Fisika SMP 2

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

 Bab 1 : Gaya dan Percepatan
 Bab 2 : Usaha dan Energi
BAB 1 : GAYA DAN PERCEPATAN
Ketika kamu mendorong meja, kenapa mejanya bisa bergerak ? Itu
karena adanya “gaya”. Lihatlah gambar roket ini. Roket bisa meluncur
karena adanya gaya dorong. Tapi bukan hanya itu… Masih ada banyak
misteri dibalik gaya. Yuk kita pelajari !!
Index
Pengenalan
 Gaya sebagai suatu tarikan atau dorongan yang dilakukan pada
    suatu benda
   Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi karena adanya sentuhan
    dari kedua benda tersebut.
   Gaya otot termasuk gaya sentuh karena titik kerja gaya otot
    langsung bersentuhan dengan benda
   Gaya gesekan termasuk gaya sentuh karena melibatkan
    persentuhan langsung antara telapak tanganmu dan permukaan
    meja
   Gaya tidak sentuh adalah gaya yang timbul walaupun dua benda
    tidak bersentuhan secara fisik
   Tiga jenis gaya, yakni gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet
    timbul, walaupun kedua benda tidak bersentuhan secara
    langsung. Gaya tak sentuh disebut juga gaya medan (medan
    force)
Pengaruh gaya pada benda

1. Benda diam menjadi bergerak
   Mis : Bola sepak yang diam di tanah menjadi bergerak
        setelah kamu tendang
2. Benda bergerak menjadi diam
   Mis : Bola basket yang dilempar ke arahmu berhenti setelah
        kamu tangkap
3. Bentuk dan ukuran benda bergerak
   Mis : Karet gelang kamu tarik, bentuk dan ukurannya berubah
4. Arah gerak benda berubah
   Mis : Bola sepak yang menuju ke arahmu berubah arahnya
        setelah kamu tendang
Mengukur gaya

 Di dalam laboratorium, gaya diukur dengan
  dinamometer atau neraca pegas
 Satuan gaya dalam SI adalah Newton (N).
  Untuk menghormati Sir Isaac Newton (1642-
  1727). Ia adalah ahli matematika dan ilmuwan
  besar yang menemukan hukum tentang
  gerak dan gaya serta hukum gravitasi
Gesekan udara

 Gaya gesekan yang bekerja ketika benda
  bergerak di udara dipengaruhi oleh luas
  bentangan benda (luas permukaan benda
  yang bersentuhan langsung dengan udara)
 Makin besar luas bentangan benda, makin
  besar gaya gesekan udara yang bekerja pada
  benda
 Penerapan gaya gesekan udara dapat kamu
  lihat jika kamu lihat pada terjun bebas
Gaya Gesekan pada permukaan air

 Gaya gesekan juga bekerja pada air
 Gaya gesekan udara atau gaya gesekan air
  membatasi kelajuan yang dapat dicapai oleh suatu
  benda yang bergerak melintasi udara atau air
 Kelajuan batas ini disebut sebagai kelajuan kritis
 Jika suatu benda bergerak melampaui kelajuan kritis
  maka aliran udara atau aliran air di sekitar benda
  akan kacau, dan ini jelas membahayakan
 Kelajuan kritis suatu benda dapat diperbesar dengan
  mengukur bentuk benda menjadi streamline. Mobil
  dengan desain streamline disebut juga mobil
  aerodinamis
Contoh mobil yang berbentuk
streamline
Gaya gesekan antarzat padat

