BAB V. PENUTUP
B. Saran – Saran
Kepada guru-guru fisika, peneliti memberikan saran-saran sebagai berikut. 1. Sedikit demi sedikit mengubah pandangan bahwa dalam proses
pembelajaran siswa hanya sebagai pendengar dan belum memiliki kemampuan sehingga harus dijojol pengetahuan oleh guru, melainkan
siswa mampu mencari dan membangun pengetahuan sendiri dengan guru sebagi pendamping dan pembimbing dalam proses pembelajaran.
2. Pembelajaran akan menjadi konstruktivistik bila guru tidak mendominasi kegiatan, melainkan sebagi pendamping, fasilitator dan motivator bagi siswanya.
3. Pembelajaran fisika pada pokok bahasan yang dapat dilakukan dengan eksperimen dan demonstrasi, hendaknya dilakakukan sesering mungkin karena dapat memberikan pengalaman belajar secara nyata dan lebih banyak waktu bagi siswa untuk berproses dalam membangun konsep sendiri.
4. LKS hendaknya disusun oleh guru itu sendiri dan disesuaikan dengan kemampuan siswa dan bukan sekedar ringkasan, soal-soal dan tempat penyelesaian melainkan berisi semua kegiatan yang mampu mengajak siswa untuk lebih banyak terlibat dalam proses pembelajaran.
5. Jadikanlah proses dan keterlibatan siswa sebagai salah satu aspek yang dievaluasi dan hasilnya ikut diperhitungkan dalam menentukan nilai akhir. Dengan cara ini diharapkan siswa lebih terlibat dalam setiap proses pembelajaran.
DAFTAR PUSTAKA
Ema Sujanti. 1999. Efektivitas Pengajaran Hukum Newton Menggunakan Metode Eksperimen Studi Kasus Pada Siswa Kelas I SMU Marsudi Luhur. Skripsi. Jusuf Djajadisastra. 1982. Metode-Metode Mengajar I. Bandung: Angkasa
Kartika Budi, Fr. Y. April. 2001. Berbagi Strategi Untuk Melibatkan Siswa Secara Aktif Dalam Proses Pembelajaran Fisika di SMU, Efektivitasnya dan Sikap Mereka pada Strategi Tersebut. Widya Dharma. Universitas Sanata Dharma.
Kartika Budi, Fr. Y. 1991. Sikap Siswa Jurusan A1 dan A2 Sekolah Menengah Atas De Britto dan Santa Maria Terhadap Pendekatan Keterampilan Proses dengan Demonstrasi dan Pendapat Siswa Tersebut Tentang Pengaruh Pendekatan itu pada Sikap Mereka Terhadap Kegiatan Mengajar Fisika (laporan penelitian). FMIPA. IKIP Sanata Dharma Yogyakarta. Kartika Budi, Fr. Y. , Sarkim, T. , (ed). 1997. Pendidikan Sains yang Humanistis.
(kumpulan karangan) Kanisius. Yogyakarta.
Kartika Budi, Fr. Y. Handout Kuliah Dasar dan Proses Pembelajaran Fisika. Kartika Budi, Fr. Y. 2000. Fisika SLTP Kelas I. Jakarta: Widya Utama.
Marina Rinawati. 2003. Efektivitas Pembelajaran Fisika Pada Pokok Bahasan Cahaya di SMP Aloysius Turi. Skripsi
Martin Kanginan. 1994. Fisika SLTP Kelas I. Jakarta: Erlangga.
Moedjiono dan Dimyati, Moh. 1991. Strategi Belajar Mengajar. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta.
Muhibbin Syah. 1995. Psikologi Pendidikan Suatu Pendekatan Baru. Bandung: Remaja Rosdakarya.
Munandar Aris. 2005. Paket Pembelajaran Fisika SMP kelas VII. Yogyakarta: Andi.
Pedoman Penulisan Skripsi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2004. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.
Soares, Teodoro. 2003. Efektivitas Pembelajaran Hukum Kepler / Orbit dengan Pendekatan Sejarah. Skripsi. Yogyakarta.
Sund, R. B. and Trowbridge, L. W. 1973. Teaching Science by Inquiry in the Secondary School. University of Northern Colorado. USA.
