Fisika SMP 2 www.edu-city2.blogspot.com

Index Bab 1 : Gaya dan Percepatan Bab 2 : Usaha dan Energi

Bab 1 : Gaya dan Percepatan Ketika kamu mendorong meja, kenapa mejanya bisa bergerak ? Itu karena adanya “gaya”. Lihatlah gambar roket ini. Roket bisa meluncur karena adanya gaya dorong. Tapi bukan hanya itu… Masih ada banyak misteri dibalik gaya. Yuk kita pelajari !!

Pengaruh gaya pada benda Index Gaya dan Percepatan Pengenalan Pengaruh gaya pada benda Mengukur gaya Jenis-jenis gaya Gaya gesekan (f) Gaya berat (w ) Gaya-gaya lainnya Penjumlahan gaya Resultan gaya Hukum Newton Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton Catatan tambahan Katrol

Pengenalan Gaya sebagai suatu tarikan atau dorongan yang dilakukan pada suatu benda Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi karena adanya sentuhan dari kedua benda tersebut. Gaya otot termasuk gaya sentuh karena titik kerja gaya otot langsung bersentuhan dengan benda Gaya gesekan termasuk gaya sentuh karena melibatkan persentuhan langsung antara telapak tanganmu dan permukaan meja Gaya tidak sentuh adalah gaya yang timbul walaupun dua benda tidak bersentuhan secara fisik Tiga jenis gaya, yakni gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet timbul, walaupun kedua benda tidak bersentuhan secara langsung. Gaya tak sentuh disebut juga gaya medan (medan force)

Pengaruh gaya pada benda Benda diam menjadi bergerak Mis : Bola sepak yang diam di tanah menjadi bergerak setelah kamu tendang Benda bergerak menjadi diam Mis : Bola basket yang dilempar ke arahmu berhenti setelah kamu tangkap Bentuk dan ukuran benda bergerak Mis : Karet gelang kamu tarik, bentuk dan ukurannya berubah Arah gerak benda berubah Mis : Bola sepak yang menuju ke arahmu berubah arahnya setelah kamu tendang

Mengukur gaya Di dalam laboratorium, gaya diukur dengan dinamometer atau neraca pegas Satuan gaya dalam SI adalah Newton (N). Untuk menghormati Sir Isaac Newton (1642- 1727). Ia adalah ahli matematika dan ilmuwan besar yang menemukan hukum tentang gerak dan gaya serta hukum gravitasi

Gaya gesekan (f)

Gesekan udara Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak di udara dipengaruhi oleh luas bentangan benda (luas permukaan benda yang bersentuhan langsung dengan udara) Makin besar luas bentangan benda, makin besar gaya gesekan udara yang bekerja pada benda Penerapan gaya gesekan udara dapat kamu lihat jika kamu lihat pada terjun bebas

Gaya Gesekan pada permukaan air Gaya gesekan juga bekerja pada air Gaya gesekan udara atau gaya gesekan air membatasi kelajuan yang dapat dicapai oleh suatu benda yang bergerak melintasi udara atau air Kelajuan batas ini disebut sebagai kelajuan kritis Jika suatu benda bergerak melampaui kelajuan kritis maka aliran udara atau aliran air di sekitar benda akan kacau, dan ini jelas membahayakan Kelajuan kritis suatu benda dapat diperbesar dengan mengukur bentuk benda menjadi streamline. Mobil dengan desain streamline disebut juga mobil aerodinamis

Contoh mobil yang berbentuk streamline

Gaya gesekan antarzat padat Besar gaya gesekan bervariasi mulai dari nol sampai mencair di nilai maksimum tertentu Gaya gesekan yang dialami benda ketika masih diam disebut gaya gesekan statis (f). Gaya gesekan bervariasi mulai dari nol sampai nilai maksimum tertentu. Nilai maksimum ini disebut juga gaya gesekan statis maksimum (fsm) Gaya gesekan yang dialami benda ketika bergerak disebut gaya gesekan kinetis (fk). Gaya gesekan kinetis besarnya tetap dan selalu lebih kecil daripada gaya statis maksimum (fk < fsm)

