Alat Optik Lup

Category: Fisika X SMA

Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com,-Contoh soal, pembahasan dan latihan soal alat optik - lup / kaca pembesar / magnifying glass, perbesaran lup untuk mata berakomodasi maksimum, mata tidak berakomodasi dan mata berakomodasi pada jarak tertentu, fisika kelas 10 SMA.

Soal 1
Sebuah lup dengan panjang fokus lensa 5 cm digunakan untuk melihat sebuah benda kecil. Dengan asumsi titik dekat normal adalah 25 cm, tentukan perbesaran lup untuk mata pengamat:
a) mata berakomodasi maksimum
b) mata tidak berakomodasi
c) mata berakomodasi pada jarak 20 cm
(Fisikastudycenter.com )
 Pembahasan Soal
a) mata berakomodasi maksimum
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi maksimum


dengan PP = punctum proximum = titik dekat mata
f = fokus lensa lup

b) mata tidak berakomodasi
Gunakan rumus lup untuk mata tidak berakomodasi


dengan PP = punctum proximum = titik dekat mata
f = fokus lensa lup

c) mata berakomodasi pada jarak 20 cm
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi pada jarak tertentu (X = 20 cm)


dengan
PP = punctum proximum = titik dekat mata
f = fokus lensa lup

Soal 2
Seseorang yang mempunyai titik dekat 30 cm ingin melihat sebuah benda dengan lup. Apabila orang tersebut saat berakomodasi maksimum menginginkan perbesaran sebesar 5 kali, maka jarak fokus lup yang harus digunakan adalah.....cm
Sumber soal:
Fisikastudycenter.com-Modifikasi soal UMPTN 2001

Pembahasan Soal
Data dari soal:
PP = 30 cm
M = 5 kali
Mata berakomodasi maksimum
f = ....?



Soal 3
Seorang siswa berpenglihatan normal (jarak baca minimumnya 25 cm) mengamati benda kecil melalui lup dengan mata berakomodasi maksimum. Jika benda itu 10 cm di depan lup, tentukan:
a) jarak fokus lup
b) kekuatan lup
c) perbesaran bayangan
d) perbesaran bayangan jika anak mengamati benda dengan tanpa berakomodasi
Sumber soal :
Modifikasi UMPTN 1999-Fisikastudycenter.com

Pembahasan Soal
a) jarak fokus lup
Data :
PP = 25 cm
S = 10 cm
Mata berakomodasi maksimum→ bayangan lup diletakkan di titik dekat/jarak baca mata, tambahkan tanda minus (bayangan maya) → S' = − 25 cm
dengan rumus lensa:



b) kekuatan lup



c) perbesaran bayangan



d) perbesaran bayangan jika anak mengamati benda dengan tanpa berakomodasi



Soal 4
Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu suara dengan menggunakan lup berkekuatan 5 dioptri. Apabila petugas memiliki titik dekat 25 cm dan memperoleh perbesaran anguler maksimum saat menggunakan lup, tentukan jarak diletakkannya kartu suara di depan lup!
Sumber soal :
Fisikastudycenter.com-Modifikasi soal SPMB 2002

Pembahasan Soal
Tentukan fokus lup terlebih dahulu, lanjut dengan rumus mencari bayangan sebuah lensa, perbesaran maksimum diperoleh saat mata berakomodasi maksimum, sehingga letak bayangan dari lup diletakkan di titik dekat mata, jangan lupa tambahkan tanda negatif.

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/9-alat-optik-lup#ixzz268govFEv

Gelombang

Category: Fisika XII SMA

Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com-Soal Ulangan Harian Fisika Gelombang SMA Kelas XII IPA.