Suparno, Paul. 1996. Filsafat Konstruktivisme Dalam Pendidikan Sains dan Matematika. Makalah Seminar Dosen FMIPA dan JPMIPA USD.
Suparno, Paul. 1997. Filsafat Konstruktivisme Dalam Pendidikan. Yogyakarta: Kanisius.
Tim Sains Fisika SMP. 2004. Sains Fisika I Untuk SMP Kelas VII. Jakarta: PT Galaxy Puspa Mega.
Valentina Fika Wihandari. 2005. Efektivitas Pembelajaran Fisika di SMP Pada Pokok Bahasan Suhu Dengan Metode Demonstrasi Menggunakan Lembar Kegiatan Siswa. Skripsi.
Winkel, W.S. 1984. Psikologi Pendidikan dan Evaluasi Belajar. Jakarta: Gramedia.
Silabus
Mata Pelajaran : Fisika
Satuan Pendidikan : Sekolah Menengah Pertama dan Madrasah Tsanawiyah Kelas / Semester : I / II
Alokasi Waktu : 6 x 45 jam pelajaran
I. Standar Kompetensi
Melakukan pengukuran terhadap berbagai besaran secara benar, mendeskripsikan karakteristik zat dan dasar-dasar mekanika, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
II. Kompetensi Dasar dan Indikatornya
Kompetensi Dasar Indikator
Menunjukkan manfaat pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
•Menunjukkan kegunaan beberapa pesawat sederhana yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun yang bergerak, bidang miring, dan roda gigi (gir).
•Menentukan keuntungan mekanis pesawat sederhana.
•Memecahkan masalah secara kuantitatif sederhana berhubungan dengan pesawat sederhana.
III. Materi Pokok :
Pesawat Sederhana IV. Analisis Konsep
Indikator Identifikasi konsep
Siswa mampu :
1.Menunjukkan kegunaan beberapa pesawat sederhana yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun yang bergerak, bidang miring, dan roda gigi (gir).
2.Menentukan keuntungan mekanis pesawat sederhana. 3.Memecahkan masalah secara
kuantitatif sederhana berhubungan dengan pesawat sederhana.
•Pengertian pesawat sederhana. •Manfaat pesawat sederhana. •Macam-macam pesawat
sederhana.
•Keuntungan mekanis pesawat sederhana.
V. Uraian Makna Konsep
1. Pengertian pesawat sederhana
Pesawat sederhana adalah alat-alat yang dibuat untuk mempermudah orang melakukan usaha. Pesawat sederhana atau mesin sederhana ini hanya untuk mempermudahkan orang melakukan usaha dan bukan untuk memperkecil usaha. Jadi, besarnya usaha yang dilakukan baik dengan menggunakan pesawat sederhana maupun tidak adalah sama.
2. Manfaat pesawat sederhana
Manfaat dari pesawat sederhana adalah untuk mempermudah orang melakukan usaha. Misalnya :
1. Jika kamu akan membuka tutup botol maka kamu akan menggunakan alat pembuka tutup botol, dengan hanya
menggerakkan alat tersebut maka kamu akan berhasil membuka tutup botol dengan mudah.
2. Mengangkat ember berisi air dari dalam sumur dengan tali melalui katrol.
3. Memindahkan 1 drum minyak keatas truk dengan menggunakan bidang miring.
3. Macam-macam pesawat sederhana 1. Tuas
Tuas lebih dikenal sebagai pengungkit seperti alat pembuka tutup botol. Pada system kerjanya tuas terdiri atas beban, titik tumpu dan kuasa. Maka berdasarkan posisi bagian-bagian itu tuas dibagi menjadi tuas jenis pertama, tuas jenis kedua, dan tuas jenis ketiga.
# Jenis – jenis tuas a. Tuas jenis pertama
Jika kamu akan mengangkat atau memindahkan batu besar , kamu akan membutuhkan linggis. Linggis digunakan sebagai pengungkit (tuas). Pada tuas jenis pertama ini titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Berat batu bertindak sebagai beban, gaya tekan kamu bertindak sebagai kuasa dan batu kecil antara beban dan kuasa adalah titik tumpu. Jarak antara titik tumpu dan kuasa disebut
Gaya yang digunakan untuk mendorong beban sebesar W=mg dapat dicari dengan :
KM = W / F ↔ F = WxKM ↔ F = mgx L/H Keterangan : F = gaya (N) M = massa benda (kg) G = percepatan gravitasi L = panjang bidang miring (m) H = tinggi bidang miring (m)
VI. Langkah Pembelajaran
Indikator Pengalaman Belajar Siswa
Siswa mampu:
1. Menunjukkan kegunan beberapa pesawat sederhanan yang sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun yang bergerak, bidang miring, dan roda gigi (gir).
