12 SMK ISLAM PB SOEDIRMAN 1

Transkripsi

1 MODUL FISIKA UNTUK SMK KELAS SMK ISLAM PB SOEDIRMAN NAMA :... KELAS :... ALAMAT : No Telp : WebSite :... Oleh RUDY DJATMIKO, S.Si

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, dengan Ilmu-Nya yang Maha Luas, serta kemurahan hatinya, hingga kumpulan Modul Fisika untuk Siswa SMK kelas ini dapat diselesaikan. Modul Fisika SMK Kelas ini disusun sesuai dengan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Mata Pelajaran Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan untuk Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) / Madrasah Aliyah Kejuruan (MAK). Karenanya materi yang diuraikan dalam modul ini tidak akan melenceng dari tujuan kurikulum. Materi dalam Modul Fisika Smk Kelas ini disajikan dengan seringkas dan sejelas mungkin. Hal ini dimaksudkan agar Siswa bisa lebih cepat menangkap inti dari materi yang sedang dipelajari. Kritik dan saran sangat Penulis harapkan demi kesempurnaan modul ini. Kritik dan saran dapat disampaikan melalui rudyjatmiko@yahoo.com. Semoga modul ini dapat menghantarkan Siswa SMK menuju sukses. Jakarta, 0 Agustus 03 Penulis Rudy Djatmiko i

3 DAFTAR ISI BAB.. KEMAGNETAN A. Sifat Magnet... B. Medan Magnet... C. Gaya Magnet... 5 D. Induksi Elektromagnet... 6 E. Gelombang Elektromagnetik... 0 BAB.. OPTIK A. Optika Geometri... B. Pembiasan Pada Lensa... 6 C. Alat-Alat Optik... 8 BAB. 3. LISTRIK STATIS DAN DINAMIS A. Gaya Listrik... 4 B. Medan Listrik C. Hukum Gauss D. Potensial Listrik E. Kapasitor BAB. 4. LISTRIK ARUS SEARAH A. Hukum Khirchoff B. Hukum Ohm... 6 C. Daya Dan Energi Listrik... 6 BAB. 5. ARUS BOLAK-BALIK A. Arus Bolak-Balik B. Impedansi, Tegangan, dan Arus Bolak-Balik C. Daya Dan Energi Arus Bolak-Balik ii

4 Rudy Djatmiko XII - BAB KEMAGNETAN STANDAR KOMPETENSI Menerapkan konsep magnet dan elektromagnet KOMPETENSI DASAR Menguasai konsep kemagnetan Menguasai hukum magnet dan elektromagnet Menggunakan magnet Menggunakan elektromagnet A. SIFAT MAGNET. Garis Gaya Magnet Semua magnet mempunyai kutub yang berlainan, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Dua kutub yang senama akan tolak menolak, sedang dua kutub yang berbeda akan tarik menarik. Di sekitar magnet akan terdapat medan magnet yang digambarkan sebagai suatu garis gaya magnet. Semakin jauh, semakin kecil besar medan magnetnya dan semakin sedikit jumlah garis gaya magnetnya. Arah garis gaya magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan.. Sifat Magnetik Bahan Bahan magnetik dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu bahan ferromagnetic, bahan paramagnetic, dan bahan diamagnetic. a. Bahan Ferromagnetic bahan ferromagnetic adalah bahan yang sangat mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini dapat dijadikan sebagai magnet permanent. Contoh bahan ferromagnetic yaitu: besi, baja, nikel, kobal. b. Bahan Paramagnetic bahan paramagnetic adalah bahan yang tidak mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini tidak dapat dijadikan magnet permanent. Contoh bahan paramagnetic yaitu: mangan, platina, aluminium, timah. c. Bahan Diamagnetic bahan diamagnetic adalah bahan yang tidak dapat dipengaruhi oleh medan magnet. Contoh bahan diamagnetic yaitu: bismuth, timbal, perak, emas, tembaga.

5 Rudy Djatmiko XII - B. MEDAN MAGNET. Medan Magnet dan Arus Listrik Menurut Christian Oersted (777 85): di sekitar arus listrik terdapat medan magnet. Arah garis gaya yang dihasilkan di sekitar arus listrik tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.. Rumus Biot-Savart Menurut Biot-Savart: besarnya induksi magnetik di sebuah titik P yang berjarak r dari sebuah elemen arus yang panjangnya l adalah: Berbanding lurus dengan kuat arus Berbanding lurus dengan panjang elemen arus Berbanding lurus dengan sinus sudut antara garis singgungnya pada elemen arus dengan garis penghubung antara eleman arus dan titik P tersebut. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P terhadap elemen arus Arah induksi magnet tersebut tegak lurus bidang yang melalui elemen arus dari titik P. Berdasarkan hal diatas, dapat dirumuskan: Atau i dl sinθ db = k r 0 i dl sin db µ θ = π r

6 Rudy Djatmiko XII - Kedua rumus diatas dikenal sebagai Rumus Biot-Savar. 3. kuat medan magnet a. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Lurus Besarnya medan magnet di titik P pada gambar samping, dirumuskan: di i B = µ 0 π a B : besarnya medan magnet pada titik P (weber/m atau tesla) µ 0 : permeabilitas ruang hampa = 7 4π 0 weber/a m i : kuat arus listrik (A) a : jarak titik P ke kawat berarus (m) b. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Melingkar Suatu kawat listrik berbentuk seperti pada gambar di samping, jika dialiri arus listrik maka besar medan magnet pada titik P di rumuskan: µ 0 i a sinθ B = r a : jari-jari lingkar kawat (m) r : jarak titik P ke kawat berarus (m) Ө : sudut antara titik P ke kawat berarus dengan garis vertikal Sedangkan besarnya medan magnet di pusat lingkaran dirumuskan: µ 0 i B = a 3

7 Rudy Djatmiko XII - c. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Solenoida Solenoida adalah suatu lilitan atau kumparan yang rapat. Besarnya medan magnet pada titik di tengah solenoida dirumuskan: B µ i N = 0 l Dan besarnya medan magnet pada titik di ujung solenoida dirumuskan: B = µ 0 i N l d. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Toroida Toroida adalah solenoida yang dilengkungkan hingga melingkar. Besarnya medan magnet pada titik pusat sumbu toroida dirumuskan: µ 0 i N B = π r B : besarnya medan magnet pada titik P (weber/m atau tesla) 7 µ 0 : permeabilitas ruang hampa = 4π 0 weber/a m i : kuat arus listrik (A) a : jarak titik P ke kawat berarus (m) 4

