Modul un fisika SMA skl 2013 ocean

Fisika Kelas XII Modul Persiapan Ujian Nasional 2013

SKL 1. Memahami prinsip-prinsip mengukuran besaran fisika secara langsung dan
tidak langsung dengan cermat, teliti dan objektif.

Indikator 1

Membaca hasil pengukuran suatu alat ukur dan menentukan hasil pengukuran
dengan memperhatikan aturan angka penting.

 Alat ukur panjang

 Angka penting  Hasil perhitungan operasi menurut
Angka penting adalah angka yang angka penting:
didapat dari hasil pengukuran. Angka 1. Penjumlahan dan pengurangan:
penting terdiri dari angka pasti dan hanya boleh memiliki satu angka
angka ragu-ragu (taksiran) yang ditaksir.
2. Perkalian dan pembagian: jumlah
 Aturan penulisan angka penting: angka penting sesuai dengan
1. Angka bukan nol bilangan dengan angka penting
2. Angka nol yang terletak di antara paling sedikit.
angka bukan nol 3. Pemangkatan dan penarikan akar:
3. Angka nol yang terletak pada jumlah angka penting sama dengan
deretan akhir dari suatu bilangan bilangan yang dipangkatkan atau
decimal ditarik akarnya.
4. Angka nol disebelah kanan
bilangan bulat (garis bawah
merupakan angka diragukan)

LATIHAN SOAL

1. Pengukuran sebuah pelat tipis menggunakan jangka sorong. Hasil pengukuran terlihat
pada gambar. Jika lebar pelat 17 cm, maka luas dari pelat tipis tersebut adalah ….

1

Ocean : Pencetak Sang Juara


a. 21 cm
b. 21,08 cm
c. 21,1 cm
d. 21,4 cm
e. 21,42 cm
2. Pengukuran diameter lingkaran hasilnya 8,50 cm. Keliling lingkarannya menurut
angka penting adalah … ( = 3,14)
a. 267 cm
b. 26,7 cm
c. 2,67 cm
d. 0,267 cm
e. 0,0267 cm

3. Kedudukan micrometer skrup yang digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola
kecil seperti gambar. Diameter bola kecil adalah ….

a. 11, 15 mm
b. 9,17 mm
c. 8,16 mm
d. 5,75 mm
e. 5,46 mm
4. Dari hasil pengukuran plat seng, panjang 1,5 m dan lebarnya 1,20 m. Luas plat seng
menurut angka penting adalah ….
a. 1,8012 m2
b. 1,801 m2
c. 1,800 m2
d. 1,80 m2
e. 1,8 m2
5. Pengukuran panjang dan lebar sebidang tanah berbentuk empat persegi panjang 15,35
m dan 12,5 m. Luas tanah menurut aturan angka penting adalah ….
a. 191,875 m2
b. 191,88 m2
c. 191,87 m2
d. 191,9 m2
e. 192 m2
6. Gambar di bawah merupakan hasil bacaan pengukuran diameter silinder logam
dengan micrometer sekrup. Laporan yang dituliskan adalah ….

2



a. 1,27 mm
b. 2,27 mm
c. 2,72 mm
d. 2,77 mm
e. 3,85 mm
7. Gambar di bawah adalah pengukuran lebar balok dengan jangka sorong. Hasil
pengukurannya adalah ….

a. 3,29 cm
b. 3,19 cm
c. 3,16 cm
d. 3,06 cm
e. 3,00 cm

8. Pengukuran lebar balok ditunjukkan oleh gambar di samping. Hasil Pengukurannya
adalah….

a. 6,37 cm
b. 6,17 cm
c. 6,10 cm
d. 6,07 cm
e. 6,00 cm
9. Seorang teknisi mobil mengukur diameter gotri roda menggunakan micrometer
sekrup seperti tampak pada gambar. Diameter gotri tersebut adalah ….

a. 1,00 mm
b. 1,50 mm
c. 9,15 mm
d. 10,00 mm
e. 10,05 mm

3



Indikator 2

Menentukan resultan vektor dengan berbagai cara

 Penjumlahan dan pengurangan vector
a. Metode segitiga

b. Metode jajargenjang

c. Metode poligon

 Menguraikan vector

LATIHAN SOAL

1. Besar dan arah resultan dari tiga buah vektor seperti gambar di bawah ini adalah ….

a. 40 N searah F2
b. 40 N searah F1
c. 40 N searah F3
d. 30 N searah F2
e. 30 N searah F3
4



2. Seorang anak berjalan lurus 2 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6
meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter. Perpindahan yang dilakukan anak
tersebut dari posisi awal adalah…
a. 18 meter arah barat daya
b. 14 meter arah selatan
c. 10 meter arah tenggara
d. 6 meter arah timur
e. 2 meter arah tenggara
3. Gambar di bawah ini merupakan penjumlahan vector secara segitiga.

Gambar yang resultannya sama dengan nol adalah ….
a. (1)
b. (2)
c. (3)
d. (4)
e. (5)
4. Dari kelima diagram berikut ini :

Yang menggambarkan D = A + B + C adalah ….
a. (1)
b. (2)
c. (3)
d. (4)
e. (5)
5. Vektor F1 = 14 N dan F2 = 10 N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada
gambar. Resultan R = F1 + F2 dinyatakan dengan vektor satuan adalah ….

a. 7 i + 103 j
b. 7 i + 10 j
c. 3 i + 73 j
d. 3 i + 10 j
e. 3i+7j

5



6. Seorang anak berjalan lurus 10 meter ke barat, kemudian belok keselatan sejauh 12
meter, dan belok lagi ke timur sejauh 15 meter. Perpindahan yang dilakukan anak
tersebut dari posisi awal ….
a. 18 meter arah barat daya
b. 14 meter arah selatan
c. 13 meter arah tenggara
d. 12 meter arah timur
e. 10 meter arah tenggara
7. Seorang anak ke sekolah naik sepeda dengan lintasan seperti pada gambar. Besar
perpindahan anak tersebut dari keberangkatannya sampai tiba di sekolah adalah ….

a. 300 m
b. 400 m
c. 500 m
d. 700 m
e. 900 m
8. Sebuah benda bergerak dengan lintasan seperti grafik berikut :

Perpindahan yang dialami benda sebesar :
a. 23 m
b. 21 m
c. 19 m
d. 17 m
e. 15 m
9. Resultan ketiga gaya pada gambar di samping adalah ….

a. 0
b. 2N
c. 23 N
d. 3N
e. 33 N
6



SKL 2. Memahami gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda
titik,benda tegar, usaha, kekekalan energi, elastisitas, impuls, momentum
dan fluida.

Indikator 1

Menentukan besaran-besaran fisis gerak lurus, gerak melingkar beraturan, atau
gerak parabola
 Gerak lurus  Gerak parabola
1. Gerak lurus beraturan
s
v
t
2. Gerak lurus berubah beraturan
vt  vo  at
s  vot  1 at 2
2  Kecepatan di sembarang titik
2as  v t vo 2
2

 Gerak melingkar beraturan
v  r
v2
as 
r
v2 Dimana, v  vx 2  v y 2
Fs  m
r
 Hubungan roda-roda  Kedudukan peluru saat t sekon
1. Tidak satu sumbu

vA  vB  ArA  B rB
2. Satu sumbu

vA vB
 A  B  
rA rB
Keterangan : Keterangan :
v = kecepatan linier (m/s) vx = kecepatan arah sumbu x (m/s2)
vo = kecepatan awal (m/s) vy = kecepatan arah sumbu y (m/s2)
vt = kecepatan akhir (m/s) x = posisi di sumbu x (m)
s = jarak tempuh (m) y = posisi di sumbu y (m)
t = waktu (s)
 = sudut elevasi
r = jari-jari (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
 = kecepatan sudut (rad/s)
as = percepatan sentripetal (m/s2)
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa (kg) 7


LATIHAN SOAL

1. Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Ketika melihat ada
"polisi tidur" di depannya dia menginjak rem dan mobil berhenti setelah 5 sekon
kemudian. Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut sampai berhenti adalah ….
a. 50 m
b. 100 m
c. 150 m
d. 200 m
e. 250 m
2. Sebuah benda melakukan gerak melingkar berjari-jari , kecepatan sudutnya , dan
percepatan sentripetalnya 4 m/s2, jika kecepatan sudutnya percepatan sentripetalnya
menjadi 2 m/s, maka jari-jari lingkarannya menjadi ….
a. 2 R
b. R
c. ½ R
d. ¼ R
e. 1/8 R
3. Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km/jam, setelah
menempuh jarak 150 m kecepatannya menjadi 72 km/jam. Waktu tempuh mobil
adalah ….
a. 5 sekon
b. 10 sekon
c. 17 sekon
d. 25 sekon
e. 35 sekon
4. Perhatikan grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak
lurus. Besar perlambatan yang dialami benda adalah ….

a. 2,5 m/s2
b. 3,5 m./s2
c. 4,0 m/s2
d. 5,0 m/s2
e. 6,0 m/s2
5. Sebuah benda dilemparkan dengan sudut elevasi 530 dan kecepatan awal 20 m/s. Jika
g = 10 m/s2, maka posisi benda setelah bergerak 1,2 detik adalah …

a. (11,0 ; 15,2) meter
b. (15,2 ; 11,0) meter
c. (14,4 ; 12,0) meter
d. (12,0 ; 10 2 ) meter
e. (11,0 ; 15,2) meter
6. Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan
4 m/s. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka :
4
1) Frekuensi putarannya Hz

8



2) Percepatan sentripetalnya 32 m/s2
3) Gaya sentripetalnya 320 N
4) Periodenya 4 s
Pernyataaan yang benar adalah ….
a. (1), (2), (3), dan (4)
b. (1), (2), dan (3)
c. (1) dan (3) saja
d. (2) dan (4) saja
e. (3) dan (4) saja
7. Seorang anak melempar batu dengan kecepatan awal 12,5 m/s dan sudut 30o terhadap
horizontal. Maka waktu yang diperlukan batu tersebut sampai ke tanah adalah …
a. 0,40 s
b. 0,60 s
c. 1,25 s
d. 1,60 s
e. 2,50 s
8. Benda yang memiliki massa 2 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan melingkar
berjari-jari 0,5 m dengan kecepatan 4 m/s :
1) Percepatan sentripetalnya 32 m/s2
2) Gaya sentripetalnya 64 N
3) Periodenya 0,25 s
Penyataan yang benar berkaitan dengan gerak benda tersebut adalah….
a. (1), (2), dan (3)
b. (1) dan (2) saja
c. (1) dan (3) saja
d. (2) dan (3) saja
e. (3) saja
9. Peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 30 m/s dan membentuk sudut 300
terhadap bidang horizontal. Pada saat mencapai titik tertinggi kecepatannya adalah …
a. 30 3 m/s
b. 30 m/s
c. 0 m/s
d. 15 m/s
e. 15 3 m/s
10. Sebuah benda yang semula berada di titik acuan, bergerak dengan kecepatan v = (2i –
1,5j) m/s. Setelah bergerak selama 4 sekon, benda berpindah sejauh …
a. 2 m
b. 10 m
c. 12 m
d. 14 m
e. 25 m