• Siswa mempelajari uraian tentang pesawat sederhana dan berbagai macam manfaatnya. • Siswa mengamati percobaan
yang dilakukan oleh guru. • Siswa mencatat data dari hasil
percobaan.
• Siswa menyimpulkan hasil dari percobaan.
2. Menentukan keuntungan mekanis beberapa pesawat sederhana.
• Siswa mempelajari contoh – contoh soal
• Siswa mengerjakan soal – soal latihan
• Siswa mengamati percobaan yang dilakukan oleh guru. • Siswa mencatat data dari hasil
percobaan.
• Siswa menyimpulkan dari hasil percobaan.
3. Memecahkan masalah secara kuantitatif sederhana berhubungan dengan pesawat sederhana.
• Siswa mempelajari contoh - contoh soal.
• Siswa mengerjakan soal – soal latihan.
VII. Sarana dan Sumber Belajar • Lembar Kegiatan Siswa
• Aris Munandar. (2005). Paket Pembelajaran Fisika SMP kelas VII. Yogyakarta : Andi
• Kartika Budi. (2000). Fisika SLTP Kelas I. Jakarta : Widya Utama. • Tim Sains Fisika SMP. (2004). Sains Fisika I Untuk SMP Kelas VII.
Jakarta : PT Galaxy Puspa Mega.
• Martin Kanginan. (1994). Fisika SLTP Kelas I. Jakarta : Erlangga VIII. Penilaian
a. Prosedur
• Penilaian materi : diadakan ulangan akhir yang meliputi semua materi yang telah diajarkan. Soal berupa soal-soal essay.
b. Soal – soal
Soal Indikator Aspek
1. Apa yang dimaksud dengan pengertian pesawat sederhana?
1 Ingatan
2. Sebutkan macam – macam pesawat sederhana dan apa manfaatnya.
1 Pemahaman
3. Sebutkan 3 contoh peristiwa yang relevan dalam kehidupan sehari – hari yang berhubungan dengan pesawat sederhana.
1 Pemahaman
4. Sebuah alat pembuka botol digunakan untuk membuka botol. Panjang lengan beban 10 cm dan lengan kuasa 20 cm. Tentukan berat botol itu jika untuk membuka tutupnya diperlukan kuasa 5 N!
2 , 3 Penerapan
5. Untuk mengangkut beban yang beratnya 100 N digunakan katrol tunggal bergerak, Jika keuntungan mekaniknya 2, berapa besar kuasa yang digunakan ?
6. Perhatikan gambar berikut.
2 , 3
2 , 3
Penerapan
Tongkat AB panjangnya 3 m, panjang lengan beban 75 cm, dan berat beban (w) 180 N (T disebut titik tumpu). Besar gaya (F) yang diperlukan untuk memindahkan beban (w) adalah.
c. Skoring
No Pedoman Jawaban Bobot
1 Dapat menyebutkan pengertian pesawat sederhana 1 2 - Dapat menyebutkan macam – macam pesawat
sederhana.
- Dapat menyebutkan manfaat pesawat sederhana.
1 1 3 Dapat menyebutkan contoh peristiwa yang relevan
dalam kehidupan sehari – hari yang berhubungan dengan pesawat sederhana.
2
4 - Dapat memilih persamaan w = F x Lk / Lb - Melakukan perhitungan - Hasil akhir 10 N 2 2 1 5 - Dapat memilih persamaan
F = w / KM - Melakukan perhitungan - Hasil akhir 50 N 2 2 1 6 - Dapat memilih persamaan
F = w x Lb / Lk - Melakukan perhitungan - Hasil akhir 60 N 2 2 1 JUMLAH 20
LEMBAR KEGIATAN SISWA
MATA PELAJARAN : FISIKA
POKOK BAHASAN : PESAWAT SEDERHANA
KELAS : I SMP (SEKOLAH MENENGAH PERTAMA)
I. Kompetensi Dasar
1. Menunjukkan manfaat pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari
II. Indikator Hasil Belajar
Siswa mampu:
1. Menunjukkan kegunaan beberapa pesawat sederhana yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun yang bergerak, dan bidang miring.
