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