Rangkuman Materi Fisika Sma

RANGKUMAN MATERI FISIKA SMA

KELAS X

1. BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN / Quantities, Units, and Measurement

2. KINEMATIKA GERAK LURUS / Kinematics of Rectilinear Motion

3. GERAK MELINGKAR / Circular Motion

4. DINAMIKA DAN HUKUM NEWTON / Dynamics and Newton's Law

5. SUHU DAN KALOR / Temperature and Heat

6. GELOMBANG DAN OPTIKA / Waves and Optics

7. LISTRIK DINAMIS / Electrodynamics

KELAS XI

1. KINEMATIKA DENGAN ANALISIS VEKTOR / Kinematics With Vector Ananlysis

2. HUKUM GRAVITASI NEWTON / Newton’s Law of Gravitation

3. GAYA PEGAS / Spring Force

4. USAHA DAN ENERGI / Work And Energy

5. MOMENTUM DAN IMPULS / Momentum And Impulse

6. ROTASI DAN KESEIMBANGAN BENDA TEGAR / Rotation And Equilibrium of Rigid Bodies

7. FLUIDA / Fluid

8. TEORI KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA / Kinetic Theory of Gases And Thermodynamics

KELAS XII

1. GELOMBANG / Wave

2. BUNYI SEBAGAI GELOMBANG / Sound as a Wave

3. LISTRIK STATIS / Electrostatics

4. MEDAN MAGNET DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK / Magnetic Field and Electromagnetic

Induction

5. DUALISME GELOMBANG PARTIKEL / Wave Particle Duality

6. STRUKTUR ATOM DAN MOLEKUL / Structure of Atom and Molecule

7. TEORI RELATIVITAS / Theory of Relativity

8. INTI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS / Atomic Nucleus and Radioactivity

Fisika- SMAN 4 GARUT Arie Insany, S.Si

α

β0

α0

α1α2

αα

Besaran dan SatuanBesaran adalah sesuatu yang dapat di ukur dan dinyatakan dengan angka.Besaran Pokok : Besaran dasar yang telah ditetapkan bukan hasil penurunan dari besaran lain.

No. 1 2 3 4 5 6

Besa

ran

Mas

sa

Panj

ang

Wak

tu

Suhu

Kuat

Aru

s

Inte

nsita

s Ca

haya

Dim

ensi [M] [L] [T] [] [I] [J]

Satu

an

kg

(kilo

gram

)

m (m

eter

)

s (s

ekon

)

K (K

elvi

n)

A (a

mpe

re)

Cd (c

ande

la)

Table besaran pokokBesaran Turunan : adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokokContoh :Luas, volume, kecepatan, percepatan, gaya, tekanan, energy potensial, dan daya.Pengukuran : membandingkan suatu besaran dengan satuannya. Contoh alat ukur panjang : mistar, jangka sorong, mikrometersekrupContoh alat ukur massa : Neraca pegas, neraca ohauss, dan neraca dacin.Angka penting : Semua angka selain nol adalah angka penting, angka nol jadi angka penting jika terletak diantara angka bukan nol, terletak di belakang sebuah angka setelah angka dibelakang koma.Aturan Penjumlahan dan pengurangan angka penting : Hanya Boleh mengandung satu angka taksiran, misalnya kita mengukur panjang suatu benda dengan alat yang berbeda yaitu :Dengan mistar : 26,5 mm →angka taksiran 5Dengan jangka sorong :25,84 mm→ angka taksiran 4Hasil penjumlahan : 52,34 mmMaka Penulisan yang benar dari hasil penjumlahan 52,3 mm dan 3 merupakan angka taksiran.Aturan Perkalian dan Pembagian angka pentingBanyaknya angka penting yang dihasilkan sama dengan angka penting yang terkecil. Contoh :