2. Menentukan keuntungan mekanis beberapa pesawat sederhana.
3. Memecahkan masalah secara kuantitatif sederhana berhubungan dengan pesawat sederhana.
III.Petunjuk Umum
Dalam mempelajari pokok bahasan “Pesawat Sederhana” ini, anda akan melakukan banyak kegiatan. Kegiatan tersebut antara lain: melakukan percobaan (demonstrasi) , mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, mencatat data dalam bentuk tabel, mengolah data , menarik kesimpulan dari suatu percobaan, mempelajari sendiri suatu penjelasan/uraian, mempelajari contoh soal serta latihan mengerjakan soal. Berhasil atau tidaknya pencapaian tujuan tersebut sangat ditentukan oleh kemauan, kesungguhan dan ketekunan anda dalam melakukan setiap kegiatan yang ada. Oleh karena itu diharapkan anda melakukan seluruh kegiatan yang ada dalam lembar kegiatan siswa ini dengan baik dan sungguh-sungguh.
Kenalilah bagian-bagian dari tuas!
• Titik A adalah titik kuasa yaitu titik dimana kamu memberikan kuasa atau gaya.
• Titik C adalah titik tumpu.
• Titik B dalah titik beban yaitu titik dimana beban memberikan gaya beratnya.
• Jarak BC adalah lengan beban (lb) yaitu jarak titik beban ke titik tumpu.
• Jarak AC adalah lengan kuasa (lk) yaitu jarak titik kuasa ke titik tumpu.
• W berat beban. • F gaya atau kuasa
Kegiatan 2 : Melakukan demonstrasi
Tujuan : Mengetahui sifat dan keuntungan tuas.
Alat dan bahan : Penggaris kayu, beban, misalnya anak timbangan, neraca pegas , dan tumpuan.
Data yang diperlukan : Gaya angkat langsung (Fb), panjang lengan beban (Lb), panjang lengan kuasa (Lk), gaya menggunakan tuas (Fk). Langkah kerja :
Angkatlah beban langsung dengan neraca pegas dan catatlah besarnya gaya yang diperlukan pada tabel. Gaya untuk mengangkat beban secara langsung ini disebut gaya angkat beban (Fb).
Katrol terdiri dari roda yang dapat berputar pada sumbunya dan tali untuk menarik beban. Bagian-bagian katrol adalah:
A = titik kuasa B = titik beban C = titik tumpu
AC= lengan kuasa (=jari-jari katrol) BC= lengan beban (=jari-jari katrol)
Kegiatan 6 : Melakukan demonstrasi
Tujuan : Agar dapat menyimpulkan keuntungan mekanik dari katrol Alat dan bahan : Katrol tetap, katrol bergerak, neraca pegas, benang yang besar, dan beban (dapat menggunakn anak timbangan).
Data yang diperlukan: Berat beban, gaya angkat langsung, gaya angkat katrol tetap, gaya angkat katrol bergerak.
Langkah kerja:
Angkatlah beban secara langsung dengan nerca pegas dan catatlah pada tabel besarnya gaya yang diperlukan.
Gantungkan beban pada katrol tetap dan tariklah dengan neraca pegas. Catatlah pada tabel besarnya gaya yang diperlukan.
Gantungkan beban pada katrol bergerak dan tariklah dengan neraca pegas. Catatlah pada tabel besarnya gaya yang diperlukan.
a. Pada papan yang miring, tariklah buku ke atas dengan menggunakan neraca pegas. Berapakah gaya (Fm) yang diperlukan?
b. Masukkan data yang anda peroleh ke dalam tabel berikut! No l (cm) h (cm) Fh (N) Fm (N) Fh x h Fm x l
c. Analisis data
• Manakah yang memerlukan gaya lebih besar, beban yang diangkat langsung atau yang diangkat dengan bantuan bidang miring?
……… ……… • Perhatikan hasil (Fh x h) dan hasil (Fm x l). apakah hasilnya
sama, hampir sama atau jauh berbeda?
