pegas memiliki konstantan 100 N/m. Apabila pegas ditarik dengan gaya 2 N, maka secara analisis, panjang

pegas akan bertambah panjang ...

a. 4 cm d. 1 cm

b. 3 cm e. 0.5 cm

c. 2 cm

JAWAB: C

Kita gunakan persamaan gaya pegas:

Fp = k.x cm202.0N/m100

N2 m

k

Fpx

10. Indikator: Menghitung gaya pada pegas

Materi: Pegas

Contoh Soal:

Sebuah pegas saat ditarik dengan gaya 5 N akan bertambah panjang 4 cm. Berapakah besar gaya yang harus

diberikan pada pegas agar bertambah panjang 10 cm?

a. 2 N d. 12,5 N

b. 2,5 N e. 200 N

c. 8 N

JAWAB: D

Kita gunakan perbandingan gaya pegas:

cm10

cm45

.

.

22

1

2

1

F

N

xk

xk

F

F

N5,124

50

)10).(5(.4

2

2

F

F

11. Indikator: Hukum bejana berhubungan

Materi: Hukum bejana berhubungan

Gurendo Utomo, S.Pd

12. Indikator: Dongkrak hidrolik, menghitung gaya pada penampang besar

Materi: Hukum Pascal

Hukum pascal = besar tekanan zat cair dalam ruang tertutup adalah sama besar dan kesegala arah. Contoh penerapan:

dongkrak hidroulik, rem hidroulik dll

Contoh Soal:

Sebuah dongkrak hidroulik dengan luas penghisap kecil A1 = 2 cm2 dan luas penghisap besar A2 = 60 cm

2 digunakan

untuk mengangkat beban. Bila pada penghisap kecil diberikan gaya sebesar 10 N, maka besar gaya maksimum yang

dapat diangkat pada penghisap besar adalah ...

a. 120 N d. 1200 N

b. 300 N e. 1800 N

c. 600 N

JAWAB: B

A1 = 2 cm2 , A2 = 60 cm

2

F1 = 10 N , F2 = .... ?

Kita gunakan persamaan pascal:

2

2

1

1

A

F

A

F 300

2

)60).(10(

602

102

2 FF

N

13. Indikator: Konversi dari Celcius ke Fahrenheit

Materi: Termometer

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Dalam menentukan skala termometer harus diketahui terlebih dahulu

skala atas (ketika air sedang mendidih) dan skala bawah (ketika es melebur). Skala atas dan skala bawah dari

beberapa termometer sebagai berikut:

Maka kita akan mengetahui bahwa : 0C :

0F :

0R : K = 5 : 9 : 4 : 5

Karena perbandingan antara skala 0C dan Kelvin adalah sama maka akan berlaku:

Contoh Soal:

Sebuah benda suhunya 500C. Jika suhu benda tersebut diukur dengan termometer Fahrenheit akan menunjukkan

angka ....

a. 400F d. 1220F

b. 720F e. 1500F

c. 900F

JAWAB: D

FC 00 12232903250.5

950

14. Indikator: Menghitung kalor es yang melebur seluruhnya menjadi air

Persamaan Hukum Pascal Pada perangkat

hidroulik:

2

2

1

1

A

F

A

F

0C

100

0

100 skala

0F

212

32

180 skala

0R

80

0

80 skala

K

373

273

100 skala

T Kelvin = t 0C + 273

Gurendo Utomo, S.Pd Materi: Kalor

Kalor merupakan bentuk energi yang dapat berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

Besarnya kalor (Q) yang diserap atau dilepas suatu benda secara matematis dapat dituliskan:

keterangan:

Q = kalor yang dilepas/diterima ...... joule (J)

m = massa benda ............ kg

c = kalor jenis zat ............ J/kgK (untuk air cair = 4200 J/kgK atau 1 kal/gr0C)

T = perubahan suhu .......... K

Pada saat terjadi perubahan wujud (baik melebur atau menguap), banyak kalor yang diperlukan dirumuskan:

Melebur: = . (digunakan)

Menguap: = .

