Archive for the ‘ RPP FISIKA SMK TekNologi XI ’ Category

LKS medan magnet

LKS 11.1 Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya. Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan : • B = Medan magnet dalam tesla ( T ) • μo = permeabilitas ruang hampa = • I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A ) • a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m) Contoh : Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ? Jawab : Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere a = 10 cm = 0,1 meter Ditanya : B = ………….? Dijawab : Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus : Keterangan: • BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T) • I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A ) • a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m ) • r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m ) • θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°) • x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m ) dimana Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung • B = Medan magnet dalam tesla ( T ) • μo = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. m • I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A ) • a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m) • r = jari-jari lingkaran yang dibuat contoh soal : Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A (lihat gambar). Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada : a. pusat kawat melingkar ( O ) b. dititik P Jawab : Diketahui : I = 4 A a = 8 cm = 8 . 10 – 2 m x = 6 cm = 6 . 10 – 2 m sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8 Ditanya : a. Bo = ……. ? b. BP = ……. ? Dijawab : Medan Magnet pada Solenoida Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang. Kumparan ini disebut dengan Solenida . Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla ( T ) μ0 = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. M I = kuat arus listrik dalam ampere ( A ) N = jumlah lilitan dalam solenoida L = panjang solenoida dalam meter ( m ) Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida. Besarnya medan magnet di ujung Solenida (titik P) dapat dihitung: Keterangan: BP = Medan magnet diujung Solenoida dalam tesla ( T ) N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan I = kuat arus listrik dalam ampere ( A ) L = Panjang Solenoida dalam meter ( m ) Contoh : Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada : a. Pusat solenoida b. Ujung solenoida Jawab : Diketahui : I = 0,5 A L = 2 meter N = 800 lilitan Ditanya : a. Bo = ………… ? b. BP = ………. ? Dijawab : Medan Magnet di Sekitar Toroida Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan. Besarnya medan magnet ditengah-tengah Toroida ( pada titik-titik yang berada pada garis lingkaran merah ) dapat dihitung • Bo = Meda magnet dititik ditengah-tengah Toroida dalam tesla ( T ) • N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan • I = kuat arus listrik dalam ampere ( A ) • a = rata-rata jari2 dalam dan jari-jari luar toroida dengan satuan meter ( m ) • a = ½ ( R1 + R2 ) Contoh : Sebuah Toroida terdiri dari 6000 lilitan dialiri arus listrik sebesar 10 A . Jika jari-jari dalam dan luar berturut-turut 2 dan 4 meter . Tentukan besarnya induksi magnet ditengah toroida ! Jawab : Diketahui : N = 6000 lilitan I = 10 A R1 = 2 meter R2 = 4 meter a = ½ ( 2 + 4 ) = 3 m Ditanya : Bo = ……… ? Dijawab : Hukum Biot Savart Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya. B = k . Besar Gaya Lorentz. Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai : F = B I sin  F = gaya Lorentz. B = induksi magnetik medan magnet. I = kuat arus. = panjang kawat dalam medan magnet.  = sudut yang diapit I dan B. HUKUM COULOMB Definisi : Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya. F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton. R = jarak dalam meter. m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter. 0 = permeabilitas hampa. Nilai = 107 Weber/A.m Tugas : 1. Berapakah induksi magnet pada sebuah titik yang berjarak 3 cm dari suatu penghantar lurus dan panjang berarus listrik 15 A? 2. Suatu penghantar berarus 20 A dibentuk melingkar dengan jari-jari 50 cm. Hitunglah : a. Induksi magnet di sebuah titik yang terletak pada sumbu lingkaran kawat dan berjarak 50 cm dari pusat b. Hitunglah induksi magnet dipusat lingkaran 3. Sebuah solenoida yang panjangnya 20 cm dialiri arus 5 A. Pada sollenoida terdapat 100 lilitan. Hitunglah induksi magnetik dipusat dan diujung solenoida! 4. Seutas kaat enghantar panjangnya 200 cm, berarus listrik 10 A, berada dalam medan magnet homogen dengan induksi magnet 0,02 tesla dan membentu sudut 30° terhadap arus listrik. Hitunglah besar gaya lorentz pada kawat tersebut!

konsep magnet dan elektromagnetik

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP)

 

1.             Identifikasi Mata pelajaran

Satuan pendidikan              :  SMK N 2 PTS

Kelas                                      :  XI / 2

Semester                              :  Genap

Mata Pelajaran                    :  FISIKA

2.             Standar Kompetensi           :  Menerapkan konsep magnet dan elektromagnetik

3.             Kompetensi Dasar              :  11.1 Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik

4.             Indikator                                :   a.     Induksi magnetik disekitar kawat berarus listrik (hukum Biot Savart) dibuktikan dan dirumuskan

b.     Hukum Ampere dibuktikan dan dirumuskan

c.      Hukum Biot Savart dan hukum Ampere diaplikasikan untuk menentukan kuat medan magnet pada berbagai bentuk kawat berarus listrik

d.    Gaya magnetik (Lorentz) pada kawat berarus yang berada dalam medan magnet atau partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnet dirumuskan

5.             Tujuan Pembelajaran        :  setelah pembelajaran peserta didik diharapkan mampu:

a.     Menyebutkan hukum biot-Savart dengan benar

b.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet di sekitar kawat lurus panjang berarus

c.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet disekitar arus melingkar

d.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet pada solenoida

e.     Menghitung besarnya gaya magnet dengan menggunakan persamaan gaya magnetic (Lorentz)

f.      Menghitung besarnya gaya coloumb dengan benar

g.     Menghitung kuat medan magnet dengan benar

 

6.              Materi Ajar                           :   Magnet dan elektromagnetik (TERLAMPIR)

a.     Induksi magnet

b.     Hokum Ampere

c.     Hukum Biot-Savart

d.     Gaya Lorentz

 

7.             Alokasi Waktu                      :  2 x 45 menit

8.             Model dan Metode Pembelajaran

Model                                     : DI

Metode                                  : Ekspositori, Diskusi, Tanya Jawab

9.             Kegiatan Pembelajaran

 

PERTEMUAN PERTAMA

A.    Kegiatan Pendahuluan (15 menit)

1)     Mengucapkan salam

2)     Mengabsen siswa

3)     Memeriksa kesiapan siswa serta kesiapan ruang, alat dan media pembelajaran

FASE 1 : MENYAMPAIAKN TUJUAN DAN MEMPERSIAPKAN SISWA

4)     Prasyarat pengetahuan:

-       Apakah pengertian medan magnet ?

5)     Menyampaikan kompetensi (tujuan) yang akan dicapai dan rencana kegiatan.

