Zat dan Kalor.

Presentasi berjudul: "Zat dan Kalor."— Transcript presentasi:

1 Zat dan Kalor

2 Pendahuluan Zat Padat Apabila gaya yang diterapkan terhadap suatu bahan dihilangkan, bahan tersebut akan kembali ke bentuknya semula, contohnya pegas dan karet. Ada juga benda yang mengalami bentuk secara permanen jika dikenai gaya, contohnya tanah liat dan lilin. Untuk membedakan karakteristik kedua jenis benda ini, benda dikatakan memiliki sifat elastis

3 Elastisitas Untuk memahami elastisitas benda dapat dilakukan percobaan menggunakan pegas. Jika hasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara gaya berat benda (F) dengan pertambahan panjang pegas (x), akan tampak pada grafik berikut

4 Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x
Batas elastisitas Titik patah Gaya F Batas linearitas C B A Daerah elastis Daerah plastis Pertambahan panjang x Dari grafik: Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x Garis A – B : batas linearitas pegas Garis 0 – B : daerah elastis Garis B – C : daerah plastis

5 Tegangan dan Regangan Ada tiga jenis perubahan bentuk benda: regangan , mampatan, dan geseran Perubahan bentuk benda terjadi karena gaya yang bekerja pada benda, disebut tegangan. Tegangan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas Jika benda diberi gaya, akan mengalami perubahan panjang. Perbandingan perubahan panjang mula-mula dengan panjang benda disebut regangan mampatan regangan geseran F = gaya (N) A = luas (m2)  = Tegangan (N/m2) L= perubahan panjang (m) L = panjang mula-mula (m)  = regangan

6 Modulus Modulus (E) merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan Pada benda elastis, dikenal sebagai modulus Young

7 Hukum Hooke Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas pada daerah elastis pegas. Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi), pegas akan mengadakan gaya yang besarnya sama tetapi arah berlawanan F = gaya pada pegas (N) x = pertambahan panjang (m) k = tetapan pegas (N/m) Fp = gaya pegas

8 Perbandingan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang pegas (x) merupakan garis lurus (k), seperti pada grafik F k x

9 Susunan Pegas Untuk memperoleh konstanta pegas sesuai yang diinginkan, pegas dapat disusun seri, paralel, dan seri-paralel (campuran)

10 Apa itu tekanan hidrostatik ???
Tekanan hidrostatik : tekanan oleh zat cair Darimana asalnya ??? Tanyakan, apa itu tekanan hidrostatik. Beri kesempatan bagi para peserta untuk menjawab pertanyaan. Apabila mereka sudah menjawab/tidak tahu, silahkan klik untuk menampilkan jawabannya. Dari gaya hidrostatik

11 Apa itu gaya hidrostatik ???
Gaya yang berasal dari berat air

12 ρ h Bila semakin dalam, bagaimana tekanan hidrostatiknya ???
Apa yang mempengaruhi tekanan hidrostatik ??? Apakah jumlah air mempengaruhi tekanan hidrostatik ??? h ρ Tanyakan lebih dahulu hal-hal ini pada para peserta. Minta mereka untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini. Jangan jawab lebih dahulu, tapi ajak lebih dahulu para peserta bereksperimen. Bila semakin dalam, bagaimana tekanan hidrostatiknya ???

13 Asyiknya mencoba Membuat bukit pasir !!! Isi gelas dengan air dan pasir, lalu aduk. Apa yang terjadi ? Koq bisa begitu ???

14 Asyiknya mencoba A B C Bagian bawah sebuah botol plastik diberi tiga lubang (lihat gambar). Kemudian botol diisi air. Lubang C akan memancarkan air paling jauh. Mengapa?

15 Tekanan hidrostatik tergantung:
kedalaman  m massa jenis zat cair  kg/m3 Satuan kedalaman: meter; satuan massa jenis zat cair: kg/m3; percepatan gravitasi: m/s2. Slide ini adalah jawaban dari pertanyaan pada slide sebelumnya (slide sebelum 2 slide eksperimen). percepatan gravitasi  m/s2

16 Sampaikan slide ini sebagai wawasan tambahan bagi para peserta.
Orang yang menyelam dalam laut mengalami tekanan hidrostatik yang besar dari air laut di sekelilingnya. Telinga para penyelam akan terasa sakit apabila menyelam semakin dalam.

17 Tekanan Zat Cair & Tekanan Benda Padat
Apa yang membedakan tekanan zat cair dan tekanan benda padat ??? Sampaikan kepada para peserta bahwa benda cair bersifat kompresibel, sementara benda padat tidak bersifat kompresibel.