p = 43,25 mm → 4 angka penting

l = 2,50 mm → 3 angka penting p x l = 108,1250 mm2 . Maka penulisan yang benar adalah 108 mm terdiri dari 3 angka penting. Besaran Skalar : Besaran yang hanya memiliki besarnya saja. ( massa, panjang).Besaran Vektor : Besaran yang memiliki besar dan arah. (gaya, kecepatan, percepatan)Penulisan vektor : AB ,aataua. Komponen sebuah Vektor F yang membentuk sudut memiliki komponen x yaitu Fx dan ke arah sumbu y yaitu Fy. Maka Fx = F cos dan Fx = F sin .Operasi Vektor. Penjumlahan dan pengurangan vektor : metode segiriga, metode jajaran genjang, metode poligon.Penjumlahan Vektor

Cara segitiga

Besar :|R⃗|=√a2+b2+2ab cosγ Arah : |a⃗|

sinα=

|b⃗|sin β

=|R⃗|sin γ

; R = Resultan

Vektor R = a⃗+ b⃗

Cara Jajaran Genjang

Besar :|R⃗|=√a2+b2+2ab cosγ Arah :

|a⃗|sinα1

=|b⃗|sinα 2

=|R⃗|sinα

Pengurangan Vektor

Besar :|R⃗|=√a2+b2+2ab cos(180o−α )


X

YPenjumlahan Vektor secara Analitis

R⃗ x=a⃗x−b⃗x=acosα−bcos β

R⃗ y=a⃗y+b⃗ y=a sin α−b sinαR⃗=R⃗ x+ R⃗y

Besar :|R⃗|=√Rx2+Ry2

Arah : tgθ=RyRx

KINEMATIKA GERAK LURUSKinematika : Mempelajari gerak suatu benda tanpa meninjau penyebabnya.Macam-macam gerak lurus :

a. Gerak Lurus Beraturan (GLB)b. Gerak LurusBerubah Beraturan (GLBB)c. Gerak Parabola

Gerak Lurus BeraturanCiri-ciri GLB : Kecepatan tetap (v tetap atau Konstan), Percepatan nol (a = 0) dan lintasan berupa garis lurus.Persamaan GLB :

Dimana : s = jarak dalam m, cmv = kecepatan dalam m/s, cm/st = waktu dalam sekon

Gerak Lurus Berubah BeraturanGLBB ada 2 : GLBB dipercepat dan GLBB diperlambatGLBB dipercepatCiri-ciri GLBB dipercepat : Kecepatan setiap saat selalu bertambah beraturan (v bertambah beraturan), Percepatannya tetap (a > 0), lintasan berupa garis lurus.Persamaan GLBB dipercepat

v0 : kecepatan awal dalam m/svt : kecepatan akhir dalam m/sa : percepatan dalam m/s2

t : waktu dalam sekons : jarak dalam m

Bila benda mula-mula diam maka kecepatan awal nol (v=0). Untuk GLBB di perlambat hanya berubah arahnya menjadi negatif.

DINAMIKA GERAK LURUSDinamika : Mempelajari gerak suatu benda dengan meninjau penyebabnya.Yang menyebabkan benda bergerak adalah gaya. Gaya pertamakali diselidiki oleh Sir Isac Newton yang kemudian dikenal dengan hukum Newton.

1. Hukum I Newton (Hukum Kelembaman)Jika Resultan gaya yang bekerja pada benda sma dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam atau benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.

F = Jumlah Gaya

Bila F =0 , maka akan ada 2 kemungkinan, yaitu :a. Benda dalam keadaan diamb. Benda bergerak lurus beraturan

2. Hukum II Newton (Hukum tentang gerak)Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda itu.

F = Jumlah Gaya dalam N, Dyne

m =massa benda dalam kg, grama = percepatan benda dalam m/s2 , cm/s2

Pengertian Massa dan Berat- Massa suatu benda (m) merupakan

banyaknya materi yang dimiliki benda dan besarnya tetap.

- Berat Benda(W) di bumi adalah gaya tarik gravitasi yang dilakukan bumi pada benda dengan arah ke pusat bumi W= mg, sehingga besarnya tidak tetap karena tergantung dari g.