B.     Kegiatan Inti (60 menit)

FASE 2 : MENDEMONSTRASIKAN PEGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

1)     Guru menuliskan judul “Magnet dan Elektromagnet”

2)     Guru bersama siswa memformulasikan Hk. Biot Savart

3)     Selanjutnya guru menuliskan dan menjelaskan persamaan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida  serta memberikan contoh soal masing-masing induksi magnet  tersebut kepada siswa

4)     Peserta didik memahami dan mencatat contoh soal yang diberikan guru

 

 

 

 

FASE 3 : MEMBIMBING PELATIHAN

5)     Guru memberika soal latihan dalam menentukan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida.

6)     Siswa mengerjakan latihan soal yang diberikan guru tersebut.

FASE 4 : MENGECEK PEMAHAMAN DAN MEMBERIKAN UMPAN BALIK

7)     Guru meminta beberapa siswa untuk menuliskan hasil pekerjaannya dipapan tulis

8)     Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

9)     Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan fungsi voltmeter dan ampermeter da volmeter

10)  Peserta didik memperhatikan penjelasan guru dalam menentukan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida .

11)  Guru mengecek ulang pemahaman siswa tentang arus bolak-balik.

C.    Kegiatan Penutup (15 menit)

FASE 5 : MEMBERIKAN KESEMPATAN UNTUK PELATIHAN LANJUTAN DAN PENERAPAN

1)     Guru bersama siswa membuat kesimpulan atau rangkuman hasil belajar.

2)     Guru memberikan tugas rumah untuk mengetahui daya serap materi yang baru saja dipelajari.

 

PERTEMUAN KEDUA

A.    Kegiatan Pendahuluan (15 menit)

1)     Mengucapkan salam

2)     Mengabsen siswa

3)     Memeriksa kesiapan siswa serta kesiapan ruang, alat dan media pembelajaran

FASE 1 : MENYAMPAIAKN TUJUAN DAN MEMPERSIAPKAN SISWA

4)     Prasyarat pengetahuan:

Apakah pengertian gaya magnet ?

5)     Menyampaikan kompetensi (tujuan) yang akan dicapai dan rencana kegiatan.

D.    Kegiatan Inti (60 menit)

 

FASE 2 : MENDEMONSTRASIKAN PEGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

1)     Guru menuliskan judul “Gaya Magnet”

2)     Guru bersama siswa mendiskusikan arah gaya magnet menggunakan kaidah tangan kanan

3)     Selanjutnya guru menjelaskan persamaan besarnya gaya magnet (gaya Lorentz) serta memberikan contoh soal untuk menghitung besarnya gaya magnet yang ditimbulkan pada kawat.

4)     Peserta didik memahami dan mencatat contoh soal yang diberikan guru

FASE 3 : MEMBIMBING PELATIHAN

5)     Guru memberika soal latihan dalam menentukan besar gaya Lorentz yang ditimbukan pada kawat

6)     Siswa mengerjakan latihan soal yang diberikan guru tersebut.

FASE 4 : MENGECEK PEMAHAMAN DAN MEMBERIKAN UMPAN BALIK

7)     Guru meminta beberapa siswa untuk menuliskan hasil pekerjaannya dipapan tulis

8)     Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

9)     Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan sifat kemagnetan dan kuat medan magnet

10)  Guru menjelaskan hokum coloumb untuk menentukan gaya magnetik dan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet.

11)  Peserta didik memperhatikan penjelasan guru dalam menentukan gaya magnetik dengan hokum coulomb dan kuat medan magnet.

12)  Guru mengecek ulang pemahaman siswa tentang arus bolak-balik.

E.     Kegiatan Penutup (15 menit)

FASE 5 : MEMBERIKAN KESEMPATAN UNTUK PELATIHAN LANJUTAN DAN PENERAPAN

1)     Guru bersama siswa membuat kesimpulan atau rangkuman hasil belajar.

2)     Guru memberikan tugas rumah untuk mengetahui daya serap materi yang baru saja dipelajari.

 

 

 

 

 

 

 

10.           Penilaian hasil Belajar

A.      Tehnik Penilaian                         :  Tes tertulis

B.       Bentuk Instrumen                        :  Tes uraian

C.       Contoh Instrumen                       :

1.     Berapakah induksi magnet pada sebuah titik yang berjarak 3 cm dari suatu penghantar lurus dan panjang berarus listrik 15 A?

2.     Suatu penghantar berarus 20 A dibentuk melingkar dengan jari-jari 50 cm. Hitunglah :

a.     Induksi magnet di sebuah titik yang terletak pada sumbu lingkaran kawat dan berjarak 50 cm dari pusat

b.     Hitunglah induksi magnet dipusat lingkaran

3.     Sebuah solenoida yang panjangnya 20 cm dialiri arus 5 A. Pada sollenoida terdapat 100 lilitan. Hitunglah induksi magnetik dipusat dan diujung solenoida!

4.     Seutas kaat enghantar panjangnya 200 cm, berarus listrik 10 A, berada dalam medan magnet homogen dengan induksi magnet 0,02 tesla dan membentu sudut 30° terhadap arus listrik. Hitunglah besar gaya lorentz pada kawat tersebut!

D.      Rubrik penskoran

1.     Diketahui :

A   = 3 cm = 3 x 10⁻² m

I    = 15 A

μ₀  = 4π x 10⁻⁷ webwr/ A.m

ditanyakan: Bkawat lurus yang berarus ?

 

skor 20

 

2.     Diketahui :

I = 20 A

a = 50 cm = 50 x 10-1

 

a.    Induksi magnet di sumbu lingkaran

 

 

 

skor 20

 

b.   Induksi magnet di pusat lingkaran

skor 20

3.     Diketahui :

N = 100 lilitan

L  = 20 cm = 0,2 m

i   = 5 A

μ0 = 4π x 10-7 wb/Am

n   =  N / L = 100 / 0,2 = 500 lilitan / m

a.   Induksi magnet di tengah solenoida

skor 10

b.   Induksi magnet di ujung solenoida

skor 10

4.     Diketahui :

L = 200 cm = 2 m

i  = 10 A

B = 2 x 10-2 tesla

Sin 300 = ½

skor 20

11.           Sumber Pembelajaran

a.     Buku Fisika SMA untuk kelas XII semester 1 dan 2 Armico halaman 125-130.

 

Mengetahui,

 

Putussibau,

Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran
 

 

 

 

 

 

Faisal, S.Pd Sri widarti, S.Pd
NIP. 19700410 199512 1 001 NIP. 19880729 201001 2 010

 

 

 

LAMPIRAN

11.1 Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik

Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus

Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya.

Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :

 

  • B = Medan magnet dalam tesla ( T )
  • μo = permeabilitas ruang hampa =
  • I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
  • a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

Contoh :

Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ?

Jawab :
Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere
a = 10 cm = 0,1 meter
Ditanya :   B = ………….?
Dijawab :

 

 

 

 

Top of Form

Bottom of Form

 

Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar

Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :

 

 

Keterangan:

  • · BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T)
  • · I   = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
  • · a  =  jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m )
  • · r   = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
  • · θ   = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°)
  • · x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )

dimana

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung

 

  • · B  =  Medan magnet dalam tesla ( T )
  • · μo =  permeabilitas ruang hampa  = 4п . 10 -7 Wb/amp. m
  • · I   =  Kuat arus listrik dalam  ampere ( A )
  • · a  =   jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
  • · r  =   jari-jari lingkaran yang dibuat

contoh soal :

Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A  (lihat gambar). Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat  melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada :
a. pusat kawat melingkar ( O )
b. dititik P

Jawab :
Diketahui : I = 4 A
a = 8 cm = 8 . 10 – 2  m
x = 6 cm = 6 . 10 – 2  m

sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8
Ditanya :  a. Bo = ……. ?
b. BP = ……. ?
Dijawab :

 

 

 

 

 

Medan Magnet pada Solenoida

Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang.  Kumparan ini disebut dengan Solenida . Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung

 

Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla ( T )
μ0 = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. M
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
N = jumlah lilitan dalam solenoida
L = panjang solenoida dalam meter ( m )

 

Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida.

 

Besarnya medan magnet  di ujung Solenida  (titik P)  dapat dihitung:

 

BP = Medan magnet diujung Solenoida dalam tesla ( T )
N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
L = Panjang Solenoida dalam meter ( m )

Contoh :
Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada :
a. Pusat solenoida
b. Ujung solenoida

Jawab :
Diketahui : I = 0,5 A
L = 2 meter
N = 800 lilitan
Ditanya : a. Bo = ………… ?
b. BP = ………. ?

Dijawab :

 

 

 

 

Top of Form

Bottom of Form

 

Medan Magnet di Sekitar Toroida

Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan. Besarnya medan magnet ditengah-tengah Toroida ( pada titik-titik yang berada pada garis lingkaran merah ) dapat dihitung

 

  • · Bo = Meda magnet dititik ditengah-tengah Toroida dalam tesla ( T )
  • · N  = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan
  • · I   = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
  • · a  = rata-rata jari2 dalam dan jari-jari luar toroida dengan satuan  meter ( m )
  • · a =  ½  ( R1 + R2 )

Contoh :
Sebuah Toroida terdiri dari 6000 lilitan dialiri arus listrik sebesar  10 A . Jika jari-jari dalam dan luar  berturut-turut 2 dan 4 meter . Tentukan besarnya induksi magnet ditengah toroida !
Jawab :
Diketahui :  N = 6000 lilitan
I  =  10 A
R1 = 2 meter
R2 = 4 meter
a  =  ½ ( 2 + 4 ) = 3 m
Ditanya :  Bo = ……… ?
Dijawab :

 

 

Hukum Biot Savart

Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

B = k .

Besar Gaya Lorentz.

Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai :

F = B I sin a

F = gaya Lorentz.

B = induksi magnetik medan magnet.

I  = kuat arus.

= panjang kawat dalam medan magnet.

a = sudut yang diapit I dan B.

 

HUKUM COULOMB

Definisi : Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

 

 

F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton.

R = jarak  dalam meter.

m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter.

0 = permeabilitas hampa.

Nilai = 107 Weber/A.m

ULANGAN HARIAN Getaran, gelombang dan bunyi

ULANGAN HARIAN

KELAS XI AP/ SEMESTER 2

Nilai :


KD : 10.1 Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

Nama                                     :

Hari / Tanggal                      :

Mata Pelajaran                    :

 

1.   Waktu yang diperlukan untuk satu gelombang penuh disebut…

 

a.   Frekuensi

b.   Periode

c.    Kecepatan sudut

d.   Percepatan sudut

e.   Cepat rambat gelombang

 

 

2.   Gelombang yang memiliki arah getaran tegak lurus dengan arah rambat dinamakan…

 

a.   Gelombang mekanik

b.   Gelombang longitudinal

c.    Gelombang transversal

d.   Gelombang elektromagnetik

e.   Gelombang berjalan

 

 

3.   Berikut ini yang merupakan contoh gelombang elektromagnetik adalah…

 

a.   Gelombang bunyi

b.   Belombang diam

c.    Gelombang tali

d.   Gelombang pegas

e.   Gelombang radio

 

 

4.   Suatu gelombang pemancar radio bekerja pada frekuensi 0,09 MHz, jika kecepatan gelombang radio diudara dianggap 3×108 m/s, maka berapa panjang gelombang pemancar radio tersebut…m

 

a.   0,33 x 107

b.   0,5 x 107

c.    0,33 x 10-7

d.   0,06 x 10-7

e.   10-7

 

 

5.   Peristiwa perpaduan dua gelombang yang memiliki beda fase dan frekuensi sama disebut…

 

a.   Refraksi

b.   Interferensi

c.    Polarisasi

d.   Dispersi

e.   Difraksi

 

 

6.   Jika diketahui suatu gelombang merambat pada tali dengan persamaan simpangan y = 0,4 sin(1,6 t + 0,4 x), maka cepat rambat gelombang pada tali adalah…

 

a.   2 m/s

b.   4 m/s

c.    8 m/s

d.   16 m/s

e.   36 m/s

 

 

7.   Suatu gelombang berjala pada tali dengan persamaan : y = 0,09 sin (60π t – 8π x). Satuan dalam SI, besarnya cepat rambat adalah…

 

a.   2 m/s

b.   3 m/s

c.    4 m/s

d.   5 m/s

e.   6 m/s

 

 

8.   Gelombang air datang dari daerah dalam ke daerah dangkal dengan sudut datang 600 dan berkecepatan 30 m/s. Bila gelombang dibiaskan dengan sudut 450, maka cepat rambat didaerah dangkal adalah….m/s

 

a.

b.

c.

d.

e.