18 Mengapa air mancurnya sama ???
Asyiknya mencoba Mengapa air mancurnya sama ??? Melalui eksperimen ini tanyakan pada para peserta, mengapa hal ini bisa terjadi? Setelah dijawab, trainer masuk ke slide berikutnya. Sampaikan bahwa eksperimen ini yang disebut dengan Hukum Pascal.

19 Hukum Pascal Tekanan yang dialami oleh
zat cair akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar

20 Tekanan diteruskan ke semua bejana dengan sama besar
Bejana Pascal Sama tinggi Tekanan diteruskan ke semua bejana dengan sama besar

21 Penerapan Hukum Pascal
Pengangkat mobil

22 Pengangkat mobil A1 < A2
F1 F2 A2 A1 < A2 Tekanan pada penampang yang lebih kecil (A1) diteruskan pada penampang yang lebih besar (A2)

23 Asyiknya mengungkap rahasia
Cara kerja pengangkat mobil

24 Penerapan Hukum Pascal
Jarum suntik Slide ini berisi penerapan lain dari Hukum Pascal. Bejana berhubungan

25 Jika pendorong kedua suntikan ditempelkan dan diadu,
Asyiknya mencoba Jika pendorong kedua suntikan ditempelkan dan diadu, suntikan mana yang terdorong ?

26 Pada kondisi kesetimbangan : tekanan di titik A1 = tekanan di titik A2
Bejana Berhubungan Pada kondisi kesetimbangan : tekanan di titik A1 = tekanan di titik A2

27 Bejana mana yang menampung volume air paling besar ???
Paradoks Hidrostatik A B C Bejana mana yang menampung volume air paling besar ??? paling kecil ??? Bejana A Bejana B

28 Bejana mana yang mempunyai berat air paling besar ???
Paradoks Hidrostatik A B C Bejana mana yang mempunyai berat air paling besar ??? paling kecil ??? Bejana A Bejana B

29 Bejana mana yang menampung massa air paling besar ???
Paradoks Hidrostatik A B C Bejana mana yang menampung massa air paling besar ??? paling kecil ??? Bejana A Bejana B

30 Dasar bejana mana yang mendapat tekanan paling besar ???
Paradoks Hidrostatik A B C Dasar bejana mana yang mendapat tekanan paling besar ??? Berikan kesempatan bagi para peserta untuk memikirkan jawabannya, kemudian klik untuk menampilkan jawaban: bahwa tekanan pada semua dasar bejana adalah sama. Sama besar Mengapa ???

31 Paradoks Hidrostatik A B C
Bejana A : gaya berat air yang mengenai sisi miring ditahan oleh sisi miring. Berat efektif yang ditanggung berasal dari air yang diarsir saja. Ingatkan peserta bahwa tekanan hidrostatik tergantung pada massa jenis, kedalaman, percepatan dan gravitasi, bukan tergantung pada banyaknya air yang ada dalam bejana. Jadi, PA = PC

32 Paradoks Hidrostatik A B C Jadi, PB = PC
Bejana B : tekanan akibat air yang tidak diarsir dinetralisir oleh bagian yang miring. Tekanan air hanya disebabkan oleh bagian yang diarsir. Ingatkan peserta bahwa tekanan hidrostatik tergantung pada massa jenis, kedalaman, percepatan dan gravitasi, bukan tergantung pada banyaknya air yang ada dalam bejana. Jadi, PB = PC

33 Benda yang dimasukkan ke dalam air akan terasa lebih ringan.
Benarkan demikian ??? Tanyakan pada para peserta: benarkah benda yang dimasukkan ke dalam air akan terasa lebih ringan ??? Sampaikan bahwa untuk membuktikannya, kita akan mencoba suatu percobaan (masuk ke slide asyiknya mencoba).

34 Cincin dalam air seolah-olah lebih ringan !! Mengapa ???
Asyiknya mencoba Air Cincin dalam air seolah-olah lebih ringan !! Mengapa ??? Lakukan lebih dahulu eksperimen ini, kemudian para peserta mencoba menjawab pertanyaannya. Jangan berikan dulu jawaban, berikan kesempatan bagi para peserta untuk memikirkannya. Setelah itu, klik untuk masuk ke dalam slide berikutnya yang berisi jawaban.

35 Hukum Archimedes Cincin atau batu di dalam air seolah-olah lebih ringan karena air memberikan gaya apung pada cincin. Semua benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan menerima gaya ke atas yang disebut gaya apung.

36 Apa kira-kira yang menyebabkan gaya apung ???
Tanyakan dulu hal ini pada peserta, jangan langsung berikan jawaban. Beri kesempatan bagi para peserta untuk memikirkan jawabannya.

