b_91bd99f8-4eb6-44af-88e4-cc6c9d98a9ce

Contoh soal 5.5 R3=3Ω1. R4=6Ω R5=12Ω R2=4ΩA R1=2Ω B C E = 26V r = 0.5ΩDari rangkaian listrik di samping maka tentukan:a) hambatan pengganti antara A dan Cb) kuat arus yang keluar dari elemenc) VAB, VBC dan VACd) kuat arus yang melalui R2 dan R5Penyelesaian:a. 1 = 1 + 1 = 1 + 1 b) misalnya kuat arus yang kelu- Rp1 R3 R4 3 6 ar dari elemen = i , maka: 1 = 2+1 i = E Rp1 6 Rt + r Rp1 = 6 = 2 Ω i = 26 = 4A 3 6 + 0, 5 Rs1 = R2 + Rp1 c) VAB = i . R1 = 4 . 2 = 8 volt Rs1 = 4 + 2 = 6 Ω VBC = i . Rp2 = 4 . 4 = 16 volt VAC = i . Rt = 4 . 6 = 24 volt 1 = 1 +1 Rp2 Rs1 R5 d) Misal kuat arus yang melalui R2 adalah i1 dan yang melalui 1 + 1 + 1 = 2+1 R5 adalah i2 maka:Rp2 6 12 12 Rp2 = 12 = 4 Ω i1 = VBC = 16 = 2, 67A 3 Rs1 6 Rt = R1 + Rp2 i2 = VBC = 16 = 1, 33A R5 12 Rt = 2 + 4 = 6 ΩJadi hambatan pengganti antara A dan C = Rt = 6 Ω144 Listrik Dinamis

2. R1=3Ω R2=12Ω Dari rangkaian di samping hitung hambatan pengganti antara A dan A R3=5Ω B! R5=8Ω B R4=2ΩPenyelesaian: R2 R1 R3 B R5 RX RY A R4 RZRx = R1 R1 . R4 R4 = 6 = 0,6 Ω 1= 1+ 1 + R3 + 10 Rp Rs1 Rs2Ry = R1 R1 . R3 R4 = 15 = 1, 5 Ω 1 = 1 + 1 = 22, 5 + R3 + 10 Rp 13, 5 9 121, 5Rz = R1 R3 . R4 R4 = 10 =1Ω Rp = 121, 5 = 5, 4 Ω + R3 + 10 22, 5Rs1 = Ry + R2 = 1, 5 + 12 = 13, 5 Ω Rt = Rx + Rp = 0, 6 + 5, 4 = 6 ΩRs2 = Rz + R5 = 1+ 8 = 9 Ω Jadi hambatan pengganti antara A dan B = Rt = 6 ΩUji Pemahaman 5.3Kerjakan soal berikut!1. Berapakah besar hambatan pengganti antara A dan B dari hambatan- hambatan di bawah ini: a. 10 Ω 15 Ω 30 Ω Β Α b. 0.5 Ω 6Ω 2 Ω 0.8 Ω Α 3Ω ΒFisika SMA/MA Kelas X 145

c. 4Ω 8Ω 15Ω Α 5Ω 10Ω 7Ω 1Ω 2Ω Β Βd. 10Ω 2Ω 7Ω 2Ω Α 6Ω Jika kuat arus yang masuk titik A = 9 mA,2. 2Ω B hitunglah: A 4Ω a. kuat arus yang mengalir melalui ma- C sing-masing hambatan. b. VAB, VBC, dan VACG. GABUNGAN SUMBER TEGANGAN LISTRIK Hubungan beberapa elemen identik dalam suatu rangkaian seri atauparalel dapat mempengaruhi besar kuat arus yang mengalir melalui rangkai-an tersebut.1. Rangkaian Seri Elemen R i = nEi R + nr n = jumlah elemen EE E rr rnGambar 6.12 Elemen dirangkai seri146 Listrik Dinamis

2. Rangkaian Paralel Elemen R i = E r i (E . r) + R n (E . r) n = jumlah elemen (E . rn)Gambar 6.13 Elemen dirangkai paralelContoh soal 5.71. Empat buah baterai yang masing-masing ber-GGL 1,5 V dan berhambatan dalam 1 Ω dirangkai dan dihubungkan dengan sebuah lampu yang berhambatan 10 Ω. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui rangkai- an jika baterai itu dirangkai secara:a) seri b) paralelDiketahui: n = 4 r=1Ω E = 1,5 V R = 10 ΩDitanya: i jika rangkaian baterai: a) seri b) paralelJawab:a. i = nE b. i = nE R + nr R + rn i = 4 x 1, 5 = 6 i = 1, 5 = 1, 5 10 + (4 x 1) 14 10 + 14 10, 25 i = 0, 429A i = 0,146AH. HUKUM II KIRCHOFF Menurut hukum II Kirchoff: dalam suatu rangkaian tertutup, jumlahaljabar GGL dan penurunan beda potensial (I . R) sama dengan nol. ΣE + ΣI R = 0Fisika SMA/MA Kelas X 147

Perjanjian tanda E dan i:a) jika arah arus searah dengan arah loop, maka i bertanda positifb) jika arah loop bertemu dengan kutub positif sumber tegangan, maka E bertanda positif.Contoh soal 5.81. R1=2Ω R2=5Ω Dari rangkaian listrik di samping A E B hitunglah: E1=6V R3=3Ω a) kuat arus pada masing-masing B cabang r1=1Ω E2=6V b) beda potensial antara titik E D r2=1Ω dan F juga antara E dan C F C Penyelesaian: a. R1 R2 Menurut Hk. I Kirchoff: E A i1 B i1 + i2 = i3 ................................. (1) i3 i2 Loop I (AEFDA): E1 E2 ΣIR + ΣE = 0 r2 i1 (R1 + r1) + i3 . R3 – E1 = 0 loop I loop II C 3 i1 + 3i3 – 6 = 0 r1 R3 D i1 i2 F 3i1 + 3i3 = 6 i1 + i3 = 2 .. (2) Loop II (BEFCB): ΣIR + ΣE = 0 i2 (R2 + r2) + i3 . R3 – E2 = 0 6i2 + 3i3 – 6 = 0 2i2 + i3 = 2 2(i3 – i1) + i3 = 2 -2i1 + 3i3 = 2 .................... (3) 2 x (2) : 2 i1 + 2i3 = 4 Jadi : i1 = 0,8 A (3) : -2 i1 + 3i3 = 2 + i2 = 0,4 A i3 = 1,2 A 5i3 = 6 i3 = 1,2 A i1 + i3 = 2148 Listrik Dinamis

i1 + 1,2 = 2 i1 = 0,8 A i2 = i3 – i1 i2 = 1,2 – 0,8 = 0,4 Ab. VEF = ΣIR + ΣE VEF = i3R3 + 0 = 1,2 x 3 = 3,6 volt VEC = ΣIR + ΣE VEC = -i2 (R2 + r2) + E2 VEC = -0,4 (6) + 6 = 3,6 voltUji Pemahaman 5.4Kerjakan soal berikut!1. Tiga buah elemen dengan GGL masing-masing 1,5 volt dan hambatan dalam 0,1 ohm disusun paralel dan dihubungkan dengan alat dengan hambatan 9 29⁄30 ohm.Tentukan: a. kuat arus b. tegangan jepit2. Hitunglah kuat arus pada masing-masing cabang dari rangkaian di bawah ini!a. R1=100Ω E4=75V c. R1=20Ω r4=5ΩE1=50V R2=200Ω E2=100V E=25V R2=10Ω R3=10Ω r1=5Ω r2=10Ω r1=2ΩE3=25V R3=50Ω C=5μF r3=5Ωb. d. R1=1.8Ω 10Ω 10V 20Ω E1=1.8V E2=1.5V 30Ω 10V r1=1.2Ω r2=1.5Ω 10V R2=2ΩI. SUMBER ARUS Sumber arus listrik adalah alat yang dapat menghasilkan arus listrik. Sumber arus listrik dikelompokkan menjadi dua, yaitu sumber arus listrikFisika SMA/MA Kelas X 149

searah atau sumber DC (Direct Current) dan sumber arus listrik bolak-balikatau sumber AC (Alternating Current). Alat yang dapat menunjukkan bentukarus DC dan bentuk arus AC adalah Osiloskop. Gambar 5.13 Osiloskop Bentuk arus DC dan bentuk arus AC yang terlihat melalui osiloskop seper-ti pada gambar 5.14 di bawah ini. VV tt bentuk arus DC bentuk arus AC Gambar 5.14 Bentuk arus DC dan AC Sumber arus bolak-balik adalah sumber arus yang menghasilkan arusbolak-balik, misalnya dinamo sepeda, generator arus bolak-balik, stop kontakarus bolak-balik. Pemasangan alat-alat listrik di rumah yang menggunakan aruslistrik bolak-balik harus terpasang secara paralel. Perhatikan gambar 5.15 dibawah ini. Z1 lampu Z2 saklar M stop kontak setrika listrik Gambar 5.15 Rangkaian alat listrik di rumah150 Listrik Dinamis