8 Rudy Djatmiko XII - C. GAYA MAGNET Kawat berarus listrik bila berada di dalam medan magnet, akan mengalami suatu gaya akibat pengaruh medan magnet tersebut. Gaya ini disebut gaya magnetik atau sering disebut gaya lorentz.. Arah Gaya Magnet Bila arus i, medan magnet B, dan gaya magnetik F, maka arah vektor dari ketiga besaran tersebut adalah seperti ditunjukkan pada gambar. Untuk memudahkan mengingat arah tersebut, dapat digunakan kaidah tangan kanan. Pada kaidah tangan kanan, berlaku: a. ibu jari menunjuk arah arus; b. empat jari lainnya menunjuk arah medah magnet; c. arah gaya magnet yaitu keluar dari telapak tangan.. Gaya Lorentz Besar gaya lorentz (gaya magnetik) yang dialami oleh penghantar yang panjangnya l dan dialiri arus i yang memotong medan magnet dengan membentuk sudut Ө adalah: F = B i l sinθ Bila arah arus yang mengalir tegak lurus dengan arah medan magnet, maka besar gaya lorentz yang terjadi adalah: F = B i l F : gaya magnetik atau gaya lorentz (N) B : kuat medan magnet (Tesla) i : kuat arus listrik (A) l : panjang kawat (m) 5

9 Rudy Djatmiko XII - D. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Induksi elektromagnetik adalah gejala terjadinya arus listrik dalam suatu penghantar akibat adanya perubahan medan magnet di sekitar kawat penghantar tersebut. Arus listrik yang terjadi disebut arus induksi atau arus imbas. Hukum Faraday Magnet dapat ditimbulkan oleh arus listrik. Hal ini telah diselidiki oleh Oersted. Sebaliknya, arus listrik ternyata dapat ditimbulkan oleh gaya magnet. Hal ini diselidiki oleh Faraday dengan percobaannya seperti berikut a. Sebuah kumparan yang kedua ujungnya dihubungkan dengan galvanometer (alat untuk mengukur arus listrik yang kecil). Kumparan tersebut kemudian didekati kutub utara magnet batang (lihat gambar a). Selama gerakan magnet tersebut, jarum galvanometer menyimpang dari kedudukan seimbangnya, ini berarti pada kumparan timbul arus listrik. b. Kutub magnet kemudian dijauhkan kembali dari kumparan (lihat gambar b), jarum galvanometer ternyata menyimpang dengan arah berlawanan. Hal ini berarti bahwa arus yang terjadi pada gerakan kedua, arahnya berlawanan dengan arah pada gerakan pertama. Bila percobaan di atas dilakukan dengan cara kumparan bergerak mendekati magnet batang yang diam, ternyata jarum galvanometer juga menyimpang. Jadi, untuk menimbulkan arus pada kumparan bisa magnetnya yang digerakkan dan kumparan diam, bisa juga kumparan yang digerakkan dan magnet diam. Tetapi bila kedua-duanya diam, pada kumparan tidak timbul arus. Dalam percobaan di atas, dikatakan bahwa pada ujung-ujung kumparan timbul gaya gerak listrik induksi (disingkat: ggl). ggl sama dengan beda potensial atau tegangan dengan satuan volt. 6

10 Rudy Djatmiko XII -. Arah Arus Induksi Arah arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lentz atau kaidah tangan kanan. Hukum Lentz berbunyi: arah arus induksi dalam suatu penghantar itu sedemikian rupa, sehingga menghasilkan medan magnet baru yang melawan perubahan garis-garis gaya magnet semula yang menimbulkannya. 3. Kaidah Tangan Kanan Misalnya kawat ab digerakkan ke kanan dalam medan magnet B yang arahnya masuk bidang gambar, maka arah i ialah dari b ke a (lihat gambar). Keadaan ini dapat ditunjukkan ol eh tangan kanan, seperti tampak pada gambar. 4. Menentukan Besarnya GGL Jika kawat ab digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap v dan melintasi jarak s, maka pada kawat itu bekerja gaya magnetik yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kawat sebesar F (lihat gambar). 7

11 Rudy Djatmiko XII - Maka, besarnya gaya lorentz yang dihasilkan adalah: ε = B i l Dan besarnya ggl induksi yang dihasilkan adalah: ε = B l v ε : ggl induksi (volt) B : medan magnet (tesla) i : besarnya arus listrik (A) l : panjang kawat (m) v : kecepatan (m/s) Banyaknya garis gaya magnet (B) yang dilingkupi oleh daerah ABRQ disebut fluks magnetik (dengan lambang ф). Jadi, fluks magnetik dapat dirumuskan sebagai perkalian induksi magnet (kerapatan garis gaya B) dengan luas daerah yang melingkunginya. Φ = B A Jadi, besarnya ggl induksi yang dihasilkan dapat ditulis: ε = Φ Φ t Atau dφ ε = dt ф : fluksi magnetik 5. Penerapan Induksi Elektromagnetik a. Transformator Transformator (trafo) adalah alat untuk memperbesar atau memperkecil tegangan arus bolakbalik. Transformator yang digunakan untuk memperbesar tegangan disebut transformator step-up, sedangkan yang digunakan untuk memperkecil tegangan disebut transformator step-down. 8

12 Rudy Djatmiko XII - Sebuah transformator terdiri atas pasangan kumparan primer (N ) dan kumparan sekunder (N ) yang dililitkan pada inti besi. Kumparan primer dan kumparan sekunder tersebut sering disebut juga coil induksi, yaitu berupa gulungan kawat penghantar yang dilapisi penyekat (isolasi), sehingga antara kawat dengan kawat dan antara kawat dengan inti besi tidak ada kontak. Inti besi terbuat dari pelat berlapis-lapis Tegangan yang dihubungkan dengan kumparan primer disebut tegangan primer (V), yaitu tegangan masuk, dan tegangan ujung-ujung kumparan sekunder disebut tegangan sekunder (V), yaitu tegangan keluar. Pada transformator berlaku: V = N V N dan V I P = P = V I dengan: P : daya primer P : daya sekunder I : arus primer I : arus sekunder V : tegangan primer atau tegangan input V : tegangan sekunder atau tegangan output N : jumlah lilitan primer N : jumlah lilitan sekunder b. Efisiensi transformator Efisiensi transformator didefinisikan sebagai persentase daya output terhadap daya input. P V = I η 00% atau η = 00% P V I dengan: η = efisiensi transformator (%) V = tegangan primer (volt) V = tegangan sekunder (volt) I = arus primer (A) I = arus sekunder (A) N = banyaknya lilitan primer 9

13 Rudy Djatmiko XII - N = banyaknya lilitan sekunder E. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari berbagai jenis gelombang yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Rentang spektrum gelombang elektromagnetik selengkapnya ditunjukkan pada Gambar. Pada gambar tampak bahwa frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio, dan frekuensi tertinggi atau panjang gelombang terkecil adalah sinar gamma. Panjang gelombang cahaya tampak mulai dari 4 x 0-7 m (violet) sampai dengan 7 x 0-7 m (merah). Semua gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan cepat rambat yang sama, yaitu 3 x 0 8 m/s. Karakteristik dan Penerapan Gelombang Elektromagnetik a. Gelombang Radio Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 khz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya, seperti ditunjukkan pada Tabel. Pada tabel ini juga diberikan panjang gelombang tertentu untuk tiap lebar frekuensi berikut pemakaiannya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. 0

