MAteri IPA SMP

Kompetensi : 1.       Melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Indikator : 1.1.   Menentukan besaran pokok, besaran turunan dan satuannya atau penggunaan alat ukur dalam kehidupan sehari-hari.

 

I.            RINGKASAN MATERI

Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Satuan dalam SI harus memenuhi beberapa syarat, yaitu nilainya tetap, berlaku secara internasional, mudah ditiru dan diperbanyak,dan mudah diubah (dikonversi) ke satuan yang lain.

Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut Sistem Internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

A.      BESARAN POKOK

NO	BESARAN POKOK	SATUAN (SI)	SINGKATAN	ALAT UKUR
1	Panjang	Meter	m	Mistar
2	Massa	Kilogram	Kg	Neraca
3	Waktu	Sekon	s	Stopwatch
4	Suhu	Kelvin	K	Termometer
5	Kuat arus listrik	Ampere	A	Amperemeter
6	Intensitas cahaya	Candela	Cd	Auksanometer
7	Jumlah zat	Mol	Mol

Awalan dalam Sistem Internasional

FAKTOR	AWALAN	SIMBOL
10-3	mili	m
10-6	mikro	m
10-9	nano	n
10-12	piko	p
10-15	femto	f
103	kilo	k
106	mega	M
109	giga	G
1012	tera	T
1015	peta	P

B.      BESARAN TURUNAN

 

Kompetensi : 2.       Menerapkan konsep zat dan kalor serta kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari.   Indikator : 2.1. Menentukan sifat-sifat zat berdasarkan wujudnya atau penerapan konsep massa jenis dalam kehidupan sehari-hari. 2.2.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      MASSA JENIS

Dua besaran, yaitu massa dan volume dapat dijadikan sebagai dasar untuk menentukan karakteristik suatu benda. Jika kedua besaran itu saling dibandingkan maka akan diperoleh sebuah nilai yang merupakan ciri khas dari benda tersebut. Angka ini akan berbeda

untuk tiap jenis benda. Nilai perbandingan antara massa dan volume suatu benda disebut sebagai besaran massa jenis atau kerapatan dan diberi simbol ρ.

Keterangan

ρ = massa jenis atau kerapatan (kg /m³)

m = massa benda (kg)

V = volume benda (m³)

Satuan untuk besaran massa jenis dalam SI adalah kg/ m³. Namun, satuan g/cm³ dalam kehidupan sehari-hari masih sering digunakan sebagai satuan massa jenis yang lain.

B.      WUJUD ZAT

Balok kayu termasuk benda padat, air termasuk benda cair, dan udara termasuk gas. Ketiga macam zat ini merupakan wujud-wujud zat. Sifat fisis zat padat, cair, dan gas berbeda-beda.

Sifat-sifat zat

Zat	Massa	Volume	Bentuk	Bentuk partikel
Padat	Tetap	Tetap	Tetap
Cair	Tetap	Tetap	Berubah-ubah
Gas	Tetap	Berubah-ubah sesuai tempatnya	Berubah-ubah sesuai tempatnya

Kompetensi : 2.       Menerapkan konsep zat dan kalor serta kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari.   Indikator : 2.2.  Menjelaskan pengaruh suhu terhadap pemuaian zat yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. 2.3.

 

I.            RINGKASAN MATERI

Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitude getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya pemuaian zat sangat tergantung ukuran benda semula, kenaikan suhu dan jenis zat. Efek pemuaian zat sangat bermanfaat dalam pengembangan berbagai teknologi.

Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

1.     Pemuaian Panjang

Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.

Keterangan

L           = Panjang akhir (m)

L0              = Panjang mula-mula (m)

ΔL        = Pertambahan panjang (m)

α        = Koefisien muai panjang (/ºC)

Δt         = kenaikan suhu (^OC)

2.     Pemuaian Luas

Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Perhatikan Gambar

Dengan

Keterangan:

A        = Luas akhir (m2)

ΔA     = Pertambahan luas (m2)

A₀       = Luas mula-mula (m2)

β        = Koefisien muai luas zat (/º C)

Δt       = Kenaikan suhu (ºC)

3.     Pemuaian Volume

Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P₀, lebar L₀, dan tinggi h₀ dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar

dengan  

Keterangan:

V        = Luas akhir (m2)

ΔV     = Pertambahan luas (m2)

V₀       = Luas mula-mula (m2)

g        = Koefisien muai luas zat (/º C)

Δt       = Kenaikan suhu (ºC)

4.     Bimetal

Bimetal merupakan dua keping logam yang dijadikan satu (diklem atau dikeling). Kedua logam tersebut berbeda angka muai panjangnya/koefisien muai panjangnya. Apabila bimetal dipanaskan maka akan melengkung ke arah logam yang mempunyai koesifien muai panjang kecil. Sebaliknya apabila didinginkan akan elengkung ke arah logam yang mempunyai angka muai panjang besar.

Contoh:

Aluminium mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10 –6 /0 C

Besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10 –6 /0 C

sebelum dipanaskan (lurus)             setelah dipanaskan melengkung ke arah besi

Kompetensi : 2.       Menerapkan konsep zat dan kalor serta kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari.   Indikator : 2.3.  Menentukan besaran kalor dalam proses perubahan suhu atau penerapan perubahan wujud zat dalam kehidupan sehari-hari. 2.4. . 2.4.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      KALOR

Sebelum abad ke-17, orang berpendapat bahwa kalor merupakan zat yang mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda tersebut bersentuhan atau bercampur.

Jika kalor merupakan suatu zat tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan joule (J), sedang satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah

1 kalori = 4,2 joule

1 joule  = 0,24 kalori

Sebuah benda yang dipanaskan suhunya akan naik. Sebaliknya, sebuah benda yang didinginkan suhunya akan turun. Jadi, ada sejumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu atau sejumlah kalor yang dilepaskan ketika suhu benda diturunkan. Kapasitas kalor (H) adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC. Jika pada kenaikan suhu DT dibutuhkan energi kalor sebesar Q maka kapasitas kalornya:

Keterangan

Q     = jumlah kalor (joule atau kalori)

H     = kapasitas kalor (J/^oC atau kal/^oC)

DT   = perubahan suhu (^oC atau K)

Kalor jenis (c) suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat untuk menaikkan suhunya 1 ^oC atau 1K. Kalor jenis suatu zat dapat ditentukan dengan kalorimeter. Satuan untuk kalor jenis (c) adalah J/kg ^oC atau kal/g ^oC. Jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan zat sebesar