9



Indikator 2

Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari

 Hukum I Newton  Hukum III Newton
“Setiap benda akan tetap diam atau “Gaya aksi dan reaksi sama besar
bergerak lurus beraturan, kecuali tetapi berlawanan arah dan bekerja
ada gaya yang bekerja padanya.” pada dua benda yang berbeda.”

v  0
 F  0 Faksi   Freaksi
a  tetap
Keterangan :
 Hukum II Newton F = gaya (newton)
“Percepatan yang dihasilkan oleh m = massa (kg)
resultan gaya pada sebuah benda a = percepatan (m/s2)
sebanding dansearah dengan v = kecepatan (m/s)
resultan gaya tersebut dan
berbanding terbalik dengan massa
benda.”
F
a
m

LATIHAN SOAL
1. Sebuah benda yang massanya 1200 kg digantungkan pada seutas kawat yang dapat
memikul beban maksimum sebesar 15 000 N. Jika percepatan gravitasi bumi sama
dengan 10 m/s, maka harga maksimum percepatan ke atas yang dapat diberikan pada
benda itu adalah ….
a. 2,5 m/s2
b. 7,5 m/s2
c. 10,0 m/s2
d. 12,5 m/s2
e. 22,5 m/s2
2. Sebuah system benda terdiri dari balok A dan B seperti gambar. Jika permukaan lantai
licin maka percepatan system adalah ….
a. 6 m/s
b. 5 m/s
c. 4 m/s
d. 2 m/s
e. 1 m/s
3. Dua benda massanya m1= 2 kg dan m2= 3 kg terletak di atas bidang datar yang licin.
Kedua benda dihubungkan dengan tali kemudian ditarik dengan gaya F = 10 3 N
seperti pada gambar di samping. Besarnya tegangan tali T di antara kedua benda
adalah ….
a. 4 3 N
b. 6 N
c. 3 3 N

10



d. 2 3 N
e. 3 N
4. Perhatikan system benda bergerak tanpa gesekan pada gambar! Jika system bergerak
dengan percepatan 4 m/s2 dan benda M sedang naik, maka massa benda M adalah ….

a. 1,0 kg
b. 1,2 kg
c. 1,4 kg
d. 1,7 kg
e. 2,4 kg
5. Perhatikan gambar! Gesekan tali dan katrol diabaikan. Jika massa m1= 5 kg, g= 10 m/s2
dan m1 bergerak ke bawah dengan percepatan 2,5 m/s2, maka berapakah massa m2?

a. 0,5 kg
b. 1 kg
c. 1,5 kg
d. 2 kg
e. 3 kg

6. Sebuah balok massa 5 kg dilepas pada bidang miring licin seperti pada gambar! (g = 10
m/s2 dan tg 37 = ¾). Percepatan balok adalah ….

a. 4,5 m/s2
b. 6,0 m/s2
c. 7,5 m/s2
d. 8,0 m/s2
e. 10,0 m/s2

7. Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan
percepatan 3 m/s2, maka desakan kaki orang tersebut pada lantai adalah ….
a. 420 N
b. 570 N
c. 600 N
d. 630 N
e. 780 N
8. Sebuah benda diam ditarik oleh tiga gaya seperti gambar. Diketahui :
1) Percepatan benda nol
2) Bernda bergerak lurus beraturan
3) benda dalam keadaan diam
4) Benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya.
Pernyataan yang benar adalah ….
a. (1) dan (2)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (3)
d. (1), (2), dan (3)
e. (1), (2), (3), dan (4)
9. Berikut adalah gambar yang menunjukkan lima buah benda, diberikan gaya yang
berbeda-beda. Percepatan benda yang paling besar ditunjukkan oleh gambar nomor ….

11



a. (1)
b. (2)
c. (3)
d. (4)
e. (5)
10. Perhatikan gambar di samping! Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja
0,1 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, gaya yang harus diberikan pada A agar system
bergerak ke kiri dengan percepatan 2 m/s2 adalah ….

a. 70 N
b. 90 N
c. 150 N
d. 250 N
e. 330 N

11. Sewaktu berada di dalam lift yang diam, berat Sandi adalah 500 N. Percepatan
gravitasi = 10 m/s2. Sewaktu lift dipercepat, tegangan tali menjadi 750 N. Dengan
demikian percepatan lift adalah …
a. 5,0 m/s2
b. 7,5 m/s2
c. 10,0 m/s2
d. 12,5 m/s2
e. 15,0 m/s2
12. Sebuah balok massanya 1 kg berada pada lantai kasar horizontal. Di atas balok A
diletakkan balok B yang massanya 1,5 kg dan terikat pada dinding di ujung kiri.
Koefisien gesekan antara A dan lantai dan antara A dan B sama besar. Jika A ditarik ke
kanan, maka perbandingan gaya gesekan A terhadap lantai dengan A terhadap B
adalah …
a. 2 : 3
b. 3 : 2
c. 3 : 5
d. 5 : 2
e. 5 : 3

12



Indikator 3

Menentukan notasi Menentukan besaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi,
momentum sudut, momen inersia, atau titik berat) dan penerapannya berdasarkan
hukum II Newton dalam masalah benda tegar.

 Titik berat  Torsi
1. Titik berat benda   r  F  rF sin 
persegi/persegi panjang/benda Keterangan:
teratur terletak di perpotongan  = torsi/momen gaya (N.m)
kedua diagonal F = gaya yang bekerja (N)
2. Titik berat benda segitiga adalah r = lengan momen (m)
sepertiga tinggi dari alas  = sudut antara F dan r
3. Terletak pada perpotongan  Momentum sudut
kedua garis vertikal untuk benda L  I
sembarang. Keterangan:
L = momentum sudut (kg.m2/s)
I = momen inersia (kg.m2)
 = kecepatan sudut (rad/s)
 Momen inersia
 Titik berat benda gabungan I  mr 2
Keterangan:
 li xi  Ai xi  Vi xi  mi xi I = momen inersia (kg.m2)
x    m = massa benda (kg)
 xi  xi  xi  xi r = jarak terhadap titik poros (m)
 li yi  Ai yi  Vi yi  mi yi  Dinamika rotasi
y      I 
 yi  yi  yi  yi
Keterangan:
 = torsi/momen gaya (N.m)
Keterangan:
I = momen inersia (kg.m2)
l = panjang (m)
A = luas (m2)  = percepatan sudut(rad/s2)
V = volume (m3)
m = massa benda (kg)

LATIHAN SOAL
1. Letak koordinat titik berat benda 2 dimensi seperti tampak pada gambar disamping
adalah …

a. ( 3,0 ; 4,0 )
b. ( 1,0 ; 3,0 )
c. ( 3,7 ; 2.0 )
d. ( 4,2 ; 2,0 )
e. ( 5,2 ; 3,0 )
13



2. Suatu sistem benda bidang homogen ditunjukkan seperti gambar! Koordinat titik berat
sistem benda adalah ….

a. (4 ; 3,0) m
b. (4 ; 4,6) m
c. (4 ; 4,8) m
d. (4 ; 5,0) m
e. (4 ; 5,4) m
3. Gambar di bawah adalah gabungan dua potong papan segiempat dan segitiga sama
kaki. Kedua papan ini terbuat dari bahan yang sama. Agar titik berat gabungannya
persis pada titip P, maka panjang sisi a adalah ….

a. 3 cm
b. 4 cm
c. 6 cm
d. 8 cm
e. 10 cm
4. Seorang anak bermain bowling (bola pejal) massanya 4 kg dan jari-jarinya 5 cm
menggelinding di atas lantai kasar, mula-mula kecepatannya 6 m/s hingga berhenti
setelah menempuh jarak 9 meter. Gaya gesek yang bekerja pada bola adalah ….
a. 0,8 N
b. 1,6 N
c. 2,4 N
d. 3,2 N
e. 9,6 N
5. Sebuah tongkat homogen dengan panjang 40 cm bermassa 3 kg. Pada salah satu ujung
tongkat diberi beban, sedangkan ujung lainnya sebagai tumpuan. Jika F = 280 N,
momen gaya pada titik O adalah ….

a. 0
b. 6 Nm
c. 8 Nm
14



d. 14 Nm
e. 28 Nm
6. Seorang penari berputar, tangan terentang sepanjang 160 cm. Kemudian tangan
dilipat menjadi 80 cm, sepanjang siku, jika kecepatan sudut putar dari penari itu tetap
maka momentum liniernya ...
a. tetap
b. menjadi ½ kali semula
c. menjadi ¾ kali semula
d. menjadi 2 kali semula
e. menjadi 4 kali semula
7. Sebuah partikel bermassa 0,2 gram bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap
10 rad/s. Jika jari-jari lintasan partikel 3 cm, maka momentum sudut partikel itu
adalah…
a. 3x10-7 kg.m2.s-1
b. 9x10-7 kg.m2.s-1
c. 1,6x10-6 kg.m2.s-1
d. 1,8x10-4 kg.m2.s-1
e. 4,5x10-3 kg.m2.s-1
8. Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya
masing-masing F1= 20 N, F2 = 10 N, dan F3= 40 N dengan arah dan posisi seperti pada
gambar. Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya
adalah….

a. 40 Nm
b. 39 Nm
c. 28 Nm
d. 14 Nm
e. 3 Nm
9. Sebuah katrol pejal bermassa (M) dan jari-jarinya (R) seperti pada gambar! Salah satu
ujung tali tak bermassa dililitkan pada katrol, ujung tali yang lain digantungi beban m
kg. Percepatan sudut katrol () jika beban dilepas. Jika pada katrol ditempelkan
plastisin A yang bermassa ½ M, maka untuk menghasilkan percepatan sudut yang
sama, massa beban harus dijadikan….

a. ¾ m.kg
b. 3/2 m.kg
c. 2m.kg
d. 3m.kg
e. 4m.kg
15



Indikator 4

Menentukan Menentukan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam
kehidupan sehari-hari atau menentukan besaran-besaran yang terkait

 Usaha  Energi Potensial

W =F.s Ep = m g h
= F . s cos 
Keterangan:
Keterangan: Ep = energi potensial (joule)
W = usaha (joule) m = massa (kg)
F = gaya (N) g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
s = perpindahan (m) h = ketinggian (m)
 = sudut antara F dan s
 Hubungan antara Usaha dan Energi
 Energi Kinetik
W = E
Ek = ½ m v2
Keterangan:
Keterangan: W = usaha (joule)
Ek = energi kinetik (joule) ΔE = selisih energi (joule)
m = massa (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

