modul IPA kelas 8 semester genap

(1)

Salah satu prinsip penting dari psikologi pendidikan adalah guru tidak dapat hanya semata-mata memberikan pengetahuan kepada siswa. Siswa harus membangun sendiri pengetahuan di dalam benaknya. Guru dapat membantu proses ini, dengan cara mengajar yang membuat informasi menjadi bermakna bagi siswa. Penggunaan media merupakan salah satu cara supaya dapat terjadi komunikasi yang efektif dan bermakna bagi siswa.Perpustakaan SMP Negeri 3 Bonang masih memiliki koleksi yang terbatas, khususnya buku pelajaran yang dapat menunjang kegiatan pembelajaran. Penulis tertarik dan termotivasi untuk menyusun media dalam bentuk modul, dalam rangka memenuhi kebutuhan akan buku pelajaran yang masih terbatas. Harapan penulis semoga modul ini selain dapat menambah koleksi perpustakaan, juga sebagai sarana untuk meningkatkan pemahaman siswa khususnya pada mata pelajaran IPA kelas VIII semester genap.

Modul IPA kelas VIII semester genap ini disusun berdasarkan kurikulum yang berlaku pada SMP Negeri 3 Bonang tahun pelajaran 2013/2014. Materi IPA yang disampaikan dalam modul ini meliputiGaya; Hukum Newton, Usaha dan Energi; Pesawat Sederhana; Tekanan; Getaran dan Gelombang; Bunyi; Cahaya; Alat Optik. Penulis juga menyertakan beberapa kegiatan praktikum yang dapat dilakukan untuk memberikan pengalaman langsung pada siswa.Pada setiap akhir bahasan materi penulis memberikan rangkuman untuk menguatkan kembali ingatan siswa terhadap materi yang sudah dipelajari.Selain itu penulis juga menyertakan uji kompetensi untuk mengetahui seberapa jauh siswa memahami materi.

Adapun manfaat yang dapat diambil dari modul ini, diantaranya Bagi siswa :

1. Membantu siswa dalam memahami dan mempelajari materi IPA semester genap tahun

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Deskripsi Singkat

(2)

2 2. Menambah wawasan dan pengetahuan siswa

Bagi guru :

1. Memotivasi guru untuk menyusun media atau bahan ajar dalam rangka mengaktifkan siswa untuk belajar

2. Sebagai salah satu acuan atau referensi untuk kepentingan pembelajaran Bagi sekolah :

1. Menambah koleksi buku bacaan bagi siswa di perpustakaan SMP Negeri 3 Bonang 2. Meningkatkan jumlah siswa yang tuntas belajar

Beberapa hal yang perlu diperhatikan agar kalian dapat memahami setiap pokok bahasan yang disampaikan dalam modul ini, ada baiknya kalian mengikuti setiap langkah-langkah berikut : 1. Bacalah secara cermat, dan pahami setiap indikator pencapaian kompetensi yang tertulis pada

setiap awal bab.

2. Pelajari setiap bab secara berurutan, mulai dari Bab I Pendahuluan sampai Bab XII Penutup. 3. Perhatikan beberapa ikon berikut: ikon  menunjukkan materi yang harus dipahami siswa,

ikon bergambar  menunjukkan rangkuman materi, ikon  menunjukkan evaluasi yang harus dikerjakan dan serta ikon menunjukkan kunci jawaban dari evaluasi.

4. Kerjakan secara sungguh-sungguh dan tuntas setiap evaluasi pada setiap akhir bab.

5. Belajarlah dengan sungguh-sungguh, supaya dapat memahami setiap materi yang disampaikan dalam modul ini. Belajarsecara mandiri dan seksama. Untuk belajar mandiri, kalian dapat melakukannya seorang diri, berdua, atau berkelompok dengan teman lain.

6. Kalian disarankan mempelajari bahan-bahan dari sumber lain dan jangan segan-segan bertanya kepada guru atau teman yang telah memahami materi modul ini.

(3)

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan perubahan bentuk dan gerak benda.

Ketika kamu menarik buku dan mendorong pensil di atas mejamu, ternyata buku dan pensil bergerak atau

berpindah tempat.Begitu pula ketika kamu menarik kedua ujung penggarismu, tarikan mengubah bentuk

penggaris menjadi melengkung. Tarikan dan dorongan yang kamu berikan pada benda disebut gaya.

Apakah gaya yang kamu berikan memiliki arah? Tentu, gaya memiliki arah. Ketika kamu mendorong

kedepan, benda pun akan bergerak ke depan. Sebuah gaya disimbolkan dengan huruf F singkatan dari

Force. Satuan gaya dalam Satuan Internasional (SI) adalah Newton (N) yang merupakan penghormatan bagi seorang ilmuwan Fisika Inggris bernama Sir Isaac Newton (1642-1727).

Gaya dapat digolongkan menjadi 2, yaitu :

a. Gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya bersentuhan langsung dengan

BAB II

GAYA

Pengertian Gaya

STANDAR KOMPETENSI :

5. Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari

KOMPETENSI DASAR :

5.1. Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya pada suatu benda yang dikenai gaya

INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI :

 Melukiskan penjumlahan gaya dan selisih gaya-gaya segaris baik yang searah maupun berlawanan

 Membedakan besar gaya gesekan pada berbagai permukaan yang berbeda kekasarannya yaitu pada permukaan benda yang licin, agak kasar, dan kasar

 Menunjukkan beberapa contoh adanya gaya gesekan yang menguntungkan dan gaya gesekan yang merugikan melalui pengamatan terhadap kejadian sehari-hari

 Membandingkan berat dan massa suatu benda

Praktikum I Tujuan

Mendeskripsikan dorongan dan tarikan

Alat dan bahan

Buku, pensil, penggaris plastik, dan meja

Cara kerja

1. Tariklah sebuah buku di atas mejamu,. Apakah yang terjadi? 2. Doronglah sebuah pensil di atas mejamu, Apakah yang terjadi?

3. Lengkungkan kedua ujung penggaris plastikmu, seperti Apakah yang terjadi?

Pertanyaan

1. Apakah yang kamu lakukan terhadap setiap benda tersebut?

(4)

4 Contoh : gaya otot, gaya gesek, gaya mesin, gaya pegas.

b. Gaya tak sentuh, yaitu gaya yang terjadi tanpa adanya sentuhan. Contoh : gaya listrik, gaya magnet dan gaya gravitasi.

Resultan gaya dapat diartikan sebagai total gaya yang bekerja pada suatu benda. 1. Jika pada benda hanya bekerja 1 gaya

F maka besarnya R = F

2. Jika pada benda bekerja lebih dari 1 gaya, dan memiliki arah yang sama maka

F1 F2

R

R = F1 + F2 +… Fn

3. Jika pada benda bekerja lebih dari 1 gaya, dan memiliki arah yang berlawanan maka

F1 F2

R

R = F2 – F1

4. Jika pada benda bekerja gaya yang saling tegak lurus, maka

F1 R

F2 R =√ 1 + 2

(5)

Contoh soal!

Perhatikan beberapa gambar berikut, kemudian tentukanlah berapakah resultan gaya yang terjadi!

a. gaya yang bekerja pada benda hanya ada 1 sehingga besarnya R =F = 45 N ke arah kanan b. R = 27 N + 33 N = 60N (ke arah kanan)

c. R = 45 N – 15N = 30N(ke arah kanan)

d. R =√ 1 + 2 =√9 + 12 = √81 + 144 = √225 =15 (ke arah timur laut)

Gaya yang timbul akibat persentuhan antara 2 permukaan yang berbeda, dan memiliki arah berlawanan dengan arah gerak benda dinamakan gaya gesek.

Berdasarkan kegiatan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Antara dua buah benda yang bersentuhan terjadi gaya gesek.

 Gaya Gesek

PRAKTIKUM 2 A. Tujuan

Mengetahui besar gaya gesek pada benda yang memiliki kekasaran yang berbeda.

B. Alat dan Bahan

1. Kubus kayu 1 buah

2. Kubus kayu yang dilapisi karpet 1 buah 3. Kubus kayu yang dilapisi ampelas 1 buah 4. Neraca pegas 1 buah

C. Langkah Kerja

1. Letakkan kubus kayu di atas meja dan kaitkan dengan neraca pegas!

2. Tariklah neraca pegas sedikit demi sedikit sampai kayu tepat akan bergerak! Catat besar gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas!

3. Ulangi langkah 1–2 dengan menggunakan kubus lainnya! Catat hasilnya ke dalam tabel berikut!

No. Benda Gaya Gesek

1. Kubus kayu . . . N

2. Kubus kayu yang dilapisi karpet . . . N 3. Kubus kayu yang dilapisi ampelas . . . N 4. Bandingkan hasil dari ketiga percobaan di atas!

5. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas! Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas untuk didiskusikan bersama kelompok lain dan gurumu!

