Soal Latihan Kajian Ipba 2.docx

Nama NIM Prodi

: Evelina Astra Patriot : 1502836 : Pendidikan Fisika TUGAS-2 SOAL-SOAL LATIHAN KAJIAN IPBA

1. A. Jelaskan mengapa temperatur laut vertikal di daerah kutub (polar) nilainya relatif tetap mulai dari permukaan sampai ke dasar laut seperti pada gambar di bawah ini (kurva biru)! Jawaban : Temperatur laut vertikal di daerah kutub (polar) nilainya relatif tetap mulai dari permukaan sampai ke dasar laut karena jumlah energi matahari

yang

diterima semua lintang di muka adalah sama, tetapi daerah kutub radiasi disebarkan pada daerah yang lebih luas sehingga

intensitas

radiasi

yang

diterima menjadi lebih kecil dibanding di daerah lintang lainnya. Sehingga temperatur di kutub relatif tetap. Laut juga berperan pentinng membawa panas dari ekuator ke daerah lintang sedang dan tinggi (kutub). Sebagaimana diketahui intensitas cahaya matahari yang diterima daerah lintang sedang dan kutub lebih sedikit dibanding ekuator. Daerah-daerah tersebut mendapatkan tambahan panas dari ekuator yang didistribusikan oleh air laut. Fluks cahaya panas dari air laut ke atmosfer dan disirkulasikan oleh angin westerlies sehingga menghangatkan daerah lintang sedang dan kutub. Inilah siklus yang menyebabkan temperatur air laut tetap konstan di wilayah yang jauh dari ekuator yaitu kutub. B. Sebuah sinyal bunyi dipancarkan dari sebuah kapal pengukur kedalaman laut. Jika kecepatan sinyal bunyi di air laut dianggap tetap 1200 m/s dan waktu tempuh sinyal bunyi dari mulai dipancarkan dari kapal hingga diterima kembali oleh kapal adalah 6 sekon, Berapakah kedalaman laut di tempat itu ? Penyelesaian

:

Diketahui

: 𝑣 = 1200 𝑚/𝑠 𝑡 = 6 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛

Ditanya

: s = ………? 1

Jawab

:𝑠=

𝑣 ×𝑡 2

=

1200 ×6 2

= 3600 𝑚

Maka kedalaman laut adalah 3600 m. C. Jelaskan mengapa El-Nino menyebabkan kekeringan di Indonesia ? Jawab

: El-Nino ditandai dengan Indeks Isolasi Selatan (IOS) negatif, artinya tekanan

atmosfer di atas Tahiti lebih rendah dibanding tekanan atmosfer di atas Darwin . sedangkan yang kita ketahui bahwa udara bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan yang rendah sehinggamembawa semua awan ke Tahiti dan terjadi hujan. Sedangkan awan yang berada di atas Pulau Darwin sedikit bahkan hilang sehingga yang berlaku hanyalah musim kemarau. Pulau Darwin berada di dekat Indonesia sehingga efek yang berada disekitar Pulau Darwin juga akan terkena pada Indonesia. D. Jika Indeks Dipole Mode (IDM) positif, dimana musim hujan terjadi ? Jawab

: Ketika IDM positif artinya bahwa temperatur permukaan laut (TPL) pantai

timur afrika lebih tinggi dari TPL pantai barat sumatera, sehingga hujan yang terjadi di Pantai Timur Afrika

2. A. Jelaskan bagaimana retakan-retakan pada lempeng dapat terbentuk sebagai awal dari Pemisahan lempeng ! Jawab

: Pergerakan balok – balok benua ada yang saling mendekat dan juga ada yang

saling menjauh. Lempeng merupakan lapisan yang retak – retak bahkan ada yang saling meregang atau saling menekan. Retak – retak ini terjadi karena pertemuan antara kerak bumi yang dingin dan astenosfer yang panas sehingga yang ditimbulkan adalah retakan pada bagian kerak bumi atau yang disebut sebagai lempeng bumi. B. Jelaskan perbedaan Gravitasi dan Gravitas ! Jawab

: Percepatan gravitasi bumi atau disingkat gravitasi merupakan gaya tarik bumi

persatuan massa benda. Gaya tarik bumi merupakan interaksi tarik menarik bumi dengan benda bermassa lainnya pada jarak terterntu. Sedangkan Gravitas merupakan resultan gravitasi dengan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal ini muncul karena benda bermassa yang diam dipermukaan bumi yang bergerak rotasi. C. Di permukaan Bumi bagian mana gravitas bernilai paling kecil dan paling besar ? jelaskan! Jawab

