Konsep Dasar IPA di SD

Gaya dan Tekanan

Disusun oleh:

Abtadi Tris Hamdani_1401413288Ayu Fitriani_1401413294

Nara Puspita Dewi_1401413299Puji Lestari_1401413253

GAYA

1. PENGERTIAN

2. JENIS-JENIS

3. PENGARUH GAYA

4. HUKUM NEWTON

PENGERTIAN

Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dikerahkan sebuah benda terhadap benda lain sehingga benda tersebut mengalami perubahan gerak atau bentuknya. Satuan gaya dalam SI adalah Newton ( N ), dan dalam cgs adalah dyne.

1N = 105 dyne

Gaya termasuk besaran vektor, yaitu memiliki nilai dan memiliki arah. Gaya dapat diukur langsung dengan menggunakan neraca pegas. Besarnya gaya yang diukur ditunjukkan oleh jarum penunjuk yang ada pada neraca pegas.

JENIS-JENIS GAYA

Gaya dapat kita bedakan menjadi dua, yaitu:

1. Gaya Sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan

2. Gaya Tak Sentuh gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan dengan benda tersebut.

Jenis-jenis gaya sentuh yaitu....1. Gaya Otot, adalah gaya yang ditimbulkan oleh otot manusia

atau hewan. Contoh seorang pemain bola menendang bola, saat kita mendorong meja atau lemari, dan sapi menarik gerobak.

2. Gaya Gesek, yaitu gaya yang menimbulkan hambatan ketika dua permukaan saling bersentuhan. Semakin kasar permukaan benda semakin besar gaya gesek yang ditimbulkan. Contoh: Seorang siswa menghapus papan tulis, ketika kita mengerem sepeda.

3. Gaya Pegas, Gaya pegas adalah gaya yang terjad pada pegas. Gaya pegas ini berupa tarikan atau regangan dan rapatan. Contoh : Orang melompat-lompat di atas trampolin, Karet gelang yang ditarik, Anak panah melesat dari busur, Batu terlempar dari katapel.

GAMBAR

Gambar

Jenis-jenis gaya tak sentuh yaitu....

1. Gaya Gravitasi, merupakan gaya yang ditimbulkan oleh benda untuk menarik benda lain ke arah pusat gaya yang berangkutan. Contoh gaya gravitasi adalah buah kelapa yang jatuh ke bawah karena pengaruh gaya gravitasi bumi.

2. Gaya Magnet, Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh magnet. Paku yang didekatkan ke magnet akan bergerak menuju magnet kemudian akan menempel pada magnet. Hal ini disebabkan karena adanya gaya magnet. Contoh gaya magnet adalah mengangkat barang-barang rongsokan besi dengan menggunakan magnet.

Gaya Gesek, terjadi pada bidang sentuh antara

permukaan dua benda. Arah gaya gesek berlawanan

dengan arah gerak benda.

Gaya Tegangan Tali, bekerja pada dua

benda yang dihubungkan oleh tali.

Gaya Tekan, tekanan merupakan besarnya

gaya tekan tiap satuan luas permukaan.

Gaya Normal, adalah gaya sentuh yang

timbul akibat sentuhan dua benda.

Gaya Berat, Gaya merupakan gaya

gravitasi yang bekerja pada suatu benda.

Dalam fisika ada bermacam-macam gaya diantaranya adalah sebagai berikut:

Gaya gesek ada 2, yaitu:

1. Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang terjadi pada saat benda masih diam

2. Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang terjadi pada saat benda bergerak.

• Beberapa gaya yang bekerja pada suatau benda dalam satu garis kerja dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakam resultan gaya.

• Dengan memperhatikan gaya sebagai besaran yang memiliki arah, besarnya resultan gaya (sama dengan jumlah aljabar gaya-gaya tersebut dan secara matematis dirumuskan:

....321 FFFFR

PENGARUH GAYA1. Gaya menyebabkan benda diam menjadi bergerak

Contohnya : Kelereng awalnya diam dan dapat bergerak setelah disentil, meja awalnya diam dapat berpindah setelah didorong dan sebagainya.

2. Gaya menyebabkan benda bergerak menjadi diamContohnya : Bola yang melaju kencang akan diam setelah ditangkap oleh penjaga gawang.

3. Gaya dapat menyebabkan benda berubah arahContoh : Bola kasti yang dilempar kearah tembok akan berubah arah setelah membentur tembok.

4. Gaya dapat menyebabkan benda bergerak lebih cepat.Contoh : Mobil yang bergerak lambat akan bertambah kecepatannya setelah digas oleh pengemudinya.

5. Gaya dapat merubah bentuk bendaContoh : Kaleng minuman yang kosong akan penyok setelah diinjak dengan keras, Plastisin yang di tekan.