(6)

6 2. Sebuah benda akan bergerak jika gaya yang bekerja pada benda lebih besardari gaya

geseknya.

3. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda.

4. Besarnya gaya gesek antara dua buah benda ditentukan oleh kekasaran ataukehalusan permukaan-permukaan yang bersentuhan.

Gaya gesek dibedakan menjadi :

a. Gaya gesek statis, yaitu gaya gesek pada saat benda diam sampai tepat akan bergerak. b. Gaya gesek kinetis, yaitu gaya gesek pada saat benda bergerak

Gaya gesek yang menguntungkan, contoh :

 Gaya gesek antara kaki dengan permukaan tanah, sehingga manusia dapat berjalan

 Gaya gesek antara rem dengan palek pada sepeda, untuk memperlambat atau menghentikan laju sepeda

Gaya gesek yang merugikan, contoh :

 Gaya gesek antara ban dengan aspal, lama kelamaan dapat menyebabkan ban menjadi tipis  Gaya gesek antara mesin dengan kopling, dapat menyebabkan kopling cepat panas dan cepat

rusak.

Gaya gesek dapat dikurangi dengan cara :

 Memperlicin permukaan benda yang saling bersentuhan, misalnya antara mesin dengan kopling dengan menambahkan pelumas.

 Memisahkan dua permukaan yang bersentuhan dengan lapisan udara, misalnya pada kapal hovercraft.

 Menaikkan benda keatas roda untuk memudahkan bergerak.

Sering terjadi salah kaprah antara massa dengan berat dalam kehidupan, sebagai contoh pada saat membeli gula di pasar sebanyak 1 kg, disebut dengan istilah berat bukan massa. Padahal massa dengan berat jelas berbeda.

Tabel. 1.1 Perbedaan massa dengan berat

Massa Berat

1. Diartikan sebagai jumlah materi yang terkandung pada suatu benda

2. Massa benda bernilai sama, dimanapun benda tersebut berada 3. Termasuk besaran pokok

4. Memiliki satuan kilogram (SI)

1. Diartikan sebagai gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda atau massa benda dipengaruhi oleh gravitasi

2. Berat suatu benda dapat berlainan, bergantung pada gravitasi di tempat dimana benda itu berada. 3. Termasuk besaran turunan

4. Memiliki satuan Newton(SI)

(7)

Rumus berat

Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

= ×

Dengan , w = berat benda, satuan N atau kg m/s2 m = massa benda, satuan kg dan g = percepatan gravitasi, satuan m/s2

Contoh soal !

1. Sebuah benda memiliki massa 10 kg, jika percepatan gravitasi yang bekerja pada benda sebesar 9,8 m/s2. Berapakah berat benda?

2. Jika sebuah benda memiliki berat 80 N, sedangkan percepatan gravitasi pada benda sebesar 10 m/s2. Berapakah massa benda tersebut?

3. Suatu benda memiliki massa 6 kg, sedangkan beratnya 60 N, berapakah percepatan gravitasi yang bekerja pada benda?

4. Suatu benda di khatulistiwa memiliki berat 150 N, jika benda tersebut di bawa ke kutub, sedangkan gravitasi di kutub 4/3 gravitasi khatulistiwa. Berapakah berat benda tersebut di kutub?

1. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat merubah bentuk dan gerak benda 2. Gaya dibedakan dua jenis yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh

(8)

8 3. Gaya gesek timbul dari sentuhan dua permukaan benda yang berbeda dan arahnya selalu

berlawanan dengan arah gerak benda

4. Massa adalah jumlah total materi yang terkandung dalam suatu benda/makhluk hidup 5. Gaya gravitasi yang bekerja pada benda disebut berat

6. Massa dimanapun selalu sama sedangkan berat tergantung gaya gravitasi yang bekerja pada benda.

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Tarikan atau dorongan pada suatu benda disebut ….

2. Satuan gaya dalam SI adalah …. 3. Alat ukur gaya adalah ….

4. Perpaduan dua atau lebih gaya disebut ….

5. Rem karet yang digunakan untuk memperlambat kecepatan sepeda menerapkan gaya …. 6. Gaya gesek memiliki arah … dengan arah gerak benda.

7. Penemu konsep gaya gravitasi adalah ….

8. Gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda disebut ….

9. Contoh gaya tak sentuh diantaranya gaya magnet, gaya … dan gaya gravitasi. 10. Nilai massa selalu …, sedangkan berat tergantung gaya gravitasi.

Jawablah pertanyaan berikut ini dengan jawaban yang baik dan benar! (skor = 5) 1. Tentukan besarnya resultan gaya pada sketsa berikut ini dan kemana arahnya!

a. 9 N 12N b. 8 N c. 8 N

6 N 5N

10 N 2. Sebutkan 3 (tiga) cara untuk memperkecil gaya gesek!

3. Tono ditimbang memiliki massa 40 kg. apabila percepatan gravitasi yang bekerja pada benda 10 m/s2. Berapakah berat Tono?

4. Berat suatu benda 98 N. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s2. Berapakah massa benda tersebut?

(9)

Isian singkat 1. Gaya

2. Newton atau kg m/s2 3. Dinamometer/neraca pegas 4. Resultan

5. Gesek 6. Berlawanan 7. Sir Issac Newton 8. Berat

9. Listrik 10. Tetap Uraian

1. a. ∑F = 12N-9N = 8N (ke arah kanan) (skor 1)

b.∑F = (10N+5N) – (8N) = 15N – 8N = 7N (ke arah bawah) (skor 2)

c. ∑F = √8 + 6 = √64 + 36 = √100 = 10N (ke arah tenggara) (skor 2) 2. Gaya gesek dapat dikurangi dengan cara :

 Memperlicin permukaan benda yang saling bersentuhan, misalnya antara mesin dengan kopling dengan menambahkan pelumas.

 Memisahkan dua permukaan yang bersentuhan dengan lapisan udara, misalnya pada kapal hovercraft.

 Menaikkan benda keatas roda untuk memudahkan bergerak. 3. Diketahui : m = 40 kg; g = 10 m/s2

Ditanya : w…?

Jawab : w = m x g = 40 x 10 = 400N 4. Diketahui : m = 40 kg; g = 10 m/s2

Ditanya : w…?

Jawab : w = m x g = 40 x 10 = 400N

= ( + )

3 × 10

(10)

10 Bunyi “ suatu benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang sedang bergerak akan tetap bergerak pada lintasan lurus, jika tidak ada gaya lain yang bekerja pada benda”

Hukum ini dikenal juga dengan “hukum kelembaman/inersia.” Secara matematis dapat dituliskan :

∑F = 0

Penerapan hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari :

1. Kendaraan yang semula diam kemudian tiba-tiba bergerak, mengakibatkan penumpang tersentak ke belakang

2. Kendaraan yang direm mendadak mengakibatkan penumpang tersentak ke depan.

3. Benda yang diletakkan di atas kertas, apabila kertas ditarik secara cepat maka benda tidak akan terguling atau jatuh.

Bunyi “ percepatan suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja pada benda, tetapi berbanding terbalik dengan massanya”.

Secara matematis dapat dituliskan :

Dengan :

a = percepatan benda, m/s2 F = gaya, N atau kgm/s2 m = massa benda, kg.

BAB III

HUKUM NEWTON

5.2.Menerapkan hukum Newton untuk menjelaskan berbagai peristiwa dalam kehidupan sehari-hari

 Mendemonstrasikan hukum I Newton secara sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari  Mendemonstrasikan hukum II Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

 Mendemonstrasikan hukum III Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-

Hukum I Newton

(11)

Contoh soal!

1. Suatu benda massanya 3 kg, dikenai gaya sebesar 30 N. berapakah percepatan yang dialami oleh benda tersebut?

2. Sebuah sepeda motor melakukan percepatan 5 m/s2, jika massa sepeda motor 200 kg, berapakah gaya yang dihasilkan sepeda motor?

3. Sebuah mobil melakukan gaya 24000N, jika mobil menghasilkan percepatan 12 m/s2. Berapakah massa mobil tersebut?

Penyelesaian :

1. Diketahui : m = 3 kg F = 30 N Ditanya : a…?

Jawab : = = = 10

2. Diketahui : a = 5 m/s2 m = 200 kg Ditanya : F…?

Jawab : F = m x a = 200 x 5 = 1000N 3. Diketahui : F = 24000 N a = 12 m/s2

Ditanya : m …?

Jawab : m = F/a = 24000 : 12 = 2000 kg.

