Fisika SMP 2

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

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

3. Ketika kamu mendorongmeja, kenapamejanya bisa bergerak ? Itu karena adanya “gaya”. Lihatlah gambar roket ini. Roket bisa meluncur karena adanyagayadorong. Tapi bukan hanya itu… Masih ada banyakmisteridibalikgaya. Yuk kita pelajari !! Bab 1 : Gaya dan Percepatan

4. Index

5. Pengenalan • Gaya sebagai suatu tarikan atau dorongan yang dilakukan pada suatu benda • Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi karena adanyasentuhan dari keduabenda tersebut. • Gaya otot termasuk gayasentuh karena titik kerja gaya otot langsung bersentuhan dengan benda • Gaya gesekan termasuk gayasentuh karena melibatkanpersentuhan langsung antaratelapaktanganmu dan permukaanmeja • Gaya tidak sentuh adalah gaya yang timbul walaupun duabenda tidak bersentuhan secara fisik • Tiga jenis gaya, yaknigayagravitasi, gaya listrik, gaya magnet timbul, walaupun keduabenda tidak bersentuhan secara langsung. Gaya taksentuh disebut juga gayamedan (medan force)

6. Pengaruhgaya pada benda • Benda diam menjadi bergerak Mis : Bola sepak yang diam di tanah menjadi bergeraksetelah kamu tendang • Benda bergerak menjadi diam Mis : Bola basket yang dilempar ke arahmuberhentisetelah kamu tangkap • Bentuk dan ukuranbendabergerak Mis : Karetgelang kamu tarik, bentuk dan ukurannyaberubah • Arah gerakbendaberubah Mis : Bola sepak yang menuju ke arahmuberubaharahnyasetelah kamu tendang

7. Mengukur gaya • Di dalam laboratorium, gayadiukur dengan dinamometer atau neracapegas • Satuangaya dalam SI adalah Newton (N). Untuk menghormati Sir Isaac Newton (1642-1727). Ia adalah ahlimatematika dan ilmuwan besar yang menemukan hukum tentang gerak dan gayaserta hukum gravitasi

8. Gaya gesekan (f)

9. Gesekan udara • Gaya gesekan yang bekerjaketikabendabergerak di udara dipengaruhi oleh luasbentanganbenda (luaspermukaanbenda yang bersentuhan langsung dengan udara) • Makin besar luasbentanganbenda, makin besar gayagesekan udara yang bekerja pada benda • Penerapangayagesekan udara dapat kamu lihat jika kamu lihat pada terjunbebas

10. Gaya Gesekan pada permukaan air • Gaya gesekan juga bekerja pada air • Gaya gesekan udara atau gayagesekan air membatasikelajuan yang dapat dicapai oleh suatu benda yang bergerakmelintasi udara atau air • Kelajuan batas ini disebut sebagai kelajuankritis • Jika suatu bendabergerakmelampauikelajuankritis maka aliran udara atau aliran air di sekitarbenda akan kacau, dan ini jelasmembahayakan • Kelajuankritis suatu benda dapat diperbesar dengan mengukur bentuk benda menjadi streamline. Mobil dengan desain streamline disebut juga mobil aerodinamis

11. Contoh mobil yang berbentuk streamline

12. Gaya gesekanantarzatpadat • Besar gayagesekanbervariasi mulai dari nol sampai mencair di nilai maksimum tertentu • Gaya gesekan yang dialamibendaketika masih diam disebut gayagesekanstatis (f). Gaya gesekanbervariasi mulai dari nol sampai nilai maksimum tertentu. Nilai maksimum ini disebut juga gayagesekanstatismaksimum (fsm) • Gaya gesekan yang dialamibendaketikabergerak disebut gayagesekankinetis (fk). Gaya gesekankinetisbesarnya tetap dan selalu lebih kecil daripada gayastatismaksimum (fk < fsm)