 

 

9.   Gelombang yang memerlukan zat/medium perantara untuk merambat disebut dengan…

 

a.   Gelombang mekanik

b.   Gelombang transversal

c.    Gelombang elektromagnetik

d.   Gelombang longitudinal

e.   Gelombang berjalan

 

 

10. Suatu gelombang berjalan dinyatakan dengan persamaan : y = 16 sin ( 6π t – 0,4π x), jika x dan y dalam meter dan t dalam sekon, maka besar frekuensi dan panjang gelombang masing-masing adalah…

 

a.   5 Hz dan 3 m

b.   5π Hz dan 3π m

c.    3 π Hz dan 5π m

d.   3 Hz dan 5π m

e.   3 π Hz dan 5 m


Lembar Jawaban

No. Pilihan Jawaban No. Pilihan Jawaban
1 A B C D E 6 A B C D E
2 A B C D E 7 A B C D E
3 A B C D E 8 A B C D E
4 A B C D E 9 A B C D E
5 A B C D E 10 A B C D E

11.

Selamat Mengerjakan By. SRI WIDARTI, S. Pd

 

 

 

 

ULANGAN HARIAN

KELAS XI AP/ SEMESTER 2

 

KD : 10.1 Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

 

Kunci jawaban

No. Pilihan Jawaban No. Pilihan Jawaban
1 A B C D E 6 A B C D E
2 A B C D E 7 A B C D E
3 A B C D E 8 A B C D E
4 A B C D E 9 A B C D E
5 A B C D E 10 A B C D E

1.

Selamat Mengerjakan By. SRI WIDARTI, S. Pd

 

LKS GEtaran, gelombang dan BunyIIII

GELOMBANG

LKS

Kompetensi dasar : 10.1   Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

A. Pengertian Gelombang

Bentuk gelombang yang sering kita lihat antara lain gelombang oermukaan air kolam yang merambat dengan tenang dan gelombang air laut yang berupa ombak di lautan. Gelombang merupakan getaran yang merambat.  Energi suatu benda yang bergetar dapat pindah atau merambat ke tempat lain dengan cara melalui gelombang. Energi yang di berikan gelombang air, misalnya oleh batu yang di lempar ke air kolam atau oleh angin ke laut lepas, energi di bawa oleh gelombang air ke tepi kolam atau pantai.

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dapat di kelompokkan menjadi dua, yaitu:

1.     Gelombang Mekanik

Adalah gelombang yang memerlukan medium(perantara) untuk merambat, contoh: gelombang bunyi, gelombang tali.

2.     Gelombang Elektromagnetik

Adalah gelombang yang tidak memerlukan medium utnuk perambatannya, contoh: gelombang cahaya, gelombang radio.

Berdasarkan arah getar gelombang, gelombang dibedakan menjadi   dua, yaitu:

1.     Gelombang transversal

Adalah gelombang yang memiliki arah getar tegak lurus dengan arah rambatannya, contoh gelombang tali.

 

 

2.     Gelombang Longitudinal

Adalah gelombang yang memiliki arah getaran sejajar (berimpit) dengan arah rambatannya, contohnya gelombang pada per (pegas)

 

 

 

Persamaan dasar yang berlaku pada gelombang:

 

 

 

Keterangan:

λ = panjang gelombang (m)

v = cepat rambat gelombang (m/s)

f = frekuensi gelombang (HZ) : jumlah gelombang yang terjadi tiap detik

T = Periode (s) : waktu yang di butuhkan dalam satu gelombang penuh

Contoh soal 1:

1)     Gelombang dari suatu sumber bunyi mempunyai frekuensi 25 Hz. Bila cepat rambat elombang bunyi di udara 340 m/s, berapakah panjang gelombang tersebut?

Jawab:

Dik : f = 25 Hz

v = 340 m/s

dit: λ?

 

 

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat di bedakan menjadi:

1.     Gelombang berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap. Secara umum persamaan gelombang berjalan dapat di tulis:

 

Dimana:

y : simpangan gelombnag (m)

 

A : amplitudi gelombang (m)

ω : kecepatan sudut

k : konstanta gelombang

x : jarak P ke titik acuan o (m)

t : lama getaran (s)

(-) : gelombang merambat ke kiri

(+) : gelombang merambat ke kanan

f : frekuensi (banyaknya getaran n /waktu t) =n/t

P : periode (banyaknya waktu(t) yang dibutuhkan dalam satu kali getaran (n)) = t/n

 

Contoh soal 2:

2)     Sebuah gelombang berjalan memenuhi persamaan:

, dengan x dan y dalam m dan t dalam s. Tentukanlah:

a)     Amplitudo gelombang

b)     Konstanta gelombang

c)     Panjang gelombang

d)     Frekuensi gelombang

e)     Cepat rambat gelombang

 

 

 

 

Penyelesaian:

Pers, umum gelombang berjalan:

Pers. Gelombang yang diketahui:

Maka:

a)     A = 0,2 m

b)     k = -0,4 ke arah kiri

c)     panjang gelombang

 

 

 

d)     frekuensi getaran, dengan

 

 

 

e)     cepat rambat gelombang (v)

 

 

2.     Gelombang diam ( stasioner)

Gelombang diam adalah gelombang yang amplitudonya berubah

 

B. Sifat-sifat Umum Gelombang

1.     Pemantulan ( Refleksi)

Bila gelombang datang mengenai penghalang di dalam perambatannya, maka gelombang akan mengalami pemantulan. Hukum pemantulan di yatakan oleh Snellius, bahwa besarnya sudut datang (i) sama dengan besar sudut pantul (r).

 

 

2.     Pembiasan ( Refraksi)

Sering kali seringkali gelombang harus merambat dari satu medium ke medium lain berbeda jenisnya . misalnya, perambatan gelombang cahaya dari udara ke air atau sebaliknya. Bila dalam perambatannya sebuah gelombang melewati bidang batas dua medium, maka arag gelombang datang akan mengalami pembelokan gelombang. Peristiwa ini di sebut dengan pembiasan,

Hukum pembiasan oleh Snellius:

a)     Bila suatu gelombang datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, maka gelombang tersebut akan di biaskan mendekati garis normal.

b)     Bila suatu gelombang datang dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat, maka gelombang tersebut akan di biaskan menjauhi garis normal.

Pada pembiasan berlaku persamaan:

 

Dengan:

i : sudut datang

r : sudut bias

v1 : kecepatan gelombang datang

v2 : kecepatan gelombang setelah pembiasan

perbandingan cepat rambat gelombang di medium pertama dengan cepat rambat di medium kedua di sebut dengan indeks bias (n). Maka berlaku:

 

Contoh soal 3:

Gelombang air datang dari daerah dangkal ke daerah dalam dengan sudut datang 300 dan berkecepatan 30 m/s. Bila gelombang di biaskan dengan sudut 450, maka cepat rambat di daerah dangkal adalah…m/s.

