modul_fisika_smk_10

8/18/2019 MODUL_FISIKA_SMK_10

1/66

MODUL

UNTUK SMK KELAS

10

DISUSUN OLEH: RUDY DJATMIKO, S.Si

NAMA SISWA : ...................................

KELAS : ...................................


2/66

Rudy Djatmiko, S.Si

i

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

10 ini dapat diselesaikan.

Modul Fisika SMK Kelas 10 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 10 ini disajikan dengan seringkas dan

sejelas mungkin. Hal ini dimaksudkan agar Siswa bisa lebih cepat menangkap

inti dari materi ajar yang sedang dipelajari.

Kritik dan saran sangat Penulis harapkan demi kesempurnaan modul ini.

Semoga modul ini dapat menghantarkan Siswa SMK menuju sukses.

Jakarta, 14 Juli 2011

Penyusun

Rudy Djatmiko, S.Si


3/66

Rudy Djatmiko, S.Si

ii

DAFTAR ISI

BAB. 1. BESARAN DAN PENGUKURAN

A. Besaran dan pengukuran

B. Pengukuran

C. Mengukur

BAB. 2. GERAK DAN GAYA

A. Gerak Lurus

B. Gaya

BAB. 3. USAHA DAN ENERGI

A. Usaha

B. Daya

C. Energi

BAB. 4. SIFAT MEKANIK BAHAN

A. Hukum Hooke

B. Elastisitas

BAB. 5. SUHU DAN KALOR

A. Suhu

B. Kalor


4/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 1

BAB 1BESARAN DAN PENGUKURAN

Standar Kompetensi:

• Mengukur besaran dan menerapkan satuannyaKompetensi Dasar:

• Menguasai konsep besaran dan satuannya

• Menggunakan alat ukur yang tepat untuk mengukur suatu besaran fisis

A. BESARAN DAN PENGUKURAN

1. Besaran Pokok

Besaran pokok yaitu besaran yang diperoleh melalui pengukuran

2. Besaran TurunanBesaran turunan adalah besaran yang diperoleh dengan cara menurunkan dari

besaran pokok

No. Besaran turunan Satuan1. Energi smkg / ⋅

2. Massa Jenis 3 / mkg

3. Kecepatan m/s4. Berat 2 / smkg ⋅

5. Luas 2m

No. Besaran Pokok Satuan1.2.3.4.5.6.7.

PanjangMassaWaktuArus listrikSuhuIntensitas cahayaJumlah zat

MeterKilogramSekonAmpereKelvinCandelaMol

No. Besaran Pokok Tambahan Satuan1.2.

Sudut bidangSudut ruang

Radiansteradian


5/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 2

3. Dimensi Besaran

Dimensi besaran dimanfaatkan untuk menentukan apakah suatu besaran dapatdijumlahkan atau tidak dengan suatu besaran yang lain.

4. Besaran Vektor

Besaran Skalar adalah besaran yang hanya menyatakan besarnya saja,sedangkan Besaran Vektor adalah besaran yang menyatakan besar dan juga arah.

Contoh Besaran Skalar Contoh Besaran VektorEnergiVolumeLajuLuasSuhuDan lain-lain

KecepatanPerpindahanGayaMomentumPercepatanDan lain-lain

5. Sistem Besaran

Sistem Satuan Panjang Massa Waktu GayaMks(besar)

m kg Sekon kg m / s2 MetrikDinamis

Cgs (kecil) cm gr Sekon gr cm / s2 Besar m smsb sekon kgMetrik

Statis Kecil cm smsk sekon grBritish feet slug sekon pound (lb)

smsb = satuan massa statis kecilsmsk = satuan massa statis besar

slug = satuan massa sistem british

Sistem InternasionalBesaran Satuan (dalam SI) Satuan BakuGaya newton (N) kg m / s2 Tekanan pascal (Pa) kg / m s2 Energi joule (J) kg m2 / s2 Frekuensi hertz (Hz) 1 / s atau s-1 Hambatan Listrik ohm (Ω) Kg m / A s3

No. Besaran Pokok Satuan Dimensi1. Panjang Meter [L]2. Massa Kilogram [M]

3 Waktu Sekon [T]4 Arus listrik Ampere [I]5. Suhu Kelvin [Ө]6 Intensitas cahaya Candela [J]7. Jumlah Zat Mol [N]


6/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 3

B. PENGUKURAN

1. Jenis-Jenis Alat Ukur

Beberapa jenis alat ukur yaitu seperti dituliskan dalam tabel berikut

Besaran Alat ukur

PanjangMeteran, mistar, jangka sorong,mikrometer skrup.

Massa Timbangan, neracaWaktu Jam, stopwatchKuat arus listrik AmperemeterSuhu TermometerTegangan listrik VoltmeterHambatan listrik OhmmeterVolume Gelas ukur

Gaya DinamometerMassa jenis zat cair HigrometerDan lain-lain Dan lain-lain

2. Pengukuran Panjang

a. Menggunakan Mistar

Mistar digunakan untuk mengukur besaran panjang dengan cara

membandingkan nilai ukuran suatu benda dengan nilai yang telah tertulis padaskala pada mistar

Gambar 1.1. Mistar

Nilai skala terkecil yang dimiliki oleh mistar adalah 1 mm dan skala utamanyaadalah 1 cm

b. Menggunakan Jangka Sorong

Gambar 1.2. Jangka Sorong


7/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 4

Pada jangka sorong terdapat skala utama dan skala nonius.Hasil pengukuran yang diperoleh dari jangka sorong yaitu:

nst (nilai skala terkecil) dari jangka sorong adalah : 0,1 mm

c. Menggunakan Mikrometer Skrup

Gambar 1.3. Mikrometer Skrup

Sama halnya dengan jangka sorong, pada mikrometer skrup juga terdapatskala utama dan skala nonius.nst (nilai skala terkecil) dari mikrometer skrup adalah : 0,01 mm

3. Pengukuran Massaa. neraca pegas

b. neraca Tuas1) neraca tiga lengan (ohaus)

Hasil Pengukuran = Skala Utama + (Skala Nonius yang Berhimpit x nst)


8/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 5

2) neraca dua lengan

4. Pengukuran Waktu

a. Jam1) Analog

2) Digital


9/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 6

b. Stopwatch1) Analog

2) Digital


10/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 7

C. MENGUKUR

1. Angka PentingYaitu semua angka yang digunakan untuk menyatakan hasil pengukuran, baikangka pasti maupun angka taksiran

a. Angka Pasti Dan Angka Taksiran

Hasil pengukurannya adalah 20,5 mm. Angka 20 merupakan angka pasti,angka 5 merupakan angka taksiran karena angka tersebut berdasarkanperkiraan dan hasil yang ditunjukkan oleh garis skala alat ukur..

b. Bilangan Eksak Dan Bilangan Tidak Eksak

• Bilangan eksak yaitu bilangan yang didapat dari hasil membilang,

misalnya 5 ekor, 20 buah, 3 bungkus, dan lain-lain.• Bilangan tidak eksak yaitu bilangan yang diperoleh melalui

pengukuran atau perhitunganc. Menyatakan Banyaknya Angka Penting

1) Semua angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: 256.54 (5angka penting)

2) Semua angka nol yang terletak di antara angka bukan nol adalahangka pasti. Contoh: 2006 (4 angka penting)

3) Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angkapenting, kecuali jika ada penjelasan khusus misalnya berupa garisdibawah angka terakhir dianggap angka penting. Contoh: 800 (3

angka penting), 350 (2 angka penting)4) Semua angka nol yang digunakan untuk menentukan letak desimal

bukan angka penting. Contoh: 0,002 (1 angka penting)d. Berhitung Dengan Angka Penting

1) Penjumlahan angka penting2) Perkalian angka penting

2. Kesalahan Dalam Pengukurana. Kesalahan kalibrasi

Yaitu kesalahan dalam pengukuran yang disebabkan karenapembagian skala alat ukur yang tidak tepat. Hal ini dapat terjadi akibatkeadaan alat ukut itu sendiri yang sudah tidak baik akibat pengaruh usia,suhu, kelembaban, atau hal lainnya.

b. Kesalahan titik nolYaitu kesalahan dalam pengukuran yang disebabkan karena alat ukur

saat tidak dipakai tidak menunjuk ke titik nol. Kesalahan init dapat dihindaridengan mengubah penunjukan skala ukur sebelum digunakan ke titik nol

c. kesalahan mutlak alat ukuryaitu kesalahan dalam pengukuran akibat penggunaan alat ukur

dengan tingkat ketelitian yang tidak sesuai. Tingkat ketelitian jangka sorongadalah 0.1 mm, jika mengukur panjang suatu benda dalam kisaran 0.01 mmmenggunakan jangka sorong maka pengukuran tersebut mengalami

kesalahan mutlak dari alat ukur.