Keterangan:

Lf = kalor lebur es..... J/kg

U = kalor uap air ...... J/kg

Contoh Soal:

500 gram es bersuhu 00C dipanaskan hingga es melebur seluruhnya menjadi air beruhu 0

0C. Bila kalor jenis es = 0.5

kal/gram0C dan kalor lebur es = 80 kal/gram, banyak kalor yang diserap es untuk melebur sebesar ...

a. 250 joule d. 20.000 joule

b. 1000 joule e. 40.000 joule

c. 4000 joule

JAWAB: E

m = 500 gram

ces = 0.5 kal/gr0C

Lf = 80 kal/gr

Kita gunakan persamaan kalor lebur es

000.40)80).(500(. fLmQ joule

15. Indikator: Konsep Isotermal

Materi: Grafik Termodinamika

Isothermal merupakan salah satu proses termodinamika yang terjadi saat suhu

konstan/tetap. Pada proses ini sistem akan memiliki ciri:

- Terjadi pada suhu tetap (T = 0)

- Sistem memiliki usaha (W)

- Sistem menyerap kalor (Q),

- Energi dalam sistem nol (U = 0)

- Besar usaha = kalor yang diserap (W = Q)

Grafik proses isotermis ditunjukkan seperti gambar disamping.

Contoh soal:

Suatu silinder gas ideal dimampatkan secara isothermal, maka berlaku ...

a. W < 0 dan T > 0 d. W = 0 dan T < 0

b. W > 0 dan T = 0 e. W > 0 dan T > 0

c. W < 0 dan T < 0

JAWAB: B

Ciri Isothermal:

- Terjadi pada suhu tetap (T = 0)

- Sistem memiliki usaha (W > 0)

- Sistem menyerap kalor (Q > 0),

- Energi dalam sistem nol (U = 0)

- Besar usaha = kalor yang diserap (W = Q)

16. Indikator: Menghitung gaya Tolak Muatan

Materi: Hukum Coulomb

Q = m.c.T

P

V

Gurendo Utomo, S.Pd Rumus gaya coulomb:

= 122

Keterangan:

Fc = Gaya Coulomb ..... N

k = konstanta ....... k = 9 x 109 Nm2/C2

Q1 = Q2 = muatan masing-masing .......... C

R = jarak kedua muatan ........... m

Contoh Soal:

Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya (+) 4 C dan (+) 9 C terpisah sejauh 2 m. Apabila k = 9 x 109 Nm2/C2, maka besarnya gaya tolak-menolak kedua muatan tersebut adalah ... a. 36 x 109 N d. 162 x 109 N b. 72 x 109 N e. 648 x 109 N c. 81 x 109 N JAWAB: C

Kita gunakan persamaan gaya coulomb:

= 122

= 9 109 4 . 9

2 2= 9 109

36

4= 9 109 9 = 81 109 N

17. Konsep Rangkaian Kapasitor

Materi : Kapasitor

Contoh Soal:

Empat buah kapasitor memiliki nilai kapasitas yang sama dirangkai seperti pada gambar dibawah ini. Rangkaian

kapasitor yang memiliki nilai terbesar adalah ....

A

D

B

E

C

JAWAB: D

Kapasitor akan memiliki nilai pengganti paling besar bila dirangkai secara paralel dan akan memiliki nilai pengganti

paling kecil bila dirangkai secara seri.

18. Indikator: Menghitung kuat Arus

Materi : Hukum Ohm

Hukum Ohm dirumuskan sebagai berikut:

= .

Keterangan:

V = tegangan ...... volt

I = arus yang mengalir ..... Ampere

R = hambatan ....... Ohm

Contoh Soal:

Sebuah alat mempunyai hambatan 1500 dihubungkan dengan tegangan 300 volt, maka besar arus yang mengalir

pada penghantar tersebut adalah Ampere

a. 0.2 A d. 2 A

b. 0.5 A e. 5 A

c. 1 A

JAWAB: A

Gurendo Utomo, S.Pd

= . =

=

300

1500= 0,2 A

19. Indikator: Menghitung cepat rambat gelombang

Materi: Gelombang

Persamaan cepat rambat gelombang:

=

atau = .

Keterangan:

v = kecepatan rambat gelombang ....... m/s

= panjang gelombang ....... m

T = periode gelombang ........ s

f = frekuensi gelombang ....... Hz

Contoh Soal:

Sebuah gelombang transversal memiliki periode 4 sekon. Jika jarak antara dua titik berurutan yang fasenya sama

adalah 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah ....

a. 1 cm/s d. 4 cm/s

b. 2 cm/s e. 5 cm/s

c. 3 cm/s

JAWAB: B

T = 4 sekon

= 8 cm

v = ...... ?