1. Gaya SetimbangGaya-gaya tidak selalu mengubah kecepatan. Gaya-gaya yang besarnya sama dan arahnya berlawanan yang bekerja pada sebuah benda disebut gaya-gaya setimbang.

2. Gaya Tak SetimbangJika dua gaya bekerja pada arah yang sama, maka kedua gaya itu dijumlahkan. Gaya total sama dengan jumlah kedua gaya itu. Jika dua gaya berlawanan arah, maka gaya total kedua gaya tersebut merupakan selisih kedua gaya.Jika gaya total pada suatu benda menuju ke arah tertentu, gaya tersebut disebut gaya-gaya tak setimbang. Gaya-gaya tak setimbang selalu mengubah kecepatan sebuah benda.

HUKUM NEWTON

Hukum I Newton

Hukum II Newton

Hukum III Newton

Hukum I Newton

“Sebuah benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu.”

Dalam persamaan matematis hukum I Newton sering dituliskan sebagai berikut:

dengan adalah resultan gaya yang bekerja pada benda.Kesimpulan : = 0 dan a = 0, jika benda bergerak translasi, maka pada sistem koordinat Cartesius resultan gaya dapat dituliskan sebagai berikut:

x = 0 dan y = 0.

Hukum II Newton

“Resultan gaya yang bekerja pada benda yang bermassa konstan adalah setara dengan hasil kali massa benda dengan percepatannya”

Dalam persamaan matematis hukum I Newton sering dituliskan sebagai berikut:

dimana m adalah massa benda dalam satuan kg, a adalah percepatan benda dalam satuan m/s2, dan adalah resultan gaya yang bekerja pada benda. Resultan gaya sebanding dengan perkalian antara massa dan percepatan, sedangkan massa berbanding terbalik dengan percepatan.

Hukum III Newton

“jika ada satu (sebuah) benda memberikan aksi kepada benda kedua, maka benda kedua akan memberikan reaksi kepada benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”

Dalam persamaan matematis hukum I Newton sering dituliskan sebagai berikut:

Yang menjadi penekanan dalam hukum ini adalah bahwa gaya aksi dan gaya reaksi yang terjadi adalah dari dua benda yang berbeda, bukan bekerja pada satu benda yang sama. Gaya berat dan gaya normal pada sebuah buku yang tergeletak di meja bukan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi. Pasangan gaya aksi-reaksi adalah gaya berat buku terhadap bumi W dengan gaya tairk bumi terhadap buku W’. Pasangan gaya aksi-reaksi lainnya adalah gaya berat buku terhadap meja F dan gaya tekan meja terhadap buku (gaya normal) N.

TEKANAN

PENGERTIAN

MACAM

PENGERTIAN

Besaran dalam fisika yang mengkaitkan gaya dengan luas permukaan disebut tekanan. Tekanan dapat dihitung dengan membagi gaya yang dikerahkan dengan luas yang dikenai gaya tersebut.

F = newton (N)A = meter persegi (m2),P = (N/m2) = Pascal (Pa)

1 Pa= 1 N/m2

MACAM TEKANAN

TEKANAN PADA ZAT PADAT

TEKANAN UDARA

TEKANAN PADA ZAT CAIR

A. TEKANAN PADA ZAT PADAT

Tekanan pada suatu zat padat dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas penampang. Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan sebagai berikut.

dengan: p = tekanan (N/m2)F = gaya (N)A = luas bidang tekan (m2)

Perhatikan gambar disamping! Sebuah botol berisi air , kemudian di beri lubangA, B, C, D, dan E. Masing-masing lubang di tutupmenggunakan plester.Ketika lubang A, B, C, D, dan E di buka secarabersamaan , apa yang terjadi?Amati Lubang A, B, C, D, dan E, semburan palingkuat terdapat pada lubang apa? Mengapa? Apa kesimpulan mu?

Semburan paling kuat terdapat pada lubang E,dan yang paling lemah terdapat pada lubang A.Tekanan (PE>PD>PC>PB>PA)Semakin dalam/tinggi letak suatu titik daripermukaan zat cair, tekanannya semakin besar

B. TEKANAN PADA ZAT CAIR

1. Tekanan HidrostatisTekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zatcair yang disebabkan oleh berat zat itu sendiri.Secara matematis tekanan hidrostatisdirumuskan :

P = tekanan hidrostatis zat cair (N/m2)

ᵨ= massa jenis (kg/m3) ᵨ = m/Vg = percepatan gravitasi (m/s2)h = kedalaman dari permukaan (m)

Contoh Soal

Di dalam sebuah tabung gelas terdapat zat cair setinggi 10 cm. Tekanan air pada dasar tabung adalah 1200 N/m2. Jika g = 10 m/s2. Abaikan tekanan udara. Berapa massa jenis zat cair ?

