Tampilkan postingan dengan label Kelas 11. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Kelas 11. Tampilkan semua postingan
Kamis, 14 Juni 2012
Rabu, 13 Juni 2012
PENGAYAAN FISIKA SEMESTER I (SATU)-kelas 11 ipa
DINAS PENDIDIKAN
SMA NEGERI 16 SURABAYA
JL. RAYA PRAPEN TELP. 031-8415492 FAX 031-8430673 KODE
POS 60299
PENGAYAAN FISIKA SEMESTER I (SATU)
TAHUN PELAJARAN 2011 – 2012
Hari/Tanggal : ..............................
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Program : XII/IA
Waktu : 75 menit
I.
Pilihlah
satu jawaban yang paling tepat!
1. Sebuah gelombang transversal merambat
melalui sebuah tali dengan persamaan simpangan: y = 0,02 sin π(4t – 10 x) y dan x dalam satuan meter, t
dalam satuan sekon maka cepat rambat gelombang adalah ....
a. 0,1
m/s
b. 0,2
m/s
c. 0,3
m/s
d. 0,4
m/s
e. 0,5
m/s
2. Dua gelombang berjalan memiliki amplitude
sama tetapi arah berlawanan. Kemudian kedua gelombang berinterferensi membentuk gelombang stasioner
dengan persamaan :
y = 8 sin 6px.cos 120t, y dan x dalam m dan t dalam sekon. Jika x =
, dan t =
, maka simpangan gelombang tersebut adalah ....
a.
4 m
b.
m
c.
m
d.
m
e.
0,2 m
3. Seratus buah sirene masing-masing
menghasilkan taraf intensitas 50 dB. Jika sirine dibunyikan secara bersama-sama
taraf intensitasnya adalah ….
a. 30 dB
b. 60 dB
c. 70 dB
d. 90 dB
e. 170 dB
4. Pipa organa tertutup memiliki panjang 25
cm. Pada saat ditiup terjadi nada atas pertama. Jika cepat rambat bunyi di
udara saat itu 330 m/s, maka frekuensi nada tersebut adalah ....
a. 1540 Hz
b. 1420 Hz
c. 1360 Hz
d. 1020 Hz
e. 990 Hz
5. Sebuah kereta api yang mendekati sebuah stasiun
bergerak dengan kelajuan 54 km/jam membunyikan peluit dengan frekuensi 650 Hz.
Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s maka frekuensi bunyi yang didengar oleh
orang di stasiun adalah ....
a. 680 Hz
b. 640 Hz
c. 580 Hz
d. 570 Hz
e. 400 Hz
6. Percobaan Thomas Young, celah ganda
berjarak 4 mm. Dibelakang celah yang jaraknya 1 m ditempatkan layar , celah
disinari dengan cahaya dengan panjang gelombang 500 nm., maka jarak pola terang
ke 4 dari pusat terang adalah ….
- 0,50 mm
- 5,00 mm
- 50,0 mm
- 500 mm
- 5000 mm
7. Cahaya monokromatis dengan panjang
gelombang 600 nm datang tegak lurus mengenai sebuah kisi difraksi dan
menghasilkan pita terang pada layar, jarak antar pita tersebut adalah 6 mm. Bila
diinginkan jarak antar pita 5 mm, maka
perlu digunakan cahaya monokromatis dengan panjang gelombang ....
a. 450
nm
b. 500
nm
c. 650
nm
d. 700
nm
e. 800
nm
8.
Q1
|
Q3
|
Q2
|
8x10 - 9 C
|
1.10 - 9 C
|
-16.10- 9 C
|
2 m
|
6 m
|
a. 9.10-9 N
b. 18.10-9 N
c. 27.10-9 N
d. 36.10-9 N
e.
45.10-9 N
.
9. Tiga kapasitor C1, C2 dan C3 dengan
kapasitas kapasitor masing-masing 2µF, 3µF dan 6µF disusun seri diberi muatan,
hingga kapasitas kapasitor C2 mempunyai tegangan 4 Volt, maka muatan pada
kapasitor C3 adalah ....
a.
3 µC
b.
4 µC
c.
8 µC
d.
12 µC
e.
24 µ C
10. Perhatikan
gambar berikut..!
