11 HARI MENGUASAI MATERI UN 2009 FISIKA SMP Oleh : Arif Kristanta SMP 2 Tanjungsari Gunungkidul Hari ke- : 1 Materi Pokok : BESARAN POKOK DAN PENGUKURAN 1 Besaran Pokok Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu. Ada tujuh besaran pokok seperti berikut: No. Besaran Pokok Satuan Alat Ukur 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. panjang massa waktu suhu kuat arus intensitas cahaya jumlah molekul meter kilogram sekon kelvin ampere kandel mol Mistar, Jangka Sorong, Mikrometer Sekrup Neraca ( 2 lengan dan 3 lengan ) Stopwatch Termometer Amperemeter 2. Pengukuran a. Panjang Contoh : Panjang pensil = 2,8 cm Perhatian : Dalam soal UN, pengukuran panjang biasanya tidak dimulai dari angka nol! b. Massa Contoh : Massa benda di A adalah : = 1000 gr + 500 gr + 100 gr + 50 gr = 1650 gr = 1,65 kg Massa benda yang diukur adalah = 0 gr + 40 gr + 7 gr + 0,52 gr = 47,52 gr c. Volume Volume batu = 30 cm 3 20 cm 3 www.arifkristanta.wordpress.com Page 1
Hari ke- : 2 Materii Pokok : MASSA JENIS DAN PEMUAIAN 3. Massa Jenis Massa jenis ( ρ) = mass sa (m) dengan satuan Volume (V) kg/m3 atau gr / cm 3 Contoh : Jika massa benda A 3 kg, maka massa jenis benda A adalah 3 kg = 750-600 ml = = 20 gr /cm 3 4. Pemuaian Contoh aplikasi yang memanfaatkan pemuaian pada zat padat: a. Air panas untuk membuka tutup botol b. Pemasangan bingkai besi pada roda (bingkai besi dipanaskan terlebih dahulu ) c. Pemasangan kaca jendela (diberi celah agar kaca tidak pecah ketika suhunya naik) d. Pemasangan rel keretaa api e. Kawat telepon dibuat kendor ( agar tidak putus waktu suhunya turun) f. Bimetal : dua logam yang mempunyai koefisien muai panjang berbeda yang dikeling jadi satu, dan jika dipanaskan akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya lebih kecil. Pada suhu kamar ketika dipanaskan ketika didinginkan Hari ke- : 3 Materii Pokok : KALOR 5. Kalor Jika air yang berwujud es perubahan suhu air dapat T 0 C 100 (padat) terus menerus diberi kalor akan mencair dan menguap. Besarnya kalor dan dibuat grafik sebagai berikut: Q 4 Q 5 Q 1 = m c es ΔT Q 2 = m L Q = Kalor m = massa Q 3 Q 3 = m c air ΔT c = kalor jenis 0 Q 2 Q 4 = m U Q 5 = m c uap ΔT L = kalor lebur U = kalor uap Q 1 Contoh : 100 60 Q 3 Q 4 t Jika massa air 2 kg, kalor jenis air 4.200 J kg -1 C -1 dan kalor uap 2.260.000 J kg -1, berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah air pada suhu 60 o C menjadi uap air seluruhnya? Penyelesaian : Q Total = Q 3 + Q 4 = m c air ΔT + m U = (2 kg x 4200 J kg -1 C -1 x 40 C) + (2 kg x 2260000 J kg -1 ) = 336000 J + 4520000 J Q Total = 4856000 J atau = 4.856 kj www.arifkristanta.wordpress.com Page 2
