Upload
dhe-dhew-dewii-koemala
View
785
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Kelas VIII Semester 2
Standar Kompetensi5. Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hariKompetensi Dasar5.1. Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya pada suatu benda yang dikenai gaya.5.2. Menerapkan hukum Newton untuk menjelaskan berbagai peristiwa dalam kehidupan sehari-hari.5.3. Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha dan energi serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.5.4. Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.5.5. Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Modul yang bisa dipelajari Gaya dan Resultan Gaya | Materi | LKS Mengukur Gaya Gaya Gesek | Materi | LKS Gaya Gesek Gaya Berat | Materi | LKS Massa dan Berat Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Gaya Hukum I Newton | Materi | LKS Kelembaman Hukum II Newton | Materi Hukum III Newton | Materi | LKS Aksi Reaksi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Hukum Newton Bentuk - Bentuk Energi | Materi Energi Kinetik dan Energi Potensial | Materi | LKS Energi Kinetik | LKS Energi Potensial Hukum Kekekalan Energi | Materi Usaha dan Daya | Materi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Usaha dan Energi Tuas dan Pengungkit | Materi Katrol | Materi Bidang Miring | Materi Roda Berporos | Materi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Pesawat Sederhana Tekanan pada Zat Padat | Materi Tekanan pada Zat Cair | Materi Hukum Pascal | Materi Hukum Archimedes | Materi Tekanan pada Gas | Materi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Tekanan Pada Zat Padat Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Tekanan Pada Zat Cair dan Gas
Standar Kompetensi6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hariKompetensi Dasar
6.1. Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter-parameternya6.2. Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari6.3. Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa6.4. Mendeskripsikan alat-alat optik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Modul yang bisa dipelajari Hakikat Cahaya | Materi Sifat Sifat Cahaya | Materi Alat Optik | Materi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Cahaya dan Optik
GAYA DAN RESULTAN
Pengertian Gaya
Doronglah daun pintu sehingga terbuka. Tariklah sebuah pita karet. Tekanlah
segumpal tanah liat. Angkatlah bukumu. Pada setiap kegiatan itu kamu
mengerahkan sebuah gaya. Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang
dikerahkan sebuah benda terhadap benda lain. Kadang kadang, akibat suatu
gaya tampak demikian jelas, seperti saat sebuah mobil sedang melaju dan
menabrak sebatang pohon. Akan tetapi, akibat gaya-gaya lain tidak sejelas
pohon yang ditabrak itu. Dapatkah kamu merasakan gaya dari lantai yang
bekerja pada kakimu? Catatlah semua gaya yang mungkin kamu lakukan atau
alami pada suatu hari tertentu. Bayangkan tindakantindakan seperti mendorong,
menarik, merenggangkan, meremas, membengkokkan, dan menjatuhkan benda.
Pada saat itu kamu mengerahkan gaya kepada
benda tersebut. Bagaimana kamu dapat mengukur besar gaya? Besar gaya
diukur dengan neraca pegas. Gaya diukur dalam satuan newton (N).
Gaya Sentuh dan Gaya Tak Sentuh
Pada saat kamu mendorong meja, kamu harus menyentuh meja itu untuk
mengerahkan gaya kepada meja itu. Demikian pula jika kamu hendak
melontarkan batu dengan menggunakan ketapel. Gaya otot pada saat kamu
mendorong meja dan gaya pegas pada saat kamu melontarkan batu dengan
ketapel termasuk gaya sentuh. Disebut gaya sentuh karena sebuah benda yang
memberikan gaya harus menyentuh benda lain yang dikenai gaya tersebut.
Contoh lain gaya sentuh adalah gaya gesekan, yang akan kita bahas nanti. Jika
kamu melepaskan kapur dari ketinggian tertentu, maka kapur itu akan jatuh ke
bawah, ditarik oleh gaya gravitasi Bumi. Gaya gravitasi termasuk gaya tak
sentuh, karena tanpa harus melalui sentuhan kapur dan Bumi. Gaya listrik dan
gaya magnet adalah contoh lain gaya tak sentuh.
Akibat Gaya terhadap Benda
Apa yang terjadi pada sebuah benda saat gaya dikenakan pada benda tersebut?
Apabila sebuah benda sedang bergerak, apakah gaya tersebut mengubah
kecepatan benda itu? Coba bayangkan anak yang sedang menendang bola.
Kecepatan bola tersebut tentunya berubah begitu benturan terjadi. Jadi gaya
dapat mengubah kecepatan benda. Bayangkan pula plastisin yang ditekan. Pada
saat menekan plastisin, tangan itu memberikan gaya kepada plastisin itu.
Bagaimana bentuk plastisin setelah ditekan? Ternyata gaya juga dapat
menyebabkan bentuk benda berubah.
Resultan Gaya
Gaya-Gaya Setimbang
Gaya-gaya tidak selalu mengubah kecepatan. Bayangkan dua tim yang sedang
tarik tambang. Kedua tim tersebut sama-sama mengerahkan gaya dengan arah
berlawanan. Bila kedua tim tersebut tidak bergerak, maka gaya yang dilakukan
kedua tim pada tali tersebut sama besar. Gaya yang menarik tali ke kiri
diimbangi dengan gaya yang menarik tali ke kanan. Gaya-gaya yang besarnya
sama dan arahnya berlawanan yang bekerja pada sebuah benda disebut gaya-
gaya setimbang.
Gaya-gaya Tak Setimbang
Pernahkah kamu menarik sebuah
gerobak yang bermuatan? Untuk membuat gerobak bergerak, kamu harus
menarik gerobak tersebut. Jika gaya yang kamu kerahkan tidak cukup besar,
kamu mungkin meminta bantuan temanmu. Temanmu mungkin akan menarik
gerobak itu bersamamu atau mendorongnya dari belakang. Dua gaya tersebut,
yaitu gaya dari kamu dan temanmu akan bekerja pada arah yang sama. Jika dua
gaya bekerja pada arah yang sama, maka kedua gaya itu dijumlahkan, seperti
ditunjukkan pada gambar.
Gaya total atau gaya resultan pada gerobak
tersebut sama dengan jumlah kedua gaya itu. Jikagaya total pada suatu benda
menuju ke arah tertentu, gaya tersebut disebut gaya-gaya tak setimbang. Gaya-
gaya tak setimbang selalu mengubah kecepatan sebuah benda. Apabila
temanmu mendorong gerobak dengan arah yang berlawanan dengan arah gaya
dorongmu, gaya-gaya itu digabung dengan cara yang berbeda. Jika dua gaya
berlawanan arah, maka gaya total kedua gaya tersebut merupakan selisih kedua
gaya. Jika satu gaya lebih besar daripada gaya yang lain, gerobak itu akan
bergerak ke arah gaya yang lebih besar. Dalam hal ini temanmu jelas tidak
membantu kamu. Menurut pendapatmu apa yang terjadi jika gaya dorongmu dan
gaya dorong temanmu sama dan berlawanan arah.