13. Bagian 2 Gaya gesekanantarzatpadat • Besar gayagesekan pada bendaberodajauh lebih kecil daripada besar gayagesekan pada benda tidak beroda. • Gaya gesekanbendaberoda disebut gayagesekanrotasi • Gaya gesekanrotasijauh lebih kecil daripada gayagesekantranslasi (gayagesekan pada bendatakberoda) karena kontakpermukaanbendaberoda adalah kontaktitik. Itulahsebabnya kendaraan yang kita tumpangi selalu didukungi oleh roda • Besar gayagesekantergantung pada kekasaran atau kehalusanpermukaan. Makin kasarpermukaan, maskin besar gayagesekannya. Dan begitu juga sebaliknya

14. Kerugiangayagesekan • Gesekanantara bagian-bagian mesin dan kopling secara langsung akan menimbulkan panas kelebihan. Untuk mengatasi ini, mesin mobil dan kepingdiberioli, sehingga tidak salingbergesekan secara langsung • Gaya gesekanantara ban mobil dengan permukaanjalanmenyebabkan ban mobil cepat aus atau tipis. Lapisanaspal akan mengurangigayagesekan pada mobil, sehingga mobil dapat melaju dengan mulus • Gaya gesekan udara pada mobil menyebabkan mobil tidak dapat bergerak dengan kelajuan tinggi. Untuk mengurangigayagesekan udara, mobil didesain dengan bentuk streamline • Gesekan air laut pada kapal laut sangat menghambatgerakkapal. Untuk mengurangigayagesekan ini, bagian kapal yang bersentuhan langsung dengan air dipisahkan dengan pelampungberisi udara

15. Beberapa contohgayagesekan yang menguntungkan • Gesekanmenyebabkankami dapat berjalan di tanah • Ban mobildibuatbergerigi agar gayagesekanpermukaanjalan pada ban cukup besar • Gesekan pada pininganremsepeda motor digunakan memperlambatkelajuansepeda motor • Tekanan udara memperlambatkelajuanjatuhpenerjun

16. Rumusgayagesekan • fs = s . N • fk = k . N Keterangan •  = koefisiengesekan • N = gaya normal • f = gayagesekan

17. Gaya berat (w = weight)

18. Pengenalan • Massa adalah ukuran jumlah materi yang dikandung oleh suatu benda. Karena itu, massa tidak dipengaruhi oleh lokasibenda 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 gayagravitasi yang bekerja pada benda • Beratbenda di bumi adalah gayagravitasibenda yang bekerja pada benda. Beratdipengaruhi oleh lokasi suatu benda • Beratdiukur dengan dinamometer

19. Hubunganmassa dan berat W = m . g

20. Perbedaanmassa dan berat

21. Gaya-gaya lain • Gaya normal (N) • N digambar ke atas, tegak lurus terhadap bidang sentuh • Gaya tegangantali • Dll

22. Penjumlahangaya • 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

23. Resultangaya • Resultangaya adalah gaya yang menggantidua 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

24. Kesimpulan • Duagaya/lebih yang segarisbekerja pada suatu benda dapat dihitungjumlahnya/resultannya dengan : • Jumlah dari gaya-gaya tersebut bilasearah R = F1 + F2 + … • Selisih dari gaya-gaya tersebut bilaberlawanan arah dan resultannyasearah dengan gayaterbesar R = F1-F2

25. HUKUM I NEWTON

26. Pengenalan • Sir Isaac Newton (Inggris) mengemukakan 3 hukum tentang gaya • Hukum I Newton berbunyi : “Tiapbenda terus diam dalam keadaandiamnya/terus dalam keadaangerakteraturnya dengan kelajuan tetap pada garis lurus, kecuali jika benda itu dipaksa untuk mengubahkeadaannya (diam atau bergerak) oleh gaya-gaya yang dikerjakanpadanya”

27. Hukum I Newton dinyatakan dalam bahasa resultan “Jika resultangaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-muladiam akan terus diam (mempertahankankeadaandiam). Sedangkan jika bendamula-mulabergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (mempertahankankeadaanbergeraknya)”

28. Inersia • Hukum I Newton tentang sifatbenda yang cenderungmempertahankankeadaangeraknya disebut inersia/kelembaman (kemalasan). • Semakin besar massabenda, inersianya semakin besar, dan sebaliknya

