lks fisika smp kls 8 th 10 11

Standar Kompetensi : 3. Menjelaskan konsep partikel materi

Kompetensi Dasar : 3.1. Menjelaskan konsep atom, ion, dan molekul 3.2. Menghubungkan konsep atom, ion, dan molekul dengan

produk kimia sehari-hari. 3.3. Membandingkan molekul unsur dan molekul senyawa.

A. Atom, Ion, dan Molekul

1. AtomSetiap atom dari suatu unsur memiliki sifat tertentu yang berbeda dengan

sifat atom dari unsur yang lain. Sifat atom dari unsur natrium berbeda dengan sifat atom dari unsur Oksigen, berbeda pula dengan sifat atom dari unsur Perak, dan seterusnya. Perbedaan ini meliputi semua sifat kimia dan sifat fisikanya. Sifat kimia yang berbeda disebabkan adanya perbedaan jumlah elektron yang dimiliki oleh atom. Yang termasuk sifat fisika antara lain ukuran, massa, titik didih, dan massa jenis atom.

Elektron berbeda dengan proton dalam hal muatan dan massanya. Tabel berikut menampilkan muatan partikel-partikel atom dan massa relatifnya terhadap proton.

Tabel 1. Partikel-partikel atom dan massa relatifnya

Partikel Muatan Massa relatif terhadap proton Simbol

Elektron-1

11873

E

Proton + 1 1 p+

Neutron Netral (0) 1 N

Sebuah atom mempunyai jumlah elektron dan proton yang sama. Total muatan positif yang terdapat pada inti dan total muatan negatif pada elektron saling meniadakan sehingga atom menjadi netral. Jumlah proton yang dimiliki oleh inti atom dinyatakan sebagai nomor atom, Nomor atom ini juga menyatakan jumlah elektron. Karena jumlah proton sama dengan jumlah elektron maka jumlah proton dan neutron dinyatakan sebagai massa atom tersebut. Susunan suatu atom dapat kita tuliskan dengan notasi sebagai berikut.

A χ Z

LKS 8/MGMP-IPA/KAB. BLITAR

PARTIKEL MATERI

dengan :A = nomor massa Z = nomor atomA - Z = jumlah neutronX = lambang unsur

2. IonSetiap atom memiliki proton dan elektron. Atom yang bermuatan (dapat

positif maupun negative) disebut Ion.

Peranan elektron dalam pembentukan IonProton terletak di dalam inti atom sehingga proton sulit keluar dari inti

atom. Untuk mengeluarkan proton dari inti atom diperlukan energi yang sangat besar ( reaksi inti ). Sedangkan elektron berada di luar inti atom dan mengelilingi inti atom pada suatu orbit tertentu. Elektron dapat meninggalkan suatu atom. Di samping itu, suatu atom dapat juga menerima elektron.Dasar membuat konfigurasi elektron /susunan elektron pada kulit-kulit atom: a. Atom memiliki kulit-kulit K, L, M, N dan seterusnya.b. Jumlah elektron maksimum yang mengisi tiap kulit atom dirumuskan 2n2,

dengan n adalah nomor kulit atom.c. Isilah penuh setiap kulit, mulai dari kulit K. Kemudian hitung jumlah elektron

yang tersisa.

Tabel 2. Jumlah elektron pada setiap kulitNomor Kulit Kulit Jumlah elektron maksimum pada tiap kulit

1 K 2

2 L 8

3 M 18

4 N 32

n 2n2

Contoh :1. Natrium bernomor atom 11. Pada keadaan netral, bagaimanakah konfigurasi elektronnya?Jawab: Natrium bernomor atom 11, karena nomor atom sama dengan jumlah proton yang dimiliki oleh inti atom, sedangkan jumlah proton harus sama dengan elektron, maka natrium memiliki 11 elektron. Konfigurasi untuk natrium, adalah :Pada kulit ke-I terdapat 2 elektron Pada kulit ke-2 terdapat 8 elektronPada kulit ke-3 terdapat 1 elektron Jadi konfigurasi atom natrium adalah 2 81

2. Bagaimanakah konfigurasi elektron untuk atom kalium yang bernomor atom 19 ? Jawab:


Kalium memiliki 19 elektron. Konfigurasinya adalah 2 8 81 bukan 2 8 9, mengapa ? Karena kulit atom terluar tidak boleh mempunyai lebih dari 8 elektron, sehingga

satu elektron terakhir harus dipindahkan ke kulit ke-4.

3. Bagaimanakah konfigurasi elektron atom indium ? Jawab:Atom indium memiliki 49 elektron.Korfigurasi elektron untuk atom indium adalah : Pada kulit ke-1 terdapat 2 elektronPada kulit ke-2 terdapat 8 elektron Pada kulit ke-3 terdapat 18 elektron Pada kulit ke-4 terdapat 18 elektron (sama dengan kulit ke-3) Pada kulit ke-5 terdapat 3 elektronJadi, konfigurasi elektron Indium (In) adalah 2 8 18 18 3

a. Pembentukan ion positifKonfigurasi elektron atom natrium adalah 2 8 1. Untuk mencapai

kestabilan, tentunya lebih mudah bagi atom Na melepaskan 1 elektron dari pada harus menangkap 7 elektron, sehingga untuk mencapai konfigurasi elektron 2 8, atom natrium harus melepaskan 1 elektron yang berada di kulit terluarnya. Ingat, kulit kedua telah terisi jumlah elektron maksimum (8). Karena atom natrium telah melepaskan satu elektronnya, maka dikatakan natrium menjadi bermuatan positif 1 (Na+).

b. Pembentukan ion negatifAtom klor (CI) bernomor atom 17. Atom klor memiliki konfigurasi elektron

2 8 7. Untuk mencapai kestabilan dengan konfigurasi 2 8 8, atom klor harus menangkap 1 elektron. Karena atom klor menangkap 1 elektron, maka dapat kita katakan bahwa atom klor bermuatan negatif satu (CI- ).

Ion positif dan ion negatif saling berikatan membentuk suatu senyawa yang netral. Sebagai contoh ion Na +. bereaksi dengan ion CI- membentuk NaCI.

Na+ + CI- = NaCI

Beberapa ion positif dan ion negatif

Ion Positif(Kation) Muatan

Ditulis(kation)

Ion Negatif(Anion) Muatan

Ditulis(Anion)

Natrium +1 Na + Bromida -1 Br -

Hidrogen + 1 H + Klorida -1 Cr-

Tembaga (I) +1 Cu + Florida -1 F -

Tembaga (II) +2 Cu 2+ Lodida -1 I -

Perak +1 Ag + Nitrat -1 N032-

Barium +2 Ba 2+ Nitrit -1 NO -


Ion Positif(Kation) Muatan

Ditulis(kation)

Ion Negatif(Anion) Muatan

Ditulis(Anion)

Kalsium +2 Ca 2+ Oksida -2 O

Besi (II) +2 Fe 2+ Karbonat -2 C032-

Besi (III) +3 Fe 3+ Sulfat -2 SO4

Magnesium +2 Mg 2+ Sulfida -2 S 2-

Aluminium +3 AI z+ Sulfit -2 S03 2-.

Krom +3 Cr 3+ Posfat -3 PO4 3-

Amoniurn +1 NH 4+ Posfit -3 PO33 -

Hidroksida -1 OH -

Kita melihat adanya perubahan nama yang terjadi pada atom non logam, oksigen berubah menjadi oksida.


3. MolekulKita ketahui bahwa air merupakan suatu senyawa yang memiliki rumus

kimia H 20. Dari rumus kimianya, kita ketahui bahwa senyawa air tersusun atas atom hidrogen dan atom oksigen. Senyawa air tersusun atas bagian-bagian yang lebih kecil yang disebut dengan molekul. Satu molekul air tersusun atas 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen. Jadi molekul adalah gabungan dari dua atom atau lebih.

B. Konsep Atom, Ion, dan Molekul dalam Produk Kimia sehari-hari

1. Molekul oksigenOksigen, berwujud gas pada suhu kamar. Oksigen ini tidak berbau. Bersifat

sangat reaktif dan mudah bereaksi dengan zat lain. Reaksi yang terjadi antara oksigen dengan suatu benda disebut reaksi oksidasi. Contohnya adalah perkaratan besi. Oksigen diperlukan dalam proses respirasi makhluk hidup dan dihasilkan oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis.

2. Molekul karbon dioksidaKarbon dioksida juga berwujud gas pada suhu kamar dan tidak berbau.

Karena sifatnya yang dapat memadamkan api, gas ini digunakan sebagai bahan pemadam kebakaran. Gas karbon dioksida dihasilkan oleh makhluk hidup ketika bernafas dan sebagai hasil dari proses pembakaran senyawa karbon, seperti : bensin dan batubara. Gas ini dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk membuat makanan dalam proses fotosintesis. Karena molekul karbon dioksida dapat menyerap panas dari sinar infra merah. Gas ini menyebabkan naiknya suhu bumi (Green house effect).

3. MetanaMetana adalah suatu gas alam yang utama, yang digunakan oleh sebagian

orang untuk memasak dan industri makanan. Sebenarnya metana ini tidak berbau,


tapi agar pemakainya mengetahui bila terjadi kebocoran gas, maka gas ini diberi tambahan zat agar berbau.

4. Natrium fluorida dan kalsium fluoridaKeduanya digunakan dalam penyediaan air bersih untuk rumah tangga

karena ion fluorida yang terdapat dalam larutan mampu mengurangi kerusakan gigi.

5. Amonium sulfat dan ammonium nitratSenyawa tersebut digunakan sebagai pupuk. Keduanya terlarut dalam air

dan melepaskan ion yang mengandung nitrogen yang selanjutnya diserap oleh tanaman. Nitrogen diperlukan untuk pembentukan protein. .

Diskusi : Perhatikan senyawa berikut ini dan hitunglah jumlah masing-masing atom pada senyawa berikut!

Senyawa Rumus Senyawa Jumlah atom unsur penyusunAir H 2 OKarbondioksida CO2

Amonia N H 3

Metana C H 4

Asam Sulfat H 2 S 04

Molekul unsur dan molekul senyawaBerdasarkan jenis atom penyusunnya molekul dibedakan menjadi 2 yaitu molekul unsur dan molekul senyawa.1. Molekul Unsur

Molekul unsur adalah molekul yang hanya terdiri dari satu jenis atom penyusun. Contoh molekul unsur adalah H2, CI2, O2, I2 dan F2. Perhatikanlah bahwa pada molekul unsur, atom-atom penyusunnya merupakan unsur nonlogam.

2. Molekul SenyawaMolekul senyawa adalah molekul yang tersusun atas lebih dari satu jenis

atom. Contoh mole kul senyawa adalah air (H2O), gula atau sukrosa (C2H22011), karbon dioksida CO2, dan metana CH 4

C. Perbedaan antara Molekul Unsur dan Molekul SenyawaPerbedaan antara molekul unsur dengan molekul senyawa, antara lain :

a. Jumlah jenis atom penyusunnyaContoh : molekul unsur oksigen dan molekul unsur senyawa air.

Pada molekul unsur hanya terdapat satu jenis atom, sedangkan pada molekul senyawa terdapat lebih dari satu jenis atom penyusun.b. Pembentukan molekul unsur.

1) Pembentukan (H).Terdapat 2 atom hidrogen (H) dalam satu molekul H2 a) Setiap atom hidrogen memiliki satu elektron.


b) Elektron tersebut berusaha membentuk konfigurasi elektron yang stabil, yaitu 2 (jumlah

maksimum elektron pada kulit k-1)c) Kedua elektron mempunyai kekuatan yang cukup untuk saling tarik menarik.d) Kedua elektron dipakai oleh dua atom (sharing).e) Masing-masing inti atom mempunyai dua elektron yang dipakai bersamaan membentuk

satu ikatan kovalen (co = bersama; valen = ikatan). Ikatan yang terjadi ditunjukkan sebagai

H-H.c. Pembentukan molekul senyawa

Untuk memahami pembentukan molekul senyawa perhatikan uraian penjelasan berikut:

1. Pembentukan molekul air- Molekul air terdiri dari 2 atom H dan 1 atom O.- Atom H memiliki 1 elektron pada kulit atom terluarnya.- Atom O memiliki 6 elektron pada kulit atom terluarnya.- Masing-masing atom H ingin 1 elektron dengan eara menarik 2 elektron dari

atom O.- Atom O menginginkan 2 atom, Caranya adalah dengan menarik 2 elektron dari 2

atom H.- Terdapat 2 ikatan kovalen, Bagaimanakah cara menuliskan ikatan kovalennya ?

2. Pembentukan molekul NaCIa. NaCI tersusun atas 1 atom Na clan 1 atom C1.b Atom Na cenderung bermuatan +1 dan atom CI cenderung bermuatan -1.c. Muatan positif dan muatan negatif saling tarik menarik membentuk ikatan.

Diperlukan 1 ion Na+ dan 1 ion CI agar terbentuk 1 molekul NaCI yang bermuatan netral. Pada pembentukan NaCI tidak terjadi pemakaian elektron secara bersama, tetapi yang terjadi adalah transfer elektron. Ion Na+ dan ion CI- saling tarik menarik membentuk ikatan, yang disebut ikatan ionik.


Berdasarkan artikel di atas, jawablah pertanyaan berikut!


RANGKUMAN1. Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut.2. Atom terdiri dari elektron, proton dan neutron.3. Ion adalah atom yang bermuatan. Ion yang bermuatan positif disebut kation dan

yang bermuatan negatif disebut anion.4. Molekul adalah bagian yang paling kecil dari suatu senyawa yang masih memiliki sifat

senyawa tersebut.5. Berdasarkan jenis atom yang menyusun molekul, molekul dibagi menjadi molekul

unsur clan molekul senyawa.

UJI KOMPETENSII. Pilihlah salah satu jawaban yang kamu anggap paling benar!1. Partikel terkecil dari sebuah unsur yang masih memiliki sifat unsur disebut....

a. atom c. elektronb. molekul d. molekul unsur

2. Massa suatu atom ditentukan oleh....a. jumlah elektron c. jumlah elektron dan protonb. jumlah proton d. jumlah proton dan

neutron3. Suatu atom memiliki data sebagai berikut:

24X12

Pernyataan yang salah adalaha. nomor massa atom X adalah 24b. nomor atom X tersebut adalah 12c. jumlah protonnya adalah 24d. jumlah elektronnya adalah 12

4. Sulfur memiliki konfigurasi elektron 2 8 6. Berapakah jumlah proton yang dimiliki oleh atom sulfur tersebut ...


a. 2 c. 6b. 8 d. 16

5. Magnesium memiliki jumlah elektron 12. konfigurasi elektron yang mungkin dari magnesium adalah ...

a. 12 c. 2 12b. 2 8 2 d. 2 8 12

6. Gas alam yang digunakan oleh sebagian orang untuk memasak dan industri makanan adalah......a. Karbondioksida c. Amoniakb. Nitrogen d. Amonium klorida

7. Jumlah elektron valensi dari suatu atom yang mempunyai nomor atom 16 adalah…..a. 6 b. 4 c. 2 d. 1

8. Yang termasuk molekul unsur pada rumus molekul berikut ini adalah .... a. NH 3 c. O2

b. H20 d. MgBr,. 9. Yang dimaksud dengan elektron valensi dalam suatu atom adalah........

a. jumlah semua elektronnyab. jumlah elektron terluarnyac. jumlah semua partikel dalam inti atomd. jumlah protonnya

10. Atom X memiliki konfigurasi elektron 2 8 3. Pernyataan berikut yang benar adalah ......

a. atom X memiliki 13 elektron pada kulit terluarb. atom X adalah aluminium yang mempunyai 13 protonc. atom X adalah natrium yang memiliki 11 elektrond. atom X adalah boron yang memiliki 3 elektron pada kulit terluar

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!1. Apa yang dimaksud dengan atom?2. Sebutkan partikel penyusun atom!3. Bagaimanakah suatu atom membentuk ion?4. Jelaskan cara pembentukan ion pada atom Mg yang mempunyai konfigurasi

elektron 2 8 2!5. Apa yang dimaksud dengan konfigurasi elektron?6. Tuliskan konfigurasi elektron dari atom 19 K dan 31Ga !7. Apa yang dimaksud dengan molekul unsur !8. Jelaskan perbedaan antara molekul unsur dan molekul senyawa !9. Tuliskan jenis molekul dari rumus molekul berikut:

a. H2Ob. CaOc. N2

d. Cl2

e. S8

10. Berikan masing-masing 4 contoh dari molekul unsur dan molekul senyawa dalam kehidupan sehari-hari!


A. PENGERTIAN GAYAApa yang akan kamu lakukan jika ingin memindahkan meja? Coba kamu

perhatikan Gambar 4.1 ! Jika kamu ingin memindahkan meja, maka kamu akan menariknya atau mendorongnya. Kegiatan menarik atau mendorong merupakan kegiatan memberikan gaya. Jadi gaya adalah suatu tarikan atau dorongan.

(a) (b)

Gambar 4.1 (a) Mendorong dan (b) Menarik meja, berarti memberikan gaya pada meja.

.1. Macam-macam Gaya


Gaya adalah sesuatu yang jika dikerjakan terhadap benda dapat menyebabkan terjadinya perubahan gerak atau bentuk

GAYA DAN HUKUM NEWTON

Standar Kompetensi : 5 Memahami peranan usaha, gaya dan energi dan kehidupan sehari-hari

Kompetensi Dasar : 5.1 Mengidentifikasi jenis jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya dalam suatu benda yang dikenai gaya. 5.2 Menerapkan hukum Newton untuk menjelaskan berbagai peristiwa dalam kehidupan sehari-hari

Berdasarkan sifatnya , gaya dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuha. Gaya Sentuh

Jika anda menendang bola, tetapi tidak mengenainya, dapat bergerakkah bola itu? Bagaimana pula jika penjaga gawang tidak tepat dalam menangkap bola? Dapat berhentikah bola itu?Perubahan gerak pada bola hanya terjadi apabi!a dikerjakan gaya melalui sentuhan. Sebaliknya jika tidak terkena sentuhan, maka tidak terjadi pula perubahan gerak. Dengan demikian, gaya baru dapat bekerja sete!ah terjadi sentuhan. Gaya yang demikian ini disebut gaya sentuh.

Contoh gaya sentuh dalam kehidupan sehari-hari1)

Seseorang mengangkat barbel.2)

Gaya mesin mengangkat beban.

Gaya mesin, ialah kekuatan yangdikeluarkan oleh mesin-mesin untuk dipergunakan dalam mengangkat, memindah atau melakukan berbagai macam pekerjaan.

3)

Gaya kefapel.

b. Gaya Tak Sentuh


Gaya dorong, gaya tarik, gaya angkat dan sebagainya yang berasal dari kekuatan atau kesanggupan tubuh.Misalnya : mendorong meja, mengangkat besi (barbel), menarik gerobak, dan sebagainya.

Gaya pegas ialah kekuatan yang timbul dari sebuah benda ketika kembali pada kedudukan semula. Misalnya gaya pada per (pegas), karet yang direntangkan (pada permainan ketapel).

Ambillah sebuah kompas! Bagaimana arah jam kompas dalam keadaan netral? Dekatkan sebuah magnet diatas kompas, kemudian gerak-gerakkan ke kiri dan ke kanan! Mengapa jarum kompas ikut bergerak ke kiri dan ke kanan padahal magnet tidak menyentuh jarum?

Gaya sentuh adal ah gaya yang bekerja setelah melalui sentuhan.

Gaya tak sentuh pada magnet

Ternyata jarum kompas dapat mengalami perubahan arah sebagai akibat gaya magnet yang dapat bekerja tanpa mela!ui sentuhan. Gaya semacam itu disebut gaya tak sentuh.

Contoh gaya tak sentuh sehari-hari.1) Gaya magnet, ialah kekuatan magnet untuk menarik atau

menolak suatu benda. Misalnya : magnet dapat menarik besi, baja, nikel.

2).

Gaya listrik pada sisir plastik dapat menarik potongan kertas kecil. 3).

Benda mempunyai berat karena gravitasi bumi.2. Pengaruh Gaya Pada Benda

Gaya yang bekerja pada benda mempengaruhi keadaan benda tersebut. Misalnya, meja yang diam jika diberi gaya tarikan atau dorongan akan bergerak. Jadi, benda yang diam akan bergerak jika diberi gaya. Contoh lain, misalnya bola yang sedang bergerak tiba-tiba ditangkap maka akan menjadi diam. Jadi, benda yang bergerak dapat diam jika diberi gaya.

Perubahan lain yang dapat ditimbulkan oleh pengaruh gaya, yaitu benda dapat berubah bentuk clan ukurannya. Hal itu dapat terjadi pada pegas yang awalnya pendek apabila ditarik akan menjadi panjang (bentuknya berubah). Contoh lain, misalnya seorang anak yang melempar bola kearah anak yang lain kemudian dipukul balik, maka arah bola berubah.

Berdasarkan gejala-gejala di atas, apabila pada suatu benda dikerjakan sebuah gaya, maka akan menimbulkan perubahan-perubahan sebagai berikut :

a. Benda diam menjadi bergerak.


Gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja tanpa melalui sentuhan.

Gaya listrik, adalah gaya yang ditimbulkan oleh benda yang bermuatan listrik.Misalnya, sisir plastik yang digosokkan pada rambut kering dapat rnenarik potongan-potongan kertas kecil, tanpa menyentuhnya lebih dahulu.

Gaya tarik bumi (gravitasi bumi).Adalah kekuatan bumi untuk menarik benda-benda sehingga dapat jatuh ke tanah dan mempunyai berat.Misalnya, batu atau benda lain jika diangkat terasa memiliki berat dan apabila dilepas dapat jatuh ke tanah.

b. Benda bergerak menjadi diam.c. Bentuk dan ukuran benda berubah.d. Arah gerak benda berubah.

3. Satuan GayaDalam Satuan Internasional, satuan gaya adalah Newton (Newton = Kg. m/s2)

Dalam system CGS satuan gaya adalah Dyne1 Dyne = 1 gram.cm/s 2

1 newton (N) = 100.000 dyne = 105dyne sehingga 1 Dyne = 10 -5 Newton

4. Alat Pengukur Gaya Alat untuk mengukur gaya adalah neraca pegas. Di dalam neraca pegas terdapat

per / pegas, apabila ditarik menggunakan gaya tertentu akan menunjukkan angka yang menyatakan besar gaya tersebut

Kegiatan 1 : Tujuan : memahami gaya sentuh dan gaya tak sentuh.

ALAT DAN BAHAN

- Paku : 1 buah- Magnet : 1 buah- Trolly : 1 buah

I. Gaya sentuh

a. Letakkan trolly di atas meja, kemudian dorong dengan tanganmu. Apa yang terjadi? …………………………………………………………………………

b. Mengapa demikian? …………………………………………………………...c. Dapatkah trolly bergerak tanpa disentuh tangan?………………………………d. Gaya apakah yang bekerja pada trolly tersebut? ………………………………

Informasi :Benda bergerak atau berubah bentuk karena adanya gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Kesimpulan :Dari kegiatan di atas coba sebutkan suatu kesimpulan !