Jadi, gaya dapat digambarkan sebagai
anak panah. Panjang anak panah menunjukkan besar gaya, dan arah anak panah
menunjukkan arah gaya. Dengan menggunakan anak panah ini kamu dapat
menyatakan berapa besar hasil gabungan gaya-gaya itu dan ke mana arahnya.
Latihan Yuk!!
1 Apa yang dimaksud dengan gaya?
2 Dapatkah gaya mengakibatkan perubahan pada suatu benda? Perubahan
apa saja yang terjadi?
3 Apakah satuan SI untuk gaya? Diturunkan dari satuan besaran apa
sajakah satuan gaya?
4 Tiga buah gaya segaris dan searah masing-masing besarnya 2 N, 5 N, dan
10 N. Tentukan resultan gaya-gaya tersebut!GAYA GESEK
Gelindingkan sebuah bola di atas lantai yang licin, apa yang terjadi? Ternyata
bola meluncur terus sepanjang lantai. Sekarang gelindingkan bola tersebut di
atas tanah! Apakah yang terjadi? Ternyata gerakan bola akan semakin lambat
dan akhirnya berhenti. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena adanya gaya
gesek antara bola dengan tanah. Gaya gesek dapat terjadi pada zat padat, cair,
bahkan gas. Benda-benda yang bergesekan selalu menimbulkan panas. Gaya
gesek ada 2 macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek
statis terjadi pada benda diam atau akan bergerak. Sedangkan gaya gesek
kinetis terjadi pada benda yang bergerak
Sebelumnya telah disebutkan bahwa besar gaya gesek ditentukan oleh
kekasaran permukaan bidang yang bersentuhan. Dengan demikian, besar gaya
gesek tidak tergantung pada luas permukaan bidang yang bergesekan. Besar
gaya gesek dirumuskan sebagai berikut.
f : gaya gesek (N)
miu : koefisien gesek
N : gaya normal (N)
Kita sering memanfaatkan gaya gesek, dalam kehidupan sehari-hari. Ada gaya
gesek yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Contoh gaya gesek yang
menguntungkan antara lain:
Gaya gesek yang timbul ketika kita berjalan. Jika tidak ada gaya gesek
maka kita tidak dapat berjalan dengan baik.
Ban mobil dibuat bergerigi untuk menghindari selip ketika melewati jalan
yang licin.
Sedangkan contoh gaya gesek yang merugikan antara lain:
Gesekan antara bagian-bagian mesin yang menyebabkan aus. Gesekan ini
dapat dikurangi dengan pemberian oli.
Permukaan jalan raya yang kasar menyebabkan ban mobil cepat halus
Karakteristik dari gaya gesek adalah sebagai berikut:
1 Antara dua buah benda yang bersentuhan terjadi gaya gesek.
2 Sebuah benda akan bergerak jika gaya yang bekerja pada benda lebih
besar dari gaya geseknya.
3 Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda.
4 Besarnya gaya gesek antara dua buah benda ditentukan oleh kekasaran
atau kehalusan permukaan-permukaan yang bersentuhan.
Latihan Yuk!!
5 Diskusikan dengan teman sebangkumu mengapa kita tidak dapat berjalan
dengan baik pada lantai yang licin, namun pada jalan yang kasar dapat
berjalan dengan baik!
Kali ini kita akan membahas mengenai gaya berat atau lebih sering disebut
dengan berat. Pada umumnya orang telah salah dengan mengatakan massa
sebagai berat benda.
GAYA BERAT
Masih ingatkah kamu apa perbedaan antara massa dengan berat benda? Massa
suatu benda merupakan banyaknya partikel yang terdapat dalam benda. Massa
benda bersifat tetap, artinya tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Sedangkan berat
benda menyatakan besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.
Karena berat merupakan sebuah gaya maka berat benda dapat diukur dengan
menggunakan neraca pegas.
Jadi, massa benda besarnya sama di mana pun pengukuran massa dilakukan,
sedangkan berat benda berubah tergantung letaknya. Hal ini disebabkan besar
percepatan gravitasi di setiap tempat tidak sama, tergantung jaraknya dari pusat
bumi. Berat benda di daerah kutub akan lebih besar daripada berat benda di
khatulistiwa. Hal ini disebabkan jarak kutub lebih dekat ke pusat bumi bila
dibandingkan dengan khatulistiwa. Dengan demikian, berat suatu benda berubah
tergantung letaknya dari pusat bumi. Setiap benda yang ada di bumi memiliki
berat. Berat benda secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
m : massa benda (kg)
Latihan Yuk!!
1 Jelaskan perbedaan konsep massa dan berat!
2 Jika berat benda di suatu tempat 50 N dan percepatan gravitasi bumi di
tempat itu 10 m/s^2, hitunglah massa benda tersebut!
3 Sebuah bola logam bermassa 4 kg terletak di atas lantai. Berapakah berat
bola logam jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s^2?
4 Hitunglah massa sebuah benda yang beratnya 65 N jika percepatan
gravitasi di tempat tersebut 9,8 m/s^2!
5 Sebuah kubus kayu massanya 5 kg. Berat kubus kayu tersebut di suatu
tempat adalah 48 N. Berapa percepatan gravitasi di tempat tersebut?
1. Perhatikan peristiwa-peristiwa berikut ini.
(1) busur direntangkan
(2) karet ditarik
(3) per ditekan
(4) jarum kompas bergerak
Dari peristiwa-peristiwa di atas yang menimbulkan gaya pegas adalah . . . .
a. (1), (2), dan (3)
b. (1), (2), dan (4)
c. (1), (3), dan (4)
d. (2), (3), dan (4)
2. Satuan gaya dalam SI adalah . . . .
a. newton
b. joule
c. kg.m/s
d. pascal
3. Resultan dua gaya yang segaris dan searah sama dengan . . . .
a. jumlah kedua gaya itu
b. selisih kedua gaya itu
c. perkalian kedua gaya itu
d. pembagian kedua gaya itu
4. Sebuah benda akan berada dalam keadaan setimbang apabila dua buah gaya
yang bekerja pada benda . . .
a. sama besar dan searah
b. sama besar dan berlawanan arah
c. tidak sama besar dan searah
d. tidak sama besar dan berlawanan arah
5. Jika suatu benda dibawa ke atas bukit maka beratnya . . . sedangkan
massanya . . . .