Q = m • c • DT

Keterangan

Q     = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (joule atau kalori)

m     = massa zat (kg atau g)

C     = kalor jenis zat (J/ kg^oC atau kal/g^oC)

DT   = perubahan suhu (^oC atau K)

Jumlah kalor yang digunakan suatu zat untuk berubah wujud pada suatu suhu (titik) transisinya disebut kalor laten (kalor tersembunyi). Secara umum:

Q = m × l

Keterangan

m = massa benda (kg atau g)

l   = kalor laten (J/kg atau erg/g atau kal/g)

Sewaktu kamu memanaskan air dan minyak kelapa, ternyata minyak kelapa lebih cepat bertambah suhunya, dan apabila pemanasan diteruskan, maka akan mendidih. Suatu zat dikatakan mendidih apabila sudah terbentuk gelembung-gelembung uap zat yang meninggalkan zat itu. Suhu saat zat berubah wujud dari cair ke gas disebut titik didih, sedangkan suhu saat zat berubah wujud dari gas ke cair disebut titik embun.

Untuk suatu zat berlaku:

titik didih   = titik embun

kalor didih = kalor embun

Banyaknya energi kalor yang diperlukan untuk mendidih, mengembun, dan menguap bergantung kepada massa zat dan kalor uap. Kalor uap yaitu banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg zat untuk menguap pada titik didihnya. Satuan kalor uap dinyatakan dengan joule per kilogram (J/kg). Secara umum dirumuskan:

Q = m . U

Keterangan

m = massa benda (kg atau g)

U = kalor uap atau kalor uap (J/kg atau erg/g atau kal/g)

Suhu saat zat berubah dari wujud padat ke wujud cair disebut titik lebur, sedangkan suhu saat zat berubah wujud dari cair ke padat disebut titik beku. Banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk melebur sebanding dengan massa zat dan kalor lebur zat. Kalor lebur, yaitu banyaknya kalor yang digunakan oleh setiap 1 kg zat untuk melebur pada titik leburnya. Sedangkan kalor yang digunakan untuk membeku sebanding dengan massa zat dan kalor bekunya. Kalor beku, yaitu banyaknya kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk membeku pada titik bekunya. Kalor lebur bernilai sama dengan nilai kalor beku.

Untuk suatu zat berlaku:

titik lebur   = titik beku

kalor lebur = kalor beku

Secara umum dirumuskan sebagai berikut.

Q = m.L

Keterangan

m = massa benda (kg atau g)

L  = kalor lebur atau kalor beku (J/kg atau erg/g atau kal/g)

Grafik Perubahan Wujud Air pada 1 atm

Keterangan

x    = titik lebur

y    = titik beku

z     = titik didih

w    = titik embun

0-x  = padat (Q= m.c_es.DT)

x-y  = mencair (Q=m.L)

y-z  = cair (Q= m.c_air.DT)

z-w = menguap (Q=m.U)

Hukum Kekekalan Energi Kalor

Apabila kamu sangat haus, akan segera meminum, tetapi airnya panas. Untuk dapat segera dapat diminum air panas itu, dapat dicampur dengan air dingin. Pencampuran air yang berbeda derajat panasnya akan diperoleh suhu yang sama.Suhu pencampuran diperoleh dari benda yang bersuhu lebih tinggi memberikan kalor kepada benda yang suhunya lebih rendah. Sebaliknya benda yang bersuhu lebih rendah menerima kalor dari benda yang bersuhu lebih tinggi. Sehingga Joseph Black, orang yang pertama kali mengungkapkan:

'Banyaknya kalor yang diberikan sama dengan banyaknya kalor yang diterima'

Pernyataan itu dinyatakan sebagai bunyi hukum kekekalan energi kalor yang disebut Azas Black. Secara matematis, maka terbentuk persamaan:

        Q₁ = Q₂

Keterangan

Q₁   = banyak kalor yang diberikan

Q₂   = banyaknya kalor yang diterima

B.      PERUBAHAN WUJUD BENDA

Bentuk zat suatu benda keadaannya tidak selalu tetap. Artinya benda padat tidak selamanya menjadi padat. Apabila benda tersebut mendapat pengaruh dari luar maka bentuknya dapat berubah. Di dalam sains perubahan bentuk zat dibedakan menjadi dua, yaitu: perubahan kimia dan perubahan fisika.

1.     Perubahan kimia adalah perubahan yang akan menghasilkan zat jenis baru dan proses perubahannya tidak dapat dibalik. Termasuk perubahan kimia antara lain:

a.     Pernapasan (pengambilan oksigen menghasilkan karbon dioksida).

b.    Pembakaran (pembakaran kayu menjadi arang, asap dan api).

c.     Perkaratan besi (besi menjadi karat besi).

d.    Peragian tempe (kedelai dan ragi menghasilkan tempe).

e.     Pembusukan (susu dan bakteri menghasilkan susu masam).

2.     Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menghasilkan zat jenis baru dan proses perubahannya dapat dibalik. Misalnya:

a.     Air (cair) dipanaskan menjadi uap air (gas) unsurnya tetap sama (H2O) dan prosesnya dapat dibalik. Artinya uap air didinginkan dapat menjadi air kembali.

b.    Es (padat) dipanaskan menjadi air (cair) unsurnya tetap sama (H2O) dan prosesnya dapat dibalik dengan mendinginkan airakan berubah menjadi es.

Perubahan wujud secara fisika dapat digambarkan sebagai berikut:

Keterangan:

-- >: Proses mengeluarkan kalor

à : Proses memerlukan kalor

Proses perubahan wujud yang memerlukan kalor:

1.     Mencair adalah proses perubahan wujud dari padat menjadi cair.

2.     Menguap adalah proses perubahan wujud dari cair menjadi gas.

2.     Menyublim/melenyap adalah proses perubahan wujud dari padat menjadi gas.

Proses perubahan wujud yang melepaskan kalor adalah:

1.     Membeku adalah proses perubahan wujud dari cair menjadi padat.

2.     Mengembun adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi cair.

3.     Menyublim adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi padat.

Kompetensi : 3.     Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.    Indikator : 3.1.  Menentukan jenis gerak lurus atau penerapan hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari. . 2.5.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      GERAK LURUS

Setiap benda yang bergerak akan mengalami perpindahan atau perubahan posisi, membutuhkan waktu untuk berpindah, dan mempunyai kecepatan gerak. Jadi, sebuah benda dikatakan bergerak apabila keadaan benda berubah ditinjau dari titik acuan. Berdasarkan acuannya, gerak dibedakan menjadi dua, yaitu gerak yang sebenarnya dan gerak semu. Gerak sebenarnya/nyata adalah gerak benda yang benar-benar terjadi ditinjau dari titik acuan yang diam. Misalnya, bus meninggalkan terminal, kelapa jatuh dari pohon. Gerak semu adalah gerak benda yang seolah-olah tampakbergerak, namun sebenarnya benda tersebut diam, Misalnya matahari terbit dari sebelah timur ke barat.