LATIHAN SOAL

1. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan
percepatan 3 m/s. Usaha yang di ubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah…
a. 6 joule
b. 12 joule
c. 24 joule
d. 48 joule
e. 72 joule
2. Sebuah batu yang massanya 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 100 m. Jika percepatan
gravitasi 10 m/s2, maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat batu sampai ketinggian
20 m adalah ….
a. 10 joule
b. 20 joule
c. 100 joule
d. 400 joule
e. 1600 joule
3. Seorang anak mengangkat koper dengan gaya angkat sebesar 50 N, berjalan sejauh 4
meter, maka usaha yang dilakukan anak tersebut adalah ….
a. 0 joule
b. 0,4 joule
c. 12,5 joule
d. 20 joule
e. 200 joule

16



4. Sepotong balok bermassa 20 kg berada dalam keadaan diam pada bidang horizontal
yang licin. Kemudian balok dipukul hingga bergerak dengan percepatan 0,8 m/s 2.
Usaha yang dilakukan balok pada 10 sekon pertama gerakannya adalah ….
a. 1 600 joule
b. 800 joule
c. 640 joule
d. 64 joule
e. 6,4 joule
5. Perhatikan gambar! Anggap g = 10 m/s2. Jika koefisien gesekan kinetik antara balok
dan lantai μk = 0,5, maka nilai perpindahan benda (s) adalah….

a. 5,00 m
b. 4,25 m
c. 3,00 m
d. 2,50 m
e. 2,00 m
6. Odi mengendarai mobil bermassa 4 000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m/s.
Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan
mobilnya berkurang teratur menjadi 15 m/s. Usaha oleh gaya pengereman adalah….
a. 200 kJ
b. 300 kJ
c. 400 kJ
d. 700 kJ
e. 800 kJ
7. Bola bermassa 500 gram bergerak dengan laju 10 m/s. Untuk menghentikan bola
tersebut gaya penahan F bekerja pada bola selama 0,2 s. Besar gaya F adalah ….
a. 5 N
b. 7,5 N
c. 10 N
d. 15 N
e. 25 N
8. Seorang pekerja menarik ember berisi air yang bermassa 5 kg yang diikat dengan tali,
dari ketinggian 5 meter sampai pada ketinggian 20 meter. Jika percepatan gravitasi
g=10m/s2, usaha yang harus dilakukan adalah ….
a. 1750 J
b. 1500 J
c. 1000 J
d. 750 J
e. 250 J
9. Sebuah mesin Derek menarik sebuah mobil. Usaha yang dilakukan mesin Derek
sebesar 25000 J. Tali penarik mobil membentuk sudut 45 dan mesin derek berhasil
memindahkan mobil sejauh 100 m. Gaya yang dilakukan mesin derek pada mobil
sebesar….
a. 100 2 N
17



b. 125 2N
c. 150 2N
d. 200 2N
e. 250 2N
10. Sebuah gaya konstan 60 N bekerja selama 12 detik pada sebuah benda yang masanya
10 kg. Benda mempunyai kecepatan awal 6 m/detik dengan arah yang sama dengan
gaya itu.
1) Kerja yang dilakukan pada benda adalah 30.240 joule
2) Energi kinetik akhir benda itu adalah 30.240 joule
3) Daya yang dihasilkan adalah 2520 watt
4) Pertambahan emergi kinetik benda itu adalah 180 joule
Pernyataan yang benar adalah …
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 1 dan 4
d. hanya 4
e. semua benar
11. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Akibat gaya gesekan
antara benda dan lantai mengalami perlambatan 2 m/s2. Besar usaha untuk mengatasi
gaya gesekan selama 3 sekon adalah….
a. 256 joule
b. 240 joule
c. 176 joule
d. 128 joule
e. 120 joule
12. Energi 4900 joule digunakan untuk mengangkat vertikal benda bermassa 50 kg. Benda
akan naik setinggi … (g = 9.8 m/s2)
a. 0,1 m
b. 10 m
c. 98 m
d. 245 m
e. 960 m

18



Indikator 5

Menentukan Menjelaskan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan atau
menentukan besaran-besaran terkait pada konsep elastisitas

 Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Tegangan Regangan Modulus
F l 
  E
A l e

Keterangan:
E = modulus elastisitas (N/m2)
 = tegangan (N/m2)
 = regangan
F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)
l = panjang mula-mula (m)
Δl = perubahan panjang (m)

 Hukum Hooke / Elastisitas Pegas
“Jika gaya tarik tidak melampui batas elastisitas pegas, pertambahan panjang pegas
berbanding lurus dengan gaya tariknya”.

F  k.x
Keterangan:
F = gaya yang dikerjakan pada pegas (N)
k = konstanta pegas (kg/m2)
Δx = pertambahan panjang pegas (m)

 Energi potensial pegas
E p  1 k x 2
2

 Susunan Pegas
Seri Paralel
1 1 1 1 k p  k1  k2  ...  kn
   ... 
ks k1 k2 kn

LATIHAN SOAL

1. Tiga buah pegas identik tersusun seperti gambar berikut! Masing-masing pegas dapat
merenggang 2 cm jika diberi beban 600 gram, maka konstanta pegas gabungan pada
sistem pegas adalah ….

a. 45 N/m
b. 200 N/m
c. 225 N/m
d. 450 N/m
e. 900 N/m
19



2. Tiga buah pegas identik disusun seperti gambar di samping! Jika beban 300 gram (g =
10 m/s2) digantung pada pegas k, pegas akan bertambah panjang 4 cm. Besarnya
konstanta susunan pegas adalah ….

a. 225 N/m
b. 75 N/m
c. 50 N/m
d. 25 N/m
e. 5 N/m

3. Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut :

Energi potensial yang dihasilkan ketika pegas bertambah panjang 2 cm adalah ….
a. 0,32 J
b. 0,16 J
c. 0,08 J
d. 0,06 J
e. 0,04 J
4. Karet yang panjangnya L digantungkan beban sedemikian rupa sehingga diperoleh
data seperti pada tabel :

Berdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan besar konstanta pegas adalah ….
a. 250 N/m
b. 360 N/m
c. 400 N/m
d. 450 N/m
e. 480 N/m
5. Sepotong kawat logam homogen panjangnya 140 cm dan luas penampangnya 2 mm.
Ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N, bertambah panjang 1 mm. Modulus elastik
bahan kawat logam tersebut adalah ….
a. 7 x 108 N/m2
b. 7 x 109 N/m2
c. 7 x 1010 N/m2
d. 7 x 1011 N/m2
e. 7 x 1017 N/m2
6. Grafik di samping menunjukkan hubungan antara gaya F dan pertambahan panjang
(x) pada sebuah pegas. Energi potensial pegas pada saat mengalami pertambahan
panjang 14 cm adalah ….
a. 11,2 juole
b. 5,6 joule
c. 1,12 joule
d. 0,56 joule
e. 0,112 joule
20



7. Dua kawat P dan Q masing-masing panjangnya 50 cm dan 80 cm ditarik dengan gaya
yang sama . Jika konstanta kawat P dan Q masing-masing sebesar 200 N/m dan 300
N/m, maka perbandingan penambahan panjang kawat P dan Q adalah ….
a. 1 : 1
b. 2 : 3
c. 3 : 2
d. 5 : 8
e. 8 : 5
8. Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberi gaya 30 N. Pertambahan
panjang pegas jika diberi gaya 21 N adalah ….
a. 2 cm
b. 3 cm
c. 5 cm
d. 6 cm
e. 7 cm
9. Diantara keadaan benda-benda berikut :
1) Karet katapel yang diregangkan
2) Bandul yang disimpangkan
3) Besi yang dipanaskan
Benda yang memiliki energi potensial adalah pada nomor …
a. (1)
b. (1) dan (2)
c. (2)
d. (2) dan (3)
e. (3)
10. Batang serba sama (homogen) panjang L, ketika di tarik dengan gaya F bertambah
panjang sebesar L. Agar pertambahan panjang menjadi 4 L maka besar gaya
tariknya adalah …
a. ¼ F
b. ½ F
c. 2 F
d. 4 F
e. 16 F
11. Sebuah pegas memerlukan usaha 75 joule untuk meregang sepanjang 5 cm. Usaha
yang diperlukan untuk meregang pegas sepanjang 3 cm adalah …
a. 27 joule
b. 25 joule
c. 15 joule
d. 5 joule
e. 0,2 joule

21



Indikator 6

Menentukan Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum
kekekalan energi mekanik

 Energi Mekanik Di titik A
EKA =0
EM = EP + EK EPA = mghA

Keterangan : Di titik B
EM = energi mekanik (joule) EKB = ½ mvB2
EP = energy potensial (joule) EPB = mghB
EK = energy kinetic (joule)
Di titik C
 Hukum kekekalan energy mekanik EKC = ½ mvC2
EPC =0
EM1 = EM2
EP1 + EK2 = EP2 + EK2
mgh1  1 mv12  mgh2  1 mv2 2
2 2
LATIHAN SOAL

1. Sebuah benda bermassa 100 gram jatuh bebas dari ketinggian 20 m. kecepatan benda
pada saat mencapai ketinggian 5 m dari permukaan tanah adalah ...
a. 20 m/s
b. 15 m/s
c. 10 3 m/s
d. 10 2 m/s
e. 10 m/s
2. Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar. Ketika dilepas, balok
meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di
dasar bidang miring adalah ….

a. 6 m/s
b. 8 m/s
c. 10 m/s
d. 12 m/s
e. 16 m/s
3. Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60o dan
kecepatan awal 40 m/s seperti gambar. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka
energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah ….

22



a. 0 joule
b. 4 joule
c. 8 2 joule
d. 12 joule
e. 24 joule
4. Sebuah benda dengan massa 1 kg, dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s.
Bila g = 10 m/s2, besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 meter
adalah ….
a. 300 joule
b. 400 joule
c. 500 joule
d. 600 joule
e. 700 joule
5. Sebuah benda bermassa 0,5 kg digantung dengan benang (massa benang di abaikan)
dan diayunkan hingga ketinggian 20 cm dari posisi awal (lihat gambar). Bila g = 10
m/s2, kecepatan benda di titk A adalah ….

a. 4 m/s
b. 0,4 m/s
c. 0,2 m/s
d. 0,04 m/s
e. 0,02 m/s
6. Sebuah benda dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan
pada saat lepas dari bibir meja adalah 2 m/s. Jika g = 10 m/s2, energi mekanik benda
pada saat ketinggian dari tanah 1 m adalah ….
a. 2 Joule
b. 10 Joule
c. 12 Joule
d. 22 Joule
e. 24 Joule
7. Sebuah benda jatuh dari posisi A seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan
energi kinetik benda ketika sampai di B adalah ….