1. Diberikan sebuah persamaan gelombang Y = 0,02 sin (10πt − 2πx) dengan t dalam sekon, Y dan x dalam meter. Tentukan :

a. amplitudo gelombang
b. frekuensi sudut gelombang
c. tetapan gelombang
d. cepat rambat gelombang
e. frekuensi gelombang
f. periode gelombang
g. panjang gelombang
h. arah rambat gelombang
i. simpangan gelombang saat t = 1 sekon dan x = 1 m
j. persamaan kecepatan gelombang
k. kecepatan maksimum gelombang
l. persamaan percepatan gelombang
m. nilai mutlak percepatan maksimum
n. sudut fase saat t = 0,1 sekon pada x = ¹/₃ m
o. fase saat t = 0,1 sekon pada x = ¹/₃ m

Pembahasan :

Bentuk persamaan umum gelombang:

 

            Y = A sin (ωt - kx)

 

dengan A amplitudo gelombang,   ω = 2πf dan k=2π/λ dengan demikian :

a. A = 0,02 m

b. ω = 10π rad/s
c. k = 2π
d. v =  ω/k = 10π/2π = 5 m/s

e. f =  ω/2π = 10π/2π = 5 Hz

f. T = 1/f  = 1/ 5 = 0, 2 sekon

g. λ = 2π/k = 2π/2π = 1 m

h. ke arah sumbu x positif

i. Y = 0,02sin(10 π- 2π)=0,02sin(8π)= 0 m
j. v = ω A cos(ωt−kx)=10π(0,02) cos(10πt−2πx) m/s
k. v_maks = ωA = 10π(0,02) m/s
l. a = −ω²y=−(10π)² (0,02)sin(10πt−2πx) m/s²
m. a_maks =|−ω²A|=|−10π² (0,02)| m/s²
n. sudut fase θ = (10.π.0,1−2π.(¹/₃)=¹/₃ π = 60^o
o. fase φ = ^60o/_360^o = ¹/₆

 

2. Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 350 m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60°! (Sumber : Soal SPMB)

 

Pembahasan :

Lebih dahulu tentukan besarnya panjang gelombang dimana

Beda fase gelombang antara dua titik yang jaraknya diketahui adalah

3. Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat. Persamaan gelombang tali adalah y = 8 sin (0,1π) x cos π (100t - 12) dengan y dan x dalam cm dan t dalam satuan sekon. Tentukan:

a. panjang gelombang

b. frekuensi gelombang

c. panjang tali

(Sumber : Soal Ebtanas)

 

Pembahasan :

Pola dari gelombang stasioner diatas adalah

a. menentukan panjang gelombang


b. menentukan frekuensi gelombang


c. menentukan panjang tali


4. Diberikan grafik dari suatu gelombang berjalan seperti gambar di bawah!

Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di atas! (Tipikal Soal UN)

 

Pembahasan :

Bentuk umum persamaan gelombang adalah 

 

atau

atau

dengan perjanjian tanda sebagai berikut :

Tanda Amplitudo (+) jika gerakan pertama ke arah atas

Tanda Amplitudo (-) jika gerakan pertama ke arah bawah

Tanda dalam kurung (+) jika gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiri

Tanda dalam kurung (-) jika gelombang merambat ke arah sumbu X positif / ke kanan

 

ambil data dari soal panjang gelombang  (λ) = 2 meter, dan periode (T) = 5/2 sekon atau frekuensi (f) = 2/5 Hz, masukkan data ke pola misal pola ke 2 yang dipakai didapat

5. Seutas kawat bergetar menurut persamaan :  
Jarak perut ketiga dari titik  x = 0 adalah.....
A. 10 cm
B. 7,5 cm
C. 6,0 cm
D. 5,0 cm
E. 2,5 cm
Sumber Soal : Marthen Kanginan 3A Gejala Gelombang
Pembahasan :
 Pola diatas adalah pola untuk persamaan gelombang stasioner ujung tetap atau ujung terikat. Untuk mencari jarak perut atau simpul dari ujung ikatnya, tentukan dulu nilai dari panjang gelombang.
 

