lks fisika kelas x

31
Judul : Besaran dan Satuan Kelas / Semester : X / I Waktu : 2 x 45 menit Metode : Studi Kepustakaan Petunjuk Belajar : 1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah sebelum Anda melakukan kegiatan 2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain yang relevan berkaitan dengan materi besaran dan satuan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda. 3. Tanyakan pada gurumu jika ada hal- hal yang kurang jelas Kompetensi Yang Akan Dicapai 1. Membedakan besaran pokok dengan besaran turunan beserta satuannya. 2. Menentukan Dimensi dari suatu besaran 3. Menentukan Jumlah Angka Penting dari hasil pengukuran A. Ringkasan Materi Besaran didefinisikan dengan dua cara, yaitu definisi besaran secara umum dan secara fisika. Definisi besaran secara umum adalah segala sesuatu yang dapat diukur, misalnya warna, indah, cantik, panjang, luas, volume dan lain-lain. Definisi Besaran secara fisika adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka eksak, misalnya panjang, luas, volume, dan kecepatan sedangkan warna, indah, cantik bukan termasuk besaran secara fisika karena ketiganya tidak dapat dinyatakan dengan angka eksak. Besaran fisika dibagi menjadi dua macam yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Dalam Sistem Internasional (SI) ada 7 besaran pokok yang mempunyai satuan dan 2 besaran pokok yang tidak mempunyai satuan. Besaran Turunan adalah adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Satuan adalah suatu besaran dengan nilai tertentu yang dijadikan sebagai pembanding dalam pelaksanaan pengukuran. Berdasarkan arahnya, besaran terbagi dua, yaitu: besaran skalar dan besaran vektor. Besaran Vektor adalah besaran yang selain memiliki besar atau nilai, juga memiliki arah, misalnya kecepatan, percepatan, gaya, momentum, momen gaya, medan listrik, medan magnet. Dll. Besaran Skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar atau nilai saja. Misalnya panjang, waktu, massa, volum, kelajuan, energi, daya, suhu, potensial listrik dan sebagainya. Konversi Satuan Mengonversi Satuan Panjang Mengonversi Satuan Massa Dimensi suatu besaran menunjukan cara besaran itu tersusun dari besaran- besaran pokoknya. Lambang dimensi dicirikan dengan menggunakan kurung siku ( [ ] ). Mengukur adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan satuannya. Alat yang digunakan untuk mengukur disebut alat ukur. Masing-masing alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda. Mengonversi Satuan Waktu 3

Upload: torusmanuntun

Post on 28-May-2015

61.117 views

Category:

Documents


600 download

TRANSCRIPT

Page 1: Lks fisika kelas x

Judul : Besaran dan SatuanKelas / Semester : X / IWaktu : 2 x 45 menitMetode : Studi Kepustakaan

Petunjuk Belajar :1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah

sebelum Anda melakukan kegiatan2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain

yang relevan berkaitan dengan materi besaran dan satuan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.

3. Tanyakan pada gurumu jika ada hal-hal yang kurang jelas

Kompetensi Yang Akan Dicapai1. Membedakan besaran pokok dengan besaran

turunan beserta satuannya.2. Menentukan Dimensi dari suatu besaran3. Menentukan Jumlah Angka Penting dari hasil

pengukuran

A. Ringkasan MateriBesaran didefinisikan dengan dua cara, yaitu definisi besaran secara umum dan secara fisika. Definisi besaran secara umum adalah segala sesuatu yang dapat diukur, misalnya warna, indah, cantik, panjang, luas, volume dan lain-lain.Definisi Besaran secara fisika adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka eksak, misalnya panjang, luas, volume, dan kecepatan sedangkan warna, indah, cantik bukan termasuk besaran secara fisika karena ketiganya tidak dapat dinyatakan dengan angka eksak. Besaran fisika dibagi menjadi dua macam yaitu besaran pokok dan besaran turunan.Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Dalam Sistem Internasional (SI) ada 7 besaran pokok yang mempunyai satuan dan 2 besaran pokok yang tidak mempunyai satuan.Besaran Turunan adalah adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Satuan adalah suatu besaran dengan nilai tertentu yang dijadikan sebagai pembanding dalam pelaksanaan pengukuran. Berdasarkan arahnya, besaran terbagi dua, yaitu: besaran skalar dan besaran vektor.Besaran Vektor adalah besaran yang selain memiliki besar atau nilai, juga memiliki arah, misalnya kecepatan, percepatan, gaya, momentum, momen gaya, medan listrik, medan magnet. Dll.Besaran Skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar atau nilai saja. Misalnya panjang, waktu, massa, volum, kelajuan, energi, daya, suhu, potensial listrik dan sebagainya.Konversi SatuanMengonversi Satuan Panjang

Mengonversi Satuan Massa

Dimensi suatu besaran menunjukan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokoknya. Lambang dimensi dicirikan dengan menggunakan kurung siku ( [ ] ). Mengukur adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan satuannya. Alat yang digunakan untuk mengukur disebut alat ukur. Masing-masing alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda. Mengonversi Satuan Waktu

Tabel Besaran pokok dan Turunan

Angka PentingAngka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan. Sedangkan angka eksak/pasti adalah angka yang sudah pasti (tidak diragukan nilainya), yang diperoleh dari kegiatan membilang (menghitung).

3

Page 2: Lks fisika kelas x

Aturan Angka Penting1. Semua angka yang bukan nol merupakan angka

penting. Contoh : 6,89 ml memiliki 3 angka penting. 78,99 m memiliki empat angka penting. 7000,2003 ( 9 angka penting ).

2. Semua angka nol yang terletak diantara bukan nol merupakan angka penting. Contoh : 1208 m memiliki 4 angka penting. 2,0067 memiliki 5 angka penting.

3. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting. Contoh : 7,0000, ( 5 angka penting).

4. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh: 23,50000 (7 angka penting).

5. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting. Contoh : 3500000 (2 angka penting).

6. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting. Contoh : 0,0000352 (3 angka penting).

Aturan Pembulatan• Jika angka pertama setelah angka yang hendak

dipertahankan adalah 4 atau lebih kecil, maka angka itu dan seluruh angka disebelah kanannya ditiadakan. Contoh (1) : 75,494 = 75,49 (angka 4 yang dicetak tebal ditiadakan). Contoh (2) : 1,00839 = 1,008 (kedua angka yang dicetak tebal ditiadakan)

• Jika angka pertama setelah angka yang akan anda pertahankan adalah 5 atau lebih besar, maka angka tersebut dan seluruh angka di bagian kanannya ditiadakan. Angka terakhir yang dipertahankan bertambah satu.

Membaca Alat UkurAlat Ukur PanjangMistar

Jangka Sorong

Cara membaca :Tentukan dahulu skala utama (SU) : Pada gambar SU = 2,4 cm. Tentukan skala nonius (SN) : Pada gambar skala yang berimpit pada angka 7, sedangkan 0,01 cm. Maka SN = 7 x 0,01 = 0,07 cm. Maka hasil pengkuran adalah : SU + SN : 2,4 cm + 0,07 cm = 2,47 .

Mikrometer Skrup

Cara membaca :Tentukan skala utama (SU) : Pada gbr. Terlihat 1.5 mmTentukan skala nonius (SN) : Perhatikan skala putar, garis yg sejajar dg SU adalah angka 29, maka SN = 29 x 0,01 mm = 0,29 mm. Hasil pengukuran adalah : SU + SN = 1,5 mm + 0,29 mm = 1,79 mmVektorSebuah vektor digambarkan sebagai sebuah ruas garis berarah yang mempunyai titik tangkap (titik pangkal) sebagai tempat permulaan vektor itu bekerja. Panjang garismenunjukkan nilai vektor dan arah panah menunjukkan arah vektor itu bekerja. Garis yang melalui vektor tersebutdinamakan garis kerja. Penulisan sebuah simbol besaran vektor dengan menggunakan huruf tegak dicetak tebal, misalnya vektor AB ditulis AB. Selain itu, dapat pula dinyatakan dengan huruf miring dengan tanda panah di atasnya, misalnya vektor AB ditulis AB.Vektor dalam dua sumbu

Penjumlahan Vektor

Penguraian Vektor Secara Analisis

Besar Vektor :

Arah Vektor :

4

Page 3: Lks fisika kelas x

B. Lembar Kerja SiswaPilihlah Jawaban Yang Paling Tepat1. Kelompok besaran berikut yang merupakan besaran

pokok adalah …a. panjang, kuat arus, kecepatanb. intensitas cahaya, berat, waktuc. jumlah zat, suhu, massad. percepatan, kuat arus, gayae. panjang, berat, intensitas cahaya

2. Nilai pengukuran volum yang terbesar dari hasil-hasil berikut adalah …a. 1 L b. 100 dm3 c. 1 mL

d. 100 L e. 1 m3

3. Berapa m3 terdapat dalam volum 500 cc ? ( 1 cc = mL = 1 cm3)a. 5 x 104 b. 5 x 10-4

c. 5 x 102 d. 5 x 10-6

e. 5 x 10-2

4. Di antara ukuran-ukuran jarak berikut, manakah yang paling panjang …a. 2,47 x 103 mm b. 2,47 x 105 cmc. 2,47 x 103 dm d. 2,47 x 104 me. 2,47 x 102 km

5. Banyaknya sekon dalam satu bulan adalah mendekati …a. 2,6 x 106 b. 2,6 x 109

c. 2,6 x 107 d. 2,6 x 1010

e. 2,6 x 108

6. Jarak suatu planet yang berdekatan dengan pusat galaksi kita dari bumi adalah 20 000 tahun cahaya. Jika cepat rambat cahaya adalah 300 000 000 m s-1, jarak planet itu dari bumi, dalam kilometer, adalah …a. 2 x 1015 b. 2 x 1020

c. 2 x 1017 d. 3 x 1020

e. 3 x 1017

7. Energi kinetik suatu benda yang dalam system SI dinyatakan joule, tidak lain adalah …a. kg m2 s-2 b. kg m-2sc. kg m s-2 d. kg-1 m2 s-2

e. kg m-1 s2

8. Perhatikan tabel berikut !

NoBesaran Rumus Dimensi

1 Momentum P = mv [MLT-1]2 Gaya F = ma [MLT-2]3 Daya

P = [ML2T-3]