23



a. 3 : 2
b. 3 : 1
c. 2 : 1
d. 2 : 3
e. 1 : 3
8. Dua buah benda A dan B yang keduanya bermassa m kg jatuh bebas dari ketinggian h meter
dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, benda B akan menyentuh
tanah dengan nergi kinetik sebesar ….
a. ¼ mv2
b. ½ mv2
c. ¾ mv2
d. mv2
e. 3/2 mv2
9. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti
pada gambar. Perbandingan energi potensial dan energikinetik balok ketika berada di
titik M adalah ….

a. Ep : Ek = 1 : 3
b. Ep : Ek = 1 : 2
c. Ep : Ek = 2 : 1
d. Ep : Ek = 2 : 3
e. Ep : Ek = 3 : 2
10. Perhatikan gambar di samping! Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika
percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas
tanah adalah ….

a. 2 m/s
b. 5 m/s
c. 10 m/s
d. 15 m/s
e. 20 m/s

24



Indikator 7

Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau
hukum kekekalan momentum

 Impuls  Hukum Kekekalan Momentum
I = F · ∆t pawal = pakhir
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
Keterangan:
I = impuls (N.s)  Koefisien restitusi ( e )
F = gaya (N)  v ' v ' 
∆t = selang waktu (s) e   2 1 
 v2  v1 
 Momentum
p=m.v  Tumbukan
1. Lenting sempurna (e = 1)
Keterangan: 2. Tidak lenting sama sekali (e = 0)
p = momentum (kg.m/s) 3. Lenting sebagian (0 < e < 1)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s) Keterangan :
m1, m2 = massa (kg)
 Hubungan Impuls dan Momentum v1, v2 = kecepatan sebelum
I = p tumbukan (m/s)
F . t = m . v v1’, v2’ = kecepatan setelah
F . t = m (v2 – v1) tumbukan (m/s)

LATIHAN SOAL

1. Bola A bermassa 0,4 kg bergerak dengan laju 6 m/s dan menumbuk bola B bermassa
0,6 kg yang sedang bergerak mendekati bola A dengan laju 8 m/s. Kedua bola tersebut
bertumbukan tidak lenting sempurna. Laju bola setelah tumbukan adalah ….
a. 1,4 m/s searah gerak bola B
b. 2,4 m/s searah gerak bola B
c. 2,4 m/s searah gerak bola A
d. 2,5 m/s searah gerak bola B
e. 2,5 m/s searah gerak bola A
2. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan
kecepatan 2 m/s. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan
gerak bola, sehingga kecepatan bola menjadi 6 m/s. Bila bola bersentuhan dengan
pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah ….
a. 8 kg m/s
b. 6 kg m/s
c. 5 kg m/s
d. 4 kg m/s
e. 2 kg m/s
3. Sebuah bola yang mempunyai momentum p menumbuk dinding dan memantul.
Tumbukan lenting sempurna dan arahnya tegak lurus. Besarnya perubahan
momentum bola adalah …
a. 0
b. ¼ p
c. ½ p
25



d. P
e. 2p
4. Sebuah bola jatuh bebas dari ketinggian 100 m di atas lantai. Jika koefisien restitusi
antara bola dengan lantai 0,5 maka tinggi pantulan pertama bola tersebut adalah….
a. 20 m
b. 25 m
c. 50 m
d. 75 m
e. 80 m
5. Benda A bermassa 120 gram bergerak ke kanan dengan kecepatan 20 m/s menumbuk
bola B bermassa 80 gram yang diam. Tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali.
Kecepatan kedua benda setelah bertumbukan adalah ….
a. 40 m/s
b. 20 m/s
c. 12 m/s
d. 11 m/s
e. 6 m/s
6. Dua benda A dan B massanya sama. Benda A menumbuk benda B yang diam sehingga
kedua benda melekat satu sama lain dan bergerak bersama,
I. Jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan berbanding 2 : 1
II. kecepatan kedua benda sesudah tumbukan sebesar ½ kali kecepatan benda A
mula-mula
III. momentum benda A sebelum tumbukan = 2 kali momentum benda B sesudah
tumbukan
IV. Koefisien restitusi sama dengan nol
Pernyataan di atas yang benar adalah ….
a. I, II dan III
b. I dan III
c. II dan IV
d. IV
e. I, II, III dan IV
7. Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati
seperti pada gambar! Jika v2’ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan
dengan laju 5 m/s, maka besa rkecepatan v1 setelah tumbukan adalah ….

a. 7 m/s
b. 9 m/s
c. 13 m/s
d. 15 m/s
e. 17 m/s
8. Dua troli A dan B masing-masing bergerak saling mendekat dengan vA = 4 m/s dan vB =
5 m/s seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali,
maka kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan adalah ….

a. 4,5 m/s ke kanan
26



b. 4,5 m/s ke kiri
c. 1,0 m/s ke kiri
d. 0,5 m/s ke kiri
e. 0,5 m/s ke kanan
9. Bola B menumbuk benda A yang sedang diam seperti gambar. Jika setelah tumbukan A
dan B menyatu, kecepatan bola A dan B adalah ….

a. 2,0 m/s
b. 1,8 m/s
c. 1,5 m/s
d. 1,0 m/s
e. 0,5 m/s
10. Sebuah mobil bermassa 800 kg melaju dengan kecepatan 90 km/jam menabark
gerobak bermassa 200 kg yang berhenti di tepi jalan. Setelah tabrakan, gerobak
menempel pada mobil dan bergerak dengan laju ….
a. 5 m/s
b. 10 m/s
c. 15 m/s
d. 20 m/s
e. 25 m/s
11. Sebutir peluru 40 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s arah mendatar
menumbuk balok bermassa 960 gram yang diam di atas bidang datar, Jika peluru
tertahan di dalam balok, maka kecepatan keduanya menjadi ….
a. 40 m/s
b. 36 m/s
c. 24 m/s
d. 12 m/s
e. 4 m/s

27



Indikator 8
Menjelaskan hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik atau fluida
dinamik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
 Tekanan Hidrostatis  Tegangan permukaan
Ph  P0   gh Benda batang Benda Lingkaran
Keterangan : F F
 
Ph = tekanan hidrostatis (Pa) 2L 2 R
P0 = tekanan udara luar (Pa) Keterangan :
 = massa jenis (kg/m3)  = tegangan permukaan (N/m)
g = gravitasi bumi (m/s2) F = gaya (N)
h = kedalaman (m) L = panjang (m)
 Hukum Pascal R = jari-jari (m)
“Tekanan zat cair dalam ruang tertutup  Kapilaritas
akan diteruskan ke segala arah”

2 cos 
h
 gr
Keterangan :
P  P2 H = tinggi fluida (m)
1
 = tegangan permukaan (N/m)
F1 F2  = sudut kontak

A1 A2  = massa jenis fluida (kg/m3)
Keterangan : g = percepatan gravitasi (m/s2)
P1 = tekanan di pipa A (N/m2) r = jari-jari pipa kapiler (m)
P2 = tekanan di pipa B (N/m2)  Viskositas
F1 = gaya di pipa A (N) Ff  6 rv
F2 = gaya di pipa B (N) Keterangan :
A1 = luas penampang A (m2) Ff = gaya stokes (N)
A2 = luas penampang B (m2)
 = koefisien viskositas (kg.m.s)
 Hukum Archimides
r = jari-jari (m)
“Benda yang tercelup sebagian atau
v = kecepatan (m/s)
seluruhnya di dalam fluida, akan
 Kontinuitas
mendapat gaya ke atas sebesar volume
V
benda yang tercelup, Q
t
FA   f gV ' atau FA  wu  w '
Q1 = Q2
Keterangan : A1v1  A2v2
FA = gaya angkat (N)
Keterangan :
f = massa jenis fluida (kg/m3)
Q = debit air (m3/s)
V’ = volume benda tercelup (m3)
A = luas penampang pipa (m2)
g = gravitasi bumi (m/s2)
wu = berat benda di udara (N) V = volume (m3)
w’ = berat benda di air (N) t = waktu (s)
v = kecepatan aliran (m/s)
Benda di dalam fluida :  Hukum Bernoulli
1. Terapung (b < f) Asas Toricelli
2. Melayang (b = f) P   gh1  1  v12  P2   gh2  1  v2 2
1 2 2
3. Tenggelam (b > f)
28



Lubang kebocoran Keterangan :
FA = gaya angkat pesawat (N)
 = massa jenis fluida (kg/m3)
v1 = kecepatan udara bagian bawah (m/s)
v2 = kecepatan udara bagian atas (m/s)
P1 = tekanan udara di bagian atas (Pa)
P2 = tekanan udara di bagian bawah (Pa)
 Pipa venturi
v  2 gh1
2h2
t
g
x  2 h1h2
P  P2   gh
Keterangan : 1

P = tekanan (Pa) v2 2  v12  2 gh
 = massa jenis fluida (kg/m3) Keterangan :
v = kecepatan fluida (m/s)  = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2) v1 = kecepatan di titik 1 (m/s)
h1 =jarak permukaan air ke lubang (m) v2 = kecepatan di titik 2 (m/s)
h2 = jarak lubang terhadap tanah (m) P1 = tekanan udara di titik 1 (Pa)
 Gaya angkat pesawat P2 = tekanan udara di titik 2 (pa)
h = selisih ketinggian air di kedua pipa (m)

FA  1  (v12  v2 2 ) A
2
v1 > v2
P1 < P2

LATIHAN SOAL

1. Sebatang jarum yang panjangnya 10 cm diletakkan pelan-pelan di atas permukaan
bensin. Jarum terapung dalam bensin. Massa jenis jarum  = 3,92 gr/cm3, tegangan
muka bensin pada suhu tersebut =  = 0,0314 N/m. Ambil  = 3,14 dan g = 10 m/det2,
maka radius jarum adalah....
a. 3/7 mm
b. 4/7 mm
c. 5/7 mm
d. 6/7 mm
e. 1 mm
2. Sebuah pipa kapiler berdiameter 2/3 mm dimasukkan tegak lurus ke dalam bejana
yang berisi air raksa (massa jenis = 13,62 gr/cm3). Sudut kontak antara air raksa
dengan pipa adalah 143º (sin 37 = 0,6). Bila tegangan muka zat cair adalah 0,48 N/m,
maka turunnya air raksa dalam pipa kapiler dihitung dari permukaan zat cair dalam
bejana (g = 10 m/det2) adalah....
a. 1,20 cm
b. 1,69 cm
c. 2,00 cm