Setelah ketemu panjang gelombang, tinggal masukkan rumus untuk mencari perut ke -3 . Lupa rumusnya,..!?! Atau takut kebalik-balik dengan ujung bebas,..!? Ya sudah tak usah pakai rumus, kita pakai gambar saja seperti di bawah:

Posisi perut ketiga P₃ dari ujung tetap A adalah satu seperempat panjang gelombang atau (5/4) λ  (Satu gelombang  = satu bukit - satu lembah), sehingga nilai X adalah :
X = (5/4) λ = (5/4) x 6 cm = 7,5 cm

Bank Soal Semester Gelombang Berjalan, Bank Soal Semester Gelombang Stasioner

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/44-gelombang#ixzz268gfaRVl

Mencari Dimensi

Category: Fisika X SMA

Written by fisikastudycenter

Mencari dimensi suatu besaran?
Dimensi dari gaya?
Dimensi dari daya?
Dimensi dari energi?
Dimensi dari impuls?
Dimensi dari momentum?

Dengan asumsi bahwa beberapa rumus belum diketahui pelajar X SMA, kecuali panjang (m), massa (kg), waktu (s), kecepatan (m/s), percepatan (m/s²), luas (m²) dan volume (m³)  yang diasumsikan sudah diketahui, berikut penurunan beberapa dimensi besaran Fisika sederhana.
Format disini adalah :
          Rumus ---> Satuan --> Dimensi
dan ingat :
         massa    --> kg --> M   ( dari Mass kali..!?!  & jangan kliru Meter..!!!)
         panjang --> m  --> L   ( dari Length kali...!?! )
         waktu    -->  s  --> T   ( dari Time kali...!!! )
Gaya
massa x percepatan--> (kg) (m/s²) --> M L T ^{− 2}
Massa Jenis
massa / volume --> (kg)/(m³) --> M L⁻³
Energi
massa x percepatan gravitasi x tinggi --> (kg)(m/s²)(m) --> M L² T ^{− 2}
Tekanan
gaya/luas ---> (kg)(m/s²)/m² --> M L ⁻¹ T ⁻²
Usaha
gaya x perpindahan--> (kg)(m/s²)(m)--> M L² T ⁻²
Momentum
massa x kecepatan --> (kg)(m/s) --> M L T ⁻¹
Impuls
gaya x selang waktu --> (kg)(m/s²)(s) --> M L T ⁻¹
Daya
Usaha/waktu --> (kg)(m/s²)(m)/(s) - -> M L ² T ⁻³
Berat
massa x percepatan gravitasi --> (kg)(m/s²) --> M L T ⁻²
Berat Jenis
berat/volume --> (kg)(m/s²)/(m³) --> M L ⁻² T ⁻²
Beberapa besaran memiliki kesamaan dimensi, seperti Usaha dan Energi, Gaya dan Berat, Impuls dan momentum.
Untuk soal yang sedikit lebih rumit biasanya ditampilkan rumusnya, tinggal otak-atik, pindah  kanan kiri, atas bawah,  masukkan satuannya baru dikonvert ke dimensi.
Sekedar Contoh:
Diberikan formula    gaya gravitasi antara dua benda sebagai berikut

dengan F adalah gaya (Newton) m₁ dan m₂ adalah massa kedua buah benda (kg), r adalah jarak kedua benda (m) dan G adalah suatu konstanta yang akan dicari dimensinya.
Dari rumus diatas setelah dibolak-balik didapatkan bahwa
 
masukkan satuannya bawa ke  kg, m dan s. Untuk satuan gaya lihat daftar diatas, didapat


Contoh berikutnya:
Diberikan persamaan gaya pegas
F = k Δ X
Dimana F adalah gaya pegas (Newton), Δ X adalah pertambahan panjang pegas (meter) dan k adalah konstanta pegas. Dimensi konstanta pegas?