Kita gunakan persamaan kecepatan gelombang:

=

=

8 cm

4 s=2 cm/s

20. Indikator: Konsep efek doopler

Materi: Efek Doopler

Pada peristiwa efek doopler, maka:

- Bila sumber bunyi (sirine) dan pendengar saling bergerak mendekat, maka frekuensi bunyi yang akan didengar

pendengar akan lebih besar.

- Bila sumber bunyi (sirine) dan pendengar bergerak saling menjauh, maka frekuensi bunyi sirine yang didengar

akan lebih kecil.

Contoh Soal:

Pada peristiwa efek doopler, jika ada sebuah kendaraan yang membunyikan sirine dan bergerak mendekati kita

pendengar yang diam, maka besar frekuensi bunyi sirine yang kita dengan akan .....

a. Bertambah d. bertambah kemudian berkurang

b. Berkurang e. Tidak dapat ditentukan

c. Tetap

JAWAB: A

21. Indikator: Teori atom rutherford

Materi: Teori Atom Rutherford

Hasil percobaan Rutherford tentang model atom, menyimpulkaN:

- Atom terdiri dari muatan positif dan muatan negatif

- Muatan positif dan sebagian besar massa atom terpusat di tengah-tengah atom yang disebut inti atom

- Elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti pada jarak yang relatif jauh

- Elektron bergerak mengelilingi inti di bawah pengaruh gaya sentripetal yang disebabkan gaya tarik menarik inti

dan elektron (gaya Coulomb)

- Pada reaksi kimia inti, atom tidak mengalami perubahan, hanya elektron sebelah luar yang saling mempengaruhi.

Sedangkan kelemahan model atom Rutherford adalah :

- Gerakan elektron mengelilingi inti akan mengeluarkan energi yang lama-lama akan habis dan elektron akan

tertarik ke inti. Secara kenyataan, hal itu tidak terjadi

Gurendo Utomo, S.Pd - Karena elektron memancarkan energi, maka lintasan elektron harusnya berupa spiral dengan jari-jari makin

kecil. Padahal pada pengamatan atom hidrogen bertentangan dengan pengamatan spektrometer.

- Karena lintasannya mengecil, maka gelombang yang dipancarkan harusnya gelombang diskontinya. Nyatanya

gelombang yang dipancarkan atom merupakan gelombang diskrit dan tetap

Contoh Soal:

Pada percobaan hamburan sinar alfa melalui penembakan lempeng emas tipis, Rutherford memperoleh hipotesis

bahwa ...

a. Atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif sehingga

atom bersifat netral

b. Pada anoda terbentuk elektron berupa sinar negatif, sedangkan di katoda terbentuk sinar positif

c. Radiasi partikel yang berdaya tembus tinggi dan bersifat netral mempunyai massa hampir sama dengan massa

proton disebut neutron

d. Atom terdiri atas partikel bermuatan negatif yang dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik

e. Atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama, sedangkan atom suatu unsur berbeda memiliki sifat berbeda.

JAWAB: A

22. Indikator: Menentukan jumlah proton, neutron dan elektron

Materi: Konsep Atom

Inti atom biasanya dilambangkan = A

Z X (dimana A lebih besar dari Z)

A = nomor massa (jumlah proton + neutron)

Z = jumlah proton,

Untuk atom netral maka jumalah proton = jumlah elektron

Contoh Soal:

Inti atom Uranium dituliskan oleh: 238

92U maka jumlah neutron, proton dan elektronnya adalah ....

a. Neutron = 92, proton = 92, elektron = 146

b. Neutron = 146, proton = 92, elektron = 92

c. Neutron = 92, proton = 146, elektron = 92

d. Neutron = 238, proton = 92, elektron = 146

e. Neutron = 92, proton = 238, elektron = 146

JAWAB: B 238

92UA

Z X

Jumlah proton = Z = 92 proton.

Jumlah elektron = jumlah proton = 92 elektron

Jumlah neutron = A Z = 238 92 = 146 neutron

23. Indikator: Menentukan waktu paroh

Materi: Waktu Paruh

Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan oleh suatu bahan radioaktif hingga tersisa separuhnya. Persamaan waktu

paruh:

= 0 1

2

Keterangan:

N = jumlah /aktivitas radioaktif akhir

N0 = jumlah/aktivitas radioaktif awal

T = waktu

Tparuh = waktu paruh radioaktif

Contoh Soal:

Besar aktifitas radioaktif sebuah zat adalah 6 Bq. Setelah selang waktu 4 tahun, aktivitas radioaktif tersebut telah

menjadi 1,5 Bq, maka besar waktu paruh dari zat radioaktif tersebut adalah ...

a. 1 tahun d. 4 tahun

b. 2 tahun e. 5 tahun

c. 3 tahun

Gurendo Utomo, S.Pd JAWAB: B

N = 1,5 Bq

N0 = 6 Bq

T = 4 tahun

Tparuh = ......?