29



d. 2,27 cm
e. 3,00 cm
3. Sebuah tangki berisi air diletakkan di tanah. Tinggi permukaan air 1,25 m dari tanah.
Pada ketinggian 0,8 m dari tanah terdapat lubang kebocoran, sehingga air mengalir
dari lubang tersebut dengan kecepatan.... (g = 10 m detik-2)
a. 0,45 m detik-1
b. 3 m detik-1
c. 8 m detik-1
d. 9 m detik-1
e. 12,5 m detik-1
4. Sebuah pesawat mempunyai lebar sayap total 15 m2. Jika kecepatan aliran udara di
atas dan di bawah sayap masing- masing 60 m/s dan 30 m/s serta massa jenis udara
1,2 kg/m3. Besarnya gaya ke atas yang dialami pesawat adalah….
a. 16 200 N
b. 20 100 N
c. 24 300 N
d. 30 500 N
e. 34 600 N
5. Sebuah batu karang bermassa 80 kg terletak di dasar sebuah danau. Volum batu 2,5 x
104 cm3. Berapa berat batu di dasar danau?
a. 530 N
b. 545 N
c. 550 N
d. 575 N
e. 580 N
6. Sebuah bola dengan volume 32 cm3 mengapung di atas permukaan air dan
setengahnya tepat terbenam di bawah permukaan air. Berapakah massa bola itu?
a. 1,6
b. 1 kg
c. 0,16 kg
d. 0,016 kg
e. 0,0016 kg
7. Tekanan hidrostatis pada suatu titik di dalam bejana yang berisi zat cair ditentukan
oleh:
1) massa jenis zat cair
2) volume zat cair dalam bejana
3) kedalaman titik dari permukaan zat cair
4) bentuk bejana
Pernyataan yang benar adalah ….
a. (1), (2), dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4)
e. (1), (2), (3), dan (4)
8. Sebuah tangki di isi dengan air sampai mencapai ketinggian 3,05 m. Pada jarak 1,25 m
dari dasar tangki terdapat sebuah kran dengan luas penampang 1 cm2. Kecepatan
keluarnya air dari kran adalah ....
a. 2 m/s
b. 3 m/s
c. 4 m/s
30



d. 5 m/s
e. 6 m/s
9. Pipa berjari-jari 15 cm disambung dengan pipa lain yang berjari-jari 5 cm. Keduanya
dalam posisi horizontal. Apabila kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 1 m/s
pada tekanan 105 N/m2, maka tekanan pada pipa yang kecil (massa jenis air 1
gram/cm3) adalah ….
a. 10 000 N/m2
b. 60 000 N/m2
c. 15 000 N/m2
d. 90 000 N/m2
e. 30 000 N/m2
10. Pada gambar di bawah, air mengalir melewati pipa venturimeter. Jika luas penampang
A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm2 dan g = 10 m/s2, maka kecepatan (v) air
yang memasuki pipa venturimeter adalah ….

a. 3 m/s
b. 4 m/s
c. 5 m/s
d. 9 m/s
e. 25 m/s

31



SKL 3. Memahami konsep kalor dan prinsip konservasi kalor, serta sifat gas ideal,
dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika dalam
penerapannya pada mesin kalor

Indikator 1

Menentukan pengaruh kalor terhadap suatu zat, perpindahan kalor atau asas Black
dalam pemecahan masalah
 Kalor  Perpindahan kalor
Q  mcT Konduksi
Q  mL Q kAT
H 
Keterangan: t l
Q = kalor (joule) Konveksi
m = massa benda (kg) Q
H  hAT
c = kalor jenis benda (J/kg°C) t
∆T = perubahan suhu (°C) Radiasi
L = kalor laten (J/kg) Q
H  e T 4 A
 Satuan Kalor
t
1 joule = 0,24 kalori 1 kalori = 4,2 joule Keterangan :
H = kalor yang merambat tiap detik (J/s)
k = konduktivitas termal (W/m.K)
 Azas Black
“Pada pencampuran dua zat banyaknya h = koefisien konveksi (J/s.m2.K)
kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi A = luas permukaan (m2)
sama dengan banyaknya kalor yang ∆T = perubahan suhu (°C)
diterima zat bersuhu rendah.” l = panjang penghantar (m)
e = emisivitas : e = 1; penyerap sempurna
Qserap  Qlepas 0<e<1
e = 0; penyerap paling jelek
 = konstanta boltzman (5,67x10-8 W/m2K4)
LATIHAN SOAL
1. Dua buah batang logam A dan B memiliki ukuran yang sama tetapi jenisnya berbeda
dihubungkan seperti berikut,
Kedua logam memiliki suhu yang beda pada kedua ujungnya. Jika koefisien konduksi
termal A adalah setengah konduksi termal B, maka suhu pada sambungan batang
adalah....
a. 55 °C
b. 45 °C
c. 35 °C
d. 29 °C
e. 24 °C
2. Dua batang logam A dan B yang mempunyai ukuran sama
disambungkan satu sama lain pada salah satu ujungnya. Jika suhu ujung
bebas logam B 210oC dan di ujung bebas logam A 30oC dan koefisien
konduksi kalor logam A adalah dua kali koefisien konduksi logam B
maka suhu pada sambungan kedua logam adalah….
a. 80oC
b. 90oC
c. 120 oC
32



d. 150oC
e. 180oC
3. Sebongkah es dengan massa 50 gram pada suhu -5oC dimasukkan kedalam 1 liter air
dengan suhu 20oC. Dalam waktu beberapa lama es itu habis menyatu dengan air di
dalam bak dalam suhu setimbang. Jika kalor lebur es 80 kal/g, maka :
1) Suhu air sekarang antara -5oC sampai dengan 20oC
2) Terjadi aliran kalor dari air ke dalam es
3) Pada saat es melebur, kalor yang diperlukan sebesar 4000 kal
4) Es melebur di dalam air karena pengaruh tekanan hidrostatis air
Penyataan yang benar adalah ….
a. (1), (2) dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4)
e. (1), (2), (3) dan (4)
4. Batang besi homogen yang salah satu ujungnya dipanasi. Besi itu memiliki luas
penampang 17 cm2 dengan konduktivitas termal 4 x 105 J/msoC. Panjang batang 1 m
dan perbedaan suhu kedua ujung 30oC. Kalor yang merambat dalam batang besi
selama 2 sekon sebesar …
a. 2,81 x 103 Joule
b. 4,08 x 104 Joule
c. 4,08 x 105 Joule
d. 6,00 x 105 Joule
e. 7,10 x 106 Joule
5. Sepotong es yang massanya 75 gram saat berada pada titik leburnya dimasukkan ke
dalam bejana berisi 150 gram air bersuhu 100oC (kalor jenis air = 1 kal.gram-1.oC-1 dan
kalor lebur es = 80 kal.gram-1. Jika dianggap tidak ada kalor yang terserap pada
wadahnya setelah terjadi keseimbangan termal, maka suhu air adalah ….
a. 60oC
b. 50oC
c. 45oC
d. 40oC
e. 36oC
6. Sepotong logam bermassa 50 gr bersuhu 90oC dicelupkan ke dalam 100 gr air bersuhu
29,5oC (kalor jenis air = 1 kal/groC). Jika suhu akhir 35oC, maka kalor jenis logam
adalah….
a. 0,20 kal/groC
b. 0,16 kal/groC
c. 0,15 kal/groC
d. 0,12 kal/groC
e. 0,10 kal/groC
7. Dua batang logam P dan Q yang mempunyai panjang dan luas penampang yang sama
disambung menjadi satu pada salah satu ujungnya. Bila konduktivitas termal logam P
4 kali konduktivitas termal logam Q, maka suhu pada sambungan kedua logam saat
terjadi keseimbangan termal adalah …
a. 120oC
b. 100oC
c. 90oC
d. 80oC
e. 60oC

33



8. Grafik di bawah ini menyatakan hubungan antara suhu (t) dengan kalor (Q) yang
diberikan pada 1 gram zat padat. Besar kalor lebur zat padat tersebut adalah…

a. 71 kal/gram
b. 79 kal/gram
c. 80 kal/gram
d. 81 kal/gram
e. 150 kal/gram
9. Perbandingan jumlah energi radiasi kalor yang dipancarkan tiap detik satu satuan luas
permukaan dari dua benda hitam sempurna masing-masing bersuhu 47oC dan 367oC
adalah
a. 1 : 2
b. 1 : 4
c. 1 : 16
d. 2 : 1
e. 16 : 1
10. Alumunium bermassa 200 gram dengan suhu 20oC dimasukkan ke dalam bejana air
bermassa 100 gram dengan suhu 80oC. Jika kalor jenis alumunium 0,22 kal/goC dan
kalor jenis air 1 kal/goC, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati ….
a. 20oC
b. 42oC
c. 62oC
d. 80oC
e. 100oC

34



Indikator 2

Menjelaskan persamaan umum gas ideal pada berbagai proses termodinamika dan
penerapannya.

 Persamaan Gas Ideal V2 = volume akhir gas ideal (m3)
PV = nRT atau PV = NkT T1 = suhu awal gas ideal (K)
Keterangan : T2 = suhu akhir gas ideal (K)
P = tekanan gas ideal (Pa)
V = volume gas ideal (m3)  Energi Kinetik Gas Ideal
N = jumlah partikel gas 3 3
R = tetapan gas umum Ek  nRT atau Ek  NkT
2 2
(8,31x103 J/mol.K atau Keterangan :
0,082 liter.atm/mol K) Ek = energy kinetik gas ideal (joule)
k = tetapan Boltzman n = jumlah mol gas
(1,38x10-23 J/K) N = jumlah partikel gas
T = suhu (K) T = suhu (K)
m R = tetapan gas umum
n = jumlah mol gas ( n  atau
Mr (8,31x103 J/mol.K atau
N 0,082 liter.atm/mol K)
n ) k = tetapan Boltzman
No (1,38x10-23 J/K)
No = bilangan Avogadro
(6,02x1023 partikel)  Kecepatan Efektif gas Ideal
m = massa partikel gas
Mr = massa molekul gas 3RT 3kT
vrms  atau vrms 
 Hukum Boyle-gay-Lussac M m
PV1 PV2 Keterangan :
1
 2 vrms = kecepatan efektif (m/s)
T1 T2 m = massa partikel gas ideal (kg)
Keterangan : M = massa gas per mol (kg/mol)
P1 = tekanan awal gas ideal (Pa)
P2 = tekanan akhir gas ideal (Pa)
V1 = volume awal gas ideal (m3)
LATIHAN SOAL
1. Sebuah ruang tertutup berisi gas idela dengan suhu T dan kecepatan partikel gas v.
Jika suhu gas dipanaskan menjadi 3T maka kecepatan gas menjadi ....
a. v2
b. 3v
c. 3v
d. v
e. 1/3 v
2. Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27oC pada tekanan 1 atm ( 1 atm = 105 Pa) berada
di dalam tabung. Jika kontanta gas umum R = 8,314 J.m-1.K-1 dan banyaknya partikel
dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung
tersebut adalah….
a. 0,83 x 1023 partikel
b. 0,72 x 1023 partikel
35



c. 0,42 x 1023 partikel
d. 0,22 x 1023 partikel
e. 0,12 x 1023 partikel
3. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC mempunyai tekanan 165,6 N/m2. Banyaknya
partikel gas tersebut….
a. 2 x 1019 partikel
b. 3 x 1019 partikel
c. 2 x 1020 partikel
d. 3 x1020 partikel
e. 5 x 1020 partikel
4. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika
suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi ¾ V, maka tekanannya menjadi ….
a. ¾ P
b. 4/3 P
c. 3/2 P
d. 5/3 P
e. 2 P
5. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V pada suhu T dan
tekanan P. Jika suhu gas menjadi 3/2 T dan tekanannya menjadi 2P, maka volume gas
menjadi….
a. ¾ P
b. 4/3 P
c. 3/2 P
d. 3 P
e. 4 P
6. Partikel-partikel gas oksigen di dalam tabung tertutup pada suhu 20oC memiliki energi
kinetik 2140 joule. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 joule kita harus
menaikkan suhunya menjadi…
a. 879C
b. 606C
c. 589C
d. 60C
e. 40C
7. Dua mol gas menempati ruang 24,08 liter. Tiap molekul gas memiliki energi kinetik
sebesar 3 ×10–21 J. Jika bilangan Avogadro = 6,02 × 1023 molekul.mol–1, maka tekanan
gas dalam tangki adalah ….
a. 1,00 × 102 Pa
b. 2,41 × 102 Pa
c. 6,02 × 102 Pa
d. 1,00 x 105 Pa
e. 2,41 × 105 Pa
8. Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul
hidrogen. Dengan demikian molekul-molekul nitrogen pada suhu 294 K mempunyai
laju rata-rata yang sama dengan molekul-molekul hidrogen pada suhu :
a. 10,5 K
b. 42 K
c. 21 K
d. 4116 K
e. 2058 K