Hari ke- : 4 Materi Pokok : GERAK 6. Gerak Lurus Benda dikatakan bergerak jika mengalami perubahan kedudukan terhadap titik acuan. Benda yang bergerak mempunyai kelajuan dan kecepatan. Kelajuan adalah perubahan jarak terhadap posisi awalnya dalam suatu selang waktu tertentu tanpa memerhatikan arahnya, sedangkan kecepatan adalah kelajuan dengan memerhatikan arahnya. V = kelajuan (m/s) = s = jarak ( m ) t = selang waktu ( t ) a. Gerak lurus beraturan (GLB) Ciri : - lintasannya lurus - kecepatannya tetap ( pada selang waktu yang sama, jarak yang ditempuh sama) - bentuk ketikan pada ticker timer F - Grafik V t V t b. Gerak lurus berubah beraturan ( GLBB) Ciri: - lintasannya lurus - percepatannya tetap ( perubahan kecepatan tiap sekon) - bentuk ketikan pada ticker timer - Grafik V t V F contoh GLBB dipercepat F contoh GLBB diperlambat V t GLBB dipercepat t GLBB diperlambat - Contoh GLBB dipercepatt - Contoh GLBB diperlambat 1. Benda yang dijatuhkan 1. Benda yang dilempar ke atas 2. Benda yang menuruni bidang miring 2. Benda yang naik pada bidang miring 3. Mobil bergerak dan ditekan pedal gas 3. Mobil bergerak dan ditekan pedal rem www.arifkristanta.wordpress.com Page 3
Hari ke- : 5 Materi Pokok : TEKANAN 7. Tekanan a. Tekanan pada zat padat P = tekanan (N/m 2 ) F = gaya (N) A = luas bidang sentuh gaya (m 2 ) b. Tekanan pada zat cair Tekanan hidrostastik P = tekanan hidrostatis (N/m 2 ) P = ρ g h ρ = massa jenis zat cair (kg/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/s 2 ) h = kedalaman (m)(jarak terhadap permukaan air) c. Hukum Pascal Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Contoh Aplikasi P 1 = P 2 = x Untuk contoh di samping: Akan didapatkan F 2 = 10 N x 5 = 50 N d. Hukum Archimedes Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung ( ke atas) yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Contoh : 1. F a = v. ρ c.g F a = Gaya apung ( N ) v = volume benda yang tercelup (m 3 ) ρ c = massa jenis zat cair ( kg/m 3 ) g = percepatan gravitasi bumi ( m/s 2 ) Berat benda pejal di udara = 50 N Berat benda pejal di dalam air = 45 N Berarti, air memberikan gaya apung sebesar: F = w di udara w air = 50 N 45 N = 5 N Jadi, besar gaya apung yang dialami benda itu adalah 5 N. F = v ρ c g 5 = v 10 3 10 v = 5 10 4 m 3 Jadi, volume benda pejal tersebut adalah 5 10 4 m 3. 2. V 1 V 2 ; = V 2 = volume benda yang tercelup V 1 = volume benda yang muncul dalam permukaan V b = volume benda ρ b = massa jenis benda ρ c = massa jenis zat cair www.arifkristanta.wordpress.com Page 4
Hari ke- : 6 Materi Pokok : ENERGI, USAHA, PESAWAT SEDERHANA 8. Perubahan Energi Energi tidak pernah hilang, tetapi diubah ke dalam bentuk energi lain. Beberapa contoh perubahan Energi : 1) ABG Energi Kimia Energi Listrik Energi Kalor Energi Cahaya 2) Buah jatuh dari batang pohon. Energi Potensial Energi Mekanik Energi Kalor + Bunyi 3) Energi Kinetik Energi Potensial Energi Kinetik Dan seterusnya 4) Lampu sepeda yang menyala Energi kinetik energi listrik Energi Cahaya 5) Sepeda Listrik yang sedang melaju Energi Kimia Energi kinetik 9. Usaha usaha = gaya x jarak atau W = F x d Contoh: F= 10N F 5 m W = F x d = 10 N x 5 m = 50 N W = F x d = 25 N x 0,5 m = 12,5 N www.arifkristanta.wordpress.com Page 5