Dari persamaan waktu paruh:

= 0 1

2

== 1,5 = 6 1

2

4

1,5

6=

1

2

4

== 1

4=

1

2

4

== 1

2

2

= 1

2

4

Sehingga secara matematik dapat ditulis:

2 =4

== =

4

2= 2 tahun

24. Menentukan energi ikat inti

Materi: Energi ikat inti

Dalam inti atom, proton dan neutron saling terikat kuat karena adanya energi ikat inti. Energi ikat inti ini

dirumuskan:

E = m x 931 MeV

Dimana:

m = defect massa = selisih massa ukur dengan massa inti hitung

Contoh Soal:

Massa neutron adalah 1,008 sma, dan massa proton adalah 1,007 sma. Sebuah partikel alfa 4

2 memiliki massa

4,002 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka besar energi ikat ini partikel alfa adalah .... MeV

a. 18,62 d. 46,55

b. 26,06 e. 55,86

c. 37,24

JAWAB: B 4

2 sehingga dapat kita tentukan:

- Banyak proton = Z = 2 proton

- Banyak neutron = A Z = 4 2 = 2 neutron.

Sehingga:

Massa proton = 2 proton x 1,007 sma = 2,014 sma

Massa neutron = 2 neutron x 1,008 sma = 2,016 sma +

Massa total inti = 4,030 sma

Massa inti partikel alfa terukur (dari soal) = 4,002 sma -

Selisih massa (massa defect) m = 0,028 sma

Besar energi ikat inti:

E = m x 931 MeV = (0,028 sma).(931 MeV) = 26,06 MeV

25. Indikator: Menghitung gaya lorenzt

Materi: Gaya Lorenzt

Persamaan Gaya Lorenzt:

= . .

Keterangan:

FL = gaya lorenzt ........N

B = medan magnet .......tesla

I = kuat arus ........ A

L = panjang kawat penghantar ........ m

Contoh Soal:

Kawat penghantar berarus listrik 2 A memotong tegak lurus medan magnet 2 tesla. Jika panjang kawat 2 meter,

maka besar gaya lorenzt yang timbul adalah ....

Gurendo Utomo, S.Pd a. 1 N d. 8 N

b. 2 N e. 10 N

c. 4 N

JAWAB: D

Persamaan gaya lorenzt:

= . . = 2 tesla . 2 A . 2 m = 8 N

26. Indikator: Menghitung induksi magnet Kawat Lurus

Materi: Induksi Kawat lurus

Persamaan induksi magnet di sekitar kawat lurus panjang dirumuskan:

=0 .

2.

Keterangan:

B = induksi magnet ....Wb/m2

I = arus listrik pada kawat ..... A

a = jarak antara titik ke kawat .... m

Arah medan listrik pada kawat lurus mengikuti kaidah genggaman tangan kanan. Arah putaran jari menandakan arah

putaran medan, sedangkan jempol sebagai arah arus. Contoh:

Contoh Soal:

Seutas kawat lurus dialiri arus listrik 4 ampere bila 0 = 4 x 10-7

Wb/A.m maka besar induksi magnet pada titik

yang berjarak 20 cm dari kawat tersebut adalah

a. 8 x 10-6 Wb/m2 c. 5 x 10-6 Wb/m2 e. 1 x 10-6 Wb/m2

b. 4 x 10-6 Wb/m2 d. 2 x 10-6 Wb/m2

JAWAB: D

I = 4 A

a = 20 cm = 2 x 10-1

m

Dari persamaan induksi kawat lurus panjang:

=0 .

2. =

4 107 . (4 A)

2. (2 101 m)=

8 107

4 101= 2 106 Wb/m2

27. Indikator: Menentukan arah medan magnet disekitar kawat berarus

Materi: Induksi kawat lurus

Untuk menentukan arah medan magnet disekitar kawat berarus dengan menggunakan

genggaman tangan kanan, dimana jempol sebagai arah arus dan putaran jari sebagai arah

putaran medan magnet. Gambar disamping memperlihatkan cara sederhana dalam

menentukan arah induksi magnet. Dari gambar, tersebut jelas bahwa apabila arus mengalir

ke atas arah B berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Dan jika arah arus ke arah

bawah maka arah induksi magnet B searah dengan arah putaran jarum jam.

