Pendalaman Materi Fisika Kisi 2 Fisika USBN gerak

Pendalaman Materi Fisika

Kisi 2 Fisika USBN • • • gerak lurus dan hukum Newton usaha, energi, dan perubahan energi pesawat sederhana tekanan pada zat getaran, gelombang, dan bunyi sifat-sifat cahaya listrik statis kemagnetan energi dan daya listrik

Gerak Lurus • Perlu memahami konsep gerak, jarak, perpindahan, kecepatan rata 2, kecepatan sesaat. • Menggunakan grafik sangat membantu siswa memahami perilaku gerak • Penting mengajarkan kerangka acuan/titik nol • Siswa sering bingung istilah percepatan yang bernilai negatif (perlambatan) • lift yang turun ke bawah yang bergerak makin cepat merupakan gerak dipercepat dengan kecepatan negatif).

• Kecepatan yang diukur speedometer menunjukkan kecepatan sesaat. • Arah percepatan berlawanan dengan arah gaya yang dirasakan (dapat dicoba dengan menggantungkan bandul di mobil kemudian mobil dipercepat dan diperlambat (jika percepatan negatif beban terayun ke depan)).

Gerak vertikal • Di titik tertinggi, kecepatan sesaat benda adalah nol, namun percepatannya selalu tetap sebesar g. • Percepatan selalu tetap, memperlambat bola saat benda bergerak ke atas dan mempercepat saat benda bergerak ke bawah.

Hukum Newton • Sifat kelembaman benda tergantung pada masanya • Hukum Newton III menunjukkan adanya gaya aksi reaksi yang bekerja pada 2 benda.

Gerak Peluru • Kunci memahami gerak peluru adalah bahwa gaya gravitasi arahnya selalu vertikal yang hanya mempengaruhi gerak ke bawah. • Gerak horizontal tidak mempengaruhi gerak vertikal. Misalkan dua orang memegang peluru dengan ketinggian yang sama yang satu menembakkan peluru yang lain menjatuhkan peluru, kedua peluru akan sampai di tanaj pada waktu yang bersamaan.

Usaha • Penting menjelaskan konsep usaha dengan menguraikan gaya-gayanya • Seorang pelayan yang berkeliling membawa nampan tidak melakukan usaha karena gaya yang dikeluarkan untuk mengangkat nampan tegak lurus arah geraknya. • Jika kita mengikat bola kemudian digerakkan melingkar beraturan juga dikatakan kita tidak melakukan usaha karena gaya ke pusat lingkaran tegak lurus terhadap kecepatan/gerak bola.

Hukum Kekekalan Energi • Bukti adanya EK. Jika kita sedang melempar bola, maka kita mengeluarkan gaya F pada jarak S sebelum benda bergerak. Karena benda mendapat energi gerak dikatakan benda mendapat energi kinetik. • Bukti adanya EP. Jka kita mengangkat benda setinggi h maka ketika kita melakukan usaha berarti benda tambahan energi sebesar mgh, hanya karena benda berada di bidang gravitasi bumi. • Perubahan EP dan EK adalah kekal jika tidak ada gaya luar seperti gaya gesek.

Elektrostatika • Atom yang normal terdiri atas proton dan elektron yang seimbang, jika satu elektron dipindahkan dari suatu atom maka diakatakan atom menjadi ion bermuatan positif. • Istilah muatan ( + dan -) hanya perjanjian. Sebatang kaca digosok dengan kain sutra menyebabkan muatan negatif kaca mengalir ke sutra sehingga bermuatan negatif dan kaca bermuatan positif karena kehilangan muatan negatif.

• Ketika plastik digosok dengan bulu domba, muatan negatif bulu domba berpindah ke plastik sehingga plastik bermuatan negatif dan bulu domba bermuatan positif. • Benda bermuatan juga menarik benda netral, seperti sisir yang digosokkan ke rambut akan bermuatan negatif akan menarik potongan kertas (terjadi polarisasi listrik kertas dimana muatan positif kertas lebih dekat ke sisir daripada muatan negatifnya).