3. Hukum III Newton (Hukum Aksi-Reaksi)Bila benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B mengerjakan gaya pada benda A sama besar tetapi berlawanan arah.


s = v . t

vt = v0 + ats = v0 t + ½ at2

vt2 = v02 + 2 a.s

F = 0

F = ma

T T’

W = mg

T1

W1

T1 T2

W2

T2

α F cos α

F

s

Energi Mekanik

s

v1 v2F

m

Sifat-sifat pasangangaya aksi-reaksi- Besarnya sama, tetapi arahnya

berlawanan- Terletak pada satu garis kerja dan bekerja

pada dua benda yang berbedaContoh : pasangan gaya aksi-reaksi adalah T dan T’

Dan T dan W bukan gaya aksi reaksi karena bekerja pada satu benda.

Penerapan Hukum Newton pada benda yang di gantung dengan seutas tali melalui katrol

T1 & T2 = Tegangan talimassa katrol diabaikan mk = 0,Misalkan W2 > W1 . Jadi - T1 – W1 = m1 a (m1

bergerak ke atas)T1 = W1 + m1 a- T2 – W2 = m2 (-a) (m2

bergerak ke bawah)T2 =W2 - m2 aT1 = T2 (Katrol tidak bermassa)

W1 + m1 a = W2 - m2 a

a=W 2−W 1

m1+m2

USAHA DAN ENERGI1. Usaha (kerja)= W

Usaha adalah kerja yang dilakukan oleh gaya untuk memindahkan benda atau Usaha adalah perkalian antara gaya dengan perpindahan.

Besarnya Usaha dituliskan :

W = Usaha dalam N.m (joule) merupakan besaran skalars = perpindahan dalam mF = Gaya dalam N

Bila α = 0o ,maka usaha maksimum ( cos 0o = 1)Maka persamaannya W = F.s

Bila α = 90o ,maka usaha minimum ( cos 90o = 0)Maka persamaannya W = 0

2. Energi (Tenaga)Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha, juga merupakan besaran scalar dengan satuan joule.Bentuk-bentuk energi :- Energi kinetik- Energi potensial- Energi panas- Energi listrik- Energi kimiaEnergi bersifat kekal tetapi dapat berubah bentuk ke bentuk energi yang lain.Energi Kinetik (tenaga gerak)Adalah energi yang dimiliki oleh benda karena gerakannya.

Ek = energi kinetik (joule)m = massa benda (kg)v = kecepatan benda (m/s)

Hubungan usaha dengan energi kinetik

W = F . s = m.a.svt2 = v0

2 + 2 as

as=vt 2−v0

2

2


T = T’

a=m2−m1g

m1+m2

W = F cos α . s

Ek = ½ m v2

W = F.sW = mg ( h1 – h2 )W = mg (h)

mg

h1

h2

W = mgh1 – mgh2 W = Ep1 – Ep2

W=m( vt 2−v 02

2 )W=m( v22−v1

2

2 )

Ek1 = ½ mv12 = energi kinetik awal

Ek2 = ½ mv22 = energi kinetik akhir

Energi Potensial (tenaga tempat)Adalah energi yang dimiliki oleh benda karena tempat ( posisinya )

m =massa benda (kg)h = ketinggian benda terhadap permukaan tanah(m)Ep = Energi potensial ( joule)g =percepatan gravitasi (m/s2)Karena W = mg, jadi Ep = W x h, jadi besar energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan gaya berat selama jatuh.Hubungan Usaha dengan Energi Potensial

Bila benda yang massanya m jatuh dari ketinggian h1, maka usaha yang dilakukan sampai ketinggian h2

adalah...

Ep1 = mgh1 = Energi potensial awalEp2= mgh2 = Energi potensial akhir

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIKBila tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka jumlah energi potensial dan energi kinetik tetap.