0,5 cm
-
Jika
beda potensial kedua plat adalah 103 Volt, jika muatan elektron
sebesar 1,6 x 10-19 C maka besar gaya Coulomb diantara kedua plat adalah ....
- 1,6 x 10-16 N
- 3,2 x 10-16 N
- 1,6 X10-14 N
- 3,2 x 10-14 N
- 3,2 x 10-13 N
11. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus
sebesar 5A seperti pada gambar. Besar induksi magnet di titik P yang berjarak
10 cm dari kawat lurus tersebut adalah ….
I
P
|
a. 1
x 10-5 T menjauhi pengamat
b. 1 x 10-5 T mendekati pengamat
c. 2 x 10-5 T menjauhi pengamat
d. 2 x 10-5 T mendekati pewngamat
e.
5 x 10-5
T menjauhi pengamat
12. Gambar-gambar berikut ini menunjukkan arah
medan magnetik B yang timbul di sekitar penghantar berarus listrik I. Arah B
dan I yang benar diperlihatkan gambar ....
- 1, 2 dan 3
- 1, 2, 3 dan 4
- 1 dan 3
- 2 dan 4
- 4
13. Sebuah solenoida yang panjangnya 2 m
terdiri 400 lilitan dan diameternya 10 cm. Jika solenoida dialiri arus 4 A, maka rasio besarnya induksi magnetik
di ujung solenoida dan di tengah solenoida adalah ….
a. 1 : 2
b. 2 : 1
c. 2 : 3
d. 3 : 2
e. 1 : 5
14. Sebuah kawat dialiri arus 10 A berada
dalam medan magnet 0,02 T, yang membentuk sudut 53o (sin 53o
= 0,8) dengan arah arus listrik, maka gaya magnetik yang dialami kawat yang
panjangnya 20 cm adalah ....
a. 0,032 N
b. 0,320 N
c. 3,200 N
d. 0,160 N
e. 1,600 N
15. Sebuah proton muatannya 1,6 x 10-19
C bergerak memasuki medan magnetik homogen 0,2 T. Arah gerak proton membuat
sudut 60o dengan arah medan magnet, bila gaya yang dialami proton
N, maka proton
bergerak dengan kecepatan ….
a. 2 x 107 m/s
b. 3 x 107 m/s
c. 4 x 107 m/s
d. 5 x 107 m/s
e. 6 x 107 m/s
16.
Salah satu cara untuk
mendapat sumber energi listrik dilakukan dengan mengubah energi mekanik menjadi
energi listrik. Percobaan dilakukan dengan menggerakan kawat PQ, 100cm didalam
medan magnet 0,15 Tesla dengan kecepatan 4m/s. Besar GGL induksi yang timbul
pada kawat PQ seperti gambar dibawah ….
a. 0,06 mV
b. 0,6 mV
c. 6,0 mV
d. 60 mV
e. 600mV
17. Untuk
menaikkan GGL maksimum suatu generator AC agar menjadi empat kali semula, dapat
dilakukan dengan cara ....
a. jumlah lilitan dilipat duakan dan periodenya dibuat ½ kali semula.
b. kecepatan sudut dan luas penampang
kumparan dijadikan ½ kalinya.
c. induksi magnet dan jumlah lilitannya
dijadikan 4 kali semula.
d. luas penampang dan periode putar dijadikan
2 kali semula.
e. penampang dan periodenya dijadikan ½ kali
semula.
18. Sebuah transformator digunakan untuk
menghubungkan sebuah alat listrik 6 Volt AC dan tegangan sumber 120 Volt AC,
Bila kumparan sekunder transformator terdiri dari 40 lilitan maka jumlah
lilitan kumpran primer tranformator adalah ....
a. 200
b. 400
c.
800
d.
1000
e.
1200
19. Lampu pijar 100 watt / 220 volt
dihubungkan dengan sumber tegangan PLN 220 V.
arus maksimum yang mengalir pada lampu adalah ….
- 2,2
A
- 1,1
A
- 1 A
- 0,98
A
- 0,643
A
20. Pernyataan
berikut berkaiatan dengan saat terjadinya keadaan resonansi pada rangkaian seri R-L-C:
- XL
> XC
- XL = XC
- Z =
0
- Z = R
Yang benar adalah pernyataan ....
a. 1
dan 3
b. 2 dan 3
c.