Sumber arus searah adalah sumber yang menghasilkan arus searah, misalnyaelemen volta, elemen Daniell, elemen basah, elemen kering (baterai) dan aki. Sumber arus searah di atas disebut juga dengan elemen elektrokimia,reaksi kimia berlangsung di dalam sumber listrik tersebut. Elemen primer, yaitu elemen yang memerlukan pengganti bahan pereaksisetelah sejumlah energi dibebaskan melalui rangkaian elemen. Elemen sekunder adalah elemen yang dapat memperbarui bahan pereaksisetelah dialiri arus dari sumber lain yang arahnya berlawanan dengan arusyang dihasilkan elemen itu, misalnya akki.Beberapa contoh sumber arus searah, yaitu sebagai berikut.1. Elemen Volta - Larutan elektrolit : H2SO4 - Kutub positif : Cu (tembaga)+ - Kutub negatif : Zn (seng) Zn - Selama elemen digunakan pada lempeng temba- Cu ga (Cu) timbul pembentukan gas hidrogen (pe- ristiwa polarisasi) - Beda potensialnya ± 1 volt.H2SO4Gambar 5.16 Elemen volta2. Elemen Daniell Ciri khas: memiliki depolarisator (untuk mencegah terjadinya pemben- batang seng (Zn) tukan gas hidrogen). Di sini depolar- bejana tembaga(Cu) isator (CuSO4) akan mengikat gas bejana berpori hidrogen. Akibatnya alat ini dapat larutan H2SO4 dipakai lebih lama. GGL elemen ini encer sekitar 1 volt. larutan CuSO4 Gambar 5.17 Elemen Daniell3. Elemen Leclanche Basah Elektrolitnya adalah NH4C1 dan depolarisatornya mangandioksida + batang seng (Zn) (MnO2). Reaksi pengikatan hidrogen batang karbon (C) dengan MnO2 ini berlangsung kurang kaca bejana cepat sehingga lama kelamaan terjadi bejana berpori juga polarisasi. GGL akan turun dari MnO2 dan serbuk C harga GGL semula (1,5 volt). larutan NH4C1Gambar 5.18 Elemen Leclanche basahFisika SMA/MA Kelas X 151

4. Elemen Kering (Elemen Leclanche Kering) batang karbon (C) Elemen Leclanche kering terdiri dari: MnO2 dan serbuk (C) a) sebuah bejana seng, sekaligus se- kain berisi depolarisator bagai kutub negatif NH4C1 berupa pasta b) karton penyekat terhadap seng karton penyekat c) elektrolit yang berupa campuran terhadap seng pasta NH4C1 dengan serbuk kayu, bejana seng (Zn) tepung atau getah 5 d) batang karbon, sebagai kutub positifGambar 5.19 Elemen kering e) GGL elemen kering ± 1,5 V5. Elemen Sekunder - Larutan elektrolitnya : H2SO4 - Kutub positifnya : PbO2+ - Kutub negatifnya : PbP N - Selama accu digunakan PbO2 maupun Pb PbO2 Pb akhirnya berubah menjadi PbSO4. - Beda potensialnya ± 2 voltH2SO4Gambar 5.20 Elemen sekunderJ. ENERGI DAN DAYA LISTRIK1. Energi Listrik (W)Energi listrik adalah kemampuan arus listrik untuk melakukan usaha.Besar energi listrik dapat dirumuskan:1. W = V . I . t W = energi listrik ⎯⎯→ (Joule)2. W = I2 . R . t3. W = V2 . t⁄R V = beda potensial ⎯⎯→ (Volt) I = kuat arus ⎯⎯→ (ampere) R = hambatan ⎯⎯→ (ohm) t = waktu ⎯⎯→ (sekon)2. Energi Kalor (Q)Dalam suatu penghantar energi listrik diubah menjadi energi kalor.Dengan demikian besar energi kalor dapat dirumuskan:Q = 0,24 V . I . t kalori1 Joule = 0,24 kalori152 Listrik Dinamis

3. Daya Listrik (P)Daya listrik adalah energi listrik tiap detik.1. P = W⁄t Satuan dari daya listrik (P) adalah joule/sekon atau watt.2. P = V . I Satuan yang lain: Kilo Watt (KW), Mega Watt (MW).3. P = I2 . R 1 KW = 1.000 W4. P = V2⁄R 1 MW = 1.000.000 WSatuan untuk energi listrik (W) selain joule adalah:watt sekon (Ws), watt jam (WH), kilo watt jam (KWH).1 Ws = 1 joule1 WH = 3.600 joule1 KWH = 1.000 WH1 KWH = 3.600.000 jouleContoh soal 5.91. Kuat arus listrik sebesar 0,5 A mengalir melalui penghantar yang berham- batan 20 ohm selama 5 menit. Berapakah daya listrik pada penghantar sela- ma itu? Penyelesaian: Diketahui: i = 0,5 A R = 20 ohm t = 5 menit = 300 detik Ditanya: P = ...? Jawab: P = i2 . R = 0,25 . 20 P = 5 watt2. Lampu listrik yang tertulis 25 W, 110 V dinyalakan selama 10 jam. Jika 1 KWh berharga Rp. 500,00, maka berapakah biaya yang harus dibayar sela- ma itu? Penyelesaian: Diketahui: P = 25 W V = 110 volt t = 10 jam 1 KWh = Rp. 500,00 Ditanya: Besar biaya = ...?Fisika SMA/MA Kelas X 153

Jawab:W =P.t = 25 . 10 = 250 WhW = 0,25 KWhJadi biayanya = 0,25 x Rp. 500,00 = Rp. 12.500,00Uji Pemahaman 5.5Kerjakan soal berikut!1. Sebuah lampu listrik tertulis 100 W, 220 V dihubungkan pada sumber tegangan listrik 110 V selama 10 jam. Jika 1 KWh berharga Rp 150,00, maka berapa biaya yang harus dibayar selama itu?2. Dua buah lampu listrik yang masing-masing berhambatan 15 Ω dan 10 Ω dirangkai paralel dan dihubungkan dengan aki yang ber-GGL 12 V dan berhambatan dalam 2 Ω. Hitunglah: a. daya yang muncul pada masing-masing lampu b. energi yang digunakan kedua lampu selama 10 menit. Rangkuman- Arus listrik adalah aliran muatan-muatan listrik.- Penyebab mengalirnya arus listrik karena adanya beda potensial listrik.- Alat ukur kuat arus listrik adalah amperemeter.- Alat ukur beda potensial listrik adalah voltmeter.- Kuat arus listrik: I = Q t- Hukum ohm: v ~ i atau v = i . R- Arus listrik dalam rangkaian tertutupi= E Vj = i . R R+r Epol = i . rE = Vj + Epol- Hambatan sepotong kawat penghantar: R = ρ l A154 Listrik Dinamis

- Rangkaian hambatana. seri : Rs = R1 + R2 + R3 + ...b. paralel: 1 = 1 + 1 + 1 + ... Rp R1 R2 R3- Gabungan sumber tegangan listrika. seri: i = nE R + nrb. paralel: i = E r + R n- Hukum II Kirchoff: ΣE + ΣiR = 0- Sumber tegangan listrik ada dua macam yaitu sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak-balik (AC)- Energi listrikW = v.i.t = i2.R.t = v2t R- Daya listrikP = W = v.i = i2.R = v2 tRKATA KUNCI - tegangan polarisasi - hambatan seri- arus listrik - hambatan paralel- kuat arus - energi listrik- beda potensial - energi kalor- amperemeter - daya listrik- voltmeter- hambatan penghantar- tegangan jepitFisika SMA/MA Kelas X 155