Dari tabel di atas yang mempunyai dimensi yang benar adalah besaran nomor …a. 1 saja b. 1 dan 2 sajac. 1, 2, dan 3 d. 1 dan 3 sajae. 2 dan 3 saja

9. Daya adalah usaha per satuan waktu. Dimensi dari daya adalah …a. [ M ] [ L ] [ T ]-3

b. [ M ] [ L ] [ T ]-2

c. [ M ] [ L ] [ T ]-1

d. [ M ] [ L ]2 [ T ]-3

e. [ M ] [ L ]-2 [ T ]-2

10. Momentum adalah hasil kali massa dan kecepatan. Dimensi momentum adalah …a. [ M ] [ L ] [ T ]-2

b. [ M ] [ L ]-1 [ T ]-1

c. [ M ] [ L ] [ T ]-1

d. [ M ] [ L ]-2 [ T ]2

e. [ M ] [ L ]-1 [ T ]-1

11. Sejumlah massa gas, m, yang keluar dari lubang suatu dinding silinder yang luasnya A dalam selang waktu

singkat t dapat dinyatakan sebagai = k px y Az

dengan k adalah tetapan tak berdimensi, p adalah tekanan gas, adalah massa jenis, dan x, y, dan z adalah eksponen. Nilai x, y dan z berturut-turut adalah …

a. 1, 1, 1 b.

c. d.

e. 1,

12. Ketika membandingkan kesalahan sistematis dan kesalahan acak, pasangan sifat-sifat kesalahan berikut dalam suatu percobaan pengukuran mungkin sangat berbeda.P1 : kesalahan mungkin dihilangkanP2 : kesalahan tidak mungkin dihilangkanQ1 : kesalahan yang besar dan tandanya tetapQ2 : kesalahan yang besar dan tandanya bervariasiR1 : kesalahan akan dikurangi dengan merata-ratakan

pengukuran berulangR2 : kesalahan tidak akan dikurangi dengan merata-

ratakan pengukuran berulang.Sifat-sifat manakah yang berkaitan dengan kesalahan acak …a. P1, Q1, R2

b. P1, Q2, R2

c. P2, Q2, R1

d. P2, Q1, R1

e. P2, Q2, R2

13. Di bawah ini adalah pengukuran panjang benda dengan menggunakan jangka sorong. Hasil pengukuran ini sebaiknya dilaporkan sebagai …

Skala utama1 2

5 Nonius

a. (0,27 ± 0,01) cmb. (0,25 ± 0,01) cmc. (0,270 ± 0,005) cm d. (0,250 ± 0,005) cme. (0,250 ± 0,001) cm

14. Untuk mengetahui tebal sebuah balok kayu digunakan jangka sorong seperti gambar. Tebal balok kayu itu adalah ...

a. 0, 31 cm b. 0,13 cm c. 0,68 cmd. 0, 86 cm e. 0, 55 cm

15. Pada pengukuran panjang benda diperoleh hasil pengukuran 0,07060 m. Banyak angka penting hasil pengukuran tersebut adalah …a. satu b. lima c. tigad. enam e. empat

5

Page 4: Lks fisika kelas x

16. Hasil pengukuran panjang dan lebar suatu lantai adalah 12,61 m dan 5,2 m. Menurut aturan angka penting, luas lantai tersebut adalah …a. 65 m2 b. 65,572 m2

c. 65,5 m2 d. 66 m2

e. 65,57 m2 17. Sebuah hambatan yang tidak diketahui ditentukan

dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Besar hambatan tersebut diperoleh dari Rx = R1R2/R3. Jika R1 = 400 ± 1%, R2 = 600 ± 1% dan R3 = 100 ± 0,5% maka ketidakpastian mutlak hambatan itu (Rx) dalam ohm adalah …a. 72 b. 36 c. 60

d. 20 e. 4818. Empat siswa, masing-masing membuat sederetan

pengukuran untuk percepatan jatuh bebas g. Tabel menunjukkan hasil yang mereka peroleh. Siswa manakah yang memperoleh sekumpulan hasil pengukuran yang dapat dikatakan sebagai presisi tetapi tidak akurat …

Murid

Hasil, g (m s-2)

a 9,81 9,79 9,84 9,83b 9,81 10,12 9,89 8,94c 9,45 9,21 8,99 8,76d 8,45 8,46 8,50 8,41e 8,81 9,25 9,64 8,32

19. Percepatan gravitasi suatu planet hendak diukur dengan percobaan bandul sederhana. Dua puluh kali pengukuran periode bandul menghasilkan nilai rata-rata 5,00 sekon, dengan simpangan baku nilai rata-rata sampel 0,10 sekon. Sedangkan 10 kali pengukuran panjang bandul menghasilkan nilai rata-rata 100,0 cm dengan simpangan baku nilai rata-rata sampel 3,0 cm.

Jika rumus periode adalah, maka

ketidakpastian relatif percepatan gravitasi, dalam persen adalah …a. 1 b. 4 c. 2

d. 5 e. 320. Empat buah vektor A,B,C dan D memiliki arah dan

besar seperti pada gambar di bawah. Pernyataan yang benar adalah …

C D B A

a. A + B + C = Db. A + B + D = Cc. A + C + D = Bd. B + C + D = Ae. A + B + C + D = 0

21. Perhatikan gambar berikut. Dua buah vektor masing-masing sebesar 10 N dan F newton menghasilkan vektor resultan dengan besar 20 N dan dalam arah OA. Jika adalah sudut antara F dengan arah OA, nilai sin adalah …

F

O A

10 N

a. b.

c. d.

e.

22. Dua vektor A dan B sebesar 40 dan 20 satuan. Jika sudut antara kedua vektor itu adalah 60o, besar dari A – B adalah …

a. 20 b. 40 c. 20

d. 60 e. 3023. Jika dua vektor P dan Q sama panjang dan tegak lurus

satu sama lain ( P Q ), sudut apit antara P + Q dan P – Q adalah …a. 30o b. 900 c. 45o

d. 1200 e. 60o

24. Dua buah vektor memiliki besar yang sama. Jika hasil bagi selisih dan resultan antara kedua vektor tersebut

adalah , cosinus sudut apit antara kedua vektor

tersebut adalah …

a. b c.

d. e. 1

25. Kelompok besaran berikut yang merupakan besaran turunan adalah ….a. momentum, waktu, dan kuat arusb. kecepatan, usaha, dan massac. energi, usaha, dan waktud. berat, panjang , dan massae. percepatan, usaha, dan massa jenis

26. Pasangan besaran fisika berikut yang memiliki satuan sama adalah ….a. usaha dan gayab. usaha dan energic. momentum dan gayad. momentum dan usahae. energi dan gaya

27. Dimensi dari usaha adalah ….

28.Seorang siswa mengukur diameter sebuah lingkaran

hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah ... (= 3,14).a. 267 cm b. 26,7 cm c. 2,67 cmd. 0.267 cm e. 0,0267 cm

29.Tiga buah vektor F1=18N, F2=10N, dan F3=3N disusun seperti gambar. Jika tan = ¾ maka besar resultan ketiga vektor adalah ...a. 3 N b. 12 N c. 13 Nd. 15 N e. 18 N

30. Dua buah vektor yang besaranya F1 dan F2 memiliki titik tangkap sama. Jika F1 = F2 = R (dengan R resultan kedua vektor tersebut), maka besarnya sudut apit antara dua vektor tersebut adalah ….a. 30° b. 45° c. 60°d. 90° e. 120°

6

Page 5: Lks fisika kelas x

C. Soal UN dan Olimpiade1. Hasil pengukuran diameter sebuah kelereng dengan

menggunakan mikrometer sekrup, ditunjukkan oleh gambar di bawah, tentukan besar dari diameter kelereng tersebut! (UAN 2006)

\2. Daya adalah besarnya usaha atau energi tiap satuan

waktu, dimensi dari daya adalah ....(UAN 2006)A. M L TB. M L T-1

C. M L T-2

D. M L2 T-2

E. M L2 T-2

3. Dua buah vektor gaya F1 dan F2 masing-masing besarnya 15 N dan 9 N, bertitik tangkap sama dan saling mengapit sudut 60°, nilai resultan dari kedua vektor tersebut ... (UAN 2006)A. 15 N B. 20 N C. 21 ND. 24 N E. 30 N

4. Dibawah ini adalah besaran-besaran dalam fisika.1. panjang2. massa3. kuat arus4. gayaYang termasuk ke dalam besaran pokok adalah .... (UAN 2005)A. 1 dan 3 B. 1, 2 dan 3 C. 2 dan 4D. 3 dan 4 E. 2, 3 dan 4

5. Resultan ketiga gaya pada gambar di bawah adalah … (UAN 2004)

6. Perhatikan tabel berikut ini !

Dari tabel di atas yang mempunyai satuan dan dimensi yang benar adalah besaran nomor … (UAN 2003)A. 1 saja B. 1 dan 2 saja C. 1, 2 dan 3D. 1 dan 3 saja E. 2 dan 3 saja

7. Dua buah gaya (setitik tangkap) saling tegak lurus, besarnya masing-masing 12 N dan 5 N. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah … (Ebtanas 2002)A. 17 N B. 15 N C. 13 ND. 9 N E. 7 N

8. Tiga buah vektor setitik tangkap terlihat seperti gambar. Besar masing-masing vektor:|V1| = 30 satuan |V2| = 30 satuan |V3| = 40 satuan

Besar resultan ketiga vektor tersebut adalah … (Ebtanas 2000)A. 30 satuan B. 40 satuan C. 50 satuanD. 90 satuan E. 110 satuan

9. Momentum mempunyai dimensi yang sama dengan dimensi besaran … (Ebtanas 1999)A. impuls B. energi C. gayaD. tekanan E. percepatan