 Besar gaya gesekan bervariasi mulai dari nol
  sampai mencair di nilai maksimum tertentu
 Gaya gesekan yang dialami benda ketika masih
  diam disebut gaya gesekan statis (f). Gaya
  gesekan bervariasi mulai dari nol sampai nilai
  maksimum tertentu. Nilai maksimum ini disebut
  juga gaya gesekan statis maksimum (fsm)
 Gaya gesekan yang dialami benda ketika
  bergerak disebut gaya gesekan kinetis (fk). Gaya
  gesekan kinetis besarnya tetap dan selalu lebih
  kecil daripada gaya statis maksimum (fk < fsm)
Gaya gesekan antarzat padat
 Besar gaya gesekan pada benda beroda jauh lebih kecil
  daripada besar gaya gesekan pada benda tidak beroda.
 Gaya gesekan benda beroda disebut gaya gesekan rotasi
 Gaya gesekan rotasi jauh lebih kecil daripada gaya gesekan
  translasi (gaya gesekan pada benda tak beroda) karena
  kontak permukaan benda beroda adalah kontak titik. Itulah
  sebabnya kendaraan yang kita tumpangi selalu didukungi
  oleh roda
 Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran atau
  kehalusan permukaan. Makin kasar permukaan, maskin
  besar gaya gesekannya. Dan begitu juga sebaliknya
Kerugian gaya gesekan
1.   Gesekan antara bagian-bagian mesin dan kopling secara
     langsung akan menimbulkan panas kelebihan. Untuk mengatasi
     ini, mesin mobil dan keping diberi oli, sehingga tidak saling
     bergesekan secara langsung
2.   Gaya gesekan antara ban mobil dengan permukaan jalan
     menyebabkan ban mobil cepat aus atau tipis. Lapisan aspal
     akan mengurangi gaya gesekan pada mobil, sehingga mobil
     dapat melaju dengan mulus
3.   Gaya gesekan udara pada mobil menyebabkan mobil tidak
     dapat bergerak dengan kelajuan tinggi. Untuk mengurangi
     gaya gesekan udara, mobil didesain dengan bentuk streamline
4.   Gesekan air laut pada kapal laut sangat menghambat gerak
     kapal. Untuk mengurangi gaya gesekan ini, bagian kapal yang
     bersentuhan langsung dengan air dipisahkan dengan
     pelampung berisi udara
Beberapa contoh gaya gesekan yang
menguntungkan

1. Gesekan menyebabkan kami dapat berjalan
   di tanah
2. Ban mobi ldibuat bergerigi agar gaya
   gesekan permukaan jalan pada ban cukup
   besar
3. Gesekan pada piningan rem sepeda motor
   digunakan memperlambat kelajuan sepeda
   motor
4. Tekanan udara memperlambat kelajuan
   jatuh penerjun
Rumus gaya gesekan

 fs = s . N
 fk = k . N


Keterangan
  = koefisien gesekan
 N = gaya normal
 f = gaya gesekan
Pengenalan

 Massa adalah ukuran jumlah materi yang dikandung
    oleh suatu benda. Karena itu, massa tidak
    dipengaruhi oleh lokasi benda berada
   Massa dimanapun dalam alam semesta in iadalah
    tetap
   Massa adalah besaran sakelar (tidak memiliki arah
    memiliki satuan kg) dan diukur dengan neraca
   Berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda
   Berat benda di bumi adalah gaya gravitasi benda
    yang bekerja pada benda. Berat dipengaruhi oleh
    lokasi suatu benda
   Berat diukur dengan dinamometer
Hubungan massa dan berat



W=m.g
Perbedaan massa dan berat

Massa (m)                  Berat (w)
Besaran Pokok              Besaran turunan
Menyatakan jumlah materi   Besar gaya gravitasi
yang dikandung             terhadap benda
Nilai tetap                Nilainya dapat berubah
                           tergantung besar gravitasi
Satuan kg                  Satuan N
Alat ukur neraca           Alat ukur dinamometer
Gaya-gaya lain
   Gaya normal (N)
     N digambar ke atas, tegak lurus terhadap
     bidang sentuh
 Gaya tegangan tali
 Dll
Penjumlahan gaya

 Gaya adalah suatu besaran yang selain
  memiliki besar, juga memiliki arah
 Besaran yang memiliki besar dan arah
  disebut besaran vektor. Gaya dapat
  dilukiskan dengan diagram vektor yang
  berupa anak panah
Resultan gaya

 Resultan gaya adalah gaya yang mengganti
  dua atau lebih gaya yang bekerja pada suatu
  benda R dituliskan sebagai R = F1 + F2.
 Dalam kehidupan sehari-hari, R dapat
  diamati pada orang yang sedang memanah
Kesimpulan

 Dua gaya/lebih yang segaris bekerja pada
  suatu benda dapat dihitung
  jumlahnya/resultannya dengan :
   Jumlah dari gaya-gaya tersebut bila searah
    R = F1 + F2 + …
   Selisih dari gaya-gaya tersebut bila berlawanan
    arah dan resultannya searah dengan gaya
    terbesar
    R = F1-F2
Pengenalan

 Sir Isaac Newton (Inggris) mengemukakan 3
  hukum tentang gaya
 Hukum I Newton berbunyi :
   “Tiap benda terus diam dalam keadaan
   diamnya/terus dalam keadaan gerak teraturnya
   dengan kelajuan tetap pada garis lurus, kecuali
   jika benda itu dipaksa untuk mengubah
   keadaannya (diam atau bergerak) oleh gaya-gaya
   yang dikerjakan padanya”
Hukum I Newton dinyatakan dalam bahasa
resultan