Gerak berdasarkan lintasan dibagi menjadi tiga, yaitu gerak lurus, gerak melingkar,dan gerak parabola. Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berbentuk garis lurus, misalnya sprinter (pelari jarak pendek) yang berlari cepat di lintasan yang lurus. Gerak melingkar adalah gerak benda yang lintasannya berbentuk lingkaran, misalnya gerakan jarum jam. Gerak parabola adalah gerak benda yang lintasannya berbentuk lingkaran yang tidak penuh, misalnya gerakan peluru yang ditembakkan dari sebuah senapan dengan membentuk sudut elevasi (kemiringan) tertentu.

Ketika membahas gerak, kamu harus dapat membedakan pengertian jarak dan perpindahan. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar

Seorang anak berjalan dari titik P ke kanan menuju titik Rsejauh 100 m. Dari titik R anak tersebut berjalan ke kiri menuju titikQ sejauh 40 m. Jika titik P sebagai acuan maka dari gambar dapat dihitung sebagai berikut.

a. Jarak     = panjang PR + panjang RQ

     = 100 m + 40 m

= 140 m

b. Perpindahan       = Posisi akhir – Posisi awal

= 100 m – 40 m    = 60 m

Berdasarkan perhitungan di atas, dapat diuraikan bahwa jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh benda selama berjalan tanpa memerhatikan arah. Adapun, perpindahan adalah perubahan posisi suatu benda selama bergerak beserta arah geraknya.

Hubungan jarak, kecepatan, dan waktu secara matematis dirumuskan :

Sedangkan untuk menentukan kecepatan rata-rata dengan :

Keterangan

v   = kecepatan (m/s)

   = kecepatan rata-rata (m/s)

s   = jarak tempuh (m)

t    = waktu tempuh (s)

1.   Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Benda dikatakan melakukan gerakan lurus beraturan (GLB) apabila memenuhi syarat sebagai berikut.

1. Lintasan gerak berupa garis lurus.

2. Kecepatan selalu tetap.

Jadi, gerak lurus beraturan adalah gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap. Benda yang bergerak lurus beraturan dapat diketahui dengan percobaan menggunakan alat ticker timer.

2.   Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dan kecepatannya selalu berubah secara beraturan dalam selang waktu tertentu.

Ciri-ciri GLLB antara lain:

1. Kecepatan berubah secara teratur (tiap detik menempuh jarak yang tidak sama).

2. Percepatan konstan/tetap (ada pertambahan kecepatan tiap satuan waktu).

Perubahan kecepatan secara beraturan setiap waktu disebut percepatan. Dalam bentuk rumus, percepatan dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan

a           = percepatan (m/s²)

v_t          = kecepatan akhir (m/s)

v_o          = kecepatan awal (m/s)

t           = waktu tempuh (s)

a)   GLBB dipercepat

Untuk benda yang bergerak diperlambat, jejak ticker timer pada kertas dapat ditunjukkan sebagai berikut.

Grafik hubungan antara jarak (s), kecepatan (v), dan percepatan (a) terhadap waktu (t) dapat digambarkan seperti gambar berikut :

b)   GLBB diperlambat

Untuk benda yang bergerak diperlambat, jejak ticker timer pada kertas dapat ditunjukkan sebagai berikut.

Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t) dapat digambarkan seperti gambar berikut :

B.      HUKUM NEWTON

1.       HUKUM I NEWTON

Begitu juga ketika kamu berada dalam kendaraan yang diam. Kemudian tiba-tiba kendaraan tersebut bergerak, tubuhmu akan terasa seperti terdorong ke belakang. Hal ini terjadi karenatubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang diam.

Peristiwa ini dijelaskan dalam Hukum I Newton yang dinyatakan sebagai berikut.

”Sebuah benda terus dalam keadaan diam atau terus bergerak dengan kelajuan tetap, kecuali jika ada gaya luar yang memaksa benda tersebut mengubah keadaannya.”

Secara matematis dapat dinyatakan dengan :

2.       HUKUM II NEWTON

Ukuran kemampuan benda mempertahankan keadaan diam atau keadaan geraknya dinamakan inersia. Hal ini berarti percepatan gerak benda dipengaruhi inersianya, sedangkan kualitas inersia diukur oleh massanya.

                   Dari hubungan tersebut, Newton merumuskan Hukum II Newton sebagai berikut.

”Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik massa benda.”

Secara matematis, Hukum II Newton dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan:

F = resultan gaya (Newton)

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (Newton/kg)

3.       HUKUM III NEWTON

Pernahkah kamu memukul tembok dengan tanganmu? Apa yang kamu rasakan? Tanganmu akan terasa sakit, bukan? Hal ini terjadi sebagai reaksi dari gaya yang kamu keluarkan untuk memukul tembok sehingga tembok mengerjakan gaya yang sama besar pada tanganmu. Semakin keras kamu memukul tembok, tanganmu akan terasa semakin sakit.

Hal ini dijelaskan Newton dalam Hukum III Newton yang dinyatakan sebagai berikut.

”Jika kamu memberikan gaya pada suatu benda (gaya aksi), kamu akan mendapatkan gaya yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan (gaya reaksi) dengan gaya yang kamu berikan.”

Secara matematis, Hukum III Newton dinyatakan sebagai berikut.

F_aksi = – F_reaksi

Kompetensi : 3.     Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.    Indikator : 3.2.  Menentukan besaran fisis pada usaha atau energi pada kondisi tertentu. 2.6.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      USAHA

Seorang penarik becak mengayuh becaknya hingga bergerak. Semakin jauh becak dikayuh, semakin besar usaha yang dilakukannya. Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan yang dirumuskan sebagai berikut.

W = F.s

Keterangan

W = usaha  (J)     

F  = gaya (N)

s  = perpindahan (m)

B.      ENERGI

1.       ENERGI KINETIK

Energi kinetik adalah energy yang dimiliki suatu benda karena gerakannya.