Penerapan hukum II Newton dalam kehidupan sehari-hari :

1. Gerobak sapi yang ditarik dengan 4 ekor sapi lebih cepat dari pada yang ditarik 1 ekor sapi 2. Buah kelapa yang jatuh, saat semakin mendekati tanah kecepatannya semakin besar

3. Semakin kecil massa pembalap akan menguntungkan dalam perlombaan, karena percepatannya makin besar.

Bunyi : “ jika benda pertama melakukan gaya (aksi) pada benda kedua, maka benda kedua akan memberikan gaya (reaksi) yang besarnya sama dengan gaya (aksi) tetapi arahnya berlawanan”. Dikenal juga dengan” hukum aksi-reaksi”

Secara matematis dapat dituliskan

F aksi = - F reaksi [tanda (-) berarti arahnya berlawanan] Penerapan hukum III Newton dalam kehidupan :

1. Pada saat berenang, tangan kita mendorong air ke belakang sedangkan air mendorong tubuh kita ke depan

2. Roket mendorong gas ke arah bawah, sedangkan gas mendorong roket ke atas

3. Peluru mendorong senapan ke belakang, sehingga senapan mendorong peluru ke depan.

(12)

12 1. Benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan tetap bergerak selama

tidak ada gaya lain yang mempengaruhi merupakan bunyi hukum I Newton

2. Percepatan suatu benda berbanding terbalik dengan massanya dan berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda

3. Besarnya gaya aksi sebanding dengan gaya reaksi dan arahnya saling berlawanan.

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Sifat benda yang cenderung mempertahankan geraknya disebut ….

2. Semakin besar massa benda, percepatannya akan semakin ….

3. Menurut hukum II Newton, percepatan benda berbanding lurus dengan …. 4. Satuan percepatan dalam SI adalah ….

5. Ketika bus berjalan dengan kelajuan tinggi direm, maka penumpang akan tersentak …. 6. Menurut hukum II Newton bahwa besarnya resultan gaya merupakan hasil perkalian antara

… dan percepatan.

7. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak akibat gaya 20 N. Percepatan yang dialami oleh benda sebesar ….

8. Hukum III Newton juga disebut hukum ….

9. Jika kita mendorong air dengan gaya 40 N pada saat berenang, maka air akan membalas dengan gaya sebesar ….

10. Apabila sebuah buku tergeletak di atas meja maka besarnya resultan gayayang bekerja pada buku adalah ….

Jawablah pertanyaan berikut ini dengan jawaban yang baik dan benar! (skor = 5)

1. Sebuah delman didorong kuda dengan gaya 250 N. jika massa delman 500 kg, berapakah percepatannya?

2. Sebuah benda bergerak dengan percepatan 3 m/s2 jika dikenai gaya 12 N. Berapakah massa benda tersebut?

3. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak dengan percepatan 4 m/s2. Jika gaya gesek yang bekerja 500 N. berapakah gaya mesin mobil?

4. Tuliskan beberapa contoh penerapan hukum III Newton dalam kehidupan!

Rangkuman

(13)

Isian singkat

1. Inersia/kelembaman 2. Kecil

3. Gaya 4. m/s2 5. depan

6. massa 7. 5 m/s2 8. Aksi-reaksi 9. 40 N 10. 0 Uraian

1. Diketahui :  F = 250 N; m = 500 kg Ditanya : a…?

Jawab : = ∑ = = 0,5 m/s2 2. Diketahui : a = 3 m/s2;  F = 12 N

Ditanya : m…?

Jawab : = ∑ = = 4

3. Diketahui : m = 1000 kg; a = 4 m/s2 Ditanya : F…?

Jawab : F = m x a = 1000 x 4 = 4000 N

4. Contoh penerapan hukum III Newton pada kehidupan

 Pada saat berenang, tangan kita mendorong air ke belakang sedangkan air mendorong tubuh kita ke depan

 Roket mendorong gas ke arah bawah, sedangkan gas mendorong roket ke atas

 Peluru mendorong senapan ke belakang, sehingga senapan mendorong peluru ke depan.

= ( + )

3 × 10

(14)

14 Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha

Satuan energi dalam SI adalah Joule (J), satuan lain ada erg dan kalori Hubungan antar satuan

1 J = 107 erg 1 J = 0,24 kal 1 kal = 4,2 J Macam-macam bentuk energi :

1. Energi kimia, adalah energi yang tersimpan dalam suatu zat. Misal energi yang tersimpan pada bahan makanan, baterai, minyak bumi

2. Energi bunyi, adalah energi yang dihasilkan dari benda yang bergetar 3. Energi cahaya, adalah energi yang dihasilkan oleh radiasi sumber cahaya

4. Energi gerak/kinetik, adalah energi yang dihasilkan oleh benda karena kelajuannya

5. Energi listrik, energi yang ditimbulkan oleh muatan muatan listrik yang bergerak dalam suatu penghantar

6. Energi kalor, adalah energiyang dihasilkan karena tumbukan partikel-partikel dalam benda sehingga mempengaruhi suhu benda.

7. Energi potensial, adalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukannya 8. Energi mekanik, energi gabungan antara energi potensial dan energi gerak/kinetik 9. Energi nuklir, energi yang timbul dari reaksi inti atom.

BAB IV

ENERGI DAN USAHA

5.3.Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip “usaha dan energi” serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

 Menunjukkan bentuk-bentuk energi dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari  Mengaplikasikan konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari

 Membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda yang bergerak  Mengenalkan hukum kekekalan energi melalui contoh dalam kehidupan sehari-hari  Menjelaskan kaitan antara energi dan usaha

 Menunjukkan penerapan daya dalam kehidupan sehari-hari

(15)

Tabel 3.1 Perubahan bentuk energi

Bunyi hukum kekekalan energi “ energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lain

Energy yang tersimpan pada benda karena kedudukannya Dirumuskan dengan

Ep = m x g x h Keterangan

Ep = energi potensial benda (J) m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian benda (m) Contoh soal

Buah kelapa yang massanya 1,2 kg berada pada pohon setinggi 5 m. Jikapercepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, berapakah besar energi potensialyang dimiliki buah kelapa tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui : m = 1,2 kg; h = 5 m; g = 10 m/s2 Ditanyakan : Ep= . . . ?

Jawab :Ep= m xg xh = 1,2 x 10 x 5= 60 J

Jadi, energi potensial yang dimiliki kelapa tersebut sebesar 60 J NO Perubahan bentuk energi Contoh

1 Energi listrik menjadi energi kalor setrika listrik, magic jar 2 Energi listrik menjadi cahaya lampu neon

3 Energi gerak menjadi energi bunyi gitar yang dipetik

4 Energi gerak menjadi energi kalor telapak tangan yang digesek

Perubahan Bentuk Energi

Hukum Kekekalan Energi

(16)

16 Latihan soal!

1. Sebutir kelapa massanya 2 kg berada di pohon yang memiliki ketinggian 5 m. jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 9,8 m/s2. Berapakah energi potensial yang dimiliki kelapa tersebut?

2. Sebuah benda massanya 25 kg terletak di atas tanah setinggi 10 m, jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s2. Berpakah energi potensial benda tersebut?

Penyelesaian !

Energi yang dihasilkan oleh benda karena kelajuannya Dirumuskan dengan yang dimiliki oleh anak tersebut?

Penyelesaian: kinetik benda tersebut!

2. Sepeda motor meluncur dengan kecepatan 5 m/s, jika massa sepeda 20 kg maka berapakah besar energi kinetiknya?

(17)

Penyelesaian!

1. Diket : m = 2 kg, v = 4 m/s Ditanya : Ek…?

Jawab : Ek = ½ mv2 = ½ 2 (4)2 = 16 J 2. Diket : m = 20 kg, v= 5 m/s

Ditanya : Ek…?

Jawab : Ek = ½ mv2 = ½ 20 52 = 250 J

Ketika batu kamu jatuhkan dari suatu ketinggian, terjadiperubahan energi yaitu energi potensial menjadi energikinetik. Pada akhirnya, energi kinetik ini pun akan berubahmenjadi bentuk lain ketika batu sampai di lantai. Marilahkita selidiki hukum kekekalan energi pada kasus benda jatuhbebas.Pada sebuah benda yang jatuh bebas, terdapat dua buahenergi yaitu energi mekanik.Energi mekanik terdiri atasenergi potensial dan energi kinetik. Meskipun energipotensial benda yang jatuh bebas akan semakin kecil ketikaketinggian semakin rendah, tetapi di sisi lain energikinetiknya bertambah. Dengan demikian energi mekaniknyatetap sama (konstan). Kekekalan energi mekanik pada bendajatuh bebas dapat diilustrasikan seperti pada gambar di samping.

Dirumuskan dengan

Em = Ep + Ek atau Em = m x g x h + ½ m x v2

Pada kedudukan 1, energi mekanik seluruhnya merupakan energi potensial.Dapat dituliskan sebagai

berikut.

Em = Ep = m × g × h

Pada kedudukan 2, energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik.Dapat

dituliskan sebagai berikut.

Em = Ep+ Ek = m × g × h + ½ m v2

Pada kedudukan 3, energi mekanik seluruhnya merupakanenergi kinetik.Dapat dituliskan sebagai berikut.