a. semakin besar, tetap
b. semakin kecil, tetap
c. tetap, semakin besar
d. tetap, semakin kecil
6. Seorang astronaut memiliki berat 750 N ketika ditimbang di bumi. Jika
percepatan gravitasi bulan 1/6 kali percepatan gravitasi bumi maka berat
astronaut ketika di bulan . . . .
a. 900 N
b. 400 N
c. 150 N
d. 125 N
7. Di bawah ini yang termasuk gaya tak sentuh adalah . . . .
a. gaya gesek
b. gaya gravitasi bumi
c. gaya kerbau menarik bajak
d. gaya anak mengangkat kursi
8. Gaya gravitasi di permukaan bulan besarnya seperenam kali gaya gravitasi
bumi. Dengan demikian, berat benda di permukaan bulan jika massa benda 6 kg
dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s^2 adalah . . . .
a. 58,8 newton
b. 15,8 newton
c. 9,8 newton
d. 3,8 newton
9. Berat suatu benda 3,4 N. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10
m/s^2 maka besar massa benda tersebut adalah . . . .
a. 0,34 gram
b. 3,4 gram
c. 34 gram
d. 340 gram
Hukum Pertama Newton
Kamu telah mempelajari bahwa setiap benda memiliki kelembaman, dan gaya
dapat mengubah gerak benda.Sir Isaac Newton merumuskan hukum-hukum
yang mengatur keterkaitan gaya dengan gerak. Ada tiga hukum Newton tentang
gerak. Kita akan bahas dahulu hukum pertama Newton.
Hukum pertama Newton tentang gerak menyatakan bahwa sebuah benda yang
bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan
tersebut kecuali ada gaya resultan bekerja pada benda itu. Jika sebuah benda
dalam keadaan diam, benda tersebut tetap diam kecuali ada gaya resultan yang
bekerja pada benda itu.
Secara matematis, hukum I Newton dapat dituliskan sebagai berikut:
Perhatikan, hukum ini sama dengan peristiwa kelembaman. Jadi, kamu akan
dapat memahami mengapa hukum ini kadang-kadang disebut hukum
kelembaman.
Kelembaman dan Massa
Andaikan kamu sedang duduk di dalam sebuah mobil yang melaju kencang. Apa
yang terjadi padamu saat mobil tersebut tiba-tiba direm? Kamu akan terdorong
ke depan. Terdorongnya badanmu itu memperlihatkan contoh sifat kelembaman.
Kelembaman (inersia) adalah kecenderungan setiap benda melawan tiap
perubahan dalam geraknya. Dengan kata lain kelembaman adalah
kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan geraknya. Kamu dapat
membayangkan hal ini sebagai sifat “malas” sebuah benda. Jika sebuah benda
sedang bergerak, benda itu akan terus bergerak dengan kelajuan dan arah yang
sama kecuali ada gaya-gaya tak setimbang yang bekerja pada benda itu. Dengan
kata lain kecepatan benda tersebut tetap, kecuali ada suatu gaya mengubah
kecepatan benda itu. Jika sebuah benda diam, benda tersebut cenderung tetap
diam. Kecepatannya tetap nol kecuali ada gaya yang menyebabkan benda itu
bergerak.
Apakah sebuah bola besi tolak peluru memiliki kelembaman yang sama dengan
kelembaman kelereng? Tentu saja kelembamannya berbeda, karena kamu lebih
mudah menggerakkan kelereng dibanding bola besi tolak peluru. Semakin besar
massa sebuah benda, kelembamannya juga semakin besar. Ingatlah kembali
bahwa massa adalah jumlah materi dalam sebuah benda, dan bola besi tolak
peluru tentunya mengandung materi lebih banyak daripada sebuah kelereng. Jadi
bola besi tolak peluru itu memiliki kelembaman lebih besar daripada
kelembaman kelereng. Oleh karena bola besi tolak peluru memiliki kelembaman
lebih besar, maka lebih banyak gaya yang diperlukan untuk mengubah
kecepatannya.
Latihan Yuk!!
1 Diskusikan dengan kelompokmu tentang peristiwa-peristiwa di sekitarmu
yang sesuai dengan hukum I Newton!
HUKUM NEWTON II
Bayangkan jika suatu lemari didorong oleh kamu dibandingkan dengan didorong
dibantu oleh temanmu, maka lemari akan lebih sulit digeser. Dengan demikian,
semakin besar gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak semakin
cepat. Sekarang bayangkan pula, jika kamu mendorong sebuah meja dengan
gaya yang besarnya sama dengan besar gaya yang digunakan untuk menggeser
lemari maka meja tersebut akan bergeser lebih cepat. Jadi, dapat kita simpulkan
bahwa semakin kecil massa suatu benda, benda akan lebih cepat bergerak.
Peristiwa-peristiwa di atas sesuai dengan hukum II Newton yang berbunyi:
Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding
lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda.
Secara matematis, hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
a : percepatan benda (m/s^2)
m : massa benda (kg)
Contoh penerapan hukum II Newton adalah pada gerakan di dalam lift. Ketika kita
berada di dalam lift yang sedang bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai
pergerakan lift. Saat lift bergerak ke atas, kita akan merasakan gaya berat yang
lebih besar dibandingkan saat lift dalam keadaan diam. Hal yang sebaliknya
terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke bawah. Saat lift bergerak ke
bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil daripada saat lift dalam
keadaan diam.
Latihan Yuk!!
1 Sebutkan bunyi hukum II Newton!
2 Sebutkan 3 contoh peristiwa sehari-hari yang melibatkan hukum II
Newton!
3 Seorang anak mendorong balok yang massanya 5 kg dengan gaya 4,5 N.
Berapakah percepatan balok tersebut?
HUKUM III NEWTON
Mengapa ketika jari tangan kita menekan meja semakin kuat akan terasa sakit?
Sebenarnya ketika kita menekan meja berarti kita memberikan gaya pada meja.
Tangan kita akan merasa sakit sebab meja akan memberikan gaya yang
besarnya sama dengan gaya tekan tangan kita, tetapi arahnya berlawanan. Jadi,
jika kita perhatikan, gaya bukanlah sesuatu dalam benda tersebut tetapi
merupakan interaksi antara dua benda. Peristiwa di atas merupakan contoh dari
hukum III Newton, yang dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, yang bunyinya: Jika
benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua akan
memberikan gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
Secara matematis, hukum III Newton dapat dinyatakan dengan rumus berikut.
Hukum III Newton berlaku pada dua gaya yang merupakan pasangan aksi-reaksi.
Dua gaya dikatakan pasangan aksi-reaksi jika:
bekerja pada dua benda yang berbeda,
saling berinteraksi,
besarnya sama dan berlawanan arah.