36



9. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 42oC dan tekanan 7 atm serta volumenya 8L.
Apabila gas dipanasi sampai 87oC, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas
adalah ….
a. tetap
b. berkurang 10%
c. berkurang 20%
d. bertambah 12%
e. bertambah 20%
10. Suhu gas ideal berada di dalam bejana yang tutupnya dapat bergerak bebas naik
ataupun turun. Awalnya volume ruangan tersebut V, bersuhu T dan tekanan P. Jika
tutup bejana di tekan, volume gas menjadi ¼ dari semula sedangkan suhu menjadi dua
kali dari semula, maka tekanan gas sekarang menjadi ….
a. 1/8 P
b. ½ P
c. P
d. 2 P
e. 8 P
11. Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V dalam ruang tertutup. Jika tekanan gas
dalam ruang tersebut menjadi ¼ kali semula pada volume tetap, maka perbandingan
energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah ….
a. 2 : 1
b. 4 : 1
c. 1 : 2
d. 1 : 4
e. 1 : 5
12. Untuk melipatduakan kecepatan rms dari molekul-molekul dalam suatu gas ideal pada
300 K, suhu sebaiknya dinaikkan menjadi…
a. 327 K
b. 424 K
c. 600 K
d. 1200 K
e. 90.000 K
13. Dalam ruangan yang volume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 105 Pa. Jika satu
partikel gas memiliki kelajuan rata-rata sebesar 750 m/s, maka massa gas adalah….
a. 80 gram
b. 8 gram
c. 3,2 gram
d. 0,8 gram
e. 0,4 gram

37



Indikator 3

Menentukan besaran fisis yang berkaitan dengan proses termodinamika pada mesin
kalor

 Proses Termodinamika
1. Isotermal (T = 0)
U = 0
V2
Q  W  nRT ln
V1
2. Isobarik (P = 0)
3
U  PV
2  Mesin Carnot
W  PV 1. Usaha pada mesin Carnot :
5 W = Q1 – Q2
Q  U  W  P(V2  V1 )
2 2. Efisiensi mesin Carnot :
3. Isokhorik (V = 0)  T2 
W=0   1   100%
3  T1 
Q  U  nR(T2  T1 )  Q 
2   1  2  100%
4. Adiabatik (Q = 0)  Q1 
Q=0  Mesin Pendingin
3 Koefisien performansi (Kp)
W  U   nR(T2  T1 )
2 Q2 Q2 T2
Kp   
W Q1  Q2 T1  T2
 Siklus Carnot
1. Proses pemuaian secara Keterangan :
isotermis (A ke B) menyerap Q1 = kalor yang diberikan pada gas oleh
kalor Q dan mengubahnya reservoir suhu tinggi T1
menjadi W1 Q2 = kalor yang diberikan pada gas oleh
2. Proses pemuaian secara reservoir suhu tinggi T2
adiabatic (B ke C), melakukan T1 = suhu reservoir tinggi (K)
usaha W2 T2 = suhu reservoir rendah (K)
3. Proses pemampatan secara W = Usaha dilakukan mesin Carnot (J)
isotermik (C ke D) melepas kalor U = energy dalam (J)
Q2 P = tekanan (Pa)
4. Proses pemampatan secara V = volume (m3)
adiabatic (D ke A)  = efisiensi mesin Carnot

LATIHAN SOAL
1. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoar suhu tinggi bersuhu 800 K
mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensi naik menjadi 50%, maka suhu
reservoar suhu tinggi dinaikkan menjadi ….
a. 900 K
b. 960 K
c. 1000 K
d. 1180 K
e. 1600 K
38



2. Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu antara 800 K dan 450 K, serta membuang
energi panas sebesar 1 kJ setiap siklusnya. Usaha mesin setiap siklusnya adalah .…
a. 0,79 kJ
b. 1,00 kJ
c. 1,43 kJ
d. 1,78 kJ
e. 2,05 kJ
3. Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di samping! Jika kalor yang diserap (Q) = 10.000
joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot….

a. 1.500 J
b. 4.000 J
c. 5.000 J
d. 6.000 J
e. 8.000 J
4. Perhatikan grafik P – V berikut!
Perbandingan besar usaha yang dilakukan pada proses I dan proses II adalah ….

a. 4 : 3
b. 3 : 4
c. 2 : 3
d. 2 : 1
e. 1 : 1
5. Suatu sistem melepaskan panas 200 kalori tanpa melakukan usaha luar, maka
perubahan energi dalam sistem tersebut sebesar .....
a. –840 J
b. –480 J
c. –48 J
d. 47,6 J
e. 470 J
6. Sebuah mesin kalor Carnot bekerja diantara dua reservoir bersuhu 5270C dan 1270C.
Apabila reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 2270C, maka efisiensi mula-mula
dan terakhir masing-masing adalah .…
a. 30% dan 20%
b. 50% dan 20%
c. 60% dan 40%
d. 40% dan 20%
e. 50% dan 30%

39



7. Suatu pesawat pendingin memiliki koefisien daya guna 6,5. Jika suhu reservoir panas
adalah 27oC, maka suhu reservoir dingin adalah…
a. -14oC
b. -13oC
c. -12oC
d. -11oC
e. -10oC
8. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
1) Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha
2) Pada proses isobarik, gas selalu mengembang
3) Pada proses adiabatik, gas selalu mengembang
4) Pada proses isotermik, energi dalam gas tetap
Pernyataan yang sesuai dengan konsep termodinamika adalah ....
a. 1 dan 2
b. 1, 2 dan 3
c. 1 dan 4
d. 2, 3 dan 4
e. 3 dan 4
9. Gambar P – V dari sebuah mesin Carnot terlihat seperti gambarberikut! Jika mesin
menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukan adalah ….

a. 105,5 J
b. 252,6 J
c. 336,6 J
d. 466,7 J
e. 636,7 J
10. Suhu di dalam sebuah lemari es adalah -3oC. Fluida yang dimampatkan di dalamnya
mengembun pada suhu 27oC. Maka koefisien performasi lemari es tersebut adalah…
a. 9
b. 8
c. 7
d. 6
e. 5

40



SKL 4. Menganalisis konsep dan prinsip gelombang, optik dan bunyi dalam
berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Indikator 1

Menentukan ciri-ciri dan besaran fisis pada gelombang.
 Gelombang Berjalan 2. Ujung bebas

y p  2 A cos(kx) sin(t  kl )
Persamaan umum:
Ap  2 A cos(kx)
y  A sin(t  kx)
 Gelombang Stationer 
sn  (2n  1) ; n  0,1, 2,...
1. Ujung terikat 4

pn  (2n) ; n  0,1, 2,...
4
Keterangan :
y = simpangan getaran titik yang
berjarak x dari titik asal getaran
yp = simpangan pada titik P yang
berjarak l dari ujung terikat atau
y p  2 A sin(kx) cos(t  kl ) ujung bebas (m)
A = amplitude (m)
Ap  2 A sin(kx) t = waktu (s)
 T = periode getaran (s)
sn  (2n) ; n  0,1, 2,... x = jarak titik pada tali dari titik asal
4 getaran (m)
 k = bilangan gelombang (m-1)
pn  (2n  1) ; n  0,1, 2,...
4  = kecepatan sudut (rad/s)
 = sudut fase
 = fase
 = panjang gelombang (m)
v = cepat rambat gelombang (m/s)
f = frekuensi gelombang (Hz)

LATIHAN SOAL

1. Gelombang transversal merambat sepanjang tali AB. Persamaan gelombang di titik B
dinyatakan dengan persamaan y  0, 08sin 20 (t  x ) , besaran dalam sistem SI. Jika
5
x jarak AB, maka:
1) cepat rambang gelombangnya 5 m/s
2) frekuensi gelombangnya 10 Hz
3) panjang gelombangnya 0,5 m
4) gelombang memiliki amplitudo 8 cm
41



Pernyataan yang benar adalah ...
a. (1), (2) dan (3)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (4) saja
e. (1), (2), (3) dan (4)
2. Gelombang berjalan merambat pada ujung tali tetap dilukiskan seperti di bawah ini:

Jika jarak AB = 6 m ditempuh dalam selang waktu 0,25 s, maka simpangan di titik P
memenuhi persamaan…
a. y p  0,5sin  (12t  x )
2
b. y p  0,5sin  (12t  x )
12
x
c. y p  0, 5sin  (6t  )
4
x
d. y p  1sin  (4t  )
12
x
e. y p  1sin  (4t  )
12
3. Persamaan simpangan gelombang berjalan memenuhi y = 0,05 sin (16t + 4x). Cepat
rambat gelombangnya adalah….
a. 3,14 m/s
b. 12,56 m/s
c. 31,4 m/s
d. 125,6 m/s
e. 314 m/s
4. Persamaan gelombang berjalan y  2sin  (20t  x ) , x dalam cm, y dalam cm dan t
25
dalam sekon. Amplitudo dan cepat rambat gelombang itu adalah…
a. 2 cm ; 3 m/s
b. 2 cm ; 5 m/s
c. 2 cm ; 15 m/s
d. 3 cm ; 15 m/s
e. 3 cm ; 50 m/s
5. Perhatikan grafik rambatan gelombang berikut ini !