Gaya gesekan antarzat padat Bagian 2 Gaya gesekan antarzat padat Besar gaya gesekan pada benda beroda jauh lebih kecil daripada besar gaya gesekan pada benda tidak beroda. Gaya gesekan benda beroda disebut gaya gesekan rotasi Gaya gesekan rotasi jauh lebih kecil daripada gaya gesekan translasi (gaya gesekan pada benda tak beroda) karena kontak permukaan benda beroda adalah kontak titik. Itulah sebabnya kendaraan yang kita tumpangi selalu didukungi oleh roda Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran atau kehalusan permukaan. Makin kasar permukaan, maskin besar gaya gesekannya. Dan begitu juga sebaliknya

Kerugian gaya gesekan Gesekan antara bagian-bagian mesin dan kopling secara langsung akan menimbulkan panas kelebihan. Untuk mengatasi ini, mesin mobil dan keping diberi oli, sehingga tidak saling bergesekan secara langsung Gaya gesekan antara ban mobil dengan permukaan jalan menyebabkan ban mobil cepat aus atau tipis. Lapisan aspal akan mengurangi gaya gesekan pada mobil, sehingga mobil dapat melaju dengan mulus Gaya gesekan udara pada mobil menyebabkan mobil tidak dapat bergerak dengan kelajuan tinggi. Untuk mengurangi gaya gesekan udara, mobil didesain dengan bentuk streamline Gesekan air laut pada kapal laut sangat menghambat gerak kapal. Untuk mengurangi gaya gesekan ini, bagian kapal yang bersentuhan langsung dengan air dipisahkan dengan pelampung berisi udara

Beberapa contoh gaya gesekan yang menguntungkan Gesekan menyebabkan kami dapat berjalan di tanah Ban mobi ldibuat bergerigi agar gaya gesekan permukaan jalan pada ban cukup besar Gesekan pada piningan rem sepeda motor digunakan memperlambat kelajuan sepeda motor Tekanan udara memperlambat kelajuan jatuh penerjun

Rumus gaya gesekan fs = s . N fk = k . N Keterangan  = koefisien gesekan N = gaya normal f = gaya gesekan

Gaya berat (w = weight)

Pengenalan Massa adalah ukuran jumlah materi yang dikandung oleh suatu benda. Karena itu, massa tidak dipengaruhi oleh lokasi benda berada Massa dimanapun dalam alam semesta in iadalah tetap Massa adalah besaran sakelar (tidak memiliki arah memiliki satuan kg) dan diukur dengan neraca Berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda Berat benda di bumi adalah gaya gravitasi benda yang bekerja pada benda. Berat dipengaruhi oleh lokasi suatu benda Berat diukur dengan dinamometer

Hubungan massa dan berat W = m . g

Perbedaan massa dan berat Massa (m) Berat (w) Besaran Pokok Besaran turunan Menyatakan jumlah materi yang dikandung Besar gaya gravitasi terhadap benda Nilai tetap Nilainya dapat berubah tergantung besar gravitasi Satuan kg Satuan N Alat ukur neraca Alat ukur dinamometer

Gaya-gaya lain Gaya normal (N) Gaya tegangan tali Dll N digambar ke atas, tegak lurus terhadap bidang sentuh Gaya tegangan tali Dll

Penjumlahan gaya Gaya adalah suatu besaran yang selain memiliki besar, juga memiliki arah Besaran yang memiliki besar dan arah disebut besaran vektor. Gaya dapat dilukiskan dengan diagram vektor yang berupa anak panah

Resultan gaya Resultan gaya adalah gaya yang mengganti dua atau lebih gaya yang bekerja pada suatu benda R dituliskan sebagai R = F1 + F2. Dalam kehidupan sehari-hari, R dapat diamati pada orang yang sedang memanah

Kesimpulan R = F1 + F2 + … R = F1-F2 Dua gaya/lebih yang segaris bekerja pada suatu benda dapat dihitung jumlahnya/resultannya dengan : Jumlah dari gaya-gaya tersebut bila searah R = F1 + F2 + … Selisih dari gaya-gaya tersebut bila berlawanan arah dan resultannya searah dengan gaya terbesar R = F1-F2