Satu Newton (1 N) adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda 1 kg sehingga bergerak dengan

percepatan 1 m/ s2.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

II. Gaya tak sentuh

a. Letakkan sebuah paku di atas meja !

b. Dekatkan magnet pada paku tersebut. Apa yang terjadi ? ………………………………………...

c. Mengapa demikian? ……………………………………………………………d. Apakah pada saat paku bergerak magnet menyentuh paku? ...................

…………………..e. Gaya apakah yang terjadi pada paku? …………………………………………

Kesimpulan :Dari kegiatan di atas coba sebutkan suatu kesimpulan !…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Diskusi :

1. Berdasarkan kegiatan di atas ada berapa jenis gaya ? ……………………….. Sebutkan ! ……………………………………………………………………..

2. Isilah tabel di bawah ini dengan mengisi jenis gaya yang bekerja pada suatu benda

No. Pernyataan Jenis Gaya1. Buah mangga jatuh dari pohonnya2. Menendang bola3. Mistar plastik menarik potongan kertas kecil-kecil4. Anak panah terlepas dari busurnya5. Mobil direm6. Daun-daunan tertiup angina

B. Cara Melukis GayaGaya adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Oleh karena itu gaya termasuk

besaran vektor. Dalam lukisan gaya besarnya nilai gaya dinyatakan dengan panjang anak panah sedangkan arah gaya ditunjukkan oleh arah anak panah.


Contoh: O L P

Keterangan : O = Pangkal gayaP = Arah gayaL = OP = Besar/nilai gaya

C. Resultan GayaPerpaduan dua gaya atau lebih yang bekerja pada suatu benda disebut resultan

gaya. Bentuk-bentuk resultan gaya sebagai berikut: 1. Gaya segaris dan searah

Apabila dua gaya yang segaris atau searah dipadukan menjadi satu maka nilai resultannya adalah jumlah dari dua nilai gaya tersebut. Jadi R = F1 + F2

Perhatikan gambar berikut!

F1

F2

F1 F2

R

2. Gaya segaris dan berlawanan arahApabila dua gaya yang segaris dan berlawanan arah dipadukan makanilai resultannya adalah selisih dari gaya yang lebih besar dikurangi gaya yang lebih kecil. Jadi R = F1 - F2

F1

F2

R

3. Gaya membentuk sudut /arahnya saling tegak lurusApabila dua gaya yang bekerja pada benda saling tegak lurus maka resultannya R

adalah akar dari jumlah kuadrat masing-masing gaya. Jadi R = F1

R

F2

Kegiatan 2 : Perhatikan gambar kegiatan berikut dan buatlah kesimpulan!

Tujuan : memahami resultan dari dua gaya

Dua orang anak pada gambar (a) sedang mendorong meja pada arah yang sam:3, artinya terdapat dua gaya searah yang bekerja pada meia dalam satu garis kerja. Misalkan, anak pertama mendcrong dengan gaya 80 N dan anak kedua dengan gaya 75 N. maka, resultan gaya yang bekerja pada meja merupakan penjumlahan darigaya-gaya tersebut. Jadi, resultan gayanya adalah 80 N ditambah 75 N sama dengan 155 N.


(a) (b)

Gambar (a) Dua gaya atau lebih yang searah dan segaris kerja resultan gayanya merupakan penjumlahan dari gaya-gaya tersebut dan (b) dua gaya yang berlawanan arah dan segaris kerja resultan gayanya merupakah selisih dari gaya-gaya tersebut.

Misalkan, Anak A menarik dengan gaya 30 N dan anak B menarik dengan gaya 50 N. Resultan gaya yang bekerja pada benda merupakan selisih dari gaya-gaya tersebut. Jadi, resultan gayanya adalah 50 + (30) sama dengan 20 N ke arah anak B.Kesimpulan :a. Gaya-gaya yang bekerja searah, resultan (R) = jumlah gaya-gaya. R = ...............b. Gaya-gaya yang bekerja berlawanan, resultan (R) = selisih dari gaya-gaya. R = ...............

Contoh soal 1.1. Tiga buah gaya masing-masing F, = 50N, FZ = 150N clan F3 = 200N. Ketiga gaya

tersebut bekerja pada sebuah benda dengan garis kerja sejajar dan searah. Hitung resultan gaya-gaya tersebut.Javrab : R = F1+ F2 + F3

= 50N + 150N + 200N = 400N

3. Empat buah gaya masing-masing F, = 250N, F2 = 50N, F3 =100N dan Fa = 25N bekerja pada suatu benda dengan garis kerja segaris. Gaya F, dan F4 searah, tetapi berlawanan arah dengan gaya F2 dan F3. Hitung resultan gaya-gaya tersebut.Jawab:R = F1 +Fz - F3 - F4

= 250N + 25N - 50N -100N = 125N

Latihan.1. Tiga buah gaya masing-masing besarnya 25 dn, 75 dn clan 100 dn bekerja pada suatu

benda dengan garis kerja segaris. Ketiga gaya tersebut arahnya sama. Hitung besar dan lukiskan resultan gaya-gaya tersebut.

2. Lima buah gaya masing-masing F, = 25N, Fz = 75N, F3 = 50N, F4 = 100N, dan F5 = 200N bekerja pada suatu benda dengan garis kerja segaris. Gaya F,+ F2 dan F5 searah clan berlawanan arah dengan gaya F3 dan F4. Lukiskan arah resultan gaya-gaya itu dan hitung besarnya. Kemanakah arah resultan gaya-gaya itu?

3. Gaya F,=F2=100N bekerja pada sebuah benda dengan arah berlawanan. Mungkinkah benda itu bergerak?

Gaya Seimbang


A

T B A

Tampak bahwa terdapat dua gaya yang berlawanan arah. Karena keadaan setimbang maka kedua gaya itu harus sama besar.

Jadi :Gaya-gaya dalam keadaan seimbang bila besarnya sama dan arahnya berlawanan.

D. Hukum Newton 1. Hukum I Newton

Kegiatan 1 : Letakkan sehelai kertas di atas meja. Letakkan gelas berisi air di atas kertas.

Tarik kertas dengan cepat. Apa yang terjadi?

Peristiwa di atas berkaitan dengan Hukum I Newton.Hukum I Newton berbunyi "Jika resulfan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam d a n benda yang mula-mula bergerak Iurus beriaturan akan tefap bergerak lurus beraturan'".Secara matematis, Hukum I Newton dirumuskan : Jika ΣF = 0, maka v = 0 atau v = konstan.

Sebuah benda bermassa 2 kg digantung pada seutas tali seperti gambar di samping. Bila percepatan grafitasi bumi 10 m/s2 dan benda dalam keadaan seimbang, tentukan gaya tegangan tali.Penyelesaian:Berat benda = W = m.g = 2 kg x 10 m/s2

= 20 N


Gambar tersebut menunjukkan dua regu (regu 1 dan regu 2) sedang bermain tarik tambang. Karena kedua regu kel:uatannya sama maka tidak ada regu diantara keduarya yang tertarik, artinya posisinya teta?; walaupun keduanya mungkin sama-sama mengerahkan seluruh tenaganya untuk menarik tambang tersebut. Keadaan seperti ini dinamakan keadaan setimbang.

Hukum I Newton : ΣF = 0 W – T = 0 T = WJadi tegangan tali = 20 N

A. Hukum II Newton

Hukum II Newton menyatakan bahwa : ” Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Secara matematis hukum II Newton dinyatakan sebagai:

a =

∑ F

m atau ΣF = m. a m

dengan : a = percepatan

benda (m/s2) ΣF = resultan gaya

(N) m = massa benda (kg)

Contoh : Sebuah mobil mainan bermassa 0,75 kg ditarik dengan gaya sebesar 1,5 N hingga bergerak. Bila gesekan antara ban dan lantai diabaikan, berapakah percepatan yang dialami mobil tersebut!

Penyelesaian : Diketahui : F = 1,5 N

m = 0,75 kgDitanya : a ?

Jawab : a =

Fm

=

1,5N0 ,75 kg

= 2 m/s 2

B. Hukum III Newton

Newton merumuskan hukumnya yang ketiga yang berbunyi :


“Jika benda pertama menqerjakan gaya terhadap benda kedua maka benda kedua pun akan mengerjakan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya

berlawanan."Jadi, apabila suatu benda mengerjakan gaya (melakukan aksi) terhadap benda

lain, maka benda lain juga akan mengerjakan gaya (memberikan reaksi) terhadap benda lain itu. Pasangan kedua gaya ini sering dikenal dengan pasangan gaya aksi-reaksi.

Secara matematis, Nukum III Newton dirumuskan : F1 = - F2 dengan F1 = gaya aksi

F2 = gaya reaksiTanda ( - ) menunjukkan kedua gaya berlawanan arah.

Untuk memahami hukum aksi- reaski ini, perhatikan perhatikan gambar di bawah ini!

Anak A memberikan gaya pada anak B, anak B juga memberikan gaya pada anak A yang besarnya sama fetapi arahnya berlawanan.LATIHAN :1. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik oleh

dua buah gaya yang saling berlawanan seperti pada gambar disamping. Jika gesekan dengan permukaan meja diabaikan, berapakah percepatan benda tersebut dan kemana arahnya?

2. Sebuah batu bermassa 5 kg diletakkan diatas meja. Berapa besar gaya yang dikerjakan meja pada batu dan kemana arah gaya tersebut?

D. GAYA GESEKAN

Gaya gesekan terjadi pada permukaan dua buah benda yang bersentuhan. Misalnya : antara buku dengan meja, roda kendaraan dengan jalanan, dan meja dengan lantai. Gaya gesekan juga memiliki arah. Arah gaya gesekan adalah berlawanan dengan arah gerak benda. Bila buku yang ada diatas meja ditarik ke kanan, maka arah gaya gesekan ke kiri. Demikian pula bila buku ditarik kekiri, maka arah gaya gesekan ke kanan. Oleh karena arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya gesekan cenderung menghentikan gerak benda :


Gaya gesekan adalah gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang bergesekan dengan arah berlawanan dari gerak benda. Gaya gesekan termasuk gaya sentuh karena hanya mungkin terjadi jika dua benda saling bersentuhan.

Misal pada balok yang dikenai gaya.Balok diam tidak bergerak karena adanya gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan gaya tarik. Gaya gesek yang terjadi pada dua benda dalam keadaan diam disebut gaya gesekan statis. Sedangkan gaya gesekan yang terjadi pada dua benda yang bergerak disebut gaya gesekan kinetik.Gaya gesekan statis terjadi pada dua benda dalam keadaan diam tidak bergerak. Gaya gesekan kinetik terjadi pada dua benda dalam keadaan bergerak.

Besarnya gaya gesekan dipengaruhi oleh :a. Kasar dan halusnya permukaan benda yang bergesekan.b. Gaya berat atau gaya normal benda yang bergesekan.c. Luas permukaan benda yang bergesekan

Kegiatan 1: Menyelidiki gaya gesek pada benda Tujuan : Memahami gaya gesek

ALAT DAN BAHAN- Neraca pegas- Balok- Meja permukaan kasar dan halusLankah kerja :

a.Letakkan balok di atas meja yang permukaannya kasar, kemudian tariklah balok itu dengan neraca pegas secara perlahan ! Perhatikan angka yang ditunjuk oleh neraca pegas ! Pada gaya tarik berapakah tepat mulai balok bergerak ? ……………………Informasi :Besarnya gaya tarik balok tepat mulai bergerak sama dengan gaya gesek statis.

b.Ulangilah kegiatan di atasmenggunakan meja yang permukaannya halus, kemudian pada lantai ! Kemudian catatlah hasil percobaan tersebut pada table berikut !

No. Bidang Permukaan Gaya Gesek ( Newton )1.2.3.

Meja kasarMeja licin / halusLantai / tanah

...............................................

...............................................

...............................................

Apakah besarnya gaya gesekan dari balok yang ditarik pada permukaan bidang di atas sama ? .....................................................................................................................................................................Jelaskan apa penyebabnya ! ..................................................................................................................................................................... Kesimpulan : ......................................................................................................................................………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Keuntungan dan kerugian gaya gesek.

Gaya gesekan sehari-hari selalu kita jumpai bahkan kita melakukannya sendiri, diantaranya :a. Jalan beraspal lebih halus dibandingkan dengan alan tanah berbatu. Hal itu lebih

menguntungkan karena gaya gesekannya menjadi lebih kecil agar laju sepeda dan kendaraan lain dapat lebih kencang.

b. Bantalan peluru sepeda atau poros penumpu roda kendaraan diberi logam bulat kecil (gotri). Tujuannya agar gaya gesekannya menjadi lebih kecil dan perputarannya menjadi sempurna.

c. Ban mobil atau ban sepeda diberi bergerigi atau alur berlekuk-lekuk. Tujuannya agar gaya gesekan menjadi lebih besar sehingga ketika kendaraan melaju dijalan licin tidak selip (tergelincir).

d. Ketika anda berjalan ditempat licin seperti lantai berminyak, atau lantai berlumur, maka telapak kaki anda akan mengkerut sehingga gaya gesekan menjadi lebih besar, agar anda tidak tergelincir.

e. Untuk memperlambat kecepatan, semua kendaraan dilengkapi dengan rem. Prinsip kerja rem adalah memperbesar gaya gesekan antara kisaran roda dengan karet (kampas) rem.

Selain menguntungkan, terdapat pula beberapa kejadian gaya gesekan yang merugikan.

Kegiatan 2 : Diskusi Tujuan : mengetahui keuntungan dan kerugian dari gaya gesek

Diskusikan dengan temanmu contoh gesekan yang menguntungkan dan yang merugikan!Contohnya :a. Jalan beraspal yang terkena tumpahan minyak pelumas (oli), menjadi licin. Akibatnya

sangat membahayakan bagi kendaraan yang melewatinya karena dapat ..,….. akibat gaya gesekan yang ..........

b. Ban mobil atau sepeda motor yang telah halus juga sangat membahayakan jika melewati jalan beraspal terutama pada waktu hujan. Sebab gaya gesekannya ………….. sehingga kendaraan dapat tergelincir.

c. Alas sepatu atau sandal yang terbuat dari kulit mempunyai gaya gesekan lebih kecil, dan jika dipakai, lantai yang halus dapat menyebabkan....

LATIHAN1. Gaya gesekan termasuk gaya sentuh karena ........2. Gaya gesekan adalah ........3. Gaya gesekan pada benda diam diatas meja merupakan gaya gesek ………..4. Faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan ialah ..............5. Apa pengaruh roda terhadap gaya gesekan?6. Jalan beraspal mempunyai gaya gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan jalan

berbatu karena ...............7. Poros penumpu roda kendaraan selain diberi gotri juga diberi pelumas. Maksudnya

agar dapat berputar sempuma karena .............


8. Gaya gesekan pada alas sepatu atau sandal yang terbuat dari kulit lebih …. daripada alas sepatu yang terbuat dari karet. Sebab permukaan kulit lebih ………... daripada karet.

9. Ban mobil yang telah halus sangat berbahaya karena dapat selip karena gaya gesekan yang ... …..

10.Mengapa memanjat tiang dari besi lebih sulit daripada memanjat pohon kelapa?

F. MASSA DAN BERATDefinisi massa benda adalah banyaknya zat yang dikandung oleh benda itu.

Dengan definisi itu sudah barang tentu massa zat tidak akan mengalami perubahan dimanapun benda itu berada. Jadi bila benda itu dibumi mempunyai massa 60 kg, di bulanpun massanya tetap 60 kg.Lain halnya dengan berat. Berat benda berubah-ubah menurut tempat dimana benda tersebut berada. Berat benda di Bulan dan di Bumi berbeda. Berat benda dipantai dan dipuncak gunung yang tinggi juga berbeda. Mengapa demikian? Karena berat menyatakan ukuran gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Gaya gravitasi di Bumi lebih besar daripada gaya gravitasi di Bulan. Berat benda dipuncak gunung lebih kecil dibandingkan beratnya ketika benda berada di tepi pantai. Makin tinggi benda itu dari permukaan Bumi, maka beratnya makin kecil. Berat benda dinyatakan dalam bentuk rumus sebagai berikut :

Dengan W = berat (N),

g = percepatan grafitasi m /s2

m = massa benda (kg).

Contoh :Seorang anak dewasa yang berada di bumi mempunyai massa 60 kg (g bumi = 9,80 m/s 2. Jika orang tersebut berada dibulan (9 bulan = 1,60 m/s2). Berapakah berat orang tersebut jika orang tersebut berada bumi dan berada di bulan?Diketahui : mbumi = 60 kg

gbumi = 9,80 m/s2

gbulan = 1,60 m/s2

Ditanyakan : Berat orang di bumi dan berat orang di bulan?Jawab :

mbumi = mbulan = 60kgwbumi = m x gbumi = 60 x 9,80 = 588 N dan wbulan = m x gbulan = 60 X 1,60 = 96 N

Latihan


W = m . g

Berat benda adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda itu.Semakin kecil gravitasi bumi akan semakin berkurang berat bendanya.Konstanta gravitasi (percepatan gravitasi) adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara berat dengan massa.

1. Sebuah benda massa 10 kg. Bila percepatan gravitasi 9,8 m/ s2, berapa berat benda itu?

2. Sebuah benda massanya 500 gr. Percepatan gravitasi 980 m/ s2. Berapa berat benda itu?

3. Sebuah benda dibumi beratnya 500N. percepatan gravitasi dibumi besarnya 10 m/s2. jika percepatan gravitasi di bulan besar 1,7 m/ s2, berapakah berat benda tersebut di planet tadi?

Perbedaan Berat dengan MassaNo. Berat Massa

1. Berasal dari gaya tarik bumi. Berasal dari zat penyusunnya.

2. Selalu berubah bergantung tempatnya. Selalu tetap tidak berubah dimana pun berada

3. Merupakan besaran vektor dan besaran turunan Merupakan besaran pokok dan besaran skalar

4. Satuan menurut SI yaitu newton (N). Satuan menurut SI yaitu kilogram (kg).

BERAT JENISBerat jenis suatu benda adalah berat benda itu tiap satuan volumenya. Dapat juga dikatakan bahwa berat jenis suatu benda adalah berat benda dibagi dengan vdumenya. Besarnya dapat dinyatakan dengan persamaan :w = berat benda, satuan newton (N)V = volume benda, satuan m3

S = berat jenis benda, satuan N/m3

Dari persamaan S =

WV dapat dinyatakan bahwa W = S.V

Jika persamaan ini disubstitusikan dengan persamaan W= m.g dan persamaan m = ρ.v maka kita dapatkan persamaan tentang berat jenis benda yaitu :

S = ρ.gdengan ρ = massa jenis benda, satuan kg/m3

g = percepatan gravitasi, satuan m/s2 S = berat jenis benda, satuan N/m3.

Dalam satuan Sistem Intemasional (SI) berat jenis dinyatakan dengan satuan newton per meterkubik (N/m3), dan dalam satuan CGS dyne/cm 3.Contoh :Sebuah benda yang beratnya 1,35N. vdumenya 50 cm3 jika percepatan gravitasi 10 m/ s2. Hitung berat jenis benda tersebut?Diket : w = 1,35 N

V = 50 Cm3 = 50.10-6 m3 i= 5.10-5 m3

= 0,00005 m3

Dit : S ?

Jawab : S =

WV

=

1 ,350 ,00005


= 27.000 N/m3

LATIHAN1. Sebuah benda dari besi yang massa jenisnya 7900kg1m3. Bila benda itu berbentuk

kubus dengan rusuk 1 meter. Percepatan gravitasi 10 Nlkg. Berapakah berat benda itu?

2. Sebuah benda beratnya 135.000 dyne, volumenya 50 cm3. Berapakah berat jenis benda itu?

RANGKUMAN- Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat menyebabkan benda diam menjadi

bergerak, benda bergerak menjadi diam, perubahan bentuk dan ukuran benda, dan perubahan gerak benda.

- Gaya adalah sesuatu yang jika dikerjakan terhadap benda dapat menyebabkan terjadinya perubahan gerak atau bentuk.

- Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja setelah melalui sentuhan.- Gaya tak sentuh adalah gaya yang dapat bekerja walaupun tidak melalui sentuhan.- Resultan gaya adalah sebuah gaya pengganti dari dua atau lebih gaya yang bekerja

pada suatu benda.- Resultan dua gaya segaris dan searah, besarnya sama dengan jumlah dari besar kedua

gaya atau arahnya searah dengan kedua gaya itu.- Resultan dua gaya segaris dan berlawanan arah, besarnya sama dengan selisih dari

kedua gaya dan arahnya searah dengan arah gaya yang lebih besar.- Hukum I Newton : jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka

benda yang mulamula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.

- Hukum II Newton: percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resuttan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda. Hukum III Newton: jika benda pertama mengerjakan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua pun akan mengerjakan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

- Gaya gesekan adalah gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang bergesekan dengan arah berlawanan dari gerak benda. Gaya gesekan termasuk gaya sentuh karena hanya mungkin terjadi jika dua benda saling bersentuhan.

- Massa adalah banyaknya zat yang dikandung oleh benda itu.- Berat benda adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda itu.- Beratjenis ialah berat benda itu tiap satuan volumenya.


- UJI KOMPETENSI

I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!1. Gaya adalah sesuatu yang dapat mengakibatkan terjadinya perubahan ...

a. Wujud dan bentuk c. Massa dan gerakb. Gerak dan bentuk d. Massa dan berat

2. Adi mendorong lemari dengan sepenuh tenaga. Gaya yang dikerjakan oleh tangan Adi tergolong ...a. Gaya elastis c. Gaya sentuhb. Gaya tak sentuh d. Gaya negatif

3. Satuan gaya dalam 51 adalah ....a. Kilogram b. Newton c. Ton d. Joule

4. Berikut ini yang merupakan gaya tak sentuh ...a. Gaya pegas, gaya darong, gaya mesin b. Gaya tarik bum i, gaya angkat, gaya dorongc. Gaya berat buku clan gaya gravitasid. Gaya magnet, gaya listrik, dan gaya tarik bumi

5. Alat untuk mengukur besar gaya adalah ...a. Dinamometer c. Spidometerb. Manometer d. Mikrometer

6. Gaya yang diberikan oleh karet sehingga batu terlontar dari ketapel disebut ...a. Gaya ketapel c. Gaya kimiab. Gaya pegas d. Gaya otot

7. Radit yang massanya 70 kg sedang bermain tarik tambang dengan lam yang bermassa 65 kg. Radit menarik dengan gaya 120 N, sedangkan lam menarik dengan gaya 130 N. Resultan dan arah gaya adalah ...a. 250N kearah Radit c. 10 N kearah Raditb. 250N kearah lam d. 10N kearah lam

8. Berjalan dilantai licin sebaiknya memakai sepatu beralas karet, tujuannya agar...a. Gaya gesekan lantai makin besar, sehingga lebih cepatb. Gaya gesekan lantai m akin besar, sehingga tidak tergelincirc. Gaya gesekan lantai makin kecil, sehingga lebih cepatd. Gaya gesekan lantai makin kecil, sehingga tidak tergelincir

9. Dalam poros (as) roda atau mesin diberi pelumas dengan tujuan ...a. Mengurangi gaya gesekan c. Memperbesar gaya gesekanb. Mendinginkan as d. Memperlambat putaran

10. Besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda menyatakana. Massa benda c. Massa jenis bendab. Berat benda d. Percepatan gravitasi

11. Hukum II Newton menyatakan gaya yang diberikan pada benda sebanding dengan ...

a. Kecepatan benda c. Percepatan bendab. Berat benda d. Reaksi yang diberikan oleh benda

12. Sebuah benda beratnya 29,4 N jika percepatan gravitasi ditempat itu 9,8 m/s2. maka massa benda adalah ...a. 3 kg b. 19,6 kg c. 29,4 kg

d. 39,3 kg


13. Benda yang dilepaskan pada ketinggian h meter dari permukaan bumi akan jatuh menuju ke bumi, hal ini disebabkan adanya gaya ...a. Gaya potensial c. Gaya magnetb. Gaya gravitasi bumi d. Gaya gesekan

14. Volume logam 500 cm3, sedangkan beratnya 10N. Berat jenisnya ...a. 0,02 N/m3 kg b. 5000 N/m3 c. 50 N/m3

d. 20.000 N/m3

15. Berikut ini merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gesek, kecuali.......

a. bentuk benda c. luas permukaan benda yang bergesekanb. gaya berat benda d. kasar dan halusnya permukaan

benda

II. Jawablah soal-soal berikut ini dengan jawaban yang benar!1. Dua buah gaya F1

= 30 N dan F2 = 40 N saling tegak lurus . Hitunglah resultan gaya!2. Jelaskan perbedaan antara berat dan massa !3. Perbandingan antara berat benda dengan volumenya disebut…………….4. Benda yang massanya 80 kg berada di lantai yang licin, kemudian diberi gaya sebesar

160 N. Jika gesekan diabaikan hitunglah besarnya percepatan benda !5. Sebuah benda beratnya 3000 Newton pada saat di bumi. Massa benda 30 kg. Jika

percepatan grafitasi di bulan

16 kali grafitasi di bumi, tentukan berat benda di bulan!


