E-BOOK FISIKA SMA KELAS X PDF

Preview

Summary

PUSAT PERBUKUAN Departemen Pendidikan Nasional Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan Nasional dilindungi oleh Undang-Undang Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam Penulis : Dudi Indrajit Penyunting : Ahmad Fauzi Pewajah Isi : N...

Description

PUSAT PERBUKUAN Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan Nasional dilindungi oleh Undang-Undang

Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam

530.07 DUD m

Penulis Penyunting Pewajah Isi Ilustrator Pewajah Sampul

: : : : :

Dudi Indrajit Ahmad Fauzi Neni Yuliati S. Riyadi A. Purnama

Ukuran Buku

:

21 x 29,7 cm

DUDI Indrajit Mudah dan Aktif Belajar Fisika 1 : untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/ Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam / penulis, Dudi Indrajit ; penyunting, Ahmad Fauzi; illustrator, S. Riyadi. — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009. vi, 226 hlm, : ilus. ; 30 cm Bibliografi : hlm. 226 Indeks ISBN 978-979-068-816-2 (No. Jilid Lengkap) ISBN 978-979-068-817-9 1. Fisika-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Ahmad Fauzi III S. Riyadi

Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasional dari Penerbit Setia Purna Inves, PT Diterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2009 Diperbanyak oleh ....

ii

Kata Sambutan Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional. Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia. Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Juni 2009 Kepala Pusat Perbukuan

iii

Kata Pengantar Fisika adalah salah satu rumpun ilmu sains yang mempelajari alam semesta. Ruang lingkup ilmu Fisika sangat luas, mulai dari atom yang berdimensi nanometer hingga jagat raya yang berdimensi tahunan cahaya. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak ditemukan aplikasi ilmu Fisika, baik berupa fenomena-fenomena di alam atau rekayasa teknologi. Oleh karena itu, Fisika memiliki tingkat urgensitas yang tinggi karena merupakan dasar untuk penguasaan teknologi di masa depan. Sesuai dengan misi penerbit untuk memberikan kontribusi yang nyata bagi kemajuan ilmu pengetahuan maka penulis dan penerbit merealisasikan tanggung jawab tersebut dengan menyediakan buku bahan ajar Fisika yang berkualitas, sesuai dengan tuntutan kurikulum yang berlaku saat ini. Buku ini disusun dengan mengutamakan pendekatan secara inkuiri (eksperimen) dan disajikan secara sistematis, komunikatif, dan integratif, serta adanya keruntutan rangkaian (bab dengan subbab, antarsubbab dalam bab, antaralenia dalam subbab). Sebelum mempelajari materi, sebaiknya Anda terlebih dahulu membaca bagian Advanced Organizer yang terdapat pada halaman awal setiap bab agar Anda dapat mengetahui isi bab secara umum. Pada awal setiap bab, disajikan pula Tes Kompetensi Awal sebagai evaluasi materi prasyarat untuk mempelajari bab yang bersangkutan. Di akhir setiap bab, terdapat Rangkuman, Peta Konsep, dan Refleksi yang bertujuan lebih meningkatkan pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari dengan memunculkan umpan balik untuk evaluasi diri. Buku ini dilengkapi juga dengan beberapa materi, tugas, dan soal pengayaan, di antaranya Informasi untuk Anda (Information for You), Tantangan untuk Anda, Mari Mencari Tahu, Tugas Anda, Pembahasan Soal, dan Tokoh yang dapat memperluas pengetahuan materi Fisika yang sedang dipelajari. Untuk menguji pemahaman Anda terhadap materi yang telah dipelajari diberikan Tes Kompentensi Subbab pada setiap akhir subbab, Tes Kompetensi Bab pada setiap akhir bab, dan Tes Kompetensi Fisika Semester pada setiap akhir semester. Selain itu, pada akhir buku juga diberikan Tes Kompetensi Akhir untuk menguji pemahaman materi Fisika selama satu tahun ajaran. Semua tes kompetensi tersebut merupakan sarana mengevaluasi pemahaman dan melatih kemampuan menerapkan konsep/prinsip Fisika yang berkaitan dengan materi yang telah dipelajari. Adapun Kunci Jawaban (nomor ganjil) kami sajikan untuk memudahkan Anda dalam mengevaluasi hasil jawaban. Untuk menumbuhkan daya kreativitas, kemampuan psikomotorik, dan cara berpikir ilmiah, kami sajikan Aktivitas Fisika dan Proyek Semester yang menuntut peran aktif Anda dalam melakukan kegiatan tersebut. Demikianlah persembahan kami untuk dunia pendidikan.