10. Sebuah pita diukur, ternyata lebarnya 12,3 mm dan panjangnya 125,5 cm., maka luas mempunyai angka penting sebanyak … (Ebtanas 1995)A. 6 B. 5 C. 4D. 3 E. 2

D. Kegiatan IlmiahBESARAN DAN SATUAN

A. Tujuan1. Mampu

mengoperasikan alat ukur panjang 2. Mampu

mengoperasikan alat ukur massaB. Alat dan Bahan

- Penggaris- Jangka Sorong- Mikrometer Sekrup- Neraca Ohaus, Neraca Lengan- Balok Kayu, Pulpen- Spidol Broad Marker- Potongan Kardus, Kertas- Beban Pemberat, Buku

C. Prosedur Kerja1. Mengukur Menggunakan Penggaris

a. Ukurlah panjang meja praktikum, balok kayu, dan pulpen

b. Lakukan pengukuran oleh semua anggota kelompok yang bebeda (bergantian)

c. Carilah rata-rata hasil pengukuran yang telah dilakukan oleh anggota kelompok

2. Mengukur Menggunakan Jangka Soronga. Ukurlah diameter luar dan dalamnya dari

ujung spidolb. Ukurlah kedalaman ujung spidolc. Lakukan pengukuran oleh semua anggota

kelompok yang bebeda (bergantian)d. Carilah rata-rata hasil pengukuran yang telah

dilakukan oleh anggota kelompok3. Mengukur Menggunakan Mikrometer Sekrup

a. Ukurlah tebal kertas dan tebal potongan kardus

b. Lakukan pengukuran oleh semua anggota kelompok yang bebeda (bergantian)

c. Carilah rata-rata hasil pengukuran yang telah dilakukan oleh anggota kelompok

4. Mengukur Menggunakan Neraca Ohaus, Neraca Lengana. Timbanglah beban pemberat dan balok kayub. Lakukan pengukuran oleh semua anggota

kelompok yang bebeda (bergantian)c. Carilah rata-rata hasil pengukuran yang telah

dilakukan oleh anggota kelompokD. Format Laporan

Buat laporan percobaan dengan format sebagai berikut:1. Judul Percobaan2. Tujuan Percobaan3. Alat dan Bahan4. Landasan Teori5. Prosedur Kerja6. Analisis Data 7. Kesimpulan8. Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari9. Daftar Pustaka

7

A. 4,78 mmB. 5,28 mmC. 5,70 mmD. 8,50 mmE. 9,28 mm

A. 0 NB. 2 NC. 2 3 ND. 3 NE. 3 3 N

Page 6: Lks fisika kelas x

Judul : Gerak LurusKelas / Semester : X / IWaktu : 2 x 45 menitMetode : Studi Kepustakaan

Berguru dahulu sebelum bergurau, Belajar dahulu sebelum melakukan perjalanan

Petunjuk Belajar :1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah

sebelum Anda melakukan kegiatan2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain

yang relevan berkaitan dengan materi besaran dan satuan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.

3. Tanyakan pada gurumu jika ada hal-hal yang kurang jelas

Kompetensi Yang Akan Dicapai1. Menjelaskan pengertian gerak.2. Menjelaskan perbedaan Gerak lurus Beraturan

(GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) serta Gerak Vertikal (GV)

3. Memahami Konsep GLB, GLBB dan GV melalui soal-soal.

A. Ringkasan MateriPengertian GerakSuatu benda dikatakan bergerak apabila mengalami perubahan kedudukan (letak) terhadap suatu titik yang ditetapkan sebagai acuan atau patokan.

Jarak dan PerpindahanJarak diartikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu, dan merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah perubahan kedudukan suatu benda dalam selang waktu tertentu dan merupakan besaran vektor.

Kecepatan dan KelajuanKecepatan adalah cepat lambatnya perubahan kedudukan suatu benda terhadap waktu dan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki arah. Kecepatan diukur dengan menggunakan velocitometer. Secara matematiks ditulis dalam bentuk :

, s = Perpindahan (m)

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perpindahan dengan selang waktunya. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut..

Kecepatan sesaat suatu benda merupakan kecepatan benda pada suatu waktu tertentu. Untuk menentukannya perlu mengukur jarak tempuh dalam selang waktu (t) yang

sangat singkat, misalnya 1/10 sekon atau 1/50 sekon. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

Kelajuan adalah cepat lambatnya perubahan jarak terhadap waktu dan merupakan besaran skalar yang nilainya selalu positif, sehingga tidak memedulikan arah. Kelajuan diukur dengan menggunakan spidometer. Secara matematis ditulis dalam bentuk :

, s = Jarak (m)

Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang ditempuh dengan waktu untuk menempuhnya.

PercepatanPercepatan adalah perubahan kecepatan dan atau arah dalam selang waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan berharga positif jika kecepatan suatu benda bertambah dalam selang waktu tertentu. Percepatan berharga negatif jika kecepatan suatu benda berkurang dalam selang waktu tertentu.

Percepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perubahan

kecepatan (v ) dengan selang waktu yang digunakan selama perubahan kecepatan tersebut ( t ). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut

Percepatan sesaat adalah perubahan kecepatan dalam waktu yang sangat singkat. Seperti halnya menghitung kecepatan sesaat, untuk menghitung percepatan sesaat, Anda perlu mengukur perubahan kecepatan dalam selang waktu yang singkat (mendekati nol). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut

, t sangat kecil

Gerak Lurus Beraturan Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda dengan kecepatan tetap. Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap. Kecepatan tetap yaitu benda

8

Jika benda bergerak dari A-B-C maka :Jarak : AB + BCPerpindahan : AC

Page 7: Lks fisika kelas x

menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 75 m/s, berarti setiap detik mobil itu menempuh jarak 75 m. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan pada gerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Persamaan pada GLB adalah :

S = S0 + v.tKeterangan :

S = jarak benda yang ditempuh (m)S0 = jarak mula-mula benda (m)v = kecepatan benda (m/s)t = waktu benda bergerak (s)

Grafik perpindahan terhadap waktu (s-t)

S (m)

t (s)

t (s)

Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v-t)

v (m/s)

t (s)

Hubungan jarak, kecepatan, dan selang waktu

v (m/s)

t (s)

Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB adalah gerak suatu benda pada lintasan garis lurus yang percepatannya tetap. Percepatan tetap menunjukkan bahwa besar dan arahnya sama.Persamaan pada GLBB :

Keterangan :a = percepatan (m/s2)v = \\\\\\\\\kecepatan pada saat t (m/s)v0 = kecepatan awal (m/s)

x = jarak yang ditempuah (m)x0 = jarak mula-mula benda (m)t = waktu selama benda bergerak (s)Grafik v – t (dipercepat)

Grafik v – t (diperlambat)

Gerak Jatuh BebasGalileo menemukan bahwa semua benda akan jatuh dengan percepatan konstan yang sama jika tidak ada udara atau hambatan lainnya. Gerak ini disebut gerak jatuh bebas.Galileo juga menyatakan : “Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama”.Persamaan pada Gerak Jatuh Bebas adalah :

Ketarangan :

Gerak Vertikal ke AtasGerak vertikal ke atas adalah gerak benda yang dilempar ke atas. Persamaan pada gerak vertical ke atas adalah :

Keterangan :

9

Page 8: Lks fisika kelas x

B. Lembar Kerja Siswa1. Pernyataan yang benar untuk benda bergerak adalah.

a. Benda tidak memiliki kedudukanb. Benda menempati ruangc. Benda diberi gayad. Benda kedudukannya tetape. Benda berubah kedudukannya terhadap titik acuan

2. Perhatikan gambar dibawah ini:

Kedudukan W dan Y terletak pada posisi. …a. –4 dan 3b. –2 dan –4c. –2 dan 3d. 3 dan –2e. 4 dan 3

3.D a l a m w a k t u 1 0 m e n i t , S c h u m a c h e r b e r h a s i l

mengendarai mobil Formula One hingga menempuh jarak 4 lapangan. Apabila sejauh 1 lapangan sejauh 5300 m, maka perpindahan yang ditempuh Schumacher sejauh. …. km.

a. 18,550b. 21,200c. 23,850d. 26,500e. 0

4. Perhatikan gambar di bawah ini:Titik O di gunakan sebagai titik acuan, besar perpindahan dari P ke R adalah. ….a. 1b. –1c. 7d. –7e. 12

5. Perhatikan gambar dibawah ini:

Perpindahan nol jika benda bergerak dari. …a. M ke N ke Ob. N ke O ke Nc. N ke P ke Md. O ke M ke Ne. O ke P ke O

6. Koordinat titik A, B, C, D, dan E adalah (-6,0), (-1,0), (2,0), (7,0), dan (9,0). Jarak yang ditempuh dari B ke titik C melalui lintasan BABC dan lintasan lansung BC adalah. …a. 7 satuan dan 3 satuanb. 3 satuan dan 7 satuanc. 13 satuan dan –3 satuand. –13 satuan dan 3 satuane. 13 satuan dan 3 satuan

7. Hasil bagi Jarak lintasan yang ditempuh dan selang waktu disebut. …a. Kecepatan rata-rata

b. Kelajuan rata-ratac. Kecepatan sesaatd. Kelajuan sesaate. Percepatan

8. Perhatikan gambar dibawah ini:

s1 = 10 km s2 = 30 km s3 = 20 km o o

t1 = 1 jam t2 = 1 jam t3 = 1 jam

Menunjukkan jarak tempuh sebuah sepeda motor terhadap waktu. Kelajuan rata-rata sepeda motor adalah. … km/jama. 1/20b. 0,2 c. 2d. 20e. 60

9. Perhatikan gambar di bawah ini;Melukiskan perjalanan dari A ke C melalui B. Jarak AB adalah 40 km ditempuh dalam waktu 0,5 jam. Jarak BC 30 km ditempuh dalam waktu 2 jam. Kecepatan rata-rata perjalan itu adalah.