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

30. Gaya-gaya yang bekerja pada suatu bendadikatakanseimbang jika R = 0. Jika bendamula-muladiam dan bekerjagaya-gayaseimbang sehingga benda terus diam. Hal seperti ini disebut keseimbanganstatis. TetapibilaF = 0 dan bendabergerak lurus dengan a = 0, dinamakankeseimbanganstatis

31. HUKUM II NEWTON

32. Bunyi hukum II Newton “Percepatan yang dihasilkan oleh resultangaya yang bekerja pada suatu bendaberbanding lurus dengan resultangaya, searah dengan resultangaya, dan berbandingterbalik dengan massabenda Secara matematis, hukum II Newton ditulis F = m .a

33. Satuangaya • 1N = 1 kg m/s2 • 1N = 100000 dyne • 1 kg = 9,8 N

34. HUKUM III NEWTON

35. Berbunyi “Jika A mengerjakangaya pada B, B akan mengerjakangaya pada A yang besarnya sama tetapiarahnya berbeda’ Hukum III Newton sering juga dinyatakan : “Untuk setiapaksi pada suatu reaksi yang sama besar tetapilawan arah”

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

37. Contoh penerapa hukum III Newton • Ketika kita berjalan, kita mendoronglantai ke belakang maka sebagai reaksinyalantaimendorong kita ke depan • Ketikamenembak menggunakan senapan, pelurumendorongsenapan ke belankang. Maka reaksinyasenapanmendorngpeluru ke depan • Ketikaberenang, tangan kita mendorong air ke belakang, maka sebagai reaksinya air mendorong kita ke depan • Dll

38. Kesimpulan • Aksi dan reaksi sama besar dan berlawanan arah. • Aksi dan reaksibekerja pada 2 benda sehingga tidak mungkin sangat meniadakan. • Dengan kata lain, aksi dan reaksi tidak pernah membentukkeseimbangan. Sehingga keseimbangan terjadi jika duagaya sama besar dan lawan arah bekerja pada satu arah

39. Catatantambahan KATROL

40. Pengenalan • Ketika menggunakan katrol, pada kali ini kita tidak memerhatikangayageseknyaantaratali dan kabel. • Ketika menggunakan katrol, bagian yang lebih berat menurun dan bagian yang lebih ringanmenaik. Mungkin sampai akhirnya sampai ke lantai jika talinyacukuppanjang

41. Contoh soal Kamu mendorongsebuahbenda yang bermassa 6 kg dengan gaya 40 N. Jika jarakantarabenda itu dengan lantai adalah 1m, hitunglah : • Percepatanbalok • Waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanah

42. Penyelesaian 40 N • F = m. a 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

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

44. Penyelesaian • 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

45. Bab 2 Usaha dan Energi

46. Pengenalan Energi adalah kemampuan untuk membuatusaha Pada saat tidur pun kita membutuhkan energi

47. Bentuk-bentuk energi • Energi mekanik Energi mekanik adalah energi yang dimiliki pada benda yang bergerak, atau memiliki kemampuan untuk bergerak • Energi bunyi Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaranpartikel-partikel udara di sekitarsebuah sumber bunyi. Energi dari getaranpartikel-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 kalormenyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud • Energi cahaya Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh radiasigelombangelektromagnetik

48. Part II Bentuk-bentuk energi • Energi listrik Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak melalui kabel • Energi nuklir Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan oleh reaksiinti dari bahan radioaktif. Ada 2 jenis energi nuklir, yaitu fisi dan fusi Di PLTN (Pembangkit listrik tenaga nuklir), ketika suatu intiberatmembelah (fisi), energi nuklircukup besar dibebaskan dalam bentuk energi kalor dan energi cahaya. Energi nuklir juga dibebaskanketikainti-intiringanbertumbukan pada kelajuan tinggi dan bergabung (fusi). Energi matahari dihasilkan dari suatu reaksinuklirfusi di mana inti-intihidrogenbergabungmembentukinti helium

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

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