10. Pesawat Sederhana 1) Pengungkit / Tuas a. Jenis Pertama B T K Tumpuan terletak diantara gaya beban dan gaya kuasa b. Jenis Kedua T B K Gaya beban terletak diantara tumpuan dan gaya kuasa c. Jenis Ketiga K B T Gaya kuasa terletak diantara tumpuan dan gaya beban 2) Katrol KM = 1 KM = 2 KM = 4 Katrol Tetap Tunggal Katrol Bebas Tunggal Katrol Gabungan 3) Bidang Miring www.arifkristanta.wordpress.com Page 6
Hari ke- : 7 Materi Pokok : GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI 11. Besaran pada Getaran / Gelombang 1) Getaran Satu kali getaran : Gerakan bandul dari 1 2 3 2 1 periode (T) = waktu melakukan getaran jumlah getaran frekuensi ( f ) = jumlah getaran waktu melakukan getaran 1 1 T = f = f T 2) Gelombang λ v λ = v. T λ = v/f T v = λ.f Contoh Seutas tali yang panjangnya 8 m direntangkan lalu digetarkan. Selama 2 sekon terjadi gelombang seperti pada gambar berikut! Tentukan λ, f, T, dan v. Penyelesaian : Dari gambar terjadi gelombang sebanyak 4 λ. Berarti : 4λ = 8 m λ = 8/4 = 2 m Selama 2 sekon terjadi 4 λ atau selama 1 sekon terjadi 2λ. Jadi, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz 8 m T = 1/f = ½ sekon v = λ f = 2 m x 2 Hz = 4 m s -1 www.arifkristanta.wordpress.com Page 7
12. Pemanfaatan Bunyi Ultrasonik 1) Mengukur kedalaman laut dan panjang lorong gua (SONAR) 2) Pemeriksaan Kandungan (USG) 3) Mendeteksi kerusakan (cacat) pada berbagai benda dan peralatan. Cacat yang dimaksud di sini tidak tampak dari luar, misalnya roda as kereta api, cacat pada logam, gigi, dsb Hari ke- : 8 Materi Pokok : CAHAYA DAN ALAT OPTIK 13. Pembentukan Bayangan 1) Pada Cermin Cekung 2) Pada Lensa Cembung Tip & Trik Benda di antara O F akan membentuk bayangan maya tegak, dan diperbesar Benda di F akan membentuk bayangan di tak terhingga Benda di F - 2F akan membentuk bayangan di >2F, nyata, diperbesar, terbalik Benda di > 2F akan membentuk bayangan di F SF dengan sifat nyata, diperkecil, dan terbalik. Kalau soal dapat diselesaikan dengan tips & trik ini dapat diselesaikan, mengapa harus pusing dengan menghitung? www.arifkristanta.wordpress.com Page 8
14. Alat Optik Cacat Mata Jenis Cacat Mata Penyebab Diatasi dengan Rumus Kekuatan lensa Kacamata Miopi (Rabun Jauh) 100 P M = PR PR = Titik jauh mata ( cm) Hipermetropi (Rabun Dekat) Bola mata terlalu cekung P 100 100 = H S PP S = jarak benda di depan kacamata (cm) PP = titik dekat mata (cm) Jika S tidak disebutkan, maka S = 25 cm Hari ke- : 9 Materi Pokok : LISTRIK STATIS DAN LISTRIK DINAMIS 15. Gejala Listrik Statis 1) Benda bermuatan listrik Contoh lain : Kaca di gosok dg kain sutera, kaca bermuatan positif, sutera bermuatan negatif. Plastik digosok dengan kain woll, plastik bermuatan negatif, woll bermuatan positif Perhatian: Muatan yang bisa pindah dari benda satu ke benda yang lainnya adalah muatan negatif atau elektron. 2) Sifat benda bermuatan listrik Benda yang bermuatan sejenis akan tolak menolak, benda yang bermuatan tidak sejenis akan tarik menarik. 3) Cara kerja elektroskup Perhatian: Keping terbuka karena jenis muatannya sama. Jenis muatan pada keping sama dengan jenis muatan benda yg didekatkan. Jenis muatan pada keping selalu berlawanan dengan muatan pada kepala. www.arifkristanta.wordpress.com Page 9