…a. 95 km/jamb. 48 km/jamc. 35 km/jamd. 28 km/jame. 20 km/jam

10. Seseorang berada dalam kereta api. Orang tersebut berjalan berlawanan dengan arah gerak kereta api. Kecepatan orang tersebut 5 km/jam relatif terhadap kereta api. Jika kecepatan kereta api 40 km/jam relatif terhadap orang yang diam di tanah. Kecepatan orang tersebut menurut orang yang diam di tanah. …..a. 5 km/jamb. 40 km/jamc. 35 km/jamd. 45 km/jame. 200 km/jam

11. Sebuah Bis Pariwisata antar kota berangkat dari kota P menuju kota Q pada pukul 06,.00. Bus itu tiba di kota Q pukul 07.30. Jika jartak antara kota P dan Q adalah 105 km. Kecepatan rata-rata bus adalah. …. Km/jam.a.72b.70c.60d.55e.50

12. Sebuah sepeda bergerak di jalam lurus dengan persamaan perpindahan x = 4t2 – 2t + 2. Diketahui x diukur dalam meter dan t dalam detik. Kecepatan sepeda pada selang waktu antara t = 1 s dan t = 2 s adalah. ……m/s.a.14 b.10 c. 4 d. 2 e.1

13. Anto dan Banu bersepeda dari Solo menuju Jogjakarta yang berjarak 60 km. Anto berangkat pukul 09.30 dengan kecepatan rata-rata 20 km/jam. Banu berangkat 30 menit kemudian dengan kecepatan rata-rata 25 km/jam. Pada jarak berapa dari Solo Anto dan Banu bertemu.

10

Page 9: Lks fisika kelas x

a. 0,5 km dari Solob. 5 km dari Soloc. 30 km dari Solod. 50 km dari Soloe. 80 km dari Solo

14. Sebuah mobil berjalan dengan kecepatan yang mengalami perubahan seperti ditunjukkan grafik kecepatan v terhadap waktu t di bawah ini;

Percepatan rata-rata mobil selama bergerak dari A ke B adalah. … km/jam.a. 20 b. 30 c. 40 d. 60 e. 80

15. Sepeda motor bergerak dengan kecepatan 36 km/jam ke barat. Pengendara sepeda motor melihat ada rintangan di depan sehingga dia menginjak rem dan sepeda motor berhenti 5 detik sejak pengereman, Besar dan arah percepatan adalah. …a. 2 m/s2 ke timur b. 2 m/s2 ke baratc. 2 m/s2 ke utara d. 4 m/s2 ke timur e. 4 m/s2 ke barat

16. Kecepatan sebuah mobil dinyatakan dalam persamaan v(t) = 2t2 – t, v dalam m/s dan t dalam detik. Percepatan rata-rata mobil tersebut pada selang waktu t = 2s sampai t = 5s adalah. …a. 6 m/s2 b. 13m/s2 c. 45 m/s2 d. 54 m/s2

e. 60 m/s2

17. Pada suatu lintasan lurus kereta bergerak meninggalkan stasiun. Setelah selang waktu 20 detik kecepatannya mencapai 36 km/jam. Besar dan arah percepatan rata-rata kereta tersebut. …a. 720 m/s2 searah gerak kereta b. 720 m/s2 berlawanan arah gerak kereta c. 5 m/s2 searah gerak kereta d. 0,5 m/s2 searah gerak kereta e. 5 m/s2 berlawanan arah gerak kereta

18. Gambar berikut adalah titik – titik yang dibuat setiap detik pada suatu pita yang bergerak menurut arah anak panah

1 2 3 4 5 6 7 8Pada gambar terlihat titik ke 1, 2, 3, dan 4 berjarak sama, hal ini berarti. …

a. Pita mengalami kecepatanb. Mengalami percepatan c. Percepatan yang tetapd. Kecepatan yang berubah-ubahe. Percepatan nol

19. Perhatikan gambar berikut ini: V (m/s)

40

I

t (s) 5 II

-20Dari gambar tersebut masing-masing jarak yang ditempuh dalam waktu 5 detika. 40 m dan 20 mb. 50 m dan 100 mc. 100 m dan 50 md. 200 m dan 100 me. 100 m dan 200 m

20. Percepatan yang dialami benda yang bergerak dengan grafik kelajuan sebagai fungsi waktu seperti pada gambar di bawah.

V (m/s)

20

15

10 5

t (s) 0 5 10 15 20 25 30

Interpretasi yang benar adalaha. Pada interval waktu antara 0 sampai 10 detik.

merupakan gerak lurus beraturan dengan percepatan konstan

b. Pada interval waktu 10 sampai 15 detik merupakan gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan 2 m/s2

c. Pada interval waktu 15 sampai 20 detik merupakan gerak lurus beraturan dengan perceptyan berubah-ubah

d. Pada interval waktu 20 sampai 25 detik merupakan gerak lurus dipercepat beraturan dengan percepatan 4 m/s2

e. Jarak yang ditempuh pada 10 detik pertama 10 meter

21. Berikut gambar grafik-grafik s-t benda-benda yang melakukan GLB. Pernyataan yang benar adalah. …

a. Kecepatan terendah dimiliki benda Ib. Kecepatan terendah dimiliki benda Vc. Kecepatan tertinggi dimiliki benda IId. Kecepatan tertinggi dimiliki benda IIIe. Kecepatan tertinggi dimiliki benda V

22. Grafik di bawah ini meruipakan grafik kecepatan terhadap sebuah kereta api yang bergerak menurut garis lurus dalam waktu 5 detik. Dari grafik tersebut jarak yang ditempuh dalam waktu 4 detik adalah. ….m.

a. 60

11

● ● ● ● ● ● ● ● ●

Page 10: Lks fisika kelas x

b. 140c. 170d. 200e. 260

23. Grafik di bawah ini menunjukkan perpindahan (s) terhadap waktu (t) dari gerak sebuah benda. Kecepatan rata-rata benda tersebut adalah…. m/s.

a. 0 b. 20c. 30 d. 40e. 60

24. Grafik di samping menyatakan hubungan antara kelajuan (v) dan waktu (t) dari benda yang bergerak. Bila s dalam meter, dan t dalam detik, maka kecepatan rata-rata benda adalah. … m/s.

25. Gerak suatu benda digambarkan dengan grafik kedudukan (x) terhadap t. Bagian grafik yang menunjukkan kecepatan nol adalah. …

26. Hadi tiap pagi selalu jogging mengelilingi tanah lapangan yang berukuran 100 m x 400m sebanyak 12 kali dalam 1 jam. Kecepatan rata-rata serta kelajuan rata-rata dari gerak Hadi adalah. …a. 0 km/jam dan 12 km/jamb. 0 km/jam dan 6 km/jamc. 6 km/jam dan 12 km/jamd. 6 km/jam dan 6 km/jame. 12 km/jam dan 12 km/jam

27. Perhatikan grafik dibawah ini:v (m/s)

12345 t (detik)

a. Benda 1 mempunyai percepatan terendahb. Benda 1 mempunyai percepatan tertinggic. Benda 5 mempunyai percepatan terendahd. Benda 5 mempunyai percepatan tertinggie. Semua benda mempunyai percepatan nol

28. Pada suatu saat dua pembalap sepeda Nurhayati dan Nuraini memacu sepedanya pada lintasan lomba yang lurus. Kelajuan Nuraini 45 km/jam dam berada 600 meter sebelum garis finish, sedangkan Nurhayati

berada pada jarak 400 meter dibelakang Nuraini. Kelajuan Nurhayati agar sampai di garis finish lebih cepat daripada Nuraini.a. 50 km/jamb. 60 km/ jamc. 75 km/jamd. 80 km/jame. 90 km/jam

29. Sebuah mobil balap bergerak lurus dengan grafik kecepatan terhadap waktu sebagai berikut. Pada waktu sebagai berikut. Pada interval waktu 15 hingga 22,5 detik, mobil bergerak. ….

a. Lurus diperlambat dengan perlambatan 6,67 m/s2

b. Lurus dipercepat dengan percepatan 6,67 m/s2

c. Lurus beraturan dengan kecepatan tetap 15 m/sd. Lurus beraturan dengan kecepatan tetap 50 m/se. Tidak menentu

30. Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus dengan. ….a. Percepatan tetapb. Percepatan berubah-ubahc. Kecepatan selalu bertambahd. Kecepatan berubah-ubahe. Kecepatan tetap

31. Sebuah benda melakukan GLBB dengan grafik v-t seperti gambar dibawah ini. Benda tersebut memiliki percepatan terendah pada selang waktu. ….

Benda tersebut memiliki percepatan terendah pada selang waktu. …a. 0 – t1 b. t1 – t2

c. t2 – t3 d. t3 – t4

e. t4 – t5

32. Sebuah bus bergerak ke utara dari keadaan diam dengan percepatan 5 m/s2. Jarak yang ditempuh truk setelah 6 detik adalah. … ma. 270 b. 180c. 120 d. 90e. 36

33. Sebuah batu jatuh bebas dari lereng tebing. Jika hambatan udara diabaikan, perbandingan jarak yang ditempuh selama 3 detik dengan jarak yang ditempuh selama 6 detik adalah. …a. 4 : 1 b. 2 : 1c. 1 : 2 d. 1 : 3e. 1 : 4

34. Sebuah bola dilemparkan vertical dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2. Waktu yang dibutuhkan sampai di titik tertinggi. …a. ½ s b. 2 sc. 10 s d. 20 se. 200 s

35. Seorang tukang kayu melemparkan potongan kayu vertical ke bawah dari atap sebuah rumah yang sedang diperbaiki dengan kecepatan 2,5 m/s. Pada selang 2 detik kemudian, ia melihat kayu mengenai tanah. Jika

12

a. 0,60b. 1,67c. 2,50d. 3,0e. 4,6

a. Ab. Bc. Cd. De. E

Page 11: Lks fisika kelas x

g = 9,8 m/s2, kecepatan kayu saat menumbuk tanah adalah. … m/s.a. 21,1b. 20c. 19,6d. 9,8e. 2,5

C. Soal UN dan OlimpiadeSoal UN1. Sebuah benda bergerak dengan lintasan seperti grafik

berikut : (UN 2011)

Perpindahan yang dialami benda sebesar …a. 23 m b. 21 m c. 19 m d. 17 m e. 15 m

2. Seorang anak berjalan lurus ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6 m, dan belok lagi ke timur sejauh 10 m. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal …. (UN 2010)a. 12 m arah barat dayab. 10 m arah selatanc. 10 m arah tenggarad. 4 m arah timure. 3 m arah tenggara

3. Keecepatan (v) benda yang bergerak lurus terhadap waktu (t) seperti diperlihatkan pada grafik v – t. Jarak yang ditempuah benda dalam waktu 10 detik adalah ……. (UN 2010)

v (m/s) 20

0 4 t (s)a. 5 m b. 24 m c. 80 m d. 250 m e. 500 m

4. Grafik di bawah ini merupakan grafik GLBB, v menyatakan kecepatan, dan t menyatakan waktu. Besar percepatan benda dari grafik tersebut adalah … (UAN 2006)

a. 50 m/s2 b. 25 m/s2 c. 10 m/s2 d. 5 m/s2 e.2,5 m/s2

5. Di bawah ini tertera 5 grafik v – t pita rekaman gerak lurus berubah beraturan. Grafik yang menunjukkan percepatan terbesar adalah grafik nomor … (Ebtanas 1995)

a. (1) b. (2) c. (3) d. (4) e. (5)

6.