Contoh penerapan hukum III Newton dapat kita jumpai pada peristiwa
merapatnya perahu ke dermaga. Ketika tali perahu telah terikat ke dermaga
namun perahu belum merapat ke dermaga maka nelayan akan menarik tali
perahu. Nelayan tersebut memberikan gaya tarik yang arahnya menjauhi
dermaga, hal ini menyebabkan perahu mendekat ke dermaga. Perahu dapat
mendekat ke dermaga karena adanya gaya reaksi yang arahnya berlawanan
dengan gaya tarik yang diberikan oleh nelayan.
Latihan Yuk!!
Sebuah mangkuk plastik diletakkan di atas buku. Kedua benda tersebut
diletakkan di atas meja. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada benda
tersebut kemudian sebut dan jelaskan gaya-gaya mana sajakah yang merupakan
pasangan aksi-reaksi!
LATIHAN SOAL HUKUM NEWTON
1. Hukum I Newton dikenal sebagai hukum . . . .
a. kekekalan
b. kelembaman
c. aksi-reaksi
d. keseimbangan
2. Benda akan cenderung tetap diam atau bergerak jika resultan gaya yang
bekerja pada benda sama dengan . . . .
a. nol
b. 1
c. 2
d. 3
3. Jika kita berada di dalam bus yang sedang berjalan, tiba-tiba direm maka
badan kita akan terdorong . . . .
a. ke samping
b. ke bawah
c. ke depan
d. ke belakang
4. Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 4 m/s^2. Jika massa mobil 1.500
kg, besar gaya yang bekerja pada mobil adalah . . . .
a. 375 N
b. 750 N
c. 1.500 N
d. 6.000 N
5. Sebuah balok bermassa 2 kg didorong dengan gaya 2,5 newton. Besar
percepatan balok adalah . . . .
a. 1 m/s^2
b. 1,25 m/s^2
c. 1,5 m/s^2
d. 2 m/s^2
6. Seorang anak melempar bola dengan gaya 3 N sehingga bola bergerak
dengan percepatan 3 m/s^2. Massa bola yang dilempar adalah . . . .
a. 1 kg
b. 2 kg
c. 3 kg
d. 4 kg
7. Hukum III Newton dikenal dengan hukum . . . .
a. kelembaman
b. aksi-reaksi
c. kesetimbangan
d. Pascal
8. Berikut ini yang bukan merupakan syarat aksi-reaksi adalah . . . .
a. besarnya gaya sama
b. arah gaya berlawanan
c. gayanya searah
d. terjadi pada dua benda
BENTUK_BENTUK ENERGI
Energi ada berbagai macam. Makanan yang dimakan memiliki energi kimia. Batu
baterai mempunyai energi kimia, tetapi lampu senter menyala karena adanya
energi listrik. Selain energi kimia dan energi listrik masih ada banyak jenis energi
lainnya, antara lain energi bunyi, energi kalor, energi cahaya, energi pegas,
energi nuklir, dan energi mekanik. Berikut ini akan kita pelajari bentuk-bentuk
energi tersebut.
Energi Kimia
Energi kimia
adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Contoh sumber energi kimia
adalah bahan makanan yang kita makan. Bahan makanan yang kita makan
mengandung unsur kimia. Dalam tubuh kita, unsur kimia yang terkandung dalam
makanan mengalami reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang
bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia. Energi kimia yang dilepaskan
berguna bagi tubuh kita untuk membantu kerja organ-organ tubuh, menjaga
suhu tubuh, dan untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Contoh energi kimia
lainnya adalah pada peristiwa menyalanya kembang api. Energi kimia yang
terkandung dalam bahan bakar jenis ini sangat besar sehingga dapat digunakan
untuk menggerakkan mobil, pesawat terbang, dan kereta api.
Energi Listrik
Lampu senter
yang kita gunakan dapat menyala karena ada energi listrik yang mengalir pada
lampu. Energi listrik terjadi karena adanya muatan listrik yang bergerak. Muatan
listrik yang bergerak akan menimbulkan arus listrik. Energi listrik banyak
digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya sebagai penerangan. Energi
listrik juga dapat digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin. Energi listrik
yang biasa kita gunakan dalam rumah tangga berasal dari pembangkit listrik.
Pembangkit listrik tersebut menggunakan berbagai sumber energi, seperti air
terjun, reaktor nuklir, angin, atau matahari. Energi listrik yang dihasilkan oleh
pembangkit listrik sangat besar. Untuk menghasilkan sumber energi listrik yang
lebih kecil, kita dapat menggunakan aki, baterai, dan generator.
Energi Bunyi
Bunyi dihasilkan dari benda yang bergetar. Ketika
kita mendengar bunyi guntur yang sangat keras, terkadang kaca jendela rumah
kita akan ikut bergetar. Hal ini disebabkan bunyi sebagai salah satu bentuk
energi merambatkan energinya melalui udara. Sebenarnya ketika terjadi guntur,
energi yang dimiliki guntur tidak hanya mengenai kaca rumah tetapi mengenai
seluruh bagian rumah. Akan tetapi, energi yang dimiliki Guntur tidak cukup besar
untuk menggetarkan bagian rumah yang lainnya.
Energi Kalor (Panas)
Masih ingatkah kamu apa yang dimaksud dengan kalor? Kalor merupakan salah
satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu maupun
perubahan wujud zat. Energi kalor biasanya merupakan hasil sampingan dari
perubahan bentuk energi lainnya. Energi kalor dapat diperoleh dari energi kimia,
misalnya pembakaran bahan bakar. Energi kalor juga dapat dihasilkan dari energi
kinetik benda-benda yang bergesekan. Sebagai contoh, ketika kamu menggosok-
gosokkan telapak tanganmu maka kamu akan merasakan panas pada telapak
tanganmu.
Energi Cahaya
Matahari merupakan salah satu sumber energi cahaya. Energi cahaya dapat
diperoleh dari benda-benda yang dapat memancarkan cahaya, misalnya api dan
lampu. Energi cahaya biasanya disertai bentuk energi lain seperti energi kalor
(panas). Bahkan dengan menggunakan sel surya, energi yang dipancarkan oleh
matahari dapat diubah menjadi energi listrik.
Energi Pegas
Semua benda yang elastis atau lentur memiliki energi pegas. Contoh benda
elastic antara lain pegas, per, busur panah, trampolin, dan ketapel. Jika kamu
menekan, menggulung, atau meregangkan sebuah benda elastis, setelah kamu
melepaskan gaya yang kamu berikan maka benda tersebut akan kembali ke
bentuk semula. Ketika benda tersebut kamu beri gaya maka benda memiliki
energi potensial. Ketika gaya kamu lepaskan, energi potensial pada benda
berubah menjadi energi kinetik.