: Gravitas bernilai paling kecil di Ekuator karena saat di Ekuator gaya sentrifugal

maksimum (jaraknya yang paling besar di Ekuator). Arah gaya sentrifugal menjahui bumi sedangkan gaya gravitasi bumi mengarah ke pusat bumi, sehingga resultan vektor keduanya minimum, artinya gravitasnya minimum. Gravitas bernilai paling besar berada di

2

lintang 90o (kutub) karena gaya sentrifugalnya nol yang menyebabkan nilai gravitasnya maksimum. D. Di permukaan Bumi bagian mana Gravitas sama dengan Gravitasi baik arah maupun besarnya ? Jelaskan ! Jawab

: Nilai Gravitas bernilai sama dengan gaya gravitasi baik arah maupun besarnya

di lintang 90o(kutub) → g = g* + ω2r, karena gaya sentrifugal di kutub nol, maka g = g*. Jadi gravitas sama nilainya dengan gravitasi bumi dengan arah menuju pusat bumi.

3. A. Jelaskan bagaimana tepi lempeng jenis konservatif dapat menimbulkan gempa besar! Jawab : tepi lempeng jenis ini sifatnya tidak mengubah penampakan di darat secara eksplisit. Namun, karena gerakan lempeng jenis konservatif yang vertical maupun horizontal dapat menyebabkan gempa yang begitu besar. Hal ini terjadi karena jika dua lempeng bertemu pada suatu sesar, keduanya dapat bergerak saling bergeser secara vertikal atau horizontal. Umumnya, gerakan ini berlangsung lambat dan tidak dapat dirasakan oleh manusia namun terukur sebesar 0-15cm pertahun. Kadang-kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tersebut tidak lagi kuat menahan gerakan tersebut sehingga terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi. B. Sebutkan jenis-jenis gelombang seismik yang muncul ketika terjadi gempa dan jelaskan karakteristik masing-masing jenis gelombang seismik tersebut ! Jawab

: Ada tiga jenis gelombang seismik yang terbentuk ketika terjadi gempa, yaitu

gelombang primer (gelombang P), gelombang sekunder (gelombang S) dan gelombang permukaan (gelombang Rayleigh dan gelombang Love).

(i) Gelombang primer (gelombang P) termasuk gelombang tercepat. 3

 Kecepatan gelombang P melalui Bumi adalah 3 sampai 8 mil per sekon, karena itu gelombang ini yang pertama kali sampai pada alat pencatat getaran gempa (seismograf).  Amplitudonya kecil dan periodenya pendek yaitu 0,5 sampai 5 sekon. Gelombang P merupakan gelombang longitudinal serupa dengan gelombang suara.  Gelombang ini menjalar dengan penekanan (kompresi) dan peregangan (rarefaction) Bumi.  Gelombang yang dapat dibengkokan (refraksi) jika melewati bidang batas yang berbeda kerapatannya. Akibatnya kecepatan gelombang kerapatan, kekakuan, dan kepadatan medium(Kecepatan bertambah jika gelombang memasuki medium lebih rapat) tetapi kecepatan gelombang akan turun tiba-tiba jika memasuki fluida. (ii) Gelombang sekunder (gelombang S).  Gelombang ini menjalar lebih lambat dibandingkan dengan gelombang P. Kecepatan gelombang S sekitar 2/3 kecepatan gelombang P.  Gelombang S mempunyai amplitudo lebih besar dan periodenya lebih lama dari gelombang P.  Berbeda dengan gelombang P, Gelombang S merupakan gelombang Transversal. Gelombang S disebut juga gelombang geser (shear wave), karena material yang dilalui material ini mengalami deformasi geser.  Gelombang transversal tidak mampu menjalar dalam fluida, karena fluida tidak dapat terpotong. Jadi gelombang S yang masuk inti cair Bumi akan diserap dan tidak menembus inti Bumi padat. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa gelombang S yang memancar dari pusat gempa tidak terdeteksi di sisi Bumi yang berlawanan. Hal ini membuktikan bahwa Bumi memiliki inti Cair. (iii)Gelombang permukaan (gelombang Rayleigh dan gelombang Love).  Disebut gelombang permukaan karena gelombang ini tidak menembus ke bagian dalam Bumi, melainkan menjalar di bagian kerak Bumi.  Mirip dengan gelombang permukaan air. Gelombang ini menjalar sangat lambat dengan periode gelombang yang besar dan amplitudonya juga besar C. Mengapa petugas tidak dapat memberikan peringatan dini akan adanya gempa padahal dia telah terdeteksi adanya gelombang P yang datang dari catatan pada seismograf ? Jawab

: Karena gelombang P ini memiliki amplitude yang kecil dan periodenya yang

cenderung singkat yaitu 0,5 sampai 5 sekon maka yang terjadi adalah kecepatan gelombang primer dapat terjadi sangat cepat yaitu 3-8 mil per sekon hingga terasa sampai ke episentrum. Catatan seismograf yang menunjukan waktu datangnya antara gelombang 4