Ek = ½ . m. v²

Keterangan

Ek     = Energi kinetik (J)

m      = massa benda (kg)

v        = kecepatan benda (m/s)

2.       ENERGI POTENSIAL

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena keadaan posisinya.

Ep = m.g.h

Keterangan

Ep     = Energi potensial (J)

m      = massa benda (kg)

g        = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

3.       BENTUK-BENTUK ENERGI

a)      Energi Kimia : energi yang dikandung oleh bahan makanan (nasi, ikan, telur, susu, dll) dan bahan bakar (minyak, gas, batu bara, dll)

b)      Energi Bunyi : energi yang dihasilkan oleh getaran partiker-partikel di udara sekitar sebuah sumber bunyi.

c)       Energi Kalor : energi yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel dalam suatu zat yang menghasilkan energy panas.

d)      Energi Cahaya : energi yang dihasilkan oleh radiasi/pancaran gelombang elektromagnetik.

e)      Energi Listrik : energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak melalui kawat penghantar (konduktor).

f)       Energi Nuklir : energi yang dihasilkan oleh reaksi inti dari bahan radioaktif.

g)      Energi Mekanik : energi yang dihasilkan oleh benda yang bergerak atau memiliki kemampuan bergerak, energi ini ada dua macam : energi kinetik dan energi potensial.

4.       KONVERSI ENERGI

Energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, tetapi energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain. Pernyataan ini dikenal dengan hukum kekekalan energi.

Pada sebuah benda yang jatuh bebas, terdapat dua buah energi yaitu energi mekanik. Energi mekanik terdiri atas energi potensial dan energi kinetik. Meskipun energy potensial benda yang jatuh bebas akan semakin kecil ketika ketinggian semakin rendah, tetapi di sisi lain energy kinetiknya bertambah. Dengan demikian energi mekaniknya tetap sama (konstan). Kekekalan energi mekanik pada benda jatuh bebas dapat diilustrasikan seperti pada Gambar.

Pada kedudukan 1, energi mekanik seluruhnya merupakan energi potensial. Dapat dituliskan sebagai berikut.

Em = Ep = m × g × h

Pada kedudukan 2, energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik. Dapat dituliskan sebagai berikut.

Em = Ep+ Ek

       = ( m × g × h ) + ( ½ × m × v² )

Pada kedudukan 3, energi mekanik seluruhnya merupakan energi kinetik. Dapat dituliskan sebagai berikut.

Em = Ek = ½ × m × v²

C.      DAYA

Daya (P) digunakan untuk menyatakan laju perubahan usaha (W) terhadap waktu (t).

Dalam sistem SI, satuan untuk daya yaitu watt (W).

1 watt (W) = 1 joule/detik (J/s)

Kompetensi : 3.     Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.    Indikator : 3.3.  Menentukan penerapan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari. 2.7.

 

I.            RINGKASAN MATERI

Pesawat didefiniskan sebagai alat untuk mempermudah usaha. Jenis-jenis pesawat sederhana, diantaranya :

A.      TUAS (PENGUNGKIT)

1.       Tuas Jenis Pertama

Keterangan

w = beban (N)   

F  = gaya/kuasa (N)

l_b = lengan beban (m)

l_k = lengan kuasa (m)

w = m.g   dengan   m = massa (kg)

                               g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

Contoh :  gunting, tang, neraca dan pembuka kaleng

2.       Tuas Jenis Kedua

Contoh :  catut, pembuka botol, dan gerobak dorong roda satu

3.       Tuas Jenis Ketiga

Contoh :  siku dan lengan manusia saat mengangkat benda dan alat pancing

                Pada tuas berlaku hukum kekekalan usaha yang menyatakan bahwa usaha masukan (w_F) sama dengan usaha keluaran (w_w) :

  w_F = w_w

F . l_k = w . l_b

Keuntungan Mekanis (KM) =

B.      BIDANG MIRING

Keterangan

w = beban (N)

F  = gaya (N)

s  = panjang bidang miring (m)

h  = tinggi bidang miring (m)

       KM =

C.      KATROL

1.       Katrol Tetap

w = F KM =  = 1

2.       Katrol Bergerak

w . lb = F . lk  Panjang lengan kuasa dua kali panjang lengan beban (lk = 2lb) atau   2 KM =  = 2       atau      F = ½ . w

3.       Katrol Ganda/Takal

Keuntungan mekanis system katrol takal sama dengan banyak tali yang menopang beban. Jika ada n tali atau rantai yang menopang beban dan semua gesekan serta massa tali dan massa katrol diabaikan, maka berlaku : KM =  = n       atau      F =  . w dengan,  n = banyaknya tali/katrol

Kompetensi : 3.     Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.    Indikator :  3.4. Menentukan besaran fisis yang terkait dengan tekanan pada suatu zat. 3.4.   2.8.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      TEKANAN ZAT PADAT

Keterangan:

p  = tekanan (N/m²)

F  = gaya (N)

A = luas bidang sentuh gaya (m²)

HUKUM PASCAL

Hukum pascal menyataka :

“Fluida (cair/gas) yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar”

B.      TEKANAN ZAT CAIR

Keterangan:

p  = tekanan (N/m² atau pascal)

r  = massa jenis zat cair (kg/m³)

h = kedalaman benda dalam zat cair, diukur dari permukaan zat cair (m)

HUKUM BEJANA BERHUBUNGAN

 

      

Keterangan

A = zat cair pertama

  B = zat cair kedua

HUKUM ARCHIMEDES

“suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas (F_A) yangt besarnya sama dengan berat zat cair (w) yang dipindahkan oleh benda tersebut”. Gaya ke atas itu kemudian tersebut dengan gaya archimedes

Keterangan:

F_A = gaya Archimedes (N)

r  = massa jenis zat cair (kg/m³)

g  = percepatan gravitasi bumi (m/s²)     

V  = volume zat cair (m³)

TERAPUNG, MELAYANG DAN TENGGELAM

Suatu benda dapat tenggelam, melayang dan terapung dalam air. Perhatikan gambar berikut :

1. Tenggelam            2. Melayang                    3. Terapung

1.       Keadaan tenggelam terjadi bila massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis air.

2.       Keadaan melayang terjadi bila masa jenis benda sama dengan massa jenis air, dan

3.       Keadaan terapung terjadi bila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis air.

C.      TEKANAN ZAT GAS

Keterangan:

p₁  = tekanan mula-mula (N/m² atau pascal)

V₁  = volume zat gas mula-mula (m³)

T₁  = suhu zat gas mula-mula (K)

                TEKANAN UDARA

               

Keterangan:

P    = tekanan udara di suatu tempat (cmHg)

P₀  = tekanan udara di permukaan laut (76 cmHg)

h   = ketinggian suatu tempat (m)

II.            LATIHAN SOAL

Kompetensi : 4. Memahami konsep-konsep dan penerapan, getaran, gelombang, bunyi, dan optik dalam produk teknologi sehari-hari. Indikator :  4.1. Menentukan besaran fisis pada getaran atau gelombang.