Jika AB = 8 m ditempuh dalam waktu 0,2 s, maka persamaan gelombang dari A ke B
adalah…

42



x
a. y  0, 05sin 2 (5t  )
40
x
b. y  0, 05sin  (20t  )
40
c. y  0, 05sin  (20t  0,5x)
d. y  0, 05sin  (10t  0, 5 x)
e. y  0,05sin  (10t  40 x)
6. Suatu gelombang berjalan merambat melalui permukaan air dengan data seperti pada
diagram!

Bila AB ditempuh dalam waktu 8 s, maka persamaan gelombangnya adalah ….
a. y = 0,03 sin 2 (0,5t – 2x) m
b. y = 0,03 sin (0,5t -2x) m
c. y = 0,03 sin (5t – 0,5x) m
d. y = 0,06 sin (5t – 0,5x) m
e. y = 0,06 sin (2t – 0,5x) m
7. Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan y = 0,03 sin 2 ( 60t – 2x) , y dan x
dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
a. 15 m/s
b. 20 m/s
c. 30 m/s
d. 45 m/s
e. 60 m/s
8. Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup sehingga timbul nada atas ketiga, maka
terjadilah ...
a. 4 perut dan 4 simpul
b. 4 perut dan 5 simpul
c. 5 perut dan 4 simpul
d. 5 perut dan 5 simpul
e. 5 perut dan 6 simpul
9. Suatu gelombang stasioner mempunyai persamaan:
y = 0,2 cos 5x sin 10t ( y dan x dalam meter dan t dalam waktu). Jarak antara perut
dan simpul yang berturutan pada gelombang ini adalah…
a. 0,1 m
b. 0,2 m
c. 0,4 m
d. 2,5 m
e. 5 m

43



Indikator 2

Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaat atau bahayanya
dalam kehidupan sehari-hari

 Sifat-sifat Gelombang Elektromagnetik :  mengontrol ketebalan dua sisi suatu
1. Dapat merambat dalam ruang hampa logam sehingga memiliki ketebalan
(tidak memerlukan medium untuk yang sama
merambat) 2. Sinar – X
2. Tidak bermuatan listrik  mendiagnosis adanya gejala penyakit
3. Merupakan gelombang transversal, dalam tubuh (foto Rontgen)
yaitu arah getarnya tegak lurus  menganalisis struktur atom kristal
dengan arah perambatannya  alat pendeteksi keamanan
4. Memiliki sifat umum gelombang,  memeriksa barang-barang di bandara
seperti dapat mengalami polarisasi, udara atau pelabuhan
pemantulan (refleksi), pembiasan 3. Sinar ultraviolet
(refraksi), interferensi, dan lenturan  untuk proses fotosintesis pada
(difraksi) tumbuhan
5. Arah perambatannya tidak  membantu pembentukan vitamin D
dibelokkan, baik pada medan listrik pada tubuh manusia
maupun medan magnet  digunakan untuk membunuh kuman
 Persamaan gelombang elektromagnetik penyakit
cf  memeriksa keaslian tanda tangan di
Keterangan: bank-bank, keaslian uang kertas,
c = cepat rambat gelombang  banyak digunakan dalam pembuatan
elektromagnetik (3.108 m/s) integrated circuit (IC)
 = panjang gelombang (m) 4. Cahaya tampak
f = frekuensi gelombang (m)  Salah satu aplikasi dari sinar tampak
 Spektrum gelombang EM adalah penggunaan sinar laser dalam
Dari frekuensi kecil ke besar : serat optik pada bidang
1. Gel. Radio dan TV telekomunikasi
2. Gel. Mikro (radar) 5. Sinar inframerah
3. Inframerah  terapi fisik, menyembuhkan penyakit
4. Cahaya tampak cacar dan encok (physical therapy)
5. Ultraviolet  fotografi pemetaan sumber daya alam,
6. Sinar XSinar  mendeteksi tanaman yang tumbuh di
 Penerapan Gelombang Elektromagnetik bumi dengan detail
1. Sinar gamma  remote control berbagai peralatan
 untuk terapi kanker dan membunuh sel elektronik
kanker 6. Gelombang mikro
 mensterilisasi peralatan rumah sakit  pemanas microwave
atau makanan sehingga makanan tahan  komunikasi RADAR (Radio Detection
lebih lama and Ranging)
 membuat varietas tanaman unggul tahan  mengukur kedalaman laut
penyakit dengan produktivitas tinggi  digunakan pada rangkaian televisi
 mengurangi populasi hama tanaman 7. Televisi dan radio
(serangga)  alat komunikasi, sebagai pembawa
 medeteksi keretakan atau cacat logam informasi dari satu tempat ketempat
 sistem perunut aliran suatu fluida lain
(misalnya aliran PDAM), mendeteksi
kebocoran
44


Fisika Kelas XII LATIHAN SOAL
Modul Persiapan Ujian Nasional 2013

1. Perhatikan berikut ini! (1) Infra merah, (2) televisi, (3) ultraviolet, (4) sinar gamma.
Urutan yang benar, berdasarkan frekuensi dari yang paling besar sampai paling kecil
adalah ….
a. (4), (3), (1), (2)
b. (4), (3), (2), (1)
c. (3), (4), (1), (2)
d. (2), (3), (1), (4)
e. (1), (2), (3), (4)
2. Berkas sinar X yang dihasilkan suatu mesin. Sinar X memiliki panjang gelombang 2,1
nm. Frekuensi sinar X tersebut adalah ….
a. 1,13 x 1016 Hz
b. 1,33 x 1017 Hz
c. 1,43 x 1017 Hz
d. 1,73 x 1017 Hz
e. 2,03 x 1018 Hz
3. Gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk remote control adalah….
a. sinar gamma
b. sinar-X
c. sinar ultraungu
d. cahaya tampak
e. sinar inframerah
4. Urutan spektrum gelombang elektromagnetik yang benar dari periode kecil ke periode
besar….
a. cahaya biru, cahaya hijau, sinar inframerah, gelombang radar
b. cahaya hijau, cahaya biru, sinar-X, sinar gamma
c. sinar inframerah, sinar ultraviolet, cahaya hijau, cahaya biru
d. gelombang radar, cahaya hijau, cahaya biru, gelombang radio
e. sinar-X, sinar gamma, cahaya biru, cahaya hijau
5. Gelombang elektromagnetik dengan periode 10-15 sekon (cepat rambat dalam ruang
hampa 3,0 x 108 m/s) merupakan ….
a. Gelombang radio dan televisi
b. Gelombang mikro
c. cahaya tampak
d. Sinar inframerah
e. sinar ultraviolet
6. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam pengobatan memiliki efek
menyembuhkan dan merusak. Jenis gelombang elektromagnetik yang energinya paling
besar sehingga dapat merusak jaringan sel manusia adalah ….
a. inframerah
b. sinar gamma
c. cahaya tampak
d. gelombang mikro
e. ultraviolet
7. Gelombang elektromagnetik yang dapat menyebabkan terjadinya kanker kulit
adalah….
a. Inframerah
b. sinar gamma
c. cahaya tampak
d. sinar X
e. ultra violet

45



8. Dibawah ini merupakan penerapan gelombang elektromagnetik.
1) sebagai remote control
2) mengontrol ketebalan kertas
3) proses pengeringan dalam pengecatan mobil
4) memanaskan makanan dalam oven
5) sistem keamanan
Yang merupakan penerapan sinar infrared adalah……
a. (1), (2), dan (3)
b. (2), (3), dan (4)
c. (3), (4), dan (5)
d. (1), (3), dan (5)
e. (2), (4), dan (5)
9. Sinar  merupakan gelombang elektromagnetik yang sangat berbahaya pada makhluk
hidup, karena sinar  dapat menyebabkan ….
a. kanker tulang
b. membuuh sel kanker
c. fermentasi pada klorofil
d. kabakaran hutan
e. pemanasan global
10. Gelombang elektromagnetik dengan periode 10-15 sekon (cepat rambat dalam ruang
hampa 3,0 x 108 m/s) merupakan ….
a. Gelombang radio dan televisi
b. Sinar inframerah
c. sinar ultraviolet
d. Gelombang mikro
e. cahaya tampak

46



Indikator 3

Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan pengamatan pada mikroskop
atau teropong

 Mikroskop  Jenis Teropong
Lensa pada Mikroskop a. Teropong bias (lensa), yang terdiri
a. Lensa objektif, lensa yang berada dari beberapa lensa.
dekat objek. b. Teropong pantul (cermin), yang
b. Lensa okuler, lensa yang berada terdiri atas beberapa lensa dan
dekat mata. cermin.
 Sifat Bayangan Mikroskop  Teropong bintang
a. Lensa objektif : nyata, terbalik, Perbesaran teropong bintang
diperbesar.
b. Lensa okuler : maya, tegak,
diperbesar.
 Perbesaran Mikroskop
Perbesaran lensa objektif dan okuler:
Panjang teropong bintang

 Teropong bumi
Perbesaran total mikroskop : Perbesaran teropong bumi
M tot  M ob  M ok
 Panjang Mikroskop

Panjang teropong bumi
Keterangan:
Mtot : perbesaran total mikroskop
Mob : perbesaran lensa objektif
Mok : perbesaran lensa okuler
s’ob : jarak bayangan terhadap lensa Keterangan:
objektif (cm) Mtot : perbesaran total mikroskop
sob : jarak benda terhadap lensa Mob : perbesaran lensa objektif
objektif (cm) Mok : perbesaran lensa okuler
sn : jarak titik dekat mata (cm) s’ob : jarak bayangan terhadap lensa
fob : fokus lensa objektif (cm) objektif (cm)
fok : focus lensa okuler (cm) sob : jarak benda terhadap lensa
 Teropong objektif (cm)
Lensa pada Teropong sn : jarak titik dekat mata (cm)
a. Lensa objektif, lensa yang berada fob : fokus lensa objektif (cm)

dekat objek. fok : focus lensa okuler (cm)
b. Lensa okuler, lensa yang berada
dekat mata
 Sifat Bayangan Teropong
a. Lensa objektif : nyata, terbalik,
diperkecil
b. Lensa okuler : maya, terbalik,
diperbesar 47