P dan Gelombang S sangat singkat sekitar 40 sekon atau beberapa menit, sehingga ketika petugas sedang menganalisa seismogramnya, gelombang S sudah muncul tanpa sempat memberikan peringatan. Hal inilah yang menyebabkan petugas tidak dapat memberikan peringatan dini akibat gempa yang menjalar begitu cepat. D. Jelaskan mengapa gelombang seismik jenis S yang memancar dari pusat gempa yang terjadi di satu sisi Bumi tidak sampai pada sisi Bumi yang berlawanan ? Jawab

: Karena pada Gelombang Seismik yang memancar dari pusat gempa hanya

terjadi pada satu sisi bumi saja tidak terjadi pada sisi bumi yang berlawanan karena bumi mengandung cairan pada inti bumi yang pada akhirnya gelombang seismik tersebut akan diserap dan hilang. E. Jika energi yang dilepas gempa berkekuatan 2,0 skala Richter adalah 2257536 J, berapakah energi yang dilepas gempa berkekuatan 6,0 skala Richter ? Jawab

: 6 SR = (30)(30)(30)(30)(30) E

 Skala Richter = E  Skala Richter = 30 x E =2.257.536 J 1 E = 75.251,2 J = 1 Skala Richter Maka Untuk 6 Skala Richter

= 30 x 30 x 30 x 30 x 30 x E = 35 x 105 x 75.251,2 J = 1,83 1012 J

4. A. Jelaskan mengapa planet-planet tidak jatuh ke matahari padahal matahari mengerahkan gaya tarik terhadap planet-planet tersebut ! Jawab : Planet-planet tidak jatuh ke matahari padahal matahari menggerakkan gaya tarik terhadap planet-planet tersebut

karena planet-planet berputar mengelilingi

matahari

dengan kecepatan tertentu sehingga timbul gaya sentrifugal yang menetralisir gaya tarik matahari. Selain itu planet-planet juga berputar mengitari porosnya masing-masing (berotasi). B. Jelaskan perbedaan yang terjadi dalam hal kecepatan revolusi Planet mengelilingi matahari ketika lintasannya berbentuk lingkaran dan ketika berbentuk elips ! Jawab : Perbedaan revolusi planet mengelilingi matahari ketika lintasannya berbentuk lingkaran dan elips yaitu : kecepatan revolusi planet ketika lintasannya berbentuk lingkaran akan selalu sama pada setiap titik sedangkan kecepatan revolusi planet ketika lintasannya berbentuk elips mempunyai besar (magnitude) yang bervariasi. Ketika posisi planet dekat dengan matahari (perihelion) planet akan bergerak lebih cepat dibandingkan jika posisi planet jauh dari matahari (Aphelion). 5

5. A. Rentang temperatur maksimum dan minimum di planet Merkurius sangatlah besar. Suhu maksimum pada siang hari dapat mencapai 427oC, sedangkan suhu minimum pada malam hari dapat mencapai – 173oC. Berdasarkan fakta ini, apa yang dapat anda jelaskan mengenai atmosfer Merkurius ? Jawab : Rentang temperatur maksimum dan minimum diplanet Merkurius sangatlah besar. suhu maksimum pada siang hari mencapai 427 oC, sedangkan suhu minimum pada malam hari mencapai -173 oC. Hal ini disebabkan karena atmosfer Merkurius terdiri dari uap Natrium dan kalium yang sangat tipis, sehingga kadang-kadang planet ini tidak mempunyai atmosfer. Sehingga siang hari cahaya matahari semuanya diserap, kemudian malam hari dipancarkan semua sehingga hilang. Komponen penyusun dari atmosfernya anatar lain 42 % molekul Oksigen, 29 % Natrium, 22 % Hidrogen, 6 % Helium, 0,5 % Kalium, Sejumlah Kecil Argon, Nitrogen, Karbon Dioksida, uap Air, dan Xenon. B. Atmosfer Venus mengandung 96 % gas CO2, temperatur pada permukaan planet Venus sangat tinggi yaitu dapat mencapai 480oC, apakah tingginya temperatur di permukaan Venus ini ada kaitannya dengan kandungan CO2 yang besar di Atmosfer Venus? Jelaskan ! Jawab : Temperatur permukaan Venus sangat Tinggi 480 oC, hal ini disebabkan karena memang ada kaitannya dengan atmosfer Venus yang mengandung 96 % gas CO2. Kandungan CO2 menyebabkan suhu sangat tinggi akibat efek rumah kaca dimana panas matahari terperangkap oleh gas CO2 sehingga tidak dapat dipantulkan lagi keluar planet. C. Jelaskan mengapa ketika bergerak mendekati Matahari ekor komet selalu menjauhi Matahari (tidak pernah mengarah ke Matahari). Jawab : Ketika bergerak mendekati matahari ekor komet selalu menjahui matahari karena ekor komet terdorong oleh radiasi dan angin matahari.

