Gudang Ilmu: FISIKA SMART

Tampilkan postingan dengan label FISIKA SMART. Tampilkan semua postingan

Minggu, 08 April 2012

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA PERCOBAAAN YOUNG

Perhatikan diagram difraksi celah ganda berikut ini! (Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2009/2010)

Jika panjang gelombang berkas cahaya 6000Å dan jarak antar celah 0,6 mm, tentukan :
a) jarak terang kedua dari terang pusat
b) jarak terang keempat dari terang pusat
c) jarak antara terang kedua dan terang keempat
d) jarak gelap kelima dari terang pusat
e) jarak antara gelap kelima dan terang kedua
f) jarak antara 2 garis terang yang berurutan
g) jarak antara 2 garis gelap yang berurutan
h) jarak antara garis terang dan garis gelap yang berurutan
i) jumlah garis terang yang nampak pada layar

PEMBAHASAN:

Diketahui:
Jarak layar → L = 80 cm = 0,8 m = 8 x 10−1 m
Jarak antar celah → d = 0,6 mm = 6 x 10−4 m
Panjang gelombang cahaya → λ = 6000 Å = 6000 x 10−10 m = 6 x 10−7 m

a) jarak terang kedua dari terang pusat → n = 2, pola terang

$\100dpi \\\frac{dY}{L}=n\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}=2(6\times 10^{-7})\\ Y=16\times 10^{-4}=1,6 \times 10^{-3}\,\,m$

b) jarak terang keempat dari terang pusat → n = 4, pola terang

$\100dpi \\\frac{dY}{L}=n\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}=4(6\times 10^{-7})\\ Y=32\times 10^{-4}=3,2 \times 10^{-3}\,\,m$
c) jarak antara terang kedua dan terang keempat

$\100dpi \\\Delta Y = Y_{T_4}-Y_{T_2}\\ \Delta Y = (3,2 \times 10^{-3})-(1,6 \times 10^{-3})\\ \Delta Y = 1,6 \times 10^{-3}\,\,m$
d) jarak gelap kelima dari terang pusat → n = 5, pola gelap

$\100dpi \\\frac{dY}{L}= (n-\frac{1}{2})\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}= (5-\frac{1} {2})(6\times 10^{-7})\\ Y=\frac{(4,5)(6\times 10^{-7})(8\times 10^{-1})}{(6\times 10^{-4})}\\Y=36\times 10^{-4}=3,6\times 10^{-3}\,\,m$
Catatan : Jika menggunakan persamaan ^dY/_L = (n + ¹/₂)λ maka nilai n untuk gelap kelima adalah n = 4
e) jarak antara gelap kelima dan terang kedua

$\100dpi \\\Delta Y = Y_{G_5}-Y_{T_2}\\\Delta Y=(3,6\times 10^{-3})-(1,6\times 10^{-3})=2,0\times 10^{-3}\,\,m$
f) jarak antara 2 garis terang yang berurutan

Dua garis terang yang berurutan bisa T₁ ke T₂ , T₂ ke T₃ atau T_o ke T₁. Ambil jarak antara T_o ke T₁, karena T_o berada pada jarak "nol", sehingga cukup mencari jarak T₁ :

$\100dpi \\\Delta Y = Y_{T_1}=\frac{n\lambda L}{d}=\frac{\lambda L}{d}\\ \Delta Y =\frac{(6\times 10^{-7}) (8 \times 10^{-1})}{6\times 10^{-4}}=8\times 10^{-4}=0,8\times 10^{-3}\,\,m$
g) jarak antara 2 garis gelap yang berurutan

Jarak 2 garis gelap yang berurutan akan sama dengan jarak 2 garis terang yang berurutan

h) jarak antara garis terang dan garis gelap yang berurutan

Ambil jarak antara terang pusat ke gelap pertama sehingga :

$\100dpi \\\Delta Y =Y_{G_1}=\frac {(n-\frac{1}{2})\lambda L}{d}=\frac{1}{2}\frac{\lambda L}{d}\\ \Delta Y=\frac{(6\times 10^{-7})(8\times 10^{-1})}{2(6 \times 10^{-4})}\\\Delta Y = 4\times 10^{-4}=0,4\times 10^{-3}\,\,m$
i) jumlah garis terang yang nampak pada layar
$\100dpi \\d\,sin\,\theta = n\lambda \\ (6\times 10^{-4})(1)=n(6 \times 10^{-7})\\ n=\frac{6\times 10^{-4}}{6 \times 10^{-7}}=10^{3}\,\,garis$

