SOAL LISTRIK DINAMIS

SOAL LISTRIK DINAMIS

1.      Listrik yang berubah-ubah atau bisa bergerak dan sering disebut dengan arus listrik. Arus listrik ini berasal dari aliran elektron yang mengalir terus-menerus dari kutub negatif menuju kutub positif, dari potensial tinggi menuju potensial, merupakan pengertian dari listrik....

a.      Listrik Dinamis                                                      c. Arus searah

b.      Listrik Statis                                                           d. Arus bolak balik

2.      Arus listrik itu sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu....

a.      Arus searah, arus mengalir                                   c. Semua jawaban salah

b.      Arus bolak balik, arus searah                     d. Arus bolak balik,arus mengalir

3.      hukum yang menghubungkan antara kuat arus listrik, beda potensial, dan hambatan. Merupakan hukum dari....

a.      Gauss                                                         c. Ohm

b.      Fluksi                                                          d. Semua jawaban benar

4.      Rumus dari Hukum Ohm yaitu,....

a.      R = ρ . l / A                                               c. I = Q / t

b.      V = W / Q                                                  d. I = V / R

5.      Nama lain dari Listrik Dinamis yaitu....

a.      Electrodinamic                                        c. elektromagnetik

b.      Elektron                                                    d. Proton

6.      Jumlah arus listrik yang mengalir dalam waktu tertentu disebut dengan...

a.      Beda potensial                                           c. Selang waktu

b.      Kuat arus listrik                                          d. Jumlah muatan listrik

7.      Jika hambatan diperbesar, maka aliran arus akan....

a.      Bertambah                                                 c. Semua jawaban salah

b.      Tetap                                                          d. Berkurang

8.      Listrik dapat mengalir dari titik berpotensial lebih..... ke titik berpotensial lebih.... apabila kedua titik tersebut terhubung dalam suatu rangkaian tertutup.

a.       Rendah, tinggi                                          c. Tinggi, tinggi

b.      Tinggi, rendah                                           d. Rendah, rendah

9.      Kuat arus di dalam sepotong kawat penghantar adalah 10 A. Berapa menit waktu yang diperlukan oleh muatan sebesar 4.800 coulomb untuk mengalir melalui penampang tersebut?

JAWAB

Diketahui:

I = 10 A

Q = 4.800 coulomb

Ditanyakan:

t...?

Penyelesaian:

I = Q / t

t = Q / I = 4.800 C / 10 A = 480 s atau 8 menit.

10. Sepotong kawat dihubungkan pada beda potensial 6 V. Jika kuat arus yang melalui kawat tersebut 2 A, berapakah hambatan kawat tersebut?

JAWAB :

Diketahui:

V = 6 Volt

I = 2 A

Ditanyakatan:

R....?

Penyelesaian:

I = V / R

R = V / I = 6 V / 2 A = 3 Ohm.

MATERI FISIKA : CAHAYA

CAHAYA

A.  PENGERTIAN CAHAYA

Cahaya merupakan suatu gelombang elektroagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang cahaya dapat dipantulkan dan dibiaskan, serta mengalami polarisasi dan interferensi.

B.     PEMANTULAN CAHAYA

Karena merupakan paket gelombang, cahaya dapat dipantulkan. Jika mengenai suatu permukaan benda, cahaya akan dipantulkan.

Besar pantulan cahaya bergantung pada jenis permukaan benda. Cermin merupakan benda yang paling baik dalam pemantulan cahaya.

Ada dua macam pemantulan cahaya, yaitu:

1.      Pemantulan teratur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang halus dan rata, akan dipantulkan sejajar. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan teratur.

2.      Pemantulan baur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang kasar atau tidak rata, akan dipantulkan ke segala arah. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang tidak masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan baur (difus)

Benda yang terlihat oleh mata ada dua macam, yaitu sumber cahaya dan benda gelap. Sumber cahaya memancarkan berkas cahaya yang masuk ke mata sehingga benda tersebut dapat terlihat. Contoh sumber cahaya : lilin, lampu, matahari, bintang, dll

Benda gelap akan terlihat oleh mata jika berkas cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut masuk ke mata. Benda gelap ada 3 macam :

1.      Benda bening

Benda bening adalah benda yang dapat meneruskan hampir semua cahaya yang diterimanya, contoh: kaca bening.