A. ENERGIKita perlu makan untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan oleh

tubuh kita. Tanpa makan kita akan merasa lemah dan tidak bertenaga. Kita dapat berjalan, berlari, mengangkat benda-benda dan dapat bekerja karena memiliki energi. Apa yang dimaksud energi? Apa bentuk-bentuk energi? Apa yang dimaksud energi potensial? Bagaimana menghitung besar energi kinetik? Berikut akan kita pelajari tentang energi.

1. Macam-macam bentuk energi.Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Berbagai macam bentuk

energi diantaranya adalah : 1. Energi potensial,adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya atau

keadaannya


Standar Kompetensi : 5. Memahami peranan usaha, gaya dan energi dan kehidupan sehari-hariKompetensi Dasar : 5.3 Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha dan energi serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

5.4 Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

USAHA DAN ENERGI

2. Energi kinetik, adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya3. Energi kalor, energi yang dapat menaikkan suhu benda atau mengubah wujud

zat4. Energi listrik, energi yang dihasilkan oleh alat-alat listrik,5. Energi cahaya, energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang

bercahaya/sumber cahaya6. Energi bunyi, adalah energi yang dihasilkan oleh benda yang bergetar,

Satuan energi dalam SI adalah joule (J) sedangkan satuan lainnya adalah erg, dan kalori.

1 Joule = 1 N.m1 Joule = 0,24 kalori1 kalori = 4,2 joule1 Joule = 10 7 erg1 erg = 10 -7 joule

Kegiatan 1 : Tujuan : Mengetahui bentuk-bentuk energi

Alat dan bahan - Benang - Bateray- Bola lampu dan tempatnya - Motor listrik dan dinamo- Amper meter - Beban 50 g, 100 g- Lampu teplok - Kertas - Bel listrik - Katrol

Langkah kerja 1:a. Susunlah peralatan seperti gambar dibawah ini

b. Bentuk energi apa yang anda amati pada lampu ?......................................................................... c. Perubahan energi apa yang terjadi pada kegiatan tersebut ?......................................................... Lagkah kerja 2:a. Rakitlah peralatan seperti gambar dibawah ini


b. Lepaskan beban sehingga bergerak ke bawah, bentuk energi apa yang anda amati amper meter ? ………….........………… …………………………………………………………………….c. Perubahan energi apa yang terjadi pada kegiatan tsb ? ……………………………………….Langkah kerja3:a. Rakitlah peralatan seperti gambar dibawah ini !

b. Bentuk energi apa yang anda amati pada beban ?........................................................................c. Perubahan energi apa yang terjadi pada kegiatan tsb ?.................................................................Kegiatan 4a. Rakitlah peralatan seperti gambar dibawah ini !

b. Bentuk eneregi apa yang anda amati pada bel listrik ?..................................................................

c. Bentuk perubahan energi apa yang terjadi pada kegiatan tersebut ?..............................................

Kesimpulan

Dari langkah kerja 1 sampai 4 buatlah kesimpulan tentang perubahan bentuk energi.


1. ………………………………………………………………………………………………………2. ………………………………………………………………………………………………………3. ………………………………………………………………………………………………………4. ………………………………………………………………………………………………………Lengkapilah pernyataan berikut ini!

Energi dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi energi bentuk lain : Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh : ....Energi listrik menjadi energi kalor, contoh : ...... Energi kimia menjadi energi listrik, contoh : ......Energi .......... menjadi energi ...., contoh : ......

Soal 1. Yang termasuk bentuk energi diantaranya :(1) usaha (2) bunyi (3) gaya (4) cahaya Pernyataan di atas yang benar adalah ....a. 1, 2 clan 3 b. 1 clan 3c. 2 dan 4 d. 4 saja

Soal 2. Generator atau dynamo adalah alat yang digunakan untuk mengubah....a. energi listrik menjadi energi mekanikb. energi potensial menjadi energi listrikc. energi mekanik menjadi energi listrikd: energi listrik menjadi energi potensial (NAS'86)

2. Hukum Kekekalan EnergiManusia memiliki energi yang berasal dari makanan. Tanpa makan, manusia tidak

memiliki energi. Makanan ada yang berasal dari hewan dan ada yang dari tumbuhan. Energi yang tersimpan dalam hewan pun berasal dari energi bentuk lain.

Manusia sudah lama berusaha membuat mesin yang dapat berputar terus (menghasilkan energi gerak) tanpa memerlukan bahan bakar tetapi tidak pernah berhasil.Bunyi hukum kekekalan energi : “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk menjadi energi bentuk yang lain.

Dengan menyadari adanya Hukum Kekekalan energi ini kita harus memahami bahwa penggunaan satu bentuk energj pastilah berasal dari bentuk energi yang lain. Energi yang kita pakai dalam rumah tangga yang berupa bahan bakar berasal dari energi kimia yang berasal dari batu bara dan minyak dalam bumi yang dapat segera habis. Karena itu kita harus berusaha menghemat energi dengan berbagai cara. Atau kita berusaha untuk memanfaatkan berbagai energi altematif.

Soal :Dewasa ini konversi atau hemat energi sangat diperlukan karena : (1) jumlah energi yang tidak terbaharui terbatas (2) laju konsumsi energi berkembang pesat (3) pemakaian energi cenderung melimpah (4) ketergantungan masyarakat terhadap energi yang dapat diperbaharui sangat besar Pernyataan di atas yang benar adalah :

a. (1), (2) dan (3) b. (1) dan (3) c. (2) dan (4) d. (4) saja


3. Energi Mekanik a. Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena memiliki ketinggian tertentu dari bumi.Misalnya : ...........

Besarnya energi potensial gravitasi dirumuskan dalam persamaan

Keterangan :

Ep = .................................. m = .................................. g = ..................................h = ……………………….

Latihan.1. Hitunglah energi potensial sebuah benda yang massanya 6 kg pada ketinggian 4m!

Diketahui percepatan gravitasi bumi= 9,8 mls 2

2. Sebuah benda memiliki energi potensial 500 Joule. Massa benda 2 kg . Bila g = 10 mls2 berapa ketinggian benda?

3. Sebuah kelapa massanya 2 kg berda di pohon pada ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi bumi = 9,8 m / s2, energi potensialnya adalah ....a. 980 j b. 490 j c. 98 j d. 49j

b. Energi KinetikEnergi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak.Sebuah benda dengan massa m bergerak dengan kecepatan v memiliki energi kinetik :

KeteranganEk = ....................................... m = ....................................... v

= .......................................

Latihan :Soal 1. Sebuah benda massanya 2 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Hitunglah

energi kinetik yang dim iliki benda tersebut !Soal 2. Energi kinetik benda bermassa 50 kg ketika kecepatannya 5 mls adalah ....

a. 250 j b. 500 j c. 525 j d. 625 j

c. Energi MekanikEnergi Mekanik merupakan jumlah energi potensiai dan energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah benda.

Keterangan :Em = ..................................... Ep = .....................................


Ek = .....................................

Latihan :Soal 1. Sebuah batu yang massanya 800 gram dijatuhkan dari mehara. Pada

ketinggian 5 m, kecepatan batu 2 m/s. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s 2, tentukan energi mekanik yang dimiliki batu !

Soal 2. Sebuah batu bata jatuh dari atas bangunan dengan energi kinetik dan energi potensial 12

J dan 5 J. Energi mekaniknya ....a.2,4J b.SJ c.7J d.17J

B. USAHASeorang anak yang mendorong meja sehingga meja itu berpindah, dikatakan

anak tersebut melakukan usaha. Selama usaha dilakukan, pada meja bekerja gaya. Gaya inilah yang menyebabkan benda berpindah. Bagaimana menghitung usaha? Berikut kita pelajari tentang usaha, pesawat sederhana dan daya.Perhatikan gambar berikut :

Sebuah benda dikenai gaya F sehingga benda berpindah sejauh s. Dikatakan bahwa gaya F melakukan usaha yang besarnya sama dengan gaya kali perpindahan.Usaha dirumuskan :

Keterangan : W = Usaha …..…………….JouleF = Gaya ……………..... Newtons = jarak perpindahan ….. meter

Usaha sebesar 1 Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar1 Newton bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut berpindah sejauh 1 m.

Kegiatan 1 : Tujuan : memahami kegiatan usaha

Alat dan bahan1 .Balok berukuran ( 15x 12 x 8 ) cm2. Neraca pegas3. Benang

Langkah kerja1. Letakkan balok diatas meja kaca ( seperti gambar dibawah i


2. Tarik balok dengan neraca pegas. Apakah balok dapat bergerak ?............................3. Apakah anda memberikan gaya pada balok?.............................................................. catat perpindahan balok dan besar sekala yang ditunjukkan oleh neraca pegas saat balok bergerak. S = ………………………cm F = ………………………N4. Dari kegiatan diatas buatlah kesimpulan mengenai usaha.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........................................................……………………………………………………………………………………………….. Informasi: Usaha adalah hasil kali antara jarak dengan perpindahan.

5. Dari kegiatan diatas hitunglah usaha yang anda lakukan sehingga balok dapat berpindah ! ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Latihan.Soal 1 : Sebuah peti didorong dengan gaya 25 N sehingga berpindah 5 m. Hitunglah besarnya

usaha yang dilakukan gaya tersebut !Soal 2 : Sebuah gaya 2 newton memindahkan benda sejauh 5 meter. Besarnya usaha sama

dengan .... a. 2,5 joule b. 5 joulec. 10 joule d. 20 joule (NAS'85)

Soal 3 : Dari gambar di samping ini, jika benda berpindah sejauh 2 m, usaha yang

dilakukan oleh resultan ketiga gaya adalah ....a. 7,5 J b. 17,5 J

c. 30 J d. 70 J

4N 5N 7N

C. PESAWAT SEDERHANADalam kehidupan sehari-hari, manusia selalu berusaha menggunakan suatu

alat untuk memudahkan melakukan kerja (usaha). Alat-alat tersebut dinamakan pesawat sederhana.Contoh : ...........Soal : Pesawat sederhana digunakan untuk ....

a. mempermudah usaha b. mengurangi usahac. memperbesar usaha d. menghilangkan usaha (NAS'86)

Diantara pesawat sederhana tersebut adalah :a. Tuas ( Pengungkit)


. Tuas dipakai untuk mengungkit beban yang berat

.Pada tuas berlaku persamaan :Beban X lengan beban = Gaya kuasa X lengan kuasa.

Ket. W = .......................... Ib = ..........................

Fk =.......................... Ik =..........................

Keuntungan mekaniknya (M)

Soal 1: Perhatikan gambar tuas di samping ini ! Apabila W = 40 N, I b = 2 cm, Ik =4cm,

Hitunglah besar gaya kuasa?

Soal 2. Dari gambar di samping ini apabila pengungkitsetimbang maka besar gaya kuasa F adalah ....a. 8 N b. 25 Nc. 40 N d. 50 N

Kegiatan 1 : Tujuan : memahami prinsip kerja pengungkit!

Alat dan bahan- Penggaris kayu 0,5 m dilengkapi paku sekrup berlubang, jarak antara paku satu dengan yang lain 5 cm

(lihat gambar)- Beban penggantung 3 buah- Statif dan klem 1 pasang- Benang Secukupnya - Neraca pegas 1 buah

Kegiatan

1. Susunlah alat- alat seperti dibawah ini!


Usahakan penggaris dalam keadaan setimbang. Ambil dua beban W dan F masing- masing 200 gr. Timbanglah beratnya dengan neraca pegas !

a. Berat beban W =……….. Nb. Berat beban F =……….. N

2. Gantungkan pada penggaris, W, dengan jarak L1 = 0,05m dan F dengan jarak L2 = 0,05 m dari titik P. Bagaimana keadaan penggaris?.............................................................................1 )3 Bila W tetap di tempat semula dan F dipindahkan pada jarak L2= 0,10m dari titik P,

berapakah W agar penggaris tetap setimbang ?..................................................2 )4. Ulangi kegiatan ke tiga dengan mengubah L 2 = 0,15m dan 0,20 m.

Masukkan hasil kegiatan 2 ,3,4 ke dalam table dan selesaikan table tersebut!

No W( N )

L1( M )

W x L1( Nm )

F( N )

L2( m )

F x L2(Nm)

W / F

1234

0,050,050,050,05

…………………………………………

…………………………………………

…………………………………………

0,050,100,150,20

…………………………………………

…………………………………………

5..Dari table diatas bagaimana besarnya antara W x L1 dengan F x L ?.................3)6. Bila Wadalah berat beban dan L1, disebut lenga beban , F adalah kuasa dan L2 disebut lengan kuasa, maka nyatakan kesimpulanmu itu dengan kalimat singkat !..... ……………………………………………………………………………………….…………………………………………………………......... ……………………………………………………………………………………….…………………………………………………………......... ……………………………………………………………………………………….………………………………………………………….........7. Bila L2 lebih besar dari pada L1, kita memperoleh kuasa F lebih….Dari W …… 4) ini berarti kita dapat mengangkat suatu beban dengan kuasa lebih kecil dari beban itu sendiri yang tentulah merupakan suatu keuntungan.

Informasi :Keuntungan mekanis merupakan perbandingan berat beban dengan kuasa

8. Jika keuntungan mekanis M, berat beban W, dan kuasa F , tulislah rumusnya !


……………………………………………………………………………………….…………………………………………………………......... ……………………………………………………………………………………….………………………………………………………….........9. Jika lengan beban Lb dan lengan kujasa Lk ,tulislah rumus keuntungan mekanisnya ……………………………………………………………………………………….…………………………………………………………......... ……………………………………………………………………………………….………………………………………………………….........

Kesimpulan :1. Tulislah rumus hubungan yang berlaku pada pengungkit, jika W = berat beban F = kuasa, Lk = lengan kuasa dan Lb = lengan beban.! ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………….2. Keuntungan mekanis dirumuskan : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Diskusi :

1. Sebuah tuas panjangnya 3m ditumpu pada jarak 1m dari salah satu ujungnya. Sebuah beban yang beratnya 200 N diletakkan pada ujung lengan yang pendek. Hitunglan besar gaya yang harus dikerjakan pada ujung untuk menaikkan beban itu 5 cm ?2. Hitunglah keuntungan mekanik pada pengungkit jika besar berat beban 400 N dan kuasa 100 N ! b. Katrol

1) Katrol tetap

Contoh katrol tetap adalah katrol yang dipakai untuk menimba air dari sumur.

Gaya yang dikeluarkan untuk menarik beban pada katrol tetap sama dengan berat beban. Sehingga keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1.


Karena lengan beban sama dengan lengan kuasa ,yaitu sama dengan jari-jari katrol maka pada katrol tetap berlaku:

Km =

WF =

lklb =1

Soal : Sebuah beban ditarik ke atas dengan katrol tetap. Apabila gesekan diabaikan, gaya minimun yang diperlukan untuk mengangkat beban 60 N adalah .... a. 15N b. 30 N c. 60 N d. 120 N

2) Katror Bergerak

Keuntungan yang diperoleh jika kita menggunakan katrol bergerak ialah bahwa masing-masing kuasa hanya memikul separo berat beban, jadi keuntungan mekaniknya adalah 2Bila berat beban di atas adalah 250 N, berapa gaya yang dibutuhkan untuk

mengangkat beban tsb?Contoh penggunaan katrol bergerak :1. Alat-alat pengangkat tanah2. Alat-alat pengangkat peti kemas

3) Katrol Berganda Di samping ini adalah contoh katrol berganda. Apabila beban ditarik tali dengan kuasa F maka System katrol memberikan gaya ke atas sebesar F + F + F + F = 4F . Gaya angkat sebesar F mampu menarik katrol ke atas. Sedangkan beban dengan berat W menarik katrol ke bawah. Saat terjadi keseimbangan berlaku

W = 4F atau F =

14 W

Sehingga Keuntungan mekanisnya Km =

WF = 4

c. Bidang Miring . Perhatikan gambar berikut :

Pada bidang Miring berlaku :

FW =

hs

Keuntungan mekanis :


Pada katrol bergerak ini,berlaku:

Km =

WF =

lklb = 2

Km =

sh

Keterangan: F = ............ h = .............W=........... s =.........:...

Latihan.Soal 1. Untuk menaikkan beban 200 N digunakan bidang miring 1 meter. Apabila

ketinggian tempat adalah 40 cm, berapa gaya yang dibutuhkan ?Soal 2. Sebuah bidang miring. licin panjangnya 3,2 m untuk menaikkan benda 900 N

pada ketinggian 80 cm. Gaya dorong minimum adalaha. 450 N b. 300 N c. 250 N

d. 225 N

Daya (P)Dua mobil dengan massa yang sama mendaki bukit dengan ketinggian yang

sama. Dengan energi yang sama, mobil yang satu lebih cepat tiba di atas dari pada yang lain. Mobil yang lebih dulu tiba di atas dikatakan mempunyai daya yang lebih besar dari pada mobil yang tiba kemudian.

Daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan wakfu.

Daya dirumuskan dengan persamaan :

Keterangan : W = usaha ( .............. ) t = waktu (.............. ) P = daya ( ........... atau…..... )Satuan daya adalah Watt. Satuan daya yang lain adalah daya kuda (Hp)1 Hp = 746 watt

Latihan.Soal 1. Sebuah mesin dapat melakukan usaha 60.000 Joule dalam waktu 1 menit.

Hitunglah dayanya !Soal 2. Daya sebuah alat adalah 80 watt. Apabila atat tersebut dipakai 5 menit.

Berapakah usahanya ?Soal 3. Rumus daya adalah ....

a. P=W X t b. P = t / W c. P= W / t d. P = W + t

UJI KOMPETENSI

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!1. Benda yang diam tidak memiliki......

A. energi kinetik C. energi mekanikB. energi potensial D. energi kalor

2. Energi yang digunakan menyalakan lampu clan televisi adalah......A. energi potensial C. energi kalorB. energi kimia D. energi listrik

3. Buah mangga yang sedang bergerak jatuh dari dahannya, makin lama makin mendekat tanah. Dalam peristiwa tersebut......A. energi kinetik berkurang, energi potensialnya berkurangB. energi kinetik bertambah, energi potensialnya bertambah


C. energi kinetik tetap, energi potensialnya berkurangD. energi kinetiknya bertambah, energi potensialnya berkurang

4. Bunyi yang disebabkan uang logam yang jatuh menunjukkan kosnep perubahan energi...... A. kinetik-potensial-bunyiB. potensial-kinetik-bunyiC. bunyi-panas-kinetikD. potensial-bunyi-kinetik

5. Energi kinetik sebuah benda 25 joule. Jika masa benda itu 2 kg, maka kecepatan adalah ......

A. 25 m/s B. 5 m/s C. 2,5 m/s D. 1 m/s

6. Sebuah mobil melaju dengan kecepatan 72 km/jam. Jika massa mobil tersebut 2 ton, maka energi kinetiknya......A. 200.000 joule B. 400.000 joule C. 720.000 joule D. 800.000 joule

7. Energi potensial sebuah benda yang beratnya 10 newton dan berada pada ketinggian 10 meter di atas permukaan bumi adalah......A. 1.000 joule B. 100 joule C. 50 joule D. 10 joule

8. Usaha dalam fisika didefinisikan sebagai......A. gaya yang bekerja tiap satuan waktuB. gaya yang bekerja tiap satuan luasC. gaya kali lintasanD. gaya kali jarak perpindahan

9. Usaha ekuivalen dengan ...... A. perubahan kedudukan C. perubahan daya B. perubahan energi D. daya per satuan waktu

10. Alat pencabut paku bekerjanya berdasarkan prinsip...... A. Tuas B. Katrol C. bidang miring D. katrol bergerak

11. Energi sebesar 180 joule dapat meiakukan perpindahan sejauh 5 m terhadap sebuah benda. Gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah......A. 36 newton C. 900 newtonB. 180 newton D. 1.800 newton

12. Gaya F1 = 100 N ke arah kanan bekerja pada sebuah benda. Pada saat yang bersamaan ada gaya lain F2 = 50 N ke arah kiri yang juga bekerja pada benda tersebut. Kedua gaya tersebut ternyata membuat benda bergerak ke kanan dan berhenti setelah menempuh jarak 10 m. Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya tersebut adalah.......A. 500 joule C. 1.500 jouleB. 100 joule D. 2.000 joule

13. Sekrup yang sudah berkarat akan lebih mudah dibuka jika menggunakan kunci pas yang lengannya.......A. Pendek C. tebalB. Panjang D. kecil

Jawablah dengan singkat dan benar!


1. Apa kegunaan dari pesawat? Jelaskan dengan menggunakan salah satu contoh pesawat sederhana!

2. Apa yang dimaksud dengan keuntungan mekanis? Tuliskan hubungan antara keuntungan mekanis dengan panjang lengan kuasa clan lengan beban pada sistem tuas!

3. Sebuah mangga jatuh dari dahannya. Jika masa mangga 0,8 kg, percepatan grafitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, dan tinggi dahan tempat mangga sebelum jatuh 10 meter, tentukanlah:a. Unergi potensial mangga

- ketika masih di dahannya!- ketika sudah sampai di tanah! -

b. Usaha yang dilakukan oleh gaya grafitasi bumi untuk memindahkan buah mangga tersebut dari dahannya hingga mencapai tanah!

4. Setrika listrik berdaya 250 watt bekerja selama 60 menit. Hitunglah besarnya perubahan energi listrik yang menjadi energi kalor!