(18)

18 Contoh soal!

Sebuah pesawat terbang pada ketinggian 0,75 km bergerak dengan kecepatan 150 m/s, jika massa pesawat 1,5 ton dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2. Hitunglah energi mekaniknya! Penyelesaian!

Diket : h = 0,75 km = 750 m; v = 150 m/s; m=1,5 ton=1500kg; g =9,8 m/s2 Ditanya : Em…?

Jawab : Em = m x g x h + ½ m x v2

= 1500 x 9,8 x 750 + ½ 1500 x 1502 = 11025000 J + 16875000 J = 27900000 J

Pada saat benda dikenakan gaya akan mengalami perpindahan tempat. Nah hasil kali antara gaya dengan perpindahannya itulah yang disebut dengan usaha

Secara matematis usaha dirumuskan dengan

W = F × s

Keterangan W = usaha, satuan J atau Nm F = gaya, satuan N

s = perpindahan, satuan m. Contoh soal :

Suatu gaya sebesar 30 N menyebabkan benda berpindah sejauh 2 meter. Berapakah besar usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

Penyelesaian :

Diket : F = 30 N; s = 2 m Ditanya : W …?

Jawab : W =F x s = 30 N x 2 m = 60 J Latihan soal!

1. Budi mendorong meja dengan usaha sebesar 80 J, meja berpindah sejauh 2 meter. Berapakah gaya yang diberikan Budi terhadap meja?

2. Perhatikan gambar berikut ini ! 25 N

5 N

s = 3 meter Berapakah usaha dari gaya di atas?

3. Sebuah mobil melakukan usaha sebesar 6000 J. berapakah perpindahan yang dilakukan mobil tersebut jika gaya yang dikerjakan mobil sebesar 600 N?

(19)

Penyelesaian

Kamu memegang batu pada suatu ketinggian h1, kemudian batu tersebut kamu ubah kedudukannya ke tempat yang lebih tinggih2. Untuk melakukan itu, otot tanganmu melakukan usaha yang besarnya sama dengan selisih energi potensial pada ketinggianh2 (Ep2) dan energi potensial pada ketinggian h1 (Ep1).

W = Ep2 – Ep1

Sebuah mobil bergerak dengan laju v1. Oleh karena kelajuan ini, mobil tersebut mempunyai energi kinetik Ek1. Jika pengemudi menginjak pedal gas untuk menambah laju mobilnya hingga menjadi v2, energi kinetik mobil tersebut berubah menjadi Ek2. Untuk melakukan penambahan laju mobil tersebut, mesin mobil dikatakan melakukan usaha. Besar

usaha ini sama dengan selisih energi kinetiknya

W = Ek2 – Ek1

(20)

20 Didefinisikan sebagai perubahan usaha atau energi tiap waktunya.

Secara matematis, dirumuskan :

= atau = × → = ×

P = daya, satuan watt atau J/s F = gaya, satuan N W= usaha atau energi, satuan J v = kecepatan, satuan m/s t = waktu, satuan s s = perpindahan, satuan m Contoh soal!

Dalam waktu 20 sekon, sebuah magic jar menghasilkan usaha sebesar 900 J. berapakah besarnya daya yang dibutuhkan magic jar tersebut?

Penyelesaian

Diket : t = 20 s; W = 900 J Ditanya : P…?

Jawab : = = = 45

1. Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha

2. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat berubah menjadi bentuk energi lain merupakan bunyi hukum kekekalan energi.

3. Energi kinetik adalah energi yang didapat benda karena kelajuannya

4. Energy potensial merupakan energi yang tersimpan dalam benda karena kedudukannya. 5. Hasil kali antara gaya dengan perpindahannya disebut usaha

6. Perubahan usaha/energi tiap detik dinamakan daya

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Energi yang tersimpan dalam benda karena kedudukannya disebut energi …. 2. Satuan energidalam SI adalah ….

3. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan merupakan bunyi hukum …. 4. Pada kompor gas yang menyala, terjadi perubahan energi … menjadi energi kalor. 5. Usaha dirumuskan sebagai hasil kali … dengan perpindahannya.

6. Suatu benda bergerak sejauh 5 meter dengan gaya 50 N, maka besarnya usaha benda itu …. 7. Perubahan usaha tiap detik disebut ….

8. Kelapa yang berada di atas pohonnya, menyimpan energi ….

9. Usaha suatu benda sebesar 40 J selama 10 sekon, maka daya benda itu …

Daya

Rangkuman

(21)

10. Energi gabungan antara energi kinetik dan potensial disebut ….

1. Sebuah benda bermassa 3 kg berada di atas permukaan tanah. Apabila benda tersebut memiliki energi potensial sebesar 3000 J, berapakah ketinggian benda jika percepatan gravitasi yang bekerja pada benda 10 m/s2?

2. Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s dan memiliki massa100 kg, Berapakah energi kinetik benda tersebut?

3. Tono dan Andre mendorong lemari, masing-masing dengan gaya 50N dan 60N. Apabila lemari berpindah sejauh 2 meter. Berapakah besar usaha mereka?

4. Sebuah oven menyala dalam waktu 30 menit. Energi kalor yang dilepaskan oven sebesar 540.000 J. Berapakah daya oven tersebut?

(22)

22 Alat sederhana tanpa mesin atau listrik yang dapat mempermudah pekerjaan manusia

Alat yang akan dibahas meliputi :

w T F

lb lk

w = beban lb = lengan beban T = titik tumpu lk = lengan kuasa F = gaya

Secara matematis, dirumuskan W x lb = F x lk

Dengan

Dimana KM adalah keuntungan mekanis dari alat tersebut. Semakin tinggi nilai KM maka gaya kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat beban akan semakin kecil.

BAB V

PESAWAT SEDERHANA

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

 Menunjukkan penggunaan beberapa pesawat sederhana yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun yang bergerak, bidang miring.

 Menyelesaikan masalah secara kuantitatif sederhana yang berhubungan dengan pesawat sederhana

(23)

Gb 5.1 gunting

Gb 5.2 pembuka tutup botol

Gb 5.3 Penjepit roti Ada 3 tipe tuas :

a. Tuas tipe I

Apabila titik tumpu berada di tengah antara beban dan kuasa.

Contoh alat : jungkat-jungkit, alat pemotong kuku, gunting, linggis ceweng

W T F

b. Tuas tipe II

Apabila beban berada di tengah antara tumpu dan kuasa Contoh : pembuka botol, pemecah kemiri, gerobak roda Satu

T W F

c. Tuas tipe III

Apabila kuasa berada di tengah antara beban dan tumpu Contoh :pinset, penjepit roti, staples

T F W

Katrol dibedakan dalam 3 jenis, yaitu : a. Katrol Tetap

TA : Lengan Beban TB : Lengan kuasa TA = TB

W : Beban A B F : Kuasa

= = 1 F

T

W

(24)

24 Gb.5.4 Benda miring

b. Katrol bergerak TA : Lengan beban

AB : Lengan kuasa F

AB = 2 TA W : beban

A B

= = = 2

c. Sistem Katrol

s × ℎ= ×

F =

h

w

contoh alat yang menggunakan prinsip bidang miring : pisau, jalan di pegunungan, baji/mata kampak,

sekrup,paku,pahat.

T

W

Merupakan gabungan antara katrol tetap dan katrol bergerak.KM pada katrol jenis ini tergantung jumlah tali yang menghubungkan antar katrol. Pada gambar disamping KM = 4

w : berat benda, N h : ketinggian, m F : gaya/kuasa, N s : panjang bidang miring

(25)

ContohSoal !

1. Perhatikan gambar :

Apabila panjang tuas 5 meter dan jarak antara beban dengan tumpu 2 meter, berat benda 150N. berapakah gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat benda? Dan hitung pula Kmnya?

2. Sebuah bidang miring digunakan untuk menaikan benda. Apabila ketinggian tempat 2 m, panjang bidang miring yang digunakan 6 m, berapa gaya yang diperlukan untuk menaikkan benda tersebut? Jika berat benda 150N dan berapa KM dari bidang miring tersebut?

3. Apabila berat benda 200N, panjang bidang miring 5 m dan gaya untuk menaikkan benda 100N. berapakah KM dari bidang miring tersebut dan berapa ketinggian benda?

4. Sebuah benda seberat 300N diangkat menggunakan katrol bergerak. Berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut?

Jawaban :

1. Diket : lb = 2 m; lk = 5-2=3 m; w = 150N Ditanya : F…? dan KM…?

Jawab : = × = × = 100 ; = =

2. Diket : h = 2m; s = 6m; w = 150 N Ditanya : F…?dan KM…?

Jawab : = × = × = 50 ; = = = 3

3. Diket : w = 200N; s = 5 m; F = 100N Ditanya : KM…?dan h…?

Jawab : = = = 2; ℎ= = = 2,5

4. Diket : w = 300N diangkat dengan katrol bergerak (KM = 2) Ditanya : F…?

(26)

26 1. Alat tanpa listrik yang dapat mempermudah kerja manusia disebut pesawat sederhana

2. Apabila titik tumpu berada di tengah antara beban dan kuasa, maka termasuk tuas tipe I 3. Apabila titik beban berada di tengah antara tumpu dan kuasa, digolongkan tuas tipe II 4. Tuas tipe III, memiliki titik kuasa di tengah antara tumpu dan beban.