Penyelesaian:

Diketahui:

v1 : 30 m/s

i : 300

r : 450

ditanyakan : v2?

 

 

 

 

m/s

 

3.     Perpaduan Gelombang ( Interferensi)

Interferensi gelombang yaitu peristiwa perpaduan dua gelombang yang mempunyai frekuensi dan beda fase sama (koheren) yang bertemu di suatu tempat.

 

4.     Pelenturan ( Difraksi)

Pelenturan atau pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang.

 

5.     Polarisasi

Peristiwa polarisasi yaitu terserapnya sebagian arah getar cahaya. Peristiwa polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.     Penguraian gelombang (Dispersi)

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium. Contohnya peristiwa terurainya cahaya putih oleh prisma

 

7.     Efek Doppler

C,J. Doppler (1803) menjelaskan bahwa frekuensi suatu gelombang akan bertambah tinggi ketika sumber gelombang pengamat atau keduanya bergerak saling mendekati, dan akan bertambah rendah ketika sumber gelombang atau pengamat atau keduanya bergerak saling menjauh. Sehingga bunyi Efek Doppler dapat di formulasikan kedalam bentuk matematis:

 

Dimana:

fp : frekuensi pendengar (hz)

fs : frekuensi sumber (hz)

vp : kecepatan gerak pendengar (m/s)

vs : kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)

v  : kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)

Tugas Rumah:

Persamaan gelombang berjalan di nyatakan sebagai :  dengan x dalam meter dan t dalam s. Tentukan:

a)     Amplitudo gelombang

b)     Konstanta gelombang

c)     Panjang gelombang

d)     Frekuensi gelombang

e)     Cepat rambat gelombang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LATIHAN SOAL

Kompetensi dasar : 10.1   Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

 

1.     Suatu pemancar radio bekerja pada frekuensi 0,3 MHz. Jika kecepatan gelombang radio di udara dianggap 3×108 m/s, maka pemancar radio tersebut bekerja pada daerah panjang gelombang sebesar…

a.   3 km

b.   1 km

c.    3 m

d.   1 m

e.   1 cm

2.     Gelombang yang memerlukan zat atau medium perantara untuk merambat di sebut dengan…

a.   Gelombang transversal

b.   Gelombang mekanik

c.    Gelombang longitudinal

d.   Gelombang elektromagnetik

e.   Gelombang berjalan

3.     Jika diketahui suatu gelombang merambat pada tali dengan persamaan simpangan , maka cepat rambat gelombang pada tali adalah…

a.   4 m/s

b.   8 m/s

c.    10 m/s

d.   12 m/s

e.   14 m/s

4.     Dari suatu tempat ke tempat yang lain, yang di pindahan oleh gelombang adalah:

a.   Panjang gelombang

b.   Amplitudo

c.    Massa

d.   Energi

e.   Fase

5.     Peristiwa yang tidak akan terjadi pada gelombang longitudinal adalah…

a.   Pemantulan

b.   Pembiasan

c.    Polarisasi

d.   Dispersi

e.   Difraksi

6.     Peristiwa perpaduan dua gelombang yang memiliki beda fase dan frekuensi sama disebut,,,

a.   Refraksi

b.   Interferensi

c.    Polarisasi

d.   Dispersi

e.   Disfraksi

7.     Perbedaan dasar antara gelombang transfersal dan gelombang longitudinal yang berjalan sepanjang slinki adalah…

a.   Amlitudo

b.   Frekuensi

c.    Kecepatan

d.   Arah getar

e.   Arah rambat gelombang

8.     Suatu gelombang berjalan pada tali dengan persamaan , satuan dalam SI. Besarnya cepat rambat gelombang adalah…

a.   6 m/s

b.   5 m/s

c.    4 m/s

d.   3 m/s

e.   2 m/s

9.     Gelombang air datang dari daerah dalam ke daerah dangkal dengan sudut datang 600 dan berkecepatan 27 m/s. Bila gelombang di biaskan dengan sudut 300, maka cepat rambat di daerah dangkal adalah…m/s.

a.

b.

c.

d.

e.

10.   Sebuah gelombang berjalan dinyatakan dengan persamaan  jika x dan y dalam m dan t dalam s, maka besar frekuensi dan panjang gelombang masing-masing adalah…

a.   1 Hz dan 10 m

b.   2 Hz dan 10 m

c.    3 Hz dan 10 m

d.   1 Hz dan 2,5 m

e.   1 Hz dan 0,4 m

getaran, gelombang dan bunyi

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP)

 

1.             Identifikasi Mata pelajaran

Satuan pendidikan              :  SMK N 2 PTS

Kelas                                      :  XI / 2

Semester                              :  Genap

Mata Pelajaran                    :  FISIKA

2.             Standar Kompetensi           :  Menerapkan getaran, gelombang dan bunyi

3.             Kompetensi Dasar              :  10.1   Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

4.             Indikator                                :   a.     Karakteristik gelombang transversal dan longitudinal ditemukan melalui demostrasi sederhana

b.     Gejala interferensi, difraksi, refraksi, refleksi, dispersi, polarisasi gelombang ditujukkan melalui tinjauan pustaka.

c.     Perambatan gelombang melalui suatu medium ditunjukkan melalui injauan pustaka

d.     Efek doppler di rumuskan persamaan matematisnya

5.             Tujuan Pembelajaran        :  setelah pembelajaran peserta didik diharapkan mampu:

a. Mendeskripsika pengertian gelombang

b. Mendeskripsika jenis gelombang berdasarkan medium

c. Mendeskripsika jenis gelombang berdasarkan arah getar

d. Menya jenis gelombang berdasarkan amplitudo

e.

f.

g. Mendeskripsika pengertian tumbukan lenting sebagian

h. Menghitung kecepatan benda ketika bertumbukan secara lenting sempurna

i. Menghitung besarnya energi yang hilang setelah dua benda bertumbukan.

j. Menghitung kecepatan benda ketika bertumbukan secara tak lenting sama sekali

k. Menghitung besarnya koefisien kelentingan dengan benar

6.             Materi Ajar                            :   Terlampir

A. Pengertian Gelombang

B. Sifat-sifat umum Gelombang

7.             Alokasi Waktu                      :  2 x 45 menit

8.             Model dan Metode Pembelajaran

Model                                     : DI

Metode                                  : Ekspositori, Diskusi, Tanya Jawab

9.             Kegiatan Pembelajaran

A.    Kegiatan Pendahuluan (15 menit)

1) Mengucapkan salam

2) Mengabsen siswa

3) Memeriksa kesiapan siswa serta kesiapan ruang, alat dan media pembelajaran

FASE 1 : MENYAMPAIAKN TUJUAN DAN MEMPERSIAPKAN SISWA

4) Prasyarat pengetahuan:

-       Apakah yang dimaksud dengan tumbukan?