11/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 8

d. Kesalahan Paralaksyaitu kesalahan dalam pengukuran akibat pandangan (penglihatan) si

pengukur tidak pada posisi yang tepate. Kesalahan Kosinus Dan Sinus

yaitu kesalahan dalam pengukuran akitat penempatan alat ukur yangtidak tepat. Posisi tersebut membentuk sudut tertentu dari posisiseharusnya.

f. kesalahan akibat benda yang diukuryaitu kesalahan dalam pengukuran yang terjadi akibat benda yang

diukur mengalami perubahan bentukg. kesalahan fatique pada pegas

yaitu kesalahan dalam pengukuran akibat keadaan pegas dalam alatukur mengalami fatique (melunak atau melembek)

3. Pengolahan Data Hasil PengukuranSecara lengkap, data hasil pengukuran dituliskan dalam bentuk :

Dengan x sebagai data hasil perhitungan dan ∆x adalah nilai ketelitiannyaa. Data tunggal

Data tunggal yaitu data yang diperoleh dari satu kali pengukuran.Nilai x hasil pengukuran tersebut merupakan nilai yang dihasilkan dari

pengukuran, sedangkan nilai ∆x adalah ×2

1nilai skala terkecil alat ukur

yang digunakan.b. Data berulang

Data berulang yaitu data yang diperoleh dari hasil pengukuran yangdilakukan secara berulang-ulang. Nilai x dari hasil pengukuran tersebutmerupakan nilai rata-rata, sedangkan nilai ∆x dihitung dengan rumus:

( )1

122

−

−⋅=∆

∑∑ N

x x N

N x

No X X2 1234

N = 4 Σx Σx2

N = banyaknya data pengukuranΣx = jumlah seluruh nilai hasil pengukuranΣx2 = jumlah seluruh nilai hasil pengukuran setelah dikuadratkan

( x ±∆

x )


12/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 9

SOAL-SOAL LATIHAN

Kerjakan Soal Berikut Dengan Memilih Jawaban yang paling benar!

1. Energi suatu benda yang dalam system SI dinyatakan dalam Joule, satuannyadalam satuan besaran pokok adalah :a. Kg m² / s²b. Kg m / s²c. Kg / m s²d. Kg s / m²e. m² / s² kg

2. Besaran-besarn berikut yang bukan merupakan besaran turunan adalah :a. momentumb. kecepatanc. gayad. massa

e. volume

3. Besaran yang dimensinya [M] [L] ¹ [T] ² adalah …a. gayab. tekananc. energid. momentume. percepatan

4. Dalam system SI, satuan kalor adalah….a. kalori

b. Joulec. Wattd. derajat Kelvine. derajat celcius

5. Rumus dimensi momentum adalah…a. [M] [L] [T] ²b. [M] [L]-1 [T]-1 c. [M] [L] [T]-1 d. [M] [L] ² [T] ²e. [M] [L] ¹ [T] ²

6. Sebuah kubus mempunyai sisi 16,5cm. Volume kubus tersebut adalah…a. 4492,125 cm³b. 4492,12 cm³c. 4492,13 cm³d. 4,49 x 103 cm³e. 4,5 x 103 cm3


13/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 10

7. Hasil pengukuran panjang dan lebarsuatu pelat adalah 11,25 m dan 4,6 m.Menurut aturan angka penting luaslantai adalah…a. 51,75 m²b. 51,8 m²c. 51,7 m²

d. 52,0 m²e. 52 m²

8. Besaran-besaran berikut ini yang bukan besaran pokok adalah …a. Panjangb. Massac. Waktud. Suhue. Muatan listrik

9. Kelompok besaran berikut yang semuanya termasuk besaran turunan adalah …a. usaha, massa jenis, suhub. daya, gaya, intensitas cahayac. luas, panjang, volumed. usaha, daya, gayae. kuat arus, suhu, waktu

10. Pak Gandi membeli 5 meter talitambang seharga Rp15.000,-. Yangmenyatakan satuan dalam kalimattersebut adalah …

a. 15.000b. Rpc. 5d. metere. tali

11. besarnya nilai skala terkecilmikrometer sekrup adalah . . .a. 0,01 cmb. 0,01 mmc. 0,1 cm

d. 0,1 mme. 0,1 dm

12. hasil pengukuran mikrometer berikutadalah ...

a. 3.95 mmb. 3.45 mm


14/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 11

c. 3.50 mmd. 2.95 mme. 2.45 mm

13. Pada pengukuran plat logam diperolehhasil panjang 1.5 m dan lebar 1.25 m.Luas plat menurut satuan angka

penting adalah …a. 1.8750 m2 b. 1.875 m2 c. 1.88 m2 d. 1.9 m2 e. 2 m2

14. Besaran pokok panjang dapatditurunkan menjadi …a. volume dan dayab. luas dan volumec. volume dan kuat arus listrikd. luas dan tegangane. massa jenis dan volume

15. Nilai 5 x 10-9 g dapat dituliskan ...a. 5 mgb. 5 µgc. 5 ngd. 5 pge. 5 Mg

16. Besaran pokok dengan satuan yang benar menurut Sistem Internasional (SI) padatabel berikut adalah …No. Besaran Satuan1. Suhu detik2. Massa kilogram3. Waktu kelvin4. Panjang meter

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

d. 2 dan 4e. 3 dan 4

17. nilai besaran panjang berikut, yangpaling kecil adalah ...a. 0,1 mmb. 1 nmc. 60 µmd. 0,9 dme. 0,001 m


15/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 12

18. Alat dapat yang digunakan untukmengukur volume batu adalah …a. jangka sorongb. mistar ukurc. gelas ukurd. gelas pancurane. jangka sorong

19. Perhatikan gambar di bawah ini!

Panjang kertas adalah …a. 8,9 cmb. 9,3 cmc. 9,1 cmd. 9,4 cme. 9,9 cm

20. Perhatikan gambar berikut.

Volume batu sebesar …a. 20 cm3 b. 40 cm3

c. 30 cm

3

d. 50 cm3 e. 140 cm3

21. Perhatikan gambar di bawah ini!

Bila neraca dalam keadaansetimbang, maka besar massa batu Badalah ...a. 24,00 kgb. 20,004 kgc. 20,04 kgd. 20,0004 kge. 60 kg


16/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 13

22. Hasil pengukuran jangka sorong yangdi tunjukkan pada skala berikut adalah...

a. 62,0 mmb. 62,1 mmc. 63,0 mmd. 63, 3 mme. 63, 5 mm

23. Diantara kelompok besaran berikut,yang termasuk kelompok besaranpokok dalam system Internasional

adalah ….a. Panjang, luas, waktu, jumlah zatb. Kuat arus, intersitas cahaya, suhu,

waktuc. Volume, suhu, massa, kuat arusd. Kuat arus, panjang, massa,

tekanane. Intensitas cahaya, kecepatan,

percepatan, waktu24. Kelompok besaran di bawah ini yang

merupakan kelompok besaran turunan

adalah …a. Panjang lebar dan luasb. Kecepatan, percepatan dan gayac. Kuat arus, suhu dan usahad. Massa, waktu, dan percepatane. Intensitas cahaya, banyaknya mol

dan volume25. Dimensi [M] [L]-1 [T]-2 menyatakan

dimensi : …..a. Gayab. Energi

c. Dayad. Tekanane. Momentum


17/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 1 - 14

Kerjakan soal berikut dengan benar!

26. Rumus dimensi daya (satuan: kg m2 / s3) adalah …

27. 2 mm + 4000 µm = . . . . . . m

28. tuliskan hasil pengukuranmikrometer sekrup berikut lengkapdengan ketelitiannya!

29. Dari hasil pengukuran panjang, lebardan tinggi suatu balok adalah 5,70cm, 2,45 cm dan 1,62 cm. Volumebalok dari hasil pengukuran tersebutmenurut aturan angka pentingadalah ……. Cm3

30. Dari hasil pengukuran panjangbatang baja dan besi masing-masing1,257 m dan 4,12 m, Jika keduabatang disambung, makaberdasarkan aturan penulisan angka

penting, panjangnya adalah ….. m


18/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 1

BAB 2GERAK DAN GAYA

Standar Kompetensi:• Menerapkan Hukum Gerak dan GayaKompetensi Dasar: Menguasai konsep gerak dan gaya Menguasai hukum Newton Menghitung gerak lurus Menghitung gerak melingkar Menghitung gaya gesek

A. GERAK LURUS1. Jarak dan Perpindahan

Jarak: Panjang lintasan yang ditempuhPerpindahan: jarak dari posisi awal ke posisi akhir.

2. Laju dan KecepatanLaju adalah besarnya jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Laju termasukbesaran skalar. Besarnya laju:

waktu

jarak Laju =

Laju sesaat adalah laju gerak dalam rentang waktu yang sangat kecil. Secarametematis, besarnya:

dt dx LajuSesaat =

Laju rata-rata adalah laju gerak rata-rata. Secara matematis, besarnya:

...

...

321

321

+++

+++==−

t t t

x x x

waktu Jumlah

jarak Jumlahrata LajuRata

Kecepatan adalah besarnya perpindahan tiap satuan waktu. Kecepatan memilikibesar dan juga arah. Kecepatan termasuk besaran vektor.

waktu

n perpindahaKecepa =tan

Nilai yang terbaca pada speedometer adalah laju.

3. Gerak Lurus Beraturan (GLB)GLB yaitu gerak dengan kecepatan tetap. Berlaku:

t v x ⋅= t

xv =

v

xt =

x = jarak yang ditempuh (m)v = kecepatan (m/s)t = waktu (s)


19/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 2

Dalam kehidupan sehari-hari, GLB ditemui pada:o Tangga jalan (excalator)o Mesin pabriko Kendaraan saat bergerak dengan stabil

4. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)GLBB yaitu gerak dengan percepatan tetap, dimana percepatan adalahperubahan kecepatan tiap satuan waktu, secara matematis:

a = percepatan (m/s2)

Hubungan jarak, kecepatan, percepatan, dan waktu dalam GLBB yaitu:

2

2

1at t v x

o += at vv += 0 axvv o 222 +=

x = jarak (m)t = waktu (s)v0 = kecepatan mula-mula (m/s)v = kecepatan (m/s)

a = percepatan (m/s2

)

v

t

Grafik v – t pada GLB

x

t

x0

Grafik x – t pada GLB

12

12

t t

vvaatau

t

va

−

−=

∆

∆=

a

t

Grafik a – t pada GLB

v

t

v0

Grafik v – t pada GLB


20/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 3

Terdapat dua jenis GLBB. Yaitu GLBB dipercepat dan GLBB diperlambat.o GLBB dipercepat nilai dari percepatannya positif (a)o GLBB diperlambat nilai percepatannya negatif (-a).