Bandung, Mei 2007

Penerbit

iv

Panduan untuk Pembaca Materi-materi pembelajaran pada buku ini berdasarkan kurikulum yang berlaku saat ini dan disajikan secara sistematis, komunikatif, dan integratif. Di setiap awal bab, dilengkapi gambar pembuka pelajaran, bertujuan memberikan gambaran materi pembelajaran yang akan dibahas, dan mengajarkan siswa konsep berpikir kontekstual sekaligus merangsang cara berpikir kontekstual. Selain itu, buku ini juga ditata dengan format yang menarik dan didukung dengan foto dan ilustrasi yang representatif. Penggunaan bahasa yang sederhana, sesuai dengan tingkatan kognitif siswa sehingga membuat pembaca lebih mudah memahaminya. Buku Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk SMA Kelas X ini terdiri atas sembilan bab, yaitu Pengukuran dan Besaran, Vektor, Gerak Lurus, Gerak Melingkar, Dinamika Gerak, Cahaya dan Optika, Kalor, Listrik Dinamis, dan Gelombang Elektromagnetik. Untuk lebih jelasnya, perhatikan petunjuk untuk pembaca berikut. (1) Judul Bab, disesuaikan dengan tema materi dalam bab. (2) Hasil yang harus Anda capai, tujuan umum yang harus Anda capai pada bab yang Anda pelajari. 4 (3) Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu, kemampuan yang harus Anda kuasai setelah mempelajari bab. 18 (4) Gambar Pembuka Bab, disajikan untuk mengetahui contoh manfaat dari materi yang akan dipelajari. 1 19 2 (5) Advanced Organizer, uraian singkat tentang isi bab untuk menumbuhkan motivasi belajar dan mengarahkan Anda agar lebih fokus terhadap isi bab. 3 (6) Tes Kompetensi Awal, merupakan soal prasyarat yang harus 20 5 Anda pahami sebelum memasuki materi pembelajaran. (7) Materi Pembelajaran, disajikan secara sistematis, komunikatif, integratif, dan sesuai dengan perkembangan ilmu dan teknologi terkini (up to date). (8) Gambar dan Ilustrasi, sesuai dengan materi dalam bab yang 6 21 disajikan secara proporsional dan harmonis. (9) Contoh Soal, berisi contoh dan penyelesaian soal. 22 (10) Tugas Anda, berisi tugas atau latihan soal yang berkaitan dengan materi tersebut. 7 (11) Pembahasan Soal, berisi contoh soal yang berasal dari Ebtanas, UAN, UMPTN, atau SPMB. 23 8 (12) Mari Mencari Tahu, tugas mencari informasi yang bertujuan menumbuhkan rasa ingin tahu dan mendorong siswa untuk mencari informasi lebih jauh. (13) Aktivitas Fisika, kegiatan yang dilakukan secara berkelompok untuk mengembangkan kecakapan hidup Anda. (14) Ingatlah, catatan atau hal-hal penting yang perlu Anda ketahui. 9 (15) Informasi untuk Anda (Information for You), berisi pengayaan mengenai informasi dan aplikasi materi, disajikan 10 dalam 2 bahasa (bilingual). (16) Tantangan untuk Anda, berisi soal-soal yang disajikan 12 24 dengan tingkat kesulitan lebih tinggi. (17) Kata Kunci (18) Tokoh, berisi tokoh Fisika penggagas ide baru dan pekerja 11 13 keras sehingga akan menumbuhkan semangat inovatif/kreatif, etos kerja, dan mengembangkan kecakapan hidup Anda. (19) Tes Kompetensi Subbab, berisi soal-soal untuk mengevaluasi penguasaan materi subbab. (20) Rangkuman (21) Peta Konsep (22) Refleksi, sebagai umpan balik bagi siswa setelah 14 mempelajari materi di akhir pembelajaran tiap bab. 25 (23) Tes Kompetensi Bab, berisi soal-soal untuk mengevaluasi 15 penguasaan materi bab. (24) Proyek Semester, kegiatan percobaan untuk meningkatkan pemahaman konsep Fisika dan memotivasi Anda untuk menggali informasi, memanfaatkan informasi, dan menyelesaikan masalah. 16 26 (25) Tes Kompetensi Fisika Semester, berisi soal-soal untuk mengevaluasi penguasaan materi selama satu semester. 17 (26) Tes Kompetensi Akhir, berisi soal-soal untuk mengevaluasi penguasaan materi selama satu tahun ajaran.