16. Menghitung besaran padaa rangkaian listrik. Pada semua rangkaian berlaku rumus V = I R 1) Rangkaian Seri Tips. Untuk rangkaian Seri, hambatan total / pengganti pasti lebih besar dari hambatan yang paling b sar. Besar kuat arus (i) di masing-masing hambatan sama; i t = i 1 = i 2 = i 3 V t = V 1 +V 2 + V 3 R t = R 1 +R 2 + R 3 2) Rangkaian Paralel I t = i 1 +i 2 + i 3 V t = V 1 = V 2 = V 3 3) Rangkaian Campuran Tips : Untuk rangkaian paralel, hambatan total / pengganti pasti lebih kecil dari hambatan yang paling kecil. Hambatan paralel harus dicari dulu hambatan penggantinya. Dari soal 1/R p = ½ + ½ = 1 R p = 1Ω R t = 2Ω + 1Ω = 3 Ω I t = V/R = 3 V/3 Ω = 1 A Pusing dengan banyaknya rumus? Jangan deh! Ada tips untuk menyelesaikan soal rangkaian hambatan tanpa perlu pakai rumus! Contoh: EBTANAS-SMP-91-20 Rangkaian hambatan di bawah ini dapat diganti dengan sebuah hambatan yang besarnya A. 5 ohm B. 20 ohm C. 55 ohm D. 70 ohm Penyelesaian: Perhatikan kedua tips pada halaman ini yg saya tebalkan! Untuk rangkaian paralel hambatan penggantinya pasti lebih kecil dari 10 Ω, sehingga hambatan totalnya pasti diantara lebih besar dari 15 dan lebih kecil dari ( 15 + 10) atau 25. Pada pilihan option di samping, jawabannya ada pada option Besarnya hambatan pengganti dari gambar di bawah ini adalah A. 2 ohm B. 5 ohm C. 9 ohm D. 12 ohm Untuk rangkaian paralel hambatan penggantinya pasti lebih kecil dari (1+2) atau 3Ω, sehingga hambatan totalnya pasti diantara lebih besar dari 3 dan lebih kecil dari ( 3 + 13) atau 6. Pada pilihan option di samping, jawabannya ada pada option B www.arifkristanta.wordpress.com Page 10
Hari ke- : 10 Materi Pokok : ENERGI LISTRIK DAN KEMAGNETAN 17. Menghitung rekening listrik Rekening langganan listrik dihitung berdasarkan energi listrik yang dipakai (dalam KWh) setiap bulannya ( 30 hari ) 1 KWh = 1000 Watt x 1 jam pemakaian Tips mengerjakan soal a. Hitung energi yang dipakai per hari dalam Kwh, misal a KWh b. Kalikan hasilnya dengan 30 ( untuk satu bulan ) = 30a KWh c. Hasilnya (b) kalikan dengan tarif Rp..../ Kwh o Contoh: Seorang ibu rumah tangga mencatat penggunaan alat-alat listriknya dalam sebuah tabel berikut: No Alat Listrik Daya Waktu / hari 1 2 3 4 5 6 Lampu Neon Lampu bohlam TV Kulkas Mesin Cuci AC 20 W 10 W 100 W 200 W 150 W 120 W 12 Jam 12 jam 12 jam 24 jam 2 jam 12 jam Penyelesaian - Dalam satu hari energi yang digunakan : = 20 x 12 Wh + 10 x 12 Wh + 100 x 12 Wh + 200 x 24 Wh + 150 x 2 Wh + 120 + 12 Wh = 240 Wh + 120 Wh + 1200 Wh + 4800 Wh + 300 Wh + 1440 Wh = 8100 Wh = 8,1 KWh - Dalam satu bulan = 8,1 Kwh x 30 = 243 KWh - Biaya pemakain energi listrik = 243 Kwh x Rp. 500 = Rp. 121.500 - Biaya yang harus dibayar = biaya pemakaian + Abonemen = Rp. 121.500 + 20.000 = = Rp 141.500 ( B) 18. Cara Membuat Magnet 1) Menggosok x 2) Elektromagnet A A U B B S y Jika dia harus membayar Rp. 500 / KWh untuk penggunaan daya listrik ditambah dengan biaya abonemen Rp. 20.000, berapa