 

I.            RINGKASAN MATERI

A.      GETARAN

Getaran diartikan sebagai gerak bolak-balik suatu benda secara teratur melalui titik kesetimbangan

Titik setimbang di A, maka satu getaran = B-A-C-A-B

 

Titik setimbang di A, maka satu getaran = B-A-C-A-B

Titik setimbang di A, maka satu getaran = B-O-A-O-B

 

Satu getaran merupakan gerak benda kembali ke suatu titik yang dipakai sebagai titik awal gerakan.

Jarak mistar yang digetarkan dari titik setimbangnya disebut dengan simpangan. Sedangkan jarak antara O–A atau O–B adalah jarak simpangan terbesar yang dikenal dengan amplitudo. Jadi, amplitudo getaran adalah simpangan terbesar dari titik setimbang.

Frekwensi (f) dan Periode (T) Getaran

Frekwensi diartikan sebagai banyaknya getaran yang terjadi selama satu sekon. Yang secara matematis dapat di tulis sebagai berikut :

Periode diartikan sebagai waktu yang diperlukan untuk terjadi satu getaran. Yang secara matematis dapat di tulis sebagai berikut :

Hubungan antara frekwensi dan periode, dapat ditulis sebagai berikut :

atau   

Kompetensi : 4. Memahami konsep-konsep dan penerapan, getaran, gelombang, bunyi, dan optik dalam produk teknologi sehari-hari. Indikator :  4.2. Menjelaskan sifat bunyi atau penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 2.9.

 

• Bunyi dapat terdengar bila ada :

-          Sumber bunyi yang bergetar

-          Medium atau zat perantara yaitu zat padat, cair dan gas

-          Alat penerima / pendengar.

• Berdasarkan frekuensinya, bunyi digolongkan atas :

1.       Bunyi Infrasonik

Bunyi infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz.

Bunyi infrasonik dapat didengar oleh anjing dan jangkrik.

2.       Bunyi Audiosonik

Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 Hz.

Bunyi audiosonik dapat didengar oleh telinga manusia.

3.       Bunyi Ultrasonik

Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebih besar dari 20.000 Hz.

Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh kelelawar dan ikan lumba – lumba.

Manfaat ultrasonik antara lain untuk :

a.       Meratakan campuran logam pada industri logam

b.      Memusnahkan bakteri pada makanan yang akan diawetkan

c.       Meratakan campuran susu agar homogen pada pabrik susu

d.      Alat kontrol jarak jauh (remote control) pada televisi

e.      Ultrasonografi (USG) di bidang kedokteran.

• Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain.

Syarat – syarat terjadinya resonansi bunyi :

1.       Frekuensinya sama dengan frekuensi sumber getar

2.       Terdiri dari selaput tipis

3.       Benda itu adalah udara yang tinggi kolom udaranya merupakan kelipatan ganjil dari ¼ λ.

• Macam – macam bunyi pantul :

1.       Bunyi pantul yang bersamaan dengan bunyi asli (memperkuat bunyi asli).

2.       Gaung / kerdam, yaitu bunyi pantul yang hanya sebagian bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.

3.       Gema, yaitu bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli selesai.

Pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan untuk :

a.       Mengukur ketebalan plat logam

b.      Mendeteksi cacat dan retak pada logam

c.       Melakukan survei geofisika untuk mendeteksi lapisan – lapisan batuan yang mengandung minyak bumi.

d.      Mendeteksi keretakan pada dinding bendungan.

e.      Mengukur kedalaman laut, dengan rumus :

               S =  v x t                           S = kedalaman laut (m)

                         2                              v = cepat rambat bunyi di air laut (m/s)

                                                         t = waktu tempuh

Kompetensi : 4. Memahami konsep-konsep dan penerapan, getaran, gelombang, bunyi, dan optik dalam produk teknologi sehari-hari. Indikator : 4.3. Menentukan sifat cahaya, besaran-besaran yang berhubungan dengan cermin/lensa atau penerapan alat optik dalam kehidupan sehari-hari. 3.5.   2.10.

 

CAHAYA DAN ALAT OPTIK

Cahaya merambat lurus, bayang-bayang terjadi sebagai akibat cahaya merambat pada garis lurus. Bayang-bayang merupakan suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai suatu permukaan. Apabila cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah umbra, yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra, yaitu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur.

Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul.

Cermin mempunyai permukaan halus. Semua sinar yang mencapai permukaan cermin datang dengan sudut yang sama sehingga sinar itu juga dipantulkan pada sudut yang sama. Jenis pemantulan ini disebut pemantulan teratur.

Cahaya yang dipantulkan yang tersebar ke banyak arah yang berbeda dikarenakan suatu permukaan tidak teratur disebut pemantulan baur.

Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelajuan gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu zat ke zat lainnya.

Cahaya dibiaskan atau dibelokkan mendekati garis normal ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat. Misalnya, dari udara menuju air.

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal ketika cahaya merambat dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat. Misalnya, dari air menuju udara.

Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam zat tersebut.

Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum. Titik-titik hujan juga membiaskan cahaya yang dapat menyebabkan cahaya putih dari matahari terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Isac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kamu lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Cermin Cekung

Bayangan yang dihasilkan oleh benda yang berada di antara puncak cermin (A) dan titik fokus (F) adalah maya, tegak, dan diperbesar.

Bayangan yang dihasilkan oleh benda yang berada di antara titik fokus (F) dan titik pusat

keleng-kungan cermin (C) adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.

Bayangan yang dihasilkan oleh benda yang berada di belakang titik pusat kelengkungan cermin (C) adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

Benda diletakkan pada titik fokus, maka cermin memantulkan semua sinar cahaya secara sejajar dengan sumbu cermin. Tidak ada bayangan yang dapat dilihat karena sinar-sinar itu tidak berpotongan.

Cermin Cembung

Bayangan cermin cembung selalu maya, tegak, dan lebih kecil daripada benda sebenarnya.