37 atau Dari atas ada yang menarik Dari bawah ada yang mendorong apung F
Siapa ? Dari atas ada yang menarik Dari bawah ada yang mendorong

38 Air !!! Air menekan ke segala arah. Tekanan memberikan gaya dorong.
Pb Pa A B Air menekan ke segala arah. Tekanan memberikan gaya dorong. Air di atas benda menekan benda ke bawah. Air di bawah benda menekan benda ke atas.

39 Pb > Pa Penyebab Gaya Apung Pa = tekanan di A Pb = tekanan di B
Gaya apung adalah gaya yang diberikan cairan (fluida) karena terdapat perbedaan tekanan hidrostatik, yaitu tekanan di atas benda < tekanan di bawah benda, sehingga benda terdorong ke atas. Ada perbedaan tekanan Penyebab gaya apung

40 Apakah gaya apung bisa diukur ??? Bagaimana caranya ???

41 Kok lebih kecil di air ??? Kemana berat yang hilang ???
Asyiknya mencoba Ditimbang di dalam air Kok lebih kecil di air ??? Kemana berat yang hilang ??? Ditimbang di udara

42 Gaya apung/gaya ke atas = berat zat cair yang dipindahkan/tumpah
Mengukur Gaya Apung 7 kg 4 kg 3 kg air Gaya apung/gaya ke atas = berat zat cair yang dipindahkan/tumpah

43 Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi gaya apung ???
Tanyakan faktor – faktor apa saja yang mempengaruhi gaya apung. Berikan kesempatan bagi para peserta untuk memikirkan jawabannya.

44 Gaya Apung W1 = berat di udara W2 = berat di dalam air
Sirup W1 = berat di udara W2 = berat di dalam air W3 = berat di dalam sirup Sebuah benda ditimbang di udara, kemudian ditimbang di dalam air, dan terakhir ditimbang di dalam sirup. Di udara, berat benda adalah W1, di dalam air berat benda adalah W2, dan di dalam sirup berat benda adalah W3. Tanyakan pada para peserta: di dalam cairan mana timbangan menunjukkan angka paling kecil? Urutkan W1, W2, dan W3 mulai dari yang paling kecil hingga yang paling besar. Klik untuk menghilangkan warna biru dan menampilkan penunjukan timbangan. Apa kesimpulan Bapak/Ibu guru dari pembahasan ini? Berikan kesempatan bagi para peserta untuk memikirkan jawabannya dan kemudian klik. Cairan yang berbeda menimbulkan gaya apung yang berbeda.

45 Massa besi pejal = massa balok plastisin
Gaya Apung Kubus bervolume V1 Kubus bervolume V2 Tanyakan pertanyaan ini pada peserta: dua benda terbuat dari besi pejal dan plastisin, dicelupkan ke dalam air. Massa besi pejal = massa balok plastisin, namun volume balok plastisin lebih besar dari volume besi pejal. Timbangan mana yang akan menunjukkan angka lebih kecil? Timbangan yang menimbang besi pejal atau timbangan yang menimbang balok plastisin? Setelah para peserta menjawab, klik untuk menghilangkan warna biru pada penunjukan timbangan untuk menunjukkan skala timbangan. Tanyakan pula pada para peserta: apa kesimpulan Bapak/Ibu guru dari pembahasan ini? Besi pejal Balok plastisin Bila volume benda yang dicelupkan berbeda, maka besar gaya apung/gaya ke atas, juga berbeda.

46 Dua benda bervolume sama, berbeda massa dicelupkan ke dalam cairan yg sama.
Bagaimana volume air yang tumpah ??? Bagaimana penunjukan timbangan ??? Apabila air yang tumpah ditampung, maka volume air yang tumpah sama !!! Minta para peserta menjawab pertanyaan-pertanyaan pada slide ini. Massa yang berbeda tidak mempengaruhi gaya apung Besi pejal Balok plastisin

47 Menghitung Gaya Apung Fa V ρc Gaya apung (Fa ) tergantung : Fa = ρ V g
volume benda (V)  m3 massa jenis cairan (ρc )  kg /m3 Tanyakan pada para peserta: apa saja yang mempengaruhi gaya apung. Setelah mendapatkan tanggapan, klik untuk menampilkan jawabannya satu per satu. percepatan gravitasi (g)  m/s2 Fa = ρ V g Newton