Dalam kehidupan sehari-hari, GLBB ditemui pada:

o Kendaraan saat mulai bergerak or saat akan berhentio Benda yang jatuh dari ketinggiano Benda yang dilemparkan vertikal ke atas

B. GAYAGaya adalah sesuatu dorongan, tarikan, atau perlakuan yang dapat menyebabkan

keadaan suatu benda menjadi berubah. Perubahan keadaan tersebut meliputio Perubahan bentuk, misalnya karet jika ditarik bentuknya memanjang.o Perubahan gerakan, misalnya motor yang melaju jika direm geraknya menjadi

lambato Perubahan posisi, misalnya meja jika didorong dapat berpindah tempato dan lain-lain.

1. Hukum NewtonHukum Newton I : “suatu benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan

kecepatan tetap jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut samadengan nol”

0=∑F Hukum Newton II: “percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang

bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan

resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”

m

F a ∑= atau ∑ ⋅= amF

Hukum Newton III: “untuk setiap aksi, timbul reaksi yang sama besar tetapiberlawanan arah”

reaksiaksi −=

2. Gaya GesekGaya gesek merupakan gaya yang bekerja berlawanan arah dengan gaya yang

diberikan.

Besarnya gaya gesek(f) paling besar yaitu sama dengan besarnya gaya (F) yangdiberikan.Jika benda bergerak saat mengalami gesekan, maka gaya geseknya dinamakangaya gesek kinetis(Fk).

N F k k ⋅= µ

Jika benda diam, maka gaya gesek yang terjadi dinamakan gaya gesek statis(Fs). N F

ss ⋅= µ

F

f


21/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 4

°=°

=

°==

3,572

3601,

36021

π rad jadi

rad Putaran

N adalah gaya normal, yaitu besarnya gaya yang bekerja tegak lurus terhadaparah gaya gesek. Pada bidang yang horizontal, besarnya gaya normal samadengan gaya berat benda.

Fk = gaya gesek kinetis (N)Fs = gaya gesek statis (N)N = gaya normal (N)µk = koefisien gesek kinetisµs = koefisien gesek statis

Gaya gesek ada yang merugikan dan ada pula yang menguntungkan.Contoh gaya gesek yang merugikan:

o Gesekan pada mesin menyebabkan mesin menjadi cepat panaso Gesekan kinetis yang terjadi pada ban kendaraan menyebabkan ban

kendaraan menjadi aus

Contoh gaya gesek yang menguntungkan:o Gaya gesek pada rem kendaraan, untuk mengurangi dan menghentikan laju

kendaraano Gaya gesek statis pada ban kendaraan dengan permukaan jalan,

kendaraan menjadi tidak slip saat melaju dijalan.

C. GERAK MELINGKARDalam gerak melingkar dikenal Gerak Melingkar Beraturan (GMB) dan GerakMelingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Jika dianalogikan dengan gerak lurus, dapat dituliskanDalam gerak lurus Dalam gerak melingkar Hubungan

x (posisi) θ (sudut) x = θ rv (kecepatan) ω (kecepatan sudut) v = ω ra (percepatan) α (percepatan sudut) a = α r

1. Gerak Melingkar Beraturan (GMB)GMB yaitu gerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap, berlaku

t ∆

∆= θ

ω

2. Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)GMBB yaitu gerak melingkar berubah beraturan dengan percepatan sudut tetap

2

02

1t t α ω θ += t ⋅+= α ω ω 0 θ α ω ω ⋅+= 2

2

0

2

θ = sudut (rad)ω = kecepatan sudut (rad/s)

α = percepatan sudut (rad/s2)


22/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 5

SOAL-SOAL LATIHAN


1. Jarak lurus dari posisi awal ke posisi akhir dinamakan . . .

a. jarakb. lajuc. perpindahand. kecepatane. kecepatan rata-rata

2. Yang dimaksud dengan laju adalah . . . .a. besarnya jarak yang ditempuh tiap satuan waktub. besarnya perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktuc. jarak luus dari posisi awal ke posisi akhird. panjang lintasan yang dilalui oleh gerak suatu bendae. jumlah jarak per jumlah waktu

3. Kecepatan sesaat merupakan kecepatan gerak dalam rentang waktu yang sangatkecil. Secara matematis ditulis . . .

a.t

x

∆

∆

b.waktu

jarak

c.waktu

n perpindaha

d.t

x

e.dt

dx

4. Adi berjalan menuju rumah budi dariposisi A ke posisi C melewati B denganarah gerak seperti gambar berikut.

Jika jarak AB 120 m dan jarak BC 160m, Berapa perpindahannya?

a. 100 mb. 120 mc. 160 md. 200 me. 280 m

A B

C


23/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 6

5. Dedi mengendarai motor dengankecepatan 20 m/s. Setelah 10 skecepatannya menjadi 60 m/s.Percepatannya adalah . . . .

a. 4 m/s2

b. 5 m/s2

c. 6 m/s2 d. 7 m/s2 e. 8 m/s2

6. Sebuah mobil melaju dengan kecepatan150 km/jam. Berapa lama waktu yangdibutuhkan mobil tersebut untukmenempuh jarak 250 km?

a.3

5 jam

b.3

4 jam

c.2

5 jam

d.5

3 jam

e. 2 jam

7. Ali pergi ke sekolah dengan berjalankaki sejauh 600 meter selama 3 menit.Kemudian naik kendaraan umummenempuh jarak 2.4 km selama 15menit. Lalu berjalan kaki sejauh 300meter selama 2 menit. Berapakecepatan rata-rata ali pergi kesekolah?

a.11

4 m/s

b.4

11 m/s

c.4

10 m/s

d.3

11 m/s

e.6

11 m/s


24/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 7

8. Heri berlari dengan kecepatan 5 m/s.Kemudian selama 4 detik dipercepatdengan percepatan 2 m/s2. Menjadiberapakah kecepatan Heri?

a. 9 m/s

b. 10 m/sc. 11 m/sd. 12 m/se. 13 m/s

9. Sebuah batu dilemparkan vertikal kebawah dengan kecepatan awal 2m/s.jika percepatan grafitasi 10 m/s, jarak yang ditempuh oleh batu setelah 5detik adalah . . .

a. 90 m

b. 100 mc. 125 md. 127 me. 135 m

10. Sebuah vas bunga tejatuh dari atassuatu bangunan bertingkat. Jikaketinggian vas bunga tersebut daripermukaan tanah adalah 20 m danpercepatan gravitasi 10 m/s2, berapakecepatan jatuh vas bunga saatmenyentuh permukaan tanah?

a. 10 m/sb. 20 m/sc. 25 m/sd. 30 m/se. 33 m/s

11. Yang termasuk peristiwa gerak lurus beraturan adalah . . .a. gerak tangga jalan (eskalator)b. gerak mobil saat akan berhenti

c. gerak motor saat mulai berjaland. gerak benda yang dijatuhkane. gerak benda yang dilemparkan ke atas

12. Yang termasuk peristiwa gerak lurus berubah beraturan adalah . . .a. gerak mobil yang sedang melaju dengan stabilb. gerak tangga jalan (eskalator)c. gerak produk minuman saat dalam proses di mesin produksid. gerak kereta api saat melaju dengan kecepatan tetape. gerak mobil yang tiba-tiba direm


25/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 8

13. Grafik gerak lurus beraturan yang benar adalah . . .

14. Sebuah motor balap melaju di sirkuityang berbentuk melingkar dengankecepatan 120 m/s. Jika jari-jari lintasangeraknya adalah 20 m, besar kecepatansudutnya adalah . . .

a. 2 rad/sb. 4 rad/sc. 6 rad/s

d. 8 rad/se. 10 rad/s

15. Suatu mobil permukaan bannyamemiliki koefisien gesek statis 5. Jikamassa mobil tersebut 1000 kg, berapagaya gesek yang dialami mobil terhadap jalan? (g = 10 m/s)

a. 10.000 Nb. 20.000 Nc. 30.000 N

d. 40.000 Ne. 50.000 N

v

t

a

a

t

b

x

t

c

a

t

d

v

t

e


26/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 9

16. Sebuah mobil bergerak dengankecepatan 36 km/jam. Dalam satuan SI,besarnya kecepatan mobil tersebutadalah . . . .

a. 60 m/s

b.6

1 m/s

c. 1 m/sd. 20 m/se. 10 m/s

17. Sebuah sepeda yang bergerak lurus,anggap jalanan tersebut adalah sumbu –x dengan perpindahannya dinyatakandalam persamaan x = 2t2 + 5t – 1. xdalam meter dan t dalam sekon.Kecepatan rata-rata sepeda padaselang waktu t=1 dan t=2 adalah ….m/s.

a. 10b. 11c. 12d. 13

18. Berapakah 72 km/jam jika dinyatakandalam m/s?

a. 20b. 7200c. 8000d. 10

19. Sebuah lori bergerak lurus beraturandan menempuh jarak 100cm dalamwaktu 2 sekon. Berapakah waktu yangdibutuhkan lori jika lori menempuh jarak25 cm?

a. 0,5 s

b. 1sc. 1,5sd. 2,5s

20. Dua mobil bergerak pada lintasan lurusdengan arah saling berlawanan. Mobil Abergerak dengan kelajuan 60 km/jamdan lima menit kemudian mobil Bbergerak dengan kecepatan 80km/jam.Jika jarak antar keduanya 12 km, kapanmobil A berpapasan dengan B?