  “Jika resultan gaya pada suatu benda sama
  dengan nol maka benda yang mula-mula
  diam akan terus diam (mempertahankan
  keadaan diam). Sedangkan jika benda mula-
  mula bergerak akan terus bergerak dengan
  kecepatan tetap (mempertahankan keadaan
  bergeraknya)”
Inersia

 Hukum I Newton tentang sifat benda yang
  cenderung mempertahankan keadaan
  geraknya disebut inersia/kelembaman
  (kemalasan).
 Semakin besar massa benda, inersianya
  semakin besar, dan sebaliknya
Secara matematis, hukm I Newton
dinyatakan sebagai
F = 0  benda diam atau GLB
Mengapa F = 0 ?
   Rumus sebenarnya (di hukum II Newton) adalah
   F = m.a. Massa tidak mungkin 0. Jadi yang 0
   adalah percepatannya. Kalau GLB, a = 0. Kalau
   benda diam, a juga 0. Jadi karena itu waktu benda
   diam atau GLB F = 0

    = sigma = jumlah
   Gaya-gaya yang bekerja pada
suatu benda dikatakan seimbang jika
R = 0. Jika benda mula-mula diam dan
bekerja gaya-gaya seimbang
sehingga benda terus diam. Hal
seperti ini disebut keseimbangan
statis. Tetapi bila F = 0 dan benda
bergerak lurus dengan a = 0,
dinamakan keseimbangan statis
Bunyi hukum II Newton

  “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan
  gaya yang bekerja pada suatu benda
  berbanding lurus dengan resultan gaya,
  searah dengan resultan gaya, dan berbanding
  terbalik dengan massa benda

Secara matematis, hukum II Newton ditulis

          F = m .a
Satuan gaya


1N = 1   kg m/s 2

1N = 100000 dyne
1 kg = 9,8 N
Berbunyi

  “Jika A mengerjakan gaya pada B, B akan
  mengerjakan gaya pada A yang besarnya
  sama tetapi arahnya berbeda’

Hukum III Newton sering juga dinyatakan :
 “Untuk setiap aksi pada suatu reaksi yang
 sama besar tetapi lawan arah”
Secara sistematis, hukum III Newton
diyatakan



Faksi = -F reaksi
Contoh penerapa hukum III Newton

 Ketika kita berjalan, kita mendorong lantai ke
  belakang maka sebagai reaksinya lantai
  mendorong kita ke depan
 Ketika menembak menggunakan senapan,
  peluru mendorong senapan ke belankang. Maka
  reaksinya senapan mendorng peluru ke depan
 Ketika berenang, tangan kita mendorong air ke
  belakang, maka sebagai reaksinya air
  mendorong kita ke depan
 Dll
Kesimpulan

 Aksi dan reaksi sama besar dan berlawanan
  arah.
 Aksi dan reaksi bekerja pada 2 benda
  sehingga tidak mungkin sangat meniadakan.
 Dengan kata lain, aksi dan reaksi tidak
  pernah membentuk keseimbangan. Sehingga
  keseimbangan terjadi jika dua gaya sama
  besar dan lawan arah bekerja pada satu arah
Catatan tambahan
Pengenalan
 Ketika menggunakan katrol, pada kali ini
  kita tidak memerhatikan gaya geseknya
  antara tali dan kabel.
 Ketika menggunakan katrol, bagian
  yang lebih berat menurun dan bagian
  yang lebih ringan menaik. Mungkin
  sampai akhirnya sampai ke lantai jika
  talinya cukup panjang
Contoh soal
                   Kamu mendorong
                   sebuah benda yang
                   bermassa 6 kg
                   dengan gaya 40 N.
                   Jika jarak antara
                   benda itu dengan
                   lantai adalah 1m,
                   hitunglah :
              a.    Percepatan balok
              b.    Waktu yang
                    diperlukan untuk
                    sampai ke tanah
Penyelesaian                                      40 N


a.   F = m. a
     w benda – Gaya tarik = mtotal . a
     6(10) – 40 = (6 + 40 : 10 (F : g = m)) . a
     60 – 40 = (6 + 4)a
     20 = 10a
     2=a
b.   h = ½ at2
     1 m = ½ 2 t2
     1 = t2
     1=t
Contoh soal 2
                Massa B = 2 kg.
                Massa A = 3 kg.
    B
                g = 10m/s