5. Katrol tetap memiliki KM = 1, sedangkan katrol bergerak memiliki KM 2.

6. Beberapa alat yang menggunakan prinsip bidang miring diantaranya pisau, mata kampak, paku dan pahat.

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Jungkat-jungkit termasuk tuas tipe ….

2. Tuas yang memiliki titik beban di tengah termasuk tipe …. 3. Alat penjepit roti menggunakan prinsip tuas tipe …. 4. Katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis sebesar …

5. Apabila Budi ingin menaikan beban sebesar 50N dengan katrol tetap, maka Budi harus mengeluarkan gaya sebesar ….

6. Jalan di pegunungan menggunakan prinsip ….

7. Pancing termasuk alat yang menggunakan prinsip ….

8. Tuas tipe … memiliki titik tumpu ditengah antara beban dan kuasa.

9. Untuk menaikan benda seberat 200 N dengan gaya 50 N, diperlukan bidang miring dengan keuntungan mekanis sebesar ….

10. Katrol … memiliki keuntungan mekanis sama dengan 1.

1. Apabila panjang lengan kuasa suatu tuas 2,5 m dan panjang lengan bebannya 0,5 m digunakan Andi untuk mengangkat benda seberat 500N. Berapakah gaya yang diperlukan? 2. Untuk menaikkan drum seberat 150 N ke atas truk setinggi 1,5 m, diperlukan gaya 50 N.

Berapakah panjang bidang miring yang digunakan untuk menaikkan drum tersebut?

3. Sebuah katrol memiliki keuntungan mekanis = 2, digunakan untuk menaikkan beban 150 N. Berapa gaya yang diperlukan, dan apa jenis katrolnya?

4. Sebuah papan akan digunakan untuk menaikkan tong 250N ke atas truk setinggi 1 m. Apabila keuntungan mekanis papan tersebut sama dengan 2. Berapa panjang papan dan gaya yang diperlukan untuk menaikkan tong tersebut?

Rangkuman

(27)

Isian Singkat 1. Tipe 1 2. Tipe 2 3. Tuas tipe 3 4. 2

5. 50 N

6. Bidang miring 7. Tuas tipe 3 8. 1

9. 5 10. Tetap Uraian

1. Diket : lk = 2,5 m; lb= 0,5 m; w = 500 N Ditanya : F…?

Jawab : = × = × ,

, = , = 100

2. Diket : w = 150N; h = 1,5 m; F = 50N; Ditanya : s…?

Jawab : = × = × , = 4,5

3. Diket : KM = 2; w = 150 N Ditanya : F…?termasuk katrol…?

Jawab : karena KM=2 maka termasuk jenis katrol bergerak

= = = 75

4. Diket : w= 250N; h=1m; KM =2 Ditanya : F…?dan s…?

Jawab : = = = 125 ; = × = × = 2

= ( + )

3 × 10

(28)

28 Tekanan merupakan gaya pada setiap luas permukaan. Sehingga secara matematis, tekanan dapat dirumuskan dengan :

Keterangan P = tekanan, satuan Pa (baca: pascal) atau N/m F = gaya, satuan N

A = luas permukaan benda, satuan m2

Berdasarkan rumus diatas, maka tekanan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Artinya luas permukaan benda semakin kecil maka tekanan justru akan semakin besar. Coba renungkan hal dibawah ini!

Jika kalian berjalan dengan menggunakan sepatu model hak (jinjit) dengan sepatu biasa (tnpa hak) pada jalan yang becek. Kira –kira apakah yang akan terjadi? Ya, benar sepatu jinjit akan menyebabkan kita mudah terperosok pada lumpur tanah yang becek dibandingkan sepatu tanpa hak. Hal ini karena luas permukaan benda yang bersentuhan dengan tanah pada sepatu jinjit lebih kecil, sehingga tekanannya justru lebih besar dibanding sepatu tanpa hak.

Contoh soal :

Sebuah benda memberikan gaya sebesar 30 N, jika luas permukaannya 1 m2. Berapakah tekanan yang diberikan benda tersebut?

BAB VI

TEKANAN

5.5. Menyelidikitekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

 Menemukan hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gayaMengaplikasikan prinsip bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari

 Mendeskripsikan hukum Pascal dan Hukum Archimedes melalui percobaan sederhana serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

 Menunjukkan beberapa produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan konsep benda terapung, melayang dan tenggelam

 Mengaplikasikan konsep tekanan benda padat, cair, dan gas pada peristiwa alam yang relevan

(29)

Penyelesaian!

2. Apabila suatu benda memberikan tekanan sebesar 50 Pa, sedangkan luas permukaan benda 25cm2. Berapakah gaya yang dihasilkan benda tersebut?

3. Suatu kubus memberikan gaya sebesar 60 N apabila panjang sisi kubus tersebut 10 cm. berapakah tekanan yang dapat diberikan oleh kubus?

Jawaban dikarenakan berat badan kita memberikan tekanan pada tanah.Semua materi memiliki berat, termasuk zat cair.Tekanan yang disebabkan oleh berat zat cair disebut dengan tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh massa jenis zat cair, gravitasi dan kedalaman zat cair. Secara matematis dirumuskan : P =  x g x h

Dengan P = tekanan hidrostatis, satuan Pa g = percepatan gravitasi, satuan m/s2  = massa jenis, kg/m3 h = kedalaman zat cair, satuan m

(30)

30 Contoh soal :

Seorang penyelam menyelam pada kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Jika massajenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, tentukan tekanan hidrostatisyang dialami

1. Jika seorang penyelam mengalami tekanan hidrostatis 150.000 Pa, massa jenis air

1.000 kg/m3, dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, tentukan kedalaman penyelamtersebut! 2. Tentukan tekanan yang dialami dinding kapal selam yang menyelam pada kedalaman400 m

di bawah permukaan laut, jika massa jenis air laut 1.300 kg/m3 dan percepatangravitasi bumi 10 m/s2!

Penerapan tekanan hidrostatis dapat dilihat pada pembuatan bendungan.Hal ini ditunjukkan dengan semakin menebalnya dindingbendungan ke arah dasar permukaan air, karena semakin dalam maka tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh air semakin besar.Untuk itulah bendungan dirancang sedemikian rupa.

Hukum Pascal

Tekanan zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Pernyataan tersebut lebih dikenal dengan hukum Pascal.Secara matematis dirumuskan dengan

(31)

Gb 6.1. Bejana berhubungan

Alat teknik yang menggunakan prinsip Hukum Pascal diantaranya adalah : rem hidrolik, pompa hidrolik, dongkrak hidrolik dan alat pengangkat mobil sertamesin pengepres kapas/kempa

Bejana berhubungan

Bejana berhubungan adalah dua buah bejana atau lebih yang bagian dasarnya saling berhubungan.

“ Hukum bejana berhubungan, apabila ke dalam bejana berhubungan diisikan air yang sejenis, maka permukaan zat cair pada bejana itu terletak pada satu bidang datar.”

Hukum ini tidak berlaku apabila :  Diisi lebih dari satu jenis zat cair  Tekanan pada permukaan bejana

tidak sama

 Zat cair dalam keadaan bergoyang

 Dalam bejana terdapat pipa kapiler.

Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang berbeda, tinggi permukaan kedua zat

tersebut dalam bejana berhubungan tidak akan sama. Hal ini disebabkan oleh massa jenis kedua zat cair

(32)

32 P1 P2

h1 bidang batas h2

Contoh soal!

Sebuah pipa U berisi air dan minyak tanah seperti pada gambar. Massa jenis air 1 g/cm3. Berapakah massa jenis minyak tanah?

Penyelesaian.

1. Jika tinggi minyak pada pipa I 10 cm dan massa jenisnya 800 kg/m3, sedangkan massa jenis air pada pipa II 1000 kg/m3, berapakah tinggi air pada pipa II?

2. Sebuah pipa U diisi dengan zat cair yang berbeda dengan massa jenis 1 gr/cm3 dan 0,8 gr/cm3. Jika zat cair pertama ketinggiannya 20 cm, berapakah ketinggian zat cair kedua? Jawab

Peristiwa bejana berhubungan banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, di antaranya:  air dalam teko,

 alat pengukur kedataran suatu permukaan (water pass), dan

(33)

Hukum Archimides

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung

yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

Fa

Jika berat benda di udara wu dan berat benda di dalam air wa maka besarnya gaya ke atas yang dialami

benda adalah : Fa = wu – wa

Karena gaya ke atas sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda, maka besarnya gaya ke atas

juga dapat dihitung dengan rumus :

Fa = a x Va x g

Dengan

a = massa jenis zat cair, kg/m3

Va = volume zat cair yang didesak benda, m 3

g = percepatan gravitasi, m/s2

Contoh soal :

Sebuah benda bermassa jenis 1500 kg/m3 berada dalam air yang memiliki massa jenis 1000 kg/m3. Jika

percepatan gravitasi yang dialami benda 10 m/s2 dan volume benda 2 m3. Berapakah gaya ke atas yang

dialami benda?