……… ……….. • Apakah bidang miring termasuk pesawat sederhana?
……… ……… d. Apa kesimpulan anda!
Kesimpulan………. ………..
Kegiatan 11 : Mempelajari contoh soal
1. Bidang miring setinggi 5 m . Panjang bidang miring 10 m. Jika berat beban yang akan dinaikkan 100 N. Berapakah besar gaya dorong itu? Penyelesaian : Data: h = 5 m s = 10 m W = 100 N Permasalahan : F ? Analisis : F = W x h s = 100 N x 5 10 = 200 N
Jadi, kuasa pada bidang miring adalah 200 N. Kegiatan 12 : Latihan soal
Seorang anak memindahkan beban seberat 500 N, keatas sebuah truk yang memiliki ketinggian 0.9 m. Jika digunakan bidang miring sepanjang 1.8 m, hitunglah :
Keuntungan mekanik!
Gaya dorong yang dibutuhkan untuk mendorong beban tersebut!
Tanggal Jenis Keterlibatan Siswa yang terlibat 16 Maret 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
A* A* A,C,D,E,F A,C,E,F E.I.K.S E,I 21 Maret 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
- - A,R,S,T,G* S,T,G* B,S,F B 23 Maret 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
A*,F A*,F D,F,G,S,H,G* D,F,G,S,H, A,C,K,L,X K,X 28 Maret 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
- - K,P,O,Q K,P,O,Q O,U,F*,G* U 30 Maret 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
- - A,U,K,S,T,M A,U,M,S,T D,E,G,K,L G 4 April 2006 1. Ingin mengajukan pertanyaan
2. Mengajukan pertanyaan 3. Ingin melakukan percobaan 4. Melakukan percobaan
5. Ingin mencatat data di papan tuis 6. Mencatat data di papan tulis
- - I,J,Y,Z I,J,Z C,G,S S
No Kegiatan 1 2 3 Kode Siswa 1 2 3 1 1 2 3 1 B B B B B B B 2 B B B B B B B 3 B B B B B B B 4 B B B B B B B 5 - - - B B B B 6 B B B B B B B 7 B B B B B B B 8 B B B B B B B 9 B B B B B B B 10 B B B B B B B 11 B B B B B B B 12 B B B B B B B 13 B B B B B B B 14 B B B B B B B 15 B B B B B B B 16 B B B B B B B 17 B S B B B B B 18 B B B B B B B 19 B B B B B B B 20 B B B B B B B 21 B B B B B B B 22 - - - - B B B 23 B B B B B B B 24 B B B B B B B 25 B B B B B B B 26 - - - - B B B 27 B B B - B B B 28 B B B B B B B 29 B B B B B B B 30 B B B B B B B 31 B B B B B B B 32 B B B B B B B N1 29 29 29 29 32 32 32 N2 29 28 29 29 32 32 32 Keterangan :
N1 = Jumlah siswa yang terlibat N2 = jumlah jawaban yang benar
No Kegiatan Kode Siswa 1 2 3 1 B B B 2 B S B 3 B S B 4 B - B 5 B B B 6 B B B 7 S S B 8 B B B 9 - - B 10 S B B 11 B B B 12 B - B 13 B B B 14 B B B 15 B B B 16 B B B 17 - B B 18 B B B 19 B B B 20 B B B 21 S B B 22 B S - 23 B S B 24 B - B 25 B - B 26 B - - 27 S B B 28 - B B 29 B B B 30 B S B 31 - B B 32 B B B N1 28 26 30 N2 24 20 30 Keterangan :
N1 = Jumlah siswa yang terlibat N2 = jumlah jawaban yang benar
No Kegiatan Kode Siswa 4 8 12 1 B B B 2 B B B 3 B S S 4 B B B 5 B - B 6 B B S 7 B S B 8 B B B 9 - B B 10 S B S 11 B S B 12 B - B 13 B B S 14 B B B 15 B B B 16 B B B 17 - B S 18 B B B 19 B B S 20 B B B 22 B S - 23 B B B 24 B - B 25 B - B 26 B - - 28 B B B 30 B S B 32 B B B N1 28 23 26 N2 25 18 20 Keterangan :
N1 = Jumlah siswa yang terlibat N2 = jumlah jawaban yang benar
Mata Pelajaran : Fisika
Satuan Pendidikan : Sekolah Menengah Pertama dan Madrasah Tsanawiyah Kelas / Semester : I / II
Alokasi Waktu : 10 x 45 jam pelajaran
I. Standar Kompetensi
Mendeskripsikan konsep gaya dan tekanan, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
II. Kompetensi Dasar dan Indikatornya
Kompetensi Dasar Indikator
Mendeskripsikan tekanan pada
benda padat dan
implementasinya dalam kehidupan sehari-hari.