2.      Benda tembus cahaya

Benda tembus cahaya adalah benda gelap yang masih dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya. Contoh: kain, dan kertas tipis

3.      Benda tak tembus cahaya

Benda tak tembus cahaya adalah benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang diterimanya, contoh: triplek, karton, kayu

C.     PEMBIASAN CAHAYA

Pembiasan cahaya (refraksi) adalah peristiwa pembelokan berkas cahaya yang merambat dari suatu medium ke medium yang lainnya yang berbeda kerapatan optiknya.

 “sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang dan ketiganya berpotongan pada satu titik”. Pernyataan tersebut dikenal dengan dengan Hukum I Snellius

“sinar datang dari medium renggang, menuju ke medium rapat dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, sinar datang dari medium rapat menuju ke medium renggang dibiaskan menjauhi garis normal”. Pernyataan ini disebut dengan Hukum II Snellius

Cahaya yang merambat dari suatu medium ke medium lain akan mengalami perubahan kecepatan. Perbandingan antara indeks bias mutlak medium tujuan dan indeks bias mutlak medium asal disebut indeks bias relatif.

Pada saat cahaya merambat dari udara ke medium lain, panjang gelombang cahaya berubah, tetapi frekuensinya tetap.

Hubungan antara indeks bias dan panjang gelombang adalah sebagai berikut:

n = λ1

      λ2

n =  indeks bias

λ1 = panjang gelombang udara

λ2 = panjang gelombang suatu medium

Prisma adalah benda tembus cahaya yang terbuat dari kaca dan dibatasi oleh dua bidang permukaan yang membentuk sudut pembias ( β ).

Sudut bias adalah sudut antara sinar bias dengan garis normal. Sedangkan sudut datang adalah sudut antara sinar datang dan garis normal.

            Berkas cahaya yang jatuh pada prisma akan dibiaskan sebanyak 2 kali karena prisma mempunyai dua bidang pembias. Sinar datang dibiaskan oleh bidang bias pertama mendekati garis normal. Sinar bias tersebut dibiaskan lagi oleh bidang pembias kedua menjauhi garis normal dan keluar dari prisma.

            Jika sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma diperpanjang, kedua sinar tersebut akan mengalami perpotongan. Sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma disebut sudut deviasi ( D ).

D.     PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN DATAR

Cermin datar merupakan benda mengkilap yang dapat memantulkan hampir semua cahaya yang mengenainya secara teratur. Sifat sifat bayangan yang terjadi pada cermin datar:

1.      Maya, karena bayangan benda tidak dapat ditangkap layar

2.      Tegak, karena posisi bayangan sama dengan posisi benda

3.      Sama besar, karena bayangan sama besar dengan benda

4.      Bersebelahan, karena letak bayangan selalu berlawanan dengan letak benda

5.      Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin

E.      PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN dan LENSA CEKUNG

Cermin cekung mempunyai permukaan bagian dalam yang mengkilap sehingga dapat memantulkan hampir semua cahaya yang mengenainya. Berkas sinar datang dengan sumbu utama dipantukan mengumpul menuju ke titik fokus.

Lensa cekung bersifat divergen, yaitu menyebarkan berkas cahaya yang dibiaskan. Pembentukan bayangan oleh lensa cekung. Sifat sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung:

-          Selalu tegak

-          Selalu maya , didepan lensa

-          Selalu diperkecil

F.      PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN danLENSA CEMBUNG

Cermin cembung mempunyai permukaan luar yang mengkilap sehingga dapat memantulkan hampir seluruh cahaya yang mengenainya. Sinar yang datang menuju cermin cembung dipantulkan dengan sudut yang besarnya sama dengan sudut datang.

Lensa cembung bersifat konvergen, yaitu: mengumpulkan berkas cahaya yang dibiaskan. Pembentukan bayangan oleh lensa cembung memiliki sifat bayangan:

-          Terbalik

-          Nyata, dibelakang l

Materi Fisika : TEORI RELATIVITAS

TEORI RELATIVITAS 

Perambatan gelombang memerlukan medium .

             Gelombang mekanik seperti seperti gelombang bunyi memerlukan medium yang berwujud  yang berwujud padat, cair dan gas. Sedangkanuntuk perambatan gelombang elektromagnetik atau cahaya para ahli menduga adanya sejensi medium yang disebut eter. Eter ini ada di mana – mana , juga di hampa udara. Gelombang cahaya yang berasal dari matahari sampai di bumi akan terjadi jika ada eter..