a. mobil A bergerak 8 menit, mobilB bergerak 3 menit


27/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 10

b. mobil A bergerak 3 menit, mobilB bergerak 8 menit

c. mobil A bergerak 2 menit, mobilB bergerak 9 menit

d. mobil A bergerak 9 menit, mobil

B bergerak 2 menit

21. Kecepatan mobil bertambah dari 5m/smenjadi 14 m/s dalam selang waktu 4,5s. berapa percepatannya?

a. 1 m/sb. 2m/sc. 3m/sd. 4m/s

22. Sebuah bola menggelinding kebawah

pada suatu bidang miring denganpercepatan tetap 3,4 m/s2. jikakecepatan bola sebelum menggelindingadalah 3 m/s. berapa kecepatan bolasetelah 5 sekon?

a. 10 m/sb. 20m/sc. 30m/sd. 40m/s

23. Sebuah mobil bergerak dari keadaandiam mendapat percepatan tetap 6m/s2. berapa jarak yang ditempuh mobilsetelah 7 sekon?

a. 147mb. 152 mc. 155 md. 148 m

24. Sebuah pesawat terbang harus memilikikecepatan 60 m/s untuk tinggal landas.

Jika panjang lintasan adalah 720 m,berapakah percepatan yang harusdimiliki pesawat terbang tersebut?

a. 3,5 m/s2 b. 2,5 m/s2 c. 2,4 m/s2 d. 3,6 m/s2

25. Sebuah mobil bergerak pada lintasanlurus dengan kecepatan 60 km/jam.Karena ada rintangan, sopir menginjak

pedal rem sehingga mobil mendapatkanperlambatan 8 m/s2. berapa jarak yang


28/66


29/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 12

30. Berpakah waktu yang dibutuhkansebuah alat pengering mesin cuci yangberputar pada kecepatan anguler tetap900 rpm pada 600 kali putaran?

a. 4 s

b. 5sc. 6 sd. 7 s

31. Berapakah kecepatan linier dari sebuahkatrol yang berputar pada 300 rpm?

a. 1,4 π m/s

b. 1,5 π m/s

c. 1,6 π m/s

d. 1,7 π m/s

32. Seorang pembalap mengendaraimotonya mengitari suatu lintasanlingkaran dengan diameter 30 m.berapa percepatan motor menuju pusatlingkaran jika kelajuan motor 30 m/s?

a. 50 m/sb. 60 m/sc. 70 m/sd. 80 m/s

33. Sebuah uang logam diletakkan padapiringan hitam yang sedang berputarpada 33 rpm. Berapakah percepatanuang logam itu ketika diletakkan 5 cmdari pusat piringan hitam?

a. 0,3 m/s2 b. 0,4 m/s2 c. 0,5 m/s2 d. 0,6 m/s2

34. Seorang anak berlari dilapangan

sebanyak 8 kali dalam waktu 40 sekon,berapakah periode anak tesebut?

a. 5 sb. 6 sc. 7 sd. 8 s

35. Sebuah benda bermassa 100 gbergerak melingkar beraturan dengankelajuan 3 m/s. jika jari-jari lingkaran 40cm, hitunglah gaya sentripetal yang

dialami oleh benda tersebut.a. 2,25 N


30/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 13

b. 3 Nc. 3,5 Nd. 2 N

36. Sebuah cakram berputar dengan

percepatan anguler konstan 2 rad/s. jikacakram mulai dari keadaan diam,berapakah putaran yang dihasilkandalam 8 sekon?

a. 31/ π put

b. 32/ π put

c. 33/ π put

d. 34/ π put

37. Dalam waktu 16 s kecepatan angulerroda berkurang secara beraturan dari 12rad/s menjadi 4 rad/s. tentukanlahpercepatan anguler roda.

a. 0,5 rad/s2 b. 0,6 rad/s2 c. 0,7 rad/s2 d. 0,8 rad/s2

38. Mobil Yusman dengan jari-jari roda 30cm mula mula dalam keadaan diam.Dalam waktu 10 s ban mobil berputar

pada 8 putaran setiap sekon. Hitung jumlah putarannya.a. 3b. 4c. 5d. 6

39. Seekor semut berada pada sebuahpiringan yang berotasi dengankecepatan anguler 6 rad/s. pada awalpengamatan posisinya berada pada 2,5

radian. Tentukan posisi sudut semutsetelah bergerak 4 s.

a. 24 radianb. 25 radianc. 26 radiand. 27 radian

40. Sebuah dadu diikat dan diputarmelingkar dengan percepatan sudut 2,5rad/s2. setelah bergerak selama 8 s,dadu berhenti bergerak. Tentukanlah

kecepatan awal dadu tersebut.a. 20 rad/s


31/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 14

b. 21 rad/sc. 22 rad/sd. 23 rad/s

41. Sekotak coklat seberat 10 kg berada

diatas meja. Seorang anak menekankotak kebawah dengan gaya 40 N.Tentukan gaya normal yang bekerjapada benda.

a. 98 Nb. 89 Nc. 90 Nd. 80 N

42. Sebuah gaya 10 N bekerja pada bolayang massanya 2 kg. tentukan

percepatan yang timbul oleh gaya padabola tersebut.

a. 4 m/s2 b. 5 m/s2 c. 6 m/s2 d. 7 m/s2

43. Diatas sebuah meja yang datardiletakkan balok kayu bermassa 1 kg.mula-mula balok bergerak dengankecepatan 4 m/s. sebuah gaya yangbesarnya tetap dan searah dengan arahgerak benda bekerja pada baloktersebut. Setelah menempuh jarak 3 mkecepatan balok menjadi 10m/s.tentukan besar gaya yang bekerja.

a. 14 Nb. 15 Nc. 16 Nd. 17 N

44. Sebuah bola karet dengan massa 100gr diputar membentuk sebuah lingkaranhorizontal dengan jari-jari lintasan 1 m.bola tersebut dapat menempuh satuputaran dalam waktu 2 s. tentukanlahpercepatan sentripetal yang dialami

bola.(π2=10)a. 10 m/s2 b. 20 m/s2 c. 30 m/s2 d. 40 m/s2


32/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 15

45. Seutas tali panjangnya 1 meter mampumenahan gaya maksimm 20 N. sebuahcincin bermassa 50 gr diikat dengan talitersebut kemudian diputar diatassebuah lantai licin. Tentukanlah

kecepatan maksimum yangdiperkenankan agar tali tidak putus.

a. 10 m/sb. 20 m/sc. 30 m/sd. 40 m/s

46. Sebuah balok kayu bermassa 2 kg(g=10m/s2) ditempatkan diatas meja.Tentukan besarnya gaya normal yangdialami balok jika ditekan vertical

dengan gaya 20 N.a. 10 Nb. 20 Nc. 30 Nd. 40 N

47. Sebatang bambu yang massanya 4 kgmeluncur tanpa kecepatan awalsepanjang bidang miring yang licin.Sedut kemiringan terhadap bidanghorizontal 37o. jikapercepatan gravitasibumi 10 m/s2 tentukanlah gaya normalyang bekerja!

a. 31 Nb. 32 Nc. 33 Nd. 34 N

48. Sebuah balok kayu massanya 10 kgditempatkan pada sebuah bidang datar.Jika pada balok bekerja sebuah gaya F

= 40 N membentuk sudut 60

o

terhadapbidang alas, tentukanlah percepatanyang dialami oleh balok untuk bidangkasar dengan gaya gesekan 10 N.

a. 1 m/s2 b. 2m/s2 c. 3m/s2 d. 4 m/s2

49. Sebuah kotak yang massanya 10 kgmula-mula diam kemudian bergerak

turun pada bidang miring yang membuatsudut 30o terhadap arah horizontal


33/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 16

tanpa gesekan dan menempuh jarak 10m sebelum sampai ke bidang datar.Kecepatan kotak pada akhir biangmiring jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2 adalah….

a. 4,43 m/sb. 44,3 m/sc. 26,3 m/sd. 9,9 m/s

50. Dua balok m1 = 1kg dan m2=2kg beradapada bidang datar licin dan kedua balokdihubungkan dengan seutas tali. Balok2 ditarik dengan gaya horizontal F= 12N sehingga kedua balok dapatbergerak. Tentukanlah percepatan

system.a. 1 m/s2 b. 2 m/s2 c. 3 m/s2 d. 4 m/s2


34/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 17

SOAL-SOAL LATIHANKerjakan Soal Berikut Dengan Benar!

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan.a. Jarakb. Perpindahan

c. Lajud. Kecepatane. Percepatanf. Kecepatan sesaat

2. Tuliskan dan jelaskan isi daria. hukum Newton 1b. hukum Newton 2

3. Sebuah sepeda roda depannya (A)berjari-jari 0.25 m dan roda depannya

(B) berjari–jari 0.5. jika sepedahtersebut melaju dengan kecepatan 10m/s. Maka

a. kecepatan sudut roda Ab. kecepatan sudut roda Bc. jika roda A berputar 400 kali,

maka roda B berputar sebanyak .. .

4. Sebutkan masing-masing 3 contohperistiwa Gerak Lurus Beraturan Dan

Gerak Lurus Berubah Beraturan!

5. Sebuah kereta api melaju dengankecepatan tetap 80 km/jam. a) Berapalama kereta api itu bergerak untukmenempuh jarak 100 km? b)Berapa jarak yang ditempuh oleh kereta api itusetelah melaju selama 20 menit?

6. Sebuah kotak ditarik dengan gaya 100N. Jika kotak tersebut mengalami gayagesek yang besarnya 60 N danbergerak dengan pecepatan 2 m/s2,berapa besar massa kotak tersebut?

7. Suatu mobil melaju dengan kecepatan150 m/s. Direm dengan gaya F selama10 s dan kecepatannya menjadi 50 m/s.Jika massa mobil tersebut 800 kg,berapa besar gaya F ?