Penyelesaian

Diket : b = 1500 kg/m 3

; a = 1000 kg/m 3

; g = 10 m/s2; Vb = 2 m3

Ditanya : Fa…?

Jawab : Va = Vb = 2 m 3

Fa = a x Va x g = 1000 x 2 x 10 = 20.000 N

Konsep terapung, melayang dan tenggelam

wa

(34)

34 Gb.6.3 Jembatan ponton Gb.6.2 Prinsip Kapal selam

a) Terapung, benda berada di atas permukaan zat cair. Hal ini terjadi karena massa jenis benda lebih kecil dibanding massa jenis zat cair.

b) Melayang, benda berada di antara permukaan dan dasar zat cair. Hal ini terjadi karena massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.

c) Tenggelam, benda berada di dasar zat cair. Hal ini terjadi jika massa jenis benda lebih besar dibanding massa jenis zat cair.

Penerapan hukum Archimides :

1) Kapal Laut

Badan kapal laut mempunyai rongga udara. Karena rongga udara ini, volume air laut yang dipindahkan

olehkapal tersebut cukup besar sehingga sesuai prinsipArchimedes, kapal laut mendapatkan gaya apung

yangcukup besar untuk menahan bobot kapal sehingga kapal dapat mengapung di permukaan air.

2) Kapal Selam

Bentukbadan kapal selam dirancang agar dapat mengapung,

melayang, dan tenggelam dalam air.Selain itu, dirancang untuk

dapat menahan tekanan air di kedalaman laut.Badan kapal selam

mempunyai rongga udara yang berfungsi sebagai tempat masuk dan

keluarnya air atau udara. Ketika mengapung, rongga terisi dengan

udara sehingga volume air yang dipindahkan sama dengan berat

kapal. Sesuai dengan prinsip Archimedes, kapal selam akan

mengapung. Ketika rongga katup atas dan katup bawah pada rongga

kapal selam dibuka, maka udara dalam rongga keluar atau air masuk

mengisi rongga tersebut.Akibatnya, kapal mulai tenggelam. Katup

akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang

diinginkan. Dalam keadaan ini, kapal selam dalam keadaan

melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka kembali maka

volume air dalam rongga akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam.

3) Jembatan Ponton

Peristiwa mengapung suatu benda karena memiliki rongga udara

dimanfaatkan untuk membuat jembatan

yang terbuat dari drum-drum berongga yang dijajarkan melintang

aliran sungai. Volume air yang dipindahkan

menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum itu

sendiri dan benda-benda yang melintas di

atasnya. Setiap drum penyusun jembatan ini harus tertutup agar

(35)

Gb 6.4 Hidrometer

4) Hidrometer

Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis

suatu zat cair. Cara penggunaan

alat ini adalah sebagai berikut. Hidrometer dimasukkan ke dalam zat cair yang

akan ditentukan massa jenisnya.

Karena alat ini mempunyai rongga udara maka alat ini akan mengapung. Telah

disinggung sebelumnya,

peristiwa tenggelam dipengaruhi oleh massa jenis zat cair. Jika massa jenis zat

cair tempat hidrometer diletakkan

besar, ketinggian tabung hidrometer yang muncul semakin besar dan

sebaliknya. Hidrometer sering digunakan untuk keperluan penelitian di bidang

kimia.

Sama halnya dengan zat cair, udara juga menekan ke segala arah.Orang yang pertama kali mengukur tekanan udara yaitu Evangelista Torricelli.Ia berhasil menciptakan barometer (alat pengukur tekanan udara).

Terdapat beberapa jenis barometer, yaitu: a. Barometer air raksa

Barometer yang digunakan oleh Torricelli termasuk barometer airraksa.Pada barometer air raksa terdapat skala yang menunjukkantekanan udara dalam cmHg.

b. Barometer air

Barometer air pertama kali dibuat oleh Otto Von Genricke. Prinsipkerja barometer ini sama dengan barometer air raksa, perbedaannyaterletak pada zat cair pengisi barometer, yaitu air. Oleh karena massajenis air lebih ringan dibanding air raksa maka panjang tabung barometerair lebih panjang dibandingkan tabung barometer air raksa. Massa jenisair adalah 1.000 kg/m3 sehingga tinggi tabung yang diperlukan untukmengukur tekanan udara sebesar 1 atm = 76 cmHg = 100.000 Pascal

adalah:

P = x g x h 100.000 = 1000 x 10 x h

h = 10 m

(36)

36 Gb 6.5 aeroid

c. Barometer aeroid (logam)Barometer aeroid terbuat dari logam.Barometer aeroid berukuran kecil sehinggamudah dibawa atau dipindahkan.Barometer aeroidterdiri atas sebuah kotak logam yang berisiudara dengan tekanan udara yang sangatrendah.Permukaan barometer dibuat bergelombang.Jarum penunjuk, pegas, serta angka-angkapada skala barometer berbentuklingkaran.Barometer ini biasanya digunakanoleh para penerbang dan pendaki gunung.

Perlu diketahui bahwa tekanan udara setinggi ± 800 m dari permukaan laut disebut dengan 1 atm. Evangelista memberikan kesimpulan bahwa besarnya tekanan 1 atm setara dengan tekanan air raksa setinggi 76 cm (76cmHg).

Semakin tinggi tempat maka tekanan udara semakin kecil.Alat untuk mengukur tekanan udara luar dan ketinggian tempat dari permukaan laut adalah altimeter. Setiap naik 100 m tekanan udara akan berkurang 1 cmHg.

Hubungan antara tekanan udara dan ketinggian tempat :

= 76 − ℎ

100 × 1

Contoh soal:

Di kota A, sebuah barometer menunjukkan skala 68cmHg. Berapakah tinggi kota A dari permukaan laut?

Penyelesaian

Diket : P = 68cmHg Ditanya : h…?

Jawab : = 76 − × 1

68 = 76 − ℎ

100 × 1

ℎ

100 × 1 = 76 −68

ℎ

100 = 8 → ℎ= 800

(37)

Latihan soal!

1. Kota Bandung terletak 600 m di atas permukaan laut. Berapakah tekanan udara di kota tersebut?

2. Di suatu daerah, barometer menunjukkan angka 70,5cmHg. Hitunglah ketinggian tempat tersebut?

Dalam kehidupan sehari-hari, tekanan udara dapat dimanfaatkan sebagai berikut 1) Penggunaan alat penyedot minuman.

Alat ini bekerja karena tekanan udara dalam mulut lebih rendah dibandingtekanan udara luar yang menekan minuman, akibatnya minuman dapatnaik ke mulut.

2) Pembuatan lubang pada kaleng susu kental dibuat lebih dari satu.Hal ini bertujuan agar saat mengeluarkan susu kental dari kaleng, udaraluar akan ikut mendesak susu kental sehingga susu mudah dikeluarkan.

3) Pengisap udara dari karet.

Pengisap udara dari karet umumnya digunakan untuk menggantungkansikat gigi, sabun, pakaian, dan boneka.

4) Kompresor.

(38)

38 Gb 6.6 Skema manometer

terbuka

Gb 6.7 Manometer logam

Tekanan Gas dalam Ruang Tertutup

Ketikakamu meniup balon maka pada balon terasa adanyatekanan yang menekan tangan kalian.Untukmengukur tekanan gas dalam ruang tertutupdigunakan manomater. Ada dua jenis manometer,yaitu manometer raksa dan manometer logam

1. Manometer Raksa

Manometer raksa dibedakan menjadi:

 Manometer Raksa Terbuka

Manometer raksa terbuka adalah sebuah tabung U yang kedua ujungnya terbuka. Salah satu kaki

dibiarkan terbuka berhubungan dengan udara luar sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke ruang yang

akan diukur tekanan

Prinsip pengukuran tekanan udara dalam tabung manometer adalahdengan mengukur selisih ketinggian fluida dalam pipa.Jika tekanan gasdalam tabung lebih besar dari tekanan udara luar maka tinggi permukaanzat cair dalam tabung terbuka lebih tinggi daripada tinggi permukaan zatcair dalam tabung yang tertutup. Besar tekanan dalam tabung manometerdirumuskan:

Pgas = Pluar + h

Jika tekanan udara dalam tabung tertutup lebih kecil disbanding tekanan udara luar maka tinggi permukaan zat cair dalam tabung terbukalebih rendah dibandingkan dengan tinggi permukaan zat cair dalam tabungtertutup. Tekanan udara dalam tabung tersebut dinyatakan:

Pgas = Pluar – h

 Manometer Raksa Tertutup

Manometer raksa tertutup adalah sebuah tabung U yang salah satu ujungnya tertutup.