HUKUM I NEWTON

Pengenalan Sir Isaac Newton (Inggris) mengemukakan 3 hukum tentang gaya Hukum I Newton berbunyi : “Tiap benda terus diam dalam keadaan diamnya/terus dalam keadaan gerak teraturnya dengan kelajuan tetap pada garis lurus, kecuali jika benda itu dipaksa untuk mengubah keadaannya (diam atau bergerak) oleh gaya-gaya yang dikerjakan padanya”

Hukum I Newton dinyatakan dalam bahasa resultan “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam (mempertahankan keadaan diam). Sedangkan jika benda mula- mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (mempertahankan keadaan bergeraknya)”

Inersia Hukum I Newton tentang sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya disebut inersia/kelembaman (kemalasan). Semakin besar massa benda, inersianya semakin besar, dan sebaliknya

Secara matematis, hukm I Newton dinyatakan sebagai F = 0  benda diam atau GLB Mengapa F = 0 ? Rumus sebenarnya (di hukum II Newton) adalah F = m.a. Massa tidak mungkin 0. Jadi yang 0 adalah percepatannya. Kalau GLB, a = 0. Kalau benda diam, a juga 0. Jadi karena itu waktu benda diam atau GLB F = 0  = sigma = jumlah

Gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda dikatakan seimbang jika R = 0 Gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda dikatakan seimbang jika R = 0. Jika benda mula-mula diam dan bekerja gaya-gaya seimbang sehingga benda terus diam. Hal seperti ini disebut keseimbangan statis. Tetapi bila F = 0 dan benda bergerak lurus dengan a = 0, dinamakan keseimbangan statis

HUKUM II NEWTON

F = m .a Bunyi hukum II Newton “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda Secara matematis, hukum II Newton ditulis F = m .a

Satuan gaya 1N = 1 kg m/s2 1N = 100000 dyne 1 kg = 9,8 N

HUKUM III NEWTON

Berbunyi “Jika A mengerjakan gaya pada B, B akan mengerjakan gaya pada A yang besarnya sama tetapi arahnya berbeda’ Hukum III Newton sering juga dinyatakan : “Untuk setiap aksi pada suatu reaksi yang sama besar tetapi lawan arah”

Secara sistematis, hukum III Newton diyatakan Faksi = -F reaksi

Contoh penerapa hukum III Newton Ketika kita berjalan, kita mendorong lantai ke belakang maka sebagai reaksinya lantai mendorong kita ke depan Ketika menembak menggunakan senapan, peluru mendorong senapan ke belankang. Maka reaksinya senapan mendorng peluru ke depan Ketika berenang, tangan kita mendorong air ke belakang, maka sebagai reaksinya air mendorong kita ke depan Dll

Kesimpulan Aksi dan reaksi sama besar dan berlawanan arah. Aksi dan reaksi bekerja pada 2 benda sehingga tidak mungkin sangat meniadakan. Dengan kata lain, aksi dan reaksi tidak pernah membentuk keseimbangan. Sehingga keseimbangan terjadi jika dua gaya sama besar dan lawan arah bekerja pada satu arah

Catatan tambahan KATROL

Pengenalan Ketika menggunakan katrol, pada kali ini kita tidak memerhatikan gaya geseknya antara tali dan kabel. Ketika menggunakan katrol, bagian yang lebih berat menurun dan bagian yang lebih ringan menaik. Mungkin sampai akhirnya sampai ke lantai jika talinya cukup panjang

Contoh soal Kamu mendorong sebuah benda yang bermassa 6 kg dengan gaya 40 N. Jika jarak antara benda itu dengan lantai adalah 1m, hitunglah : Percepatan balok Waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanah

Penyelesaian F = m. a h = ½ at2 1 m = ½ 2 t2 1 = t2 1 = t w benda – Gaya tarik = mtotal . a 6(10) – 40 = (6 + 40 : 10 (F : g = m)) . a 60 – 40 = (6 + 4)a 20 = 10a 2 = a h = ½ at2 1 m = ½ 2 t2 1 = t2 1 = t