Hukum Ohm • Dapat digunakan untuk mengukur hambatan menengah namun kurang akurat dan presisi • Dalam pembelajarannya, harus diajarkan ke siswa bahwa hukum Ohm menyatakan hubungan antara arus dan tegangan untuk hambatan yang tetap. • Pada hambatan yang tidak tetap seperti pada lampu pijar, hukum Ohm tidak berlaku • Akan lebih baik mengajarkan hukum Ohm menggunakan metode eksperimen dilanjutkan dengan analisis grafik.

Latar belakang • Meskipun ohmmeter dapat digunakan namun terkadang kurang akurat. • Besarnya hambatan dapat ditentukan dengan metode ampermeter dan voltmeter namun selalu timbul kesalahan.

Metode pengukuran • Pengukuran hambatan secara presisi dapat dilakukan pada range sedang dengan menggunakan metode jembatan wheatstone. • Pengukuran hambatan yang sangat rendah membutuhkan ampermeter dengan hambatan yang sangat rendah ( jembatan kelvin). • Pada pengukuran hambatan yang sangat tinggi (hambatan insulasi) membutuhkan tegangan yang besar, ampemeter dengan hambatan kecil dan teknik khusus yang dapat memisahkan permukaan yang bocor dari volume hambatan.

Metode Voltmeter dan Ampermeter • Metode ini dapat digunakan untuk menentukan nilai hambatan dengan menggunakan hukum Ohm. • Meskipun hasilnya cukup akurat namun pasti ada kesalahan yang timbul.

Voltmeter dihubungkan melintasi beban • Pada pengukuran di samping voltmeter mengukur tegangan yang melintasi beban, namun ampermeter menunjukkan nilai hambatan beban ditambah arus pada voltmeter. • Nilai R sebenarnya adalah Rx = Vx/I+IA namun jika Ix sangat kecil maka kesalahannya dapat diabaikan. • Cocok dipasang untuk Rx yang bernilai kecil

• Rangkaian tersebut akan dapat mengukur R secara akurat jika nilai R jauh lebihkecil dari nilai hambatan dalam voltmeter sehingga Ix dapat diabaikan terhadap I

Voltmeter dihubungkan melintasi catu daya • Voltmeter menunjukkan tegangan beban (vx) ditambah tegangan pada ampermeter sehingga nilai hambatannya bebannya adalah • Cocok dipasang pada Rx yang bernilai cukup besar

• Rangkaian di atas merupakan rangkaian yang paling cocok dipakai untuk nilai R sangat tinggi dibandingkan nilai hambatan ampermeter karena VA jauh lebih kecil dibandingkan nilai Vx

Teknik penggunaan • Rangkaikan rangkaian pada rangkaian voltmter dihubungkan melintasi beban. • Secara hati-hati catat nilai ampermeter kemudian lepaskan hubungan voltmeter, jika pembacaan ampermeter tidak berubah dengan diputuskannya voltmeter maka I jauh lebih kecil dari Ix maka metode ini sudah tepat. • Jika pembacaan ampermeter berubah (menurun ) dengan diputuskannya voltmeter maka I tidak lebih kecil dari Ix, pada keadaan ini metode voltmeter yang dihbungkan melintasi catu daya adalah metode yang paling tepat.

Tata Surya • Untuk materi rotasi, revolusi bumi dan bulan siswa perlu menghafalkan karena pendekatan konsep koordinat hanya untuk mahasiswa • Media pembelajaran interaktif seperti milik Phet Colorado bisa digunakan untuk membantu pemahaman siswa

Permasalahan 1. Mengapa benda-benda langit dapat bergerak mengitari matahari? 2. Mengapa planet-planet tidak ditarik masuk ke dalam lintasan matahari? 3. Mengapa satelit dapat mengorbit ke bumi tanpa jatuh ke dalam permukaan bumi? 4. Mengapa planet Pluto sudah masuk kategori planet lagi?