5. Ada dua mesin, masing-masing mesin A clan mesin B. Mesin A melakukan usaha sebesar 4,800 joule dalam waktu 2 menit, sedangkan mesin B melakukan usaha sebesar 7.200 joule dalam waktu 4 menit. Tentukanlah:b. daya yang dimiliki mesin A!c. daya yang dimiliki B!d. mesin mana yang dayanya lebih besar?

6. Jelaskan yang dimaksud dengan:a. energi surya! c. energi geotermal!b. energi biogas! d. energi minyak bumi!

7. Tunjukkan salah satu contoh perubahan energi berikut ini!a. Energi kinetik menjadi energi listrikb. Energi gas menjadi energi kalorc. Energi listrik menjadi energi kalord. Energi kimia menjadi energi tistrik menjadi energi bunyi

8. Sebuah benda bermassa 2 kg melakukan gerak lurus beraturan. Dalam waktu 5 detik menempuh jarak 25 meter. Hitunglah:a. kecepatan gerak benda tersebut!b. energi kinetik benda tersebut!

9. Seorang altet terbang layang sedang melayang dengan gantole pada ketinggian 50 meter. Kecepatan gantole 10 mls dan massa atlet dengan gantolenya 70 kg. Jika percepatan gravitasi di daerah tersebut 9,8 mls2, tentukan:a. energi potensial yang dimiliki atlet beserta gantolenya! b. energi kinetiknya!c. energi mekaniknya!

10. Beban dengan berat 300N ditarik ke atas menggunakan katrol bergerak yang mempunyai jari-jari 20 cm . hitunglah :

a. besar gaya yang diperlukan b. Keuntungan mekanik


A. Pengertian TekananSeekor ayam dan seekor itik yang beratnya sama berjalan di atas lumpur. Terlihat

bahwa jejak kaki ayam menancap lebih dalam dibandingkan jejak kaki itik. Mengapa ?

Gejala ini berkaitan dengan tekanan. Meskipun ayam dan itik memberikan gaya yang sama, tetapi tekanan kaki ayam lebih dalam dari pada kaki itik.

Apa yang dimaksud tekanan? Bagaimana tekanan daalam zat cair. Bagaimana tekanan udara? Berikut kita pelajari berbagai hal tentang tekanan.

Tekanan adalah gaya yang bekerja pada satu satuan luas bidang tekan.Secara matematis, tekanan dirumuskan:

Latihan Soal 1. Sebuah benda ga~a beratnya 600 Newton diletakkan di atas lantai. Luas bidang yang menyentuh lantai adalah 25 m . Hitunglah tekanan pada lantai !

Soal 2. Berapa gaya yang bekerja pada bidang 2 m2 bila tekanan yang dihasilkan adalah 12 Pa ?

B. Tekanan dalam zat cairTekanan didalam zat cair disebut dengan tekanan hidrostatika.

Hukum Utama Hidrostatik :


Standar Kompetensi : 5. Memahami peranan jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan Penga- ruhnya pada suatu benda yang dikenai gaya

Kompetensi Dasar : 5.5. Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

P =

FA

Keterangan :F = gaya ( ............. )A = luas bidang ( ..................)P = tekanan ( N/m2= Pascal )

TEKANAN

Titik yang berada pada kedalaman yang sama mempunyai tekanan hidrostatik yang sama. Besarnya tekanan Hidrostatik dirumuskan :

Keterangan : PH = Tekanan hidrostatik ………………..N/m2

p = Massa jenis zat cair …………………kg/m3

g = percepatan gravitasi ………………… m/s2

h = kedalaman …………………………….mAlat Hartl adalah alat untuk mengetahui besar tekanan di dalam zat cair.Dengan memasukkan corong dalam zat cair, akibat tekanan, permukaan raksa dalam pipa U akan naik. Besarnya kenaikan raksa menunjukkan tekanan.

Kegiatan 1 : Tujuan : menyelidiki pengaruh kedalaman terhadap besar tekanan

hidrostatika .

Bahan :1. Ember berisi air, botol aqua kosong 2. Rasakan pada tangan anda3. Masukkan tangan anda lebih dalam, apa yang anda rasakan4. Tekan tangan anda sampai kedasar , apa yang terjadi5. Masukkan kedalam data pengamatan6. Lanjutkan diskusi dengan kelompok

Analisa :Apa yang terjadi pada tangan kamu ?Jadi pengaruh kedalaman terhadap tekanan adalah…………………….

LatihanSoal 1. Hitunglah tekanan dalam air sedalam 5 m. Diketahui massa jenis air = 1000

kg/m3 Percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2

Soal 2. Pada gambar di samping ini tekanan yang paling besar adalah pada ...a. A b. B c. C d. D

C. Hukum PascalBlaise Pascal, menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada zat cair dalam ruang

tertutup, tekanannya akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah sama besar. Hal ini dikenal dengan hukum Pascal. Dengan berdasarkan hukum Pascal ini kita dapat menggunakan gaya yang kecil untuk memperoleh gaya yang besar.

HukumPascal dapat dirumuskan sebagai berikut:


Tekanan hidrostatika di semua titik yang kedalamannya sama adalah sama . Ketinggian permukaan zat cair pada bejana berhubungan tidak dipengaruhi oleh bentuk bejana.

Alat-alat yang menggunakan prinsip kerja berdasarkan hukum pascal antara lain: dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, kempa hidrolik, dan rem hidrolik

LatihanSoal 1. Diketahui A 1 = 20 cm2 dan A2 =80 cm2 Bila F1= 400 N, berapakah besarnya F2 ?Soal 2. Apabila A, = 5 cm2, A2 = 200 cm2, sedangkan berat mobil yang diangkat

adalah 25000 N; berapakah gaya yang harus diberikan pada penghisap?

D. Bejana BerhubunganBejana berhubungan adalah dua atau lebih wadah dengan bagian atas yang terbuka dan berhubungan satu dengan yang lainnya.

Perhatikan gambar permukaan air pada gambar berikut :

Hukum bejana berhubungan : Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, dalam keadaan seimbang, permukaannya mendatar.

Bagaimana permukaan zat cair pada pipa U bila diisi dengan zat cair yang tidak sejenis ? Apakah permukaannya sama ?

E. Hukum ArchimedesSebuah benda dimasukkan dalam zat cair. Bagaimana berat benda tersebut ?

Benda tersebut akan terasa lebih ringan karena mendapat gaya ke atas.Buny i hukum Arch imedes : “ Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam zat cair, mengalami gaya ke atas seberat zat cair yang dipindahkan.”Jadi, besarnya gaya Archimedes yang dialami benda sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan. Secara matematis , gaya Archimedes dirumuskan:


F1A1 =

F2A 2

Keterangan:F1 : Gaya pada penampang 1……..newtonF2 : Gaya pada penampang 2……..newtonA1 : Luas penampang 1 ………….. mA2 : Luas penampang 2 …………...m

Pada bejana berhubungan berlaku: ρ1 . g . h1 = ρ2 . g . h2 karena g besarnya sama, maka: ρ1 . h1 = ρ2 . h2 Keterangan : ρ1 ; ρ2 : massa jenis kedua zat cair

h1; h2 : kedalaman titik acuanBejana berhubungan ini dapatdigunakan untuk menentukan massa jenis zat cair.

Soal : Massa jenis sebuah benda 1500 kg/m3, massa jenis air 1000 kg/m3. Volume benda 8 X 10-3 m3. Percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Jika seluruh benda tercelup dalam air, gaya ke atas yang dialami benda adalah.... a. 50 N b. 60 N c. 70 N d. 80 N

Mengapung, melayang, dan tenggelam

1. Mengapung

2. Melayang

3. Tenggelam

Kegiatan 2 : Membuat telor melayang, mengapung dan tenggelamTujuan : Memahami konsep tenggelam, melayang dan terapung.

Alat dan bahan : 1. Air2. Garam 3. Sendok4. Gelas 5. Telor

Lembar kerja :1. Tuangi 3/4 gelas denga air2. Masukkan telor kedalam gelas3. Apa yang terjadi4. Berilah satu sendok garam , dan aduklah perlahan.5. Tahbahlah satu sendok garam dan aduk lagi, sampai telur melayang6. Amatilah apa yang terjadi7. Tahbahlah satu sendok garam dan aduk lagi, sampai telur mengapung.


ρ = massa jenis zat cair ( kg /m3) g = percepatan gravitasi bumi ( m/s2 ) V = Volume benda yang tercelup dalam zat cair ( m3)

Terjadi bila sebagian benda berada di atas permukaan air. gaya ke atas = berat benda.Jadi berat jenis benda lebih kecil dari berat jenis zat cair

Benda melayang apabila berat jenis benda sama dengan beral jenis zat cair.

Benda tenggelam apabila gaya ke atas pada benda lebih kecil dari pada berat benda.Ini terjadi apabila berat jenis benda lebih besar dari pada berat jenis zat cair.

8. Amati apa yang terjadiAnalisa :

1. Berapa sendok ditambahkan telor jadi melayang ?……………………………………………………………………………..

………………………………………………………………2. Berapa sendok ditambahkan telor jadi mengapung ?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Apa kesimpulan anda dengan menambahkan garam ke dalam air ?………………………………………………………………………………………………………………………

………………………Diskusikan!Soal : Kedudukan kapal laut yang mengapung di permukaan air laut menyatakan ....

a. berat kapal sama dengan gaya tekan ke atasb. berat kapal lebih kecil dari pada gaya tekan ke atas c. berat jenis kapal lebih kecil dari pada berat jenis air d. berat jenis kapal lebih besar dari pada berat jenis air (NAS'92),

F. Tekanan UdaraSebuah gelas yang diisi air sampai

penuh, kemudian ditutup rapat dengan selembar karton yang agak tebal. Karton tersebut kemudian ditekan dengan tangan dan selanjutnya gelas dibalik. Dengan hati-hati tangan yang menekan karton dilepas. Bagaimana air di dalam gelas ? Tumpah apa tidak ?Air di dalam gelas tidak tumpah karena adanya ...........................................................................

Udara mengadakan tekanan karena berat lapisan-lapisan udara di angkasa. Makin tinggi dari permukaan bumi, makin ……....... tekanannya karena udaranya makin tipis.

Besarnya tekanan udara dapat dinyatakan dengan percobaan Torricelli. Sebuah pipa yang salah satu ujungnya tertutup panjangnya 1 meter. Tabung diisi penuh dengan air raksa lalu ditutup rapat-rapat dengan jari, kemudian dimasukkan terbalik dalam bejana yang terisi air raksa. Setelah jari dilepaskan, permukaan raksa dalam tabung turun sehingga ketinggiannya 76 cm lebih tinggi dari permukaan raksa dalam bejana.Dapat dihitung bahwa, besarnya tekanan udara adalah 76 cmHg.

Tekanan udara , selain dinyatakan dalam satuan cmHg atau atmosfer dapat juga dinyatakan dalam satuan SI yaitu N.m -2, atau Pascal (Pa) . Hubungan antar satuan tersebut adalah

76 cmHg = 105 Pa = 1 atm = 1 Bar 1. Alat ukur tekanan udara

Alat untuk mengukur tekanan udara dinamakan barometer. Ada 2 macam barometer :a. Barometer raksa, prihsipnya sama dengan percobaan Terricelli.b. Barometer aneroid, bukan zat cair.

2. Tekanan pada ketinggian tertentu.


Semakin tinggi suatu tempat tekanannya makin kecil . Setiap kenaikan 100 m tekanannya turun 1 cm Hg. Berdasarkan sikap barometer inilah tinggi suatu tempat dapat diketahui. Untuk menghitung tekanan udara di suatu tempat digunakan rumus :

Pud = 76 cmHg -

h100

Keterangan : Pud = tekanan udara di suatu tempat h = ketinggian tempat

Latihan Soal 1. Hitunglah tekanan udara di suatu lereng pegunungan yang tingginya 400 m

!Soal 2. Tekanan udara di suatu tempat adalah 73 cmHg. Berapa ketinggian tempat tersebut ?

G. Tekanan Gas Dalam RuangTertutupPerhatikan balon yang telah ditiup. Mengapa balon dapat menggembung ?

Kemanakah arah tekanan udara yang ada dalam balon ? Gas yang berada dalam ruang yang tertutup mengadakan tekanan pada dindingnya.

Alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup dinamakan manometer .

H. Hukum BoyleBagaimana tekanan suatu gas dalam ruang yang tertutup bila dipindahkan ke

tempat yang volumenya lebih kecil atau yang lebih besar ? Dalam hal ini dapat ditinjau dengan hokum Boyle.Bunyi hukum Boyle :

“Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap, asalkan suhu gas itu tidak berubah.”Secara matematis ,hokum Boyle dinyatakan :

Keterangan P1 = tekanan semula, P2 = tekanan akhirV1 = volume semula, V2 = volume akhir

Latihan.Soal 1. Pada volume 40 cm3 tekanan gas 4 atm. Berapa tekanannya pada volume 20 cm3 ?Soal 2. Volume gas dalam suatu ruang tertutup 2 cm3 mempunyai tekanan 1 atm. Jika tekanan

diperbesar menjadi 4 kali, maka volumenya menjadi ....a. 0,5 cm3 b. 1,0 cm3

c. 2,0 cm3 d. 4,0 cm3 (NAS'94)

UJI KOMPETENSIA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

1. Perhatikan gambar di bawah ini!


P1 x V1 = P2 x V2

Jika diberikan gaya yang sama pada masing-masing balok, maka yang mempunyai tekanan terbesar terhadap bidang tekan adalah balak nomor.... ...A. I B. 11 C. III D. IV

2. Sebuah gaya sebesar 500 N menghasilkan tekanan sebesar 25 Pa. Was tempat gaya tersebut bekerja sebesar........A. 200 m2 B. 20 m2 C. 2 m2 D. 0,2 m2

3. Perhatikan gambar berikut ini!

4. Untuk gambar soal nomor 10 di atas, jika kedalaman titik D = 50 cm dan massa jenis zat cair 1 gram /cm3, dengan g = 10 m/s2, maka besarnya tekanan di titik D adalah......A. 500 newtonl/m2 C. 5.000 newton/m2

B. 100 newton/m2 D. 50.000 newtan/mz

5. Suatu kempa hidrolik empunyai luas penampang masing-masing A1= 0,04 m2 dan A2 = 8 m2. Jika pada penampang A1 bekerja gaya F1= 50 N, maka diperoleh gaya pada penampang A 2 sebesar ...A. 0,25 newton C. 50 newtonB. 25 newton D. 10.000 newton

6. Berikut ini merupakan alat-alat yang bekerjanya berdasarkan prinsip hukum Pascal, kecuali....A. hidrometer C. dongkrak hodrolikB. pompa hidrolik D. rem hodrolik

7. Perhatikan gambar berikut ini!

8. Balon gas karbit dapat terbang melayang ke udara. Hal itu disebabkan......

A. adanya tiupan anginB. ujung bawahnya diikat dengan benangC. gas karbit di dalam balon massa jenisnya besarD. massa jenis gas karbit di dalam balon < massa jenis udara luar

9. Pada percobaan Torricelli di ketinggian 700 meter dari permukaan air laut. Maka tinggi maksimum raksa pada pipa Torricelli itu adalah.....


Tekanan zat cair yang terbesar dalam wadah tersebut berada.....A. di titik A B. di titik BC. di titik CD. di titik D

Jika torak T ditekan, maka..... A. kekuatan pancaran air paling kuat di titik CB. kekuatan pancaran air paling lemah di titik CC. kekuatan pancaran air paling lemah di titik AD. air akan memancar melalui titik A, B, clan C dengan kekuatan yang sama

A. 100 cm C. 76 cmB. 83 cm D. 69 cm

10. Sebuah ruangan tertutup yang volumenya 600 cm2 berisi gas dengan tekanan 2 atm. Kemudian ruangan itu diperkecil menjadi 200 cmz . Bila suhu tetap, maka tekanan gas itu menjadi........A. 12 atm B. 6 atm C. 1 atm D. 3 atm

B. Jawablah dengan singkat dan benar!1. Berikan beberapa contoh gaya yang kamu temukan dalam kehidupan sehari-hari

dan pengaruhnya terhadap benda-benda (sesuatu) yang dikenainya!2. Sebuah paku lebih mudah menembus papan bila dibandingkan dengan besi yang

ujungnya tumpul (tidak lancip). Mengapa demikian ? Jelaskan!3. Sebuah benda berbentuk kubus dengan sisi = 10 cm, terbuat dari bahan yang

masa jenisnya 10 gram/cm3. Benda tersebut diletakkan di atas lantai. Jika percepatan grafitasi di tempat iitu g = 10 m/s2, tentukanlah tekanannya!

4. Sebuah benda volumenya 10 m3 dicelupkan ke dalam air dalam suatu wadah. Ternyata benda tersebut tenggelam 3/5 bagiannya. Jika masa jenis zat cair 1 gram/cm3, dan percepatan graftasi bumi di tempat itu sebesar 10 m/s2, tentukanlah:a. Besarnya gaya Archimedes yang bekerja pada benda tersebut!b. Massa jenis benda tersebut!c. Berat benda di udara!

5. Sebuah kapal selam bisa berada di permukaan air laut (terapung) dan bisa pula berada di dalam air laut (melayang). Bagaimana hal itu dapat terjadi? Jelaskan dan sebutkan pula dasar teori (hukum) yang melandasinya!


A. GETARAN1. Pengertian getaran

Perhatikan gambar disamping.Bandul mula-mula berada di A. Kemudian bandul ditarik sampai B dan dilepaskan maka bandul bergerak dari B ke A ke C ke A ke B dst secara teratur. Kedudukan di A disebut kedudukan setimbang. Dari sini dapat kita definisikan bahwa getaran adalah gerak bolak-balik secara teratur disekitar titik keseimbangan. Bandul dapat melakukan getaran seperti ini karena bandul mempunyai gaya pemulih, yaitu gaya yang menarik atau mendorong bandul untuk selalu kembali ke titik setimbangnya.

Satu getaran sempurna gerak lengkap dari satu tempat kembali ke tempat itu lagi dan telah melakukan gerakan 1 simpangan ke kanan dan 1 simpangan ke kiri. Contoh gerak A-B-A-C-A, atau B-A-C-A-B. Contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari adalah gerak bolak-balik senar gitar saat dipetik. Sebutkan 3 contoh getaran lain dalam kehidupan sehari-hari ! . . . . .


Standar Kompetensi : 6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk tekhnologi sehari-hari

Kompetensi Dasar : 6.1 Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter- Parameternya

GETARAN DAN GELOMBANG

2. Amplitudo getaranPerhatikan gambar disamping.Dari gambar disamping yang merupakan titik keseimbangan adalah titik C. Simpangan adalah jarak antara benda dengan titik seimbangnya. Jadi contoh simpangan adalah A-C, B-C, . . . dan . . ..Amplitudo adalah jarak terjauh benda dari titik seimbangnya. Contoh A-C dan . . . . . . .Amplitudo disebut juga dengan simpangan terjauh. Jika jarak C-E adalah 6 cm maka amplitude pada gambar disamping adalah 6 cm. Amplitudo diberi lambing A, sehingga ditulis A = 6 cm.

3. Periode getaranJika bandul pada gambar pembahasan amplitude getaran melakukan gerakan C-B-A-B-C-D-E-D-C, maka bandul telah melakukan 1 getaran. Waktu yang diperlukan untuk melakukan 1 getaran disebut dengan periode. Periode diberi lambang T dan dinyatakan dengan satuan sekon (s). Besarnya periode dipengaruhi panjang tali dan tidak dipengaruhi oleh massa beban dan amplitude.

Jika waktu yang diperlukan melakukan 1 getaran adalah 3 sekon maka ditulis T = 3 sekon. Apa artinya sebuah getaran mempunyai periode 0,6 s ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... .Secara matematis besarnya periode dirumuskan sebagai Dimana: t = waktu (s)

n = banyak getaranT = periode (s)

4. Frekuensi getaranFrekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam waktu 1 sekon. Frekuensi mempunyai lambing f dan dinyatakan dengan satuan hertz atau Hz. Jadi jika kita melakukan percobaan, dan selama 1 sekon suatu getaran mampu melakukan 10 getaran maka frekuensi getaran itu adalah 10 Hz dan dituliskan sebagai f = 10 Hz.

Secara matematis besarnya frekuensi dirumuskan sebagai Dimana: t = waktu (s)

n = banyak getaranf = frekuensi (Hz)

Hubungan antara frekuensi dan periode adalah f = 1/T atau T = 1/f

5. ResonansiApabila sebuah benda bergeta maka getaran itu akan mempengaruhi benda lain yang memiliki frekuensi alamiah yang sama dengan frekuensi getaran benda


f =

nt

T =

tn

tersebut. Benda yang dipengaruhi itu akan bergetar dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi benda yang mempengaruhinya.

Peristiwa seperti di atas disebut dengan resonansi, yaitu turut bergetarnya sebuah benda akibat getaran benda yang lain. Resonansi menyebabkan benda bergetar dengan amplitude semakin besar. Peristiwa resonansi berperan penting dalam kehidupan. Kita dapat mendengar bunyi karena telinga kita beresonansi dengan bunyi tersebut.

Kegiatan 1 Tujuan : menghitung besarnya periode dan frekuensi suatu getaran.

Alat dan bahan :1. Benang 2. statif 3. beban 4. stopwatchLangkah-langkah:1. Susunlah alat dan bahan seperti gambar

disamping.2. Simpangkan beban dari kedudukan

setimbang lalu lepaskan.3. Ukurlah waktu untuk melakukan

beberapa getaran lengkap dengan stopwatch. Masukkan hasilnya ke dalam table di bawah ini.

UJI KOMPETENSI1. Apakah yang dimaksud dengan frekuensi ?2. Apakah yang dimaksud dengan periode ?3. Bagaimana hubungan antara frekuensi dengan periode ?4. Apakah yang dimaksud dengan amplitude ?5. Sebutkan 3 contoh peristiwa resonansi dalam kehidupan !

B. GELOMBANG1. Pengertian gelombang

Getaran adlah gelombang yang merambat. Perambatan gelombang dapat terjadi melalui medium (zat perantara) dan tanpa melalui medium. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh gelombang air laut, gelombangbunyi dan gelombang pada tali ataupun slinki. Sedangkan gelombang yang tidak memerlukan medium dalam


NO Banyak getaran Waktu getaran (s)

perambatannya disebut gelombang elektromagnetik. Contoh gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang sinar-X.

Oleh karena getaran mempunyai energi, maka gelombang juga merupakan rambatan energi. Pada rambatan gelombang yang merambat adalah energinya sedangkan mediumnya tidak ikut merambat. Jadi jika kita menggetarkan seutas tali maka yang merambat adalah energi pada tali sedangkan talinya sendiri tidak ikut merambat.

2. Gelombang transversal dan gelombang longitudinalBerdasarkan arah getarnya maka gelombang dibedakan menjadi gelombang transversaldan gelombang longitudinal.a. Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yangarah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarnya. Bentuk gelombang transversal berupa bukit dan lembah gelombang yang terletak secara bergantian. Contoh gelombang pada tali, gelombang dipermukaan air dan gelombang elektromagnetik.

Pola gelombang transversal ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.