             Dugaan para ahli ternyata tidak benar setelah Michelson dan Morley mengadakan percobaan untuk menguji kebenaran adanya eter tersebut. Hasil percobaannya menunjukkan bahwa kecepatan cahaya dari segala arah sama dan tidak tergantung  pada gerak bumi. Hal ini membuktikan bahwa tidak ada eter di alam semstesta ini.

11.1. TEORI RELATIVITAS EINSTEIN

Dengan tiadanya teori eter di alam semesta ini Einstein pada tahun 1905 mengumumkan teori relativitas yang terbagi atas dua bagian :

·    Teori Relativitas khusus, yang menyangkut benda – benda yang bergerak beraturan relative terhadap benda – banda lain

·    Teori relativitas umum, yang menyangkut benda – benda yang bergerak dipepe rcepat relative terhadap benda – benda lain

Teori Relativitas Khusus berdasarkan dua postulat yaitu :

·    Postulat pertama

Hukum – hokum fisika boleh dinyatakan dengan susunan persamaan yang sama untuk semua  

Contoh :

Dua percobaan yang sama dilakukan masing – masing di atas kapal dan di daratan. Percobaan – percobaan itu akan memberikan hasil yang sama dan tidak bergantung pada kerangka acuan (kapal) dan kerangka acuan yang diam (daratan).

·    Postulat ke dua :

·    Kecepatan  cahaya di dalam ruang hampa untuk semua pengamat samadan tidak tergantung pada gerak sumber cahaya ataupun pengamatnya.

Contoh :

·         Kecepatan cahaya di alam semesta dalam segala arah selalu sama. Tidak ada kecepatan relative untuk cahaya dalam ruang hampa. Kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah suatu tetapan universal.

11.2.   RELATIVITAS KECEPATAN BENDA

             Pengamatan terhadap orang yang berjalan di dalam gerbong kereta sesuai aturan Newton dapat dituliskan dengan : jika kecepatan benda A terhadap benda B dinyatakan dengan VAB dan kecepatan benda B terhadap  benda C = VBC , maka kecepatan benda A terhadap benda benda C dinyatakan dalam bentuk rumus :

VAC = VAB + VBC

Sedangkan menurut aturan Einstein , kecepatan benda A terhadap benda C dinyatakan dalam bentuk rumus :

Untuk benda – benda dengan kecepatan yang jauh di bawah kecepatan cahaya kedua aturan ini memberikan hasil perhitungan yang sama. Tetapi utnuk benda – benda yang mempunyai kecepatan mendekati kecepatan cahaya aturan Einstein menunjukkan keunggulan.

Contoh soal :

1.       Seorang berjalan dengan kecepatan 5 Km / jam di dalam gerbong yang melaju dengan kecepatan 75 km / jam . Arah gerak orang dan arah gerak gerbong sama. Hitung kecepatan orang terhadap tanah

2.       Kecepatan pesawat A terhadap B adalah 0,3c sedang kecepatan pesawat B terhadap pengamat di bumi adalah 0,8c. Tentukan kecepatan pesawat A terhadap pengamat di bumi.

2. Kontraksi Lorentz

Teori relati vitas membawa pengaruh terhadap pengukuran  panjang suatu benda yang bergerak terhadap  kontraksi Lorentz atau penyusutan panjang.atau  ditulis dalam bentuk persamaan:

Keterangan :

l= Panjang benda bergerak yang diamati oleh pengamat yang diam (m)

lo = Panjang benda diam pada  suatu pada suatu kerangka acuan (m)

v = Kecepatan benda terhadap kerangka acuan (m/s)

c = kecepatan cahaya  (3 x 10 m/s)

sejajar den gan kecepatan v, benda akan mengalami perubahan panjang . Dimana panjang benda seolah – olah menyusut

Contoh soal :

1. Sebuah benda dalam keadaan diam panjangnya 10 meter. Benda bergerak dengan kecepatan 0,8 csearah dengan panjangnya. Hitung panjang benda saat bergerak ?

2.   Sebuah batang terikat pada sebuah roket yang sedang meluncur dengan kecepatan   c, menurut awak pesawat , panjang batang adalah 2 meter. Berapakah panjang batang tersebut menurut pengamat yang diam terhadap bumi.