                Dit : a = ?
          A
Penyelesaian
   Tarikkan menjadi datar

                                 Wa
      B                      A

    F = m . a
    Wa = m . a
    ma. g = m . a
    3 . g = (2+3)a
    3(10) = 5a
    30 = 5a
    a=6
Bab 2

USAHA DAN ENERGI
Pengenalan

 Energi adalah                     Energi yang
                        Kegiatan
 kemampuan untuk                    digunakan
 membuat usaha         Tidur       4kJ
                       Menonton TV 6kJ
 Pada saat tidur pun   Berjalan    14kJ
 kita membutuhkan
                       Berlari     25kJ
 energi
                       Berenang    32kJ
Bentuk-bentuk energi
 Energi mekanik
     Energi mekanik adalah energi yang dimiliki pada benda yang
     bergerak, atau memiliki kemampuan untuk bergerak
 Energi bunyi
     Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran partikel-
     partikel udara di sekitar sebuah sumber bunyi. Energi dari
     getaran partikel-partikel udara sampai ke telinga sehingga bunyi
     terdengar
 Energi kalor
     Energi kalor adalah energi yang dihasilkan oleh gerak internal
     partikel-partikel dalam suatu zat. Energi kalor menyebabkan
     perubahan suhu dan perubahan wujud
 Energi cahaya
     Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh radiasi
     gelombang elektromagnetik
Bentuk-bentuk energi

 Energi listrik
     Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan
     listrik yang bergerak melalui kabel
 Energi nuklir
     Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan oleh reaksi inti
     dari bahan radioaktif. Ada 2 jenis energi nuklir, yaitu fisi dan
     fusi
     Di PLTN (Pembangkit listrik tenaga nuklir), ketika suatu inti
     berat membelah (fisi), energi nuklir cukup besar
     dibebaskan dalam bentuk energi kalor dan energi cahaya.
     Energi nuklir juga dibebaskan ketika inti-inti ringan
     bertumbukan pada kelajuan tinggi dan bergabung (fusi).
     Energi matahari dihasilkan dari suatu reaksi nuklir fusi di
     mana inti-inti hidrogen bergabung membentuk inti helium
Pengenalan
Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak
atau kemampuan untuk bergerak
 Energi kinetik

     Energi kinetik adalah energi yang dimiliki
     benda karena gerak atau kelajuannya




EK = ½ mv²
m = massa
v = kelajuan
  Energi potensial
    Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya.
    Energi yang dimiliki karena ketinggiannya terhadap tanah sebagai titik
     acuan disebut energi potensial gravitasi
    Energi yang disebabkan benda elastis adalah energi potensial elastis



                                      Contoh energi potensial

EP = mgh
m = massa
g = gravitasi
h = tinggi
Konversi dan Konverter energi

 Konversi energi adalah perubahan bentuk energi
  dari bentuk satu ke bentuk lainnya
 Konverter energi adalah benda yang melakukan
  konversi energi
 Berikut ini adalah contoh diagram konversi
  energi pada saat batu jatuh
Hukum kekekalan energi

 Berbunyi : “energi tidak dapat diciptakan
  atau dimusnahkan; energi hanya dapat
  diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”



                                EM1 = M2
                          EK1 + EP1 = Ek2 + EK2
Usaha

 Usaha yang dilakukan
  oleh sebuah gaya
  adalah hasil kali gaya
                                  W=F.s
  dengan perpindahan
                           Perlu diingat
  benda yang searah           Usaha = energi. Bukti :
  dengan gaya                 1. Satuannya sama, yaitu Joule (J)
                              2. Rumus :
 Usaha 1J adalah usaha           • F=m.A
  yang dilakukan gaya 1           • W = m . a. s
                                  • W = m.g.h
  N untuk memindahkan             • W = EP
  benda sejauh
Penjumlahan Usaha dan Usaha 0

Penjumlahan usaha :      Di dalam fisika dikenal
W = W1+W2+W3+…            juga usaha 0 jika :
                           Ada gaya tetapi tidak
  = F.s + F . s + F.s
                            ada perpindahan
  = (F1+F2+F3)s            Arah gaya gerak lurus
                            terhadap arah
                            perpindahan
Daya

 Daya adalah
  banyaknya energi yang   P = w/t = F.s/t = F. v
  berubah tiap satuan     Keterangan :
                          P = Daya
  waktu.                  W = Usaha
 Daya dari suatu alat    t = waktu
                          F = gaya
  adalah kecepatan alat   s = jarak
  tersebut melakukan      v = kelajuan

  usaha
Wait For the Update :

 Bab 3 : Pesawat
  Sederhana
 Bab 4 : Tekanan
 Dll