5) Menyampaikan kompetensi (tujuan) yang akan dicapai dan rencana kegiatan.

B. Kegiatan Inti (60 menit)

FASE 2: MENDEMONSTRASIKAN PEGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

1) Guru menuliskan judul “Tumbukan

2) Guru meminta siswa untuk mendiskusikan pengertian tumbukan dengan teman sebangkunya

3) Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian tumbukan dan jenis-jenis tumbukan.

4) Guru meminta siswa menyebutkan jenis tumbukan serta ciri-ciri dari masing-masing jenis tumbukan

5) Siswa mendeskripsikan jenis tumbukan serta ciri-cirinya dengan bantuan bahan ajar

6) Guru memberikan informasi yang benar dan mendeskripsikan jenis-jenis tumbukan menurut kelentingannya serta memformulasikan kedalam persamaan matematis.

a. Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan dua benda di sebut lenting sempurna apabila dalam tumbukan tersebut jumla energy kinetic benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap.dengan demikian pada tumbukan lenting sempurna ini adapat kita formulasikan kedalam persamaan matematis;

 

b. Tumbukan Lenting sebagian

Ciri-ciri Tumbukan Lenting Sebagian :

a) Berlaku Hukum Kekekalan Momentum

b) Energi kinetik sebelum dan setelah tumbukan tidak sama

c) Kecepatan relatif sesudah tumbukan berkurang dibandingkan setelah tumbukan

d) 0 < e < 1

c. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Secara khusu persamaannya dapat kita tulis:


Ciri-ciri Tumbukan Tidak Lenting sama sekali :

a) Setelah tumbukan benda menyatu

b) Kecepatan setelah tumbukan sama besar

c) Berlaku Hukum Kekekalan Momentum

d) Mengalami kehilangan energi kinetik

e) e = 0

7) Guru memberikan contoh soal untuk menghitung besarnya kecepatan benda setelah tumbukan pada kasus tumbukan lenting sempurna dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

Contoh soal:

Sebuah benda yang massanya 2 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s. Bola tersebut kemudian menumbuk bola lain yang massanya 4 kg dan datang dari arah berlawanan dengan kecepatan 15 m/s. Berapa kecepatan kedua benda setelah tumbukan, jika:

a. Tumbukan lenting sempurna?

b. Tumbukan tidak lenting sama sekali?

Penyelesaian:

Diketahui:

m1 = 2 kg, v1 = 10 m/s

m2 = 4 kg, v2 = 15 m/s

ditanyakan :

a. Jika kedua benda bertumbukan secara lenting sempurna, maka berlaku:

(Pers.1)

Menurut hukum kekekalan momentum:

(Pers.2)

Maka masukkkan nilai pers. 1 : kedalam pers.2

Jika maka

Sehingga diperoleh

b. Jika kedua benda bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka pada akhir tumbukan kedua benda melekat jadi satu, sehingga:

Menurut hukum kekekalan momentum:

Karena , maka dapat ditulis:

8) Siswa diminta memahami dan mengajukan pertanyaan jika ada yang belum dipahami

9) Selanjutnya guru menjelaskan tentang koefisien kelentingan dan memformulasikan nya kedalam persamaan matematis.

Secara umum untuk ketiga jenis tumbukan, persamaan dinyataka:

 

Dengan:

  • Untuk tumbukan lentingan lenting sempurna, e=1
  • Untuk  tumbukan lenting sebagian, 0 < e < 1
  • Untuk tumbukan tak lenting sama sekali, e = 0

Pada jatuhnya kelereng ke lantai berlaku persamaan:

10) Guru memberikan beberapa contoh soal kepada siswa untuk menghitung besarnya energi yang hilang setelah dua benda bertumbukan.

Contoh soal:

Sebuah peluru senapan angin(mimis) yang massanya 15 gram di tembakkan dnegan kecepatan 200 m/s, mengenai segumpal lilin mainan yang massanya 500 gram yang tergantung pada seutas tali yang panjang. Mimis melekat pada lilin mainan itu. Hitunglah :

a. Kecepatan lilin saat mimis masuk ke dalam

b. Energi yang hilang dalam tumbukan tersebut

Penyelesaian:

Mimis:    m1 = 150 gr = 0,015 kg

V1 =200 m/s

Lilin :      m2 = 500 gr = 0,5 kg

V2 = 0 m/s

a. Kecepatan mimis dan lilin setelah tumbukan:

Menurut hukum kekekalan momentum:

b. Energi yang hilang dalam tumbukan adalah energi kinetik sebelum tumbukan dikurangi energi kinetik setelah tumbukan:

  • sebelum tumbukan

  • setelah tumbukan

Jadi energi kinetik yang hilang dalam tumbukan itu sebesar :

11) Siswa memahami contoh soal dan mengajukan pertanyan jika masih ada yang belum difahami

FASE 3: MEMBIMBING PELATIHAN

12) Guru memberikan  soal latihan untuk kepada siswa

13) Perwakilan siswa diminta untuk menuliskan hasil pekerjaan latihan soal di papan tulis.

14) Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

FASE 4: MENGECEK PEMAHAMAN DAN MEMBERIKAN UMPAN BALIK

15) Guru mengecek ulang pemahaman siswa dengan mengajukan beberapa pertanyaan tentang hubungan impuls dan perubahan momentum serta hukum kekekalan momentum

C. Kegiatan Penutup (15 menit)

FASE 5 : MEMBERIKAN KESEMPATAN UNTUK PELATIHAN LANJUTAN DAN PENERAPAN

1) Guru bersama siswa membuat kesimpulan atau rangkuman hasil belajar.

2) Guru memberikan tugas rumah berupa soal uraian

10.           Penilaian hasil Belajar

A. Tehnik Penilaian                         :  Tes tertulis

B. Bentuk Instrumen                      :  Tes essay

C. Contoh Instrumen                      :

1) Persamaan gelombang berjalan di nyatakan sebagai :  dengan x dalam meter dan t dalam s. Tentukan:

a)     Amplitudo gelombang

b)     Konstanta gelombang

c)     Panjang gelombang

d)     Frekuensi gelombang

e)     Cepat rambat gelombang

D. Rubrik penskoran

Penyelesaian:

Pers, umum gelombang berjalan:

Pers. Gelombang yang diketahui

Maka:

a)     A = 0,05 m                                                                                                   skor 10

b)     k = 4 ke arah kanan                                                                                   skor 10

c)     panjang gelombang

 

 

skor 30

 

d)     frekuensi getaran, dengan

 

 

skor 25

 

e)     cepat rambat gelombang (v)

skor 25

 

11.           Sumber Pembelajaran

a.     Buku Fisika SMA untuk kelas XI semester 1 dan 2 Armico halaman 95-108.