Our Solar System

What’s in Our Solar System? • Our Solar System consists of a central star (the Sun), the eight planets orbiting the sun, moons, asteroids, comets, meteors, interplanetary gas, dust, and all the “space” in between them. • The eight planets of the Solar System are named for Greek and Roman Gods and Goddesses.

Penelitian tentang Gaya Gravitasi �Penelitian mengenai gaya GRAVITASI sudah dilakukan �sejak Ptolemy M dengan geosentris yaitu dulutahun yaitu 100 Ptolemy tahunteori 100 M dengan teori geosentris yaitu planet-planet mengelilingi bumi. Copernicus dengan teori heliocentris yaitu �Kemudian Copernicus dengan teori heliocentris yaitu planet-planet danmengelilingi bumi mengelilingi matahari dalam planet dan bumi matahari. Teori ini didukung dari analisis Tycho Brahe dan Johannes Kepler dalam karya "Astronomia �asistenya Pada tahun 1609, Tycho Brahe dan asistennya Nova (1609)" yangmengemukakan dikenal dengantentang hukum Kepler Johannes Kepler yaitu orbit planet ellips. Pada tahun 1680 Kepler yaitu orbitberbentuk planet berbentuk ellips. Isac Newton dalam makalahnya berjudul "De motu �corpo-rum Pada tahunin 1680, Newton menjelaskan mengenai gyrum" atau gerak planet dalam planet dan hukum gravitasi. mengenai planet dan orbitnya yaitu menjelaskan hukum gravitasi.

Model Geocentris Gagal Menjelaskan Fase-Fase pada Planet Dalam

Model Heliocentric dapat Menjelaskan Fase-Fase pada Planet Dalam

detail

Gravity vs. Inertia Planet wants to go Straight. (Law of Inertia) SUN Sun’s Gravity Pull Planet

Hukum Keppler Hukum keppler merupakan hukum – hukum yang menjelaskan tentang gerak planet. Orbit Planet Perihelium Aphelium (Jarak terdekat planet dari matahari) (Jarak terjauh planet dari matahari) Garis edar planet (orbit ) adalah lintasan yang dilalui planet saat mengitari matahari. 1. Hukum I Keppler Orbit planet berbentuk elips dan matahari terletak pada salah satu titik fokusnya.

Hukum II Keppler • Garis yang menghubungkan planet ke matahari dalam waktu yang sama, menempuh luasan yang sama. • Jika waktu planet untuk berevolusi dari AB, CD, dan EF adalah sama, maka luas AMB = luas CMD = luas EMF, sehingga kecepatan revolusi planet dari AB>CD>EF. • Semakin dekat matahari revolusi planet semakin cepat. • Semakin jauh dari matahari revolusi planet semakin lambat.

Hukum III Keppler Kuadrat kala revolusi planet sebanding dengan pangkat tiga jarak sumbu semi mayor planet ke matahari. d 2 d 1 T 1 = Periode revolusi planet 1 T 2 = Periode revolusi planet 2 d 1 = jarak rata-rata planet 1 ke matahari d 2 = jarak rata-rata planet 2 ke matahari

Periode Revolusi Periode revolusi adalah waktu yang diperlukan planet mengitari matahari satu kali putaran Akibat Revolusi bumi 1. Terjadinya pergantian musim di bumi 2. Terlihatnya rasi bintang yang berbeda tiap bulan 3. Terjadi perbedaan lamanya waktu siang dan malam 4. Gerak semu tahunan matahari 23 September 22 Desember 21 Juni 21 Maret KU KS

Periode rotasi adalah waktu yang diperlukan planet berputar pada sumbunya satu kali putaran Akibat Rotasi Bumi: 1. Pergantian siang dan malam. 2. Perbedaan waktu di bumi yang garis bujurnya berbeda. 3. Gerak semu harian matahari. 4. Bentuk bumi menggelembung pd katulisiwa dan pepat pd kutubnya. 5. Perubahan arah angin di katulistiwa. Siang Matahari Malam