1 dan
4
d.
2 dan 4
e.
1 dan 2
II. Kerjakan
soal berikut ini di lembar jawab uraian!
21. Suatu gelombang berjalan merambat dari
titik A ke B dengan persamaan simpangan Y = 4 sin π (8t + 5x), dengan Y dan x dalam satuan cm dan t dalam satuan sekon, maka
hitunglah:
a. panjang
gelombang.
b. frekuensinya.
c.
cepat rambat gelombang.
22. Pada
percobaan Young, jarak celah ke layar 2 meter dan jarak kedua celah 0,2 mm,
panjang gelombang yang digunakan 500 nm. Tentukan :
a. jarak antara terang pusat dengan terang
ketiga.
b. jarak antara terang kesatu dengan terang
keempat.
23. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor
berikut!
a. Kapasitas pengganti?
C3 = 8µF b. Muatan
masing-masing kapasitor
V = 20 V
24. Sebuah transformator step-up mengubah
tegangan 25 volt menjadi 150 volt, Efisiensi transformator 60% dan kumparan
sekundernya dihubungkan dengan lampu 50 Watt. Berapa kuat arus dalam kumparan
primernya?
25. Rangkaian seri R-L-C masing-masing
besarnya R = 80 Ohm, L = 1,1 H dan C = 0,2 mF, dihubungkan dengan sumber
tegangan bolak balik dengan nilai V = (
) dalam satuan SI. Hitunglah:
a. impedansi rangkaian.
b. arus yang mengalir dalam rangkaian
daya
efektif pada rangkaian.GERAK HARMONIK (Mahsa,Melvia,Michael)
GERAK HARMONIK
Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana. Banyak jenis gerak lain (osilasi dawai, roda keseimbangan arloji, atom dalam molekul, dan sebagainya) yang mirip dengan jenis gerakan ini, sehingga pada kesempatan ini kita akan membahasnya secara mendetail.
Dalam kehidupan sehari-hari, gerak bolak balik benda yang bergetar terjadi tidak tepat sama karena pengaruh gaya gesekan. Ketika kita memainkan gitar, senar gitar tersebut akan berhenti bergetar apabila kita menghentikan petikan. Demikian juga bandul yang berhenti berayun jika tidak digerakan secara berulang. Hal ini disebabkan karena adanya gaya gesekan. Gaya gesekan menyebabkan benda-benda tersebut berhenti berosilasi. Jenis getaran seperti ini disebut getaran harmonik teredam. Walaupun kita tidak dapat menghindari gesekan, kita dapat meniadakan efek redaman dengan menambahkan energi ke dalam sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali energi yang hilang akibat gesekan, salah satu contohnya adalah pegas dalam arloji yang sering kita pakai. Pada kesempatan ini kita hanya membahas gerak harmonik sederhana secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini.
GERAK HARMONIS SEDERHANA
Gerak harmonis sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu.
Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan
Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.
Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada ayunan sederhana
Periode (T)
Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.
Pada contoh di atas, benda mulai bergerak dari titik A lalu ke titik B, titik C dan kembali lagi ke B dan A. Urutannya adalah A-B-C-B-A. Seandainya benda dilepaskan dari titik C maka urutan gerakannya adalah C-B-A-B-C.
Jadi periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran (disebut satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut ). Satuan periode adalah sekon atau detik.
Frekuensi (f)
Selain periode, terdapat juga frekuensi alias banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik. Yang dimaksudkan dengan getaran di sini adalah getaran lengkap. Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1. 1/sekon atau s-1 disebut juga hertz, menghargai seorang fisikawan. Hertz adalah nama seorang fisikawan tempo doeloe. Silahkan baca biografinya untuk mengenal almahrum eyang Hertz lebih dekat.
Hubungan antara Periode dan Frekuensi
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu detik/sekon. Dengan demikian selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah :
Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah periode. Dengan demikian, secara matematis hubungan antara periode dan frekuensi adalah sebagai berikut :
Amplitudo (f)
Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan. Pada contoh ayunan sederhana sesuai dengan gambar di atas, amplitudo getaran adalah jarak AB atau BC.