Di samping itu, karena cermin cembung menyebarkan sinar pantul, maka cermin cembung memungkinkan diperoleh daerah pandang yang luas. Itulah sebabnya mengapa cermin cembung banyak digunakan di tempattempat tertentu seperti toko swalayan, pabrik, dan kaca spion mobil.

hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus pada cermin cekung dan cermin cembung, dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini.

                         1   +  1   =   1

                         so         si           f

Keterangan:

so = jarak benda ke cermin (meter)

si = jarak bayangan ke cermin (meter)

f = jarak fokus cermin (meter)

Sedangkan jarak fokus cermin cekung maupun cermin cembung dapat dinyatakan dengan persamaan :

                                f = ½ R

dengan R adalah jari-jari kelengkungan cermin.

Lensa Cembung

Benda yang berada lebih dari dua kali panjang fokus lensa menghasilkan  bayangan nyata lebih kecil daripada benda, dan terbalik.

Jika sebuah benda terletak di antara satu dan dua panjang fokus lensa, maka bayangan nyata itu terbalik, dan lebih besar daripada benda tersebut.

Benda yang jaraknya kurang dari satu panjang fokus menghasilkan bayangan maya, diperbesar, dan tegak.

Lensa Cekung

Bayangan yang dibentuk selalu maya, tegak, dan lebih kecil daripada benda sesungguhnya.

Alat-alat Optik

1. Lensa korektif dapat digunakan untuk memfokuskan bayangan pada retina. Orang

rabun jauh harus memakai lensa cekung, dan orang rabun dekat harus menggunakan

lensa cembung.

2. Teleskop bias menggunakan lensa cembung untuk memperbesar benda-benda jauh.

Teleskop pantul menggunakan cermin datar dan cekung dan sebuah lensa cembung

untuk memperbesar benda-benda jauh.

3. Cahaya yang melalui lensa dari sebuah kamera difokuskan pada film foto di dalam

kamera. Bayangan pada film adalah nyata, terbalik, dan lebih kecil daripada benda

yang difoto.

LISTRIK STATIS

Konsep

Pada saat kamu menyisir rambut kering, rambutmu tertarik oleh sisir. Mengapa rambut menem­pel di sisir? Pada mulanya rambut dan sisir bersifat netral. Suatu atom bersifat netral, karena jumlah proton dan elektron sama. Pada saat kamu menggosokkan sisir pada rambutmu, sejumlah atom di dalam rambutmu terganggu, sejumlah elektron di dalam rambutmu terlepas dan berpindah ke sisirmu. Akibatnya, sisirmu memperoleh tambahan elektron, dan sisirmu itu tidak lagi netral, tetapi memiliki muatan negatif. Rambutmu kehilangan elektron, sehingga rambutmu itu bermuatan positif.Peristiwa ini merupakan contoh mendapatkan listrik statis dengan cara menggosok. Listrik statis adalah berkumpul­nya muatan listrik pada suatu benda. Pikirkan contoh-contoh lain tentang listrik statis.

Elektroskop adalah suatu piranti yang dapat diguna- kan untuk mendeteksi muatan.

Hukum Coulomb : besarnya gaya antara muatan qA dan muatan qB, yang dip­isahkan oleh jarak r, adalah berbanding lurus dengan besarnya kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara muatan-muatan tersebut.

                                                                F = k . q_A . q_B

                                                                                r²

Penangkal Petir : batang logam penangkal petir sering dipasang di atas atap rumah bertingkat atau di atas bangunan tinggi, dan dihubungkan ke dalam tanah melalui kabel logam. Penang­kal petir, melindungi rumah dan bangunan tinggi tersebut dari kerusakan oleh energi listrik yang besar di dalam petir. Penangkal petir ini menyediakan suatu jalan aman, me­lalui pentanahan, agar arus listrik petir mengalir masuk ke dalam tanah, bukan melewati rumah atau bangunan lain.

LISTRIK DINAMIS

Konsep

Pada sebuah rangkaian terbuka tidak ada jalan untuk elektron mengalir, dan elektron-elektron itu tidak dapat mengalir untuk menyalakan lampu,

 memutar kipas angin, atau menghidupkan radio.

Gambar di bawah adalah sebuah rangkaian tertutup. Pada sebuah rangkaian tertutup ada jalan untuk elektron mengalir, dan elektron-elektron itu dapat mengalir untuk menyalakan lampu, memutar kipas angin, atau menghidupkan radio. Listrik yang kamu gunakan itu disebut listrik dinamis.

                                    

                             Gambar 1                                               Gambar 2

                    Arah arus listrik dari kutub                       Arah arus elektron dari kutub

                    positif ke kutub negatif                               negatif ke kutub positif

Hukum Ohm menyatakan: jika tegangan pada suatu rangkaian dinaikkan, arus dalam rangkaian akan naik; dan jika tegangan diturunkan, arus akan turun.                                      

               

                                                                                     

I = kuat arus listrik (ampere)

V = tegangan listrik (volt)

R = hambatan listrik (ohm)

Rangkaian Seri

R = RA + RB untuk dua hambatan yang dihubung­kan seri, dan

R = RA + RB + RC untuk tiga hambatan yang dihubungkan seri, dan seterusnya.

Rangkaian Paralel

1  =  1  +  1  +   1            untuk tiga hambatan yang dihubungkan paralel.

R     R_A    R_B     R_C

Sumber Arus Listrik

                                                               I = q

                                                                     t

I = kuat arus listrik (ampere)

q = besar muatan listrik (coulomb)

t = waktu (sekon)

KEMAGNETAN

Kemagnetan adalah suatu sifat zat yang teramati sebagai suatu gaya tarik atau gaya tolak antara kutub-kutub tidak senama atau senama. Gaya magnet tersebut paling kuat di dekat ujung-ujung atau kutubkutub magnet tersebut. Semua magnet memiliki dua kutub magnet yang berlawanan, utara (U) dan selatan (S). Apabila sebuah magnet batang digantung maka magnet tersebut berputar secara bebas, kutub utara akan menunjuk ke utara.

Bahan-bahan magnetik tersebut dapat dibagi menjadi dua macam :

a. Bahan ferromagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang kuat.

    Bahan ini misalnya besi, baja, kobalt dan nikel.

b. Bahan paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang lemah.

    Bahan ini misalnya aluminium, platina, dan mangaan.

Sedangkan bahan yang tidak ditarik oleh magnet digolongkan sebagai bahan diamagnetik misalnya bismut, tembaga, seng, emas dan perak.