35/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 2 - 18

8. Sebut 4 contoh peristiwa gaya gesekdalam kehidupan sehari-hari! Tuliskanpula apakah peristiwa tersebutmerugikan atau menguntungkan!


36/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 1

Ep = energi potensial (joule)

m = massa benda (kg)

g = percepatan grafitasi

(m/s2)

h = ketinggian benda

Ek = energi kinetic (joule)

v = kecepatan gerak benda

BAB 3USAHA DAN ENERGI

Standar Kompetensi:1. Menerapkan konsep usaha, daya dan energi Kompetensi Dasar:2. Menguasai Konsep Usaha, Daya Dan Energi3. Menguasai Hukum Kekekalan Energi4. Menghitung Usaha, Daya Dan Energi

A. USAHAUsaha atau kerja (work ) adalah suatu proses perubahan energi

sF W ⋅=

B. DAYADaya atau tenaga (power) adalah usaha yang dilakukan atau energi yang berubahtiap satuan waktu.

t

W p =

Atau

t

sF p

⋅=

C. ENERGIEnergi adalah kemampuan untuk melakukan usaha

1. Energi PotensialEnergi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu objek akibat keadaannyaatau kedudukannya

2. Energi KinetikEnergi kinetik adalah energi yang dimiliki suatubenda karena geraknya.

3. Energi MekanikEnergi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik

W = Usaha (joule)

F = gaya (Newton)s = perpindahan (m)

P = Daya (watt)

t = waktu (sekon)

hgm Ep ⋅⋅=

2

2

1vm Ek ⋅⋅=


37/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 2

Ek Ep Em +=

Hukum Kekekalan Energi MekanikBesarnya energi mekanik yang dimiliki oleh suatu benda selalu sama. Atau dapatdituliskan:

m = masa benda (kg)g = percepatan grafitasi (kg m / s2)h1 = ketinggian benda 1 (m)v1 = kecepatan gerak benda 1 (m/s)h2 = ketinggian benda 2 (m)v2 = kecepatan gerak benda 2 (m/s)

4. Hubungan Energi Dengan UsahaUsaha merupakan perubahan besar suatu bentuk energi.

a. Usaha Adalah Perubahan Energi Potensial

b. Usaha Adalah Perubahan Energi Kinetik

Ep∆ = perubahan energi potensial (joule)

Ek ∆ = perubahan energi kinetik (joule)

1 Ek = energi kinetik awal (joule)

2 Ek = energi kinetik akhir (joule)

1 Ep = energi potensial awal (joule)

2 Ep = energi potensial akhir (joule)

2

2

1vmhgm Em ⋅+⋅⋅=

21 Em Em =

2

22

2

112

1

2

1vmhgmvmhgm ⋅+⋅⋅=⋅+⋅⋅

( )212

22

1vvmW −⋅⋅=

EpW ∆=

12 Ep EpW −=

( )12 hhgmW −⋅⋅=

Ek W ∆=

12 Ek Ek W −=


38/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 3

SOAL – SOAL LATIHAN


1. Sebuah tanki penampung air terletakpada ketinggian 8 m. Jika massa tanki

beserta isinya 1200 kg, besarnya energipotensial tanki tersebut adalah . . . (g =10 m/s2)

a. 24 jouleb. 48 joulec. 96000 jouled. 98000 joulee. 112000 joule

2. Rahmat mengendarai sepeda motordengan kecepatan 40 m/s. Jika massa

tubuh Rahmat dengan motornya 250 kg,besarnya energi kinetik yang dihasilkanadalah . . .


3. Daya yang dikerahkan oleh sebuahbenda yang melakukan usaha sebesar

1000 joule selama 4 detik adalah . . .a. 400 wattb. 250 wattc. 1004 wattd. 2008 watte. 4000 watt

4. Seorang atlet angkat besi mengangkatbeban yang massanya 120 kg setinggi 2m di atas permukaan tanah. Jika bebandipertahankan pada ketinggian tersebutselama 8 detik, besar daya yangdikerahkan oleh atlet tersebut adalah . .. (g = 10 m/s2)

a. 300 wattb. 2400 wattc. 3000 wattd. 12000 watte. 19200 watt

5. Sebuah kotak ditarik dengan arah

tarikan seperti gambar berikut.


39/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 4

60

F =30 N

6 m besar usaha yang dilakukan untukmenarik kotak adalah . . . joule

a. 15 jouleb. 30 joule

c. 30 3 joule

d. 90 joule

e. 90 3 joule

6. Suatu buah kelapa berada di ataspohon yang tingginya 12 m daripermukaan tanah. Jika massa kelapa

tersebut 0.2 kg dan percepatan grafitasi10 m/s2, besarnya energi potensial yangdimiliki kelapa tersebut adalah . . .


7. Mobil yang massanya 1000 kg, jikabergerak dengan kecepatan 5 m/s akanmemiliki energi kinetik sebesar .. ...


8. Sebuah batu dijatuhkan ke air dariketinggian 8 m di atas permukaan air.Jika massa batu tersebut 0.3 kg dan

percepatan grafitasi 10 m/s2

, besarkecepatan gerak batu saat menyentuhpermukaan air adalah . . .

a. 4 m/s

b. 4 10 m/s

c. 10 m/sd. 20 m/se. 24 m/s

9. Sepeda massanya 40 kg melaju dengankecepatan 4 m/s. Agar kecepatannya

bertambah menjadi 10 m/s, diperlukanusaha sebesar . . . .

a. 160 joule


40/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 5

b. 240 joulec. 400 jouled. 720 joulee. 1600 joule

10. Sebuah motor harus mengerahkan gaya

sebesar 5000 N untuk berpindah sejauh10 m selama 5 s. Besarnya daya yangdimiliki motor tersebut adalah ...

a. 50000 wattb. 10000 wattc. 25000 wattd. 2500 watte. 100 watt

11. Seekor katak massanya 50 grammelompat ke arah vertikal dengan

kecepatan 2 m/s. Ketinggian maksimumyang akan dicapai katak tersebut adalah. . . (g = 10 m/s)

a. 0.1 mb. 0.2 mc. 0.3 md. 0.4 me. 0.5 m

12. Perhatikan gambar berikut.

Sebuah kotak massanya 10 kg didorongdengan gaya F yang besarnya 15 Nhingga kotak tersebut berpindah sejauhX. Jika X bernilai 5 m dan kotak terletakpada lantai yang licin, maka besarnyausaha yang dilakukan untuk mendorongkotak tersebut adalah . . .


13. Andi dan budi mendorong sebuah kotakdengan arah berlawanan seperti padagambar. Jika andi mendorong dengan

gaya 12 N, budi mendorong dengangaya 9 N, massa kotak 40 kg, danpermukaan lantai licin, besar usaha


41/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 6

yang terjadi setelah kotak berpindahsejauh 6 m adalah . . .


14. Sebuah benda massanya 100 grammeluncur pada lintasan menanjak

seperti pada gambar hingga berhenti

pada ketinggian H. Jika benda tersebuttidak mengalami gesekan, ketinggian Hadalah . . . . (g = 10 m/s2)

a. 1.00 m

b. 1.25 mc. 1.50 md. 1.75 me. 2.00 m

15. Seorang petugas PLN massa tubuhnya60 kg berada pada ketinggian 2 m disuatu tiang listrik. Jika orang tersebutnaik ke ketinggian 5 m, besar usahayang harus dilakukan adalah . . . (g = 10m/s2)


16. Diding mengendarai motornya dengankecepatan 60 m/s, untuk menambahkecepatannya menjadi 80 m/s,diperlukan usaha sebesar . . . .(massa

Diding dan motornya 200 kg)a. 120000 jouleb. 160000 joulec. 180000 joule


42/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 7

d. 260000 joulee. 280000 joule

17. Sebuah benda massanya 1 kgtergantung pada suatu tali sepanjang 1m seperti pada gambar.

Jika benda tersebut didorong dalamarah mendatar hingga bergerak dengankecepatan mula-mula 6 m/s, makabenda tersebut akan berayun hinggamencapai ketinggian . . .a. 1.2 mb. 1.8 mc. 2.0 md. 2.4 me. 3.2 m

18. Sebuah benda bergerak pada bidanglicin menanjak seperti pada gambar.Agar benda dapat mencapai ketinggian20 m, besarnya kecepatan V haruslahpaling kecil sebesar . . . (g = 10 m/s2)

a. 5 m/sb. 18 m/s

c. 218 m/sd. 20 m/se. 22 m/s


43/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 3 - 8

Kerjakan soal berikut dengan benar!

1. Sebuah kotak ditarik dengan gaya 100N. Jika kotak tersebut mengalami gayagesek yang besarnya 60 N danbergerak dengan pecepatan 2 m/s2,

berapa besar massa kotak tersebut?

2. sebuah bandul di dorong hinggamencapai ketinggiah h kemudiandilepaskan hingga bergerak dengankecepatan v seperti pada gambarberikut.

h

Jika besar h adalah 1 m, massa bandul1.5 kg, dan percepatan grafitasi 10 m/s2 berapa besar kecepatan v ?