Dari grafik di atas, yang menunjukkan benda dalam keadaan diam adalah … (UAN 2003)a. (1) b. (2) c. (3) d.(4) e. (5)

7. Sebuah perahu motor menyeberangi sungai dengan arah perahu tegak lurus terhadap arus sungai. Kecepatan perahu motor dan kecepatan arus sungai berturut-turut 0,4 m /s dan 0,3 m /s. Bila lebar sungai 60 m, maka perahu mencapai seberang dalam waktu … (Ebtanas 1999)A. 120 sekon B. 150 sekon C. 200 sekon D. 300 sekon E. 400 sekon

8. Gambar di samping melukiskan perjalanan dari A ke C melalui B. Jarak AB 40 km ditempuh dalam waktu 0,5 jam, jarak BC 30 km ditempuh dalam waktu 2 jam. Besar kecepatan rata-rata perjalanan itu adalah … (Ebtanas 1997)A. 95 km /jam B. 48 km /jam C. 35 km /jam D. 28 km /jam E. 20 km /jam

9. Hadi tiap pagi selalu joging mengelilingi tanah lapang yang berukuran 100 m × 400 m sebanyak 12 kali dalam waktu 1 jam. Kecepatan rata-rata serta kelajuan rata-rata dari gerak Hadi adalah … (Ebtanas 2000)A. 0 km/jam dan 12 km/jam B. 0 km/jam dan 6 km/jam C. 6 km/jam dan 12 km/jam D. 6 km/jam dan 6 km/jam E. 12 km/jam dan 12 km/jam

10. Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian h di atas tanah. Setelah sampai di tanah kecepatannya 10 m/s, maka waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian ½ h dari tanah ( g = 10 m /s2) adalah … (Ebtanas 2002)A. ½ √2 sekon B. 1 sekon C. √ 2 sekon

13

Page 12: Lks fisika kelas x

D. 5 sekon E. 5 √2 sekon

Soal Olimpiade1. Sebuah elevator naik ke atas dengan percepatan ae.

Saat ketinggian elevator terhadap tanah adalah h dan kecepatannya adalah ve (anggap t = 0), sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan laju vbe relatif terhadap elevator. Percepatan gravitasi adalah g. (OSN Tingkat Kabupaten 2008)a) Hitung waktu yang diperlukan bola (t1) untuk

mencapai ketinggian maksimum relatif terhadap bumi! (1 poin)

b) Hitung ketinggian maksimum bola relatif terhadap tanah! (2 poin)

c) Hitung percepatan bola relatif terhadap kerangka elevator! (1 poin)

d) Hitung waktu yang diperlukan bola (t2) untuk mencapai ketinggian maksimum relatif terhadap elevator!(2 poin)

e) Hitung ketinggian maksimum bola relatif terhadap elevator! (1 poin)

f) Kapan bola kembali menyentuh elevator? (2 poin)

2. Sebuah talang berbentuk selinder berjari-jari R di isi air setinggi h. Diujung bawah selinder terdapat sebuah lubang berjari-jari r. Hitung berapa lama air dalam talang akan habis? (TOFI 1998)

D. Kegiatan Ilmiah

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

E. Tujuan Menentukan kecepatan rata-rata. Menentukan percepatan suatu benda

F. Alat dan BahanSumber tegangan ( Catu Daya ) Stop Watch Ticker timer KabelPapan peluncurTroliMistarPita kertasKertas karbonSelotif ( lem )

G. Prosedur Kerja1. Susunlah alat seperti gambar dibawah ini.2.

catu daya Ticker Timer Pita kertas Bidang miring

3. Dengan kemiringan tertentu luncurkan troli dan catat waktunya

4. Ulangi langkah 2 beberapa kali untuk kemiringan yang berbeda.

H. Format LaporanBuat laporan percobaan dengan format sebagai berikut:1. Judul Percobaan2. Tujuan Percobaan3. Alat dan Bahan4. Landasan Teori5. Prosedur Kerja6. Analisis Data

Menentukan kecepatan rata – rataNo Panjang pita ( cm) Waktu (detik)

12345

Menentukan percepatan

No Selisih Panjang pita (tiap 20 cacah)

Waktu (detik)

12345

7. Kesimpulan8. Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari9. Daftar Pustaka

Percayalah pada dirimu lebih dari kau mempercayai orang lain. Percayalah pada Tuhan lebih dari kau mempercayai dirimu

sendiri.

14

Page 13: Lks fisika kelas x

Judul : Gerak Melingkar Beraturan dan Gerak Melingkar Berubah BeraturanKelas / Semester : X / IWaktu : 2 x 45 menitMetode : Studi Kepustakaan

Petunjuk Belajar :1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah

sebelum Anda melakukan kegiatan2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain

yang relevan berkaitan dengan materi besaran dan satuan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.

3. Tanyakan pada gurumu jika ada hal-hal yang kurang jelas

Kompetensi Yang Akan Dicapai1. Mendefinisikan besaran-besaran fisika

dalam gerak melingkar2. Memformulasikan hubungan antara

besaran fisika dalam gerak melingkar dan gerak lurus

3. Menyimpulkan karakteristik gerak melingkar beraturan melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaran terkait

4. Menentukan kelajuan benda dan gaya sentripetal benda yang bergerak melingkar.

A. Ringkasan MateriGerak melingkar beraturan (GMB) adalah gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Arah kecepatan terus berubah sementara benda bergerak dalam lingkaran tersebut. (Lihat gambar di bawah)

Besaran Fisis pada Gerak Melingkar Beraturan1. Periode, Frekuensi dan Kelajuan Linier

2. Posisi Sudut

3. Kecepatan Sudut atau Kecepatan Anguler

= kecepatan sudut (rad/s)T = perioda (s)f = frekuensi (Hz)

Hubungan Besaran-Besaran Sudut dan Besaran – Besaran Tangensial1. Posisi Sudut dan Panjang Lintasan S

2. Kecepatan Sudut dan Kecepatan Tangensial/ Linier V

v : kecepatan linier : kecepatan sudutR : jari-jari lingkaan

3. Percepatan Sentripetal

as : Percepatan sentripetal (m/s2)v : kecepatan linier (m/s)R : jari-jari lingkaran (m)

Hubungan Roda-Roda pada GMB1. Seporos

2. Bersinggungan

15

T : Perioda (s)f : Frekuensi (Hz)

v : kelajuan linier (m/s)T : Perioda (s)R : Jari-jari Lingkaran

: Posisi sudut (rad)s : Busur LintasanR : Jari-jari (m)

: Posisi sudut (rad)s : Busur LintasanR : Jari-jari (m)

Page 14: Lks fisika kelas x

3. Dengan Sabuk/Rantai

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah GMBB adalah gerak suatu benda pada lintasan melingkar dengan percepatan tetap.Ciri-Ciri GMBB adalah :1. Besar kecepatan / kelajuan linear adalah tetap,

tetapi vector kecepatan linearnya setiap saat berubah arahnya

2. Besar vector kecepatan sudutnya setiap saat tetap3. Percepatan sudut dan percepatan tangensialnya

sama dengan nol.Pada GMBB benda mengalami dua macam percepatan, yaitu percepatan sentripetal (as) dan percepatan tangensial (as). Percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran, sedangkan percepatan tangensial menyinggung lingkaran. Percepatan total dalam GMBB adalah jumlah vektor dari kedua percepatan tersebut.

dan at : percepatan tangensial (m/s2) : percepatan sudut (rad/s2)r : jari-jari lingkaran (m)

Perhatikan gambar di bawah ini !

Dari gambar di atas diperoleh persamaan nilai dari percepatan total, yaitu :

Sedangkan arahnya adalah

B. Lembar Kerja Siswa1. Di antara ketentuan berikut ini :

(1) Kecepatan sudutnya tetap, kecepatan liniernya berubah.

(2) Kecepatan sudut dan kecepatan liniernya tetap.

(3) Kecepatan sudut berubah, kecepatan linier tetap.

Yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah …

a. (1) saja d. (2) dan (3)b. (1) dan (2) e. (3) saja

c. (2) saja2. Suatu benda berputar dengan kecepatan sudut 10

rad/s. Kecepatanya linier suatu titik pada benda berjarak 0,5m dari sumbu putar adalah …a. 20 m/s d. 9,5 m/sb. 10,5 m/s e. 5,0 m/s.c. 10 m/s

3. Sebuah sepeda motor berbelok mengelilingi suatu lintasan melingkar dengan diameter 40 m dengan kelajuan tetap 10 m/s. Percepatan sentripetal sepeda motor adalah …

a. nolb. 5 m/s2 menuju pusatc. 5 m/s2 menjauhi pusat d. 10 m/s2 menuju pusate. 10 m/s2 menjauhi pusat

4. Jarum speedometer sebuah mobil menunjukkan angka 1200 rpm, ini berarti kecepatan sudut perputaran mesin mobil tersebut adalah…a. 20 rad/s d. 40 rad/sb. 20 rad/s e. 60 rad/sc. 40 rad/s

5. Sebuah bola bermassa 0,5 kg diikatkan pada pada ujung seutas tali yang panjangnya 1,2 m dan kemudian diputar dalam suatu lingkaran mendatar. Jika tali hanya mampu menahan tegangan maksimum 60 N, maka kelajuan maksimum bola tersebut sebelum tali pitus adalah…a. 3 m/s d. 12 m/sb. 6 m/s e. 15 m/sc. 9 m/s

6. Sebuah benda bermassa m diikat dengan seutas tali yang panjangnya l, kemudian diputar sehingga benda dan tali berputar pada bidang horizontal yang licin, dengan kecepatan sudut , jika percepatan grafitasi g maka tegangan tali adalah …a. Mg d. m2/l - mgb. m2/l e. m2l - mgc. m2l

7. Sebuah benda melakukan 150 kali putaran selama 0,25 jam, besar periode putarannya adalah …a. 60 sekon d. 1/6 sekonb. 6 sekon e. 12 sekonc. 1/60 sekon

8. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut berjarak 10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total sebesar …a. 1,5 m/s2 b. 3,9 m/s2 c. 2,1 m/s2

d. 5,1 m/s2 e. 3,6 m/s2

9. Sebuah benda bermassa 0,2 kg diikat dengan tali sepanjang 0,5 m, kemudian diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertical. Jika pada saat mencapai titik terendah laju benda adalah 5 m/s dan g = 10 m/s2, maka tegangan talinya adalah …a. 2 N b. 12 N c. 8 Nd. 10 N e. 18 N

10. Sebuah titik materi bergerak melingkar dengan kecepatan sudut awal 20 rad/s, setelah menempuh sudut 100 rad, kecepatan sudutnya menjadi 60 rad/s. Besar percepatan sudutnya adalah…a. 8 rad/s2 d. 32 rad/s2

b. 10 rad/s2 e. 40 rad/s2

c. 16 rad/s2

11. Tiga buah roda dihubungkan seperti tampak pada gambar. A dan B menyatu dan sepusat A dan C

16

Page 15: Lks fisika kelas x

dihubungkan dengan rantai. Jika RA = 4cm, RB = 2cm dan RC = 10cm, maka perbandingan kecepatan sudut roda B dan C adalah …a. 1 : 5 b. 2 : 1 c. 2 : 5d. 5 : 1 e. 5 : 2

12. Sebuah batu diikatkan pada seutas benang yang dipegang di O (lihat gambar). Batu itu melakukan gerak melingkar vertical. Tegangan dalam benang …

a. Paling kecil ketika batu berada di Pb. Paling kecil ketika batu berada di Qc. Paling kecil ketika batu berada di Rd. Paling kecil ketika batu berada di Se. Sama bagi setiap kedudukan batu itu

13. Pada Saat kita naik mobil yang sedang bergerak, jika tiba-tiba mobil direm mendadak, maka akan terdorong ke depan. Hal ini terjadi karena…a. Gaya dorong mobilb. Gaya pengeremen mobilc. Gaya tarik mobild. Sifat kelembaman tubuh kitae. Pengurangan kecepatan yang mendadak

14. Sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan mempunyai … .a. kelajuan tetapb. kecepatan tetapc. percepatan tetapd .sud ut simpangan tetape. percepatan sud ut tetap

15. Sebuah bend a mengalami gerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 1 m. Jika dalam waktu 10 s mengalami perpin dahan su dut sebesar 20 putaran, maka periode gerak ben da itu a dalah … .a. 0, 2 sb. 0,5 sc. 2 ,0 sd . 5,0 se. 10,2 s

16. Percepatan sentripetal d ipengaruhi oleh beberapa faktor, kecuali … .a. laju linierb. kecepatan angulerc. jari-jari lintasand . massa bendae. perio d e putarannya

17. Perban dingan kecepatan sudut jarum penunjuk jam, menit, dan detik pada jam dinding adalah … .a. 1 : 6 : 12b. 1 : 1 2 : 18c. 1 : 1 2 : 36d .1 : 12 : 360e. 1 : 1 2 : 72 0

18. D ua buah rod a A d an B saling bersinggungan. Jika kecepatan sudut roda B sebesar 25 rad /s dan jari-jari roda A adalah ¼ kali jari-jari ro d a B, maka kecepatan sudut roda A adalah … .a. 25 rad /sb. 50 rad /sc. 75 rad /sd . 100 rad /se. 200 rad /s

19. Terdapat tiga buah roda A, B, dan C yang memiliki jari-jari berturut-turut 25 cm, 15 cm, dan 40 cm. Roda A dab B dihubungkan oleh rantai, sedangkan roda B dan C seporos. Jika roda C memerlukan waktu 2 menit untuk menem-puh 120 putaran, maka kecepatan sudut roda A dan B adalah ….a. 2π rad/s dan 1,2π rad/sb. 2π rad/s dan 2π rad/sc. 1,2π rad/s dan 2π rad/sd. 1,2π rad/s dan 1,2π rad/se. 2π rad/s dan 2,2π rad/s

20. Sebuah elektron bergerak mengelilingi proton dalam orbit melingkar dengan kecepatan 2,18 × 106. Jika jari-jari orbit elektron sebesar 5,29 × 10-11 m, maka percepatan yang dialami elektron tersebut adalah ….a. 7,98 × 1022 m/s2 b. 8,98 × 1012 m/s2

c. 7,98 × 1012 m/s2 d. 7,98 × 1032 m/s2

e. 8,98 × 1022 m/s2

C. Soal UN dan OlimpiadeSoal UN1. Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak

melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m.s-1. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka :(1) Frekuensi putarannya 4/π Hz(2) Percepatan sentripetalnya 32 m.s-2 (3) Gaya sentripetalnya 320 N(4) Periodenya 4π s.Pernyataan yang benar adalah … (UN 2011)A. (1), (2), (3), dan (4)B. (1), (2), dan (3)C. (1), dan (3) sajaD. (2), dan (4) sajaE. (3), dan (4) saja

2. Sebuah bandul ayunan digetarkan dalam ruang hampa, maka lama getaran itu berlangsung adalah....(UAN 2006)A. antara 1 – 60 detikB. antara 1 – 60 menitC. antara 1 – 24 jamD. antara 1 – 30 hariE. tak terhingga (~)

3. Sebuah sepeda motor membelok pada tikungan yang berbentuk busur lingkaran dengan jari-jari 10 m. Jika koefi-sien gesek antara roda dan jalan 0,25 dan g = 10 m/s2 maka kecepatan motor terbesar yang diizinkan adalah … (Ebtanas 1990)A. 5 m/ sB. 2,5 m/ sC. 2,0 m /sD. 1,5 m/ sE. 12 m/s

4. Seorang anak memutar sebuah batu yang diikatkan pada ujung seutas tali. Batu diputar secara horizontal, seperti gambar di bawah. Jika laju berputarnya batu dijadikan 2 kali semula, maka gaya sentripetalnya menjadi … (UAN 2008)A. 6 kali semulaB. 5 kali semulaC. 4 kali semulaD. 3 kali semulaE. 2 kali semula

17

Page 16: Lks fisika kelas x

5. Sebuah mesin penggiling padi menggunakan dua buah roda yang dihubungkan dengan sabuk seperti pada gambar di bawah ini Jika jari-jari roda A dua kali jari-jari roda B, maka perbandingan kecepatan sudut roda A dan roda B adalah……(UAN 2005)

A. 4 : 1B. 2 : 1C. 1 : 1D. 1 : 2E. 1 : 4

6. Dua roda A dan B dihubungkan dengan pita (lihat gambar). Apabila jari-jari A dua kali jari-jari B, maka yang terjadi adalah … (UAN 2004)

A. vA = 2 vBB. vA = ½ vbC. vA = vBD. ωA = ωBE. ωA = 2 ωB

D. Kegiatan Ilmiah

GERAK MELINGKAR BERATURAN

I. TujuanMenentukan kelajuan bendaMenentukan gaya sentripetal benda yang bergerak melingkar.

J. Alat dan BahanBeban kuninganBeban karetPenggarisNeraca/timbanganStop watchPipaBenang

K. Prosedur Kerja Rangkailah alat seperti gambar. Putarlah beban sebanyak 10 putaran. Tentukan

waktu untuk melakukan 10 putaran dan ukur jari-jari dari benda yang bergerak melingkar.

Ulangi langkah ke 2 beberapa kali untuk beberapa kelajuan benda yang berbeda

L. Format LaporanBuat laporan percobaan dengan format sebagai berikut:

1. Judul Percobaan2. Tujuan Percobaan3. Alat dan Bahan4. Landasan Teori5. Prosedur Kerja6. Analisis Data 7. Kesimpulan8. Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari9. Daftar Pustaka

Jangan iri atas kesuksesan orang lain, ketahuilah bahwa mereka berada di sana karena tekad dan

kerja keras

18

Page 17: Lks fisika kelas x

Judul : Hukum NewtonKelas / Semester : X / IWaktu : 2 x 45 menitMetode : Studi Kepustakaan

Petunjuk Belajar :1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah

sebelum Anda melakukan kegiatan2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain

yang relevan berkaitan dengan materi besaran dan satuan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.

3. Tanyakan pada gurumu jika ada hal-hal yang kurang jelas

Kompetensi Yang Akan Dicapai1. Menjelaskan hukum Newton sebagai

konsep dasar dinamika dan mengaplikasikannya dalam persoalan-persolana dinamika sederhana

2. Mendiskripsikan pengertian hukum-hukum newton tentang gerak dan menggunakan gambar ( diagram ) gaya dan memberikan contoh serta aplikasinya

A. Ringkasan MateriGayaGaya adalah sesuatu yang menyebabkan perubahan kecepatan, wujud, dan arah suatu benda. Gaya dapat berupa tarikan atau dorongan. Gaya termasuk besaran vektor ,yaitu besaran yang memiliki besar dan arah. Gaya dapat mengakibatkan benda diam manjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, mengubah arah gerak benda, dan perubahan bentuk. Untuk mengukur besar atau kekuatan gaya, dapat di lakukan dengan menggunakan neraca pegas, seperti yangditunjukkan.