14 Rudy Djatmiko XII - Tabel. Pengelompokan Gelombang Radio Lebar frekuensi Panjang gelombang Low (LF) 30 khz 300 khz Medium (MF) 300 khz 3 MHz High (HF) 3 MHZ 30 MHz Very High (VHF) 30 MHz 300 MHz Ultrahigh-(UHF) 300 MHz 3GHz Super High (SHF) Di atas 3 GHz Long wave.500 m Medium wave 300 m Short wave 30 m Very short wave 3 m Ultra short wave 30 cm Microwaves 3 cm Beberapa penggunaan Radio gelombang panjang dan komunikasi melalui jarak jauh Gelombang medium lokal dan radio jarak jauh Radio gelombang pendek dan komunikasi, radio amatir, dan Radio FM, polisi, dan pelayanan darurat TV (jalur 4, 5) Radar, komunikasi satelit, telepon, Perbandingan Antara Gelombang MF dengan Gelombang VHF dan Gelombang UHF. Gelombang radio dengan frekuensi sekitar MHz ( Hz) disebut gelombang medium. Gelombang ini dapat digunakan sebagai alat komunikasi yang dapat membawa informasi dari satu tempat ke tempat lain. Gelombang ini mudah dipantulkan oleh lapisan atmosfer Bumi (ionosfer) sehingga tempattempat yang jauh dari pemancar dapat dicapai. Informasi bunyi yang dibawa oleh gelombang medium adalah dalam bentuk perubahan amplitudo atau modulasi amplitude (AM). Gelombang TV (UHF) dan radio (VHF) tidak dipantulkan oleh lapisan atmosfer sehingga luas daerah jangkauannya sempit. Karena dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), gelombang ini sering digunakan sebagai alat komunikasi dengan satelit-satelit. Pesawat TV dan radio FM menggunakan gelombang ini sebagai pembawa informasi. Informasi bunyi dibawa dalam bentuk perubahan frekuensi atau modulasi frekuensi b. Gelombang Mikro Gelombang mikro (microwaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi (superhigh frequency = SHF), yaitu di atas 3 GHz (3 x 0 9 Hz). Gelombang mikro dimanfaatkan dalam alat Mikrowave dan RADAR. c. Sinar Inframerah Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 0 Hz sampai 0 4 Hertz. Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Jadi, setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.

15 Rudy Djatmiko XII - Dengan menggunakan pelat-pelat potret yang peka terhadap inframerah, satelit pengamat sumber Bumi mampu mendeteksi tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di Bumi. Tumbuh-tumbuhan yang berbeda akan memancarkan jumlah dan frekuensi inframerah yang berbeda. Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram yang digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Energi yang terkandung dalam sinar inframerah merupakan energi panas yang mempunyai daya untuk menyembuhkan penyakit cacar dan encok. Cahaya yang kita terima dari Matahari sebagian besar mengandung sinar ini. Sinar inframerah pada saat ini juga banyak dimanfaatkan dalam remote control untuk banyak peralatan listrik seperti TV, AC, VCD, dan lain-lain. Unit remote control berkomunikasi dengan peralatan listrik melalui sinar inframerah yang dihasilkan oleh light emitting diode (LED) yang terdapat di dalam alat. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan membunyikan alarm. d. Cahaya Tampak Cahaya tampak sebagai gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi (dikenal) oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi bergantung pada warnanya, mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 0-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7 x 0-7 m untuk cahaya merah. Tabel 5. spektrum warna Warna Merah Jingga Kuning Hijau Biru Nila Ungu (violet) Panjang Gelombang ± 700 nm ± 600 nm ± 580 nm ± 500 nm ± 470 nm ± 440 nm ± 400 nm e. Sinar Ultraviolet Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 0 5 Hz sampai 0 6 Hz atau dalam daerah panjang gelombang 0-8 m sampai 0-7 m. Sinar ultraviolet dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Energi sinar ultraviolet kira-kira sama dengan energi yang diperlukan untuk reaksi kimia. Oleh karena itu, sinar ultraviolet dapat memendarkan barium platina sianida dan menghitamkan pelat foto yang berlapis perak bromida.

16 Rudy Djatmiko XII - Sinar ultraviolet dari Matahari dapat merangsang badan kita untuk menghasilkan vitamin D yang kita perlukan untuk tulang yang sehat. Sinar ultraviolet juga membunuh bakteri dan virus. Karena itu, sinar ultraviolet digunakan untuk menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen untuk pembedahan. Bahan kimia tertentu berpendar ketika sinar ultraviolet jatuh pada bahan tersebut. Bahan itu menyerap ultraviolet dan memancarkan cahaya tampak hingga bersinar. Pernahkah Anda memperhatikan ketika Anda menarik uang dari Bank? Teller bank menyinari buku tabungan dengan lampu khusus untuk memeriksa apakah tanda tangan di kertas isian sama dengan tanda tangan dalam buku tabungan. Tanda tangan dalam buku tabungan tidak terlihat oleh Anda, tetapi di bawah sinar ultraviolet, tanda tangan Anda akan bersinar. f. Sinar -X Sinar-X mempunyai daerah frekuensi antara 0 6 Hz sampai 0 0 Hz. Panjang gelombangnya sangat pendek, yaitu 0-0 cm sampai 0-6 cm. Karena panjang gelombangnya sangat pendek, maka sinar-x memiliki daya tembus yang kuat. Daya tembusnya bergantung pada frekuensi. Makin tinggi frekuensi, makin kuat daya tembusnya. Daya tembushya juga bergantung pada jenis bahan yang ditembusnya. Dapat menembus buku tebal, kayu setebal beberapa sentimeter, dan pelat aluminium setebal cm, tetapi suatu lapisan besi, tembaga, dan terutama timbal dengan ketebalan beberapa milimeter tidak dapat ditembus sama sekali. g. Sinar Gamma Sinar gamma mempunyai frekuensi dalam daerah antara 0 0 Hz sampai 0 5 Hz atau panjang gelombang antara 0-5 cm sampai 0-0 cm. Daya ternbusnya besar sekali sehingga dapat menembus pelat timbal atau pelat besi yang tebalnya beberapa centimeter. Daya tembus sinar gamma sangat besar dan dapat menyebabkan efek yang serius jika terkena jaringan hidup. Dengan pengontrolan, sinar gamma digunakan untuk membunuh sel-sel kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Seperti sinar-x, sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat-cacat pada logam. Sinar gamma dibebaskan selama reaksi inti atom. Tingkat radiasinya dapat dipantau oleh tabung Geiger-Muller sebagai detektor. 3