Minggu, 18 Maret 2012

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA RANGKAIAN KAPASITOR

Perhatikan gambar berikut ! 3 buah kapasitor X, Y dan Z disusun seperti gambar.
(Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2007/2008)

Jika saklar S ditutup tentukan :
a) Nilai kapasitas kapasitor pengganti rangkaian
b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian
c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z menurut prinsip rangkaian seri
d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z
e) Beda potensial ujung-ujung kapasitor X
f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y
g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X
h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y
i) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z
j) Energi yang tersimpan dalam rangkaian
k) Energi yang tersimpan pada kapasitor X
l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y
m) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

Pembahasan

a) Paralel antara kapasitor X dan Y didapatkan kapasitor ekivalennya namakan C_xy :

$\100dpi \\C_{xy}=C_x+C_y\\ C_{xy}=6+6=12\,\,F$

Sekarang rangkaian menjadi lebih sederhana yaitu terdiri dari C_xy yang diseri dengan C_z yang menghasilkan kapasitas pengganti namakan C_tot :

$\100dpi \\\frac{1} {C_{tot}}=\frac{1}{C_{xy}}+\frac{1}{C_{z}}\\ \frac{1}{C_{tot}}=\frac{1}{12}+\frac{1}{12}=\frac{2}{12}\\ C_{tot} =\frac{12}{2}=6\,\,F$

b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian namakan Q_tot

$\100dpi Q_{tot}=C_{tot}\,V_{tot}=6(24)=144\,\,C$

c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z namakan Q_z

Untuk rangkaian kapasitor seri berlaku :

$\100dpi \\Q_{xy}=Q_{z}=Q_{tot}\\ Q_{z}=144\,\,C$

d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z namakan V_z

$\100dpi V_z=\frac{Q_z}{C_z}=\frac{144}{12}=12\,\,Volt$

e) Beda potensial ujung-ujung kapasitor X dan kapasitor Y adalah sama karena dirangkai paralel

$\100dpi V_{x}=V_{xy}=\frac{Q_{xy}}{C_{xy}}=\frac{144}{12}=12\,\,Volt$

f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y sama dengan X

$\100dpi V_{y}=V_{x}=12\,\,Volt$

g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X saja (bukan gabungan antara X dan Y, sehingga hasilnya tidak akan sama dengan C_tot)

$\100dpi Q_{x}=C_{x}\,V_x=6(12) =72\,\,C$

h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y

$\100dpi Q_{y}=C_{y}\,V_y=6 (12)=72\,\,C$

i) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z

$\100dpi Q_{z}=C_{z}\,V_z=12 (12)=144\,\,C$

j) Energi yang tersimpan dalam rangkaian

Rumus umum untuk menghitung energi pilih salah satu

$\100dpi \\W=\frac{1}{2}CV^2\\ W=\frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}\\ W=\frac {1}{2}QV$

Sehingga

$\100dpi \\W_{tot}=\frac{1}{2}\,C_{tot}V_{tot}^2=\frac{1}{2}\,(6) (24)^2=1728\,\,joule$

k) Energi yang tersimpan pada kapasitor X

$\100dpi \\W_{x}=\frac{1}{2}\,C_{x}V_{x}^2=\frac{1}{2}\,(6)(12)^2=432 \,\,joule$

l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y

$\100dpi \\W_{y}=\frac{1}{2}\,C_{y}V_{y}^2=\frac{1}{2}\,(6)(12)^2=432 \,\,joule$

m) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

$\100dpi \\W_{z}=\frac{1}{2}\,C_{z}V_{z}^2=\frac{1}{2}\,(12)(12)^2=864 \,\,joule$

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA HUKUM KIRCHOFF

Diberikan sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah loop dengan data sebagai berikut :
E1 = 6 volt
E2 = 9 volt
E3 = 12 volt

Tentukan :
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1

Penyelesaian:

a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3

Langkah-langkah standar :
- menentukan arah arus
- menentukan arah loop
- masukkan hukum kirchoff arus
- masukkan hukum kirchoff tegangan
- menyelesaikan persamaan yang ada
Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut :

Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan :

$\100dpi I_3=I_1+I_2$

Loop 1
$\100dpi \\\Sigma E +\Sigma IR=0\\ -E_1+E_2+2I_1+3I_3=0\\ - 6+9+2I_1+3I_1+3I_2=0\\5I_1+3I_2+3=0$
(Persamaan I)