2. Manometer Logam

(39)

Hukum Boyle

Robert Boyle, seorang fisikawan asal Inggris, sekitar abad-17, menelitihubungan antara tekanan dan volume untuk gas dalam ruang tertutup padasuhu tetap. Berdasar percobaannya, Boyle mendapat dua kesimpulan, yaitu:

a. Jika tekanan diperbesar, volume udara semakin kecil, tetapi hasil kalitekanan dengan volume harganya selalu konstan.

b. Jika tekanan dinaikkan dua kali tekanan semula maka volume gas menjadisetengah volume mula-mula. Jika volume menjadi sepertiga volume mula-mulamaka tekanannya naik tiga kali lipat.

Berdasar kesimpulan tersebut, Boyle menyampaikan pernyataan yangdikenal dengan nama hukum Boyle, yaitu:

Pada suhu tetap, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalikdengan volumenya. Secara matematis, hukum Boyle dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

P .V = C

P1 .V1 =P2 .V2

Keterangan:

P : tekanan (Pa); V : volume (m3); C : konstanta P1: tekanan udara awal V1: volume udara awal

P2:tekanan udara akhir V2: Volume udara akhir.

Contoh soal!

Sejumlah gas dalam ruang tertutup memiliki volume 20 ml, dengan tekanan sebesar 25cmHg.Berapakah.tekanangas sekarang jika volume gas diperkecil menjadi 5 ml.?

Penyelesaian

Diket : P1 = 25 cmHg; V1 = 20 ml; V2 = 5 ml

Ditanya : P2…?

Jawab : P1 x V1 = P2 x V2

25 x 20 = P2 x 5

P2 = (25 x 20)/5 = 100 cmHg.

Beberapa alat yang bekerja menggunakan prinsip hukum Boyle adalah: a. pompa air,

(40)

40 1. Tekanan merupakan gaya pada setiap luas permukaan

2. Tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh massa jenis dan kedalaman zat cair

3. Tekanan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar

4. Setiap benda yang tercelup ke dalam air akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.

5. Beberapa penerapan hukum Pascal diantaranya pompa hidrolik, rem hidrolik, mesin pengangkat mobil

6. Jembatan ponton, kapal selam dan kapal laut menggunakan prinsip hukum Archimides 7. Alat untuk mengukur tekanan udara dinamakan barometer

8. Pada suhu tetap, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya.

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Gaya yang bekerja pada setiap luas permukaan disebut ….

2. Semakin dalam air maka tekanannya akan semakin ….

3. Dongkrak hidrolik merupakan alat yang menggunakan prinsip …. 4. Alat untuk mengukur tekanan udara adalah ….

5. Benda dapat mengapung di air apabila massa jenisnya … dibanding massa jenis air. 6. Waterpass merupakan alat yang menggunakan prinsip ….

7. Semakin tinggi letak suatu tempat, maka tekanan udaranya semakin ….

8. Pada ruang tertutup, apabila volume gas diperkecil maka tekanan udaranya akan ….

9. Benda yang memilki berat 80 N dengan luas permukaan 4 m2, akan memberi tekanan sebesar ….

10. Alat untuk mengukur tekanan udara pada ruang tertutup adalah ….

1. Sebuah benda berbentuk tabung, memiliki berat 200N, diletakkan di atas lantai (alas berbentuk lingkaran dengan jari-jari 14 cm). Berapakah tekanan yang ditimbulkan tabung

terhadap lantai?

2. Seorang penyelam berada pada kedalaman 200 m, apabila massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi pada tempat tersebut 10 m/s2. Berapakah tekanan hidrostatis yang dialami penyelam itu?

Rangkuman

(41)

3. Perhatikan gambar!

4. Suatu tempat berada pada ketinggian 450 meter di atas permukaan laut. Berapakah tekanan udara di tempat tersebut?

Isian Singkat

(42)

42 Getaran adalah gerak bolak-balik yang melewati titik keseimbangan.

X Y

A C

B

Suatu benda dikatakan melakukan 1 kali getaran apabila posisi benda bergerak dari A – B – C – B – A

Istilah – istilah dalam getaran  Amplitudo

Simpangan terbesar dari suatu getaran dari titik keseimbangan. Pada gambar di atas amplitudo ditunjukkan dengan X atau Y.

BAB VII

GETARAN DAN GELOMBANG

6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk teknologi sehari-hari

6.1. Menyelidikitekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

 Mengidentifikasi getaran pada kehidupan sehari-hari  Mengukur perioda dan frekuensi suatu getaran

 Membedakan karakteristik gelombang longitudinal dan gelombang transversal

 Mendeskripsikan hubungan antara kecepatan rambat gelombang, frekuensi dan panjang gelombang

(43)

 Periode

Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran.Periode getaran dilambangkan dengan T. Untuk mengukurperiode getaran digunakan persamaan sebagai berikut.

=

Keterangan:

T = periode getaran (sekon)

t = waktu yang diperlukan (sekon)

n = jumlah getaran

Jika periode sebuah getaran 5 detik, berarti untuk membuatsatu getaran diperlukan waktu 5 detik.Jika dalam satu detik terjadi lima getaran berarti periodenyayaitu 1/5 detik. Artinya dalam 1/5 detik terjadi satu getaran.Dengan kata lain, dalam satu detik terjadi lima getaran.

 Frekuensi

Jumlahgetaran setiap satu detik disebut sebagai frekuensi. Frekuensigetaran dilambangkan dengan f, dirumuskan:

=

Keterangan:

f = frekuensi getaran (Hertz) n = jumlah getaran

t = waktu (sekon)

Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz).Jika dalam satu detikterjadi 5 getaran berarti frekuensi getaran ini adalah 5 Hertz.

Hubungan antara frekuensi dan periode dapat dituliskandalam bentuk matematika sebagai berikut.

= 1 = 1

Keterangan:

(44)

44 Contoh soal

Sebuah benda bergetar 50 kali dalam waktu 2 sekon.Berapakahfrekuensi dan periode benda tersebut?

Penyelesaian

Diket : n = 50; t = 2 s Ditanya : f…?dan T…?

Jawab : = = = 25 ; = = = 0,04 atau = = = 0,04

Latihan soal

1. Sayap seekor lalat bergetar sebanyak 100 kali dalam 2 sekon. Hitung berapa periode dan frekuensinya!

2. Sebuah penggaris digetarkan, ternyata periodenya 0,5 s. Berapakah Frekuensinya dan apabila penggaris bergetar sebanyak 6 kali berapa waktu yang dibutuhkannya?

Jawab

1. Diket : n = 100; t = 2 s Ditanya :T dan f…?

Jawab : = = = 0,02 ; = =

, = 50 = = = 50

2. Diket : T = 0,5 s Ditanya : f…? n =6,t …? Jawab : = =

, = 2 ; = 6 = × = 0,5 × 6 = 3

Gelombang adalah getaran yang merambat. Misalnya apabila seutas tali digetarkan terus menerus maka pada tali akan timbul gelombang.

Macam-macam gelombang Berdasarkan mediumnya :

 Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium (zat perantara). Contoh : gelombang bunyi, gelombang tali, gelombang air laut.

 Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh : gelombang radio, gelombang cahaya, sinar –X

(45)

B

 Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah perambatannya tegak lurus dengan arah getarnya. Contoh : gelombang tali, gelombang air, gelombang cahaya.

Ciri khas gelombang ini, adanya bukit dan lembah gelombang, puncak dan dasar gelombang.

1 gelombang (terdiri dari 1 bukit dan 1 lembah) = A-B-C-D-E dan E-F-G-H-I Bukit gelombang = ABC, EFG

Lembah gelombang = CDE, GHI Puncak gelombang = B dan F Dasar gelombang = D dan H

Amplitudo = x

Jadi pada gambar di atas terdiri atas 2 gelombang.

 Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah perambatannya sejajar atau berhimpit dengan arah getarnya. Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada slinki yang bergerak maju atau mundur.