44/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 1

BAB 4

SIFAT MEKANIK BAHAN

Standar Kompetensi:

• Menginterpretasikan sifat mekanik bahan Kompetensi Dasar:

• Menguasai Konsep Elastisitas Bahan

• Menguasai Hukum Hooke

• Menentukan Kekuatan Bahan

A. HUKUM HOOKE1. Gaya Pegas

Menurut Hooke, besarnya pertambahan panjang (∆x) sebuah pegas sebanding dengan

besarnya gaya yang bekerja pada pegas itu (F).

k

F x =∆

xk F ∆⋅−=

2. Konstanta PegasTiap pegas memiliki koefisien elastisitas pegas (konstanta pegas) yang berbeda-beda.

Besarnya konstanta pegas tersebut dipengaruhi oleh jenis bahan pegas.

x

F k

∆=

3. Susunan Pegasa. Susunan Seri

x∆ = perubahan panjang (m)F = gaya (N)

K = konstanta pegas (N/m)

Tanda (-) menyatakan arah gaya

k1

k2

k3

...3

1

2

1

1

11+++=

k k k kp

k1 = konstanta pegas 1 (N/m)



kp = konstanta pegas pengganti

atau konstanta pegas

gabungan (N/m)


45/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 2

b. Susunan Paralel

4. Energi Potensial PegasBesarnya Energi Potensial pegas dapat ditentukan dengan persamaan:

atau

Ep : Energi Potensial Pegas (Joule)

F : Gaya Pegas (N)k : konstanta pegas (N/m)

∆x : simpangan pegas (m)

B. ELASTISITASElastisitas adalah kemampuan benda untuk dapat kembali ke bentuk semula ketika gaya yang

bekerja padanya dihilangkan

1. Stress (tegangan)Stress yaitu besarnya gaya tarik atau gaya dorong yang diberikan tiap satuan luas

penampang benda.

A

F Stress =

2. Strain (regangan)Strain adalah perbandingan antara perubahan panjang dengan panjang semula

0 x

xStrain

∆=

3. Modulus Young (modulus elastisitas)Modulus Young adalah perbandingan antara Stress dan Strain

Strain

Stress MY =

Atau

A x

xF MY

⋅∆

⋅= 0

xF Ep ∆⋅=2

1 2

2

1 xk Ep ∆⋅⋅=

k1 k2 k3 ...321 +++= k k k Kp

F = gaya (N)

X0 = panjang benda semula (m)

x∆ = Perubahan panjang (m)A = luas penampang (m

2)


46/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 3

SOAL-SOAL LATIHAN

Kerjakan Soal Berikut Dan Pilih Jawaban yang paling benar!

1. Modulus elastisitas atau modulus Young adalah ukuran kekuatan suatu bahan, yang besarnyamerupakan . . . .

A. perbandingan antara tegangan dengan reganganB. perbandingan anrara regangan dengan teganganC. perbandingan antara perubahan panjang bahan dengan panjang benda sebelum

diberi perlakuan

D. perbandingan antara gaya dengan luas penampang bahanE. perbandingan antara luas penampang bahan dengan gaya

2. Tegangan suatu bahan adalah 3 ×106 Pa. Jika regangannya2 × 10

-2, besar modulus elastisitas bahan tersebut adalah . .

.

A. 15 × 107 Pa

B. 14 × 107 PaC. 13 × 107 PaD. 12 × 107 PaE. 16 × 107 Pa

3. Suatu benda luas penampangnya 2 cm2, panjangnya 4 mdan modulus elastisitasnya 6 × 10

11 N/m

2. Jika ditarik

dengan gaya 100 N hitunglah pertambahan panjang benda

tersebut!

A. 4.0 × 10-6 mB. 3.0 × 10-5 mC. 2.5 × 10-5 mD. 2.0 × 10-4 mE. 2.5 × 10-4 m

4. Sebuah benda panjangnya 2 m. Setelah ditarik dengan gaya10 N panjangnya bertambah menjadi 2.02 m. Besar

konstanta pegas benda tersebut adalah . . .

A. 500 N/mB. 50 N/mC. 5 N/mD. 0.5 N/mE. 0.05 N/m

5. Suatu karet ditarik dengan gaya 40 N. Jika konstanta pegaskaret 2000 N/m, berapa pertambahan panjang karet?

A. 1 × 10-2 mB. 2 × 10-2 mC. 3 × 10-2 mD. 4 × 10-2 mE. 5 × 10-2 m

6. Sebuah pegas ditarik hingga panjangnya bertambah sebesar8 cm. Jika konstanta pegasnya 2400 N/m hitung besarnyaenergi potensial pegas!

A. 2.68 joule


47/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 4

B. 3.28 jouleC. 4.00 jouleD. 7.68 jouleE. 8.00 joule

7. Energi potensial pegas karet yang meregang 2 cm adalah

600 joule. Besar konstanta pegas karet tersebut adalah . . . .A. 3 × 106 N/mB. 4 × 106 N/mC. 8 × 106 N/mD. 2 × 107 N/mE. 4 × 107 N/m

8. Suatu benda lentur memiliki konstanta pegas 600 N/m. Jikaditarik dengan gaya 30 N berapakah pertambahan panjang

benda tersebut?

A. 0.01 m

B. 0.02 mC. 0.05 mD. 25 mE. 520 m

9. Konstanta pegas suatu benda adalah 25.000 N/m. Jikaditarik dengan gaya F hingga panjangnya bertambah

sebesar 2 cm, berapa besar energi potensial benda tersebut?

A. 1 jouleB. 2 jouleC. 3 joule

D. 4 jouleE. 5 joule

10. Suatu pegas menahan beban hingga energi potensialnya 48 joule. Jika beban pada pegas tersebut ditambahkan hingga

energi potensialnya menjadi 136 joule, berapa besar usaha

yang dialami pegas?

A. 37 jouleB. 102 jouleC. 184 jouleD. 88 jouleE. 65 joule

11. Sebuah benda konstanta pegasnya 2000 N/m, ditarikhingga panjangnya bertambah 1 cm. Jika gaya tarik

tersebut diperkuat hingga pertambahan panjang pegas

menjadi 3 cm, besarnya usaha yang diterima oleh benda

adalah . . . .

A. 0.32 jouleB. 0.35 jouleC. 0.80 joule

D. 1.08 jouleE. 1.40 joule


48/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 5

12. Suatu pegas meregang hingga energi potensialnya 200 joule. Jika pegas tersebut kemudian ditarik hingga energi

potensialnya 320 joule, besarnya usaha yang dikerahkan

untuk menarik pegas tersebut adalah . . . .

A. 215 jouleB. 120 joule

C. 340 jouleD. 540 jouleE. 72000 joule

13. .

Jika nilai Ka = Kb = Kc = 3000 N/m, besar konstanta

gabungan pegas di atas adalah . . . .

a. 2000 N/mb. 4000 N/mc. 6000 N/md. 8000 N/me. 1000 N/m

14. Besarnya gaya pegas bernilai negatif yang artinya . . . .A. nilainya kecilB. nilainya besarC. gayanya sangat lemahD. arahnya ke bawahE. arahnya berlawanan dengan arah gerak

15. Modulus elastisitas suatu bahan adalah 3 × 1012 N/m2. jikategangan yang dialami bahan tersebut 15 × 10

5 N/m

2.

besarnya regangan yang dialami bahan adalah . . . .

A. 5 × 10-7 B. 6 × 10-7 C. 7 × 10-7 D. 8 × 10-7 E. 18 × 10-7

16. Sebuah motor dilengkapi dengan 4 buah pegas. Jika motortersebut dibebani muatan sebesar 180 N, ke empat pegas

tersebut berubah panjangnya sebesar 9 cm. Besar konstanta

pegas masing-masing pegas tersebut adalah . . . .

A. 250 N/mB. 300 N/mC. 400 N/mD. 500 N/m

Ka Kb

Kc


49/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 6

4 ∆l (cm)

F (N)52

E. 1000 N/m

17. Sekantung buah digantung pada suatu benda pegas,ternyata benda pegas tersebut bertambah panjang sebesar 3

cm. Jika besar konstanta pegas benda tersebut 2000 N/m,

berat sekarung beras tersebut adalah . . . .

A. 10 NB. 50 NC. 60 ND. 70 NE. 100 N

18. Perhatikan tabel data gaya pada pegas dan perubahanpanjangnya berikut

pegas yang memiliki konstanta pegas paling kecil adalah . .

.

a. Pb. Qc. Rd. Se. Ke empat pegas tersebut memiliki konstanta

yang sama besar.

19. “Jika menerima gaya dari luar, maka bentuk benda tersebutdapat berubah, tapi jika gaya yang bekerja pada benda

tersebut hilang maka bentuk benda akan kembali seperti

semula”. Sifat benda tersebut dinamakan . . .

a. Uletb. Lenturc. Rapuhd. Fleksibele. Lunak

20.

Grafik di atas merupakan data hasil pengukuran gaya

dan perubahan panjang suatu pegas. Besar konstanta

pegas tersebut adalah . . .a. 1150 N/mb. 1200 N/mc. 1300 N/m

Pegas F (N) ∆l (cm)

P 10 0.05

Q 15 0.03

R 12 0.01S 20 0.04


50/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 7

d. 1450 N/me. 1600 N/m

21. Sebuah benda didorong dengan gaya100 N. Jika usaha yang dikerahkanuntuk mendorong benda tersebut 150

Joule, berapa jauh benda tersebutberpindah?A. 15 mB. 100 mC. 250 m

D.3

2 m

E.2

3 m

22. Sebuah kotak ditarik dengan arahtarikan seperti gambar berikut.

60

F =30 N

6 m besar usaha yang dilakukan untukmenarik kotak adalah . . .

A. 90 joule

B. 90 3 jouleC. 30 joule

D. 30 3 joule

E. 15 joule

23. Suatu buah kelapa berada di ataspohon yang tingginya 12 m daripermukaan tanah. Jika massa kelapatersebut 0.2 kg dan percepatan grafitasi10 m/s2, besarnya energi potensial yangdimiliki kelapa tersebut adalah . . .