Loop II
$\100dpi \\\Sigma E+\Sigma IR = 0\\ -E_3+E_2+6I_2+3I_3=0\\- 12+9+6I_2+3I_1+3I_2=0\\ 3I_1+9I_2-3=0$
(Persamaan II)

Gabungan persamaan I dan II :

$\100dpi \\5I_1+3I_2+3=0\,\,|\times 3|\\ 3I_1+9I_2-3=0\,\,|\times 1|\\\\15I_1+9I_2+9=0\\\underline{\,\,\,3I_1+9I_2-3=0}\,\,_{-}\\ 12I_1+12=0\\ I_1=-1\,\,A\\ \\3I_1+9I_2-3=0\\3(-1)+9I_2-3=0 \\9I_2=6\\I_2=\frac{6}{9}=\frac{2}{3}\,\,A\\\\I_3=I_1+I_2=(-1)+(\frac{2}{3})=-\frac{1}{3}\,\,A$

b) Beda potensial antara titik B dan C

$\100dpi \\V_{BC}=\Sigma E+\Sigma IR=E_2+3I_3\\ V_{BC}=9+3(-\frac{1}{3})=8\,\,volt$

c) Beda potensial antara titik B dan D

$\100dpi \\V_{BD} =\Sigma E+\Sigma IR=E_3+6(-I_2)\\ V_{BD}=12+6(-\frac{2}{3})=12-4=8\,\,volt$

d) Daya pada hambatan R₁

$\100dpi P=I^2R=(1)^2(2)=2\,\,watt$

Kamis, 15 Maret 2012

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA RANGKAIAN LISTRIK

Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut

Tentukan :
a) Hambatan pengganti
b) Kuat arus rangkaian
c) Kuat arus yang melalui R4
d) Kuat arus yang melalui R1
e) Kuat arus yang melalui R2
f) Kuat arus yang melalui R3
g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R4
h) Beda potensial ujung-ujung R1
i) Beda potensial ujung-ujung R2
j) Daya yang diserap R1

PENYELESAIAN:

a) Hambatan pengganti

$\100dpi \\\frac{1}{R_{123}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}\\\frac{1}{R_{123}}=\frac{1}{20} +\frac{1}{30}+\frac{1}{60}=\frac{(3+2+1)}{60}=\frac{6}{60}\\ R_{123}=\frac{60}{6}=10\,\,\Omega\\ R_{tot} =R_4+R_{123}=10+10=20\,\,\Omega$

b) Kuat arus rangkaian

$\100dpi \\I=\frac{V_{tot}}{R_{tot}}=\frac{24}{20}=1,2\,\,A$

c) Kuat arus yang melalui R₄ sama dengan kuat arus rangkaian

$\100dpi \\I_4=I=1,2\,\,A$

d) Kuat arus yang melalui R₁

$\100dpi \\I_1:I_2:I_3=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}:\frac{1}{R_3}=\frac {1}{20}:\frac{1}{30}:\frac{1}{60}\\ I_1:I_2:I_3=3:2:1\\ I_1=\frac{3}{(3+2+1)}\times I=\frac{3}{6}\times 1,2=0,6\,\,A$

e) Kuat arus yang melalui R₂

$\100dpi \\I_1:I_2:I_3=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}:\frac{1}{R_3}=\frac {1}{20}:\frac{1}{30}:\frac{1}{60}\\ I_1:I_2:I_3=3:2:1\\ I_2=\frac{2}{(3+2+1)}\times I=\frac{2}{6}\times 1,2=0,4\,\,A$

f) Kuat arus yang melalui R₃

$\100dpi \\I_1:I_2:I_3=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}:\frac{1}{R_3}=\frac {1}{20}:\frac{1}{30}:\frac{1}{60}\\ I_1:I_2:I_3=3:2:1\\ I_3=\frac{1}{(3+2+1)}\times I=\frac{1}{6}\times 1,2=0,2\,\,A$

g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R₄

$\100dpi V_4=I_4R_4=(1,2)(10) =12\,\,volt$

h) Beda potensial ujung-ujung R₁

$\100dpi V_1=I_1R_1=(0,6)(20) =12\,\,volt$

i) Beda potensial ujung-ujung R₂ sama dengan beda potensial pada ujung R₁ karena dirangkai parallel