Hukum-Hukum NewtonHukum I Newton Hukum I Newton menyatakan “jika gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka benda tersebut sedang diam dan akan tetap diam atau benda tersebut sedang bergerak lurus dengan kecepatan tetap dan akan tetap bergerak lurus dengan kecepatan tetap”. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut ΣF = O. Hukum II NewtonHukum II Newton menyatakan “percepatan

suatu benda sebanding dengan gaya total (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut, dan berbanding terbalik dengan massanya”, di tulis dalam fungsi matematik sebagai berikut: m = F/A atau ΣF = m.a.

Hukum III NewtonHukum III Newton menyatakan “jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang dikenai gaya akan mengerjakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama, tetapi arahnya berlawanan”. Faksi = – Freaksi . Hukum ketiga Newton menjelaskan bahwa tidak ada gaya yang timbul di alam semesta ini, tanpa keberadaan gaya lain yang sama dan berlawanan dengan gaya itu. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda (aksi) maka benda itu akan mengerjakan gaya yang sama besar namun berlawanan arah (reaksi). Dengan kata lain gaya selalu muncul berpasangan. Tidak pernah ada gaya yang muncul sendirian.Jenis-Jenis Gaya 1. Gaya Berat

Berat (w) merupakan gaya gravitasibumi yang bekerja pada suatu benda. Satuan berat adalah Newton (N). gaya berat (w) yang dialami benda besarnya sama dengan perkalian antara massa (m) benda tersebut dengan percepatan gravitasi (g) di tempat itu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. W = m.g.Keterangan : w = gaya berat (N), m = massa benda Kg), g = percepatan gravitasi.

w w

2. Gaya NormalGaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.

19

Page 18: Lks fisika kelas x

3. Gaya GesekGaya gesek adalah gaya yang arahnya melawan dengan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis ( fs ) dan kinetis ( fk ), sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya Stokes.

Gaya dorong F mengakibatkan benda bergerak dengan kecepatan V ke kanan tetapi dihambat oleh gaya gesekan f ke kiri. Kekasaran lantai atau permukaan suatu benda dinyatakan dengan koefisien gesekan. Besarnya koefisien gesekan sangat tergantung pada kekasaran dari permukaan kedua benda yang saling bersentuhan. Selain itu gaya penghambat atau gaya gesekan juga bergantung terhadap gaya normal yang bekerja pada suatu benda.Secara matematis di tulis dalam bentukKoefisien gesekan dibagi atas dua bagian yaitu :a. Koefisien gesekan statis (s)

Koefisien gesekan untuk menunjukkan benda siap bergerak/mulai bergerak/tidak bergerak. ( fgesekan = s . N)

b. Koefisien gesekan kinetis (k)Koefisien gesekan untuk menunjukkan benda yang sedang bergerak. ( fgesekan = k . N)

Berikut grafik perubahan gesekan statis menuju gesekan kinetik.

f

fmaks = s . N

F = 0 f = s . N F = m.a fk = k . N

F Statis Kinetis

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN AKIBATGAYA GESEKAN

Silahkan anda cari !

Penerapan Hukum Newton

a. Gerak Benda Pada Bidang Datar

Fcos = m.a

b. Gerak Dua Benda Yang Bersentuhan

F = (ma + mb) . a

c. Gerak Benda Pada Bidang Miring

a = g Sin (coba buktikan)

d. Gerak Benda Yang Dihubungkan dengan Katrol

e. Gaya Tekan Kaki Pada Lantai Lift

- Lift dalam keadaan diam

- Lift dalam keadaan naik

20

(coba buktikan)

N – W = 0 N = W

N – mg = maN = ma + mg

Page 19: Lks fisika kelas x

- Lift dalam keadaan turun

- Gerak Menikung di Jalan

- Gerak Melingkar Vertikal

4. Gaya Sentripetal

Benda yang mengalami gerak melingkar beraturan mengalami percepatan sentripetal. Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran dan tegak lurus dengan vektor kecepatan. Menurut hukum II Newton, percepatan ditimbulkan karena adanya gaya. Oleh karena itu, percepatansentripetal ada karena adanya gaya yang meni mbulkannya, yaitu gaya sentripetal. Pada hukum II Newton dinyatakan bahwa gaya merupakan perkalian antara massa benda dan percepatan yang dialami benda tersebut. Sesuai hukum tersebut, hubungan antara percepatan sentripetal, massa benda, dan gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai berikut :

Keterangan :Fs = gaya sentripetal (N)m = masa benda (kg)v = kecepatan linear (m/s)r = jari-jari lingkaran (m) = kecepatan sudut (rad/s)

B. Lembar Kerja Siswa1. Gaya F bekerja pada sebuah benda yang rnassanya

m, sehingga bergerak dengan percepatan a. Jika rnassanya menjadi 1/2 kali semula dan gaya yang bekerja tetap maka percepatan menjadiA. 1/8 aB. 1/4 aC. 1/2 aD. 2aE. 4a

2. Koefisien gesek statik antara lemari kayu dengan Lantai dasar suatu bak truk sebesar 0,75. Berapakah percepatan yang masih boleh dimiliki truk agar almari tetap tak bergerak terhadap bak truk ituA. nolB. 0,75 m/s2

C. 7,5 m/s2

D. 75 m/s2

E. 10 m/s2

3. Benda dengan rnassa 10 kg berada di bidang mendatar kasar μs= 0,40; μk = 0,35) g =10 m/s2. Bila benda di beri gaya horisontal yang tetap sebesar 30 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut adalahA. 20NB. 25NC. 30ND. 35NE. 40N

4. Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya T ke atas sejajar dengan bidang miring (lihat garnbar). Massa balok 10 kg, koefisien gesekan μs= 0,5 dan μk = 0,1, tg θ= 3/4. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, besar gaya T haruslah

A. 100NB. 70NC. 50ND. 40NE. 10N

5. Sebuah peti bermassa 50 kg, mula-mula diam di atas lantai horisontal yang kasar μk = 0,1;μs = 0,5). Kemudian peti itu didorong dengan gaya F = 100 N yang arahnya seperti pada gambar.A. 50NB. 56N FC. 80ND. 250NE. 280N

6. Balok I massanya kg dan balok IL massanya 2 kg terletak di atas lantai licin seperti pada gambar. Jika gaya F = 6 N maka gaya kontak antara kedua balok adalah.

A. 0 N21

mg – N = maN = mg - ma

Komponen sb x :

Komponen sb y :

Kecepatan Mobil

(coba buktikan)

Page 20: Lks fisika kelas x

B. 1 N C. 2 ND. 6 NE. 18 N

7. Balok-balok A, B, dan C terletak dibidang mendatar yang licin. Jika massa A = 5 kg, massa B = 3 kg, massa C = 2 kg dan F = 10 N, maka perbandingan besarnya tegangan tali antara A dan B dengan besarnya tegangan tali antara B dan C adalah

A. 5:3B. 8 : 5C. 1:1D. 5 8E. 3:5

8. Sebuah truk dengan berat W bergerak lurus dengan percepatan konstan a. Untuk mengukur percepatan a ini maka sebuah tongkat dengan massa m1

digantungkan pada badan truk tersebut seperti terlihat pada gambar, sehingga hubungan antara a dengan θ adalah

A. sin θ = 1/m1

B. cosθ = a/m1

C. tanθ = a/gD. tanθ = g/aE. sinθ = a/g

9. Balok A massanya 2 kg, balok B massanya.1 kg, mula-mula diam dan bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai setelah selang waktu:

A. 2 sekonB. sekonC. 5sekonD. 4 sekonE. 3 sekon

10. Penghapus papan tulis yang beratnya 2 N dipakai untuk menghapus papan tulis yang letaknya vertikal. Siswa yang menggunakan. penghapus tadi menekankannya tegak lurus ke papan tulis dengan gaya 10 N. Bila koefisien gesekan kinetik antara perighapus dengan papan tulis adalah 0,4, maka untuk menggerakkan dengan kecepatan tetap, siswa tadi harus menariknya dengan gaya (dalam N).A. 0,8B. 3,2C. 40D. 4,8E. 25,0

11. Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka desakan kaki orang pada lantal lift adalah (dalam N)A. 420B. 570C. 600D. 630E. 780

12. Seorang yang massanya 80 kg ditimbang dalam sebuah lift. Jarum menunjukkan angka 1000 N.

Apabila percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2

dapatlah disimpulkan bahwa:A. massa orang dalam lift menjadi 100 kgB. lift sedang bergerak ke atas dengan kecepatan

tetapC. lift sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan

tetapD. lift sedang bergerak ke bawah dengan

percepatan tetapE. lift sedang bergerak ke atas dengan percepatan

tetap13. Pada gambar sistem katrol berat benda A dan E

masing-masing 100 N dan 10 N. Apabila tali AC horizontal dan tali AB sejajar bidang, serta bidang miring dan katrol licin maka sistem seimbang untuk berat D sebesar

A. 50,5 NB. 58,5 NC. 62,5 ND. 72,5 NE. 81,5 N

14. Sebuah gaya F bekerja horizontal pada benda yang berada pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan θ seperti pada gambar berikut. Bila massa benda m dan percepatan gravitasi bumi g, maka resultan gaya yang bekerja pada benda itu adalah

A. Fcos θ - mgsin θB. Fsin θ + mgcos θC. Fsin θ - mgcos θD. Fcos θ + mgsin θE. F+ mgtg θ

15. Sebuah benda dengan massa 0,5 kg mula-mula diam pada bidang horisontal yang kasar. sebuah gaya tetap F = 3 N bekerja pada benda arah horisontal selama 10 detik. Jika diketahui koefisien gesekan kinetis benda μk= 0,5 dan percepatan gravitasi bumi g= 10 m/s2, maka benda akan berhenti setelah bergerak selama.