24. Mobil yang massanya 1000 kg, jikabergerak dengan kecepatan 5 m/s akanmemiliki energi kinetik sebesar .. ...



51/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 8

25. Sebuah batu dijatuhkan ke air dariketinggian 8 m di atas permukaan air.Jika massa batu tersebut 0.3 kg danpercepatan grafitasi 10 m/s2, besarkecepatan gerak batu saat menyentuh

permukaan air adalah . . .A. 4 m/s

B. 4 10 m/s

C. 10 m/sD. 20 m/sE. 24 m/s

26. sepeda massanya 40 kg melaju dengankecepatan 4 m/s. Agar kecepatannyabertambah menjadi 10 m/s, diperlukanusaha sebesar . . . .

A. 160 jouleB. 240 jouleC. 400 jouleD. 720 joule E. 1600 joule

27. sebuah motor harus mengerahkan gayasebesar 5000 N untuk berpindah sejauh10 m selama 5 s. Besarnya daya yangdimiliki motor tersebut adalah ...

A. 50000 wattB. 10000 wattC. 25000 wattD. 2500 wattE. 100 watt


52/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 9

Kerjakan Soal-Soal Berikut Dengan Benar!

28. Jelaskan apa yang dimaksud denganA. stressB. strainC. elastisitas

29. Sebuah benda panjangnya 2 m. Ditarikdengan gaya 100 N dan panjangnyabertambah menjadi 2.04 m. Jika luaspenampang benda 1 cm2, hitunglah:

A. stressB. strainC. modulus elastisitas

30. .

31.

k3

k1

k2

k4

Jika K1 = 200 N/m, K2= 300 N/m, K3 = 400N/m, dan K4 = 500 N/m,besar konstanta pegasgabungan pegasdisamping adalah …

k1

F

k2

Jika K1 = 400 N/m danK2 = 600 N/m. Tentukan:

a. konstanta pegasgabungan

b. pertambahanpanjang pegassetelah ditarikdengan gaya Fyang besarnya 20N


53/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 4 - 10

32. .

Diketahui besar Ka = 3500 N/m danbesar Kb = 5500 N/m. hitunglah:

a. Konstanta pegas gabungannyab. Pertambahan panjang pegas

setelah di tarik dengan gaya Fsebesar 90 N

Ka Kb

F


54/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 1

BAB 5SUHU DAN KALOR

Standar Kompetensi:Menerapkan konsep suhu dan kalor Kompetensi Dasar:

1. Menguasai konsep suhu dan kalor2. Menguasai pengaruh kalor terhadap zat3. Mengukur suhu dan kalor4. Menghitung kalor

A. SUHU

Suhu adalah derajat panas suatu zat. Suhu dapat dirasakan sebagai panas, dingin,atau hangat.

1. Skala TermometerSuhu diukur dengan menggunakan termometer. Terdapat 4 macam jenis skalatermometer, yaitu: Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.

100o

0o

Celsius

80o

0o

Reamur

212o

32o

Fahrenheit

Titik didih air

Titik beku air

373o

273o

Kelvin

2. Perbandingan Skala Termometer Dengan Skala XMisalkan dibuat sebuah termometer X dengan titik didih air Tdx dan titik beku airTbx.

100o

0o

Celsius

Tdx

Tbx

Termometer

TxTc

Maka berlaku:

0100

0

−

−=

−

− Tc

TbxTdx

TbxTx


55/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 2

3. Perbandingan Skala Termometer Celsius, Reamur, Fahrenheit, DanKelvin

Hubungan perbandingan skala termometer celsius, reamur, fahrenheit, dankelvin di atas dapat ditulis:

TC : suhu dalam satuan skala Celsius (ºC)TR : suhu dalam satuan skala Reamur (ºR)TF : suhu dalam satuan skala Fahrenheit (ºF)TK : suhu dalam satuan skala Kelvin (K)

4. Macam – Macam Termometer.

• Termometer alkohol.Karena air raksa membeku pada – 400 C dan mendidih pada 3600, makatermometer air raksa hanya dapat dipakai untuk mengukur suhu-suhu diantarainterval tersebut. Untuk suhu-suhu yang lebih rendah dapat dipakai alkohol (Titikbeku – 1300 C) dan pentana (Titik beku – 2000 C) sebagai zat cairnya.

• Termoelemen.Alat ini bekerja atas dasar timbulnya gaya gerak listrik (g.g.l) dari dua buahsambungan logam bila sambungan tersebut berubah suhunya.

• Pirometer Optik.Alat ini dapat dipakai untuk mengukur temperatur yang sangat tinggi.

• Termometer maksimum-minimum Six Bellani.Adalah termometer yang dipakai untuk menentukan suhu yang tertinggi atauterendah dalam suatu waktu tertentu.

• Termostat.Alat ini dipakai untuk mendapatkan suhu yang tetap dalam suatu ruangan.

• Termometer diferensial.Dipakai untuk menentukan selisih suhu antara dua tempat yang berdekatan.

B. KALOR

Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari zat yang suhunya tinggike zat yang suhunya lebih rendah

Kalor Jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 satuan massasuatu zat sebesar 1°C atau 1 K

Kapasitas Kalor adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu zatsebesar 1°C atau 1°K

Hubungan matematis kalor jenis dengan kapasitas kalor yaitu:

cmC ⋅=

C = kapasitas kalor (joule/kg.K atau kalori/gram.K)

100

273

180

32

80100

−=

−== K F RC T T T T


56/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 3

c = kalor jenis (joule/K atau kalori/K)m = massa zat (g atau kg)

ketika suatu zat mengalami kenaikan atau penurunan suhu sebesar ∆t ºC, maka zattersebut menerima atau melepaskan kalor sebesar :

Q : kalor ( kal atau joule)m : masa ( g atau kg)c : kalor jenis (kal/g ºC atau kal/g ºC)∆t : perubahan suhu (ºC atau K )

Berdasarkan persamaan diatas, dapat dikatakan bahwa semakin besar kalor jenissuatu zat maka semakin sulit bagi zat tersebut untuk dinaikan suhunya .

Berikut besar kalor jenis beberapa zat

No Zat Kalor jenis zat(joule/kg ºc)

1 Aluminium 9002 Tembaga 3903 Kaca 8404 Besi atau baja 4505 Timah hitam 1306 Perak 2307 Kayu 17008 Alkohol 2400

9 Raksa 14010 Udara 1000

Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi. Kesetaraan satuan kalor dan energi mekanik ini ditentukan oleh PERCOBAANJOULE.

atau

C. PEMUAIAN

Pemuaian panjang.Bila suatu batang pada suatu suhu tertentu panjangnya Lo, jika suhunya dinaikkan

sebesar ∆t, maka batang tersebut akan bertambah panjang sebesar ∆L yang dapatdirumuskan sebagai berikut :

α = Koefisien muai panjang

Besarnya koefisien muai panjang suatu zat berbeda-beda, tergantung jenis zatnya.

t cmQ ∆⋅⋅=

∆L = Lo . α . ∆t

1 kalori = 4,2 joule 1 joule = 0,24 kal


57/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 4

Jika suatu benda panjangnya pada suhu t0ºC adalah L0. Koefisien muai panjang = α,kemudian dipanaskan sehingga suhunya menjadi t1ºC maka panjang benda tersebutakan bertambah sebesar:

Panjang batang pada suhu t1 ºC adalah :

Lt = Lo + ∆L= Lo + Lo . α . (t1 – t0)

Lt = Panjang benda setelah dipanaskanLo = Panjang mula-mula.

α = Koefisien muai panjang

∆t = Selisih antara suhu akhir dan suhu mula-mula.

Pemuaian Luas.Bila suatu lempengan logam (luas Ao) pada t0 ºC, dipanaskan sampai t1 ºC, luasnyaakan menjadi At, dan pertambahan luas tersebut adalah :

dan

β adalah Koefisien muai luas (β = 2 α)A

t = Luas benda setelah dipanaskan t ºC

Ao = Luas mula-mula.

β = Koefisien muai Luas


Pemuaian VolumeBila suatu benda berdimensi tiga (mempunyai volume) mula-mula volumenya Vopada suhu to, dipanaskan sampai t1 ºC, volumenya akan menjadi Vt, danpertambahan volumenya adalah :

dan

γ adalah Koefisien muai Volume (γ = 3 α)Vt = Volume benda setelah dipanaskan t

0CVo = Volume mula-mula.

γ = Koefisien muai ruang


∆A = Ao . β ∆t

At = Ao (1 + β ∆t) ∆t = t1 – t0

∆V = Vo . ∆T

VT = Vo (1 + ∆T) ∆T = T1 – T0

∆L = L0.α.(t1 – t0)

Lt = Lo (1 + α ∆t)


58/66


59/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 6

E. PERPINDAHAN KALOR

Panas dapat dipindahkan dengan 3 macam cara, antara lain :

• Secara konduksi (Hantaran)

• Secara konveksi (Aliran)

• Secara Radiasi (Pancaran)

1. Konduksi.Pada peristiwa konduksi, perpindahan panas yang terjadi tidak disertai dengan perpindahan

partikel zat.

Banyaknya kalor yang merambat tiap satuan waktu yang dialami oleh suatu batang yang

panjangnya L, luas penampangnya A, dan perbedaan suhu antara ujung-ujungnya ∆t, adalah :

k adalah koefisien konduksi panas bahan dan besarnya tergantung dari jenis bahan. Semakin

besar nilai k suatu bahan, semakin baik sifat konduktifitas bahan tersebut.