UJI KOMPETENSIA. Pilih satu jawaban yang paling benar!1. Arus listrik dapat mengalir Pernyataan yang benar adalah .... dalam suatu penghantar listrik jika terdapat .... a. (1), (3) d. (1), (2), (3) a. potensial listrik pada setiap ti- tik pada penghantar tersebut b. (2), (3) e. (3) b. elektron dalam penghantar tersebut c. (1), (2) c. beda potensial listrik pada ujung-ujung penghantar 4. Seutas kawat dengan panjang 8 tersebut d. muatan positif dalam peng- m, luas penampang 0,5 mm2 hantar tersebut e. muatan positif dan negatif serta memiliki hambatan jenis dalam penghantar tersebut 2,5.10-6 Ωm. Jika kawat dialiri2. Besar hambatan listrik suatu kawat penghantar tergantung arus listrik hingga ujung- pada: (1) panjang kawat ujungnya mempunyai beda (2) luas penampang kawat (3) jenis kawat potensial 8 volt, maka kuat arus (4) kuat arus listrik yang meng- alir pada kawat listrik yang mengalir melalui Pernyataan yang benar adalah .... penghantar tersebut adalah .... a. (1), (2), (3), (4) b. (1), (2), (3) a. 0,2 A d. 2 A c. (1), (3) d. (2), (4) b. 0,02 A e. 20 A e. (4) saja c. 0,002 A3. Semakin besar beda potensial ujung-ujung kawat penghantar 5. Nilai hambatan jenis dari suatu maka semakin: kawat penghantar tergantung: (1) besar muatan listrik yang (1) panjang kawat mengalir melalui penghantar (2) luas penampang kawat (2) besar kuat arus listrik yang (3) jenis kawat mengalir melalui penghantar (4) bentuk kawat (3) besar nilai hambatan jenis penghantar Pernyataan yang benar adalah .... a. (1), (2), (3) d. (3) saja b. (1), (3) e. (4) saja c. (2), (4) 6. Aki termasuk elemen sekunder sebab .... a. dapat digunakan setiap saat b. beda potensialnya sekitar 2 volt c. terjadi reaksi kimia pada larutan asam sulfatnya d. bila aliran listrik habis dapat dilakukan penyetruman lagi e. bila aliran listrik habis tidak dapat digunakan lagi156 Listrik Dinamis

7. Titik A dan B diberi beda poten- 10. Bola lampu 60 w, 120 v sial listrik tertentu. Pada saat titik A dan B dihubungkan de- dipasang pada beda potensial ngan penghantar yang berham- batan 15 ohm arus listrik yang 80 v, maka kuat arus yang mengalir 20 mA. melalui bola lampu sebesar .... a. 0,5 A d. 3 A b. 0,75 A e. 2 ADengan demikian jika titik A c. 0,33 Adan B dihubungkan dengan 11. Hambatan yangpenghantar yang berhambatan E R sangat besar10 ohm arus listrik yang meng- diukur denganalir .... Ry voltmeter, jika Ea. 15 mA d. 30 mA V = 12 volt dan Rvb. 20 mA e. 25 mA = 20 kΩ sertac. 10 mA voltmeter menunjukkan 2 volt,8. Tiga buah penghantar masing- maka hambatan itu bernilai ....masing berhambatan 6 ohm a. 10 kΩ d. 100 kΩdirangkai. Yang tidak mungkin b. 24 kΩ e. 440 kΩsebagai nilai penghambat peng- c. 40 kΩganti dari ketiga hambatan 12. Untuk rangkaian di bawah ini, energi yang timbul tiaptersebut adalah .... detiknya dalam tahanan 2 Ω adalah ....a. 10 ohm d. 9 ohm a. 18 watt b. 12 wattb. 2 ohm e. 12 ohm c. 9 watt d. 6 wattc. 4 ohm e. 2,88 watt9. Alat pemanas listrik A dengan 13. Pada elemen volta elektrolit tegangan listrik V dapat men- didihkan 1 liter air dalam yang dipakai adalah H2SO4 di waktu 10 menit. Alat listrik B dengan tegangan v dapat men- mana elektrolit ini selalu terurai didihkan 1 liter air dalam waktu 15 menit. Jika alat pe- menjadi ion 2H+ dan SO42-, ion manas listrik A dan B dirangkai paralel dan diberi tegangan 2H+ akan bergerak menuju .... listrik v digunakan untuk men- didihkan 1 liter air diperlukan a. elektroda waktu .... a. 25 menit Zn b. 6 menit c. 5 menit b. elektroda 2Ω 7Ω d. 150 menit e. 1,5 menit Cu c. elektroda E = 12V Pb r = 1Ω d. elektroda C e. elektroda PBO2Fisika SMA/MA Kelas X 157

14. 15. Beda potensial kutub-kutub baterai, selama baterai tidak E = 4V mengalirkan arus listrik disebut PQ ... baterai. a. tegangan jepitE = 1.5V b. GGL c. tegangan rugi G d. tegangan polarisasi e. selisih teganganJika di dalam rangkaian listrikini, jarum galvanometer tidakmenyimpang, maka teganganantara P dan Q adalah ....a. 5,5 V d. 1,5 Vb. 4 V e. 0,75 Vc. 2 VB. Kerjakan soal di bawah ini!1. Kuat arus listrik 100 mA mengalir melalui suatu kawat penghantar.Berapakah besar muatan listrik yang mengalir melalui penghantartersebut selama 20 menit?2. Sebuah baterai pada saat ditutup dengan hambatan luar 9 ohm me- ngalirkan arus 1,5 A, tetapi jika ditutup dengan hambatan luar 19 ohm mengalirkan arus 0,75 A. Hitunglah GGL dan hambatan dalam baterai tersebut!3. A 7Ω B 5Ω C Dari rangkaian di samping hitunglah:E = 20V 20Ω a. hambatan pengganti antara A dan F 15Ω b. kuat arus pada masing-masing hambatan!r1=1Ω 16Ω 4Ω 6ΩFE D4. Kompor listrik yang bertuliskan 500 W, 220 V digunakan untuk me- manaskan 300 gram air dari 20oC sampai 100oC. Jika kalor jenis air = 1 kal/gr oC, maka berapa lama waktu yang diperlukan?5. Sebuah alat ukur kuat arus listrik yang berhambatan 500 Ω hanya dapat dilalui arus 0,1 A. Agar alat tersebut dapat dilalui arus sebesar 0,6 A, berapakah besar hambatan yang harus dipasang paralel dengan alat tersebut?158 Listrik Dinamis

6 GELOMBANG ELEKTROMAGNETIKSetelah mempelajari materi \"Gelombang Elektromagnetik\" diharapkan Anda dapatmenyusun deret gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensi atau panjanggelombang serta mengindentifikasi penggunaan gelombang elektromagnetik dalamkehidupan sehari-hari. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIKSPEKTRUM GELOMBANG GELOMBAG ELEKTROMAGNETIK ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI LANDASAN DASAR - BIDANG KEDOKTERANHIPOTESIS GELOMBANG - BIDANG KOMUNIKASI - BIDANG INDUSTRI ELEKTROMAGNETIK PERCOBAAN HERTZKONSEP GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang bunyi, gelombang tali, gelombang permukaan air merupakangelombang mekanik, karena dalam perambatannya memerlukan zat peran-tara. Cahaya termasuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik, karenaperambatan cahaya dapat terjadi tanpa zat perantara. Bagaimana gelombang elektromagnetik terbentuk? Apa sajakah yang ter-masuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik? Perhatikan uraian di bawah ini.A. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Ada tiga aturan penting yang mendasari munculnya konsep gelombangelektromagnetik.1) Muatan listrik menghasilkan medan listrik di sekitarnya dengan kuat yang dilukiskan oleh hukum Coulomb.2) Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet di sekitarnya dengan kuat yang dilukiskan oleh hukum Biot-savart.3) Perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik dengan aturan seperti dilukiskan oleh hukum induksi Faraday. James Clark Maxwell (1831 – 1879) terdorong untuk melengkapi aturan-aturan tersebut di atas sebab ia yakin bahwa aturan-aturan alam ini mestinyasederhana dan rapi. (Sumber: Admin Adjis) Gambar 6.1 James Clark Maxwell Maxwell berpikir \"Kalau perubahan medan magnet menghasilkan medanlistrik, mengapa perubahan medan listrik tidak menghasilkan medan mag-net?\" Menurut aturan Faraday, perubahan medan magnet B menghasilkanmedan listrik E yang arahnya tegak lurus B dan besarnya bergantung pada lajuperubahan B terhadap waktu. Dengan aturan Faraday tersebut Maxwell meyakini perubahan medanlistrik E akan menghasilkan medan magnet B yang tegak lurus E dan besarnyabergantung pada laju perubahan E terhadap waktu.160 Gelombang Elektromagnetik