Menemukan hubungan antar gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya.
Mengaplikasikan konsep bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari.
Mendeskripsikan Hukum Pascal dan Hukum Archimedes melalui percobaan sederhana serta penerapannya dalan kehidupan sehari-hari.
Menunjukkan beberapa produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan konsep benda terapung, melayang, dan tenggelam.
Menjelaskan hubungan antara ketinggian tempat dengan tekanan udara.
Mengaplikasikan konsep tekanan benda padat, cair, dan gas pada peristiwa alam yang relevan (dalam
pemecahan masalah sehari-hari). Melakukan percobaan yang dapat
menunjukkan tekanan atmosfer.
III. Materi Pokok :
Tekanan IV. Analisis Konsep
Indikator Identifikasi konsep
1. Menemukan hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya.
2. Mengaplikasikan konsep bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari.
3. Mendeskripsikan Hukum Pascal dan Hukum Archimedes mellui percobaan sederhana serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
4. Menunjukkan beberapa produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan konsep benda terapung, melayang, dan tenggelam.
5. Menjelaskan hubungan antara ketinggian tempat dengan tekanan udaranya.
6. Mengaplikasikan konsep tekanan benda padat, cair, dan gas pada peristiwa lam yang relevan (dalam pemecahan masalah sehari-hari).
7. Melakukan percobaan yang dapat menunjukkan tekanan atmosfer.
• Pengertian tekanan • Bejana berhubungan • Hukum Pascal • Hukum Archimedes • Hukum Boyle • Terapung • Melayang • Tenggelam • Tekanan udara • Tekanan oleh zat cair
V. Uraian Makna Konsep
Tekanan adalah besaran yang diartikan sebagai gaya berat yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang persatuan luas bidang, atau Tekanan =
tekan luasbidang
gayaberat
Secara matematis, ditulis : P = A F Di mana : P = tekanan (N/m²) F = gaya berat (N)
A = luas bidang tekan (m²)
Dari persamaan di atas, terlihat bahwa tekanan akan bertambah besar, apabila:
gaya bertambah besar luas bidang tekan berkurang
Jadi, jika kita berikan gaya yang sama besar pada dua bidang yang luasnya berbeda, maka setiap bidang akan mendapat tekanan yang berbeda besarnya.
2. Bejana berhubungan
Bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama. Walaupun bentuk bejana berbeda-beda, namun dalam keadaan setimbang, permukaan zat cair tersebut terletak pada satu bidang datar. Penerapan hukum bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pemasangan pipa ledeng, disain teko, air mancur, dan sebagainya.
Hukum bejana berhubungan tidak berlaku pada pipa kapiler (pipa yang sangat sempit dan kecil) karena pada pipa kapiler, pengaruh gaya tarik antara zat cair dengan dinding bejana lebih besar daripada gaya tarik molekul-molekul zat cair.
3. Hukum Pascal
Blaise Pascal (1623 – 1662) seorang matematikawan Perancis mengemukakan hukum yang berbunyi : Tekanan yang bekerja pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama rata. Artinya tekanan di setiap bagian zat cair dalam wadah tertutup di mana-mana adalah sama besar. Beberapa alat teknik bekerja berdasarkan hukum Pascal. Misalnya kempa hidroulik, dongkrak hidroulik, dan pengangkat mobil di bengkel-bengkel besar.
4. Hukum Archimedes
Berhubungan dengan gaya dan tekanan dalam zat cair, seorang ahli matematika Yunani, bernama Archimedes menemukan hal penting, dikenal dengan nama hukum Archimedes, yang berbunyi:
a. Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya dalam zat caur akan mendapat gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut.