Lanjut,..  berikutnya bagaimana memeriksa benar tidaknya suatu persamaan yang menghubungkan besaran-besaran tertentu (memeriksa rumus) dengan analisis dimensi atau rumus seperti dua contoh berikut ini:
1)  Persamaan berikut menghubungkan besaran-besaran pada gerak suatu benda.

v_t = v_o + at

dimana v_t adalah kecepatan saat t, v_o adalah kecepatan awal, a adalah percepatan dan t adalah waktu.
Periksa dengan analisis dimensi benar tidaknya persamaan diatas!

2)  Kedudukan suatu benda dinyatakan dalam suatu  persamaan

y = At² + Bt + C

dengan satuan y dalam meter, dan t dalam sekon. A, B dan C adalah konstanta-konstanta. tentukan satuan dan dimensi dari A, B dan C! (Soal Fisikastudycenter)

Pembahasan
1) Dimensi pada ruas kiri:
v_t adalah kecepatan → m/s → L/T → LT⁻¹

Dimensi pada ruas kanan:
v_o adalah kecepatan → m/s → L/T → LT⁻¹

at adalah percepatan x waktu → m/s² x s → m/s → L/T → LT⁻¹

Terlihat dimensi ruas kiri sama dengan dimensi pada ruas kanan, sehingga persamaan di atas adalah tepat.

2)  Asumsinya adalah besaran-besaran yang dijumlahkan atau dikurangkan memiliki satuan atau dimensi yang sama dengan hasilnya. Dari persamaan

y = At² + Bt + C
...meter = ...meter  + ...meter  + ...meter

Menentukan satuan konstanta A
Hasil kombinasi satuan-satuan pada At² haruslah meter, masukkan satuan-satuan lain yang telah diketahui dalam hal ini t (waktu) satuannya adalah s (sekon) sehingga
At² = m
As² = m
A = m/s²
Dimensi A adalah LT⁻²

Menentukan satuan konstanta B
Bt juga menghasilkan meter, masukkan satuan lain yang telah diketahui  sehingga
Bt = m
Bs = m
B = m/s
Dimensi dari B adalah LT⁻¹

Menentukan satuan konstanta C
C = m
Dimensi C adalah L

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/1-mencari-dimensi#ixzz268gPyla8

Listrik Statis Kelas IX SMP

Category: Fisika SMP

Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com, membahas Listrik Statis, Materi Fisika SMP Kelas IX (9). Teori singkat, inti atom, interaksi bahan-bahan, dan memuati elektroskop disertai contoh soal hitungan sederhana dan pembahasan.



Inti atom
Partikel-partikel penyusun suatu atom:
Elektron → bermuatan negatif
Proton→ bermuatan positif
Neutron→ tidak bermuatan
Inti atom terdiri dari proton dan neutron, sementara elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan tertentu.

Interaksi Muatan-Muatan
Muatan yang sejenis akan saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yang berlawanan jenis akan saling tarik(plus dengan minus)

Besar gaya tarik atau gaya tolak tersebut bisa ditemukan dengan rumus berikut:


Dimana
F = gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak dalam satuan newton (N)
q₁ = besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)
q₂ = besar muatan kedua dalam satuan coulomb (C)
k = konstanta gaya coulomb yang nilainya 9 x 10⁹ dalam satuan yang standar
Catatan

• 1μC = 10⁻⁶ C = 0,000001 C (sepersejuta)
• Jika menjumpai muatan negatif, tidak perlu diikutkan tanda  minusnya dalam perhitungan.

Muatan Bahan-Bahan
Sebaiknya dihafal saja, muatan-muatan dari interaksi berbagai kombinasi (gosok-menggosok) bahan berikut:

Bahan-bahan	Hasil	Proses
Kaca - Kain Sutera	Kaca (+), Sutera (−)	Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera
Mistar plastik - Kain wool	Mistar plastik (−), Kain wool (+)	Elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik
Sisir - Rambut Manusia	Sisir (−), Rambut Manusia (+)	Elektron dari rambut manusia berpindah ke sisir
Penggaris/mistar plastik - Rambut manusia	Penggaris (−), Rambut Manusia (+)	Elektron dari rambut manusia berpindah ke penggaris
Balon - Kain Wool	Balon (−), Kain Wool (+)	Elektron dari kain wool berpindah ke balon
Ebonit - Kain Wool	Ebonit (−), Kain Wool (+)	Elektron dari kain wool berpindah ke ebonit