Mengetahui,

Putussibau,

Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran
 

 

 

 

 

 

Faisal, S.Pd Sri widarti, S.Pd
NIP. 19700410 199512 1 001 NIP. 19880729 201001 2 010

 

 

RPP fisika SMK XI medan magnet

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP)

1.             Identifikasi Mata pelajaran

Satuan pendidikan              :  SMK N 2 PTS

Kelas                                      :  XI / 2

Semester                              :  Genap

Mata Pelajaran                    :  FISIKA

2.             Standar Kompetensi           :  Menerapkan konsep magnet dan elektromagnetik

3.             Kompetensi Dasar              :  11.1 Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik

4.             Indikator                                :   a.     Induksi magnetik disekitar kawat berarus listrik (hukum Biot Savart) dibuktikan dan dirumuskan

b.     Hukum Ampere dibuktikan dan dirumuskan

c.      Hukum Biot Savart dan hukum Ampere diaplikasikan untuk menentukan kuat medan magnet pada berbagai bentuk kawat berarus listrik

d.    Gaya magnetik (Lorentz) pada kawat berarus yang berada dalam medan magnet atau partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnet dirumuskan

5.             Tujuan Pembelajaran        :  Setelah pembelajaran peserta didik diharapkan mampu:

a.     Menyebutkan hukum biot-Savart dengan benar

b.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet di sekitar kawat lurus panjang berarus

c.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet disekitar arus melingkar

d.     Mengaplikasikan Hk. Biot Savart untuk menghitung Induksi magnet pada solenoida

e.     Menghitung besarnya gaya magnet dengan menggunakan persamaan gaya magnetic (Lorentz)

f.      Menghitung besarnya gaya coloumb dengan benar

g.     Menghitung kuat medan magnet dengan benar

6.              Materi Ajar                           :   Magnet dan elektromagnetik (TERLAMPIR)

a.     Induksi magnet

b.     Hokum Ampere

c.     Hukum Biot-Savart

d.     Gaya Lorentz

7.             Alokasi Waktu                      :  2 x 45 menit

8.             Model dan Metode Pembelajaran

Model                                     : DI

Metode                                  : Ekspositori, Diskusi, Tanya Jawab

9.             Kegiatan Pembelajaran

PERTEMUAN PERTAMA

A.    Kegiatan Pendahuluan (15 menit)

1)     Mengucapkan salam

2)     Mengabsen siswa

3)     Memeriksa kesiapan siswa serta kesiapan ruang, alat dan media pembelajaran

FASE 1 : MENYAMPAIAKN TUJUAN DAN MEMPERSIAPKAN SISWA

4)     Prasyarat pengetahuan:

-       Apakah pengertian medan magnet ?

5)     Menyampaikan kompetensi (tujuan) yang akan dicapai dan rencana kegiatan.

B.     Kegiatan Inti (60 menit)

FASE 2 : MENDEMONSTRASIKAN PEGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

1)     Guru menuliskan judul “Magnet dan Elektromagnet”

2)     Guru bersama siswa memformulasikan Hk. Biot Savart

3)     Selanjutnya guru menuliskan dan menjelaskan persamaan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida  serta memberikan contoh soal masing-masing induksi magnet  tersebut kepada siswa

4)     Peserta didik memahami dan mencatat contoh soal yang diberikan guru

FASE 3 : MEMBIMBING PELATIHAN

5)     Guru memberika soal latihan dalam menentukan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida.

6)     Siswa mengerjakan latihan soal yang diberikan guru tersebut.

FASE 4 : MENGECEK PEMAHAMAN DAN MEMBERIKAN UMPAN BALIK

7)     Guru meminta beberapa siswa untuk menuliskan hasil pekerjaannya dipapan tulis

8)     Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

9)     Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan fungsi voltmeter dan ampermeter da volmeter

10)  Peserta didik memperhatikan penjelasan guru dalam menentukan induksi magnet di dekat kawat lurus panjang berarus,  disekitar arus melingkar dan induksi magnet pada solenoid dan toroida .

11)  Guru mengecek ulang pemahaman siswa tentang arus bolak-balik.

C.    Kegiatan Penutup (15 menit)

FASE 5 : MEMBERIKAN KESEMPATAN UNTUK PELATIHAN LANJUTAN DAN PENERAPAN

1)     Guru bersama siswa membuat kesimpulan atau rangkuman hasil belajar.

2)     Guru memberikan tugas rumah untuk mengetahui daya serap materi yang baru saja dipelajari.

PERTEMUAN KEDUA

A.    Kegiatan Pendahuluan (15 menit)

1)     Mengucapkan salam

2)     Mengabsen siswa

3)     Memeriksa kesiapan siswa serta kesiapan ruang, alat dan media pembelajaran

FASE 1 : MENYAMPAIAKN TUJUAN DAN MEMPERSIAPKAN SISWA

4)     Prasyarat pengetahuan:

Apakah pengertian gaya magnet ?

5)     Menyampaikan kompetensi (tujuan) yang akan dicapai dan rencana kegiatan.

D.    Kegiatan Inti (60 menit)

FASE 2 : MENDEMONSTRASIKAN PEGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

1)     Guru menuliskan judul “Gaya Magnet”

2)     Guru bersama siswa mendiskusikan arah gaya magnet menggunakan kaidah tangan kanan

3)     Selanjutnya guru menjelaskan persamaan besarnya gaya magnet (gaya Lorentz) serta memberikan contoh soal untuk menghitung besarnya gaya magnet yang ditimbulkan pada kawat.

4)     Peserta didik memahami dan mencatat contoh soal yang diberikan guru

FASE 3 : MEMBIMBING PELATIHAN

5)     Guru memberika soal latihan dalam menentukan besar gaya Lorentz yang ditimbukan pada kawat

6)     Siswa mengerjakan latihan soal yang diberikan guru tersebut.

FASE 4 : MENGECEK PEMAHAMAN DAN MEMBERIKAN UMPAN BALIK

7)     Guru meminta beberapa siswa untuk menuliskan hasil pekerjaannya dipapan tulis

8)     Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

9)     Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan sifat kemagnetan dan kuat medan magnet

10)  Guru menjelaskan hokum coloumb untuk menentukan gaya magnetik dan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet.