Contoh Soal:

Perhatikan arah garis gaya magnet di sekitar kawat berarus listrik berikut.

Jika I adalah arah arus listrik, maka arah garis medan magnet yang benar ditunjukkan oleh gambar ...

a. 1 dan 2 d. 2 dan 3

b. 1 dan 3 e. 2 dan 4

c. 1 dan 4

JAWAB: D

28. Indikator: Menghitung jumlah bayangan dua cermin datar

Materi: Cermin datar

Jumlah Bayangan Pada Dua Cermin yang Membentuk Sudut

Gurendo Utomo, S.Pd

13600

N

Keterangan:

N = banyaknya bayangan yang terbentuk

= sudut antara kedua cermin datar

Contoh Soal:

Sebuah benda diletakkan diantara dua buah cermin datar yang yang membentuk sudut 600. Banyaknya bayangan

yang terlihat di cermin sebanyak ... bayangan

a. 7 d. 4

b. 6 e. 3

c. 5

JAWAB: C

= 600

kita gunakan persamaan banyak banyangan dua cermin membentuk sudut:

=360

1 =

360

60 1 = 6 1 = 5 bayangan

29. Indikator: Menentukan Sifat bayangan cermin cembung

Materi: Cermin cembung

Pada cermin cembung benda selalu berada di ruang IV sehingga bayangan

selalu berada di R. I maka sifat bayangan yang terbentuk adalah maya,

tegak, diperkecil.

Contoh Soal:

Setiap benda yang berada didepan cermin cembung selalu membentuk

bayangan yang sifatnya

a. Diperkecil, terbalik dan maya d. diperkecil, tegak, maya

b. Diperkecil, tegak dan nyata e. Sama besar, tegak, maya

c. Diperkecil, terbalik, nyata

JAWAB: D

30. Indikator: Fungsi bagian mata

Materi: Alat optik, mata

Contoh Soal:

Salah satu bagian mata yang berfungsi sebagai alat optik yaitu untuk memfokuskan bayangan agar selalu jatuh tepat

di retina adalah fungsi dari ....

a. Kornea mata d. kelopak mata

b. Pupil e. Lensa mata

c. Syaraf mata

JAWAB: E

31. Indikator: teori miopi

Materi: Alat optik, cacat mata miopi

Miopi adalah rabun jauh dimana seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang letaknya jauh. Cacat mata

ini disebabkan karena lensa mata tidak dapat memipih sehingga titik jauh mata bergeser mendekati mata akibatnya

bayangan yang dilihat jatuh di depan retina seperti pada gambar. Cacat mata miopi (rabun jauh) dapat ditolong

dengan menggunakan kacamata minus (lensa cekung)

Contoh Soal:

Gurendo Utomo, S.Pd Perhatikan jalannya sinar pada mata berikut!

Berdasarkan data pada gambar, maka dapat dipastikan :

cacat mata penyebab Jenis Lensa Kacamata

a Hypermetropy Titik dekat mata bergeser menjauhi mata Cembung

b Hypermetropi Titik dekat mata bergeser mendekati mata Cekung

c Myopi Titik jauh mata bergeser menjauhi mata Cembung

d Myopi Titik jauh mata bergeser mendekati mata Cekung

JAWAB: D

32. Indikator : Menghitung impedansi rangkaian R-L-C

Materi: Rangkaian RLC

Persamaan untuk mencari besar impedansi rangkaian RLC:

= 2 + 2

Keterangan:

Z = impedansi RLC ..... ohm

R = hambatan resistor .... ohm

XL = hambatan induktor .... ohm

XC = hambatan kapasitor ... ohm

Contoh Soal:

Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut:

Maka besar impedansi rangkaian adalah

a. 20 ohm c. 40 ohm e. 60 ohm

b. 30 ohm d. 50 ohm

JAWAB: D

R = 30 ohm

XL = 60 ohm

XC = 20 ohm

Besar impedansi rangkaian :

= 2 + 2 = 302 + 60 20 2 = 302 + 402

= 900 + 1600 = 2500 = 50 ohm

33. Indikator: Syarat terjadinya resonansi RLC

Materi: Resonansi RLC

Resonansi RLC terjadi bila :