Tinggi bukit dan dalamnya lembah menunjukkan simpangan maksimum atau amplitudo gelombang. Panjang lintasan yang terdiri dari 1 bukit dan 1 lembah disebut panjang gelombang ( λ ). Panjang gelombang ditunjukkan sebagai jarak antara 2 bukit atau 2 lembah yang berurutan.

b. Gelombang longitudinalGelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajr atau berhimpit dengan arah getarnya. Contoh gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur, gelombang bunyi di udara. Gelombang longitudinal berupa rapatan dan renggangan. Rapatan terjadi jika partikel-partikel medium gelombang saling mendekati, sedangkan renggangan terjadi jika partikel-partikel medium gelombang bergerak saling menjauhi.

Pola gelombang laongitudinal ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.

Panjang gelombang ( λ ) adalah jarak sepanjang sebuah rapatan dan renggangan secara berurutan atau jarak antara pusat rapatan atau pusat renggangan yang berurutan. Periode gelombang longitudinal adalah waktu yang diperlukan untuk membentuk sebuah rapatan dan sebuah renggangan yang berurutan.


3. Periode dan frekuensi gelombangGelombang memerlukan waktu dalam perambatannya. Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode (T) yang dinyatakan dalam satuan sekon (s), sedangkan banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon disebut frekuensi (f) dan dinyatakan dalam satuan hertz (Hz).

Misalnya periode suatu gelombang 10 s, artinya waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang adalah 10 sekon dan frekuensinya sebesar 1/10 Hz atau 0,1 Hz (banyaknya gelombang yang terjadi dalam 1 sekon adalah 0,1 gelombang).

Hubungan antara frekuensi dan periode adalah f = 1/T atau T = 1/f

4. Cepat rambat gelombangCepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu 1 sekon. Cepat rambat gelombang dinyatakan dengan lambing v dan mempunyai satuan m/s. Jika gelombang menempuh jarak 1 panjang gelombang ( λ ) maka waktu tempuhnya sebesar periode gelombang itu (T).Secara matematis cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai : v = λ / T atau v = f. λ Dimana : v = cepat rambat gelombang (m/s)

T = periode (s)f = frekuensi (Hz)λ = panjanggelombang (m)

5. Sifat-sifat gelombangGelombang mempunyai sifat :a. Dapat dipantulkan (refleksi).

Hukum pemantulan gelombang:o Gelombang dating, garis normal dan gelombang pantul terletak dalam

satu bidang datar.o Sudut dating sama dengan sudat pantul

b. Dapat melentur jika melalui celah sempit (difraksi).c. Dapat berpadu (interferensi).

6. Manfa’at gelombang dalam kehidupana. Gelombang laut

Dimanfa’atkan untuk olah raga (surfing, selancar), pembangkit tenaga listrik.

b. Gelombang seismikGelombang ini timbul akibat gempa bumi.

c. Gelombang elektromagnetikDimanfa’atkan untuk memasak berupa kompor microwaves atau open mikrowafes, siaran radio.

d. Gelombang bunyi


Dimanfa’atkan untuk USG (ultrasonografi) dalam bidang kedokteran, untuk mengukur kedalaman laut.Rumus untuk mengukur kedalaman laut : s = (v . t) / 2Dimana : s = kedalaman laut (m)

V = cepat rambat bunyi di air laut (m/s)t = waktu tiba gelombang bunyi (s)

Kegiatan 2 Tujuan : mengamati perambatan gelombang transversal dan

gelombang longitudinal

Alat dan bahan : 1. tali 4m 2. slinki 3. kertas 4. tongkat

Langkah-langkah :Gelombang transversal1. Ikatlah ujung tali pada sebuah tongkat dan peganglah ujung lainnya.2. Getarkan ujung tali ke atas dank e bawah sehingga terbentuk pola gelombang pada

tali. Seperti gbr.

3. Gambarkan gelombang yang terjadi pada tabeI lengkap dengan bagian-bagiannya.

4. Pada gelombang ini adakah materi (bagian) tali yang merambat dari ujung ke ujung ? ……………………. Bagaimana memperlihatkannya ?

……………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………..5. Menurutmu apa sebenarnya yang pindah dari ujung ke ujung ?

………………………………………………………..6. Buatlah kesimpulan!

………………………………………………………………………………………………………………………….


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Gelombang Longitudinal1. Letakkan slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu memegang salah satu

ujungnya..2. Getarkan slinki searah panjang slinki dengan cara memberikan dorongan pada slinki.

Seperti gambar

3. Amati gelombang yang terjadi pada slinki.

Pertanyaan1. Pada saat kamu mendorong slinki searah panjangnya, ke arah manakah getaran

slinki? …………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………..2. Ke manakah arah rambat gelombangnya?

…………………………………………………………………………………………3. Apakah arah rambat gelombang tersebut searah dengan arah getarnya?

…………………………………………4 Mengapa?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

5 Jadi gelombang longitudinal adalah ?…………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………..

UJI KOMPETENSI1. Apakah yang dimaksud dengan gelombang mekanik ? Dan berikan 2 contohnya !2. Apakah yang dimaksud dengan gelombang elektromagnetik ? Dan berikan 2

contohnya !3. Sebutkan 2 jenis gelombang berdasarkan arah rambatnya dan berilah masing-

masing 2 contoh !4. Apakah yang dimaksud dengan 1 gelombang pada gelombang longitudinal dan

gelombang transversal ? Buatlah gambar untuk memperjelas jawabanmu !5. Sebutkan hukum pemantulan gelombang !

RANGKUMAN1. Gelombang adalah usikan yang merambat dengan energi tertentu dari suatu tempat

ke tempat yang lain.Dalam perambatannya gelombang memindahkan energi, sedangkan medium yang dilaluinya tidak ikut berpindah (merambat).

2. Berdasarkan mediumnya ada dua macam gelombang, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.


3. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk perambatannya.Contohnya adalah gelombang bunyi, gelombang air dan gelombang tali.

4. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya.Contohnya adalah gelombang cahaya, gelombang radio, gelombang televisi, dan gelombang radar.

5. Berdasarkan arah getarannya gelombang dibedakan menjadi dua macam, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

6. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getarannya.Contohnya gelombang tali, gelombang air dan semua gelombang elektromagnetik.Gelombang transversal terdiri atas bukit dan lembah. Satu gelombang transversal ( 1 λ) adalah jarak 1 lembah + 1 bukit atau jarak antara dua bukit yang berturutan atau jarak antara dua lembah yang berturutan.

7. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya berhimpit (searah) dengan arah getarannya.Contohnya gelombang bunyi dan gelombang pada slinki yang digerakkan merapat dan merenggang.Gelombang longitudinal terdiri dari rapatan dan renggangan. Satu gelombang longitudinal (1 λ) adalah jarak satu rapatan da satu renggangan atau jarak antara dua rapatan yang berturutan atau jarak antara dua renggangan yang berturutan.

8. Perioda (T) adalah waktu yang ditempuh atau yang diperlukan oleh satu gelombang.Perioda = waktu / jumlah gelombang.Frekuensi ( f ) adalah banyak gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon.Frekuensi = jumlah gelombang / waktu.Hubungan antara perioda dan frekuensi adalah : f = 1 / T atau T = 1 / f

f = frekuensi (Hz) T = perioda ( s )

9. Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu 1 sekon.Persamaannya : v = f . λ atau v = λ / Tf = frekuensi (Hz) T = perioda ( s )λ = panjang gelombang v = cepat rambat ( m/s )

10. Gelombang akan dipantulkan jika mengenai suatu penghalang.

EVALUASI

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !1. Gerak bolak-balik secara teratur melalui titik keseimbangan disebut . . .


a. ayunan b. gelombang c. getaran d. gerak periodik

2. Jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik disebut . . .a. simpangan b. amplitude c. frekuensi d. periode

3. Perhatikan gambar disamping.Yang dimaksud amplitudo adalah jarak . . .a. C – Bb. A – Bc. A – B – Cd. A – C - B

4. Jika dalam waktu 50 sekon terjadi 1000 kali getaran, maka frekuensi getaran tersebut sebesar. . .a. 500 Hz b. 100 Hz c. 20 Hz d. 1/20 Hz

5. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran disebut . . .a. amplitude b. gelombang c. frekuensi d. periode

6. Benda dikatakan bergetar apabila benda itu bergerak bolak-balik . . .a. secara periodic melalui titik keseimbanganb. melalui titik keseimbanganc. secara terus menerusd. tidak periodik

7. Jika seutas tali yang digetarkan selama 50 sekon melakukan 150 kali getaran, maka periodenya sebesar . . .a. 15 s b. 3 s c. 1/ 3 s d. 1/15 s

8. Sebuah benda melakukan 150 getaran dalam waktu 450 detik. Frekuensi getaran tersebut adalah . . .a. 0,3 Hz b. 3 Hz c. 5 Hz d. 6 Hz

9. Dalam waktu 2/6 menit terbentuk 1000 getaran. Periode getaran tersebut sebesar . . .a. 5 sekon b. 2 sekon c. 0,05 s d. 0,02 s

10. Sebuah plat logam tipis melakukan 40 getaran dalam waktu 60 sekon, maka frekuensi plat logam . . .a. 0,57 Hz b. 0,67 Hz c. 1,5 Hz d. 40 Hz

11. Waktu yang diperlukan untuk melakukan 1500 getaran adalah 30 menit, maka periode getarannya adalah . . .a. 1,2 detik b. 2,2 detik c. 20 detik d. 1/20 detik

12. Perhatikan hal-hal berikut.1) amplitude 2) massa beban 3) panjang taliPeriode getaran dipengaruhi oleh . . .a. 1 dan 2 b. 2 dan 3 c. 3 dan 1 d. 3 saja

13. Sebuah bendul sederhana bergetar dengan frekuensi 120 Hz. Jumlah getaran yang terjadi dalam waktu 10 menit adalah . . .


a. 12 kali b. 72 kali c. 360 kali d. 720 kali

14. Di bawah ini termasuk gelombang elektromagnetik, kecuali gelombang pada . . .a. benda gas b. cahaya c. benda padat d. benda cair

15. Pernyataan yang benar tentang gelombang longitudinal adalah . . .a. mempunyai arah rambatan searah dengan getaranb. mempunyai arah rambatan tegak lurus arah getarc. berupa bukit dan lembahd. merambat tanpa zat perantara

16. Berikut merupakan sifat-sifat gelombang, kecuali . . .a. dapat dipantulkan c. merambat lurusb. dapat dibelokkan d. dapat melentur

17. Gelombang elektromegnetik mempunyai cirri khusus, yaitu . . .a. Terdiri dari rapatan dan renggangan c. memiliki amplitude dan

frekuensib. Untukmerambat memerlukan medium d. dapat melalui ruang hampa

18. Pada gelombang transversal, jarak antara puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya disebut . . .a. Kecepatan gelombang c. amplitudob. Panjang gelombang d. periode

19. Perhatikan gambar di samping.Yang menunjukkanamplitudo adalah . . .a. AC dan CEb. CE dan FBc. FB dan GDd. CG dan CF

20. Pada peristiwa perambatan gelombang yang merambat adalah . . .a. Materi benda yang bergetar c. zat perantara atau mediumb. Molekul-molekul benda d. energi getaran

21. Sebuah gelombang mempunyai frekuensi 15 Hz, artinya . . .a. Setiap detik terjadi 15 rapatan dan 15 regganganb. Setiap detik gelombang merambat 10 meterc. Setiap detik terjadi 15 puncak dan 15 lembahd. Kecepatan merambat gelombang 15 m/s

22. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang . . .a. air b. radio c. bunyi

d. cahaya23. Hubungan antara panjang gelombang, cepat rambat dan periode adalah . . .

a. λ = v / T b. v = λ / T c. T = λ .vd. v = f. λ

24. Frekuensi gelombang yang cepat rambatnya 80 m/s adalah 5 Hz, maka panjang gelombangnya ……a. 40 m b. 24 m c. 16 m d. 4 m

25. Suatu gelombang panjangnya 7,5 m dan cepat rambatnya 1.500 m/s. Frekuensi gelombang tersebut sebesar . . .a. 20 Hz b. 50 Hz c. 100 Hz

d. 200 Hz


26. Perbedaan yang mendasar antara gelombang transversal dan gelombang longitudinal adalah . . .a. panjang gelombang b. arah getar c. amplitude

d. frekuensi27. Gelombang longitudinal dapat merambat di dalam medium berikut, kecuali . . .

a. ruang hampa b. zat padat c. zat caird. gas

28. Sebuah gelombang merambat dalam air dengan panjang gelombang 100 meter dan periode 20 s. Cepat rambat gelombang adalah . . .a. 50 m/s b. 15 m/s c. 10 m/s

d. 5 m/s29. Sebanyak 2 gelombang dihasilkan tali dalam waktu 0,5 s. Jika cepat rambat

gelombang 2 m/s, maka panjang gelombangnya dalah . . .a. 100 m b. 80 m c. 5 m d. 4 m

30. Perhatikan gambar disamping.Panjang gelombangnya sebesar . . .a. 300 cmb. 200 cmc. 150 cmd. 100 cm

B. Jawablah dengan singkat dan tepat !1. Apakah yang dimaksud dengan satu getaran ?2. Sebutkan 4 contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari !3. Sebuah benda bergetar dengan periode 9 detik. Apa maksudnya ?4. Jelaskan perbedaan antara getaran dan gelombang !5. Apakah yang dimaksud dengan amplitudo ? 6. Perhatikan gambar disamping !

Beban disimpangkan dengan amplitudo yang berbeda. Apakah frekuensi getarannya berbeda pula ?Jelaskan jawabanmu !

7. Jelaskan penggolongan gelombang berdasarkan mediumnya !8. Frekuensi getar suatu pegas sebesar 0,5 Hz. Berapa periodenya ? Berapa getaran

yang terjadi dalam waktu 1 menit ?9. Dalam waktu 2 menit sebuah benda berputar secara teratur dan lengkap

sebanyak 720 kali. Berapakah : a. frekuensinya ?b. periodenya ?c. banyak getaran yang terjadi dalam waktu 1 detik ?

10. Perhatikan gambar di bawah ini.

Manakah yangbergetar lebih cepat ? Jelaskan alasanmu !


11. Sebuah gelombang merambat di air dengan panjang gelombang 18 m dan periodenya 3 s. Berapakah cepat rambat dan frekuensi gelombang ?

12. Dua puncak gelombang berjarak 4000 cm. Periode naik turunnya puncak gelombang adalah 40 sekon. Hitunglah cepat rambat gelombang tersebut !

13. Bunyi merambat dalam air dengan kecepatan 400 m/s. Jika waktu bunyi terdengar kembali setelah 20 s, berapakah kedalam laut ?

14. Kedalaman laut di suatu tempat 2.000 m. Pulsa ultrasonic dikirimkan ke dasar laut dan diterima kembali dalam selang waktu 4,5 s. Berapakah cepat rambat pulsa ultrasonic itu ?


Berdasarkan gambar di atas, tentukanlah amplitude, periode, frekuensi, panjang gelombang dan cepat rambat gelombang !



Kompetensi Dasar : 6.2 Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari

B U N Y I

A. Pengertian bunyiBunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar.Hal-hal yang membuktikan bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar antara lain :1. Ujung penggaris yang digetarkan akan menimbulkan bunyi.2. Pada saat berteriak, jika leher dipegang akan terasa bergetar.3. Dawai gitar yang dipetik akan bergetar dan menimbulkan bunyi.4. Kulit pada bedug atau gendang saat dipukul tampak bergetar.

Bunyi terjadi mempunyai syarat :1. Sumber bunyi

Sumber bunyi adalah benda-benda yang menghasilkan bunyi. Contoh sumber bunyi antara lain alat musik seperti biola, gitar, dsb.

2. Zat perantara (medium)Bunyi termasuk gelombang longitudinal dan juga gelombang mekanik. Jadi dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Tanpa zat perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga bunyi tidak dapat terdengar. Berdasarkan penelitian zat padat merupakan zat perantara bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.

3. PendengarBunyi dapat didengar jika ada pendengar. Manusia dilengkapi dengan indera pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar.

B. Cepat rambat bunyiCepat rambat bunyi didefinsikan sebagai hasil bagi antara jarak antara sumber bunyi dan pendengar dengan selang waktu yang diperlukan bunyi untuk sampai ke pendengar. Secara matematis dirumuskan : v = s / tDimana : s = jarak sumber bunyi dan pendengar (m)

t = waktu bunyi merambat (s)v = kecepatan bunyi (m/s)

Bunyi akan merambat paling baik pada zat padat dan paling buruk dalam gas.Tabel di bawah ini menunjukkan nilai cepat rambat bunyi dalam berbegai suhu 15oC.

No. Medium Cepat rambat (m/s)

1.2.

GASUdaraHelium

340977

3.ZAT CAIRAir 1.500

4.5.6.7.

ZAT PADATMarmerKayuAlumuniumBesi

3.8103.8505.0005.120

Dalam medium udara bunyi mempunyai sifat khusus, yaitu :1. Cepat rambat bunyi tidak tergantung pada tekanan udara. Artinya jika terjadi

perubahan tekanan udara cepat rambat bunyi tidak berubah.


2. Cepat rambat bunyi tergantung pada suhu. Makin tinggi suhu udara makin cepat bunyi merambat, dan semakin rendah suhu udara makin lambat bunyi merambat. Pada tempat yang tinggi cepat rambat bunyi rendah bukan karena tekanan rendah melainkan karena suhu di tempat tinggi lebih rendah.

Besarnya cepat rambat bunyi dalam suhu tertentu dapat dihitung dengan rumus : v = vo + 0,6 tDimana : v = cepat rambat bunyi pada suhu toC (m/s)

vo = cepat rambat bunyi pada suhu 0oC 334oC m/s)t = suhu (oC)

Kegiatan 1 : Bunyi merupakan gelombang. Tujuan : membuktikan bahwa bunyi sebagai gelombang

Alat Bahan : garpu tala dan ember berisi air. Langkah kerja1. Getarkan garpu tala. 2. Sentuhkan garpu tala pada permukaan air. 3. Amati bagaimana bentuk permukaan zat cair.

Hasil Kegiatan dan Pembahasan1. Apakah garpu tala berputar (berbunyi).2. Bagaimana bentuk muka zat cair. 3. Gelombang apa pada muka zat cair.

Jadi, kesimpulannya ………………………

C. Frekuensi bunyiBerdasarkan frekuensinya, bunyi digolongkan menjadi 3, yaitu :a. Infrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz.b. Audiosonik, adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz – 20.000 Hz.c. Ultrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz

Bunyi yang dapat didengar manusia adalah bunyi audiosonik. Bunyi infrasonic dapat didengar oleh anjing, jangkrik, angsa dan kudo sedangkan bunyi ultrasonic dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.

Gelombang ultrasonic banyak dimanfa’atkan dalam berbagai kehidupan, seperti :1. SONAR (Sound Navigation and Raging), yaitu suatu metode penggunaan

gelombang ultrasonic untuk menaksi ukuran, bentuk dan kedalaman benda-benda di bawah air.

2. Kacamata untuk tunanetra ada yang dilengkapi dengan pengirim dan penerima ultrasonic, sehingga dapat ditentukan jarak benda yang ada di sekitarnya.

3. Dalam bidang industri, digunakan pada proses pencampuran logam dan sterilisasi (pengawetan) makanan.

4. Dalam bidang kedokteran digunakan untuk memeriksa janin yang dikenal dengan istilah USG (Ultrasonografi).


Frekuensi bunyi merupakan banyaknya getaran bunyi yang terjadi setiap sekon. Frekuensi getaran yang dihasilkan sumber bunyi sama dengan frekuensi gelombang bunyi, sehingga hubungan antara cepat rambat, panjang gelombang dan frekuensi bunyi adalah :

v = f. λ atau f = v / λDimana : v = cepat rambat bunyi (m/s)

λ = panjang gelombang bunyi (m)f = frekuensi bunyi (Hz)

D. Karakteristik bunyia. Nada

Berdasakan keteraturan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi nada dan desah. Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur, misalnya bunyi dari berbagai alat musik. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur, misalnya bunyi daun tertiup angina, bunyi gemuruh ombak. Ada juga bunyi yang berlangsung singkat tetapi kadang-kadang sangat kuat. Bunyi seperti disebut dengan dentum, misalnya bunyi meriam, senapan dan bom.Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensinya. Jika frekuensinya besar maka nada yang dihasilkan tinggi. Kuat lemahnya nada tergantung pada amplitude, semakin besar amplitude maka nada yang dihasilkan semakin kuat. Berbagai jenis nada dapat dideteksi dengan garputala. Sebuah garputala mempunyai frekuensi tertentu dan besarnya frekuensi garputala biasanya sudah tertera pada garputala tersebut.

b. Tangga nadaTangga nada adalah tingkatan nada yang biasanya digunakan dalam seni musik dan suara. Setiap tangga nada terdiri dari tujuh nada dan setiap anggota tangga nada memiliki frekuensi tertentu. Nada-nada yang kita kenal dalam sebuah lagu ditunjukkan sebegai berikut :

1. Mendeskripsikan Nama nada : 1 2 3 4 5 6 7 1

Do re mi fa sol la si doJarak nada 1 1 ½ 1 1 1 ½

Interval adalah perbandingan frekuensi nada-nada tertentu terhadap nada C. Misalnya interval nada D adalah 27 : 24. Jenis interval dari tiap-tiap nada terlihat pada tabel berikut ini :

Deret Nada C D E F G A B CFrekuensi (Hz)

264 297 330 352 396 440 495 528

Perbandingan

24 27 30 32 36 40 45 48

Interval prime

sekunde

terts kwart

kwint sext septime

oktaf


24:24 27:24 30:24

32:24 36:24

40:24

45:24 48:24

c. Warna bunyiNada yang dihasilkan oleh suatu alat musik mempunyai karakteristik tertentu sehingga kita dapat dengan mudah membedakan nada yang dihasilkan oleh piano, gitar, seruling dan terompet misalnya. Atau suara laki-laki dan perempuan meskipun frekuensi nadanya sama.

Timbre (warna suara) adalah dua nada yang mempunyai frekuensi yang sama tetapi bunyinya berbeda. Timbre dapat terjadi karena cara bergetar setiap sumber bunyi berbeda.

d. Hukum MarseNneTinggi nada atau frekuensi nada diselidiki oleh ilmuwan fisika berkebangsaan Perancis yang bernama MARSENNE (1588 – 1648). Marsenne menyelidika hubungan antara frekuensi yang dihasilkan senar yang bergetar dengan panjang senar, penampang senar, tegangan senar dan jenis senar. Alat yang digunakan adalah sonometer.Frekuensi senar yang bergetar bergantung pada beberapa faktor, yaitu :1. Panjang senar, semakin pendek senar semakin tinggi frekuensi yang

dihasilkan.2. Tegangan senar, semakin tegang senar semakin tinggi frekuensi yang

dihasilkan.3. Massa jenis bahan senar, semakin besar massa jenis semakin rendah

frekuensinya.4. Penampang senar, semakin besar penampang senar semakin rendah

frekuensi yang dihasilkanSecara matematis, dirumuskan sebagai berikut :

Dimana : f = frekuensi atau tinggi nada senar (Hz) L = panjang senar (m)F = tegangan senar (N)A = luas penampang senar (m2)ρ = massa jenis senar (kg/m3)λ = 2 L λ = panjang gelombang (m)

E. ResonansiResonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain didekatnya digetarkan. Syarat terjainya


resonansi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar. Peristiwa resonansi dapat dilihat pada ayunan beban yang digantung. Beban yang talinya sama panjang jika salah satu diayunkan maka yang lain ikut berayun.a. Resonansi pada kolom udara.