3.   Dilatasi Waktu

Menurut Einstein bahwa waktu adalah sesuatu yang relative. Di dalam suatu kerangka acuan yang bergerak terhadap seorang pengamat yang diamterdapat lonceng yang menunjukkan selang waktu ∆to. Selang waktu yang diamati oleh pengamat tersebut adalah  ∆t lebih lamat dari pada ∆to. Beda waktu yang merupakan perpanjangan waktu pengamatan  bagi pengamat diamdisebut dilatasi waktu. Menurut Einstein hubungan antara kedua selang waktu itu dirumuskan dengan :

 = Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative bergerak (s)

 =Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative diam (s)

v = kecepatan relative pengmat yang bergerak terhadap pengamat yang diam (m/s)

c = kecepatan cahaya ( 3 x 108 m / s)

contoh soal :

1.   Sebuah pesawat antariksa bergerak selama satu tahun menurut waktu di dalam pesawat. Jika waktu itu sesuai dengan dua tahun waktu di bumi. Tentukan kecepatan pesawat.

2.   Pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c terhadap bumi. Orang di bumi melihat nyala lampu selama 8 sekon dari pesawat itu. Nyala lampu menurut orang yang berada di dalam pesawat adalah ….

4.   Massa Realativ istik

Untuk gerakan – gerakan benda dengan kecepatan relative kecil tidak terjadi perubahan massa. Perubahan itu baru tampak jika kecepatannya mendekati kecepatan cahaya. Oleh Einstein hubungan massa diam dan massa bergerak yang ditinjau oleh pengamat dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

m = Massa benda dalam keadaan bergerak (Kg)

mo = Massa benda dalam keadaan diam (Kg)

v = Kecepatan benda (m/s)

c = Kecepatan cahaya ( 3 x 108 m / s)

Contoh soal :

1.   Jika massa diam benda 5 Kg , hitunglah massa benda bergerak dengan kecepatan  (12/13) c ?.

2.   Berapakah kecepatan sebuah partikel  yang massanya sebesar 5/3  massa diamnya  ?.

5.   Momentum Relativistik

Sebuah benda yang bermassa bergerak dengan kecepatan v menurut mekanika klasik  dirumuskan dengan  p = mv. Jika kecepatan mendekati kecepatan cahaya maka momentum benda akan mengalami perubahan. Pada saat itu momentum benda dikatan dengan momentum Relativistik.

 Dimana dari persamaan mekanika klasik dapat digunakan massa relativitas, sehingga persamaannya

Keterangan :

m = Massa benda dalam keadaan bergerak (Kg)

mo = Massa benda dalam keadaan diam (Kg)

v = Kecepatan benda (m/s)

c = Kecepatan cahaya ( 3 x 108 m / s)

p = momentum relativistic(Kg m / s)                                                                          

Contoh soal :

1.   Sebuah electron memiliki massa 9,1 x 10-31 Kg, bergerak dengan kecepatan 0,96 c, dimana kecepatan cahaya ( c ) = 3,0 x 108 m/s. Hitunglah momentum electron tersebut ?.

2.   Sebuah benda memiliki massa diam sebesar 5 Kg, bergerak dengan kecepatan    c  hitunglah momentum benda tersebut ?.

6.   Energi Relativistik

Menurut  hukum Newton jika ada sebuah gaya terus menerus diperbesar maka percepatan yang dihasilkan dapat melebihi kecepatan cahaya, sedangkan menurut teori Relativitas ini tidak benar, sehingga untuk benda yang bergerak mendekati cahaya sehingga persamaan Energi kineticnya  :

Sehingga energi kinetik relativistic dapat dituliskan :

    Energi merupakan hasil perkalian antara massa dan kuadrat kecepatan mutlak, Jadi ada keseta raan antara massa dan energy. Bila partikel memiliki massa m , berrarti partikel tersebut memiliki energy total sebesar :

E = m c2

Kesetaraan antara massa dan energy ini dikemukakan pertama kali oleh Einstein dan dikenl dengan

dengan Hukum Kesetaraan massa energy Einstein

Kesimpulan :

Energi kinetic sebuah partikel yang bergerak relativistic ( mendekati kecepatan cahaya ) sama

dengan selisih antara antara en ergi total dengan energy diamnya.

Ek = E - Eo

Contoh soal :

1.   Berapa besar energy yang harus diberikan untuk mempercepat sebuah electron yang bermassa diam 9.1 x 10-31 Kgagar kelajuannya menjadi 0,8 c