A. 20 detikB. 17dtikC. l5detikD. l2detikE. lOdetik

16. Balok A beratnya 100 N dilkat dengan tall mendatar di C (lihat gambar). Balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara B dan lantal = 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah (dalam N)

A. 850B. 750C. 600D. 320E. 100

17. Sebuah benda bermassa 10 kg (asalnya diam) bergeser dan A ke C karena gaya tetap = 75 N sepanjang geraknya. Jarak AB = 250 m dan kasar dengan koefisien gesekan kinetik 1/4. Sedangkan BC licin. Jika g =10 m/s2 jarak yang ditempuh selama 12 detik pertama diukur dan titik A adalah

A. 365m22

Page 21: Lks fisika kelas x

B. 245mC. 265m D. 540mE. 15m

18. Pada sebuah katrol licin tergantung dua buah benda dengan massa masing masing m1 =3 kg dan m2 = 5 kg. (g =10 m/s2). Empat detik setelah dilepaskan dan keadaan awal, tali putus. T detik kemudian (dihitung mulai saat tali putus) beban m1 melalui posisi awal. Maka T adalahA. 1 detikB. 2,3detikC. 3,2detikD. 4 detikE. 10 detik

19. Logam berbentuk kubus dengan massa 1 kg ditaruh di atas kubus logam lain yang lebih besar, dengan massa 3 kg dan sisi-sisinya 1 m. Apabila gaya 10 N dikerjakan pada kubus yang besar, sedangkan gesekan maksimum antara kedua permukaan kubus 2 N, maka suatu saat kubus kecil akan terjatuh ke lantai. Waktu yang diperlukan sampai kubus kecil terjatuh di lantai sejak gaya diberikan adalah (g = 10 m/s2):

A. lOsB. 1,5sC. 1,7sD. 2,2sE. 2,5s

20. Sebuah mobil dengan massa 2000 kg bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. Kemudian berhenti dengan tiba-tiba agar dapat berhenti dalam jarak 2 m. tentukan gaya pengereman ?

A. 2 x105 NB. 2 x 104 N

C. 2x 10 3 N

D. 2 x 102 N

E. 2 x 10 N

C. Soal UN dan OlimpiadeSoal UN1. Dua benda bermassa 2 kg dan 3 kg diikat tali kemudian

ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti gambar. Bila besar percepatan gravitasi = 10 m.s-2, gaya tegangan tali yang dialami sistem adalah …(UN 2011)

A. 20 N B. 24 N C. 27 ND. 30 N E. 50 N

Soal Olimpiade1. Seorang menarik poros katrol dengan gaya F ke

atas seperti pada gambar. Anggap katrol dan tali tidak bermassa. Massa m2 lebih besar dari pada massa m1. (OSN Kab. 2008).

a) Hitung gaya normal (N2) maksimum agar m2

tetap tidak bergerak.(1 poin)

b) Hitung gaya tegang tali T agar m2 tetap tidak bergerak. (2 poin)

c) Hitung gaya maksimum F agar m2 tetap tidak bergerak.(1 poin)

d) Berapa percepatan massa m1 untuk harga gaya maksimum ini? (2 poin)

2. (15 poin) Pada sistem di bawah terdapat gesekan antara massa m1 dan massa m2. Terdapat gesekan juga antara massa m2 dan lantai. Besar koefisien gesek (statis dianggap sama dengan kinetis) kedua permukaan ini sama yaitu µ. Katrol tidak bermassa dan tali tidak dapat mulur. (OSN Kab. 2009)a) Gambar diagram gaya pada benda 1 dan benda 2b) Tulis persamaan gerak benda 1 dan benda 2c) Berapakah besarnya gaya luar F agar sistem bisa bergerak dengan kecepatan konstan.

D. Kegiatan IlmiahHUKUM NEWTON

M. TujuanMendiskripsikan pengertian hukum-hukum newton tentang gerak dan menggunakan gambar ( diagram ) gaya dan memberikan contoh serta aplikasinya.

N. Alat dan Bahan1. Kelereng 1 buah2. Ticker Timer 1 buah3. Kertas 3 lembar4. Kereta luncur 1 buah5. Kertas karbon6. Beban ( kereta luncur 1 buah7. Catu daya 1 buah8. Beban gantung 5 buah9. Benang halus secukupnya10. Katrol dan klem 1 buah11. pita kertas secukupnya12. Papan Luncur 1 buah13. Stop Watch 1 buah14. Neraca Pegas 2 buah

23

m1m2

F

Page 22: Lks fisika kelas x

O. Prosedur KerjaKegiatan Ia. Letakkan selembar kerta di meja yang datar,

kemudian letakkan kelereng di kertas tersebut. Kemudian tarik kertas dengan cepat ( dientakkan ).

Apa yang terjadi pada kelereng tersebut ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(1)b. Ulangai percobaan ini beberapa kali dengan cara

yang sama. Dari percoaan-percobaan itu, kesimpulan apa yang dapat kamu ambil mengenai kecenderungan kelereng itu ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

c. Kemudian ketas dikembalikan pada kedudukan semula dan kelereng diletakkan lagi di atas kerta. Sekarang tariklah kertas tersebut dengan perlahan-lahan tanpa sentakan.Apa yang terjadi dengan kelereng tersebut ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(3)d. Kertas ditarik perlahan-lahan lagi seperti di atas,

kemudian mendadak tarikan dihentikan. Apa yang terjadi dengan kelereng tersebut ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(4)e. Ulangi percobaan ini beberapa kali dengan cara

yang sama. Kesimpulan apa yang dapat kamu ambil mengenai kecenderungan gerak kelereng itu ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(5)f. Bagaimana kesimpulan Anda yang dapat

dirangkum dari kegiatan di atas ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(6)Informasi :Pernyataan di atas dikenal dengan hukum kelembaban ( Hukum I Newton )

Kegiatan IIa. Susunlah alat seperti pada gambar di bawah.

Gunakan beban 100 gram, dan biarkan kereta bergerak.

b. Buatlah grafik dengan potongan-potongan pita kertas hasil rekaman untuk tiap 10 ketukan.

Grafik :

c. Ulangi a dan b dengan menggunakan beban 200 gram.

d. Bandingkan grafik pada percobaan kedua.Grafik mana yang lebih curam ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (7)Jika demikian percepatan yang mana lebih besar ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8)Kesimpulan : Untuk benda dengan massa tertentu makin besar gaya, bagaimana dengan percepatannya ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (9)

e. Ulangi a dan b dengan menggunakan dua kereta yang ditumpuk.

f. Bandingkan grafik ketiga ini dengan grafik pertama.

Grafik mana yang yang lebih curam ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(10)Jika demikian percepatan yang mana lebih besar ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(11)Kesimpulan : Untuk gaya tertentu, jika massa

benda diperbesar, bagaimana dengan percepatan benda tersebut ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (12)

g. Perhatikan kedua kesimpulan di atas, sesuaikah dengan hukum II Newton ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (13)

h. Susunlah dua buah neraca pegas seperti pada gambar di bawah ini.

i. Tariklah pengait neraca Q, sementara neraca P dikaitkan pada titik tetap.

Gaya oleh P pada Q dibaca pada neraca . . . . (14)

Gaya oleh Q pada P dibaca pada neraca . . . . (15)

j. Amati penunjuk skala pada kedua neraca.Gaya oleh P pada Q FPQ . . . . . . . . . . . . . . . (14)Gaya oleh Q pada P FQP . . . . . . . . . . . . . . . (14)Kedua gaya itu disebut pasangan gaya aksi-reaksi.

Pemahaman Kognitif1. Dari sifat kelembaman benda, coba

bagaimana cara sopir untuk menurunkan beban yang berat dari truk, sedangkan sopir tersebut seorang diri ?

2. Misalkan sebuah benda dikirim ke angkasa luar, keluar dari galaksi Bima Sakti. Bagaimanakah perubahan massa dan beratnya ?

3. Misallkan Anda menjual emas berdasarkan beratnya. Di manakah Anda memilih akan menjualnya : di Semarang atau di Alaska ( dekat kutub utara ) ?

4. Sebuah massa 5 kg dipengaruhi gaya tetap sebesar 12 newton. Hitunglah percepatan yang timbul !

5. Sebuah benda massa 3 kg dipengaruhi gaya tetap sebesar 6 newton. Berapa kecepatan dan jarak yang ditempuh oleh benda tersebut setelah 8 sekon ?

6. Sebuah benda yang massanya 2,5 ton bergerak dengan kecepatan 70 km/jam. Jika mobil direm, mobil itu akan berhenti setelah 10 sekon. Berapakah besarnya gaya yang mengerem mobil ?

7. Sebuah benda diletakkan pada puncak bidang miring licin dengan kemiringan 300. Jika massa benda 2 kg, g = 10 ms-2 dan panjang bidang miring 6,25 m, tentukan kecepatan benda pada saat di kaki bidang miring !

24

Gaya tarikkelereng

kertas F

P Q

Gambar 4.8

Gambar 4.9

Gambar 4.10

Page 23: Lks fisika kelas x

8. Apakah percepatan benda yang jatuh bebas bergantung pada berat benda ?

9. Sebuah bola gelinding ( bowling ) dengan massa 7,5 kg diluncurkan pada jalurnya dengan resultan gaya 18.25 N. Berapa percepatan yang terjadi pada bola gelinding itu ?

10.Sebuah mobil sedan dipercepat 6 ms-1 oleh gaya yang dihasilkan oleh mesinnya 7 800 N. Total hambatan angin dan gesekan jalan 600 N. Berapa massa mobil ?

P. Format Laporan

Buat laporan percobaan dengan format sebagai berikut:

1. Judul Percobaan2. Tujuan Percobaan3. Alat dan Bahan4. Landasan Teori5. Prosedur Kerja6. Analisis Data 7. Kesimpulan8. Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari9. Daftar Pustaka

25