Alat-alat musik seperti gitar, seruling, gendang dan terompet diberi rongga. Karena udara dalam rongga beresonansi maka alat-alat musik yang berongga akan megeluarkan bunyi yang lebih nyaring.Resonansi dapat terjadi pada kolom udara. Sebuah garputala dibunyikan di atas tabung yang dicelupkan ke dalam bejana (tabung) berisi air. Dengan mengatur panjang kolom udara, pada panjang kolom udara tertentu akan terdengar bunyi yang paling keras. Pada saat it terjadi resonansi bunyi antara garputala dengan udara di dalam tabung (kolom udara).Resonansi akan terjadi pada kolom udara sepanjang ¼ λ , ¾ λ , 5/4 λ , 7/4 λ dan seterusnyaSecara matematis dapat dinyatakan dengan rumus : L = (2n – 1). ¼ λ .Dimana : λ = panjang gelombang (m)

L = panjang kolom udara (m)n = bilangan 0, 1, 2, 3 …

b. Keuntungan dan kerugian adanya resonansi.Beberapa keuntungan resonansi bunyi adalah :a. Pada telinga kita terdapat kolom udara yang disebut kanal pendengaran

yang akan memperkuat bunyi yang kita dengar.b. Adanya ruang resonansi pada gitar, biola, saron, kolintang, dan kentongan

dapat memperkeras bunyi alat-alat tersebut.c. Kantung udara pada katak pohon dan katak sawah dapat memperkeras

bunyi yang dihasilkan.Beberapa kerugian yangdapat diakibatkan adanya resonansi, antara lain :a. Suara tinggi seorang penyanyi dapat memcahkan gelas yangberbentuk piala

karena udara dalam gelas beresonansi.b. Dentuman bom atau mesin pesawat supersonic dapat memecahkan kaca-

kaca bangunan.c. Bunyi yang terlalu kuat dapat memekakkan telinga.d. Pengaruh kecepatan angina pada sebuah jembatan di selat Tacoma,

Amerika Serikat menghasilkan resonansi yang menyebabkan jembatan roboh.

F. Pemantulan bunyiGelombang bunyi dapat dipantulkan dan diserap. Sebagian besar bunyi dipantulkan jika mengenai permukaan benda yang keras seperti permukaan dinding batu atau semen, besi, kaca dan seng. Sebaliknya sebagian besar bunyi akan diserap jika mengenai permukaan benda yang lunak seperti kain, karet, busa gabus, karpet dan wol (benda-benda peredam bunyi).1. Hukum pemantulan bunyi


Hukum pemantulan bunyi dapat dijelaskan sebagai berikut :a. Bunyi datang, bunyi pantul dan garis

normal terletak pada satu bidangdatar.

b. Besar sudut datangsama dengan besar sudut pantul

2. Macam-macam bunyi pantula. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli.

Bunyi pantul memperkuat bunyi asli terjadi jika bunyi pantul terdengar hamper bersamaan dengan bunyi aslinya sehingga bunyi asli akan terdengar lebih keras. Bunyi ini terjadi jika jarak dinding pemantul terhadap sumber bunyi kurang dari 10 meter. Contoh : suara kita akan terdengar lebih keras di dalam kamar atau kamar mandi, bunyi kereta api terdengar lebih keras di dalam terowongan.

b. Gaung atau kerdamGaung atau kerdam terjadi jika jarak dinding pemantul dan sumber bunyi agak jauh (25m – 25 m). Gaung adalah bunyi yang terdengar kurang jelas akibat sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi aslinya. Gaung terdengar pada gedung besar yang tertutup seperti gedung pertemuan atau pertunjukkan. Untukmenghindari gaung pada dinding dalam gedung bioskop, studio radio atau TV dilapisi bahan peredam.

c. GemaGema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Gema terdengar jelas seperti bunyi asli (seperti terjadi pengulangan bunyi). Gema dapat terjadi jarak dinding pemantul cukup jauh dari sumber bunyi. Contoh jika kita berteriak di lereng gunung, jurang dsb.

3. Manfa’at pemantulan bunyiManfa’at pemantulan bunyi antara lain :a. Mendeteksi cacat atau retak pada logam.b. Mengukur ketebalan pelat logamc. Mengukur kedalaman laut.d. Mengetahui kedudukan kapal selam.e. Mengetahui segerombolan ikan laut.f. Mengetahui kantung-kantung cekungan minyak bumi dengan mengirimkan

gelombang bunyi ke dalam tanah.g. SONAR (Sound Navigation and Ranging)h. Ultrasonografii. Menghindari pembedahan (mengarahkan gelombang bunyi ultrasonic

langsung ke ginjal untuk menghancurkan batu ginjal).j. Pembersih ultrasonik. Digunakan pada permata, caranya benda-benda yang

akan dibersihkan dimasukkan ke dalam cairan pembersih yang lembut, kemudian gelombang ultrasonik diarah kan ke dalam cairan. Gelombangini akan menggetarkan cairan yang akhirnya akan merontokkan kotoran yang ada pada benda.

Untuk mengukur kedalaman laut digunakan dua alat yaitu transmitter dan hidrofon. Transmiter adalah alat yang berfungsi sebagai sumber getar yang dikirimkan ke dasar laut, sedangkan hidrofon adalah alat


penangkap gema yangdipantulkan oleh dasar laut. Kedua alat dipasang pada sebuah kapal.Untuk menghitung kedalaman laut digunakan persamaan :

V = 2 s /tDimana : v = cepat rambat bunyi (m/s)

s = kedalaman laut (m) t = selang waktu bunyi sampai kembali (s)

Kegiatan 1 : Tujuan : Memahami gejala resonansi pada ayunan

Alat dan bahan :1. Bandul 5 buah 2. Tiang pendukung 3. Kawat 4. Benang yang kuat

Langkah-langkah :1. Susunlah alat dan bahan seperti gambar

disamping.2. Buatlah panjang benang bandul A sama

dengan bandul D dan panjangbenang bandul B sama dengan panjangbenangbandul E.

3. Ayunkan bandul A, kemudian amati yang terjadi pada bandul lainnya.

4. Ulangi dengan mengayunkan bandul B dan C.

5. Buatlah kesimpulan !

Kegiatan 2 : Tujuan : menunjukkan bukti resonansi.

Alat Bahan : garpu tala Ember berisi air Tabung kaca berlubang kanan kiri

Langkah Kerja1. Masukkan pipa/tabung kedalam ember.2. Getarkan garpu tala. 3. Dekatkan garpu tala di ujung pipa/tabung. 4. Angkat atau tenggelamkan pipa, sehingga terdengar suara nyaring. Hasil Kegiatan dan Pembahasan1. Apakah garpu tala bergetar/berbunyi.2. Terdengarkah bunyi nyaring dari pipa.


3. Pada panjang kolom udara berapa nyaring pertama. 4. Pada panjang kolom berapa bunyi nyaring ke dua.

Kesimpulan1. …………………2. …………………

UJI KOMPETENSI1. Jelaskan bukti-bukti yang mendukung bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang

bergetar !2. Apakah yangdimaksud dengan cepat rambat bunyi ?3. Sebutkan penggolongan bunyi berdasarkan frekuensinya ?4. Apakah perbedaan nada dan desah ?5. Sebutkan manfa’at bunyi !

RANGKUMAN1. Bunyi adalah hasil dari sumber bunyi yang bergetar.

Jadi asal bunyi adalah benda yangbergetar (sumber bunyi). Contoh sumber bunyi antara lain kendang, gitar, biola, radio.

2. Bunyi memerlukan medium sehingga termasuk gelombang mekanik. Zat padat menghantarkan bunyi lebih baik darizat cair dan gas. Disamping itu bunyi juga termasuk gelombang longitudinal.

3. Berdasarkan besar frekuensinya bunyi dibedakan menjadi :a. Infrasonik dengan frekuensi di bawh 20 Hz.b. Audiosonik dengan frekuensi antara 20 Hz sampai 20.000 Hz.c. Ultrasonik dengan frekuensi di atas 20.000 Hz.Bunyi yang dapat didengar manusia adalah bunyi audiosonik.

4. Syarat bunyi dapat didengar :a. Ada sumber bunyi.b. Mempunyai frekuensi antar 20 Hz sampai 20.000 Hz.c. Ada zat perantara.d. Ada telinga (indra pendengar) yang sehat dan dalam keadaan sadar.e. Mempunyai inensitas pada batas tertentu/

5. Bunyi merambat memerlukan waktu. Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium dan suhu medium.

6. Berdasarkan keteraturan frekuensi bunyi dibedakan menjadi nada dan desah. Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur sedangkan desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur.

7. Tinggi nada menyatakan tingkat kenyaringan bunyi. Jika frekuensinya tinggi maka bunyi keras.

8. Kuat nada menyatakan kuat atau lemahnya bunyi. Kuat nada dipengaruhi oleh :a. Amplitudob. Jarak sumber bunyi.


c. Resonansi pada sumber bunyi.d. Adanya pemantulan bunyi.

9. Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda lain akibat mempunyai frekuensi yang sama.Resonansi banyak dimanfa’atkan pada alat-alat musik, seperti gitar, kendang, piano, dsb. Tetapi resonansi juga dapat merugikan, seperti dapat menghancurkan bangunan atau jembatan.

10. Bunyi dapat dipantulkan dan memenuhi hukum pemantulan bunyi, yaitu :a. Bunyi datang, bunyi pantul dan garis normal terletak dalam satu bidangdatar.b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

11. Bunyi pantul dibedakan menjadi :a. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli, jika jarak sumber bunyi ke dinding

penghalang relatif dekat seperti pada ruang kelas.b. Gaung atau kerdam, jika jarak sumber bunyi sampai ke dinding penghalang

cukup jauh seperti pada ruang pertemuan atau ruang konser musik.c. Gema, jika jarak sumber bunyi jauh dari penghalang seperti jika sesorang berdiri

pada tepi suatu tebing gunung.12. Pemanfa’atan bunyi atau bunyi pantul antara lain :

a. Mengukur kedalaman laut atau lorong gua.b. SONAR (Sound Navigation and Ranging)c. Ultrasonografi.d. Menghindari pembedahan dengan ultrasonik.e. Pembersih ultrasonik.

EVALUASIA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !

1. Sifat berikut yang tidak dimiliki oleh bunyi adalah . . .a. memerlukan medium untuk merambat c. berbentuk

gelombang longitudinalb. cepat rambat di udara paling cepat d. dapat dipantulkan

oleh dinding2. Perhatikan pernyataan berikut.

1) sumber bunyi 3) pendengar2) medium 4) bedungFaktor-faktor yang menyebabkan terjadinya bunyi adalah . . .a. 1, 2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja

3. Bunyi merupakan gelombang mekanik yang merambat dalam bentuk . . .a. gelombang longitudinal b. gelombang transversal c. sinyal

d. pulsa4. Tinggi rendahnya nada suatu gelombang bunyi ditentukan oleh . . .

a. cepat rambatnya b. frekuensinya b. amplitudonyad. mediumnya

5. Bunyi paling lambat merambat pada medium . . .


a. alumunium b. udara c. kaca d. air6. Bunyi tidak dapat merambat dalam . . .

a. zat padat b. zat plastic c. hampa udarad. gas7. Frekuensi gelombang bunyi yang dapat didengar manusia disebut . . .

a. audiosonik b. infrasonic c. ultrasonic d. supersonik

8. Dibandingkan dengan gelombang bunyi, gelombang ultrasonic memiliki . . .a. panjang gelombanglebih besar c. frekuensi lebih rendahb. bunyi yang lebih keras d. frekuensi lebih tinggi

9. Supaya nada pada senar dapat dibuat lebih tinggi, maka yang dilakukan adalah . . . . . senar.a. memperpanjang b. memperbesar c. mengendorkan d. menegangkan

10. Gelombang bunyi merambat di air dengan kecepatan 1.440 m/s. Jarak yang ditempuh bunyi selama 5 sekon adalah . . .a. 7.200 m b. 3600 m c. 720 m d. 360 m

11. Infrasonik dapat didengarkan oleh . . .a. manusia b. kelelawar c. paus d. kuda

12. Proses penentuan kedalaman laut memanfa’atkan gelombang . . .a. elektromagnetik b. infrasonic c. ultrasonic d. cahaya

13. Semakin besar amplitude sebuah sumber bunyi, maka . . .a. Terdengar bunyi makin rendah c. terdengar bunyi yang kerasb. Terdengar bunyi tetap lemah d. tidak terdengar bunyi

14. Salah satu factor yang mempengaruhi tinggi nada pada senar adalah . . . . senar.a. panjang b. volume c. lebar d. massa

15. Pada saat terjadi resonansi pertama, panjang kolom udara 80 cm. Maka pada saat terjadi resonansi kedua, panjang klom udaranya adalah . . .a. 320 cm b. 240 cm c. 200 cm d. 160 cm

16. Peristiwa ikut bergetarnya sebuah benda bila benda lain bergetar disebut . . .a. interferensi b. resonansi c. polarisasi d. difraksi

17. Resonansi pada kolom udara terjadi pada panjang kolom udara berikut ini, kecuali . . .a. ¼ λ b. ½ λ c. ¾ λ d. 5/4 λ

18. Getaran pulsa ultrasonic yang dipancarkan kapal diterima kembali setelah 4 detik kemudian. Jika cepat rambat bunyi pada air laut 1.400 m/s, maka kedalaman laut tersebut adalah . . .a. 5.600 m b. 2.800 m c. 700 m d. 250 m

19. Suatu senar dapat beresonansi dengan senar lain bila kedua senar tersebut mempunyai . . . yang sama.a. luas penampang b. frekuensi c. panjang d. tegangan

20. Alat-alat berikut ini bekerja dengan prinsip resonansi, kecuali . . .a. garputala b. terompet c. gendang d. gitar


21. Perbandingan frekuensi nada A dan C adalah 40 : 24. Bila nada A mempunyai frekuensi 440 Hz, maka frekuensi nada C adalah . . .a. 64 Hz b. 264 Hz c. 464 Hz d. 504 Hz

22. Pada percobaan tabung resonansi, tinggi kolom udara pada saat terjadi resonansi pertama adalah 0,14 m, maka panjang gelombang bunyinya sebesar . . .a. 75 cm b. 60 cm c. 30 cm d. 15 cm

23. Keuntungan resonansi adalah sebagai berikut, kecuali . . .a. menentukan cepat rambat bunyi c. memecahkan gelasb. memperkeras bunyi d. memperkuat bunyi

24. Bila berteriak di mulut sumur yang dalam maka akan terdengar bunyi ulang dari dalam sumur. Bunyi ulang yang demikian itu disebut . . .a. resonansi b. desah c. gaung d. gema

25. Bahan-bahan berikut merupakan bahan peredam untuk menghilangkan gaung, kecuali . . .a. kertas b. karpet c. kain wol d. beton

26. Suatu gema membuktikan bahwa bunyi mengalami . . .a. pemantulan b. pembiasan c. penguatan d. resonansi

27. Bunyi asli terdengar lebih keras jika kita bernyanyi di . . .a. gedung pertemuan tertutup c. kamar mandib. sawah yang luas d. tepi jurang

28. Bunyi pantul yang terdengar sebagian bersamaan dengan bunyi asli disebut . . .a. dentum b. gaung c. gema d. nada

29. Jika kedalaman laut adalah 280 m dan cepat rambat di air laut 1.400 m/s maka waktu agar bunyi diterima kembali sebesar . . .a. 0,2 detk b. 0,3 detik c. 0,4 detk d. 0,5 detik

30. Perbedaan antara gema dan gaung terletak pada . . .a. jarak sumber bunyi dengan dinding pemantulb. jarak sumber bunyi dengan pendengarc. kelengkapan kata yang terdengard. amplitude dan frekuensi

B. Jawablah dengan singkat dan tepat !1. Apakah syarat-syarat terdengarnya bunyi ?2. Bagaimana kita membedakan antara bunyi infrasonic, audiosonik dan

ultrasonic ? Jelaskan !3. Mengapa kelelawar tidak menabrak benda di depannya saat terbang malam hari

?4. Guntur terdengar setelah 2 detik kita melihat kilat. Jika jarak terjadinya kilta 700

m, berapakah cepat rambat bunyi gunutr ?5. Apakah resonansi itu ? dan bagaimana resonansi dapat terjadi pada gitar ?6. Sebutkan keuntungan dan kerugian adanya resonansi !


7. Sebutkan factor-faktor yang mempengaruhi frekuensi senar menurut Marsenne !

8. Jelaskan perbedaan dan persamaan antara gaung dan gema !9. Sebutkan manfa’at bunyi pantul !10. Jelaskan cara mengukur kedalaman laut !

Kita dapat melihat benda-benda di sekitar kita karena ada cahaya. Dapatkah kita melihat benda-benda dalam gelap gulita? Bagaimanakah cahaya merambat? Bagaimanakah pemantulan cahaya? Berikut kita pelajari berbagai hal tentang cahaya.

A. Cahaya merambat lurusBenda-benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya, misalnya matahari, bintang, lampu listrik, dan lilin. Bagaimana perambatan cahaya itu?

Bayang-bayang benda terjadi karena cahaya merambat lurus dan cahaya tidak dapat menembus benda itu.Di belakang benda tak tembus cahaya yang terkena cahaya akan terbentuk bayang-bayang benda.

Bayang-bayang gelap (umbra) adalah ruang gelap di belakang benda tak tembus cahaya yang sama sekali tidak dilalui cahaya, sedangkan ruang gelap di belakang benda tak tembus cahaya yang masih dilalui sebagian cahaya disebut bayang-bayang kabur (penumbra). Pada gambar berikut ini mana umbra dan mana penumbra?



Kompetensi Dasar : 6.3 Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa

C A H A Y A

Kegiatan 1:A. Tujuan 1. Menunjukkan cahaya merambat lurusB. Alat dan Bahan

1. Lilin 2. Korek api3. Dua karton berlubang4. Pipa A lurus dan pipa B bengkok, masing-masing 1 m

C. Langkah kerja1. Nyalakan lilin di atas meja dan lihatlah api lilin melalui dua lubang karton yang

segaris. Amatilah apa yang terjadi?2. Jika satu lubang digeser tidak lurus, apa yang terjadi pada api lilin?3. Lihatlah api lilin dengan pipa lurus. Apa yang terlihat?4. Lihatlah api dengan pipa bengkok. Dimana nyala api sekarang?

D. Hasil kegiatan dan pembahasan1. Ketika lubang kedua karton segaris, maka api

lilin…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

2. Ketika kedua lubang karton tisak segaris, maka nyala api ………………………………………………………....

3. Jadi api lilin……………………………………………………………………4. Ketika api lilin diteropong dengan pipa lurus, maka api lilin………………… ………………………………………………………………………….……..5. Ketika api lilin diteropong dengan pipa bengkok, maka api lilin…………….. ………………………………………………………………………………...6. Jadi kesimpulanya……………………………………………………………. ………………………………………………………………………………...

B. Pemantulan CahayaBila mengenai permukaan pada umumnya cahaya akan dipantulkan.


Gambar di samping menunjukkan terjadinya pemantulan cahaya.

Dari hasil percobaan dapat dituliskan bunyi hukum pemantulan cahaya sebagai berikut :

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.Gambar di bawah ini menunjukkan pemantulan yang terjadi pada dua permukaan yang berbeda. Bagaimana komentar Anda?

a. b.

Berdasarkan arah berkas sinar pantulnya ada 2 jenis pemantulan cahaya, yaitu :

pemantulan terartur dan pemantulan diffuse (baur)

Bagaimana prosesnya sehingga benda dapat dilihat oleh mata?

Kita dapat melihat benda-benda di sekitar kita karena benda - benda tersebut memantulkan cahaya yang jatuh padanya dari sumber cahaya ke mata.

C. Pembentukan bayangan pada bendaUntuk mengetahui terbentuknya bayangan, marilah kita ikuti percobaan yang digambarkan sebagai berikut :

Dalam ruang yang gelap, sebatang pensil diletakkan di depan kaca bening. Dapatkah pada kaca tersebut terbentuk bayangan?

Ketika senter dinyalakan ternyata bayangan juga tidak terbentuk. Hal ini dikarenakan sinar pantul dari pensil diteruskan oleh kaca. Bagaimana bila dibelakang kaca diberi kertas putih?


Bayangan benda dapat terbentuk apabila benda tersebut mendapat sinar dan sinar pantulnya dipantulkan kembali secara teratur oleh permukaan benda mengkilap.

Urutan sinar pada peristiwa pembentukan bayangan adalah :

Sumber cahaya benda pantulan baur permukaan benda mengkilap pantulan teratur bayangan mata.

D. Cermin datarSetiap hari kalian tentu bercermin. Cermin yang kalian pakai adalah cermin datar. Cermin adalah benda yang permukaannya licin dan mengkilap sehingga dapat memantulkan cahaya dengan sempurna dan dapat membentuk bayangan.

Pola pemantulan cahaya oleh cermin datar adalah sebagai berikut :

1. Berkas sinar sejajar dipantulkan sejajar pula.2. Berkas sinar menyebar dipantulkan ………………..3. Berkas sinar tegak lurus bidang cermin dipantulkan secara tegak lurus pula.

Cara melukis bayangan pada cermin datar :

1. Lukislah minimal 2 berkas sinar dari titik benda.

2. Lukislah garis normal pada titik jatuh berkas sinar.

3. Lukislah sinar pantul sehingga sudut datang = sudut pantul.

4. Perpanjanglah sinar pantul sehingga berpotongan.

Titik benda adalah titik potong berkas sinar –sinar jatuh.

Titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar pantul.

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar bersifat :

a. maya ( ……….. = virtuil)b. …………………….c. …………………….d. …………………….Seseorang dapat melihat bayangan anggota badan seluruhnya dipermukaan cermin datar paling pendek ½ kali tinggi badan orang tersebut.

Banyaknya bayangan yang dibentuk oleh dua cermin datar yang membentuk sudut α dapat ditentukan dengan rumus:

n = banyaknya bayangan

α = sudut kedua cermin

Cobalah kerjakan soal berikut!


1. Perhatikan gambar ! Sebuah benda diletakkan 4 cm di muka cermin datar, maka tinggi bayangan dan jarak bayangannya dari cermin berturut-turut menjadi ….a. 1 cm dan 4 cmb. 3 cm dan 5 cmc. 4 cm dan 1 cmd. 4 cm dan 4 cm

2. Sifat bayangan pada cermin datar yaitu ….a. Maya, tegak dan diperkecil. c. Nyata, tegak dan diperkecil.b. Maya, tegak dan sama besar. d. Nyata, tegak dan sama besar.

Untuk menguji penguasaan konsep kalian, kerjakan soal berikut!

1. Tulislah 3 pola pemantulan cahaya oleh cermin datar!2. Apa yang dimaksud titik benda?3. Apa yang dimaksud titik bayangan?4. Tulislah 4 sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar!