Keyakinan Maxwell ini dikemukakan pada tahun 1864 sebagai hipotesiskarena tidak mudah untuk ditunjukkan dengan percobaan. Sebagai gambaranuntuk membuktikan hipotesis Maxwell perhatikan uraian berikut. +- Gambar 6.2 Gambar 6.2 menyatakan dua bola isolator yang satu diberi muatan positifdan yang lain muatan negatif. Kedua bola diikatkan pada pegas. Jika keduabola digetarkan, maka jarak kedua muatan itu berubah-ubah terhadap waktu.Perubahan jarak kedua muatan menunjukkan perubahan medan listrik yangditimbulkan. Dengan perubahan medan listrik ini, Maxwell meyakini akan ter-jadi medan magnet. Medan magnet yang terjadi akan mengalami perubahanterhadap waktu. Kita tahu bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan medanlistrik. Perubahan-perubahan medan magnet dan medan listrik itu terjadisecara berkala dan berantai yang menjalar ke segala arah. Karena perubahanberkala yang menjalar lazimnya disebut dengan gelombang, maka gejala ter-sebut dapat dinamakan gelombang eletromagnetik. Penggambaran perambat-an gelombang elektomagnetik seperti tampak pada gambar 6.3 berikut. EBc E arah perambatan B Gambar 6.3 Rambatan gelombang elektromagnetik Dari gambar 6.3 terlihat besar medan listrik berubah-ubah (ditunjukkanoleh simpangan gelombang E) dan besar medan magnet juga berubah-ubah(ditunjukkan oleh simpangan gelombang B). Berapakah kecepatan merambat gelombang elektromagnetik?Fisika SMA/MA Kelas X 161

Maxwell ternyata tidak hanya meramalkan adanya gelombang elektro-magnetik, tetapi ia juga mampu menghitung kecepatan merambat gelombangelektomagnetik. Menurut perhitungan, kecepatan merambat (C) dari gelombang ini hanyabergantung pada dua besaran yaitu permitivitas listrik εo dan permeabilitasmagnet μo menurut hubungan:C= 1 εo = 8,85 x 10-12 C2/Nm2 εo . μo μo = 4π x 10-7 wb/Am Jika harga itu dimasukkan dalam persamaan di atas, diperoleh: C = 3 x 108 m/s Betapapun indahnya hipotesis Maxwell namun tetap tidak akan diterimasebelum ada eksperimen yang sanggup menguji kebenaran ramalan-ramalannya. Setelah beberapa tahun Maxwell meninggal dunia, Heinrich RudolfhHertz (1857 – 1894), seorang fisikawan Jerman, untuk pertama kali berhasilmelakukan eksperimen yang dapat menunjukkan gejala perambatan gelom-bang elektromagnetik. (Sumber: Admin Adjis) Gambar 6.4 Heinrich Rudolf Hertz Dalam percobaannya, sebagai penghasil gelombang digunakan alat yangserupa dengan induktor Ruhmkoff. Perhatikan gambar 6.5 di bawah ini. PQ AB Gambar 6.5 Perambatan gelombang elektromagnetik Jika P digetarkan, maka terjadi getaran pada rangkaian kawat Q yang nampaksebagai loncatan bunga api di A. Jika kawat B yang tidak bermuatandidekatkan dengan A ternyata di B terjadi juga loncatan bunga api. Ini menun-jukkan bahwa ada pemindahan energi (perambatan) elektromagnetik dari A ke B.162 Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah suatu bentuk energi, umumnyadihasilkan oleh elektron-elektron yang bergetaran. Gelombang elektromag-netik dipancarkan oleh benda alam, seperti matahari. Ada juga yang dapatdihasilkan oleh alat buatan manusia, misalnya gelombang radio. Yangmembedakan gelombang-gelombang elektromagnetik adalah panjang gelom-bangnya. Gelombang elektromagnetik ini memiliki spektrum yang amat lebardari λ = 108 m sampai λ = 10-17 m, perhatikan gambar 6.6 di bawah ini. 1025 10-15 sinar gamma frekuensi dalam cycle per detik1020 panjang gelombang dalam meter sinar X 10-10 1015 sinar ultraungu cahaya 10-5 gelombang 1010 infra merah radar dan televisi 100 105 gelombang radio 105 100 (Sumber: Admin Adjis) (a) (b) Gambar 6.6 Spektrum gelombang elektromagnetik Hubungan antara frekuensi (f) dan panjang gelombang (λ) dinyatakandengan: λ= C f C = cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara.Contoh soal 6.11. Sebuah pemancar radio bekerja pada frekuensi 5 MHz. Berapakah panjang gelombang radio yang terpancar dari pemancar radio tersebut? Penyelesaian : Diketahui: f = 5 MHz = 5.106 Hz Ditanya: λ = ...?Fisika SMA/MA Kelas X 163

Jawab:λ = c di mana C = 3 . 106 m/s fλ = 3 . 108 = 60 m 3 . 106Uji Pemahaman 6.1Kerjakansoal berikut!1. Sebutkan tiga aturan dasar yang melandasi pemikiran Maxwell sehingga ia mengemukakan hipotesis \"Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet\"?2. Mengapa nilai cepat rambat gelombang elektromagnetik di suatu medium selalu tetap?3. Pemancar radio bekerja pada gelombang 50 meter. Berapakah frekuensi dari pemancar radio tersebut?B. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPAN Dari gambar 6.6 (a), tampak adanya keterkaitan erat antara gelombangelektormagnetik dengan kehidupan sehari-hari. Perhatikan uraian di bawahini.1. Gelombang radio Gelombang radio mempunyai panjang gelombang antara 30 m sampai30.000 m. Gelombang radio meliputi: (LW = long wave), gelombang panjang (MW = medium wave), gelombang menengah (SW = short wave), gelombang pendek (VHF = very high frequency), gelombang frekuensi tinggi (UHF = ultra high frequency), gelombang frekuensi sangat tinggi Gelombang radio digunakan untuk mebawa isyarat bunyi dan isyaratgambar melalui jarak yang jauh. Gelombang radio dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer yang ada diatmosfer dan cara membawa isyarat bunyi tersebut dengan mengadakanperubahan amplitudo atau AM (amplitudo modulation).164 Gelombang Elektromagnetik

ionosfer BUMI Gambar 6.7 Pantulan gelombang radio oleh ionosfer + Gelombang bunyi Gelombang radio Gelombang AM Gambar 6.8 Proses amplitudo modulation Pada frekuensi yang lebih tinggi, sektira 108 hertz, gelombang elektromag-netik dapat menembus lapisan ionosfer. Sebagai alat komunikasi diperlukanjasa satelit untuk menangkap gelombang itu dan memancarkannya lagi ketempat-tepat yang lebih jauh. Misalnya, pada pesawat televisi dan pesawatradio FM menggunakan gelombang ini sebagia pembawa informasi dengancara mengadakan perubahaan frekuensi atau FM (frequency modulation).Gambar 6.9 Pancaran gelombang mikro digunakan untuk menyalurkan gambar televisi atau percakapan telepon ke pelbagai penjuru dunia melalui satelit komunikasi. + 165 Gelombang bunyi Gelombang radio Gelombang FM Gambar 6.10 Proses frequency modulationFisika SMA/MA Kelas X

2. Gelombang TV Gelombang TV mempunyai panjang gelombang sekitar 3 m. GelombangTV tidak dipantulkan oleh lapisan ionosfer, sehingga dalam membawa isyaratinformasi jarak jauh diperlukan satelit.3. Gelombang mikro Gelombang mikro adalah gelombang radio yang mempunyai panjanggelombang terpendek. Pancaran gelombang mikro yang diteruskan olehsatelit, digunakan untuk menyalurkan percakapan telepon atau gambar tele-visi ke pelbagai penjuru dunia. Dengan cara inilah kita di Indonesia dapatmenyaksikan langsung pertandingan-pertandingan olahraga di luar negeri. Gelombang mikro juga dapat menghasilkan panas. Hal ini dapat dilihatpada penggunaannya dalam oven gelombang mikro untuk memanaskanmakanan dengan cepat. (Sumber: Clip art) Gambar 6.11 Stasiun Bumi merupakan penyalur telekomunikasi Gelombang radar termasuk gelombang mikro yang dapat digunakanuntuk mendeteksi jarak. Bagaimana formula jarak yang terdeteksi oleh gelom-bang radar? Perhatikan uraian di bawah ini. Gambar 6.12 Pemancar radar166 Gelombang Elektromagnetik