LATIHAN SOAL

1. Jarak titik api lensa obyektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut 18 mm dan
5 cm. Jika sebuah benda diletakkan 20 mm di depan lensa obyektif, maka perbesaran
total mikroskop untuk mata normal ( Sn = 25 cm ) tak berakomodasi adalah ....
a. 5 kali
b. 9 kali
c. 14 kali
d. 45 kali
e. 54 kali
2. Sebuah teropong dipakai untuk melihat bintang yang menghasilkan perbesaran
anguler 6 kali. Jarak lensa obyektif terhadap lensa okuler 35 cm. Teropong digunakan
dengan mata tidak berakomodasi. Jarak fokus okulernya adalah ….
a. 3,5 cm
b. 5 cm
c. 7 cm
d. 10 cm
e. 30 cm
3. Sebuah teropong bintang memiliki lensa obyektif dengan jarak fokus 175 cm dan
lensa okuler dengan jarak fokus 25 cm. Panjang teropong dan perbesaran anguler
teropong berturut-turut ….
a. 200 cm dan 7 kali
b. 200 cm dan 10 kali
c. 250 cm dan 7 kali
d. 250 cm dan 8 kali
e. 300 cm dan 10 kali
4. Sebuah mikroskop memiliki jarak titik api obyektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan
di bawah obyektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat
dilakukan tanpa akomodasi. Jika pengamat bermata normal maka perbesaran total
mikroskop bernilai…
a. 20 kali
b. 25 kali
c. 50 kali
d. 75 kali
e. 100 kali
5. Sebuah teropong diarahkan ke bintang, menghasilkan perbesaran anguler 20 kali. Jika
jarak fokus obyektifnya 100 cm, maka jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
teropong tersebut adalah …
a. 120 cm
b. 105 cm
c. 100 cm
d. 90 cm
e. 80 cm
6. Sifat dan kedudukan bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif sebuah teropong
bintang …
a. nyata, terbalik dan tepat di titik fokus lensa obyektif
b. nyata, tegak dan tepat di titik fokus lensa okuler
c. nyata, tegak dan tepat di titik fokus lensa obyektif
d. maya, terbalik dan tepat di titik fokus lensa okuler
e. maya, terbalik dan tepat di titik fokus lensa obyektif
7. Jarak fokus lensa obyektif dan lensa okuler sebuah mikroskop masing-masing 2 cm
dan 5 cm, digunakan untuk mengamati benda kecil yang terletak 2,5 cm dari lensa

48



obyektif. Jika pengamat bermata normal berakomodasi maksimum, maka perbesaran
yang dihasilkan mikroskop adalah ….
a. 20 kali
b. 24 kali
c. 25 kali
d. 50 kali
e. 54 kali
8. Teropong bintang dengan perbesaran anguler 10 kali. Bila jarak titik api obyektifnya
50 cm, maka panjang teropong…
a. 5 cm
b. 35 cm
c. 45 cm
d. 50 cm
e. 55 cm
9. Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optic teropong astronomi ditunjukkan seperti
gambar.

Informasi yang benar dari gambar yaitu…

10. Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskop, dengan
data seperti diagram berikut :

Perbesaran mikroskop adalah ….
a. 30 kali
b. 36 kali
c. 40 kali
d. 46 kali
e. 50 kali
49



Indikator 4

Menentukan besaran-besaran fisis pada peristiwa interferensi dan difraksi

Catatan :
 2n 
Genap :m=  n
 2 
 2n  1 
Ganjil :m=  
 2 
n = 0,1,2,3,…
LATIHAN SOAL
1. Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu
dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari
terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang cahaya adalah ....
a. 4,5x10-3 m
b. 4,5x10-4 m
50



c. 4,5x10-5 m
d. 4,5x10-6 m
e. 4,5x10-7 m
2. Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm datang tegak lurus
pada kisi. Jika spektrum orde ke-2 membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi,
maka jumlah garis per cm kisi adalah ....
a. 2.000
b. 4.000
c. 5.000
d. 20.000
e. 50.000
3. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm.
Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm maka jarak
dua pita terang yang berdekatan adalah ….
a. 4,0 mm
b. 6,0 mm
c. 8,0 mm
d. 9,0 mm
e. 9,6 mm
4. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada
kisi difraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm dan sudut deviasi sinar 30 maka
banyaknya garis terang yang terjadi pada layar adalah ….
a. 24
b. 25
c. 26
d. 50
e. 51
5. Sebuah kisi mempunyai konstanta kisi 4 x 105 m-1. Terang orde kedua didifraksikan
pada sudut 37o (tan 37o = ¾ ) terhadap normal. Panjang gelombang cahaya yang
digunakan adalah ….
a. 5,6 x 10-7 m
b. 6,5 x 10-7 m
c. 7,5 x 10-7 m
d. 7,8 x 10-7 m
e. 8,0 x 10-7 m
6. Diketahui jarak dua celah ke layar 1,5 m dan panjang gelombang yang digunakan
4x10-7 m. Jarak antara terang pusat dan terang ketiga 0,6 cm. Jarak antara kedua celah
adalah ….
a. 3 x 10-5 m
b. 4,5 x 10-5 m
c. 1,5 x 10-4 m
d. 2 x 10-4 m
e. 3 x 10-4 m
7. Cahaya monokromatik dari sumber yang jauh datang pada sebuah celah tunggal yang
lebarnya 3,00 nm. Jarak terang pusat dari pola difraksi ke gelap pertama sama dengan
1,80 mm. Cahaya tersebut memilik panjang gelombang ….
a. 320 nm
b. 480 nm
c. 550 nm
d. 600 nm
51



e. 900 nm
8. Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5 000 A datang tegak lurus
pada kisi. Jika spektrum orde kedua membentuk sudut deviasi 30o, jumlah garis per
cm kisi adalah ….
a. 2 000 goresan
b. 4 000 goresan
c. 5 000 goresan
d. 20 000 goresan
e. 50 000 goresan
9. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada
kisi difraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm dan sudut deviasi sinar 30o,
banyaknya garis terang yang terjadi pada layar adalah ….
a. 24
b. 25
c. 26
d. 50
e. 51
10. Sebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi 500 garis/cm digunakan untuk
mendifraksikan cahaya pada layar yang berjarak 1 m dari kisi. Jika jarak antara dua
garis terang berturutan pada layar 2,4 cm, maka panjang gelombang cahaya yang
digunakan adalah ….
a. 400 nm
b. 450 nm
c. 480 nm
d. 560 nm
e. 600 nm

52



Indikator 5

Menentukan besaran-besaran fisis yang berkaitan dengan peristiwa efek Doppler.

 Efek Doppler
”Jika jarak antara sumber bunyi dan
pendengar membesar, maka frekuensi
bunyi yang diterima pendengar akan
lebih kecil dari frekuensi sumbernya,
dan sebaliknya jika jarak tersebut Penjelasan:
mengecil, maka frekuensi yang diterima (+) jika sumber bunyi menjauhi pendengar
pendengar akan lebih besar dari (–) jika sumber bunyi mendekati pendengar
frekuensi sumbernya.” (+) jika pendengar mendekati sumber bunyi
v  vp (–) jika pendengar menjauhi sumber bunyi
fp  fs
v  vs
Keterangan:
fp = frekuensi diterima pendengar (Hz)
fs = frekuensi dipancarkan sumber (Hz)
v = cepat rambat bunyi di udara (m/s)
vp = kecepatan pendengar (m/s)
vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

LATIHAN SOAL
1. Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirinenya
pada frekuensi 400 Hz. Seorang pengemudi truk yang bergerak berlawanan arah
dengan kecepatan 20 m/s mendengar bunyi sirine ambulans. Jika kecepatan bunyi di
udara 340 m/s, maka frekuensi terdengar oleh pengemudi truk saat kedua mobil
saling mendekat adalah ....
a. 300 Hz
b. 350 Hz
c. 400 Hz
d. 450 Hz
e. 475 Hz
2. Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m/s mendekati sumber bunyi yang diam,
frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut
menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan bunyi di udara
340 m/s, maka perbandingan kedua frekuensi yang didengar ketika bergerak
mendekati sumber dengan saat menjauhi sumber adalaha….
a. 33/34
b. 33/35
c. 34/35
d. 35/33
e. 35/34
3. Seorang siswa yang sedang berdiri di tepi jalan raya mendengar sirine ambulan dengan
frekuensi f Hz. Jika ambulan bergerak mendekati siswa dengan laju 5 m/s, frekuensi bunyi
sirine 335 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, frekuensi bunyi sirine ambulan
yang didengar siswa adalah….
a. 340 Hz
b. 350 Hz
53



c. 360 Hz
d. 365 Hz
e. 370 Hz
4. Seorang penerbang yang pesawtnya menuju menara bandara mendengar bunyi sirine
menara dengan frekuensi 2 000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi
1700 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, kecepatan pesawat udara itu
adalah ….
a. 196 km/jam
b. 200 km/jam
c. 216 km/jam
d. 220 km/jam
e. 236 km/jam
5. Sebuah mobil pemadam kebakaran bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil
membunyikan sirine dengan frekuensi 720 Hz. Seorang yang berdiri agak jauh di
depan mobil mendengar bunyi sirine mobil kebakaran itu sehingga ia berdiri diam di
pinggir jalan. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi sirine mobil
yang didengar orang sebesar ….
a. 600 Hz
b. 640 Hz
c. 680 Hz
d. 900 Hz
e. 940 Hz
6. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 450 Hz bergerak mendekati seorang
pengamat dengan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Jika pengemat bergerak
dengan kecepatan 17 m/s searah dengan gerak sumber bunyi, maka frekuensi yang di
dengar oleh pendengar adalah ….
a. 485 Hz
b. 475 Hz
c. 476 Hz
d. 465 Hz
e. 460 Hz
7. Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m/s sambil membunyikan
sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi 300 m/s). Jika mobil pemadam
kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri di tepi jalan, maka orang
tersebut akan mendengar frekuensi sirine pada frekuensi ….
a. 375 Hz
b. 575 Hz
c. 600 Hz
d. 620 Hz
e. 725 Hz
8. Kereta api menuju station dengan kelajuan 18 km/jam sambil membunyikan peluit
pada frekuensi 670 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka besar
frekuensi yang didengar seorang penumpang yang duduk di station adalah ….
a. 770 Hz
b. 740 Hz
c. 700 Hz
d. 680 Hz
e. 600 Hz
9. Pengeras suara dari menara tanda bahaya berbunyi dengan frekuensi 660 Hz. Seorang
pengamat di mobil mendengar suara itu dengan frekuensi 700 Hz, pada saat
54



mendekati menara. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s, maka kelajuan mobil
adalah ….
a. 36 km/jam
b. 54 km/jam
c. 60 km/jam
d. 72 km/jam
e. 90 km/jam
10. Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang
berbeda, ketika mobil mendekat dan menjauh. Rata-rata mobil mengeluarkan bunyi
800 Hz. Jika kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s dan kecepatan mobil 20
m/s maka frekuensi yang didengar saat mobil mendekat adalah ….
a. 805 Hz
b. 810 Hz
c. 815 Hz
d. 850 Hz
e. 875 Hz
11. Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati seseorang yang
diam. Frekuensi sumber bunyi 380 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 400 m/s
Frekuensi gelombang bunyi yang didengar orang tersebut adalah …
a. 400 Hz
b. 420 Hz
c. 440 Hz
d. 460 Hz
e. 480 Hz

55


Modul un fisika SMA skl 2013 ocean

Modul un fisika SMA skl 2013 ocean

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Modul un fisika SMA skl 2013 ocean

Similar a Modul un fisika SMA skl 2013 ocean (20)

Último

Último (20)

Modul un fisika SMA skl 2013 ocean