17 Rudy Djatmiko XII - SOAL-SOAL LATIHAN. Suatu kawat yang dialiri arus listrik diletakan diatas sebuah kompas, maka jarum kompas... A. tidak terpengaruh oleh arus listrik B. menyimpang ke arah tegak lurus arah aliran arus listrik C. berputar D. rusak E. menyimpang searah dengan arah arus listrik. Sebuah kawat lurus 50 cm bergerak dengan kelajuan 0 cm/s memotong secara tegak lurus suatu medan magnet 0,05 T. GGL yang diinduksikan pada kawat tersebut adalah.... A. 0,5 V B. 0,4 V C. 0,05 V D. 0,04 V E. 0,005 V 3. Sebuah kawat cincin berjari-jari 7 cm. Besarnya induksi magnetik pada 5 cm dari pusat cincin adalah x 0-5 Wb. Maka, arus listrik pada kawat cincin tersebut adalah.... A. A B. A C. 3 A D. 5 A E. 7 A 4. Dua kawat panjang bersilangan saling tegak lurus terpisah sejauh 8 cm, masing-masing dialiri arus 6 ampere. Besar induksi magnet tepat di tengah antara dua kawat tersebut adalah.... A. Nol B. 3 x0-5 Wb/m C..5 x0-5 Wb/m D. 6 x 0-5 Wb/m E. 64 x 0-5 Wb/m 5. Kawat penghantar lurus panjang dialiri arus listrik,5 A terletak di ruang hampa. Sebuah elektron bergerak lurus sejajar kawat dengan arah berlawanan arah arus, dengan laju 6 x 0-4 m/s. Bila jarak elektron dari kawat 4 cm, gaya magnetik yang 4

18 Rudy Djatmiko XII - dialami elektron besarnya adalah.... A., x 0-9 N ; menuju ke kawat B., x 0-9 N ; menjauhi ke kawat C. 3,0 x 0-9 N ; menuju ke kawat D. 3,0 x 0-9 N ; menjauhi ke kawat E. 7,5 x 0-9 N ; menuju ke kawat 6. Kawat AB yang panjangnya 0 cm berada dalam medan magnet homogen 0,4 T dan hambatan 8 ohm. Jika kawat AB digerakkan ke kanan dengan kelajuan 50 m/s, gaya magnet yang dialami kawat AB adalah.... A. 0,5 x 0 - N B.,5 x 0 - N C.,0 x 0 - N D. 4,0 x 0 - N E. 5,0 x 0 - N 7. Sebuah solenoida yang panjangnya 0 cm. Besar induksi elektromagnetik pada titik tengah sebesar 8 x 0-3 Wb/m. Jumlah lilitan solenoid yang dihubungkan dengan sumber arus A adalah.... A. 0 lilitan B. 500 lilitan C. 50 lilitan D. 000 lilitan E. 00 lilitan 8. Sebuah kawat lurus berarus listrik 0 A diletakkan dalam ruang medan magnet homogen yang besarnya 0 Wb/m. Jika diletakkan tegak lurus terhadap arah medan, gaya yang dialami kawat tersebut sebesar 50 N, maka panjang kawat tersebut adalah.... A. 0 cm B. 5 cm C. 5 cm D. 30 cm E. 0 cm 9. Sebuah toroida yang berjari-jari 8 cm dengan jumlah lilitan 500 lilitan memiliki arus listrik 4 A. Besar induksi elektromagnetik pada titik pusat toroida 5

19 Rudy Djatmiko XII - adalah.... A. 5 x 0-3 Wb/m B. 0 x 0-3 Wb/m C. 5 x 0-3 Wb/m D. 0 x 0-3 Wb/m E. 5 x 0-3 Wb/m 0. Suatu bidang yang berbentuk lingkaran berjari-jari 5 cm ditembus oleh garis-garis gaya sebesar x 0-5 weber secara tegak lurus. Di sebuah titik yang ada di bidang tersebut ada medan magnet sebesar.... A. 8 mt B. mt C. 5 mt D. mt E. 4 mt. Sebuah proton ditembakkan horizontal ke Barat menuju ke sebuah kawat vertikal yang dialiri arus ke atas. Partikel tersebut akan dibelokkan ke arah.... A. Selatan B. timur C. atas D. utara E. bawah. Sebuah elektron bergerak sejajar arus listrik pada kawat horizontal yang arahnya ke utara. Lintasan elektron berada di bawah kawat. Sepanjang lintasan tersebut, elektron akan mengalami gaya magnet yang mengarah ke.... A. Barat B. Bawah C. Timur D. Atas E. Selatan 3. Sebuah generator AC memiliki kumparan yang lilitannya 500 buah dan luasnya 00 cm. Kumparan tersebut berotasi dengan frekuensi 0 Hz di dalam medan magnet 0,5 T. Ggl maksimum yang dibangkitkan adalah.... A. 0, B. 00 C. D. 000 E Sebuah kawat cincin yang berjari-jari 5 6

20 Rudy Djatmiko XII - cm. Jika induksi elektromagnetik pada cincin tersebut sebesar 4 x 0-5 Wb dari titik pusat. Besar arus yang mengalir pada kawat cincin tersebut adalah.... A. 0 A B. 40 A C. 0 A D. 50 A E. 30 A 5. Sebuah kumparan dengan 600 lilitan ditembus oleh fluks magnet sebesar,7 x 0-3 weber dalam waktu 0,8 sekon, fluks magnet berubah menjadi x 0-4 weber. Ggl induksi rata-rata yang muncul pada kumparan adalah... A. 0,75 V B. 3 V C. 3, V D. 75 V E. 7,5 V 6. Sebuah kawat penyalur daya dialiri arus 0 A dari barat ke Timur. Kawat berada 0 m di atas tanah. Titik P berada 8 m di sebelah utara kawat dengan ketinggian yang sama dengan kawat. Medan magnet di P adalah.... A.,5 x 0-7 ke timur B. x 0-7 ke barat C.,5 x 0-7 ke bawah D.,5 x 0-7 ke atas E. x 0-7 ke utara 7. Magnet permanen yang terpasang pada sebuah dinamo listrik yang berbentuk segi empat dan menghadap sumbu putar yang disusun secara merata di sekelilingnya adalah 5 T. Dinamo tersebut terdiri atas 00 lilitan dan panjang sisi kawat lilitan yang tegak lurus terhadap arah putar 0 cm. Dinamo diputar dengan kecepatan 5 m/s, besar ggl induksi yang dihasilkan adalah... A. 000 volt B. 500 volt 7

21 Rudy Djatmiko XII - C. 500 volt D volt E. 000 volt 8. Suatu kawat listrik memebentang dari selatan ke utara. Jika pada kawat tersebut mengalir arus listrik dari arah utara ke selatan, arah medan magnet yang timbul pada bagian bawah kawat tersebut adalah... A. Timur B. Barat C. Timur laut D. Tenggara E. Utara 9. Suatu kawat listrik dialiri arus sebesar I. besar medan magnet yang timbul pada jarak (r) dari kawat tersebut dapat dihitung dengan rumus... µ 0 I A. π r µ I B. 0 r µ 0 r C. π I µ r D. 0 I µ I E. 0 π r 0. Peralatan berikut yang tidak menggunakan electromagnet adalah... A. Speaker B. Bel listrik C. Trafo D. Relai magnetik E. Lampu listrik. Suatu kawat listrik dialiri arus listrik sebesar lima puluh juta amper. Besarnya medan magnet pada jarak 5 m dari kawat tersebut adalah... (µ 0 = 4π 0 7 Wb/A m) A. 0, T B. 0,3 T C. 0,4 T D. 0,5 T E. 0,6 T. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 0 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik yang 8