6. A. Sebutkan dan Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya Insolasi ! Jawab : Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya Insolasi yaitu : a. Lamanya Siang Hari Besarnya energi matahari berbanding dengan lamanya waktu penerimaan, sehingga makin panjang siang hari makin besar insolasinya b. Lintang Geografis Semakin kecil sudut datang (daerah tropis/ekuator) maka akan semakin besar intensitas yang diterima di daerah itu dan sebaliknya. B. Jelaskan mengapa Insolasi di daerah ekuator lebih besar dibandingkan Insolasi di daerah kutub, padahal energi matahari yang diterima sama besarnya di kedua tempat ini ? 6

Jawab : Insolasi di daerah ekuator lebih besar dibandingkan daerah kutub padahal energi matahari yang diterima sama besarnya karena ketika di ekuator luas permukaan bumi yang disinari cahaya matahari lebih kecil daripada di kutub. Semakin besar intensitas dan fluks semakin besar pula Insolasi. C. Jelaskan alasan-alasan mengapa ketika posisi matahari berada pada elevasi tinggi Insolasinya lebih kuat dibanding ketika posisi matahari berada pada elevasi rendah ! Jawab : Posisi matahari berada pada elevasi tinggi Insolasinya lebih kuat dibanding posisi matahari pada elevasi rendah karena :  Sinar yang tegak dari posisi matahari tinggi mencakup permukaan yang lebih kecil daripada sinar yang miring dari posisi matahari rendah  Posisi tinggi matahari berarti radiasi matahari melewati atmosfer yang lebih tipis akibatnya atenuasi oleh hamburan partikel atmosfer akan lebih kecil  Albedo Matahari yaitu radiasi yang dipantulkan kembali ke angkasa oleh atmosfer berkurang ketika elevasi matahari tinggi. D. Jelaskan mengapa di ekuator panjangnya siang hari sama dengan panjangnya malam hari yaitu 12 jam tidak bergantung pada musim ! Jawab : Di ekuator panjangnya siang hari sama dengan panjangnya malam hari yaitu 12 jam tidak tergantung musim karena posisi matahari relatif tetap terhadap bumi bagian ini. Jikapun ada perbedaan tidak lebih dari 1 jam lamanya. E. Jelaskan mengapa pada bulan Juni lamanya siang di lintang 60o BBU dapat mencapai 18 jam lebih ! Jawab : Pada bulan Juni lamanya di lintang 60o BBU mencapai 18 jam lebih karena matahari sedang berada pada bumi belahan utara. Insolasi yang terjadi kurang lebih 230 W/m2. Selain itu pada bulan Juni terjadi Insolasi tertinggi pada lintang 60o BBU.

7. A. Jelaskan bagaimana Energi matahari dihasilkan ? Jawab : Energi matahari berasal dari energi yang dilepaskan ketika di inti terjadi reaksi penggabunga (fusi) nuklir. Dalam hal ini penggabungan inti Hidrogen dan menghasilkan inti helium disertai pelepasan energi 4 1He2

4 2He

+ 2e+ + E

Energi dihasilkan pada reaksi fusi tersebut akibat adanya selish massa di ruas kiri dan kanan. Massa Helium lebih kecil dari massa total Hidrogen yang bereaksi. Kehilangan massa ini menjadi energi mengikuti persamaan : E = mc2 B. Jelaskan mengapa sinar Matahari warnanya putih Briliant ! Jawab : Sinar matahari warnanya putih Briliant karena matahari mengeluarkan energinya melewati seluruh spektrum elektromagnetik. Energi ini terdiri dari sinar X, transmisi 7

radio, dan sekitar bagian tengah spektrum terdapat cahaya tampak. Sinar-sinar tersebut dipancarkan oleh Matahari secara bersamaan. Sinar matahari terlihat putih disebabkan karena matahari terdiri dari intensitas yang kurang lebihnya persis dari rata-rata panjang gelombang cahaya dari merah hingga biru. C. Mengapa di kota Besar seperti Jakarta sulit melihat langit Biru, melainkan banyak ditemui langit berwarna putih ? Jawab : Di kota besar seperti Jakarta sulit melihat langit biru, melainkan banyak ditemui langit berwarna putih karena di atmosfer banyak terdapat partikel-partikel lebih besar dari panjang gelombang berupa polutan-polutan yang dihasilkan transportasi dan industri sehingga terjadi pemantulan difuse yang tidak bergantung pada panjang gelombang di daerah tampak. Spektrum biru, hijau, dan merah dipantulkan sama kuat, hasilnya langit tampak putih.

8