Energi Nuklir
Energi nuklir merupakan energi yang dihasilkan selama reaksi nuklir. Reaksi
nuklir terjadi pada inti atom yang pecah atau bergabung menjadi inti atom yang
lain dan partikel-partikel lain dengan melepaskan energi kalor. Reaksi nuklir
terjadi di matahari, reaktor nuklir, dan bom nuklir. Energi yang ditimbulkan dalam
reaksi nuklir sangat besar, oleh karena itu energi nuklir dapat digunakan sebagai
pembangkit listrik.
Energi Mekanik
Mengapa kaki kita terasa sakit saat kejatuhan buah mangga dari atas pohon? Hal
itu disebabkan buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi. Buah
mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki energi mekanik. Pada saat buah
mangga masih berada di pohon, energi mekaniknya sama dengan energi
potensialnya. Ketika buah mangga tersebut jatuh sampai di tanah, energi
mekaniknya sama dengan energi kinetiknya. Besarnya energi mekanik
merupakan penjumlahan antara besarnya energi kinetik dengan energi potensial.
ENERGI POTENSIAL DAN ENERGI KINETIK
Energi Mekanik
Besarnya energi mekanik merupakan penjumlahan antara besarnya energi
kinetik dengan energi potensial. Energi mekanik yang dimiliki suatu benda dapat
ditulis secara matematis sebagai berikut.
Keterangan:
Em : energi mekanik (J)
Ek : energi kinetik (J)
Ep : energi potensial (J)
Energi Kinetik
Setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Dengan demikian, energi
kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Misalnya, angin
yang bertiup dapat menggerakkan kincir angin. Energi yang dimiliki oleh benda
yang bergerak disebut dengan energi kinetik. Kita tahu bahwa motor melaju lebih
cepat daripada truk. Hal ini disebabkan massa motor lebih kecil dibandingkan
massa truk. Akibatnya, untuk dapat melaju lebih cepat truk tersebut
membutuhkan energi yang lebih besar. Jadi, semakin besar massa suatu benda
maka energi kinetiknya akan semakin besar. Semakin cepat benda itu bergerak,
energi kinetiknya juga semakin besar. Besarnya energi kinetik suatu benda
ditentukan oleh besar massa benda dan kecepatan geraknya. Hubungan antara
massa benda (m), kecepatan (v), dan energi kinetik (Ek) dituliskan secara
matematis dalam rumus berikut.
Keterangan:
m : massa (kg)
v : kecepatan benda (m/s)
Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya
terhadap tanah. Misalnya, pada peristiwa jatuhnya buah mangga. Ketika buah
mangga terjatuh, buah mangga tersebut memiliki energi kinetik karena
geraknya. Akan tetapi ketika buah mangga masih berada di pohon, buah mangga
tersebut memiliki energi potensial karena kedudukannya terhadap tanah.
Sedangkan, saat buah mangga menyentuh tanah, energi potensialnya nol karena
kedudukannya terhadap tanah nol. Semakin besar massa benda maka semakin
besar energi potensial yang dimilikinya. Semakin tinggi letaknya, energi
potensial yang dimiliki juga semakin besar. Besarnya energi potensial dapat
dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
g : percepatan gravitasi bumi (m/s^2) (g = 10 m/s^2)
h : ketinggian (m)
Latihan Yuk!!
1 Apa yang dimaksud dengan energi kinetik?
2 Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam ke arah utara. Jika
energi kinetik mobil tersebut 30.000 joule, berapa massa mobil tersebu?
3 Apa yang dimaksud dengan energi potensial suatu benda?
4 Buah kelapa yang memiliki massa 1 kg jatuh dari atas pohon yang
tingginya 4 m. Berapakah energi potensial yang dimiliki buah kelapa?
5 Sebuah bola jatuh dari ketinggian 8 m. Jika energi potensial yang dialami
bola adalah 10 joule, berapa massa bola tersebut?
6 Seorang anak sedang naik sepeda ke arah barat. Jika massa anak dan
sepeda tersebut 50 kg dan energi kinetiknya 625 joule, berapa kecepatan
mereka?
HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Hukum Kekekalan Energi
Sebelumnya kita telah mempelajari perubahan bentuk energi. Pada materi
perubahan bentuk energi telah disebutkan bahwa energi tidak hilang atau habis,
namun mengalami perubahan menjadi bentuk energi lain. Energi juga tidak
dapat dimunculkan tanpa menimbulkan perubahan bentuk energi lainnya.
Banyaknya energi yang berubah menjadi bentuk energi lain sama dengan
banyaknya energi yang berkurang sehingga total energi dalam sistem tersebut
adalah tetap. Dengan demikian, dapat kita simpulkan bahwa energi tidak dapat
diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk menjadi
bentuk energi lain. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi.
Perubahan Bentuk Energi
Suatu bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Perubahan
bentuk energi yang biasa dimanfaatkan sehari-hari antara lain sebagai berikut:
Energi listrik menjadi energi panas. Contoh perubahan energi listrik
menjadi energi panas terjadi pada mesin pemanas ruangan, kompor listrik,
setrika listrik, heater, selimut listrik, dan solder.
Energi mekanik menjadi energi panas. Contoh perubahan energi
mekanik menjadi energi panas adalah dua buah benda yang bergesekan.
Misalnya, ketika kamu menggosok-gosokkan telapak tanganmu maka kamu
akan merasa panas.
Energi mekanik menjadi energi bunyi. Perubahan energi mekanik
menjadi energi bunyi dapat terjadi ketika kita bertepuk tangan atau ketika
kita memukulkan dua buah benda keras.
Energi kimia menjadi energi listrik. Perubahan energi pada baterai
dan aki merupakan contoh perubahan energi kimia menjadi energi listrik.
Energi listrik menjadi energi cahaya dan kalor. Perubahan energi
listrik menjadi energi cahaya dan kalor terjadi pada berpijarnya bohlam
lampu. Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa energi cahaya biasanya
disertai bentuk energi lainnya, misalnya kalor. Coba dekatkan tanganmu ke
bohlam lampu yang berpijar! Lama kelamaan tanganmu akan merasa
semakin panas.
Energi cahaya menjadi energi kimia. Perubahan energi cahaya
menjadi energi kimia dapat kita amati pada proses pemotretan hingga
terbentuknya foto.
Latihan Yuk!!
1 Carilah benda-benda disekitarmu dan jelaskan tentang perubahan energi
yang terjadi pada benda tersebut!
USAHA DAN DAYA
Usaha
Kata usaha sudah tidak asing lagi
bagi kita. Apa sebenarnya usaha itu? Sering kali kita mendengar orang berkata
bahwa untuk mencapai suatu tujuan tertentu maka kita harus melakukan kerja
atau usaha. Dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara besarnya
gaya yang diberikan pada benda dengan besar perpindahan benda tersebut.