Beberapa bahan, seperti besi lunak, mudah dibuat menjadi magnet. Tetapi bahan tersebut mudah kehilangan kemagnetannya. Magnet yang dibuat dari bahan besi lunak seperti itu disebut magnet sementara. Magnet lain dibuat dari bahan yang sulit dihilangkan kemagnetannya. Magnet demikian disebut magnet tetap. Kobalt, nikel, dan besi adalah bahan yang digunakan untuk membuat magnet tetap. Banyak magnet tetap dibuat dari campuran aluminium, nikel, kobalt dan besi.

Jika dua magnet saling didekatkan, mereka saling mengerahkan gaya, yaitu gaya magnet. Gaya magnet, seperti gaya listrik, terdiri dari tarik-menarik dan tolakmenolak. Kutub-kutub senama akan tolak-menolak dan kutub - kutub tidak senama akan tarik-menarik.

Daerah di sekitar magnet tempat gaya magnet bekerja disebut medan magnet.

                 

Bumi memiliki garis-garis gaya magnet dan dikelilingi oleh medan magnet yang paling kuat di dekat kutub magnet utara dan selatan. Kutub utara sebuah jarum kompas menunjuk ke arah kutub utara Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub selatan magnet Bumi. Hal yang sama berlaku untuk kutub selatan Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub utara magnet.

Perbedaan sudut antara sebuah kutub magnet Bumi dan sebuah kutub Bumi disebut sudut deklinasi. Besar deklinasi tersebut tidak sama untuk semua tempat di Bumi ini. Di dekat ekuator, sudut deklinasi tersebut kecil. Semakin dekat dengan kutub, sudut tersebut semakin besar. Sudut deklinasi ini harus diperhitungkan pada saat menggunakan sebuah kompas. Disamping membentuk sudut dengan kutub Bumi, jarum kompas juga membentuk sudut dengan bidang datar. Jarum kompas tidak selalu sejajar dengan bidang datar. Hal ini berarti garis-garis gaya magnet Bumi tidak selalu sejajar dengan permukaan Bumi. Sudut kemiringan yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap bidang datar tersebut disebut inklinasi. Besar sudut inklinasi tidak sama pada semua tempat di Bumi. Di dekat garis khatulistiwa, sudut inklinasi tersebut sama dengan nol. Semakin dekat dengan kutub, sudut inklinasinya semakin besar.

Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Selama bertahun-tahun Hans Cristian Oersted, seorang guru fisika dari Denmark, mempercayai ada suatu hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun dia tidak dapat membuktikan secara eksperimen. Baru pada tahun 1820 dia akhirnya memperoleh bukti. Oersted mengamati bahwa ketika sebuah kompas diletakkan dekat kawat berarus, jarum kompas tersebut menyimpang atau bergerak, segera setelah arus mengalir melalui kawat tersebut. Ketika arah arus tersebut dibalik, jarum kompas tersebut bergerak dengan arah sebaliknya. Jika tidak ada arus listrik mengalir melalui kawat tersebut, jarum kompas tersebut tetap diam. Karena sebuah jarum kompas hanya dapat disimpangkan oleh suatu medan magnet, Oersted menyimpulkan bahwa suatu arus listrik menghasilkan suatu medan magnet.

Induksi

Elektromagnetik

Terjadinya GGL Induksi

Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday (1991 – 1867) memiliki gagasan dapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik? Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dari Oersted bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Karena termotivasi oleh gagasan tersebut kemudian pada tahun 1822,Faraday memulai melakukan percobaan-percobaan. Pada tahun 1831 Faraday berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan medan magnet. Alat-alat yang digunakan Faraday dalam percobaannya adalah gulungan kawat atau kumparan yang ujung-ujungnya dihubungkan dengan galvanometer. Jarum galvanometer mula-mula pada posisi nol. Kalian pasti sudah mengetahui, bahwa galvanometer adalah sebuah alat untuk menunjukkan ada atau tidaknya arus listrik di dalam rangkaian.

1. Magnet didekatkan pada kumparan maka gaya yang melingkupi kumparan menjadi bertambah banyak, sehingga pada kedua ujung kumparan

timbul gaya gerak listrik (GGL).

2. Magnet dijauhkan terhadap kumparan maka garis gaya yang melingkupikumparan menjadi berkurang, kedua ujung kumparan juga timbul GGL.

3. Magnet diam terhadap kumparan, jumlah garis gaya magnet yang melingkupi kumparan tetap, sehingga tidak ada GGL.

Kesimpulan percobaan Faraday adalah: Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi yaitu:

1. Kecepatan perubahan medan magnet.

    Semakin cepat perubahan medan magnet, maka GGL induksi yang timbul

    semakin besar.

2. Banyaknya lilitan

    Semakin banyak lilitannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.

3. Kekuatan magnet

    Semakin kuat gelaja kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga 

    semakin besar.

Untuk memperkuat gejala kemagnetan pada kumparan dapat dengan jalan memasukkan inti besi lunak.

GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara lain yaitu:

1. Memutar magnet di dekat kumparan atau memutar kumparan di dekat 

    magnet. Maka kedua ujung kumparan akan timbul GGL induksi.

2. Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arus searah pada kumparan primer

    yang di dekatnya terletak kumparan sekunder maka kedua ujung kumparan 

    sekunder dapat timbul GGL induksi.

3. Mengalirkan arus AC pada kumparan primer, maka kumparan sekunder 

    didekatkan dapat timbul GGL induksi. Arus induksi yang timbul adalah arus AC 

    dan gaya gerak listrik induksi adalah GGL AC.

Prinsip Kerja Transformator (Trafo)

Transformator adalah sebuah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolakbalik. Transformator sering disebut trafo. Sebuah transformator terdiri atas sebuah inti besi. Pada inti besi digulung dua lilitan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Prinsip kerja tranformator adalah sebagai berikut :

1. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang hendak diubah    

    besarnya. Karena tegangan primer itu tegangan bolak-balik, maka besar dan

    arah tegangan itu berubah-ubah.

2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah

    pula. Perubahan medan magnet ini menginduksi tegangan bolakbalik pada 

    kumparan sekunder.