j) Daya yang diserap R₁

$\100dpi P_1=V_1I_1=(12)(0,6) =7,2\,\,watt$

Kamis, 17 Juni 2010

RUMUS GERAK LURUS

Berikut adalah peta persamaan pada materi gerak lurus

Selasa, 25 Mei 2010

FISIKA TANPA RUMUS

Idealnya, pengajaran harus dimulai dari memahami konsep lalu membangun logika. Setelah itu, siswa kemungkinan besar bisa menyusun/menemukan rumus sendiri. Bila rumus dapat ditemukan sendiri, maka siswa tidak perlu menghafal rumus. Inilah mengapa metode ini disebut “tanpa rumus.” Prof. Yohanes Surya memberi sebuah contoh sederhana soal Fisika. Misalnya: Dua sepeda bergerak berhadapan. Sepeda pertama bergerak dengan kecepatan 4 meter/detik, sepeda kedua bergerak dengan kecepatan 6 meter/detik. Bila jarak mereka (mula-mula) adalah 30 meter, kapan kedua sepeda itu bertemu (berpapasan)?

- Sepeda pertama bergerak dengan kecepatan 4 meter/detik, artinya dalam 1 detik sepeda tersebut menempuh 4 meter.

- Sepeda kedua bergerak dengan kecepatan 6 meter/detik, artinya dalam 1 detik sepeda tersebut menempuh 6 meter.

- Dalam 1 detik, kedua sepeda menempuh jarak 10 meter. Karena jarak awal kedua sepeda tadi adalah 30 meter, maka kedua sepeda akan berpapasan pada detik ke-3, seperti terlihat pada gambar diatas.

Mudah, bukan?

Oleh karena itu, sebaiknya siswa membicarakan kesulitan ini dengan guru yang bersangkutan. Mintalah agar Bapak/Ibu guru memberikan konsep dengan gamblang tatkala mengajarkan sebuah materi Matematika atau Fisika. Kalian (murid) harus dibiasakan untuk bisa menemukan rumus sendiri, sehingga tidak perlu tergantung pada hafalan rumus, apalagi penggunaan rumus yang salah tempat.

Kendala lainnya adalah penggunaan lambang rumus yang berasal dari Bahasa Inggris. Bagi siswa Indonesia yang tidak paham Bahasa Inggris, lambang-lambang tersebut menjadi sulit untuk dicerna maknanya.

Misal:

h untuk tinggi, berasal dari kata high
v untuk kecepatan, berasal dari kata velocity
a untuk percepatan, berasal dari kata accelaration

Bandingkan dengan mengingat g untuk gaya gravitasi, lebih mudah, bukan? (g berasal dari kata gravity, kebetulan memiliki awalan huruf yang sama). Salah satu strategi untuk mengingatnya adalah dengan meningkatkan kemampuan Bahasa Inggris, terutama yang menyangkut istilah-istilah Matematika dan Fisika.

MENGAPA YAH???

Klik gambar untuk memperbesar gambar

Sabtu, 07 Maret 2009

GERAK PARABOLA

Tipe soal ini keluar di UN Fisika 2008.

ditanyakan jarak jangkauan (x). Penyelesaiannya:
x = v.t
karena v dah diketahui maka kita cari t (waktu sampai di tanah) dengan persamaaan:
y = 1/2 g.t
maka kita bisa cari t nya kan? setelah itu masukan ke persamaan x = v.t. ketemu dech......

Tyus gimana cara cepatnya??

Fisika Smart

x = v. √(2y/g)

githu.....simpel kan? cepat kan? mudah kan? yuk...yang mo ke belakang ya kebelakang dulu. silakan...

KONDUKSI

Tipe soal ini keluar di UN Fisika 2008.

Soal seperti ini biasanya di tanyakan suhu pada sambungan (t). Gimana yaaaaah......caranya? coba ingat-ingat persamaan konduksi. yup...betul. yaitu :H=(k.A.Δ T)/l
k= koefisien konduksi
A= luas batang
ΔT=perubahan suhu ; untuk batang D , ΔTd=(Td-t), untuk batang C , ΔTc = (t-Tc)

penyelesaian soal di atas Qd = Qc. maka ketemu suhu sambungannya (t).

gimana udah bisa?? ditanya kok diem aja.

Tyus gimana Fisika Smart nya?? Neeeehh.........tek kasih tahu:

Fisika Smart:

JIka kedua batang luas dan panjangnya sama maka:

t = (kc.tc + kd.td)/(kd + kc)

yuuuk...dicoba. Gimana?? bisa???