Secara matematis, ditulis:
B = V x S atau B = V x ρcx g Di mana:
V = volume zat / benda yang tercelup (m³) S = berat jenis zat cair (N / m³)
Ρc= massa jenis zat cair (kg / m³) g = percepatan gravitasi (m / s²)
b. Besar gaya ke atas yang dialami oleh benda yang dicelupkan ke dalam zat cair sama dengan selisih berat benda ketika ditimbang di udara dengan berat benda ketika dicelupkan.
Secara matematis, ditulis :
B = Su– Sc Di mana :
B = gaya tekan zat cair ke atas (N) Su= berat benda saat di udara ( N / m³) Sc= berat benda di dalam zat cair ( N / m³) 5. Hukum Boyle
Hukum Boyle berbunyi : Hasil kali tekanan dengan volum gas dalam ruang tertutup adalah tetap, asalkan suhu tidak berubah.
Secara matematis, ditulis : C = P x V
Di mana C = konstan P = teknan V = volume
P1 x V1 = P2 x V2
Jadi, volume gas dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengn tekanan gas tersebut, asalkan suhunya tetap.
1. Terapung
Bila suatu benda dimasukkan (Wb) ke dalam zat cair dan benda terus bergerak naik sampai ada bagian yang muncul di permukaan air, berarti ketika benda seluruhnya berada dalam zat cair, berat benda lebih kecil daripada gaya ke atas yang dialami benda. Resultan gaya yang bekerja pada benda adalah R= F - W, nilai R lebih besar dari nol dan arahnya ke atas. Bila sudah dalam keadaan terapung, maka berat benda sama dengan gaya ke atasnya.
Wb = F
ρb x Vb x g = ρax V′b x g ; kedua ruas dibagi dengan g ρb x Vb= ρax V′b ; Vb > V′b
ρb < ρa
(V′b adalah volume bagian benda yang ada dalam zat cair ketika benda sudah terapung, maka V′b < Vb )
Benda akan terapung dalam zat cair, jika berat jenisnya lebih kecil daripada berat jenis zat cair. Contoh peristiwa terpung dalam kehidupan sehari-hari , misalnya:
- Es dimasukkan ke dalam air. - Kayu dimasukkan ke dalam air. 2. Melayang
Bila suatu benda dimasukkan ke dalam zat cair dan seluruh bagian benda berada dalam zat cair, tetapi tidak bergerak ke dasar, maka gaya berat benda sama dengan gaya ke atas yang dialami benda tersebut. Akibatnya gaya – gaya yang bekerja pada benda terebut seimbang. Bila dihitung adalah sebagai berikut :
Wb = F
ρb x Vb x g = ρax Vb x g ; kedua ruas di bagi dengan Vb x g ρb= ρa
Benda akan melayang dalam zat cair, jika berat jenisnya samadengan berat jenis zat cair. Berat benda sama dengan gaya tekan ke atas yang dilakukan oleh zat cair terhadap seluruh bagian benda. Contoh peristiwa melayang dalam kehidupan sehari-hari, adalah :
- Sebutir telur yang dimasukkan ke dalam air garam secukupnya. - Kapal selam yang tangki-tangkinya diisi air secukupnya.
- Ikan yang mengisi pundit-pundi dengan udara secukupnya. 6. Tenggelam
Bila suatu benda dimasukkan (Wb) ke dalam zat cair dan bena terus bergerak turun sampai ke dasar zat cair, maka gaya berat benda lebih besar daripada gaya ke atas (F ) yang dialaminya (Wb > F ). Resultan gaya yang bekerja pada benda terebut = Wb - F lebih bear dari nol dan arahnya ke bawah. Besarnya gaya ke atas sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.
Wb = mg = ρb x Vb x g ; F = berat zat cair yang dipindahkan = ρa x V x g
karena V = VB → F = ρb x Vb x g Wb > F →ρb x Vb x g > ρax Vb x g
Sebuah benda akan tenggelam dalam zat cair, jika berat jenisnya lebih besar daripada berat jenis zat cair. Berat benda lebih besr daripada gaya tekan ke atas yang dilakukan zat cair terhadap benda. Contoh peristiwa tenggelam dalam kehidupan sehari-hari, adalah :
- Besi dimasukkan ke dalam air 7. Tekanan udara
Bumi kita diselubungi oleh udara yang berlapis-lapis. Lapisan udara itu diebut atmosfer. Makin tinggi permukan bumi, makin tipis