22 Rudy Djatmiko XII - berjarak 0 cm dari kawat? 3. Diketahui besar induksi magnetik pada titik yang berjarak 5 cm dari suatu kawat panjang berarus adalah 40 T. Berapakah besar arus listrik yang mengalir dalam kawat tersebut? 4. Sebuah kawat cincin yang berjari-jari 4 cm dialiri arus listrik sebesar 4 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat cincin? 5. Diketahui besar induksi magnetik pada sumbu cincin yang berjarak 6 cm dari titik pusat adalah 0 Wb/m. Jika jari-jari cincin adalah 8 cm, maka berapakah besar arus listrik yang mengalir dalam cincin tersebut? 6. Dua buah kawat cincin berjari-jari sama yaitu 4 cm disusun sejajar pada satu sumbu yang sama dengan jarak 6 cm. Masing-masing kawat dialiri arus listrik 4 A dan 6 A dengan arah yang berlawanan. Berapakah besar induksi magnetik di tengah-tengah pada sumbu kedua cincin? 7. Sebuah solenoida dengan rapat.000 lilitan/cm dialiri arus listrik 6 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat solenoida? 8. Sebuah toroida yang berjari-jari 3 cm mempunyai jumlah lilitan sebanyak 50 lilitan, dialiri arus listrik sebesar 6 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat toroida? 9. Sebuah toroida yang dibentuk dari solenoida yang panjangnya 8 cm dengan jumlah lilitan 00 lilitan dan berarus listrik 6 A. Berapakah besar induksi magnetik pada titik pusat toroida tersebut? 30. Dua buah kawat sejajar yang panjangnya sama-sama m berjarak 0 cm satu sama lain. Jika besar arus pada masing-masing kawat sama besar 0 A dan searah, berapakah besar gaya pada masing-masing kawat? 9

23 Rudy Djatmiko XII - SOAL LATIHAN SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. Gelombang elektromagnetik yaitu... a. Gelombang yang merambat melalui udara b. Gelombang yang merambat di air c. Tanpa melalui medium d. Gelombang yang dihasilkan oleh getaran mesin e. Gelombang yang dapat didengar. Yang bukan termasuk gelombang elektromagnetik adalah... a. Cahaya b. Suara c. Sinar-X d. Sinar gamma e. Sinar infra merah 3. Peralatan berikut yang tidak menggunakan electromagnet adalah... a. Speaker b. Bel listrik c. Trafo d. Relai magnetik e. Lampu listrik 4. Gelombang elektromagnetik berikut yang memiliki frekuensi paling besar adalah... a. Gelombang radio b. sinar Ultraviolet c. Sinar-X d. Sinar gamma e. Sinar infra merah 5. Sebutkan paling sedikit 3 penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari yang kamu ketahui! 0

24 Rudy Djatmiko XII - Catatan:

25 Rudy Djatmiko XII - BAB OPTIK STANDAR KOMPETENSI Menerapkan konsep optik KOMPETENSI DASAR Membedakan konsep cermin dan lensa Menggunakan hukum pemantulan dan pembiasan cahaya Menggunakan cermin dan lensa A. OPTIKA GEOMETRI Optika geometri adalah ilmu yang mempelajari tentang fenomena perambatan cahaya seperti pemantulan dan pembiasan.. PEMANTULAN Cahaya selalu dipantulkan oleh benda. Kita dapat melihat suatu benda akibat adanya pantulan cahaya dari benda tersebut yang tertangkap oleh indra penglihatan kita. a. Hukum Pemantulan Cahaya Pemantulan cahaya dibedakan macam yaitu : ). Pemantulan teratur (Speculer reflection) Yaitu : pemantulan cahaya dalam satu arah. Contoh : pemantulan pada kertas lapis dari perak, aluminium atau dari baja. ). Pemantulan baur (diffuse reflection) Yaitu : pemantulan cahaya ke segala arah. Contoh : pemantulan kertas putih tanpa lapis. b. Pemantulan Pada Cermin Datar Cermin datar yaitu cermin yang jari-jarinya bernilai tak berhingga ( ) Sifat Sifat Cermin Datar : ). Jarak benda (s) = jarak bayangan (s`) ). Bayangan bersifat maya (s` : negatif) 3). Tinggibenda (h) = tinggi bayangan (h`) 4). Bayangan tegak, ukuran bayangan sama dengan ukuran benda asli Lukisan pembentukan bayangan cermin datar adalah sebagai berikut : *Cermin datar terpendek yang diperlukan untuk dapat melihat seluruh bayangan benda adalah : SETENGAH dari TINGGI benda itu. Untuk dua buah cermin yang saling membentuk sudut satu dengan yang lainya, jumlah bayangan yang terjadi dari sebuah benda yang diletakkan diantaranya adalah :

26 Rudy Djatmiko XII - o 360 n = α c. Pemantulan Pada Cermin Cembung Sifat bayangan cermin cembung selalu maya, tegak dan diperkecil. Lukisan pembentukan bayangan karena cermin cembung dapat dilakukan dengan melihat sifat sifat di bawah ini : ). Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari fokus (f). ). Berkas sinar yang menuju titik pusat kelengkungan cermin ( R ) dipantulkan seolah berasal dari titik itu juga. Pada cermin cembung berlaku: f = + s s` R f = s` h' M = = s h f : jarak fokus cermin (f pada cermin cembung bernilai negatif) R : jari-jari cermin s : jarak benda s : jarak bayangan (bila maya bernilai negatif, bila nyata bernilai positif) h : tinggi benda h : tinggi bayangan M : perbesaran bayangan benda d. Pemantulan Pada Cermin Cekung Cermin cekung / cermin positif. Sifat sifat sinar dan penomoran ruang. ). Berkas sinar yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan lewat fokus (f) ). Berkas sinar lewat fokus dipantulkan sejajar sumbu utama. 3). Berkas sinar lewat titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan lewat titik itu juga. 3

27 Rudy Djatmiko XII - Gambar Jalannya Sinar Dan Penomoran Ruang. ). Ruang I antara 0 < s < f ). Ruang II antara f < s < R 3). Ruang III antara s > R 4). Ruang IV daerah di belakang cermin. Persamaan yang dipakai adalah sesuai dengan persamaan umum, yaitu : = + f s s` m = s` h' = s h Untuk benda di ruang I. Bayangannya maya, tegak, diperbesar, berada di ruang IV Untuk benda tepat di f. Bayangannya terletak pada jarak tak terhingga.. PEMBIASAN CAHAYA a. Hukum Snelius Hukum snelius yaitu mengenai pembiasan pada bidang batas antara dua buah ruang yang memiliki indek bias yang berbeda. Misalnya udara dan air seperti gambar berikut: 4