11)  Peserta didik memperhatikan penjelasan guru dalam menentukan gaya magnetik dengan hokum coulomb dan kuat medan magnet.

12)  Guru mengecek ulang pemahaman siswa tentang arus bolak-balik.

E.     Kegiatan Penutup (15 menit)

FASE 5 : MEMBERIKAN KESEMPATAN UNTUK PELATIHAN LANJUTAN DAN PENERAPAN

1)     Guru bersama siswa membuat kesimpulan atau rangkuman hasil belajar.

2)     Guru memberikan tugas rumah untuk mengetahui daya serap materi yang baru saja dipelajari.

10.           Penilaian hasil Belajar

A.      Tehnik Penilaian                         :  Tes tertulis

B.       Bentuk Instrumen                        :  Tes uraian

C.       Contoh Instrumen                       :

1.     Berapakah induksi magnet pada sebuah titik yang berjarak 3 cm dari suatu penghantar lurus dan panjang berarus listrik 15 A?

2.     Suatu penghantar berarus 20 A dibentuk melingkar dengan jari-jari 50 cm. Hitunglah :

a.     Induksi magnet di sebuah titik yang terletak pada sumbu lingkaran kawat dan berjarak 50 cm dari pusat

b.     Hitunglah induksi magnet dipusat lingkaran

3.     Sebuah solenoida yang panjangnya 20 cm dialiri arus 5 A. Pada sollenoida terdapat 100 lilitan. Hitunglah induksi magnetik dipusat dan diujung solenoida!

4.     Seutas kaat enghantar panjangnya 200 cm, berarus listrik 10 A, berada dalam medan magnet homogen dengan induksi magnet 0,02 tesla dan membentu sudut 30° terhadap arus listrik. Hitunglah besar gaya lorentz pada kawat tersebut!

D.      Rubrik penskoran

1.     Diketahui :

A   = 3 cm = 3 x 10⁻² m

I    = 15 A

μ₀  = 4π x 10⁻⁷ webwr/ A.m

ditanyakan: Bkawat lurus yang berarus ?

skor 20

2.     Diketahui :

I = 20 A

a = 50 cm = 50 x 10-1

a.    Induksi magnet di sumbu lingkaran

skor 20

b.   Induksi magnet di pusat lingkaran

skor 20

3.     Diketahui :

N = 100 lilitan

L  = 20 cm = 0,2 m

i   = 5 A

μ0 = 4π x 10-7 wb/Am

n   =  N / L = 100 / 0,2 = 500 lilitan / m

a.   Induksi magnet di tengah solenoida

skor 10

b.   Induksi magnet di ujung solenoida

skor 10

4.     Diketahui :

L = 200 cm = 2 m

i  = 10 A

B = 2 x 10-2 tesla

Sin 300 = ½

skor 20

11.           Sumber Pembelajaran

a.     Buku Fisika SMA untuk kelas XII semester 1 dan 2 Armico halaman 125-130.

Mengetahui, Putussibau,
Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran
Faisal, S.Pd Sri widarti, S.Pd
NIP. 19700410 199512 1 001 NIP. 19880729 201001 2 010
Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus 

Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya.

Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :

  • B = Medan magnet dalam tesla ( T )
  • μo = permeabilitas ruang hampa =
  • I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
  • a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

Contoh :

Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ?

Jawab :
Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere
a = 10 cm = 0,1 meter
Ditanya :   B = ………….?
Dijawab :

Top of Form

Bottom of Form

Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar 

Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :

Keterangan:

  • · BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T)
  • · I   = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
  • · a  =  jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m )
  • · r   = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
  • · θ   = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°)
  • · x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )

dimana

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung

  • · B  =  Medan magnet dalam tesla ( T )
  • · μo =  permeabilitas ruang hampa  = 4п . 10 -7 Wb/amp. m
  • · I   =  Kuat arus listrik dalam  ampere ( A )
  • · a  =   jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
  • · r  =   jari-jari lingkaran yang dibuat

contoh soal :

Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A  (lihat gambar). Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat  melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada :
a. pusat kawat melingkar ( O )
b. dititik P

Jawab :
Diketahui : I = 4 A
a = 8 cm = 8 . 10 – 2  m
x = 6 cm = 6 . 10 – 2  m

sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8
Ditanya :  a. Bo = ……. ?
b. BP = ……. ?
Dijawab :

Medan Magnet pada Solenoida 

Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang.  Kumparan ini disebut dengan Solenida . Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung

Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla ( T )
μ0 = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. M
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
N = jumlah lilitan dalam solenoida
L = panjang solenoida dalam meter ( m )

Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida.

Besarnya medan magnet  di ujung Solenida  (titik P)  dapat dihitung:

BP = Medan magnet diujung Solenoida dalam tesla ( T )
N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
L = Panjang Solenoida dalam meter ( m )

Contoh :
Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada :
a. Pusat solenoida
b. Ujung solenoida

Jawab :
Diketahui : I = 0,5 A
L = 2 meter
N = 800 lilitan
Ditanya : a. Bo = ………… ?
b. BP = ………. ?

Dijawab :

Top of Form

Bottom of Form

Medan Magnet di Sekitar Toroida 

Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan. Besarnya medan magnet ditengah-tengah Toroida ( pada titik-titik yang berada pada garis lingkaran merah ) dapat dihitung

  • · Bo = Meda magnet dititik ditengah-tengah Toroida dalam tesla ( T )
  • · N  = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan
  • · I   = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
  • · a  = rata-rata jari2 dalam dan jari-jari luar toroida dengan satuan  meter ( m )
  • · a =  ½  ( R1 + R2 )

Contoh :
Sebuah Toroida terdiri dari 6000 lilitan dialiri arus listrik sebesar  10 A . Jika jari-jari dalam dan luar  berturut-turut 2 dan 4 meter . Tentukan besarnya induksi magnet ditengah toroida !
Jawab :
Diketahui :  N = 6000 lilitan
I  =  10 A
R1 = 2 meter
R2 = 4 meter
a  =  ½ ( 2 + 4 ) = 3 m
Ditanya :  Bo = ……… ?
Dijawab :

Hukum Biot Savart

Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

B = k .

Besar Gaya Lorentz.

Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai :

F = B I sin a

F = gaya Lorentz.

B = induksi magnetik medan magnet.

I  = kuat arus.

= panjang kawat dalam medan magnet.

a = sudut yang diapit I dan B.

HUKUM COULOMB

Definisi : Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton.

R = jarak  dalam meter.

m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter.

0 = permeabilitas hampa.

Nilai = 107 Weber/A.m

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.