Gelombang radar yang ditangkap oleh pesawat radar setelah dipantulkanoleh pesawat udara menempuh jarak 2s (bolak-balik). Jika cepat rambatgelombang radar di udara sama dengan c, maka 2s = c . t S= c.t 24. Sinar inframerah Sinar inframerah dipancarkan oleh semua benda yang panas. Sinarinframerah dapat menembus kabut dan awan. Dengan film khusus untuksinar inframerah, dapat dibuat potret dari benda yang tertutup oleh kabut. (Sumber: Admin Adjis)Gambar 6.13(a) Gambar 6.13(b)Potret inframerah yang diambil dari satelit Potret inframerah bagian dalam tubuh manusia5. Gelombang cahaya Jika suatu benda menjadi sangat panas, benda itu akan memancarkancahaya. Cahaya ini adalah satu-satunya gelombang elektromagentik yangdapat ditangkap oleh mata manusia.6. Sinar ultraviolet Sinar ultraviolet terdapat dalam sinar matahari. Sinar ini tak tampak olehmata tetapi dapat merusakkan retina mata. Bila kita terlalu lama kena sinarmatahari, kulit kita lebih gelap karena radiasi sinar ultraungu.Fisika SMA/MA Kelas X 167

7. Sinar X dan sinar gamma Sinar-X dan sinar gamma mempunyai panjang gelombang terpendek diantara semua gelombang elektromagnetik. Gelombang-gelombang ini mem-punyai daya tembus besar, baik melalui tubuh manusia maupun benda-bendapejal seperti timah hitam. Sinar-X digunakan untuk membuat foto rontgen. (Sumber: Admin Adjis) Gambar 6.14 Daya tembus sinar-X berguna untuk \"melihat\" bagian dalam benda tanpa perlu membukanya Tabel berikut memuat beberapa penggunaan khusus dari gelombangelektromagnetik dan beberapa sumber gelombang tersebut. Tampaklah bahwacahaya hanya merupakan bagian kecil dari spektrum elektromagnetik. Tabel Spektrum elektromagnetikGelombang Penggunaan Sumber (buatan manusia)Gelombang radio: radio pemancar radio LW MW radio stereo pemancar TV SW televisi VHF satelit komunikasi rangkaian elektronik, yang UHF radar di dalamnya elektron-elektron gelombang oven gelombang digetarkan mikro mikro pemanas listrik logam pijar (benda panas)Inframerah penerangan listrik benda pijar yang sangat panasCahaya tampak lampu ultraungu gas yang berpijarUltraungu foto rontgen tabung sinar-XSinar-X semacam foto bahan radioaktifSinar gamma rontgen dari benda-benda logam168 Gelombang Elektromagnetik

Contoh soal 6.21. Pesawat radar digunakan untuk mendeteksi pesawat udara yang melaluinya. Ternyata pesawat radar dapat menangkap gelombang radarnya setelah dipantulkan oleh pesawat udara dalam waktu 0,1 sekon. Berapakah jarak pesawat radar dan pesawat udara saat itu? Penyelesaian: Diketahui: Δt = 0,1 sekon Ditanya: S = ...? Jawab: S = C . Δt = 3 . 108 . 0,1 = 1, 5 . 107 m 22Uji Pemahaman 6.2Kerjakan soal berikut!1. Apakah yang dimaksud dengan frequency modulation?2. Mengapa Indonesia sangat membutuhkan satelit untuk memperlancar arus komunikasi?3. Pemancar radar sedang mendeteksi keberadaan pesawat udara yang berjarak 1500 m dari pesawat radar. Berapakah waktu yang diperlukan oleh pesawat radar untuk menangkap kembali gelombang radar sete- R a n g k u m a nlah dipantulkan oleh pesawat udara tersebut?- Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang terjadi karena adanya perubahan medan listrik menjadi medan magnet, perubahan medan magnet menjadi medan listrik secara berkala dan kontinu.- Dalam perambatan gelombang elektromagnetik arah medan listrik E dan medan magnet B tegak lurus arah rambatnya.- Cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara :c= 1 = 3 x 108 ms εo . μo- Percobaan Hertz dapat menunjukkan rambatan gelombang elektromag- netik- Panjang gelombang spektrum gelombang elektromagnetik terbentang antara λ = 108 m sampai 10-17 m.Fisika SMA/MA Kelas X 169

KATA KUNCI- gelombang elektromagnetik - permeabilitas magnet- cepat rambat gelombang elektro- - Maxwellmagnetik - Hertz- permitivitas listrik - spektrumUJI KOMPETENSIA. Pilih salah satu jawaban yang paling benar!1. Di bawah ini yang merupakan 3. Gelombang elektromagnetik kelompok gelombang elektro- yang dapat digunakan untuk magnetik dengan urutan mendeteksi jarak adalah .... frekuensi makin besar adalah a. radar .... b. gelombang radio a. gelombang radio, ultra- c. gelombang TV violet, dan inframerah d. inframerah b. sinar gamma, sinar-X, dan e. sinar-X ultraviolet c. sinar merah, sinar kuning, 4. Gelombang elektromagnetik sinar biru yang dapat digunakan untuk d. radar, gelombang TV, dan memotret bagian dalam tubuh gelombang radio manusia adalah .... e. sinar-X, inframerah, dan a. sinar-X gelombang radio b. inframerah c. cahaya tampak2. Gelombang elektromagnetik d. sinar-X dan cahaya tampak dengan panjang gelombang 6 x e. sinar-X dan inframerah 10-17 m di udara merambat de- ngan kecepatan 3 x 108 m/s. 5. Gelombang elektomagnetik Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dengan panjang gelombang 1,2 5000 Å merambat di udara. x 10-6 m di udara merambat Frekuensi gelombang tersebut dengan kecepatan .... adalah .... a. 1,5 x 108 m/s a. 6 x 1014 Hz b. 6 x 108 m/s b. 6 x 1015 Hz c. 9 x 108 m/s c. 1,5 x 1015 Hz d. 3 x 108 m/s d. 1,67 x 1015 Hz e. 3,6 x 108 m/s e. 1,67 x 1014 Hz170 Gelombang Elektromagnetik

6. Sebuah pemancar radio bekerja 9. Di bawah ini yang menggam- barkan gelombang AM adalahpada frekuensi 6 MHz. Panjang .... a.gelombang dari gelombang b.radio yang terpancar adalah .... c.a. 1,8 m d. 50 m d.b. 3,6 m e. 5000 m e.c. 20 m 10. Yang dapat merusak kulit kita7. Gelombang elektromagnetik jika terkena oleh gelombang yang dihasilkan oleh unsur elektromagnetik melalui proses radioaktif adalah ..... kimia adalah .... a. gelombang mikro a. sinar-X b. sinar-X b. inframerah c. laser c. sinar gamma d. radar d. cahaya tampak e. sinar gamma e. ultraviolet8. Pesawat radar sedang mende-teksi posisi sebuah pesawat ter-bang. 0,04 sekon setelah gelom-bang radar terpancar dandipantulkan pesawat terbang,gelombang radar dapatditangkap lagi oleh pesawatradar tersebut. Jarak pesawatradar dan pesawat udaraadalah ....a. 1200 m d. 1200 kmb. 6000 m e. 6000 kmc. 8000 mB. Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan benar! 1. Di antara ketiga aturan yang mendasari munculnya konsep gelombang elektromagnetik, aturan manakah yang paling kuat berpengaruh? Beri penjelasan! 2. Apakah yang terjadi jika kulit kita menyerap: a. pancaran ultraviolet b. pancaran ultraungu 3. Jenis pancaran sinar apakah yang: a. dihasilkan oleh benda yang panas, b. dapat ditangkap oleh mata, c. dapat merusak retina! 4. Sebutkan kelebihan dan kekurangan dari pemancar radio yang meng- gunakan sistem AM dan FM! 5. Bagaimanakah hubungan panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f) dalam perambatan gelombang elektromagnetik di udara? Buktikan!Fisika SMA/MA Kelas X 171