48 Tenggelam, Melayang, dan Terapung
Tenggelam, ρbenda > ρcairan Melayang, ρbenda = ρcairan Terapung, ρbenda < ρcairan

49 Asyiknya mencoba Magic egg trick

50 Penerapan Hukum Archimedes
Kapal selam

51 Prinsip Archimedes: Eksperimen kapal selam
Asyiknya mencoba Prinsip Archimedes: Eksperimen kapal selam

52 Asyiknya mengungkap rahasia
Cara kerja kapal selam

53 Asyiknya mengungkap rahasia
Mengapa kompor minyak yang terbakar tidak dapat dipadamkan dengan air ? ρair > ρminyak

54 Asyiknya mengungkap rahasia
Rahasia balon gas Udara panas

55 Tekanan Udara

56 78 % nitrogen, 20 % oksigen, dan 1 % gas-gas lainnya.
Tekanan Atmosfir Lapisan bumi yang berisi udara : atmosfir Udara 78 % nitrogen, 20 % oksigen, dan 1 % gas-gas lainnya. Mempunyai berat → menyebabkan adanya tekanan udara. Tekanan ini besarnya 1 atmosfir atau 1,01×105 Pa

57 Tekanan udara dapat mengangkat seorang pria dewasa.

58 Bagaimana meremukkan kaleng tanpa kekuatan manusia ???
Asyiknya mencoba Bagaimana meremukkan kaleng tanpa kekuatan manusia ???

59 !!! Air masuk ke dalam gelas !!!
Asyiknya mencoba !!! Air masuk ke dalam gelas !!! A B C Gambar A) Panci berisi air dingin sedikit. Gelas dibalikkan tanpa menyentuh permukaan air sehingga udara panas dari lilin masuk ke dalam gelas. Gambar B) Setelah beberapa detik kemudian, turunkan hingga mencapai bawah permukaan air. Gambar C) Air+lilin dari dalam panci akan naik ke dalam gelas. Penjelasan: akibat pemanasan, udara di dalam gelas akan memuai dan keluar dari dalam gelas melalui celah yang terbuka. Akibat menyentuh permukaan air dingin, udara di dalam gelas akan menyusut dan akibat penyusutan udara ini, tekanan udara di dalam gelas akan ikut menyusut. Akibatnya, tekanan udara di dalam gelas menjadi lebih kecil dibanding udara di sekitar permukaan air, akibatnya udara luar akan menekan air+lilin sehingga naik ke dalam gelas.

60 Telur masuk ke dalam botol !!! Koq bisa ???
Asyiknya mencoba Telur masuk ke dalam botol !!! Koq bisa ??? Bisa keluar lagi ga ???

61 Mengukur Tekanan Atmosfir
Air raksa Tekanan di A = tekanan di B PA = Patmosfir = berbanding lurus dengan : raksa = massa jenis raksa hraksa = ketinggian raksa Pipa Torricelli g = percepatan gravitasi

62 Mengerjakan soal tanpa rumus

63 Sebuah peti memiliki luas alas 4 m2
Sebuah peti memiliki luas alas 4 m2. Tekanan yang dikerjakan oleh alas peti tersebut sebesar 8000 Pa. Berapakah massa peti tersebut? Jawab: gaya = 1 N tekanan = 1 Pa luas = 1 m2 gaya = N tekanan = Pa luas = 1 m2 gaya = N tekanan = Pa luas = 1 m2 luas = 4 m2 gaya = N tekanan = Pa g = 10 m/s2 massa kg gaya N

64 Karno beratnya 600 N, tidur di atas meja paku
Karno beratnya 600 N, tidur di atas meja paku. Luas tubuh Karno yang terkena paku 2m2. Hitung tekanan yang dialami tubuh Karno akibat reaksi paku pada tubuh Karno. Tekanan : gaya yang bekerja pada satu satuan luas. Jadi, tekanan paku pada tubuh Karno adalah 600 N / 2 m2 = 300 N/m2.

65 Sebuah dengan ketinggian 900 meter di atas permukaan laut
Sebuah dengan ketinggian 900 meter di atas permukaan laut. Setiap kali naik 100 meter, tekanan udara turun 1 cmHg. Tekanan udara pada permukaan laut 76 cmHg. Hitung tekanan udara di tempat tersebut. Setiap kali naik 100 meter, tekanan udara turun sebesar 1 cmHg. Karena tinggi tempat 900 meter, maka tekanan udara turun 900/100 = 9 cmHg. Jadi, tekanan udara di tempat itu adalah 76 cmHg – 9 cmHg = 67 cmHg.

66 Suatu balon helium massanya 18 kg; mendapat gaya apung sebesar 1250 N
Suatu balon helium massanya 18 kg; mendapat gaya apung sebesar 1250 N. Hitung berapa beban yang bisa dibawa balon helium. Agar balon dapat terbang, berat beban tidak boleh > gaya apung yang bekerja pada balon. Yaitu, tidak boleh lebih dari 1250 N. Ini hanya beberapa contoh soal. Ajak para peserta untuk membahas soal-soal selanjutnya pada modul lembar kerja . Jadi, massa beban yang diperbolehkan = 1250 N/10 ms2 = 125 kg. Karena massa helium 18 kg, massa yang boleh ditambahkan = 125 kg – 18 kg = 107 kg