v

Daftar Isi Kata Sambutna •

iii

Kata Pengantar •

iv

Panduan untuk Pembaca •

v

Bab 1 Pengukuran dan Besaran • 1 A. Pengukuran • 2 B. Angka Penting • 10 C. Besaran dan Satuan • 17 Rangkuman • 27 Peta Konsep • 28 Refleksi • 28 Tes Kompetensi Bab 1 • 29

Bab 2 Vektor • 31

Bab 4 Gerak Melingkar • 69

A. Vektor • 32 B. Perkalian Vektor • 39 Rangkuman • 41 Peta Konsep • 42 Refleksi • 42 Tes Kompetensi Bab 2 • 43

A. B. C. D.

Gerak Melingkar Beraturan • 70 Percepatan Sentripetal • 73 Aplikasi Gerak Melingkar • 75 Gerak Melingkar Berubah Beraturan • 76 Rangkuman • 78 Peta Konsep • 79 Refleksi • 79 Tes Kompetensi Bab 4 • 80

Bab 3 Gerak Lurus • 45 A. B. C. D. E.

Gerak, Jarak, dan Perpindahan • 46 Kelajuan dan Kecepatan • 48 Percepatan • 52 Gerak Lurus Beraturan (GLB) • 55 Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) • 57 Rangkuman • 65 Peta Konsep • 66 Refleksi • 66 Tes Kompetensi Bab 3 • 67

Bab 5 Dinamika Gerak • 83 A.

Gaya Memengaruhi Gerak Benda • 84 B. Penerapan Hukum Newton • 91 Rangkuman • 100 Peta Konsep • 100 Refleksi • 100 Tes Kompetensi Bab 5 • 101 Proyek Semester 1 • 104 Tes Kompetensi Fisika Semester 1 • 105

vi

Bab 6 Cahaya dan Optika • 107 A. Cahaya • 108 B. Pemantulan Cahaya • 109 C. Pembiasan Cahaya • 117 D. Alat-Alat Optik • 130 Rangkuman • 143 Peta Konsep • 144 Refleksi • 144 Tes Kompetensi Bab 6 • 145

Bab 8 Listrik Dinamis • 169 A. B. C. D. E.

Arus Listrik dan Muatan • 170 Hukum Ohm dan Hambatan • 172 Rangkaian Seri dan Paralel • 178 Hukum II Kirchhoff • 186 Sumber Arus Searah dari Proses Kimiawi • 189 F. Tegangan Listrik Searah dan BolakBalik • 191 Rangkuman • 197 Peta Konsep • 198 Refleksi • 198 Tes Kompetensi Bab 8 • 199

Bab 7 Kalor • 147 A. Kalor • 148 B. Perpindahan Kalor • 160 Rangkuman • 165 Peta Konsep • 166 Refleksi • 166 Tes Kompetensi Bab 7 • 167

Bab 9 Gelombang Elektromagnetik • 201 A.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik • 202 B. Jenis-Jenis Gelombang Elektromagnetik • 204 Rangkuman • 207 Peta Konsep • 207 Refleksi • 207 Tes Kompetensi Bab 9 • 208 Proyek Semester 2 • 209 Tes Kompetensi Fisika Semester 2 •

Tes Kompetensi Akhir • 212 Kunci Jawaban • 216 Apendiks • 220 Senarai • 223 Indeks • 224 Daftar Pustaka • 226

vii

210

Bab

1 Sumber: Young Scientist, 1994

Melalui pengukuran, para peneliti dapat mengetahui bahwa lebah mampu melihat dengan jelas benda yang ada di permukaan Bumi dari ketinggian 1.600 m.

Pengukuran dan Besaran Hasil yang harus Anda capai: menerapkan konsep besaran Fisika dan pengukurannya.

Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu: mengukur besaran Fisika (massa, panjang, dan waktu).