Contoh soal 2 Massa B = 2 kg. Massa A = 3 kg. g = 10m/s Dit : a = ? B

Penyelesaian B A Tarikkan menjadi datar F = m . a Wa = m . a ma. g = m . a 3 . g = (2+3)a 3(10) = 5a 30 = 5a a = 6 B A Wa

Bab 2 Usaha dan Energi

Pengenalan Energi adalah kemampuan untuk membuat usaha Pada saat tidur pun kita membutuhkan energi Kegiatan Energi yang digunakan Tidur 4kJ Menonton TV 6kJ Berjalan 14kJ Berlari 25kJ Berenang 32kJ

Bentuk-bentuk energi Energi mekanik Energi bunyi Energi kalor Energi mekanik adalah energi yang dimiliki pada benda yang bergerak, atau memiliki kemampuan untuk bergerak Energi bunyi Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran partikel-partikel udara di sekitar sebuah sumber bunyi. Energi dari getaran partikel-partikel udara sampai ke telinga sehingga bunyi terdengar Energi kalor Energi kalor adalah energi yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel dalam suatu zat. Energi kalor menyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud Energi cahaya Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh radiasi gelombang elektromagnetik

Bentuk-bentuk energi Energi listrik Energi nuklir Part II Energi listrik Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak melalui kabel Energi nuklir Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan oleh reaksi inti dari bahan radioaktif. Ada 2 jenis energi nuklir, yaitu fisi dan fusi Di PLTN (Pembangkit listrik tenaga nuklir), ketika suatu inti berat membelah (fisi), energi nuklir cukup besar dibebaskan dalam bentuk energi kalor dan energi cahaya. Energi nuklir juga dibebaskan ketika inti-inti ringan bertumbukan pada kelajuan tinggi dan bergabung (fusi). Energi matahari dihasilkan dari suatu reaksi nuklir fusi di mana inti-inti hidrogen bergabung membentuk inti helium

Energi Mekanik Pengenalan Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan untuk bergerak

EK = ½ mv² Energi kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena gerak atau kelajuannya EK = ½ mv² m = massa v = kelajuan Contoh Energi Kinetik

EP = mgh Energi potensial m = massa g = gravitasi h = tinggi Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya. Energi yang dimiliki karena ketinggiannya terhadap tanah sebagai titik acuan disebut energi potensial gravitasi Energi yang disebabkan benda elastis adalah energi potensial elastis Contoh energi potensial EP = mgh m = massa g = gravitasi h = tinggi

Konversi dan Konverter energi Konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari bentuk satu ke bentuk lainnya Konverter energi adalah benda yang melakukan konversi energi Berikut ini adalah contoh diagram konversi energi pada saat batu jatuh Energi gerak batu bara Energi kalor dan energi bunyi pada laintai

Hukum kekekalan energi Berbunyi : “energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan; energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya” EM1 = M2 EK1 + EP1 = Ek2 + EK2

Usaha Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya adalah hasil kali gaya dengan perpindahan benda yang searah dengan gaya Usaha 1J adalah usaha yang dilakukan gaya 1 N untuk memindahkan benda sejauh W = F . s Perlu diingat Usaha = energi. Bukti : Satuannya sama, yaitu Joule (J) Rumus : F = m . A W = m . a. s W = m.g.h W = EP

Penjumlahan Usaha dan Usaha 0 Penjumlahan usaha : W = W1+W2+W3+… = F.s + F . s + F.s = (F1+F2+F3)s Di dalam fisika dikenal juga usaha 0 jika : Ada gaya tetapi tidak ada perpindahan Arah gaya gerak lurus terhadap arah perpindahan

Daya Daya adalah banyaknya energi yang berubah tiap satuan waktu. Daya dari suatu alat adalah kecepatan alat tersebut melakukan usaha P = w/t = F.s/t = F. v Keterangan : P = Daya W = Usaha t = waktu F = gaya s = jarak v = kelajuan

Wait For the Update : Bab 3 : Pesawat Sederhana Bab 4 : Tekanan Dll