Ciri khas gelombang ini adanya rapatan dan regangan.

rapatan regangan rapatan regangan

satu gelombang longitudinal terdiri dari 1 rapatan dan 1 regangan. Gambar di atas terdiri atas 2 gelombang

Istilah-istilah dalam gelombang  Amplitudo

Simpangan terbesar dalam gelombang  Panjang gelombang (λ) baca (lamda)

(46)

46  Frekuensi gelombang (f)

Banyaknya gelombang yang terjadi tiap detik  Periode gelombang

Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang  Cepat rambat gelombang

Jarak yang ditempuh gelombang dalam perambatannya tiap detik.Dirumuskan :

= v = cepat rambat gelombang, m/s s = jarak yang ditempuh gelombang, m t = waktu yang diperlukan, s

Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, periode dan cepat rambat gelombang :

= = ×

Dengan :

= cepat rambat gelombang,m/s

λ = panjang gelombang, m

f = frekuensi, Hz

(47)

Contoh soal :

Pemanfaatan gelombang dalam kehidupan

Contoh pemantulangelombang dan pemanfaatannya adalah sebagai berikut.

a. Gelombang air laut dipantulkan oleh pantai sehingga ada gelombang airlaut yang menuju ke tengah laut.

b. Gelombang bunyi dipantulkan oleh dinding atau tebing sehingga terjadigema.

c. Pemantulan gelombang bunyi oleh dasar laut dapat dimanfaatkan untukmenentukan kedalaman laut dengan menggunakan sistem sonar.

(48)

48 1. Getaran adalah gerak bolak balik melalui titik keseimbangan

2. Banyaknya getaran tiap detik dinamakan frekuensi, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 1 getaran disebut perioda

3. Gelombang merupakan getaran yang merambat

4. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya

5. Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getarnya berhimpitan dengan arah rambatnya

6. Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh 1 gelombang

7. Pemantulan gelombang dapat dimanfaatkan untuk menetukan kedalaman suatu perairan.

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang singkat dan tepat! (skor =1) 1. Banyaknya getaran yang terjadi tiap detik disebut ….

2. Simpangan terjauh dari titik keseimbangan disebut …. 3. Dalam 1 detik terjadi 10 getaran, maka periodenya …. 4. Getaran yang merambat disebut ….

5. Gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium disebut …. 6. Gelombang yang memiliki ciri adanya rapatan dan regangan adalah …. 7. Gerak bolak-balik melalui titik keseimbangan disebut ….

8. Gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarnya disebut …. 9. Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 1 gelombang disebut ….

10. Sebuah tali panjangnya 30 cm terdiri atas 2 bukit dan 1 lembah. Panjang gelombang tali tersebut adalah ….

Jawablah pertanyaan berikut ini dengan jawaban yang baik dan benar! (skor = 5) 1. Sebuah benda melakukan getaran sebanyak 60 kali dalam waktu 1

3sekon. Hitunglah

frekuensi dan periodenya!

2. Sebuah gelombang merambat dengan kelajuan 350 m/s. jika dalam 20 sekon terjadi 1000 gelombang, tentukan panjang gelombang tersebut!

3. Getaran sebuah garpu tala menghasilkan gelombang udara yang panjangnya 1,7 meter. Apabila capat rambatnya 340 m/s. berapakah besar frekuensinya?

Rangkuman

(49)

4. Dalam satu sekon sayap lebah bergetar sebanyak 100 kali. Berapakah periode dan frekuensinya?

Isian singkat

1. Frekuensi getaran 2. Amplitude

3. 0,1 sekon 4. Gelombang

5. Gelombang mekanik

6. Gelombang longitudinal 7. Getaran

8. Gelombang transversal 9. Periode gelombang 10. 20 cm

Uraian

1. Diket : n = 60; t = 1/3 sekon Ditanya : f dan T …?

Jawab : = =

/ = 180 ; = = = 0,0055

2. Diket : v=350 m/s; t = 20 sekon; n = 1000 Ditanya : …?

Jawab : = = = 50 ; = = = 7

3. Diket : = 1,7 ; = 340 /

Ditanya : f…? Jawab : = =

, = 200

4. Diket : n = 100; t = 1 s Ditanya : T dan f…?

Jawab : = = = 0,01 ; = = = 100

= ( + )

3 × 10

(50)

50 Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang memerlukan medium dalam perambatannya. Syarat terdengarnya bunyi adalah :

a. Ada sumber bunyi (benda yang bergetar) b. Ada pendengar

c. Ada perantara/medium

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa bunyi dalam perambatannya memerlukan medium. Bunyi dapat merambat melalui medium zat padat, cair maupun gas, tetapi tidak dapat merambat melalui ruang hampa udara.

Kecepatan perambatan bunyi pada medium tersebut tidaklah sama. Semakin besar tingkat kerapatan molekul medium tersebut, maka semakin cepat pula cepat rambat bunyi.

Nah, cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh bunyi dalam selang waktu tertentu. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Contoh soal:

Sebuah bunyi memiliki frekuensi 100 Hz, apabila panjang gelombangnya 50 cm. berapakah cepat rambat bunyi tersebut?

BAB VIII

BUNYI

6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk teknologi sehari-hari

6.2.Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari

 Membedakan infrasonik, ultrasonik dan audiosonik  Menunjukkan gejala resonansi dalam kehidupan sehari-hari

 Memberikan contoh pemanfaatan dan dampak pemantulan bunyi dalam dalam kehidupan sehari-hari

(51)

Gb 8.1 bunyi ultrasonik sebagai berapa jarak kilat dan pengamat?

2. Sebuah bunyi merambat dengan kecepatan 350 m/s. apabila panjang gelombangnya 3,5 m. berapakah periode bunyi tersebut?

Kuat/kerasnya bunyi dipengaruhi oleh amplitudo, sedangkan tinggi, rendahnya bunyi dipengaruhi oleh frekuensinya.

Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi digolongkan menjadi 3 (tiga), yaitu :

1. Gelombang infrasonik, yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20Hz. Gelombang infrasonik tidak dapat didengar manusia, hewan yang dapat mendengar bunyi ini diantaranya, jangkrik, gajah, kuda

2. Gelombang audiosonik, yaitu gelombang bunyi yang dapat didengar manusia dan memiliki frekuensi antara 20 – 20000Hz

3. Gelombang ultrasonik, yaitu gelombang bunyi yang memiliki kisaran frekuensi di atas 20000Hz.

Gelombang ultrasonik tidak dapat didengar manusia, hewan yang dapat mendengar bunyi ini adalah lumba-lumba dan kelelawar.

Beberapa manfaat gelombang ultrasonik dalam kehidupan

 Bagi kelelawar sebagai ekolokasi (menentukan

(52)

52 Gb 8.2 Resonansi

arah saat terbang, sehingga tidak bertabrakan dengan benda lain)  Bagi lumba-lumba untuk menentukan arah dan memanggil kawanan

 Dalam bidang kesehatan diantaranya untuk memusnahkan bakteri pada makanan; mengetahui perkembangan janin (USG); mengetahui lokasi pendarahan; mengetahui gangguan pada organ tubuh.

 Dalam bidang industri diantaranya untuk meratakan campuran susu agar homogen; meratakan campuran logam; sterilisasi makanan kaleng

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda, karena getaran benda lain yang memiliki frekuensi sama.

Bila sebuah garpu tala digetarkan di atas tabung berisi kolom udara, maka udara dalam tabung dapat beresonansi. Hal ini terjadi jika panjang kolom udara dalam tabung merupakan bilangan ganjil dari panjang gelombang. Secara matematis resonansi pada kolom udara dapat dirumuskan dengan :

= 1

4 ( 2 −1)

Keterangan : = panjang kolom udara, m =panjang gelombang,m = resonansi ke (1,2,3,..) Contoh soal

Suatu bunyi mengalami resonansi yang pertama pada saat tinggi kolom udara 25 cm. Berapa tinggi kolom udara saat resonansi yang ketiga?

(53)

Bunyi termasuk gelombang longitudinal. Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan apabila mengenai dinding penghalang.

Berdasarkan jarak antara pendengar dan pemantul, bunyi pantul dapat dibedakan menjadi : 1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli

Bunyi ini terjadi jika antara pendengar dan bidang pantul dan bidang pemantul sangat dekat. Karena jaraknya sangat dekat, bunyi asli terdengar bersamaan dengan bunyi pantul.

2. Gaung atau kerdam

Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli, tetapi bunyi asli belum berhenti. 3. Gema

Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli berhenti. Manfaat pemantulan bunyi :

 Menentukan cepat rambat bunyi di udara

 Melakukan survei geofisika untuk mendeteksi lapisan tanah yang mengandung minyak bumi atau bahan tambang lain

 Mendeteksi cacat atau retak pada logam  Mengukur ketebalan plat logam

 Mengukur kedalaman laut dan panjang lorong gua.

Secara matematis, rumus pemantulan bunyi dituliskan sebagai berikut :

= × dengan : s = jarak sumber bunyi dan dinding pemantul, m

v = cepat rambat bunyi di udara, m/s dan t = waktu, sekon Contoh soal

Sebuah gelombang ditembakkan ke dasar laut. Apabila cepat rambatnya 1500 m/s dan bunyi pantul gelombang terdengar 4 sekon setelah bunyi asli. Berapakah kedalaman laut tersebut? Penyelesaian

Diket : v = 1500 m/s; t = 4s Ditanya : s …?

Jawab : = × = × = 3000

1. Bunyi dapat terdengar bila ada sumber bunyi, pendengar dan zat perantara 2. Bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz dinamakan gelombang infrasonik

Pemantulan Bunyi