28 Rudy Djatmiko XII - Sinar datang dari udara (memiliki indek bias N) menuju air (memiliki indek bias N) dan membentuk sudut terhadap bidang normal sebesar i (sudut datang), sinar tersebut kemudian dibelokan hingga membentuk sudut terhadap bidang normal sebesar r (sudut bias). Pada pembiasan sinar tersebut berlaku: N Sin( i) = N Sin( r) Persamaan tersebut dikenal dengan nama : H U K U M SNELLIUS. b. Indeks Bias a. Index bias mutlak ( atau biasa disebut index bias saja). Adalah perbandingan antara kecepatan cahaya di ruang hampa atau di udara ( c) dengan kecepatan cahaya di dalam bahan (v). n b = c v n b = λ u λ b N b : indeks bias v : kecepatan cahaya di dalam bahan. λ u : panjang gelombanga cahaya di udara λ b : panjang gelombang cahaya saant di dalam bahan b. Index Bias Relatif( n ). Adalah perbandingan kecepatan cahaya di dalam bahan dengan kecepatan cahaya di dalam bahan. atau perbandingan antara panjang gelombang cahaya di dalam bahan dengan panjang gelombang cahaya di dalam bahan. n = v v = λ λ n n = n v = kecepatan cahaya di dalam bahan v = kecepatan cahaya di dalam bahan λ = panjang gelombang di dalam bahan λ = panjang gelombang di dalam bahan n = index bias mutlak bahan n = index bias mutlak bahan 5

29 Rudy Djatmiko XII - B. PEMBIASAN PADA LENSA. JENIS-JENIS LENSA Lensa Konvergen / lensa positip, yang terdiri dari : plan konvek, bikonvek, dan konvek-konkaf. Lensa Divergen / lensa negatip, yang terdiri dari : plano konkaf, bikonkaf dan konkafkonveks.. SINAR-SINAR ISTIMEWA PADA LENSA CEMBUNG (LENSA POSITIP). Sinar yang sejaar dengan sumbu utam dibiaskan melalui titik api kedua. Sinar yang melalui titik api pertama akan di biaskan sejajar sumbu utama. Sinar yang datang melalui pusat optik lensa tidak dibiaskan tetapi diteruskan. 6

30 Rudy Djatmiko XII - 3. SINAR-SINAR ISTIMEWA PADA LENSA CEKUNG (LENSA NEGATIF) Sinar yang sejajar dengan sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik api pertama. Sinar yang menuju titik api kedua dibiaskan sejajar sumbu utama. Sinar yang datang melalui pusat optik lensa tidak dibiaskan tetapi diteruskan. 3. PERHITUNGAN JARAK BENDA, JARAK BAYANGAN, DAN PERBESARAN PADA LENSA CEMBUNG DAN LENSA CEKUNG Baik pada lensa cembung maupun pada lensa cekung berlaku persamaan lensa berikut: = + f s s` m = s` h' = s h f : jarak fokus lensa Jika lensa cembung f bernilai ( + ) Jika lensa cekung f bernilai ( - ) S : jarak benda S : jarak bayangan Jika bayangan nyata, s bernilai ( + ) Jika bayangan maya, s bernilai ( - ) M : perbesaran bayangan 7

31 Rudy Djatmiko XII - C. ALAT-ALAT OPTIK. MATA DAN KACAMATA a. Mata Bagian-Bagian Mata: CORNEA.(C): Bagian depan mata diliputi oleh membran transparan Aqueos humor (A): Daerah disebelah cornea mengandung cairan A lensa kristal atau crystalline lensa (L), Lensa kristal mempunyai index bias rata-rata,437 ciliary muscle (M): berupa tali otot yang mengikat Lensa kristal hingga tetap pada tempatnya. vitreos humor (V): berupa cairan tipis yang sebagian besar terdiri dari air. Index bias daripada aqueos humor dan vitreos humor, keduanya hampir sama dengan index bias air, yaitu kira-kira,366. Bintik kuning (Y): yaitu bagian pada sumbu lensa mata yang berbentuk cekungan yang merupakan tempat paling peka untuk menerima rangsang sinar. Pupil (P): adalah bagian yang fungsinya untuk mengatur kuantitas cahaya (intensitas cahaya) yang masuk kemata, pupil akan secara otomatis membesar jika cahaya rendah, sebaliknya akan mengecil jika intensitas cahaya bertambah. Beberapa Istilah Yang Perlu Diketahui Pada Mata : Daya Akomodasi: Daya menebal dan menipisnya lensa mata, lensa paling tipis pad saat mata tidak berakomodasi. Titik jauh (punctum remotum): Titik terjauh yang masih terlihat jelas oleh mata (tidak berakomodasi). Untuk mata normal: titik jauh letaknya di jauh tak berhingga. Titik dekat (punctium proximum): titik terdekat yang masih terlihat jelas oleh mata. (berakomodasi max). Untuk mata normal : titik dekat 5 cm. 8

32 Rudy Djatmiko XII - Cacat Pada Mata. Mata dinyatakan cacat biasanya karena : - Berkurangnya daya akomodasi mata. - Kelainan bentuk bola mata. ). Mata Normal (Emetropi). Pada mata normal, Dalam keadaan istirahat (tidak berakomodasi) maka bayangan jatuh tepat pada retina. Titik dekat mata normal adalah 5 cm dan titik jauhnya adalah tak berhingga.. ). Mata rabun jauh (Myopi). Penderita miopi tidak mampu melihat benda-benda jauh. Titik jauh mata lebih dekat dari tak berhingga. Bayangan jatuh di depan retina, disebabkan karena : - Lensa mata terlalu cembung. - Lensa mata tidak dapat berakomodasi maximum. - As mata (sumbu mata terlalu panjang). Supaya dapat melihat seperti orang normal maka penderita miopi perlu menggunakan kacamata berlensa negatif (lensa cekung). 3). Mata rabun dekat (Hypermetropi). Penderita rabun dekat tidak mampu melihat benda-benda pada jarak dekat. Titik dekatnya lebih jauh dari 5 cm. Titik jauh tetap dianggap tak berhingga. Bayangan jatuh dibelakang retina, disebabkan karena : - Lensa mata terlalu tipis. - Lensa mata tak berakomodasi maximum. - As mata terlalu pendek. Supaya dapat melihat seperti normal, maka penderita rabun dekat perlu menggunakan kaca mata lensa positip (lensa cembung). 9

33 Rudy Djatmiko XII - 4). Presbiopi. Presbiopi adalah kelainan mata pada yang biasa diderita oleh orang tua, hal ini disebabkan : - Daya akomodasi mata berkurang. - Dapat ditolong dengan kacamata lensa rangkap. b. Kacamata. Kacamata pada dasanya sebuah lensa yang dipakai untuk mengatasi cacat mata, supaya diperoleh bayangan yang tepat dan jelas di retina. Ada macam : a. Kacamata lensa positip (lensa cembung). b. Kacamata lensa negatip (lensa cekung). Bayangan yang dibentuk oleh kacamata selalu maya. (dalam persamaan lensa, s bernilai negatif). c. Lup Lup merupakan alat optik yang paling sederhana, yaitu hanya mempergunakan sebuah lensa cembung (positip). Saat menggunakan Lup, benda berada pada antara mata dan benda. Bayangan yang dihasilkan oleh Lup: Maya, Diperbesar, Tegak. Fungsi lup adalah untuk meliihat-benda kecil sehingga tampak lebih besar dan lebih jelas. Saat mata berakomodasi Saat mata berakomodasi, lukisan pembentukan bayangan oleh lup yaitu: Besarnya perbesaran yang dihasilkan saat mata berakomodasi yaitu: M sd = f + M : perbesaran bayangan sd : titik dekat mata (untuk mata normal, bernilai 5 cm) f : jarak fokus lup 30