Usaha merupakan besaran skalar karena tidak memiliki arah dan hanya memiliki
besar. Usaha dalam fisika dikatakan bernilai jika usaha yang dilakukan
menghasilkan perubahan kedudukan. Ketika sebuah gaya bekerja pada suatu
benda sehingga menimbulkan perpindahan benda, dikatakan bahwa gaya
melakukan usaha pada benda tersebut. Jika gaya sebesar F yang dapat
menyebabkan balok berpindah sejauh s terletak pada sebuah garis lurus maka
besarnya usaha W dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
W : usaha (Nm atau J)
F : gaya (N)
s : perpindahan (m)
Hubungan antara Energi dengan Usaha
Sebelumnya telah disebutkan bahwa energi adalah kemampuan untuk
melakukan usaha. Bayangkan sebuah bola berada di atas lantai. Bola tersebut
kemudian digerakkan ke atas dengan gaya F, akibatnya bola berpindah setinggi
h. Hal ini berarti kita melakukan usaha untuk memindahkan bola dari lantai
sampai setinggi h. Ketika bola bergerak, bola memiliki energi kinetik. Pada saat
bola berada setinggi h, bola memiliki energi potensial. Besarnya usaha yang
diperlukan untuk memindahkan bola sama dengan selisih energi kinetiknya atau
selisih energi potensialnya. Jadi, dapat disimpulkan bahwa besarnya usaha sama
dengan besarnya perubahan energi pada benda.
Daya
Daya adalah perubahan energi potensial atau energi kinetik tiap satu satuan
waktu. Dengan demikian, daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap
satuan waktu. Daya merupakan besaran fisika yang mempunyai satuan J/s atau
watt. Secara matematis daya dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
P: daya (J/s atau watt)
t : waktu (s)
Semakin besar daya yang dimiliki oleh suatu benda, semakin besar pula
kemampuan benda tersebut untuk mengubah suatu bentuk energi menjadi
bentuk energi lain.Latihan Yuk!!
1 Apa yang dimaksud dengan usaha dalam fisika?
2 Untuk menggeser lemari sejauh 1,5 m, seorang anak melakukan usaha
sebesar 800 J. Berapakah gaya yang diberikan anak tersebut pada lemari?
3 Berapa besar perpindahan yang dilakukan oleh gaya 300 N jika gaya
tersebut melakukan usaha sebesar 1.200 J?
4 Apa yang dimaksud dengan daya? Bagaimana rumus daya dan apa
satuannya?
5 Sebuah benda memiliki daya 140 watt. Jika usaha yang dilakukan sebesar
6.400 J, berapa menitkah usaha itu dilakukan?
6 Sebuah lampu yang memiliki daya 40 watt dinyalakan selama 1,5 jam.
Berapa besar usaha yang diperlukan?
LATIHAN SOAL USAHA DAN ENERGI
1. Satuan energi dalam SI adalah . . . .
a. dyne
b. joule
c. newton
d. watt
2. Jika kita menyalakan kipas angin maka terjadi perubahan energi dari . . . .
a. energi listrik menjadi energi panas
b. energi listrik menjadi energi kimia
c. energi listrik menjadi energi gerak
d. energi panas menjadi energi listrik
3. Energi yang tersimpan dalam makanan adalah energi . . . .
a. kimia
b. gerak
c. cahaya
d. bunyi
4. Mobil balap A bergerak lebih lambat daripada mobil balap B. Jika mA = mB
maka energi kinetik mobil balap A . . . .
a. lebih kecil daripada energi kinetik mobil balap B
b. lebih besar daripada energi kinetik mobil balap B
c. sama dengan energi kinetik mobil balap B
d. berubah-ubah
5. Benda A dan B bermassa sama. Jika benda A berada pada tempat yang lebih
tinggi dari B maka . . . .
a. Ep A = Ep B
b. Ep A lebih besar dari Ep B
c. Ep A lebih kecil dari Ep B
d. Ep A = 0
6. Sebuah mobil bermassa 1 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Energi
kinetic mobil adalah . . . .
a. 2.000.000 J
b. 200.000 J
c. 20.000 J
d. 2.000 J
7. Sebuah bola berada pada ketinggian 2 m. Jika massa bola 0,25 kg dan
percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s^2, besar energi potensial bola adalah .
. . .
a. 2 J
b. 3 J
c. 4 J
d. 5 J
8. Seorang anak mendorong tembok, usaha yang dilakukan anak tersebut adalah
. . . .
a. tetap
b. berubah-ubah
c. 0
d. 0,5 J
9. Untuk mencari besarnya usaha dapat dicari dengan persamaan . . . .
a. W = F – s
b. W = F + s
c. W = F . s
d. W = F . 2s
10. Andi melakukan usaha untuk mengangkat karung beras sebesar 250 J dalam
waktu 125 sekon. Besar daya Andi adalah . . . .
a. 1 watt
b. 1,5 watt
c. 2 watt
d. 2,5 watt
TUAS DAN PENGUNGKIT
Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk
mempermudah manusia melakukan usaha.Pesawat sederhana berdasarkan
prinsip kerjanya dibedakan menjadi tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan
roda berporos/roda bergandar. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan
mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya
kuasa sehingga memperingan kerja manusia.
Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda
yang berat. Bagian-bagian pengungkit:
A = titik kuasa
T = titik tumpu
B = titik beban
F = gaya kuasa (N)
w = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
Jenis-jenis tuas:
1. Tuas Jenis pertama
Yaitu tuas dengan titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa.
Contoh : pemotong kuku, gunting, penjepit jemuran, tang
2. Tuas Jenis kedua
Yaitu tuas dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa.
Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri,
pembuka tutup botol. i
3. Tuas Jenis ketiga
Yaitu tuas dengan titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban.
Contoh :sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.
Keuntungan Mekanik Tuas
Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w)
dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai :
KM = w/F atau KM = lk/lb
Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan.
Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin
besar.
KATROL
Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga
terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya,
katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan
beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan
katrol majemuk.
1. Katrol Tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat
digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu. Contoh :
katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba
Keuntungan mekanik
Pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga
keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama
dengan gaya beban.
2. Katrol Bebas
Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol
berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya
ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali
diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan
bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas
di pelabuhan.
Keuntungan mekanik
Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan
beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar
gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.
3. Katrol Majemuk
Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua
katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada
katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika
ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya
katrol bebas ke atas.
Keuntungan mekanik
Keuntungan mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan
untuk mengangkat beban.
BIDANG MIRING
Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan
untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring.