Kesimpulan dari tabel diatas (TERBATAS UNTUK BAHAN-BAHAN TERSEBUT saja) :
-Bahan yang digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera bisa juga dibahasakan, kain sutera mendapatkan tambahan elektron dari kaca, elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik bisa juga di katakan, mistar plastik mendapatkan tambahan elektron dari kain wool dan seterusnya.
Elektroskop
Berikut ilustrasi saat sebuah elektroskop netral di dekati oleh benda bermuatan negatif.

                                         

Ilustrasi saat sebuah elektroskop masih netral, intinya adalah jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) maupun di daun kaki (bawah).

Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.

               

Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif dari kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.

Akibatnya, daun kaki yang tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, sekarang menjadi menjadi lebih banyak muatan negatifnya, akhirnya kaki elektroskop akan terbuka akibat gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri dan kanan elektroskop.

           
Bagamana jika elektroskop kondisi awalnya tidak netral, tapi sudah bermuatan positif atau negatif terlebih dahulu?
Kita coba terapkan pada soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah lahir beluum,..)

• Gambar manakah yang benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan pada elektroskop bermuatan listrik positif?

           
Ntar kita jawab jg di sini, yang jelas antara B atau C krn bagian kepala musti positif,  skrg diskusikan dulu ya,..elektroskop positif itu yang seperti apa dan bagaimana sebuah elektroskop bisa menjadi bermuatan positif.

Contoh-Contoh Soal Hitungan di Listrik Statis 9 SMP
1) Dua buah muatan masing-masing q₁ = 6 μC dan q₂ = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yang terjadi antara dua buah muatan tersebut, gunakan tetapan k = 9 x 10⁹ dalam satuan standar!

Pembahasan
Data dari soal:
q₁ = 6μC = 6 x 10⁻⁶ C
q₂ = 12μC = 12 x 10⁻⁶ C
r = 30 cm = 0,3 m = 3 x 10⁻¹ meter
F = ....?
Dari rumus gaya coulomb didapatkan



2) Dua buah muatan listrik memiliki besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi adalah 1,6 C, tentukan jarak pisah kedua muatan tersebut!

Pembahasan
Data :
q₁ = 6μC = 6 x 10⁻⁶ C
q₂ = 6μC = 6 x 10⁻⁶ C
F = 1,6 C
r =....?

Gunakan rumus yang sama dari soal nomor 1


Jarak kedua muatan dalam centimeter adalah 4,5 cm.
3) Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (1/3)² adalah 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 atau 9 saja. Jadi jawabannya adalah menjadi 9 F

4) Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (4)² adalah 16 atau dalam pecahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Jadi jawabannya adalah menjadi 1/16 F

5) Titik A dan titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. Tentukan energi yang diperlukan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb dari satu titik A ke titik B!

Pembahasan
Berikut rumus untuk menentukan jumlah energi yang diperlukan untuk membawa atau memindahkan muatan antara dua buah titik:

W = Q × ΔV

dimana:
W = energi atau usaha  yang diperlukan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial atau selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)

Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ

6) Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan pada jarak tertentu hingga timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama dijadikan 1/2 kali muatan semula dan besar muatan partikel kedua dijadikan 8 kali semula maka gaya yang timbul menjadi....
A. 0,5 F
B. 4 F
C. 8,5 F
D. 16 F

Pembahasan
DAri rumus gaya coulomb di atas, terlihat besarnya gaya sebanding dengan besar perkalian kedua muatan. Sehingga tinggal dikalikan saja 1/2 × 8 = 4 . Jadi hasilnya adalah B. 4 F

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/57-listrik-statis-kelas-ix-smp#ixzz268g5brtr