E. Cermin cekungCermin cekung adalah cermin yang permukaannya seperti permukaan bagian dalam bola.

Bagian-bagian cermin cekung yaitu :

SU = sumbu utama, yaitu garis yang melalui titik pusat kelengkungan ( M ) dan titik pusat bidang cermin ( 0 )

M = titik pusat kelengkungan

R = jari-jari kelengkungan

O = titik pusat bidang cermin

F = titik fokus

Jarak FO = jarak fokus = ½ R

Bila pada cermin cekung disinari sinar-sinar sejajar akan tampak seperti pada gambar di samping. Dari gambar ini dapat disimpulkan bahwa cermin cekung bersifat konvergen, artinya ………………….

Pemantulan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut :


A 1 cm

A’

a. berkas sinar menuju cermin sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik api (fokus) utama.

b. berkas sinar menuju cermin melalui titik api (fokus) utama akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

c. berkas sinar menuju cermin melalui titik pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung, diperlukan setidaknya 2 sinar istimewa dan tetap berdasarkan hukum pemantulan cahaya. Lukislah bayangan benda berikut :


Bayangan dari benda P yang dihasilkan gambar di samping adalah….

a. nyata, diperbesar dan sama tegak dengan benda

b. maya, diperkecil, dan terbalik terhadap bendac. nyata, diperkecil, dan terbalik terhadap bendad. maya, diperbesar, sama tegak dengan

benda(NAS'86)

Pada cermin cekung, jarak benda (So), jarak bayangan (Si) dan jarak fokus ( f ) terdapat hubungan sebagai berikut :



Sebuah benda diletakkan pada jarak 6 cm di depan sebuah cermin cekung dan bayangan yang terbentuk berjarak 30 cm dari cermin. Jarak fokus cermin adalah….

a. 0,2 cm b. 5 cm

c. 24 cm d. 36 cm (NAS'94)

Dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan beberapa manfaat cermin cekung. Dapatkah Anda menunjukkan contohnya?

1. Tulislah 3 sinar istimewa pada cermin cekung!2. Tulislah rumus yang menyatakan hubungan jarak benda, jarak

bayangan, dan jarak fokus!

F. Cermin cembungCermin cembung adalah cermin yang permukaannya seperti permukaan bagian luar irisan bola. Bagian-bagian cermin cembung yaitu :

Contoh cermin cembung adalah ………………………….

Pantulan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut :

a. berkas sinar sejajar utama cermin dipantulkan seolah-olah berasal dari titik api utama (F)

b. berkas sinar yang menuju titik api utama dipantulkan sejajar sumbu utama

c. berkas sinar menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan cermin (R)

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin cembung diperlukan setidaknya 2 sinar istimewa. Lukislah bayangan benda berikut :


Bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung selalu bersifat :

a. maya ( = semu = virtuil )b. ………………………….c. ………………………….d. ………………………….


1. Tulislah 3 pemantulan sinar istimewa pada cermin cembung!2. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk cermin cembung!

Kegiatan 2:A. Tujuan

1. Menyimpulkan hukum pemantulan cahayaB. Alat dan Bahan

1. Busur derajat2. Cermin datar3. Kotak cahaya satu lubang 4. Kertas putih

C. Langkah kegiatan1. Letakkan busur derajat di atas kertas karton2. Letakkan cermin datar berhimpitan dengan sumbu datar busur derajat3. Nyalakan kotak cahaya dan arahkan 20 O sebagai sudut datang ( i ) dengan garis

normal dan datangnya sinar itu sejajar dengan busur derajat 4. Ukurlah sinar pantulnya dari garis normal, dan apakah sinar itu sejajar dengan

busur derajat? Amati dan catat dalam data 5. Ulangi langkah 3 sampai 4 untuk sudut datang i = 0O ; 30O ; 40O ; 50O ; 60O;70O ;

80O D. Data kegiatan dan kesimpulan


No Sudut datang i Sudut pantul r i = rPososisi sinar pantul dengan busur derajat

12345678

Kesimpulan1……………………………………………………………………………2……………………………………………………………………………

3……………………………………………………………………………

Kegiatan 3:A.Tujuan

1. Mengetahui jarak focus cermin cembung2. Melukis bayangan oleh cermin cembung

B. Alat da Bahan 1. Cermin cembung 3. Kotak sinar dengan tiga celah2. Lilin 4. Kertas putih

C. Langkah kerja1. Letakkan cermin cembung di atas kertas putih2. Arahkan cahaya dari kotak menuju cermin. Amatilah arah sinar pantulnya!3. Buatlah sketsa gambarnya!4. Letakkan nyala lilin di depan cermin. Amatilah bayangan yang terbentuk!5. Geser-geser lilin kedepan atau ke belakang di depan cermin. Amatilah bayangan

di setiap pergeseran!

D. Hasil dan pembahasan1. Sempurnakan gambar anda pada langkah ke 3

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Sifat bayangan yang dibentuk………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………

3. Letak bayangan itu berada …………………………………………………….4. Kesimpulannya

a.………………………………………………………………………..b.………………………………………………………………………..c………………………………………………………………………...



1. Menyimpulkan sifat cermin cekung2. Menggambar sinar-sinar istimewa pada cermin cekung3. Melukis bayangan pada cermin cekung

B. Alat dan Bahan1. Cermin cekung2. Kertas putih3. Kotak cahaya dengan empat celah sempit

C. Langkah kerja1. Letakkan cermin cekung di atas kertas putih2. Arahkan cahaya menuju cermin3. Amatilah titik terang di depan cermin

D. Hasil kegiatan dan pembahasan1. Arah sinar pantul oleh cermin cekung…………………………………………2. Jarak antara perpotongan sinar pantul dengan permukaan cermin adalah……. ……………………cm3. Gambar perjalanan sinar datang dan pantulnya

………………………………............................................

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Kesimpulannyaa.…………………………………………………………………………..b……………………………………………………………………………c……………………………………………………………………………


EVALUASIA. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat !

1. Pada waktu gerhana, sering terjadi adanya bayang-bayang inti yang disebut ….a. Difus b. umbra c. penumbra

d. titik api2. Pada suatu cermin datar jatuh seberkas cahaya tegak lurus pada permukaan

cermin tersebut. maka …..a. sinar dipantulkan ke segala arah. c. sinar datang dan sinar pantul

segaris.b. sinar semua diserap. d. sinar pantul membuat sudut

pantul 45o

3. Cermin yang paling baik untuk dipakai pada sebuah mobil adalah cermin yang bisa mendapatkan bidang penglihatan yang luas, cermin tersebut adalah ……..a. cembung b. datar c. cekung

d. parabola4. Sinar jatuh yang sejajar dengan sumbu utama cermin cembung dipantulkan ….

a. melalui titik api utama c. seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan

b. sejajar dengan sumbu utama d. seolah-olah berasal dari titik api utama

5. Pantulan cahaya yang teratur akan terjadi jika cahaya jatuh pada permukaan ….a. batu-batu besar c. air laut yang

berombakb. dinding tembok d. air kolam yang

tenang6. Berkas cahaya konvergen adalah berkas cahaya yang sinar-sinarnya

a. berasal dari satu titik c. sejajar satu sama lainb. menuju ke satu titik d. saling bersilangan

7. Cermin cekung mempunyai titik api di ….a. belakang cermin c. dalam cerminb. depan cermin d. pusat kelengkungan

cermin8. Benda di depan cermin datar akan mempunyai bayangan yang sifatnya

a. tegak, nyata, dan sama besar c. tegak, maya, dan diperkecil

b. maya, tegak, dan sama besar d. tegak, maya, dan diperbesar

9. Berkas sinar yang jatuh melalui titik api pada cermin cekung akan dipantulkan ….a. menuju titik M c. kembali lewat titik F

b. sejajar sumbu utama d. ke segala arah10. Benda yang terletak di depan sebuah cermin cembung memiliki bayangan yang

sifatnya …a. nyata, lebih besar, tak terbalik c. maya, lebih kecil, tak

terbalik


b. maya, lebih besar, tak terbalik d. nyata, lebih besar, terbalik

11. Pernyataan berikut yang benar tentang bayangan nyata adalah . . .a. berbalik sisi c. dapat diproyeksikan pada

layarb. lebih besar dari bendanya d. tampak di belakang cermin

12. Jarak bayangan benda ke cermin datar . . .a. Sama dengan jarak benda ke cerminb. Lebih jauh dari benda ke cerminc. Lebih dekat dari benda ke cermind. Bias lebih jauh maupun lebih dekat ke cermin

13. Manfa’at pemantulan baur dari cahaya adalah . . .a. Energi matahari menjadi panasb. Bayangan cermin sama persis dengan bendanyac. Bayangan benda dapat diperbesard. Dalam suatu ruangan akan terasa teduh

14. Perhatikan pernyataan berikut.1) Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik focus.2) Sinar dating melalui titik focus dipantulkan sejajar sumbu utama.3) Sinar dating melalui pusat kelengkungan dipantulkan melalui titik focus4) Sinar dating berimpit dengan sumbu utama dipantulkan kembali berimpi

dengan sumbu utamaDari pernyataan di atas yang merupakan sifat-sifat sinar istimewa cermin cekung adalah . . .

a. 1, 2 dan 3 b. 2. 3 dan 4 c. 1, 2 dan 4 d. 1, 3 dan 4

15. Jika selembar kertas tipis akan dinyalakan dengan menggunakan sebuah cermin cekung, kertas harus diletakkan . . .a. di luar pusat kelengkunganb. diantara titik focus dan pusat kelengkunganc. tepat pada pusat kelengkungan cermind. tepat pada titik focus cermin

16. Sebuah benda diletakkan 3 cm di depan cermin cekung yang mempunyai jarak focus 2 cm. Letak bayangan yang terjadi adalah . . .a. 1,2 cm di depan cermin c. 0,6 cm di depan cerminb. 1,2 cm di belakang cermin d. 0,6 cm di belakang cermin

17. Berikut ini yang merupakan hokum pemantulan cahaya adalah . . .a. Sinar datang sama dengan sinar pantulb. Sinar jatuh sama dengan sinar pantulc. Garis normal tegak lurus dengan sinar pantuld. Sudut datang sama dengan sudut pantul

18. Seberkas sinar jatuh pada cermin datar dengan sudut dating 50o. Besar sudut antara sinar dating dan sinar pantul adalah . . . . derajat.a. 25 b. 50 c. 100 d. 150

19. Cahaya dipantulkan dan disebarkan oleh cermin . . .a. datar b. cembung c. cekung d. cembung dan cekung


20. Jarak sebuah bayangan dan bendanya adalah 160 cm. Letak benda itu dari cermin datar adalah : a. 160 cm b. 80 cm c. 40 cm d. 20

cmB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar !

1. Terangkan terjadinya bayang-bayang benda!2. Tulislah bunyi hukum pemantulan cahaya!3. Jelaskan perbedaan permukaan benda pada pemantulan baur dan pemantulan

teratur!4. Tulislah jalannya sinar pada saat kita melihat benda!5. Tulislah urutan sinar pada peristiwa pembentukan bayangan!6. Tulislah 3 pola pemantulan cahaya oleh cermin datar !7. Tulislah 4 sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar !8. Tulislah 3 sinar istimewa pada pemantulan cermin cekung !9. Tulislah 3 sinar istimewa pada pemantulan cermin cembung !10. Lukislah terjadinya bayangan benda A, dan tulis sifat-sifat bayangannya!11. Apa yang menyebabkan terjadinya baying-bayang gelap atau umbra ?12. Termasuk jenis gelombang apakah cahaya itu ?13. Apa yang dimaksud dengan bayangan maya ?14. Disebut apakah pemantulan yang arahnya ke segala arah ?15. Apakah yang terjadi jika sebuah benda diletakkan tepat di titik focus cermin

cekung ?16. Mengapa bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu bersifat maya ?17. Sebutkan 3 benda yang dapatmemancarkan cahaya !18. Seberkas cahaya jatuh ke permukaan cermin datar dengan sudut 45o. Tentukan

besar sudut datang, sudut pantul dan sudut antara sinar datan dan sinar pantul! Lukislah jalanya sinar tersebut ?

19. Sebuah benda diletakkan di depan cermin cekung yang mempunyai jarak focus 75 cm. Jika benda berjarak 50 cm dari cermin, tentukan dimana letak bayangannya! Lukislah jalannya sinar !

20. Sebuah cermin cembung dengan jarak titik api 9 cm menghasilkan bayangan yang berada di belakang cermin dari sebuah benda yang berjarak 36 cm. Berapa jarak beyangannya, dimana letaknya ? Lukislah jalannya sinar.

G. Pembiasan CahayaDasar sungai yang jernih airnya tampak kelihatan lebih dangkal. Mengapa? Hal ini dapat dijelaskan karena adanya pembiasan cahaya.


Perhatikan gambar cahaya yang masuk ke permukaan air. Cahaya yang jatuh dari satu medium ke medium lain, sebagian dari berkas itu dipantulkan dan sebagian di …………………

Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambatan cahaya karena melalui bidang batas dua media yang berbeda kerapatan optiknya. Karena kerapatan optik kedua zat itu tidak sama, maka cepat rambat cahaya dalam kedua zat itu pun berbeda.

Perhatikan sekali lagi gambar perbiasan cahaya di atas. Seberkas cahaya yang masuk dari zat optik yang kurang rapat ke zat optik yang lebih rapat, dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya bila masuk dari medium yang lebih rapat ke kurang rapat …………………… garis normal.


Perhatikan gambar di sebelah kiri berikut ini ! Sinar merambat dari zat x ke zat y, maka indek bias dari zat x ke zat y adalah ….(NAS'01)

Cahaya yang masuk dari zat yang indek biasnya lebih besar (lebih rapat) ke zat yang indeks biasnya lebih kecil (kurang rapat) terlihat seperti pada gambar berikut :

Dari gambar di atas terlihat bahwa sinar bias …………… garis normal. Semakin besar sudut datang semakin …………. sudut biasnya. Pada sudut datang i b tampak sudut biasnya ………o…. sudut i b inii dinamakan sudut batas. Untuk sudut datang yang melebihi sudut batas (i b ) kelihatan tidak terjadi pembiasan tetapi terjadi pemantulan sempurna .

Sudut batas adalah sudut datang yang sudut biasnya …………. derajat.

Pemantulan sempurna hanya terjadi pada zat yang ….. rapat ke zat yang ……. rapat dan sudut datangnya harus lebih ………. dari sudut batas. Tunjukkan beberapa peristiwa sehari-hari yang merupakan peristiwa pembiasan cahaya!



1. Dari lukisan pembiasan cahaya berikut ini manakah yang benar?(NAS'90)

a. b. c. d.

2. Dasar kolam yang jernih airnya akan tampak lebih dangkal dibandingkan dasar kolam sebenarnya. Hal ini terjadi akibat ….a. pemantulan cahaya c. pembiasan cahayab. pemantulan baur atau difus d. dispersi cahaya

3. Pada gambar di samping ini yang termasuk sudut bias adalah ….a. 1 b. 2 1c. 3 2 d. 4 4

3


1. Mengetahui hubungan sinar datang, sinar bias dan garis normalB. Alat dan Bahan

1. Kaca planparalel2. Karton putih ( 50 cm X 50 cm X 1 cm )3. Spidol4. Penggaris5. Kotak dengan satu celah6. Busur derajat

C. Langkah kerja1. Letakkan kaca planparalel di atas karton gambarlah batas-batasnya, dan buatlah

garis yang tegak lurus dengan batas balok kaca!2. Kenakan sinar / cahaya dengan kemiringan kira-kira 20O tepat di titik garis

normal 3. Beri tanda P di pangkal sinar datang, R di ujung sinar bias, serta S di ujung sinar

keluar4. Singkirkan kaca dan hubungkan titik P, R, S sebagai garis sinar dating, sinar bias

dan sinar keluar5. Ukurlah sinar dating Qi dan sudut sinar bias Qr

D. Hasil kegiatan dan pembahasan1. Bagaimana sinar dating di udara diukur dari garis normal dibandingkan sinar bias

dalam kaca diukur dari garis normal ? Jawaban :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ..…………….


2. Bagaimana perjalanan sinar datang dari kaca ke udara dibandingkan dengan garis normal? Jawaban : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Info : “Anda akan lebih faham pada pembahasan indeks bias medium”

3. Kesimpulan anda :a. ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………b. ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………c. ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………


1. Apa yang dimaksud pembiasan cahaya?2. Bagaimana arah pembiasan cahaya yang datang dari zat

yang kerapatan optiknya lebih rapat ke kurang rapat?3. Apa yang dimaksud pemantulan sempurna?4. Apa yang dimaksud sudut batas?5. Apa syarat terjadinya pemantulan sempurna ?

H. Lensa cembungSebuah lensa adalah sebuah benda bening yang dibatasi oleh dua buah bidang lengkung, atau sebuah bidang lengkung dan sebuah bidang datar.

Model-model lensa cembung adalah seperti gambar di samping ini.

Dapat disimpulkan bahwa lensa cembung bentuknya ………..

Bagian-bagian lensa cembung adalah sebagai berikut :

.

M1 dan M2 = pusat kelengkungan lensa

F1 dan F2 = pusat titik api utama atau fokus

O = pusat optik lensa


Garis M1 O M2 = sumbu utama lensa

I = ruang I, yaitu ruang di antara O F

II = ruang II, yaitu ruang di antara F dan 2F

III = ruang III, yaitu ruang di antara 2F dan

Bagaimana sifat lensa

cembung?

Tunjukkan beberapa

pemanfaatan lensa cembung!


Titik api lensa cembung merupakan tempat mengumpulnya sinar-sinar bias dari berkas sinar-sinar yang sejajar sumbu utama. Ini menunjukkan bahwa lensa cembung bersifat ….

a. divergen b. konvergen c. homogen d. heterogen


1. Apa yang dimaksud lensa?2. Bagaimana bentuk lensa cembung?3. Bagaimana sifat lensa cembung?

I. Lensa cekungModel-model lensa cekung adalah seperti gambar di samping ini.

Dapat disimpulkan bahwa lensa cekung bentuknya …………

Bagian-bagian lensa cekung adalah sebagai berikut :


M1 dan M2 = pusat kelengkungan lensa

F1 dan F2 = pusat titik api utama atau fokus

O = pusat optik lensa

Garis M1 OM2 = sumbu utama lensa

I = ruang I, yaitu ruang di antara O dan F

II = ruang II, yaitu ruang di antara F dan 2F

III = ruang III, yaitu ruang di antara 2F dan

Bagaimana sifat lensa cekung?

………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………….


1. Bagaimana bentuk lensa cekung?2. Bagaimana sifat lensa cekung?

J. Pembentukan bayangan pada lensaa. Lensa cembung

Pembentukan bayangan pada lensa cembung dapat dibuat dengan memperhatikan sinar istimewa sebagai berikut :

(1) Sinar yang sejajar sumbu utama dibiaskan ………

(2) Sinar yang melalui titik fokus dibiaskan ………

(3) Sinar yang melalui titik pusat optik lensa ………

Untuk melukiskan pembentukan bayangan oleh sebuah lensa cembung dibutuhkan dua berkas sinar utama. Lukislah bayangan benda berikut :



Gambar yang menunjukkan jalannya sinar istimewa pada lensa cembung yang benar adalah …. ( NAS '2001)

a. c.

b. d.

b. Lensa cekungPembentukan bayangan pada lensa cekung dapat dibuat dengan memperhatikan sinar istimewa sebagai berikut .

(1) Sinar yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan ……..

(2) Sinar yang seolah-olah menuju fokus dibiaskan ………

(3) Sinar yang melalui titik pusat optik lensa …….

Untuk melukiskan pembentukan bayangan oleh sebuah lensa cekung dibutuhkan dua berkas sinar utama. Lukislah bayangan benda berikut :


So

1

Si

1f

1


Bayangan yang terbentuk pada lensa cekung selalu bersifat ….

b. maya, tegak, diperbesar c. nyata, terbalik, diperbesar c. maya, tegak, diperkecil d. nyata, terbalik, diperkecilHubungan jarak benda ( So ), jarak bayangan ( Si ) dan jarak fokus ( f ) dirumuskan sebagai berikut :

+ =


1. Menyimpulkan sifat lensa cembung2. Menentuksn jarak lensa cembung

B. Alat dan Bahan1. Lensa cembung bikonveks2. Kotak cahaya dengan tiga celah3. Kertas putih4. Penggaris

C. Langkah kerja1. Buatlah garis sumbu pada kertas putih, kemudian gambar lensa cembung kertas

tersebut!2. Kenakan cahaya pada lensa secara sejajar dengan sumbu utama3. Amati sinar bias yang terbentuk!4. Beri tanda pada titik potong sinar bias!5. Ukurlah panjang titik potong tersebut ke pusat lensa!

D. Hasil kegiatan dan pembahasan1. Gambarkan perjalanan sinar bias yang dihasilkan pada langkah ke 3!

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Bagaimana arah sinar bias tersebut?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3. Berapa jarak titik focus lensa pada percobaan anda? ………………………………………………………………………………….

4. Kesimpulan anda a.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………b.


………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….c…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …..


1. Menyimpulkan sifat lensa cekung2. Menentukan jarak lensa cekung

B. Alat dan Bahan1. Lensa cekung bikonkaf2. Kotak cahaya dengan tiga celah3. Kertas putih4. Penggaris

C. Langkah kerja1. Buatkah sumbu utama pada kertas putih kemudian gambar lensa cekung pada

kertas2. Kenakan cahaya pada permukaan lensa3. Amati berkas sinar bias yang terjadi!4. Berilah tanda berkas sinarbias yang terbentuk!5. Buatlah perpanjangan sinar bias melalui lensa sedemikian terjadi perpotongan

dengan sumbu utama6. Ukurlah titik potong sinar bias ke pusat lensa sebagai jarak focus7. Ulangi langkah 1 sampai 6 dengan menggeser-geser kotak cahaya ( tetap sejajar

dengan sumbu utama )D. Hasil dan pembahasan

1. Gambar perjalanan sinar dari hasil percobaan di atas sebagai berikut…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Bagaimana pola arah sinar bias percobaan di atas……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Berapa jarak focus lensa? Titik focus itu terletak di depan atau dibelakang lensa?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Kesimpulan andaa.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………b…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………c………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

c. Kekuatan lensa


f

1

Pada lensa cembung, makin kecil jarak fokus makin kuat lensa itu ………………… sinar. Pada lensa cekung, makin kecil jarak titik fokus makin besar daya lensa itu …………….. sinar. Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan jarak fokus lensa.

P = f = jarak fokus…… meter

Latihan.

1. Sebuah lensa cembung jarak fokusnya 25 cm.Berapakah dioptri kekuatan lensanya?

2. Sebuah lensa cembung yang berjarak titik api 50 cm mempunyai kekuatan ….a. 0,2 dioptri c. 0,5

dioptrib. 2 dioptri

d. 5 dioptri (NAS'85)


1. Tulislah sinar istimewa pembiasan cahaya pada lensa cembung!

2. Tulislah sinar istimewa pembiasan cahaya pada lensa cekung!

3. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bila benda diantara F dan M?