Prinsip Kerja Bidang Miring
Keuntungan mekanik bidang miring
Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang
miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar
keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.
Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara
panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).
KM = s/h
Pemanfaatan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada tangga
dan jalan di daerah pegunungan.
RODA BERPOROS
Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang
dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan salah satu jenis
pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil,
setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.
Jenis-jenis Roda Lainnya
1. Roda Setali
Roda Setali yaitu dua buah roda atau lebih yang dihubungkan dengan tali.
Contohnya : Roda sepeda yang dihubungkan dengan rantai, dan roda sepeda
motor yang dihubungkan dengan rantai.
2. Roda Sepusat
Roda sepusat, yaitu dua buah roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama.
Contohnya : Roda pada mobil truk.
3. Roda Bersinggungan
Roda bersinggungan, yaitu dua buah roda atau lebih yang saling bersinggungan
satu sama lain. Contohnya : Roda pada bagian dalam jam.
LATIHAN PESAWAT SEDERHANA Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Bila kita akan mencabut paku dari dinding, supaya lebih gampang kita menggunakan ...a. obengb. paluc. penarik gabusd. catut
2. Gaya ungkit pada tuas dapat diperkecil dengan cara ...a. memperpanjang lengan kuasab. memperpendek lengan bebanc. menggeser titik tumpu ke arah beband. memperpanjang lengan beban
3. Dengan katrol bergerak beban ½ kwintal beras dapat diangkat. Maka gaya kuasa yang dilakukan adalah ...a. 10 kgb. 15 kg c. 20 kgd. 25 kg
4. Sebuah beban dapat diangkat dengan melakukan gaya 10 N pada suatu katrol yang mempunyai keuntungan mekanis 4. Berat beban yang diangkat sebesar ...a. 0,4 newtonb. 2,5 newton c. 114 newtond. 40 newton
5. Perbandingan lengan beban dan lengan kuasa pada tuas 3 : 5. Bila kuasa sebesar 60 N, maka beban yang dapat diangkat sebesar ...a. 36 Nb. 100 N c. 64. Nd. 72 N
6. Pada tuas gaya sebesar 50 N mampu mengangkat beban 150 N. Keuntungan mekanis tuas ini adalah ...a. 1/3b. 3 c. 30d. 300
7. Kuasa sebesar 75 N diperlukan untuk mengangkat sebuah peti dengan katrol bergerak. Keuntungan mekanis katrol = 3. Maka berat peti adalah ...a. 25 Nb. 37,5 N c. 125 Nd. 225 N
8. Cara di bawah ini dapat memperkecil gaya yang kita perlukan untuk mengungkit sebuah beban, kecuali ...a. memperpanjang lengan kuasab. memperpanjang lengan bebanc. memperpendek lengan beband. mendekatkan titik tumpu terhadap beban
9. Pesawat sederhana pada dasarnya adalah alat yang digunakan untuk …a. mengurangi usahab. memperkuat usahac. menghilangkan usahad. memudahkan usaha
10. Alat yang bekerja dengan dasar tuas jenis pertama adalah …a. tangb. pencabut paku c. gerobag dorongd. pemecah kemiri
Kelas VIII | Tekanan Pada Zat Padat
Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda dibagi dengan luas
permukaan bidang di mana gaya itu bekerja.
Secara matematis dapat dituliskan :P = Tekanan (N/m簡)
F = Gaya tekan (N)A = Luas bidang (m簡)
Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah N/m 簡 , satuan ini juga
disebut pascal (Pa).1 Pa = 1 N/m簡Untuk dapat lebih memahami materi tekanan pada zat padat, perhatikan contoh berikut
Jika masing-masing balok mempunyai berat yang sama, yaitu 12 N, balok
manakah yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai?
Balok I
A = 30 cm x 10 cm = 300 cm簡 = 0,03 m簡
P = 400 N/m簡
Balok II
A = 20 cm x 10 cm = 200 cm簡 = 0,02 m簡
P = 600 N/m簡Jadi, yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai adalah Balok II, yaitu sebesar 600 N/m簡.
Dari contoh soal tersebut dapat kita dapat menarik kesimpulan tentang tekanan
pada zat padat sebagai berikut:
1. Semakin kecil luas bidang tekan,? semakin besar tekanan yang dihasilkan.
2. Semakin besar gaya tekan yang diberikan, semakin besar tekanan yang
dihasilkan.
Dengan demikian sekarang kalian dapat menjelaskan mengapa ujung sebuah
paku memberikan bekas lubang yang lebih dalam dibandingkan dengan bekas
lubang yang diberikan sebutir kelereng pada plastisin jika dijatuhkan dari
ketinggian yang sama.
Kelas VIII | Tekanan Pada Zat Cair
Tekanan hidrostatis adalah tekanan pada zat cair yang diam. Besarnya tekanan hidrostatis tergantung pada jenis dan kedalaman zat cair, tidak tergantung pada bentuk wadahnya (asalkan wadahnya terbuka).
Besarnya tekanan hidrostatis dirumuskan dengan :P = p g h
Keterangan: P = tekanan (Pa atau N/m2))p = massa jenis zat cair (kg/m3)g = perepatan gravitasi bumi (m/s2 atau N/kg)h = kedalaman (m)
Contoh Soal:Suatu kolam yang dalamnya 2 meter diisi penuh air (pair = 1000 kg/m3). Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, berapa tekanan hidrostatis suatu titik yang terletak 20 cm dari dasar kolam?Penyelesaian :
p = 1000 kg/m3g = 10 m/s2h = (2 - 0,2) m = 1,8 m
Maka, P = p g h = 1000. 10. 1,8 = 18.000 PaKelas VIII | Hukum ArchimedesSuatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat yang sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan benda itu. Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnyua akan mendapat gaya angkat oleh zat cair sebesar berat zat cair yang dipindahkan, hal ini merupakan bunyi dari hukum Archimedes.
Alat – alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes antara lain pembuatan kapal laut, galangan kapal, kapal selam, balon udara. Secara matematis yang ada hubungan gaya apung dapat dituliskan sebagai berikut ini :
dengan:Fa = gaya apung atau gaya ke atas (N)w = gaya berat benda di udara (N)w' = gaya berat benda di dalam air (N)
Gaya apung juga dapat dituliskan sebagi berikut ini :
Kelas VIII | Tekanan Pada Gas
Tekanan udara di permukaan laut rata-rata sebesar 1 atm atau 76 cmHg. Makin
rendah suatu tempat, makin besar tekanannya. Sebaliknya, makin tinggi suatu
tempat, makin rendah tenannya. Setiap kenaikkan 10 m tekanan udara
berkurang sebesar 1 mmHg. Udara merupakan benda gas yang sangat erat
hubungannya dengan kehidupan kita. Udara yang meliputi bumi mempunyai
berat yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karena udara memiliki berat,
maka udara juga memiliki tekanan. Besarnya tekanan udara ditentukan oleh
tinggi suatu tempatnya dari permukaan air laut.