34 Rudy Djatmiko XII - Saat mata tak berakomodasi. Saat mata tak berakomodasi, lukisan pembentukan bayangan oleh lup yaitu: Besarnya perbesaran yang dihasilkan saat mata berakomodasi yaitu: sd M = f Jika mata berjarak d dari lensa : M s` sd = x D = -s` + d. s D d. Mikroskop Mikroskop adalah alat optik yang terdiri dari dua buah lensa yaitu : Lensa positif (obyektif) dan lensa positip (okuler) yang dipisahkan dengan jarak tertentu (d). Fungsi dari mikroskop adalah: Mengamati benda-benda renik agar tampak lebih besar dan jelas. Sifat bayangan akhir yang dihasilkan mikroskop : maya, diperbesar, terbalik. Untuk Mata Tak Berakomodasi. 3

35 Rudy Djatmiko XII - Bayangan jatuh tepat pada fokus okuler, sehingga bayangan yang di bentuk oleh lensa okuler di jauh tak terhingga. Berlaku: S o k = f o k d = S`ob + f ok M ob = s s `ob ob M ok = s f n ok M = M M ob ok s`ob s M =. s f ob n ok Untuk Mata Berakomodasi Maximum. Bayangan jatuh pada titik dekat pengamat. Berlaku: S ' o k = S n d = S`ob + S ok M ob s`ob Sn = M ok = + s f ob ok M = M M ob ok s` ob s n M =. + s ob f ok d : jarak antara lensa obyektif dan okuler M : perbesaran mikroskop M ob : perbesaran lensa objektif M ok : perbesaran lensa okuler S n : titik dekat mata S ob : jarak benda terhadap lensa objektif S ok : jarak benda terhadap lensa okuler f ob : jarak focus lensa objektif f ok : jarak focus lensa okuler 3

36 Rudy Djatmiko XII - e. TEROPONG Teropong adalah alat optik yang dipakai untuk melihat benda-benda jauh agar kelihatan lebih dekat dan jelas. ). Teropong Bintang. Mempergunakan dua lensa positif yaitu: lensa obyektif dan lensa okuler. Benda terletak jauh tak berhingga, sehingga bayangan jatuh pada fokus obyektif. Fokus obyektif berimpit dengan fokus okuler. Fokus okuler lebih kecil daripada fokus obyektif. Untuk Mata Tak Berakomodasi. f ob M = D = f ob + f ok f ok Untuk Mata Berakomodasi. f ob M = D = f ob + sok s ok ). Teropong Bumi. Prinsip dari teropong ini sama dengan teropong bintang, perbedaannya terletak pada bayangan terakhir (yaitu tegak) Untuk itu harus dipasang lensa pembalik. Oleh karena itu teropong ini terdiri dari 3 buah lensa yaitu: Lensa obyektif (terdiri dari lensa positip), Lensa cembung (berfungsi sebagai lensa pembalik, terletak antara obyektif dan okuler), dan Lensa okuler ( terdiri dari lensa positip). Untuk Mata Tak Berakomodasi d = f + 4 f + f ob p ok Untuk mata berakomodasi d = f + 4 f + s ob p ok f p : fokus lensa pembalik. 33 M = M = f f f s ob ok ob ok

37 Rudy Djatmiko XII - SOAL-SOAL LATIHAN. Pernyataan di bawah ini yang tidak benar mengenai sifat bayangan dalam sebuah cermin datar adalah... A. jarak bayangan di belakang cermin sama dengan jarak benda di depan cermin B. warna bayangan sama dengan ukuran benda C. ukuran bayangan sama dengan ukuran benda D. bayangan adalah maya E. bayangan adalah terbalik. Berdasarkan pengertian maya dan nyata suatu bayangan dalam optika, maka dapat dinyatakan bahwa: ). bayangan pada layang bioskop adalah bayangan nyata ). bayangan yang dibentuk lensa mata adalah bayangan maya 3). bayangan yang kita lihat melalui teropong adalah bayangan maya 4). bayangan yang dibentuk cermin datar adalah bayangan maya Pernyataan yang benar adalah... A.,, dan 3 B. dan 3 C. dan 4 D. 4 saja E. Semua benar 3. Sebuah pensil panjangnya 0 cm diletakkan tegak 30 cm di muka cermin cembung yang jarak fokusnya 50 cm. Posisi dan panjang bayangan dari pensil tersebut adalah... A. tegak 5 cm B. tegak 6.5 cm C. terbalik 5cm D. terbalik 6.5 cm E. tegak 30 cm 4. Bayangan maya yang terbentuk oleh sebuah cermin cekung tiga kali lebih besar daripada bendanya. Bila jarak fokus cermin 30 cm, maka jarak benda di depan cermin adalah... A. 5 cm B. 0 cm C. 0 cm D. 30 cm E. 40 cm 5. Sebuah benda terletak 0 cm di depan sebuah lensa tipis yang berjarak fokus 4 cm. Jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa adalah... A. 8 cm di depan lensa B. 7 cm di depan lensa C. 6 cm di belakang lensa D. 5 cm di belakang lensa E. 3 cm di belakang lensa 34

38 Rudy Djatmiko XII - 6. Sebuah benda berada pada jarak 5 cm di muka lensa negatif dengan fokus 0 cm. Bayangan yang terbentuk :. berada di belakang lensa. terbalik 3. nyata 4. diperkecil Pernyataan-pernyataan yang benar yaitu... A.,, dan 3 B. dan 3 C. dan 4 D. 4 saja E. Semua benar 7. Seseorang yang titik dekatnya 50 cm hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 5 cm. Besar kekuatan kacamata yang harus dia gunakan adalah... A. - diptri B. dioptri C. dioptri D. dioptri E. 6 dioptri 8. Sifat dan kedudukan bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif sebuah teropong bintang adalah... A. nyata, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif B. nyata, tegak, dan tepat di fokus lensa objektif C. nyata, tegak, dan tepat di fokus lensa okuler D. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa okuler E. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif 9. Budi tinggi badannya 65 cm berdiri tegak di muka cermin datar. Berapa tinggi cermin paling kecil yang diperlukan Budi untuk bercermin? A. 6.5 cm B. 50 cm C. 75 cm D. 8.5 cm E. 60 cm 0. Sebuah benda terletak 60 cm di depan cermin cekung yang jarak fokusnya 90 cm. pada jarak berapa bayangan benda tersebut akan terbentuk? A. 80 cm di belakang cermin B. 90 cm di belakang cermin C. 60 cm di depan cermin D. 90 cm di depan cermin E. 80 cm di depan cermin 35