ULANGAN SEMESTER IIA. Pilihlah satu jawaban yang paling benar!1. Titik dekat seorang presbiopi 5. Seorang dapat melihat dengan adalah 50 cm. Apabila ia hen- dak membaca buku yang dile- jelas jika benda berada pada takkan pada jarak 25 cm maka ia memerlukan kacamata yang jarak 120 cm atau lebih. Agar berukuran .... a. -2 dioptri dapat mengamati benda pada b. 1⁄2 dioptri c. +1⁄2 dioptri jarak 20 cm dari mata, orang d. + 2 dioptri e. + 4 dioptri tersebut harus memakai kaca- mata dengan lensa berjarak titik api .... a. 24 cm d. -17,14 cm b. 17,14 cm e. 18,24 cm c. -24 cm2. Mata dapat melihat sebuah 6. Agar dapat melihat secara nor- benda apabila terbentuk ba- mal, seorang harus menggu- yangan .... nakan kacamata dengan lensa a. sejati, tegak di retina berkekuatan -0,125 dioptri. Hal b. sejati, terbalik di retina ini menunjukkan bahwa .... c. maya, tegak di retina a. jarak titik dekat mata orang d. maya, terbalik di retina tersebut 8 meter e. maya, tegak di lensa mata b. jarak titik dekat mata orang tersebut 12,5 meter3. Seorang menggunakan lensa c. jarak titik jauh mata orang tersebut 12,5 meterkacamata -2 dioptri ini berarti ti- d. jarak titik jauh mata orang tersebut 8 metertik dekat mata orang tersebut .... e. jarak titik dekat mata orang tersebut 20,5 metera. 25 cm d. 400 cmb. 200 cm e. 100 cmc. 50 cm4. Sebuah mikroskop mempunyai 7. Sebuah lup digunakan untuk panjang tubus 18 cm. Jarak titik api lensa objektif = 0,9 cm dan melihat benda kecil dengan jarak titik api lensa okuler = 5 cm. Untuk benda yang terletak berakomodasi maksimum oleh 1 cm dari lensa objektif diper- oleh perbesaran linier .... orang bermata normal dan a. 35 kali b. 60 kali dapat membentuk bayangan c. 45 kali d. 50 kali maya sampai 9 kali besar ben- e. 11,25 kali danya. Kekuatan lup tersebut adalah .... a. 5,45 D d. 32 D b. 3,125 D e. 36 D c. 9 D172 Ulangan Semester 2

8. Naiknya raksa atau alkohol d. suhu seluruhnya 0oC dan pada pipa kapiler suatu ter- semua air membeku mometer memperlihatkan bahwa .... e. suhu seluruhnya 0oC dan a. raksa atau alkohol mengala- sebagian es melebur mi pemuaian panjang b. pemuaian volum zat padat 12. Kapasitas kalor suatu benda 5 lebih cepat daripada zat cair J/K, artinya .... c. pemuaian zat cair lebih a. untuk menaikkan suhu besar daripada zat padat benda diperlukan kalor 5 d. hanya raksa dan alkohol joule yang mengalami pemuaian b. untuk menaikkan suhu volum benda 1 kelvin diperlukan e. raksa atau alkohol mem- kalor 5 joule punyai sifat Kapilaritas c. benda memiliki kalor 5 joule d. benda hanya mampu9. Tepat pada saat skala reamur menerima kalor 5 joule e. jika benda bersentuhandan Fahrenheit menunjukkan dengan benda lain akan memberikan kalor 5 joule.angka yang sama, skala Celciusmenunjukkan angka .... 13. Sebuah benda pada suhu 20oC panjangnya 1 meter. Jika koe-a. 25,6 d. 32 fisien muai panjangnya 5.10-4/oC maka panjang benda pada suhub. 24 e. 32,6 50oC adalah .... a. 101,5 cm d. 113,5 cmc. 25,6 b. 105,3 cm e. 115,8 cm c. 108 cm10. Batang kuningan pada suhu10oC mempunyai panjang 2 m.Batang kuningan dipanasi sam-pai 100oC. Jika a kuningan =10-5/oC maka pertambahan 14. Volum minyak pada suhu 26oC adalah 10 liter dan pada suhupanjangnya .... 46oC menjadi 10,18 liter. Maka koefisien muai ruang minyaka. 0,4 mm d. 2 mm .... a. 0,0009/oC d. 0,0028/oCb. 1,2 mm e. 2,4 mm b. 0,0018/oC e. 0,009/oC c. 0,18/oCc. 1,8 mm11. 100 gram dari -5oC dicampur 15. Sebuah lampu pijar 100 W; 220 dengan 200 gram air dari 30oC pada tekanan 1 atm. Kalor jenis V; menyala pada tegangan 220 es 0,5 kal/groC dan kalor lebur es 80 kal/gram. Jika hanya ter- V selama 10 jam. Energi listrik jadi pertukaran kalor antara air dan es maka pada akhir .... yang digunakan lampu tersebut a. suhu seluruhnya di atas 100oC adalah .... KWh. b. suhu seluruhnya di bawah 0oC c. suhu seluruhnya 0oC dan a. 1 d. 20 semua es lebur b. 2 e. 22 c. 10Fisika SMA/MA Kelas X 173

16. Tiga lampu dengan spesifikasi 20. Sebuah keluarga menyewa listrik PLN sebesar 500 wattmasing-masing 10 W/110 V, 20 dengan tegangan 110 volt. Jika untuk penerangan keluarga ituW/110 V dan 60 W/110 V, menggunakan lampu 100 watt, 220 volt, maka jumlah lampudirangkai paralel pada tegang- maksimum yang dapat dipasang ....an 110 V, maka jumlah daya a. 5 buah b. 10 buahlampu itu adalah .... c. 15 buah d. 20 buaha. 90 watt d. 10 watt e. 25 buahb. 60 watt e. 6 watt 21. Jika tegangan listrik di rumah mengalami penurunan 20%c. 20 watt dari tegangan semula maka daya listrik pada alat-alat listrik17. C di rumah mengalami ... dari R R R R = 10 Ω semula. C = 10 μC a. penurunan 36% r C E=5V b. kenaikan 36% E r = 10 Ω c. penurunan 64% d. kenaikan 64 % Maka nilai I adalah .... e. penurunan 80% a. 2⁄5A b. 4⁄5A 22. Pada reaksi pemakaian aki tim- c. 5⁄7A bul asam sulfat elektroda positif d. 3⁄8A (PbO2) dan elektroda negatif e. 0 (Pb) akan diubah menjadi .... a. PbSO418. Pada elemen volta, kutub posi- b. PbO2 tifnya terbuat dari keping .... c. PbSO2 a. seng d. Pb2+ b. timbal e. H2O c. karbon d. tembaga 23. Seberkas sinar X dengan pan- e. timbal dioksida jang gelombang 1.5Å mempu- nyai frekuensi....19. Rangkaian seperti pada gambar a. 1. R1= R2 = R4 = 2 Ω, R3 = 3 Ω. GGL b. 2 baterai E = 6 V dan hambatan c. 3 dalamnya 0,25. Arus pada R3 d. 4 adalah .... e. 5 R1 R3 E R4 R2a. 1,15 Ab. 0,96 Ac. 0,75 Ad. 0,65 Ae. 0,50 A174 Ulangan Semester 2

24. Urutan spektrum gelombang 25. Perhatikan pernyataan berikut! elektromagnetik yang benar 1) di udara kecepatannya cen- untuk variasi frekuensi besar ke derung sebesar 3 x 108 m/s frekuensi kecil adalah .... 2) dapat merambat di ruang a. cahaya biru, hijau, sinar hampa infra merah, gelombang 3) dapat mempengaruhi lem- radar peng film b. cahaya hijau, biru, sinar x, 4) merupakan gelombang lon- sinar gamma gitudinal c. sinar infra merah, sinar ultraviolet, cahaya hijau, Pernyataan yang merupakan biru sufat gelombang elektromag- d. gelombang radar, cahaya netik adalah ... hijau, biru, gelombang radio a. 1) dan 2) d. 2), 3), dan 4) e. sinar x, sinar gamma, b. 1), 2) dan 3) e. 3) dan 4) cahaya biru, hijau e. 1) dan 4)B. Jawablah soal-soal di bawah ini!1. Seorang bermata normal mengamati benda kecil menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum. Ternyata perbesaran sudut yang diperolehnya 4 kali. Berapakah kekuatan lensa lup tersebut?2. Sebuah kubus yang panjang rusuknya 10 cm dan mempunyai emisivi- tas = 0,8 dipanasi sampai bersuhu 500 K, berapa joule energi kalor yang terpancar dari keseluruhan bidang sisi kubus selama 10 menit?3. i3 Perhatikan percabangan rangkaian listrik di samping jika i2 = i3 ; i4 = 2i2 ; i2 i4 i5 = 4i3 dan i1 = 16 mA. Hitung nilai i2, i1 i5 i3, i4 dan i5!4. Tiga hambatan yang sama dirangkai seri dan dihubungkan dengan beda potensial tertentu, ternyata daya listrik yang timbul sebesar 10 watt. Jika ketiga hambatan itu kemudian dirangkai paralel dan dihubungkan dengan beda potensial yang sama maka berapa daya listrik yang timbul?5. Apakah manfaat sinar gamma di bidang kedokteran dan pertanian?Fisika SMA/MA Kelas X 175