Alat Ukur Tekanan Gas
Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara luar.
Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam
ruang tertutup.
Hukum Boyle
Semua zat memiliki massa dan menempati ruangan, tidak terkecuali zat gas.
Hasil kali tekanan dengan volume suatu gas adalah tetap asal suhu zat tetap.
Sebagai contoh adalah jika kita memompa ban sepeda, udara bisa masuk ke
dalam ban jika pompa penghisap kita tekan, akhirnya udara masuk. Hukum Boyle
secara matematis dapat dirumuskan sebagi berikut :
Dengan :
P1 = Tekanan pertama (atm)
P2 = Tekanan kedua (atm)
V1 = Volume pertama 1 (m3)
V2 = Volume kedua (m3)
Soal | Tekanan Pada Zat PadatPilih salah satu jawaban yang paling tepat di bawah ini!
1. Sebuah benda mempunyai gaya berat sebesar 500 N, diletakkan pada lantai seluas 100 m2. Manakah pernyataan di bawah ini yang benar ?a. Besar tekanan benda 5 N/m2, bila luas bidang tekannya 1 m2b. Besar tekanan benda 25 N/m2, bila luas bidang tekannya 2 m2c. Besar tekanan benda 20 N/ m2, bila luas bidang tekannya 4 m2d. Besar tekanan benda 10 N/ m2, bila luas bidang tekannya 5 m2
2. Manakah yang benar untuk hubungan antara gaya tekan, luas bidang dan tekanan pada suatu bidang ?a. Tekanan semakin besar jika luas bidang semakin kecil sedang gaya tekan tetapb. Tekanan semakin kecil jika luas bidang semakin besar sedang gaya tekan tetapc. Tekanan dapat dibuat sama besar dengan gaya tekannya
d. Tekanan hasilnya selalu lebih kecil dari gaya tekannya
3. Manakah pernyataan di bawah ini yang benar ?a. Luas bidang tekan semakin besar, maka tekanannya menjadi lebih besarb. Luas bidang tekan makin besar, maka tekanannya menjadi lebih kecilc. Besar tekanan tergantung besar gaya sajad. Besar tekanan tergantung besar gaya dan luas bidang tekan
4. Lantai seluas 3 m2 mendapat tekanan 1750 N/m2. Berapakah gaya tekannya ?a. 584 N/m2b. 725 N/m2c. 1753 N/m2d. 5250 N/m2
5. Tekanan adalah …a. gaya yang bekerja pada bidang seluas 1 m3b. gaya yang bekerja pada bidang tekan 1 m2c. massa benda yang menekan pada bidang seluas 1 m2d. massa benda yang bekerja pada bidang tekan 1 m3
6. Hubungan antara tekanan dan luas bidang tekan untuk gaya yang sama adalah …a. makin luas bidang, makin kecil tekananb. makin luas bidang, makin besar tekananc. makin besar tekanan bila luas bidang makin besard. makin luas bidang, tekanan tidak berubah
7. Jika penampang atas berukuran 5 m x 2 m, sedangkan penampang bawah berukuran 4 m x 2 m, dan berat balok 120 N, maka besarnya tekanan pada lantai adalah …a. 1200 N/m2b. 1200 N/m3c. 15 N/m2d. 15 N/m3
8. Alas sepatu seorang anak 400 cm2. Massa anak tersebut adalah 40 kg. Berapa tekanan anak pada lantai jika anak tersebut berdiri dengan sebuah kaki ?a. 100 N/m2b. 1000 N/m2c. 10000 N/m2d. 100000 N/m2
9. Berapa tekanan anak pada lantai untuk soal no 8 jika anak tersebut berdiri dengan dua kaki ?a. 200 N/m2b. 2000 N/m2
c. 20000 N/m2d. 200000 N/m2
10. Mengapa 1 kgm/s2 besarnya kira-kira ada 9,8 newton ?a. Karena w = mgb. Karena m = wgc. Karena g = mwd. Karena w = m+gSoal | Tekanan Pada Zat Cair dan GasPilih salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Jika gaya diberikan dalam zat cair dalam ruang tertutup, tekanannya diteruskan oleh zat cair ke segala arah dengan sama rata. Hal ini dikenal dengan …a. Hukum Bejana Berhubungan c. Hukum Pascalb. Hukum Hidrostatika d. Hukum Archimedes
2. Semua alat dibawah ini bekerja berdasarkan hukum Archimedes, kecuali …a. Kapal laut c. Dongkrak hidrolikb. Jembatan Ponton d. Hidrometer
3. Jembatan ponton ialah jembatan yang ditopang oleh …a. Tiang kayu c. Kawat bajab. Tiang beton d. Tabung-tabung besi berisi udara
4. Manometer adalah suatu alat untuk mengukur …a. Kelembaban udara c. Tekanan udara dalam ruang tertutup b. Tekanan d. Tinggi tempat
5. Setiap benda yang dicelupkan ke dalalm zat cair, mendapatkan gaya tekan ke atas sebesar zat yang dipindahkan benda itu. Pernyataan ini merupakan …a. Hukum Boyle c. Hukum Pascalb. Hukum Archimedes d. Hukum Gay Lussac
6. Menurut hukum pascal apabila luas bidang makin besar maka …a. Tekanan makin kecil c. Tekanan makin besarb. Tekanan tetap d. Tekanan tak tentu
7. Untuk hukum Pascal berlaku rumus …a. P = A/ F b. P = F/A c. F = A/P d. F = P/A
8. Besar 1 atm setara dengan ….cmHg.a. 66 b. 86 c. 76 d. 96
9. Dibawah ini alat-alat yang berdasarkan hukum pascal, kecuali …a. Dongkrak hidrolik c. Pompa sepeda
b. Meja operasi d. Rem piringan hidrolik
10. Dengan manometer terbuka, tekanan gas dalam ruang tertutup dapat ditentukan dengan …a. P gas = P udara + selisih tinggi raksa b. P gas = P udara + selisih tinggi airc. P gas = P udara - selisih tinggi raksad. P gas = P udara - selisih tinggi airStandar Kompetensi6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hari
Kompetensi Dasar6.1. Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter-parameternya6.2. Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari6.3. Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa6.4. Mendeskripsikan alat-alat optik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Modul yang bisa dipelajari Hakikat Cahaya | Materi Sifat Sifat Cahaya | Materi Alat Optik | Materi Latihan Online Fisika SMP | Soal Latihan Cahaya dan Optik
Sh