- Nilai Impedansi mencapai nilai minimum (bukan nol)

- Nilai impedansi sama dengan nilai resistor (Z = R)

- Hambatan Induktif sama dengan Hambatan Kapasitif (XL = XC)

Contoh Soal:

Syarat Resonansi RLC

Pernyataan berikut yang berkaitan dengan saat terjadinya resonansi pada rangkaian RLC seri:

(1) XL > XC (3) Z = 0

30 60 20

Gurendo Utomo, S.Pd (2) XL = XC (4) Z = R

Pernyataan yang benar adalah

a. 1 dan 3 c. 2 dan 4 e. 1 dan 2

b. 2 dan 3 d. 1 dan 4

JAWAB: C

34. Indikator: Menghitung reaktansi induktif

Materi: Rangkaian RLC

Reaktansi induktif (XL) dirumuskan:

= . atau = 2. .

Keterangan:

XL = reaktansi induktif ..... ohm

= kecepatan angular/frekuensi angular .... rad/s

L = nilai induktor .... Henry

Contoh Soal:

Sebuah induktor memiliki nilai 0,2 Henry yang dirangkai pada sebuah tegangan AC yang memiliki frekuensi 50 Hz.

Maka besar reaktansi induktor adalah ...

a. ohm d. 15 ohm

b. 5 ohm e. 20 ohm

c. 10 ohm

JAWAB: E

L = 0,2 H

F = 50 Hz

Dari pesamaan reaktansi induktif:

= 2. . = 2. 50 . 0,2 H = 100 . 0,2 = 20 ohm

35. Indikator: Menghitung kontraksi panjang

Materi: Relativitas

Persamaan Relativitas untuk Kontraksi Panjang adalah:

= 0 1 2

2

Keterangan:

L0 = panjang saat kondisi diam/menurut acuan diam ...... m

LR = panjang relativistik ....... m

v = kecepatan benda ....... (dalam c)

c = kecepatan cahaya

Contoh Soal:

Sebuah pesawat panjangnya 10 m dalam keadaan diam. Apabila pesawat tersebut bergerak searah dengan

panjangnya dengan kecepatan 0,6c. Maka panjang pesawat tersebut saat bergerak adalah ....

a. 2 m d. 8 m

b. 4 m e. 10 m

c. 6 m

JAWAB: D

L0 = 10 m

v = 0,6c

LR = .......?

Kita gunakan persamaan kontraksi panjang relativitas:

= 0 1 2

2= 10 m 1

0,6 2

2= 10 1

0,362

2= 10 1 0,36

= 10 0,64 = 10 . 0,8 = 8 m

36. Indikator: Dilatasi Waktu

Gurendo Utomo, S.Pd Materi: Relativitas

Persamaan Relativitas untuk Dilatasi Waktu adalah:

=0

1 2

2

Keterangan:

T0 = waktu menurut acuan diam T R = waktu relativistik v = kecepatan benda (dalam c)

c = kecepatan cahaya

Contoh Soal:

Periode pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh orang yang bergerak relatif

terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = kecepatan cahaya), maka periode pendulum tersebut menurut pengamat

bergerak adalah ....

a. 0.5 s d. 15 s

b. 1,5 s e. 300 s

c. 9,6 s

JAWAB: C

T0 = 3 detik

v = 0,95c

TR = ....?

Kita gunakan persamaan dilatasi waktu:

=0

1 2

2

=3

1 (0,95)2

2

=3

1 0,9025=

3

0,0975=

3

0,3122= 9,6 s

37. Indikator: Massa Relatif

Materi: Relativitas

Persamaan Relativitas untuk Dilatasi Waktu adalah:

=0

1 2

2

Keterangan:

m0 = massa benda menurut acuan diam

m R = massa relativistik

v = kecepatan benda (dalam c)

c = kecepatan cahaya

Contoh Soal:

Hasan memiliki massa 72 kg saat diukur di bumi. Kemudian hasan bergerak dalam suatu roket yang memiliki

kecepatan 0,8c. Maka massa relatif hasan adalah ....

a. 64 kg d. 120 kg

b. 90 kg e. 648 kg

c. 100 kg

JAWAB: D

m0 = 72 kg

v = 0,8c

mR = .....?