besar biaya yang harus di bayar olehnya setiap bulan? ( 1 bulan = 30 hari) a. Rp. 121.500 c. Rp. 150.000 b. Rp. 141.500 d. Rp. 220.500 Pada ujung terakhir besi yang digosok, akan mempunyai kutub yang berlawanan dengan kutub ujung magnet penggosoknya. Pada gambar x kutub U dan y kutub S Gunakan aturan tangan kanan: U Kalau tidak ada arah arus, arah arus keluar dari kutub positif ( yg panjang) ke kutub negatif ( pendek) Gambar atas, A kutub U Gambar bawah, B kutub U 3) Induksi S U A B Ujung besi yang berdekatan dengan kutub magnet batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi menjadi kutub utara atau sebaliknya. www.arifkristanta.wordpress.com Page 11
Hari ke- : 11 Materi Pokok : TATA SURYA 19. Karakteristik Benda di Tata Surya 1) Planet Merkurius, Venus, Bumi, Mars, mempunyai ukuran dan sifat-sifat permukaannya yang hampir sama, sehingga dikelompokkan dalam planet terestrial (menyerupai bumi), sedangkan Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus dikelompokkan dalam planet raksasa (giant planet). Ciri istimewa planet o Planet terbesar : Jupiter o Planet yang punya cincin indah: Saturnus o Planet yang tidak punya satelit : Merkurius dan Venus o Planet dengan satelit terbanyak : Saturnus ( 21 satelit ) o Planet yang punya dua satelit : Mars 2) Satelit merupakan benda langit kecil yang gerakannya mengelilingi benda langit yang lebih besar (planet) 3) Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari dengan orbit yang sangat lonjong. Komet terdiri atas es yang sangat padat dan orbitnya lebih lonjong daripada orbit planet. Komet yang terkenal adalah komet Halley yang ditemukan oleh Edmunt Halley. Komet itu muncul setiap 76 tahun sekali. Komet sering disebut sebagai bintang berekor. 4) Asteroid adalah benda langit yang mirip dengan planet-planet, yang terletak di antara orbit Mars dan Yupiter. Asteroid disebut juga planetoid atau planet kerdil. 5) Meteoroid adalah batuan-batuan kecil yang sangat banyak dan melayang-layang di angkasa luar. Batuan batuan ini banyak mengandung unsur besi dan nikel. Batuanbatuan atau benda langit yang bergesekan dengan atmosfer bumi dan habis terbakar sebelum sampai di permukaan bumi disebut meteor. Adapun batuan-batuan yang tidak habis terbakar dan sampai di permukaan bumi disebut meteorit. 20. Pasang Surut Pasang surut air laut terjadi karena pengaruh gaya gravitasi bulan dan matahari Pasang Purnama atau pasang sebesar-besarnya terjadi pada bulan baru dan bulan purnama. Pasang akan maksimum ( paling besar / paling tinggi) akan terjadi pada kalau gaya gravitasi bulan dan matahari berimpit ( searah ) yaitu pada saat gerhana matahari. Pasang Purnama Pasang Perbani Pasang perbani terjadi karena pengaruh gravitasi bulan dan matahari paling kecil. Pada pasang perbani, permukaan air laut turun serendah-rendahnya. Pasang ini terjadi pada saat bulan kuartir pertama dan kuartir ke tiga. Pasang perbani dipengaruhi oleh gravitasi bulan dan matahari saling tegak lurus. Pasang Perbani www.arifkristanta.wordpress.com Page 12