2. Konveksi.Pada peristiwa konveksi, perpindahan panas yang terjadi disertai dengan perpindahan

partikel. Besarnya Kalor yang merambat tiap satuan waktu adalah :

h = koefisien konveksi

3. Radiasi.Radiasi adalah peristiwa perpindahan kalor tanpa melalui medium atau zat. gelombang

elektromagnetik. Energi panas tersebut dipancarkan dengan kecepatan yang sama dengan

gelombang-gelombang elektromagnetik lain di ruang hampa (3 x 108 m/det)

Banyaknya panas yang dipancarkan per satuan waktu menurut Stefan Boltzman adalah :

Dengan:

W = Intensitas radiasi yang dipancarkan per satuan luas (J/m2.det atau watt/m

2)

e = Koefisien emisivitas (Daya pancaran) permukaan

τ = Konstanta umum = 5,672 x 10 –8 watt / m2 k 4 T = Suhu mutlak benda (K)

Besarnya harga e tergantung pada jenis permukaan benda 0 e 1, benda hitam sempurna

memiliki nilai e = 1.

L

T Ak H

∆⋅⋅=

H = h . A . ∆t

W = e . τ . T 4


60/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 7

F. AZAS BLACK

Jika 2 macam zat pada tekanan yang sama, suhunya berbeda jika dicampur maka zat yang

bersuhu tinggi akan melepaskan kalor, sedangkan zat yang bersuhu lebih rendah akan menyerap

kalor.

Jadi berlaku : Kalor yang diserap = kalor yang dilepaskan

Pernyataan di atas disebut “Asas Black” yang biasanya digunakan dalam kalorimeter, yaitu alat

pengukur kalor jenis zat.

Qserap = Qlepas


61/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 8

SOAL-SOAL LATIHAN


1. Suatu termometer x memiliki titik beku air

20°X dan titik didih air 220°X. Bila suhu

suatu benda 40°C, bila diukur denganthermometer X adalah….

A. 80 °X

B. 90 °X

C. 100 °X

D. 110 °X

E. 120 °X

2. banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu benda disebut….A. KalorB. Kapasitas kalorC. Kalor jenisD. Kalor latenE. Kalori

3. kalor jenis suatu benda bergantung pada ….A. Jenis bendaB. Massa bendaC. Volume bendaD. Warna bendaE. Massa jenis benda

4. sebanyak 10 gram es bersuhu 0°Cdipanasi dengan kalor sebanyak 1000kalori. Jika kalor lebur es 80 kal/gr dan

kalor jenis air 1 kal/gr °C, maka es akanmenjadi air yang bersuhu …

A. 10 °C

B. 20 °C

C. 30 °C

D. 40 °C

E. 50 °C

5. 75 gram air yang suhunya 0°C dicampur

dengan 50 gram air bersuhu 100°C, makasuhu akhir campurannya adalah …

A. 40 °C

B. 50 °C

C. 60 °C

D. 70 °C

E. 80 °C

6. dua batang logam yang sejenis, yaitu A danB. penampang A banding B adalah 2 : 1dan panjang penampang A banding


62/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 9

penampang B adalah 4 : 3. bila beda suhuantara kedua ujung-ujung (T) sama,maka jumlah kalor yang merambat tiapsatuan waktu pada logam A : logam Badalah …A. 2 : 3

B. 3 : 2C. 8 : 3D. 3 : 8E. 1 : 1

7. kalor yang diperlukan untuk memanaskan

200 gr air bersuhu 20°C hingga menjadi

uap air bersuhu 100°C adalah …. ( kalor

jenis air 1 kal/gr °C, dan kalor didih air 540kal/gr)A. 100.000 kal

B. 110.000 kalC. 116.000 kalD. 122.000 kalE. 124.000 kal

8. Sebatang baja pada suhu 20°Cpanjangnya 100 cm, bila panjang bajasekarang 100,1 cm dan koefisien muai

panjang baja 10-5 / °C, maka suhu bajasekarang adalah …

A. 50 °C

B. 100 °C

C. 120 °C

D. 150 °C

E. 180 °C

9. suatu batang tembaga panjangnya 150 cmdan luas penampangnya 30 cm2. ujungyang satu menempel pada es yang

suhunya 0°C dan ujung yang lainmenempel pada air panas yang suhunya

100 °C. bila koefisien konduktifitas termaltembaga adalah 0.9 kal/s cm °C, makabanyaknya kalor yang merambat pada bajaselama 10 detik adalah …A. 120 kalB. 140 kalC. 160 kalD. 180 kalE. 200 kal

10. Semakin tinggi kalor jenis suatu zat, maka …A. suhunya mudah naikB. suhunya sulit naikC. mudah memuai


63/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 10

D. sulit memuaiE. suhunya selalu rendah

11. berikut adalah hal yang dapat terjadi pada suatu zat akibat perpindahan kalor,kecuali …A. volume zat bertambah

B. volume zat berkurangC. wujud zat berubahD. suhu zat berkurangE. massa zat berkurang

12. suhu suatu benda saat diukur denganthermometer derajat Celsius ternyata samadengan saat diukur dengan thermometerderajat Fahrenheit. Berapakah suhu bendatersebut …

A. 40 °F

B. 35 °FC. 30 °F

D. - 35 °F

E. - 40 °F

13. suatu batang logam berukuran panjang 20cm. setelah dipanaskan hingga suhunya

bertambah sebesar 20 °C, panjangnyamenjadi 20,04 cm. koefisien muai panjanglogam tersebut adalah …

A. 5 x 10

-5

/ °CB. 1 x 10-4 / °C

C. 5 x 10-4 / °C

D. 2 x 10-4 / °C

E. 1 x 10-5 / °C

14. suatu gas menempati volume 100 cm3 pada

suhu 0°C dan tekanan 1 atm. Bila suhu

dijadikan 50°C dan tekanan dijadikan 2atm, volume gas menjadi sekitar …A. 38,4 cm3

B. 45,5 cm3 C. 59,2 cm3 D. 84,5 cm3 E. 18,3 cm3

15. kita merasa hangat pada saat malam hari di sekitar api unggun. Hal tersebut akibatperpindahan kalor dengan cara …..A. konduksiB. konveksiC. radiasiD. melalui udaraE. melalui api


64/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 11

16. perbandingan laju energi kalor yangdipancarkan oleh sebuah benda yang

dipanaskan pada suhu 4000 °K dan 2000

°K adalah …A. 16 : 1B. 8 : 1

C. 4 : 1D. 2 : 1E. 1 : 1

17. berikut ini contoh gejala yang terjadi akibat perpindahan kalor secara konduksi,kecuali …A. mesin mobil terasa panasB. permukaan gelas berisi air panas menjadi panasC. pada siang hari udara terasa panasD. komponen elektronik menjadi panasE. setrika menjadi panas

18. sebuah logam, panjangnya 2 m dan luaspenampangnya 1 cm2. jika kedua ujungnya

bersuhu -5°C dan 95°C, dan konduktifitas

termal logam 1 kal/cm°C, jumlah kalor yangdihantarkan selama 2 detik adalah …A. 0,5 kalB. 1 kalC. 1,5 kalD. 2 kalE. 2,5 kal

19. lempeng kaca berukuran luas 3 m2 dantebal 3,2 mm. jika suhu pada kedua sisi

kaca 25°C dan 30°C, berapa laju konduksikalor yang terjadi pada kaca tersebut?(konduktifitas termal kaca 0,8 W/m K)A. 3700 J/sB. 3725 J/sC. 3800 J/sD. 3750 J/s

E. 3780 J/s

20. suatu zat jika suhunya berkurang, artinya zat tersebut …A. melepas kalorB. menerima kalorC. tidak memiliki kalorD. kalornya sedikitE. kekurangan kalor

21. untuk menentukan kapasitas kalor suatu zat, kita membutuh kan informasi …A. massa dan volume

B. kalor jenis dan massaC. kalor jenis dan volumeD. volume dan massa jenisE. massa jenis dan kalor jenis


65/66

Rudy Djatmiko, S.Si

BAB 5 - 12

B

A

22. ketika es melebur menjadi air, maka es tersebut …

A. menerima kalor suhunya bertambahB. melepas kalor dan suhunya berkurangC. melepas kalor dan suhunya tetapD. menerima kalor dan suhunya tetap

E. menerima kalor dan sluhunya berkurang

23. dua buah logam, logam A dan B yang saling berhimpitan danmemiliki koefisien muai panjang berbeda. Jika kedua logam tersebutdipanaskan secara bersamaan, bentuknya menjadi seperti gambar disamping. Berarti koefisien muai panjang logam B …A. Sama dengan logam AB. Lebih kecil dari logam AC. Sangat besarD. Lebih besar dari logam AE. Sangat kecil

24. berapa kalor yang dibutuhkan untuk

mendidihkan 1 kg air yang suhunya 30°C

… ( kalor jenis air 4200 J/kg°C)A. 290.000 JB. 294.000 JC. 295.000 JD. 300.000 JE. 310.000 J

25. pada suhu antara 0°C - 4°C jika air dipanaskan maka …A. akan memuaiB. suhunya tetapC. akan menyusutD. massa jenisnya bertambahE. suhunya berkurang


66/66

Rudy Djatmiko, S.Si

DAFTAR PUSTAKA

Endarko, 2008, Fisika Untuk Sekolah Menengah Kejuruan Teknologi

Jilid 1 (BSE), jakarta: Direktur Pembinaan SMK

Endarko, 2008, Fisika Untuk Sekolah Menengah Kejuruan Teknologi

Jilid 2 (BSE), jakarta: Direktur Pembinaan SMK

M. Suratman, 2007, Memahami Fisika Smk 1. Jakarta: penerbit

ARMICO

M. Suratman, 2007, Memahami Fisika Smk 2. Jakarta: penerbit

ARMICO

Marthen Kanginan, 2007, Fisika Untuk SMA Kelas X, Jakarta: penerbit

ERLANGGA

Marthen Kanginan, 2007, Fisika Untuk SMA Kelas XI, Jakarta: penerbit

ERLANGGA

modul_fisika_smk_10

Documents