Kita gunakan persamaan massa relativistik:

=0

1 2

2

=72 kg

1 (0,8)2

2

=72

1 0,64=

72

0,36=

72

0,6= 120 kg

38. Indikator: Menghitung daya pancar benda hitam

Materi: Radiasi benda hitam

Gurendo Utomo, S.Pd Penyerap radiasi kalor sempurna disebut sebagai benda hitam. Permukaan yang hitam kusam adalah penyerap dan

pemancar radiasi yang baik, sedangkan permukaan putih mengkilap adalah penyerap dan pemancar radiasi yang

sangat buruk. Persamaan Radiasi dituliskan:

keterangan:

P = daya (J/s atau watt)

Q/t = laju konduksi (J/s)

= konstanta Stefan-Bolztman (W/m2.K4) e = emisivitas bahan (bernilai 0 e 1)

e = 1 untuk benda hitam sempurna dan

e = 0 untuk benda putih sempurna

A = luas penampang penghantar (m2)

T4 = suhu benda (harus dalam Kelvin) dimana A

0C = (A + 273) K

Contoh Soal:

Daya radiasi yang dipancarkan suatu benda pada suhu 2270C adalah 100 watt. Jika suhu benda dinaikkan hingga

menjadi 7270C, maka daya radiasi yang dipancarkan sekarang adalah ...

a. 200 watt d. 1600 watt

b. 320 watt e. 3200 watt

c. 2000 watt

JAWAB: D

T1 = 2270C = (227 + 273) = 500 K

T2 = 7270C = (727 + 273) = 1000 K

Kita gunakan perbandingan:

12

=1

4

24 nilai sama, sehingga bisa dihilangkan;

12

=1

4

24 ==

100

2=

5004

10004 ==

100

2=

500

1000

4

== 100

2=

1

2

4

100

2=

1

16 dikali silang

2 = 100 . 16 = 1600 watt

39. Indikator: Faktor yang mempengaruhi energi kinetik foto listrik

Materi: Efek fotolistrik

Efek fotolistrik adalah keluarnya elektron-elektron dari permukaan logam ketika dikenai seberkas cahaya. Besar

energi foton cahaya yang disinarkan pada logam, maka akan digunakan untuk menaikkan energi logam hingga ke

batas energi ambang logam (fungsi kerja logam). Bila energi foton yang disinarkan melebihi energi ambang ini,

maka sebagian elektron akan keluar dan timbullah aliran elektron (timbul arus listrik). Hal-hal yang dapat

disimpulkan dari efek fotolistrik:

- Semua energi foton cahaya akan diserap oleh elektron dan digunakan untuk:

Melepaskan elektron (mencapai energi ambang)

Energi kinetik elektron (gerak elektron)

- Intensitas cahaya foton akan mempengaruhi banyaknya elektron yang lepas.

- Intensitas cahaya foton tidak mempengaruhi besar energi kinetik gerak elektron

Contoh Soal:

Pernyataan berikut yang benar tentang peristiwa efek fotolistrik adalah ...

a. Seluruh energi elektron diberikan pada elektron dan digunakan sebagai energi kinetik elektron

b. Seluruh energi foton diberikan pada elektron dan digunakan untuk melepaskan diri dari logam

c. Foton lenyap dan seluruh energinya diberikan pada elektron

d. Makin besar intensitas foton makin besar energi elektron

e. Kecepatan elektron yang lepas dari logam adalah nol jika energi foton lebih kecil dari fungsi kerja logam

JAWAB: E

4... TAet

QP

Gurendo Utomo, S.Pd 40. Indikator: Menghitung panjang gelombang

Materi: Hukum pergeseran wien

Hukum pergeseran wien : panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum berkurang dengan meningkatnya

suhu. Dirumuskan:

= .

Keterangan:

C = Tetapan Wien = 2,8 x 10-3

mK

m = Panjang gelombang maksimum ...... m

T = suhu mutlak.....(harus dalam Kelvin)

A 0C = (A + 273) K

Contoh Soal:

Sebuah benda suhunya 1270C. Jika konstanta Wien = 2,8 x 10

-3 mK, maka panjang gelombang radiasi dari benda

tersebut adalah ....

a. 1,1 x 10-6 m d. 7,2 x 10-6 m

b. 2,2 x 10-6 m e. 11,2 x 10-6 m

c. 3,5 x 10-6 m

JAWAB: D

T = 1270C = (127 + 273) K = 400 K

C = 2,8 x 10-3 mK

Dari persamaan Wien:

= . =

=

2,8 103

400= 7,2 106m