Em = energi mekanik dimana besarnya selalu tetap.Bila ada gaya luar berupa gaya gesekan maka hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku dan rumusnya menjadi :

Em1 = energi mekanik awal ; Em2 = energi mekanik akhirWf = Usaha yang dilakukan oleh gaya gesekanDAYA ( P )Daya adalah usaha yang dilakukan gaya persatuan waktu, atau Daya adalah kecepatan untuk melakukan usaha.

v = kecepatan rata-rata selama menempuh jarak ssatuan daya dalam SI adalah watt = joule/s satuan lain dari daya HP (Horse Power), 1 HP = 746 wattSatuan lain dari energi adalah kwh= kilo watt jam1 kwh = 3,6 x 106 joule

IMPULS DAN MOMENTUM1. Impuls = I

Impuls adalah hasil kali gaya dengan selang waktu.Impuls merupakan besaran vektor

I = impuls, satuannya = N.sF = gaya impuls, satuannya = N

2. Momentum = PMomentum adalah hasil kali massa benda dengan kecepatan. Momentum merupakan besaran vektor.

P = momentum (kg m/s) atau N.s


W= ½ mv22 - ½ mv1

2

W = Ek2 – Ek1

Usaha merupakan selisih energi potensial

Em = Ep + Ek atau Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

Wf = Em2 - Em1

P=Wt= F . s

t=F .v

I = F. t

P = m x v

v1 v2F

m

m1 m2v1 v1’v2 v2’c

m = massa benda (kg)v = kecepatan benda ( m/s )

3. Hubungan Impuls dengan Momentum

I = F.tI = ma .t → vt = v0 + at

at = vt – v0 = v2 – v1

jadi a.t = v2 – v1

I = m (v2 – v1)

P1 = momentum awalP2 = momentum akhirP = P2 - P1 = perubahan momentumI = ImpulsJadi Impuls = perubahan momentum

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUMJika tidak ada gaya luar yang bekerja pada satu sistem maka jumlah momentum sistem tersebut adalah konstan (tetap).Bila F = 0 →0 = mv2 – mv1 atau

Jumlah momentum awal = jumlah momentum akhirPeristiwa yang mempunyai gaya luar F = 0 adalah :

1. Tumbukan2. Senapan – peluru3. Gerak roket

TumbukanBila dua benda yang saling bergerak atau salah satu diam dan pada suatu saat saling bersinggungan, maka kedua benda itu dikatakan bertumbukan.

Berdasarkan hokum kekekalan momentum :Jumlah momentum sebelum tumbukan = Jumlah momentum sesudah tumbukan

v1’ dan v2

’ = kecepatan sesudah tumbukankecepatan benda saat bertumbukan :

C = kecepatan benda saat bertumbukanC = kecepatan akhir periode 1Jenis tumbukan dapat dibedakan berdasarkan dari nilai koefisien elastisitas (koefisien restitusi = e).

Dimana

Jenis-jenis tumbukana. Tumbukan lenting sempurna

- Berlaku hukum kekekalan momentum

- Berlaku hukum kekekalan energi kinetik

- e = 1kecepatan setelah tumbukan

b. Tumbukan lenting sebagian- Berlaku hukum kekekalan

momentum- Tidak berlaku hukum kekekalan

energi kinetik- 0 < e < 1Kecepatan setelah tumbukan

c. Tumbukan tidak lenting sama sekali- Berlaku hukum kekekalan

momentum- Tidak berlaku hukum kekekalan

energi kinetik- e = 0kecepatan setelah tumbukan


I = mv2 – mv1

I = P2 – P1

I = P

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1’ + m2 v2

’

C=m1v1+m2 v2m1+m2

e=v1

'+v2'

v1+v2

0 ≤ e ≤ 1

v1’ = 2C – v1 dan v2

’ = 2C – v2

v1’ = C + e(C – v1)

v2’ = C + e(C – v2)

v1’ = v2

’ = C

AF

l0 l

1 2

yy

F

F

k 1

k 2

(setelah tumbukan kecepatan kedua benda sama)