CWTSZ _WcfbS]S` dWcS`YYS jS`Y _W_[^[][ ¥S`Y]SfS` bS`VS`YS` jS`Y _S_bf _W`W_Tfd ShS` VSc[ ]We[`YY[S` *'/)) _' >WeScS` ]WVfS dSjSb`jS VSbSe _W^S]f]S` YWcS]S` dWTS`jS] .)) ]S^[ dWe[Sb VWe[]`jS' DW`fcfe 8`VS% VSc[ _S`S VSeS eW`eS`Y ^WTSZ eWcdWTfe7 IS[`d TWcSce[ q_W`YWeSZf[r' ;S^S_ bWc]W_TS`YS``jS% dS[`d TWc& ZfTf`YS` VW`YS` bcadWd bW_SZS_S` eW`eS`Y S^S_ dWUScS d[deW_Se[d jS`Y _W^[bfe[ bW`YS_SeS`% bW`Yf]fcS`% VS` W]dbWc[_W`' =[d[]S _WcfbS]S` TSY[S` VSc[ dS[`d' ;[ VS^S_ =[d[]S% 8`VS VSbSe _W_bW^S¥Sc[ ]W¥SV[S`&]W¥SV[S` S^S_ dWceS [`eWcS]d[ S`eScTW`VS% dWbWce[ dfdf`S` b^S`We VS^S_ eSeS dfcjS% _SY`We% YWcS]% ]S^ac% USZSjS% VS` ^[dec[] _W^S^f[ dWcS`Y]S[S` bW`Yf]fcS`' 8bS]SZ bW`Yf]fcS` [ef7 D[dS^`jS% 8`VS VSbSe _W`YWeSZf[ TSZhS ]S]S] 8`VS ^WT[Z e[`YY[ VSc[bSVS 8`VS' 8bS]SZ [`[ _WcfbS]S` bW`Yf]fcS`7 GSVS TST [`[% 8`VS S]S` TW^S¥Sc _W`YW`S[ GW`Yf]fcS` VS` 9WdScS`' GW^S¥Sc[ VW`YS` dS]dS_S ]ScW`S TST [`[ _WcfbS]S` VSdSc&VSdSc 8`VS _W_bW^S¥Sc[ =[d[]S'

A. Pengukuran B. Angka Penting C. Besaran dan Satuan

1

Tes Kompetensi Awal

BKHKQYR RKRUKQGOGVN PTSWKU @KSLYPYVGS JGS 2KWGVGS# PKVOGPGSQGM WTGQ$WTGQ HKVNPYX JGQGR HYPY QGXNMGS% *' 8bS jS`Y 8`VS ]WeSZf[ eW`eS`Y bW`Yf]fcS`7 ,' IWTfe]S` S^Se f]fc bS`¥S`Y jS`Y 8`VS ]WeSZf[' +' 8`VS VSbSe _W`YWeSZf[ bS`¥S`Y _W¥S TW^S¥Sc 8`VS -' DW`YSbS bW`f^[dS` S`Y]S ZSd[^ bW`Yf]fcS` ZScfd VW`YS` _W`Yf]fc _W¥S eWcdWTfe _W`YYf`S]S` _W_SefZ[ SefcS` S`Y]S bW`e[`Y7 _[deSc' IW^S[` [ef% 8`VS ¥fYS VSbSe _W`Yf]fc`jS .' 8bS jS`Y 8`VS ]WeSZf[ eW`eS`Y TWdScS` ba]a]% TWdScS` VW`YS` ¥W`Y]S^ eS`YS` 8`VS' DW`fcfe 8`VS% efcf`S`% VS` V[_W`d[7 _S`S]SZ ZSd[^ VSc[ VfS bW`Yf]fcS` eWcdWTfe jS`Y ^WT[Z eWbSe7 BW_f]S]S` S^SdS` 8`VS'

A. Pengukuran

;S^S_ ]WZ[VfbS` dWZSc[&ZSc[% 8`VS _f`Y][` bWc`SZ _W^S]f]S` SeSf _W^[ZSe bcadWd bW`Yf]fcS`' BWe[]S 8`VS _W_TW^[ TfSZ&TfSZS`% TfSZ jS`Y S]S` 8`VS TW^[ V[e[_TS`Y eWc^WT[Z VSZf^f f`ef] _W`YWeSZf[ _SddS& `jS' ?S^ [`[ _W`f`¥f]]S` TSZhS bW`¥fS^ TfSZ dWVS`Y _W^S]f]S` bW`Yf]fc& S` _SddS TfSZ jS`Y S]S` 8`VS TW^[' 8bS]SZ bW`Yf]fcS` [ef7 ;[ IDG% 8`VS eW^SZ _W`YWeSZf[ VWX[`[d[ _W`Yf]fc' 3?HAOEOL;H SVS^SZ G?GCHAE;H HCF;C...