GLOSARIUMA : kemampuan lensa mata untuk mencembung atau memipih : sifat keanehan dari air pada suhu 0oC sampai dengan 4oCAkomodasiAnomali airCCross product : hasil kali silang antara dua vektorD : pembelokan arah rambat cahaya : hasil kali titik antara dua vektorDeviasiDot productE : perbandingan daya sekunder dan daya primerEfisiensi trafo : zat yang diasumsikan sebagai medium perambatan gelom-Eter bang elektromagnetik di hampa udaraGGaya gerak listrik : beda potensial sumber listrik selama tidak mengalirkan arus listrikGaya sentripetal : gaya penggerak benda yang melakukan gerak melingkar yang arahnya menuju titik pusat lingkaranHHambatan jenis : konstanta hambatan suatu penghantarI : nilai kerapatan medium secara optikIndeks biasK : kalor yang tersimpan yang digunakan untuk merubah wujud zatKalor laten : satuan kalorKalori176 Glosarium

Koefisien pemuaian : suatu nilai konstanta dari setiap jenis zat yang memuaiKoordinat polar : koordinat untuk menyatakan posisi dari titik partikel yang melakukan gerak melingkarMMassa gravitasi : massa benda yang dapat dari hasil bagi gaya berat benda dan percepatan gravitasiMassa kelembaman : massa benda yang didapat dari perbandingan gaya yang bekerja pada benda dan percepatan yang timbul pada bendaMedan penglihatan : daerah pandang mataMedium : zat perantara rambatan gelombangN : yaitu skala yang terletak pada rahang sorong pada jangka sorongNonius : cara menyatakan angka-angka yang terlalu berdasar atauNotasi ilmiah terlalu kecil dalam bentuk a x 10n di mana -10 < a < 10 dan n = bilangan bulatPPerbesaran sudut : perbandingan antara sudut lihat dengan alat dan sudut lihat tanpa alatPercepatan sentripetal : percepatan pada gerak melingkar yang arahnya menuju pusat lingkaranPolarisasi : timbulnya gelembung gas pada kutub positif sumber listrikPunctum proksimum (pp) : jarak terdekat yang dapat terlihat jelas dengan mata berakomodasi maksimumPunctum rematum (pr) : jarak terjauh yang dapat terlihat jelas dengan mata tanpa berakomodasiR : satuan sudut datar : hasil jumlah dari beberapa vektorRadianResultan vektorFisika SMA Kelas XII 177

S : jarak titik dekat normalShortnormal (Sn) : sifat-sifat benda yang berubah karena dipanaskanSifat termometrikSkala putar : yaitu skala yang terletak pada selubung luar dari mikrometer sekrupTTegangan jepit : beda potensial sumber listrik selama mengalirkan arus listrikTegangan polarisasi : tegangan rugi sumber listrikTitik api : titik tempat berkumpulnya sinar-sinar sejajar setelah dikumpulkanTitik beku : suhu pada saat zat cair sedang membeku pada tekanan 1 atmTitik didih : suhu pada saat zat cair sedang mendidih pada tekanan 1 atmTubus : jarak antara lensa objektif dan lensa okuler 1 kalori = 4,18 joule 1 radian = 57,32o178 Glosarium

Indeks ckNsS D WAYVcakNLsg WA R d dh INDEKS RA film, 80 foto rontgen, 168akomodasi, 78, 81, 84, 85, 86 frekuensi, 41, 45, 50, 51Alternatif Current (AC), 150 Frequensi Modulation, 164amperemeter, 128, 129, 130, 131, 140, G 141Amplitudo Modulation, 164, 165 Gay-Lussac, 111angka penting, 8, 9, 10 gaya berat, 57, 58, 63appature, 80 gaya sentripetal, 42, 43, 44,asas black, 101 gaya, 14, 15, 16, 17,1 8, 19, 20, 21, 22, 24 gelombang elektromagnetik, 160, 161,B 162, 163, 164, 165, 168beda potensial, 128, 131, 133, 142, 147, gelombang mikro, 172, 173 151, 152 gerak melingkar, 38, 39, 40, 41, 42, 43,C 45, 46, 49 gerak rotasi, 30celcius, 94, 95, 96, gerak translasi, 32cross product, 22 GGL, 135, 136, 137, 147, 151, 152 gravitasi, 48, 63D Hdiafragma, 80dinamika partikel, 53 hipotesa Maxwell, 167, 170dioptri, 79, 89, 90 hukum Boyle, 111Direct Current (DC), 149 hukum I kirchoff, 141dot product, 22 hukum II kirchoff, 147 hukum I Newton, 52, 54,E hukum II Newton, 43, 47, 54, 56 hukum III Newton, 57emetrop, 74 hukum kelembaman, 54Ffahrenheit, 94Fisika SMA Kelas X 179

I Linduktor Ruhmkoff, 170 lambang dimensi, 14, 15iris, 74 lensa mata, 78ionosfer, lensa objektif, 82, 73, 84, 85, 86isobarik, 110, 123 lensa okuler, 82, 83, 84, 85, 86isokhorik, 110, 123 long wave, 164isolator, 101, 114, 116isotermis, 111 MJ medan magnet, 160, 161 medan listrik, 160, 161jangka sorong, 4, 5, 6, 7, 11 medium wave, 164 mikrometer sekrup, 7K mikroskop, 78, 82 miopi, 78kalor, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, mistar, 4, 5, 8, 11 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120 multiflier, 128 musschenbroek, 107kalor beku, 103kalor embun, 103 Okalor sublim, 103kalor uap, 111 optik, 78kalori, 98, 111kalorimeter, 111 Pkecepatan sudut, 42, 46, 54kelajuan linier, 41, 42, 43 paralel, 130, 142, 144, 147, 150kelvin, 94, 95 percepatan sentripetal, 42, 43, 49kereta dinamika, 33, 35 percobaan Hertz,kinematika partikel, 30 periode, 41, 42, 48, 50, 51komponen vektor, 20 permeabilitas magnet, 162konduksi, 114, 115, 117, 119, 120 permitivitas listrik, 162konduktor, 114, 120 poligon gaya, 15, 16konveksi, 114, 116, 117, 118, 119, 120, presbiopi, 79kornea, 78 pupil, 78kuat arus, 128, 131, 133, 135, 140, 141, R 146, 152 radar, 172, 173, 174, 176 radian, 39, 40, 42, 44180 Indeks

radiasi, 114, 119, 120 Treamur, 94, 97, 98, 99rel presisi, 34, 35 tegangan jepit, 135, 136resultan, 16, 17, 18, 19, 20, 21 termometer, 94, 95, 96, 101retina, 78 teropong, 78, 84, 85, 86 transformator, 128S trolly, 53, 54, 55seri, 120, 141, 146, 147 Ushort wave, 164shunt, 132 ultra high frekuency, 164shutter, 80sifat termometrik, 94 Vskala nonius, 6, 7speedometer, 32 vektor,1 5, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,spektrum, 159, 163, 168 24 very high frekuency, 164 voltmeter, 128, 129, 130, 131Fisika SMA Kelas X 181