                                          Vp : Vs = Np : Ns

                                           Ip : Is = Vs : Vp

                                        Ip : Is = Ns : Np

Vp = tegangan primer 

Vs = tegangan sekunder

Np = banyaknya lilitan kumparan primer

Ns = banyaknya lilitan kumparan sekunder

Ip = kuat arus listrik kumparan primer

Is = kuat arus listrik kumparan sekunder

Efisiensi tranformator, η , adalah persentase harga perbandingan antara besar energi yang dilepas transformator tiap sekon pada kumparan sekunder dengan energi yang diterima transformator setiap sekon pada kumparan primer. Energi tiap sekon disebut daya. Oleh karena itu, efisiensi dapat dinyatakan dalam perbandingan daya sekunder, Ps dan daya primer, Pp, kali 100 % dan dapat ditulis

                                    Efisiensi = daya sekunder  × 100%

                                                     daya primer

                                               η = P s   × 100 %

                                                    P p

Karena P = V I maka:

                                                           η = V s .I s  × 100 %

                                                    V p . I p

KOMPETENSI      : Mendeskripsikan konsep atom, ion dan molekul dihubungkan dengan produk kimia sehari-hari. INDIKATOR        : mengidentifikasi atom, ion, unsur atau molekul sederhana serta penggunaan pada produk kimia sehari-hari.

 

Semua benda tersusun atas materi yang biasa disebut atom. Bagaimanakah bentuk atom itu ? Apakah atom penyusun suatu unsur sama dengan atom unsur yang lain ? Apakah atom – atom dapat bergabung ? untuk mengetahuinya ikuti uraian berikut ini.

A.     ATOM

Ø  Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur.

Ø  Struktur Atom adalah jumlah partikel dasar yang menyusun suatu atom, dinyatakan dengan notasi sebagi berikut :

_Z X ^A

            Dimana,           X = lambang unsur

z = nomor atom (= jumlah proton)

                                    A = nomor massa

Ø  Konfigurasi Elektron adalah persebaran elektron pada kulit-kullit atom.

Ø  Elektron valensi jumlah elektron yang mengelilingi kulit atom yang paling luar.

B.      MOLEKUL

Ø  Molekul adalah partikel netral yang terdiri atas dua atau lebih atom.

Molekul terdiri atas :

Ø  Molekul unsur adalah molekul yang disusun oleh atom yang sejenis. Misalnya gas oksigen (O₂), gas nitrogen (N₂) dan gas klor (Cl₂).

Ø  Molekul senyawa adalah molekul yang disusun oleh atom yang berbeda jenisnya. Misalnya molekul air (H₂O), gula (C₆H₁₂O₆) dan urea.

C.      ION

Ø  Ion merupakan suatu atom atau kelompok atom yang bermuatan listrik.

Ion terdiri atas :

Ø  Pembentukan kation (ion positif) terjadi karena atom tersebut melepaskan 1 elektronnya.

Ø  Pembentukan anion (ion negatif) terjadi karena atom tersebut menerima 1 elektron.

Contoh : pembentukan senyawa natrium klorida

               Pembentukan ion natrium    Na                   Na⁺ + 1e

               Pembentukan ion klorin       Cl + 1e                        Cl^-

               Reaksi lengkap                     Na⁺ + Cl^-         NaCl

                   

KOMPETENSI     : Mendeskripsikan klasifikasi zat, sifat-sifat dan perubahannya. INDIKATOR                        : Menjelaskan sifat-sifat fisika dan atau kimia berdasarkan hasil percobaan.

 

Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu berhubungan dengan benda-benda. Benda-benda tersebut dapat mengalami perubahan dari satu wujud ke wujud yang lain.

A.    SIFAT FISIKA

Sifat fisika merupakan sifat materi yang dapat dilihat langsung dengan indra. Sifat fisika antara lain wujud zat, warna, bau, titik didih, titik leleh, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, dan kekentalan.

Ø  Sifat-sifat wujud zat

Zat Padat	Zat Cair	Zat Gas
·     Mempunyai bentuk dan volume tertentu ·     Jarak antarpartikel sangat rapat ·     Partikel-partikelnya tidak dapat bergerak bebas	·      Bentuknya tetap bergantung wadahnya, volume tertentu ·      Jarak antarpartikel agak renggang ·      Partikel-partikelnya dapat bergerak bebas	·     Tidak mempunyai bentuk dan volume tertentu, bergantung tempatnya ·     Jarak antarpartikelnya sangat renggang ·     Partikel-partikelnya dapat bergerak sangat cepat

B.     SIFAT KIMIA

Sifat kimia merupakan sifat yang dihasilkan dari perubahan kimia, antara lain mudah terbakar, mudah busuk, dan korosif. Sifat-sifat inni karakteristik.

1.      Mudah terbakar

Mudah terbakar artinya dapat tidaknya suatu zat terbakar.

2.      Mudah Busuk

Jika makanan dan buah dibiarkan di udara maka lama kelamaan makanan dan buah tersebut akan busuk. Proses pembusukkan ini disebabkan oleh mokroorganisme

3.      Korosif

Perkaratan atau korosi merupakan peristiwa rusaknya logam oleh pengaruh lingkungan yaitu adanya oksigen dan kelembaman

KOMPETENSI          : Mendeskripsikan klasifikasi zat, sifat-sifat dan perubahannya. INDIKATOR             : Menjelaskan perubahan fisika dan perubahan kimia berdasarkan hasil percobaan.

 

Benda-benda di sekitar kita dapat berubah.perhatikan air yang mendidih menjadi uap air atau air yangmembeku menjadi es. Perubahan dapat diketahui dari perbedaan keadaan awal dan keadaan akhir materi setelah mengalami perubahan. Keadaan yang dimaksud meliputi sifat-sifat maupun strukturnya. Perubahan ada dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.

A.    Perbedaan sifat antara perubahan fisika dan perubahan kimia.

Perubahan Fisika	Perubahan Kimia
·      Tidak terbentuk zat baru ·      Bersifat reversibel ·      Tidak terjadi reaksi kimia ·      Meliputi : perubahan wujud, bentuk, ukuran, volume, bentuk energi dan pelarutan ·      Contoh es batu mencair, kapur barus menyublim	·      Terbentuk zat baru ·      Bersifat irreversibel ·      Terjadi reaksi kimia ditandai dengan terbentuknya gas, endapan, perubahan warna dan perubahan energi ·      Meliputi : pembakaran, perkaratan, dan pembusukan ·      Contoh besi berkarat, nasi basi

B.     Manfaat Perubahan Materi

Perubahan fisika berperan penting dalam industri obat-obatan atau farmasi yaitu dalam proses ekstrasi zat-zat aktif yang terkandung dalam bahan alam. Hampir semua industri yang memproduksi bahan baku menggunakan prinsip-prinsip perubahan kimia atau reaksi kimia. Misalnya dalam industri plastik, pembuatan tahu