Semua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak pada gambar a. Ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang (bertambah panjang) sejauh y. Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang), sebagaimana tampak pada gambar B. Jika beban ditarik ke bawah sejauh y1 dan dilepaskan (gambar c), benda akan akan bergerak ke B, ke D lalu kembali ke B dan C. Gerakannya terjadi secara berulang dan periodik. Sekarang mari kita tinjau hubungan antara gaya dan simpangan yang dialami pegas.
Kita tinjau pegas yang dipasang horisontal, di mana pada ujung pegas tersebut dikaitkan sebuah benda bermassa m. Massa benda kita abaikan, demikian juga dengan gaya gesekan, sehingga benda meluncur pada permukaan horisontal tanpa hambatan. Terlebih dahulu kita tetapkan arah positif ke kanan dan arah negatif ke kiri. Setiap pegas memiliki panjang alami, jika pada pegas tersebut tidak diberikan gaya. Pada kedaan ini, benda yang dikaitkan pada ujung pegas berada dalam posisi setimbang (lihat gambar a). Untuk semakin memudahkan pemahaman dirimu,sebaiknya dilakukan juga percobaan.
Apabila benda ditarik ke kanan sejauh +x (pegas diregangkan), pegas akan memberikan gaya pemulih pada benda tersebut yang arahnya ke kiri sehingga benda kembali ke posisi setimbangnya (gambar b).
Sebaliknya, jika benda ditarik ke kiri sejauh -x, pegas juga memberikan gaya pemulih untuk mengembalikan benda tersebut ke kanan sehingga benda kembali ke posisi setimbang (gambar c).
Besar gaya pemulih F ternyata berbanding lurus dengan simpangan x dari pegas yang direntangkan atau ditekan dari posisi setimbang (posisi setimbang ketika x = 0). Secara matematis ditulis :
F = -kx
Persamaan ini sering dikenal sebagai hukum hooke dan dicetuskan oleh paman Robert Hooke. k adalah konstanta dan x adalah simpangan. Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas bersentuhan atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x). Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja berlawanan arah dengan arah simpangan x. k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas berkaitan dengan kaku atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Pegas dapat bergerak jika terlebih dahulu diberikan gaya luar. Amati bahwa besarnya gaya bergantung juga pada besar x (simpangan).
Sekarang mari kita tinjau lebih jauh apa yang terjadi jika pegas diregangkan sampai jarak x = A, kemudian dilepaskan (lihat gambar di bawah).
Setelah pegas diregangkan, pegas menarik benda kembali ke posisi setimbang (x=0). Ketika melewati posisi setimbang, benda bergerak dengan laju yang tinggi karena telah diberi percepatan oleh gaya pemulih pegas. Ketika bergerak pada posisi setimbang, gaya pegas = 0, tetapi laju benda maksimum.
Karena laju benda maksimum maka benda terus bergerak ke kiri. Gaya pemulih pegas kembali memperlambat gerakan benda sehingga laju benda perlahan-lahan menurun dan benda berhenti sejenak ketika berada pada x = -A. Pada titik ini, laju benda = 0, tetapi gaya pegas bernilai maksimum, di mana arahnya menuju ke kanan (menuju posisi setimbang).
Benda tersebut bergerak kembali ke kanan menuju titik setimbang karena ditarik oleh gaya pemulih pegas tadi. Gerakan benda ke kanan dan ke kiri berulang secara periodik dan simetris antara x = A dan x = -A.
Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada pegas pada dasarnya sama dengan ayunan sederhana, yakni terdapat periode, frekuensi dan amplitudo. Jarak x dari posisi setimbang disebut simpangan. Simpangan maksimum alias jarak terbesar dari titik setimbang disebut amplitudo (A). Satu getaran Gerak Harmonik Sederhana pada pegas adalah gerak bolak balik lengkap dari titik awal dan kembali ke titik yang sama. Misalnya jika benda diregangkan ke kanan, maka benda bergerak mulai dari titik x = 0, menuju titik x = A, kembali lagi ke titik x = 0, lalu bergerak menuju titik x = -A dan kembali ke titik x = 0 (bingung-kah ? 
).Dipahami perlahan-lahan ya…
Langganan:
Postingan (Atom)