DAFTAR PUSTAKAKURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI, KOMPETENSI DASAR MATA PELAJARAN FISIKA UNTUK SMA.ALONSO - Finn, 1992, Dasar-dasar Fisika Universitas Edisi kedua (terjemahan), Jakarta: Penerbit Erlangga.Alvin, H., 1998 ; 3000 Solved Problem in Physics, New York : McGraw–Hill Book Company.Bueche, F.J 1991, Teori dan Soal-soal Fisika (terjemahan). Jakarta: Penerbit Erlangga.Halliday-Resnick, 1984, Fisika Jilid 2 Edisi ketiga (terjemahan), Jakarta: Penerbit Erlangga.Sears, F.W-Zemarnsky, MW 1963, Fisika untuk Universitas (terjemahan), Bandung: Penerbit Bina Cipta.Surya, Y, 1996, Olimpiade Fisika, Edisi Pertama, Jakarta: Penerbit PT. Primatika Cipta Ilmu.Fishbane, P.M., Et all, 1993, Physics for Scientists and Engineers Extended Version, New Jersey: Prentice Hall, Inc.Hakim L. Malasan-Moh. Ma’mur Tanudidjaja, Jagad Raya, Pelengkap Buku IPBA untuk SMU kelas 1, 2, 3. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, 1999. –Serway, R.A. dn Faughn, R. A. dan Faughn, J. S., 1999, College Physics,USA: Harcourt Brace College Publishers.Moh Ma’mur Tanudidjaja, Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa untuk Sekolah Menengah Umum. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Standford, A. L. dan Tonner, J.M., 1985, Physics for Students of Science and Engineering, Orlando: Academic Press, Inc.Soendjojo Dridjo Soemarto, Drs. Mpd, dkk. Materi pokok Pendidikan IPA 2, Modul U. T. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Proyek penataran guru SD setara D2, Jakarta 1990 Wajong, P. Drs. dkk, Bumi dan Antariksa 2 untuk SMP, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, 1994.182 FISIKA SMA Kelas X

LAMPIRAN KUNCI JAWABANBAB 1 5. ar . r = a . b cos α bA. 40 = 80 cos α 31. C α = 60o3. D rr |a . b|= a . b sin α FR2 = F12 + F22 + 2F1F2 cos α 1200 = 3F2 = 10 . 8 . 1 F = 20 N 2 = 40 3 N25. A BAB 2 r . r a . b sin α A.|a b|= 1. B = 1 b . b sin 30o S = 5 x 36 = 180 m 4 sr = 0 = 0,125b27. CS . u = 3,5 m 3. B S . P = 0,20 mm + 5. C H.U = 3,70 mm9. B 1 S = . 4 . 20 = 40 mB. 2 a = 20 − 0 = 5 m s2 41. a. Karena perpindahan adalah perubah- 7. D 9. C an posisib. Tidak sama Syarat benda seimbang ΣF = 0c. Jarak, panjang lintasan yang ditempuh 11. B perpindahan, dan perubahan posisi a~α3. a. FRmaks = F1 + F2 = 35 N a ~ 1⁄m b. FRmin = F1 – F2 = 5 N 13. E c. FR = F12 + F12 + F1F2 cos α 15. C FR = 400 + 225 + 300 hA = hB FR = 30, 41 N VoAt A − 1 gt A 2 = VoBt B − 1 gt B2 F2 = FR 22sin β sin α 20(t B + 2) − 5(t B + 2)2 = 50t B − 5t B2 1, 5 = 30, 41 20 = t Bsin β sin 60o t B = 0, 4 sekonsin β = 0, 4272 B.sin β = 25, 29o 1. vPQ = vP – vQ 50 = VP – 70 VP = 120 m/sFisika SMA Kelas X 183

3. Gerakan dari A ke B b. h2 = vo2 − t2 + 1 gt 2 vt = vo + at1 BAB 3 2 2 40 = 0 + 2t1 t1 = 20 sekon h2 = 1000 − 500 SAB = vot1 + 1⁄2at12 = 400 m SBC = SAC – SAB = 200 m h2 = 500 m Gerakan dari B ke C SBC = V2 . t2 h = h1 + h2 = 1500 m 200 = 40 . t2 t2 = 5 sekon vt = 2gh = 30.000 t = t1 + t2 = 25 sekon vt = 173, 2 m/s5. A. mv 2 1. A Fs = R 3. B mv 2 11 1 N−W= += R s s' f 0, 02 . v2 111 0, 6 − 0, 2 = −= 0, 2 ∞ 50 f f = −50 cm v2 = 0, 08 = 4 0, 02 100 p = = −2D v = 2 m/s f 5. D fob < sob < 2fob 7. A sok < fok 9. B B.7. ΣF = m . a 1. 1 1 1 F1 + F2 cos α = m . a += 2 + 0,5 = 2a a = 1,25 m/s2 s s' f S = vot + 1 at 2 1 11 2 ±= 25 50 f f = 50 cm 100 p = = 2D f S = 0 + 1 . 1, 25 . 100 3. 100 100 2 f= = cm S = 62, 5 m p 20, 59. a. vt12 = vo2 + 2ah1 11 1 vt12 = 6400 + 3600 += vt1 = 100 m/s vt2 = vo2 – gt2 ⇒ vo2 = vt1 s s' f 0 = 100 = 10t2 1 1 20, 5 t2 = 10 sekon += s 5 100 1 0, 5 = s 100 s = 200 cm184 Kunci Jawaban

5. a. 100 100 9. C fob = pob = 25 = 4 cm H1 = H2 100 100 K1 ΔT1 = K2 ΔT2 fok = = = 10 cm L1 L2 pok 10 90 ± t t±0 lensa objektif 2K2 L = K2 L 111 180 − 2t = t += t = 60o C sob s' ob fob 11 1 B. += 6 s' ob 4 s' ob = 12 cm lensa okuler s' ok = −(50 − 5) = −45 cm 1. Δl = lo . α . Δt 111 Δl = 10 . 11 . 10-6 . 10 = 11 . 10-4 m += sok s' ok fok x = 1⁄2Δl = 5,5 . 10-4 m 1 11 −= x = 0,55 mm sok 4s 10 3. v1 = v2 s' ok = 8, 18 cm γ = s' ob x sn T1 T2 40 = v2 sob sok 12 40 γ= x = 9, 78 kali 293 313 v2 = 42, 73 cm3 6 8, 18 Δv = v2 - v1 = 2, 73 cm3b. d = s'ob + sok Δv 2, 73 = 0, 1365 cm d = 12 + 8,18 h= = d = 20,18 cm A 20BAB 4 5. v1 = v2A. T1 T2 0, 5 = v21. A3. A 300 3205. E v2 = 0, 53 liter7. E Δv = v2 - v1 = 0, 03 liter p1 = p2 BAB 5 T1 T2 p1 = 2p1 A. 293 T2 T2 = 586 K 1. C T2 = 313o C 3. C 5. D 7. D v1 = v2 i1 . R1 = i2 . R2 300 = 10 . i2 i2 = 30 mAFisika SMA Kelas X 185

9. B b. E 20 1= 1 + 1 i= = =1A t t1 t2 1= 1 + 1 = 5 R AF + r 19 + 1 t 10 15 30 vBE = i . R p2 = 8 volt t = 6 menit v BE 8 i3 = 16 = 16 = 0, 5 A11. D i4 = i − i3 = 0, 5 A vBD = i4 . R p1 = 5 volt v BD 5 i= v = 2 = 10−4 A i1 = R s1 = 20 = 0, 25 A Rv 2 . 104 E i2 = v BD = 5 = 0, 25 A R + Rv = i 20 20 12 5. i2 = i – i1 R + 20.000 = 10−4 R = 100.000 Ω = 100 kΩ i2 = 0,6 – 0,1 = 0,5 A13. B v1 = v215. B i1 . R1 = i2 . R2 0,1 . 500 = 0,5 . R2B. R2 = 100 Ω1. Q = i . t = 0,1 x 1200 = 120 C ΒΑΒ 63. 7Ω 5Ω Α. Ai B i1 C 1. C 3. A Ε= 20V i2 20Ω 5. A r= 1Ω 16Ω 15Ω i 4Ω i3 D f = c = 3 . 108 λ 5 . 10-7 F E i4 6Ω f = 6 . 1014 Hz a. Rs1 = 5 + 15 = 20 Ω 7. E 1 =1+1=2 9. C B. Rp1 20 20 20 Rp1 = 10 Ω 1. Aturan Faraday \"Perubahan medan magnet Rs2 = 10 + 6 = 16 Ω menimbulkan medan listrik\" 1 =1+1=2 Sebab menurut Maxwell \"Aturan alam seder- Rp2 16 16 16 hana dan teratur\" Rp2 = 8 Ω R AF = 7 + 8 + 4 = 19 Ω 3. a. inframerah b. cahaya tampak c. ultraungu 5. a. λ~1 b. f λ= c f186 Kunci Jawaban