• Diketahui :Ketinggian zat cair (h) = 10 cm = 0,1 mTekanan (P) air pada dasar tabung = 1200N/m2

percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

• Ditanya :Massa Jenis zat cair ?

• Jawab :

2. Hukum Pascal

Hukum Pascal “Tekanan yang diberikan padazat cair dalam suatu ruangan tertutup, akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar” Secara Matematis, hukum pascal dirumuskan sebagai berikut :

Banyak peralatan yang menggunakan prinsip Pascal

Dongkrak hidrolik Rem hidrolik mesin pengangkat mobil hidrolik

kempa hidrolik

Contoh soal

Dongkrak hidrolik memiliki penampung masing-masing berdiameter 20 mm dan 50 mm. Berapa gaya minimum yang harus dikerjakan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil yang beratnya 5000 N?

• Diketahui: d1 = 20 mm

d2 = 50 mm

F2 = 5000 N

• Ditanya: F1 =?

• Jawab:

3. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes hanya berlaku pada zat yang dinamakan fluida.

Zat yang termasuk dalam fluida adalah zat cair dan gas.

“Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya itu sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan.”

Secara matematis yang ada hubungan gaya apung dapat dituliskan sebagai berikut ini:

dengan:Fa = gaya apung atau gaya ke atas (N)w = gaya berat benda di udara (N)w' = gaya berat benda di dalam air (N)

Gaya apung juga dapat dituliskan sebagi berikut ini :

Dengan menggunakan konsep Archimedes, kedudukan suatu benda dalam zat cair dibedakan menjadi 3, yaitu:

1. Benda terapungBenda dikatakan terapung jika berat jenis benda lebih kecil daripada berat jenis zat cair dan Berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair.

2. Benda melayangBenda dikatakan melayang jika berat jenis benda sama dengan berat jenis zat cair dan berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair

3. Benda TenggelamBenda dikatakan tenggelam jika berat jenis benda lebih besar daripada berat jenis zat cair dan berat benda lebih besar daripada gaya ke atas zat cair.perbedaan benda terapung tenggelam dan melayang dpat dibuatkan tabel berikut ini:

Dalam hukum Archimedes ternyata bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari kita antara lain sebagai berikut:

1. Hidrometer, yaitu alat untuk mengukur massa jenis relatif zat cair terhadap air.2. Jembatan ponton, yakni jembatan yang menggunakan drum-drum kosong berisi udara.3. Kapal laut dan kapal selam.4. Galangan kapal, yakni alat untuk mengangkat kapal laut ke permukaan air.5. Balon udara.

Contoh soal

Sebuah gabus dimasukkan dalam air ternyata 75% volume gabus tercelup dalam air. Maka massa jenis gabus adalah ......

C. TEKANAN UDARA• Mengapa ketika memasak air di pegunungan lebih

lamamendidih,dari pada memasak air di dataran rendah?• Hal ini dikarenakan perbedaan tekanan udara. Tekanan

udaradi pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah.Jumlah partikel udara di pegunungan lebih sedikitdibandingkan didataran rendah.

• Setiap zat memiliki berat termasuk udara. Tekanan udaradisebabkan oleh berat udara yang menekan lapisan atmosferbagian bawah, semakin rendah permukaannya semakin besartekanan udara, sebaliknya, semakin tinggi permukaan bumi akan semakin rendah tekanan udaranya.

• Tekanan udara di dataran rendah (dipermukaan laut) adalah 1atm = 76 CmHg. Setiap kenaikan 100 meter dari permukaanlaut tekanan udara akan turun 1 cmHg

Alat ukur tekanan Udara - Prinsip Pascal

1. Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara luar (tekanan atmosfer ).

2. Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup.

Persamaan matematis untuk mengukurtekanan udara adalah :h = (Po-P) x 100ket :h = ketinggian suatu tempatPo = Tetapan tekanan udara (76 CmHg)P = Tekanan udara disuatu tempat

Contoh soal

Seorang pendaki mendaki sebuah gununghingga puncaknya. Jika sikap barometer raksadi puncak tersebut 55 CmHg, berapaketinggian gunung yang didaki?

Diket : P = 55 CmHgPo = 76 CmHg

Dit : h = .....?

Jawab : h = (Po-P) x 100h = (76 CmHg –55 CmHg) x 100h = 21 CmHg x 100h = 2100 m

Hukum Boyle

Contoh Soal

Ruang tertutup yang volumenya 0,2 m3 berisi gas dengan tekanan sebesar 60.000 Pa. Berapakah volume gas jika tekanannya dijadikan 80.000 Pa?

Diketahui : P1 = 60.000 PaV1 = 0,2 m3

P2 = 80.000 Pa

Ditanya : V2 = … ?

Jawab :

PRAKTIKUM

SEKIANTERIMA KASIH