GAYA PEGAS1. Hukum Hooke (Elastisitas)

Besarnya penambahan panjang suatu zat elastis sebanding dengan gaya yang bekerja pada zat tersebut.Suatu bahan dikatakan elastis jika setelah gaya yang mengubah bentuk bahan dihapuskan, bahan akan kembali seperti bentuk semula.Contoh : pegas, karet dan lain-lain.Rumus matematis Hukum Hookea. Stress = ketegangan

stress=gaya tarik (gaya tekan)

luas permukaan yangditekan

= stress (N/ m2)F = gaya tekan/tarik (N)A = luas permukaan (m2)

b. Strain = Regangan jenisPertambahan panjang benda per satuan panjang benda mula-mula.

strain= tambahan panjangpanjangmula−mula

∆ l = tambahan panjang (m)l0 = panjang benda mula-mula

(m)

c. Modulus Elastisitas = Modulus YoungAdalah perbandingan antara stress dan strain

E = modulus elastisitas (N/m2)e = strain (tanpa satuan)

Penerapan hukum Hooke pada pegas

Gambar 1 Pegas dalam keadaannetral.Gambar 2 Pegas ditarik denganGaya F sehingga pegas bertambahPanjang y.Berdasarkan hukum hooke:

F = w = mg = gaya tarik (N)y = pertambahan panjang pegask = tetapan pegas (N/m)

Energi Potensial pada pegas

F = sebanding dengan y

Ep = energi potensial pegas = jouleSUSUNAN PEGASA. Seri

ks = konstanta pegas pengganti seri


τ= FA

e=∆ ll0

E= τe= F

A×

l0∆l

F = k. y

Ep = luas

Ep = ½ F. y = ½ k (y)2

1ks= 1k 1+ 1k2

k 1 k 2

R

v

v

RB

RAAB

A B

v

B. Paralel

kp = konstanta pegasPengganti paralel

GERAK MELINGKAR1. Gerak melingkar beraturan

- Lintasan berbentuk lingkaran- Arah kecepatan linier (v) merupakan

garis singgung pada lintasan- Besar kecepatan (laju) tetap, tetapi

arahnya selalu berubah- Besar kecepatan sudut tetap.- Besar percepatan sentripetal tetap.

2. Besaran-besaran pada gerak melingkar beraturan1. Perioda (T) = waktu yang diperlukan

untuk satu putaran penuh.

t = lama berputar (sekon)N = banyak putaranT = Periode (sekon)

2. Frekuensi (f) = banyak putaran tiap detik

f = frekuensi (hertz) Hz

Hubungan f dengan T :

3. Kecepatan sudut ()

T = periode (sekon)f = frekuensi (Hz) = kecepatan sudut (radian/s)1 putaran =2 rad = 360o

1 rad=360o

2π=57 ,29o

Besar sudut yang ditempuh oleh partikel selama t sekon dalam gerak melingkar beraturan adalah :

4. Kecepatan linear (v)Jarak yang ditempuh selama satu putaran dibagi periode (waktu putar)

v = kecepatan linear (m/s)R = jari-jari lintasan (m)

5. Percepatan Sentripetal (as)Besaran tetap tetapi arahnya selalu menuju pusat lingkaran.

as = percepatan sentripetal (m/s2)

6. Gaya Sentripetal- Besarnya tetap(arah ke pusat positif)- Arahnya searah dengan percepatan

sentripetal

Beberapa contoh penerapan gerak melingkar beraturan

1. Hubungan antara roda-roda- Roda A dan roda B sepusat

VA VB (arah putaran sama)

- Roda A dan roda B bersinggungan luar


kp = k1 + k2

T= tN

f= Nt

f= 1TatauT=1

f

¿ 2πT

=2πf

θ=ωt

v=2π RT

v=ωR

as=v2

R=ω2R

Fs = mas

F s=mv2

R=mω2R

ωA=ωB

vA

R A

=vB

RB


Documents

Rangkuman Materi Fisika Sma