39 Rudy Djatmiko XII -. cm di depan sebuah cermin cembung yang jarak fokusnya 9 cm terdapat sebuah benda. Jarak bayangan benda bersebut adalah... A. 7/36 cm B. 9/ cm C. 7/36 cm D. 36/7 cm E. /9 cm. Bayangan benda yang diproyeksikan oleh cermin datar bersifat... A. nyata B. maya C. terbalik D. diperkecil E. diperbesar 3. Sebuah benda terletak cm di depan cermin cekung yang jarak fokusnya 5 cm. sifat bayangan yang dihasilkan adalah... A. nyata, terbalik, diperkecil B. maya, terbalik, diperbesar C. maya, tegak, diperbesar D. nyata, tegak, diperbesar E. nyata, terbalik, diperbesar 4. Sebuah benda diletakkan 0 cm di depan sebuah cermin cekung yang jarak fokusnya 5 cm. jarak bayangan yang terbentuk adalah... A. 60 cm B. 35 cm C. 0 cm D. 5 cm E. 5 cm 5. Jari-jari kelengkungan cermin cekung adalah dua kali jarak fokusnya. Suatu benda yang terletak pada jarak 6 cm di depan cermin cekung menghasilkan bayangan 9 cm. jari-jari cermin tersebut adalah... A. 3.0 cm B. 6.5 cm C. 7.0 cm D. 7. cm E. 9.0 cm 6. Sinar yang datang sejajar sumbu utama pada cermin cekung akan.... A. dipantulkan sejajar sumbu utama B. dipantulkan melalui titik focus C. dibiaskan sejajar sumbu utama D. dipantulkan melalui pusat jari-jari cermin E. dibiaskan melalui titik focus 36

40 Rudy Djatmiko XII - 7. Sebuah benda terletak 0 cm di depan sebuah lensa berjarak focus 4 cm. jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa tersebut adalah... A. 4 cm B. 5 cm C. 6 cm D. 7 cm E. 8 cm 8. Banu menggunakan lensa kacamata yang jarak fokusnya 55 cm. suatu benda yang jaraknya 550 cm di depan banu akan terlihat seolah-olah sejauh berapa cm di depan banu? a. cm b. 50 cm c. 55 cm d. 50 cm e. 55 cm 9. Berikut adalah nama lain dari lensa cekung, kecuali... A. lensa konkaf B. lensa negative C. lensa divergen D. lensa minus E. lensa konvek 0. Proyeksi bayangan berikut dihasilkan oleh cermin.. Benda bayangan R F F R A. cermin cekung B. cermin cembung C. lensa cekung D. lensa cembung E. lensa positif. Pernyataan di bawah ini yang tidak benar mengenai sifat bayangan dalam sebuah cermin datar adalah... A. jarak bayangan di belakang cermin sama dengan jarak benda di depan cermin B. warna bayangan sama dengan ukuran benda C. ukuran bayangan sama dengan ukuran benda D. bayangan adalah maya 37

41 Rudy Djatmiko XII - E. bayangan adalah terbalik. Berdasarkan pengertian maya dan nyata suatu bayangan dalam optika, maka dapat dinyatakan bahwa:. bayangan pada layang bioskop adalah bayangan nyata. bayangan yang dibentuk lensa mata adalah bayangan maya 3. bayangan yang kita lihat melalui teropong adalah bayangan maya 4. bayangan yang dibentuk cermin datar adalah bayangan maya Pernyataan yang benar adalah... A.,, dan 3 B. dan 3 C. dan 4 D. 4 saja E. Semua benar 3. Sebuah pensil panjangnya 0 cm diletakkan tegak 30 cm di muka cermin cembung yang jarak fokusnya 50 cm. Posisi dan panjang bayangan dari pensil tersebut adalah... A. tegak 5 cm B. tegak 6.5 cm C. terbalik 5cm D. terbalik 6.5 cm E. tegak 30 cm 4. Bayangan maya yang terbentuk oleh sebuah cermin cekung tiga kali lebih besar daripada bendanya. Bila jarak fokus cermin 30 cm, maka jarak benda di depan cermin adalah... A. 5 cm B. 0 cm C. 0 cm D. 30 cm E. 40 cm 5. Sebuah benda terletak 0 cm di depan sebuah lensa tipis yang berjarak fokus 4 cm. Jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa adalah... A. 8 cm di depan lensa B. 7 cm di depan lensa C. 6 cm di belakang lensa D. 5 cm di belakang lensa E. 3 cm di belakang lensa 6. Sebuah benda berada pada jarak 5 cm di muka lensa negatif dengan fokus 0 cm. Bayangan yang terbentuk :. berada di belakang lensa. terbalik 3. nyata 4. diperkecil Pernyataan-pernyataan yang benar yaitu... 38

42 Rudy Djatmiko XII - A.,, dan 3 B. dan 3 C. dan 4 D. 4 saja E. Semua benar 7. Seseorang yang titik dekatnya 50 cm hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 5 cm. Besar kekuatan kacamata yang harus dia gunakan adalah... A. - diptri B. dioptri C. dioptri D. dioptri E. 6 dioptri 8. Sifat dan kedudukan bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif sebuah teropong bintang adalah... A. nyata, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif B. nyata, tegak, dan tepat di fokus lensa objektif C. nyata, tegak, dan tepat di fokus lensa okuler D. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa okuler E. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif 9. Sebutkan dan gambarkan tiga sinar istimewa cermin cembung! 30. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung adalah Jelaskan perbedaan cermin cekung dengan lensa cekung! 3. Suatu benda diletakkan pada jarak x di depan cermin cekung yang jarak fokusnya cm. jika bayangan yang dihasilkan terletak pada jarak x, besarnya nilai x adalah Sebuah cermin diletakkan cm di depan sebuah benda. Jika ternyata bayangan yang dihasilkan benda tersebut terletak pada 5 cm di belakang 39

43 Rudy Djatmiko XII - cermin, maka tentukan: a. jarak focus cermin b. termasuk cermin cekung atau cembung 34. Lengkapi gambar proyeksi bayangan berikut dan jelaskan sifat-sifat bayangannya! a b c 40

44 Rudy Djatmiko XII - Catatan: 4

45 Rudy Djatmiko XII - 3 BAB 3 LISTRIK STATIS Standar Kompetensi: Menginterpretasikan listrik statis dan dinamis Kompetensi dasar: Membedakan konsep listrik statis dan dinamis Menjelaskan penerapan listrik statis dan dinamis Suatu benda yang mengandung listrik statis, muatan-muatan listriknya dalam keadaan diam ( tidak bergerak ). Dalam listrik statis tidak terdapat arus listrik karena tidak terjadi aliran muatan listrik. A. GAYA LISTRIK Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Jika dua benda bermuatan listrik yang sejenis, misalnya positif (+) dengan positif (+) atau negatif (-) dengan negatif (-) maka benda tersebut akan saling tolak menolak. Jika dua benda bermuatan tidak sejenis, yaitu positif (+) dengan negatif (-) maka kedua benda tersebut akan saling tarik menarik. + + Muatan (+) dengan muatan (+) saling tolak menolak Muatan (-) dengan muatan (-) saling tolak menolak Muatan (+) dengan muatan (-) saling tarik menarik 4