Pengelompokan Planet a. Bumi sebagai pembatas, planet dikelompokkan menjadi dua: planet inferior & planet superior. Planet inferior Planet superior • Planet inferior adalah planet yang orbitnya berada di dalam orbit bumi. (Merkurius dan Venus ) • Planet superior adalah planet yang orbitnya berada diluar orbit bumi (Mars, Jupiter , Saturnus, Uranus dan Neptunus) Bumi

Planet dalam b. Asteroid sebagai pembatas, planet dikelompokkan menjadi dua: planet dalam dan planet luar • Planet luar Planet dalam planet yang orbitnya di dalam peredaran Asteroid (Merkurius, Venus, Bumi dan Mars) • Planet luar adalah planet yang garis edarnya berada diluar garis edar Asteroid (Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus) Asteroid

c. Berdasarkan ukuran dan komposisi penyusunnya, Planet dikelompokkan menjadi planet Terrestrial dan Jovian • Planet Terrestrial yaitu planet yang memiliki ukuran dan komposisi yang hampir sama dengan bumi (Merkurius, Venus, Bumi dan Mars) • Planet Jovian yaitu planet yang memiliki ukuran sangat besar dan komposisi penyusunnya hampir sama dengan planet Jupiter (Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus) Planet Jovian Planet Terestrial

The 8 Planets of the Solar System • Planets are categorized according to composition and size. There are two main categories of planets: – small rocky planets (Mercury, Venus, Earth, and Mars) – gas giants (Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune)

Characteristics of Small Rocky Planets • • • They are made up mostly of rock and metal. They are very heavy. They move slowly in space. They have no rings and few moons (if any). They have a diameter of less than 13, 000 km.

Mercury • Mercury has a revolution period of 88 days. Mercury has extreme temperature fluctuations, ranging from 800 F (daytime) to -270 F (nighttime). • Even though it is the closest planet to the sun, Scientists believe there is ICE on Mercury! The ice is protected from the sun’s heat by crater shadows.

Venus • Venus is the brightest object in the sky after the sun and moon because its atmosphere reflects sunlight so well. People often mistake it for a star. • Its maximum surface temperature may reach 900 F. • Venus has no moons and takes 225 days to complete an orbit.

Earth • Earth is the only planet known to support living organisms. • Earth’s surface is composed of 71% water. – Water is necessary for life on Earth. – The oceans help maintain Earth’s stable temperatures. • Earth has one moon and an oxygen rich atmosphere.

Earth’s Moon • It takes the moon approximately 29 days to complete one rotation. The same side of the moon always faces us. • The moon’s surface is covered in dust and rocky debris from meteor impacts. It has no water or atmosphere. • The moon reflects light from the sun onto the earth’s surface.

Mars • Like Earth, Mars has ice caps at its poles. • Mars has the largest volcano in our solar system: Olympus Mons is approximately 15 miles high. • Mars appears red because of iron oxide, or rust, in its soil. • Mars has two moons and takes about two years to complete an orbit.

Characteristics of Gas Giants • They are made up mostly of gases (primarily hydrogen & helium). • They are very light for their size. • They move quickly in space. • They have rings and many moons. • They have a diameter of less than 48, 000 km

Jupiter • Jupiter is the largest and most massive planet. • It’s diameter is 11 times bigger than that of the Earth’s. • It takes about 12 years for Jupiter to orbit the sun. • Jupiter has 16 known moons.

Saturn • Saturn is composed almost entirely of hydrogen and helium. • Saturn has many rings made of ice. Saturn’s rings are very wide. They extend outward to about 260, 000 miles from the surface but are less than 1 mile thick. • Saturn has 18 known moons, some of which orbit inside the rings! • It takes Saturn about 30 years to orbit the sun.

Uranus • Uranus is blue in color due to methane gas in its atmosphere. • Uranus has 11 dark rings surrounding it. • Uranus has 21 known moons and takes 84 years to complete one orbit.

Neptune • Neptune has the fastest winds in the solar system: up to 2, 000 km/hr. • Neptune is also blue in color due to methane gas in its atmosphere. • Neptune takes 165 years to orbit the sun and has 8 moons.