4. Tulislah rumus yang menyatakan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus pada cermin cembung!

5. Bagaimana hibungan antara kekuatan lensa dengan jarak fokus?

K. Dispersi cahayaBenda-benda di sekeliling kita semuanya berwarna. Bunga-bunga warna-warni, langit biru dihiasi mega-mega putih, terkadang terlihat pelangi bagai selendang warna-warni yang melengkung indah di langit. Peristiwa-peristiwa ini dapat dijelaskan dengan prinsip penguraian warna (dispersi).

Apa yang terjadi bila seberkas cahaya putih yang tipis dijatuhkan pada salah satu bidang pembias sebuah prisma?

Berkas cahaya putih ini ternyata diuraikan menjadi


warna pokok; merah, jingga, kuning hijau, biru, dan ungu.

Peristiwa ini dinamakan dispersi atau penguraian warna.


Seberkas cahaya melewati sebuah prisma, spektrum cahaya yang terjadi adalah ….

Uraian warna ini terjadi karena indeks bias untuk tiap-tiap warna cahaya berbeda. Cahaya merah mempunyai indeks bias …………... dan cahaya ungu mempunyai indeks bias ter ……..

Sudut deviasi cahaya merah ter ………… dan sudut deviasi cahaya ungu ter …………… Berkas cahaya putih tersusun dari berbagai warna cahaya. Cahaya tunggal disebut monokromatik .

Peristiwa alam yang sangat menarik berkaitan dengan dispersi cahaya adalah pelangi. Bagaimana terjadinya pelangi? Terjadinya pelangi karena sinar matahari melalui bintik-bintik air di udara dan …………. menjadi ………….


1. Apa yang dimaksud dispersi cahaya?2. Bila cahaya putih dilewatkan prisma akan diuraikan

menjadi berbagai warna cahaya. Sebutkan secara urut!

3. Bandingkan sudut deviasi masing-masing warna cahaya, mulai merah hingga ungu!

RANGKUMAN

1. Cahaya memiliki sifat merambat lurus2. Hukum pematulan cahaya menyatakan:

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datarb. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

3. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah maya, tegak, sama besar4. Pemantulan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut :

a. berkas sinar menuju cermin sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik api (fokus) utama.


b. berkas sinar menuju cermin melalui titik api (fokus) utama akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

c. berkas sinar menuju cermin melalui titik pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.

5. Pantulan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut :a. berkas sinar sejajar utama cermin dipantulkan seolah-olah berasal dari titik api

utama (F)b. berkas sinar yang menuju titik api utama dipantulkan sejajar sumbu utamac. berkas sinar menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolah-olah

berasal dari titik pusat kelengkungan cermin (M)6. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambatan cahaya karena

melalui bidang batas dua media yang berbeda kerapatan optiknya.7. Seberkas cahaya yang masuk dari zat optik yang kurang rapat ke zat optik yang lebih

rapat, dibiaskan mendekati garis normal.8. Pembentukan bayangan pada lensa cembung dapat dibuat dengan memperhatikan

sinar istimewa sebagai berikut :a. Sinar yang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokusb. Sinar yang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utamac. Sinar yang melalui titik pusat optik lensa diteruskan tidak dibelokkan

9. Pembentukan bayangan pada lensa cekung dapat dibuat dengan memperhatikan sinar istimewa sebagai berikut :a. Sinar yang sejajar sumbu utama dibiaskan menjauhi titik fokusb. Sinar yang menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utamac. Sinar yang melalui titik pusat optik lensa diteruskan tidak dibelokkan

10. Hubungan jarak benda ( So ), jarak bayangan ( Si ) dan jarak fokus ( f ) pada lensa dirumuskan sebagai berikut :

+ =

11. Berkas cahaya putih ini bila dilewatkan pada prisma akan diuraikan menjadi warna pokok; merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu.

EVALUASIA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !

1. Jika berkas cahaya jatuh dari zat optik lebih rapat ke zat optik kurang rapat akan …a. Dibiaskan c. diteruskan tanpa membiasb. diteruskan tanpa membias d. dipantulkan

2. Lensa cekung disebut juga lensa .…a. Divergen c. konvergenb. positif d. planparalel

3. Lensa yang selalu membentuk bayangan yang bersifat maya dan diperkecil adalah ….a. lensa cekung c. lensa positifb. lenca cembung d. lensa planparalel

4. Lensa cembung dipakai pada ……..a. Mikroskop c. kaca mata miopib. spion kendaraan d. kaca mata normal


1f

1Si

1So


M1 F1 F2 M2

Berdasarkan ketentuan gambar di atas, letak bayangan paku itu?

a. titik F2 c. antara titik O dan F2

b. titik M2 d. antara F2 dan M2

6. Perhatikan gambar di samping ini.Jalan sinar yang salah adalah ….

a. 1b. 2c. 3d. 4

7. Dispersi cahaya terjadi karena …..a. cahaya putih terdiri dari bermacam-macam warna cahayab. indeks bias untuk tiap-tiap warna cahaya berbedac. sinar mengalami deviasid. sinar mengalami pembiasan dan pemantulan.

8. Bayangan dari sebuah benda yang terletak di depan lensa cembung pada umumnya bersifat ………..a. Terbalik c. maya b. nyata d. diperbesar

9. Cahaya yang jatuh dengan sudut datang 45o dari udara ke air akan mengalami pembiasan ………a. mendekati garis normal c. menjauhi garis normalb. berimpit dengan garis normal d. berimpit dengan bidang

batas10. Jika sinar putih diuraikan oleh sebuah prisma maka …………

a. sinar ungu mempunyai deviasi terbesarb. sinar hijau mempunyai deviasi terbesarc. semua sinar mempunyai deviasi samad. sinar merah mempunyai deviasi terbesar

11. Perhatikan gambar berikut !Peristiwa seperti gambar disamping dapat terjadi jika cahaya melalui medium . . .

a. Udara ke airb. Udara ke kacac. Kaca ke udarad. Air ke kaca

12. Cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal apabila cahaya melalui medium . . .


a. air ke udara c. kaca ke udarab. udara ke air d. kaca ke air

13. Bila seseorang berdiri dan sebagian badannya terendam di dalam kolam renang yang berisi air jernih, maka orang tersebut terlihat . . .a. Lebih tinggi dari biasanya c. sama seperti biasanyab. Lebih pendek dari biasanya d. tergantung jenis airnya

14. Benda optika yang mempunyai cirri tipis pada bagian tengah dan tebal pada bagian tepi adalah . . .a. Lensa cekung c. cermin cekungb. Lensa cembung d. cermin cembung

15. Cahaya akan dibiaskan dan dikumpulkan oleh . . .a. Lensa cekung c. cermin cekungb. Lensa cembung d. cermin cembung

16. Pada sianghari yang terik jalan beraspal kelihatan berair. Peristiwa ini merupakan peristiwa . . .a. dispersi b. pemantulan c. pembiasan d. pemantulan sempurna

17. Pelangi merupakan contoh peristiwa . . .a. dispersi b. pemantulan c. pembiasan d. pemantulan sempurna

18. Bayangan yang terbentuk oleh lensa positif dari sebuah benda yang terletak antara F dan 2F bersifat . . .a. Nyata, tegak dan diperbesar c. nyata, terbalik, dan

diperbesarb. Nyata, tegak dan diperkecil d. nyata, terbalik dan diperkecil

19. Sebuah benda diletakkan 20 cm di depan lensa konvergen yang berjarak focus 40 cm. Jarak bayangan ke lensa adalah . . .A. -40 cm b. -20 cm c. -15 cm d. -10 cm

20. Pernyataan di bawah ini yang tepat untuk lensa adalah . . .a. Lensa cembung sering disebut lensa penyebarb. Lensa cekung sering disebut lensa pengumpulc. Lensa cembung sering disebut lensa pengumpuld. Lensa cekung sering disebut lensa pemantul

B. Jawablah dengan singkat dan tepat !1. Apa yang dimaksud pembiasan cahaya ?2. Tulislah 2 syarat terjadinya pemantulan sempurna!3. Gambarlah model-model lensa cembung!4. Gambarlah model-model lensa cekung!5. Tulislah 3 sinar istimewa pembiasan pada lensa cembung!6. Tulislah 3 sinar istimewa pembiasan pada lensa cekung!7. Tulislah 3 sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung!8. Bagaimana sifat :

a. Lensa cembungb. Lensa cekung.


9. Tulislah secara urut warna-warna pada pelangi!10. Jelaskan bagaimana terjadinya pelangi?

Alat optik yang kita kenal dan kita miliki adalah mata. Mata merupakan alat indera yang sangat penting bagi manusia. Namun demikian kemampuannya sangatlah terbatas. Dengan prinsip pemantulan dan pembiasan cahaya yang telah kita pelajari dapat



Kompetensi Dasar : 6.4 Mendeskripsikan alat-alat optik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

ALAT-ALAT OPTIK

diciptakan berbagai macam alat optik. Dapatkah kalian menyebutkan alat-alat optik yang kalian ketahui?

A. MataMata merupakan salah satu jenis alat optik dan berfungsi sebagai indera penglihatan. Dengan menggunakan mata kita bisa melihat benda-benda di sekeliling kita.

Bagian-bagian mata adalah sebagai berikut :

1. Kornea yaitu bagian depan mata yang memiliki lengkung lebih tajam dan dilapisi selaput bening.

2. Lensa mata atau lensa kristalin yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur pembiasan.

3. Iris, yaitu selaput di depan lensa mata yang membentuk celah lingkaran dan memberi warna pada mata.

4. Pupil, yaitu celah lingkaran yang dibentuk oleh iris dan berfungsi mengatur intensitas cahaya yang mengenai mata.

5. Retina atau selaput jala, yaitu bagian yang berfungsi sebagai layar untuk menangkap bayangan.


Benda akan terlihat jelas oleh mata apabila bayangan tepat jatuh ….

a. di depan retina b. di belakang retina

c. pada retina d. pada lensa

Alat optik apa yang terdapat pada mata? ……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Bayangan yang dibentuk oleh lensa mata berada pada retina. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa mata?

1. Mata normalLensa mata pada mata yang normal mempunyai kemampuan yang sangat hebat, yaitu mampu mencembung dan mampu memipih secara otomatis untuk menempatkan bayangan tepat pada retina. Kemampuan mencembung atau memipih lensa mata ini disebut daya akomodasi mata .

Lensa mata berakomodasi maksimum bila mata melihat benda-benda di ……………….… Pada keadaan ini lensa mata paling tebal.


Jarak terdekat yang masih dapat dilihat oleh mata dinamakan titik dekat atau punctum proximum.

Punctum proximum mata normal lebih kurang 25 cm.

Lensa mata berakomodasi minimum bila mata melihat benda-benda di ……………… Pada keadaan ini lensa mata paling ………

Jarak terjauh yang masih dapat dilihat oleh mata dinamakan titik jauh atau punctum remotum.

Berapa jarak punctum remotum mata normal? ………………………………..


Ketika mata melihat benda tanpa berakomodasi berarti letak benda tersebut di depan mata ….

a. tepat di titik jauh mata c. antara 25 cm dan tak terhingga

b. tepat di titik dekat mata d. pada jarak lebih kecil dari pada 25 cm

2. Cacat mataApabila kemampuan daya akomodasi mata tidak normal, maka mata akan mengalami cacat mata .

Ada beberapa cacat mata, diantaranya :

a. Rabun jauh (Miopi)Apa maksud mata rabun jauh? ……………………………………………………………………………………………

Mata mengalami rabun jauh karena lensa mata tidak dapat memipih sebagaimana mestinya, sehingga bayangan jatuh di ……………. retina.

Untuk menolong mata rabun jauh ini harus dipasang kacamata …………… sehingga bayangan dapat tepat pada retina.


Benda jauh benda jauh

Sebelum menggunakan kacamata setelah menggunakan kaca mata

Seseorang mengalami cacat mata rabun jauh memakai kacamata – 2,00. Apa maksudnya?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

b. Rabun dekat (Hipermetropi)Apa maksud rabun dekat? …………………………………………………………………………………………………..

Mata mengalami rabun dekat karena lensa mata tidak dapat me ………… sebagaimana mestinya, sehingga bayangan jatuh di …………….. retina.

Untuk menolong mata rabun dekat ini harus dipasang kaca mata ………… sehingga bayangan tepat pada retina.

Benda dekat benda dekat

Sebelum memakai kaca mata setelah memakai kacamata


Mata dipergunakan untuk melihat benda yang dekat ternyata bayangan yang terjadi jatuh di belakang selaput jala, maka mata tersebut termasuk ….

a. normal b. miopi c. hipermetropi d. presbiopi (NAS ’86)

c. Mata tua (Presbiopi)Semakin bertambahnya usia seseorang semakin ber ……….. daya akomodasi matanya. Sehingga umumnya orang yang sudah tua kemampuan matanya untuk melihat benda-benda yang berada pada titik dekat dan pada titik jauh sudah sangat berkurang. Benda-benda kelihatan kabur.

Bagaimana cara menolong orang yang menderita cacat mata tua ini?

3. Tipuan penglihatanPerhatikan gambar kaca mata di atas dan lingkaran di bawah ini baik-baik:


Benarkah gagang kaca mata itu panjangnya sama ?

Benarkah garis-garis kotak pada lingkaran disamping ini benar - benar lurus ?


1. Apa yang dimaksud daya akomodasi mata?

2. Apa yang dimaksud punctum proximum?

3. Apa yang dimaksud punctum remotum?

4. Bagaimana cara menolong orang yang rabun jauh?

5. Bagaimana cara menolong orang yang rabun dekat?

6. Bagaimana cara menolong orang yang presbiopi?

7. Bagaimana ciri ciri orang yang rabun jauh?

8. Bagaimana ciri ciri orang yang rabun dekat?

B. KameraPerhatikan gambar kamera di samping ini.

Dengan kamera ini dapat dihasilkan foto benda-benda di sekitar kita, termasuk foto kita.

Bagian-bagian kamera :

1. ……………………2. ……………………3. ……………………4. ……………………


Bagaimana prinsip kerja kamera?

Alat optik penting pada kamera adalah sebuah lensa cembung. Hasil pembentukan bayangan oleh lensa ini berada pada film. Untuk memperoleh bayangan tepat pada film, jarak antara lensa dengan film dapat diatur dengan memutar ulir sekerup. Cahaya yang masuk dalam kamera diatur oleh diafragma. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk oleh kamera?

Gambar yang dihasilkan oleh sebuah kamera merupakan gambar negatif, yaitu gambar tembus cahaya yang warnanya berlawanan dengan benda aslinya.

Untuk memperoleh gambar yang dikehendaki, klise yang dihasilkan oleh kamera harus diproses secara kimiawi. Hasil pemrosesan tersebut berupa gambar positif pada kertas potret, yaitu kertas yang ditutup dengan lapisan tipis kollodium yang dicampuri perak-klorida.

Adakah kemiripan prinsip kerja kamera ini dengan prinsip kerja mata?

Kerjakan soal berikut!

Perbedaan antara sebuah kamera dan mata dalam hal cara kerjanya adalah bahwa pada kamera :

a. banyaknya cahaya yang masuk diatur oleh lebar celah.b. bayangan yang terbentuk nyata, terbalik, diperkecil.c. bayangan dibentuk pada permukaan peka cahaya.d. memfokuskan sinar dilakukan dengan mengubah-ubah posisi lensa.Untuk menguji penguasaan konsep kalian, kerjakan soal berikut!

1. Apa fungsi kamera?2. Apa yang dimaksud gambar negatif?3. Apa yang dimaksud gambar positif?4. Apa yang dimaksud gambar diapositif?5. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk

oleh kamera?

C. Produk teknologi yang memanfa’atkan prinsip cahaya(Pengayaan)

1. LUPLup atau kaca pembesar adalah sebuah lensa cembung yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar nampak lebih besar dan jelas. Pada lup, benda diletakkan di antara o dan f sehingga bayangan yang terbentuk di depan lesa bersifat maya, tegak, diperbesar. Apabila benda diletakkan pada titik fokus lensa, maka mata dapat mengamati bayangan dengan rileks.


2. MikroskopAlat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil.

Mikroskop memiliki dua lensa yakni lensa obyektif yang dekat dengan benda dan lensa okuler yang dekat dengan mata. Bayangan yang terbentuk bersifat maya, terbalik dan diperbesar. Perhatikan gambar di samping ini.

3. TeropongTeropong adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh. Ditemukan oleh Hans Lippershey disempurnakan oleh Gelileo.

Mula-mula perbesarannya hanya 9 X

Ada beberapa jenis teropong, yaitu :

a. Teropong lensa, termasuk teropong bintang, dan teropong bumi. Perbedaan antara teropong bintang dan teropong bumi adalah: pada teropong bumi dipasang lensa pembalik.

b. Teropong cermin, menggunakan cermin cekung, seperti teropong Mount Palomar.

c. Teropong radar.

Prinsip teropong sederhana :

4. PeriskopPeriskop adalah alat optik yang berfungsi seperti teropong. Periskop dipasang pada tiang kapal selam dan digunakan untuk melihat benda-benda yang berada di atas permukaan laut atau untuk mengintai kapal musuh-musuh sewaktu kapal selam sedang menyelam.

Sebuah periskop terdiri dari dua buah lensa cembung dan dua buah prisma siku-siku sama kaki (45o-


45o-90o). Masing-masing lensa cembung berfungsi sebagai lensa obyektif dan lensa okuler. Berkas cahaya yang berasal dari benda yang diamati dibiaskan lebih dahulu oleh lensa obyektif, kemudian dipantulkan sempurna oleh kedua prisma. Akhirnya, berkas cahaya itu dibiaskan oleh lensa okuler dan masuk ke mata pengamat.


1. Apa fungsi lup? 2. Perhatikan mikroskop dan sebutkan bagian-

bagiannya! 3. Jelaskan prinsip kerja periskop!

RANGKUMAN1. Mata memiliki lensa mata yang membentuk bayangan pada retina.2. Lensa mata dapat berakomodasi mencembung atau memipih agar bayangan jatuh

pada retina.3. Pada saat orang melihat dekat mata mencembung maksimal.4. Pada saat orang melihat jauh mata memipih.5. Orang yang rabun dekat harus memakai kaca mata berlensa cembung agar

bayangan tepat jatuh pada retina.6. Orang yang rabun jauh harus memakai kaca mata berlensa cekung agar bayangan

tepat jatuh pada retina.7. Bayangan yang terbentuk pada retina adalah nyata, diperkecil, dan terbalik.8. Pada kamera cahaya yang melalui lensa difokuskan pada film foto di dalam kamera.9. Bayangan yang terbentuk pada kamera adalah nyata, diperkecil, dan terbalik.10. Alat optik yang lain adalah lup, mikroskop, teleskop, dan periskop.

EVALUASI

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !1. Bentuk lensa mata paling tebal pada saat mata ….

a. berakomodasi maksimumb. tidak berakomodasic. melihat benda pada titik jauhd. melihat benda yang sangat kecil


2. Bagi orang dewasa bermata normal, titik dekatnya kurang lebih pada jarak….a. 30 cm - 40 cm di depan mata.b. 15 cm - 20 cm di depan mata.c. 10 cm - 15 cm di depan mata.d. 20 cm - 30 cm di depan mata.

3. Sifat - sifat bayangan yang terbentuk di selaput jala adalah ………a. nyata, tegak, diperkecil. b. maya, terbalik, diperkecil.c. nyata, terbalik, diperbesar. d. nyata, terbalik, diperkecil.

4. Penderita rabun dekat dapat ditolong dengan kaca mata yang berlensa ….a. cekungb. cembungc. silindrisd. rangkap (NAS '85)

5. Mata yang menderita rabun jauh …a. Titik jauhnya terletak pada jarak tak terhingga.b. Bayangan benda jatuh di belakang selaput jala.c. Dapat diatasi dengan kaca mata berlensa cembung.d. Lensa mata tak dapat menipis sebagaimana mestinya.

6. Mata yang hanya dapat ditolong dengan kaca mata berlensa cembung adalah …..a. cacat mata rabun jauhb. cacat mata tua.c. cacat mata rabun dekat. d. cacat mata juling.

7. Alat optik yang terdapat pada kamera adalah lensa ….a. cembung c. datar

b. cekung d. cekung cembung

8. Di bawah ini adalah bermacam-macam cacat mata, kecuali ….a. miopi c. emetropib. hipermetropi d. mata tua

9. Kacamata berlensa cekung dapat menolong penderita cacat mata….a. rabun dekat c. rabun senjab. rabun jauh d. mata tua

10. Alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil adalah ….a. mikroskop c. kamerab. teropong d. OHP

11. Cacat mata presbiopi disebabkan oleh keadaan lensa mata yang tidak dapat . . .a. Meneba c. menebal dan menipislb. Menipis d. melebar dan menyempit

12. Jika kita ingin memotret suatu obyek dari jarak jauh, kita menggunakan kamera . . .a. Berlensa sudut lebar c. berlensa yang dapat

mencakup semua obyekb. Berlensa tele d. berlensa cekung


13. Bagian kamera yang berfungsi untuk mengatur masuknya cahaya disebut . . .a. Plat film b. diafragma c. shutter d.

lensa14. Alasan mengapa lensa negative digunakan pada kaca mata penderita rabun jauh

adalah . . .a. Bersifat menyebarkan sinarb. Bersifat membentuk bayangan nyatac. Bersifat membantu penglihatand. Bersifat memperjelas benda.

15. Berikut ini merupakan persamaan antara mata dan kamera, kecuali . . .a. Sifat bayangan yang terbentukb. Adanya layar untuk menangkap bayanganc. Adanya pengaturan jumlah cahaya yang masukd. Kemampuan perubahan jarak focus lensa

16. Sifat bayangan akhir yang dibentuk oleh mikroskop dibandingkan dengan bendanya adalah . . .a. Maya, terbalik, diperbesar c. nyata, terbalik, diperbesarb. Maya, tegak, diperbesar d. nyata, tegak, diperbesar

17. Alat optic yang digunakan untuk melihat benda yang terletak diangkasa adalah . . .a. Mikroskop c. teropong bumib. Teropong bintang d. periskop

18. Alat optic yang digunakan untuk melihat benda yang terletak di permukaan bumi adalah . . .a. Mikroskop c. teropong bumib. Teropong bintang d. periskop

19. Teropong yang sering digunakan di kapal selam adalah . . .a. Mikroskop c. teropong bumib. Teropong bintang d. periskop

20. Fungsi prisma siku-siku pada periskop adalah . . .a. Pembentuk bayangan nyatab. Pembentuk bayangan yang diperbesarc. Pembelok cahaya dan pembalik bayangand. Pembalik bayangan dengan pemantulan sempurna

B. Jawablah dengan singkat dan tepat !1. Jelaskan apa yang dimaksud daya akomodasi mata!2. Terangkan apa yang dimaksud :

a. punctum proximum

b. punctum remotum

3. Terangkan di mana letak bayangan pada mata rabun dekat! Bagaimana cara menolongnya?

4. Terangkan dimana letak bayangan pada mata rabun jauh! Bagaimana cara menolongnya?

5. Bagaimana cara menolong orang presbiopi?


6. Gambarlah bagian-bagian kamera!7. Bandingkan prinsip kerja kamera dengan mata!8. Sebutkan 5 macam produk teknologi yang memanfaatkan prinsip cahaya?9. Apa guna mikroskop?10. Teropong sederhana dapat dibuat dengan lensa apa?


lks fisika smp kls 8 th 10 11

Documents