1.
Pengukuran A. Besaran: Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Contoh : Panjang sebuah penggaris 30 cm Panjang -> Besaran 400 -> Nilai cm -> Satuan Besaran dalam fisika dibagi menjadi dua macam sebagai berikut:
a. Besaran Pokok Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah diterapkan terlebih dahulu dan tidak di terapkan dari beasaran lain. Besaran pokok yang umum digunakan: No.
Besaran
Satuan
1
Panjang
Meter (m)
2
Massa
Kilogram (kg)
3
Waktu
Sekon (s)
4
Suhu
Kelvin (k)
5
Kuat Arus
Ampere (A)
6
Intensitas Cahaya
Kandela (cd)
7
Jumlah Zat
Mole (mol)
b. Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Contoh besaran turunan: No.
Besaran Turunan
Satuan
1
Luas (A)
m2
2
Volume (V)
m3
3
Kecepatan (v = s/t)
m/s
4
Percepatan (a = v/t)
m/det2
5
Gaya (F = m.a)
N = kg.m/det2
6
Usaha (W = F.s)
J = N.m
B. Sistem Satuan • Pengurukan adalah membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan • Satuan adalah sesuatu yang digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran. • Sistem satuan internasional (SI) adalah sistem satuan yang berlaku secara internasional. Besaran
Satuan SI
Satuan Lain
Panjang
m
cm, km, inci, kaki
Massa
kg
gr, ton, ons, pounds
Waktu
detik
menit, hari, jam
Gaya
newton
dyne
Energi
joule
kalori, erg
Suhu
kelvin
celcius, reamur
2
Zat Dan Wujudnya • Zat adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. • Ada tiga macam zat :
Padat (contoh : kayu) Cair (contoh : air) Gas (contoh : hidrogen)
A. Massa Jenis Zat Massa jenis didefinisikan sebagai hasil bagi massa dengan volume dari suatu jenis zat. p=m/v m v p
= massa (kg atau gram) = volume (m3 atau cm3) = massa jenis (kg/m3 atau gram/cm3)
Contoh: Sebuah balok mempunyai panjang 5 cm, lebar 2 cm, dan tinggi 3 cm. Tentukan massa jenis balok jika massa balok adalah 60gram. Penyelesaian: Massa balok (m) Volume balok (v)
= 60 gram = p x l x t
= (5 x 2 x 3) cm3 = 30 cm3
Massa jenis (p) balok sebagai berikut.
p = m/v
= 60 gram / 30cm3 = 2 gram/cm3
B. Wujud Zat & Perubahan nya A. Wujud Zat Wujud zat terbagi menjadi sebagai berikut. 1. Zat Padat: Ciri ciri: • Bentuk dan volumenya tetap. • Susunan partikel-partikelnya sangat rapat dan teratur.
• Gaya tarik-menarik antarpartikel nya sangat kuat. • Gerak partikelnya sangat terbatas. 2. Zat Cair: Ciri ciri: • Bentuknya berubah sesuai dengan wadah nya, tetapi volume nya tetap. • Sususan partikelnya kurang teratur. • Gaya tarik-menarik antarpartikelnya kurang kuat. • Gerak partikelnya lebih bebas, tetapi sulit meninggalkan ikatannya. 3. Zat Gas Ciri ciri: • Bentuk dan volumenya berubah sesuai dengan bentuk dan volume wadahnya. • Sususan partikelnya acak dan renggang. • Gaya tarik-menarik antarpartikelnya lemah. • Gerak partikelnya bebas dan mudah terlepas dari ikatan nya.
b. Perubahan Wujud Zat Zat dapat mengalami perubahan karena pengaruh energi. Perubahan wujud zat dikelompokkan menjadi dua perubahan, yakni perubahan fisika dan perubahan kimia. 1. Perubahan Fisika: • Perubahan fisika adalah perubahan zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat lain jenis baru. • Contoh : Air menjadi uap air.
2. Perubahan Kimia • Perubahan kimia adalah perubahan zat yang disertai dengan terbentuknya zat lain yang baru. • Contoh : Pembakaran rokok yang menghasilkan nyalanya api, asap, dan abu.
C. Gaya Pada Zat
• Gaya adalah gerakan yang berupa dorongan atau tarikan yang akan menggerakkan benda bebas (tak terikat). • Gaya pada zat adalah gaya tarik-menarik antarpartikel penyusunnya. • Gaya yang berkerja pada dua zat atau lebih yang saling bercampur ada dua macam, yaitu sebagai berikut: 1. Gaya Kohesi Gaya Kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang sejenis. Contoh : Gaya tarik-menarik antara partikel air. 2. Gaya Adhesi Gaya Adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tidak sejenis. Contoh : Gaya tarik menarik antara partikel air dan dinding tabung kaca.
D. Atom, Unsur, dan Senyawa
• Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi.
Contoh : Hidrogen, Oksigen, Nitrogen
• Molekul adalah partikel penyusun zat.
Contoh : Molekul Oksigen (O2)
: Molekul Air (H2O)
• Senyawa adalah zat tunggal yang dapat dibagi menjadi unsur.
Contoh : Garam dapur -> Na & Cl (NaCl)
Air -> H & O (H2O)
• Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain.
Contoh :
3.
Suhu dan Pemuaian • Suhu merupakan besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. • Suhu diukur dengan menggunakan termometer. • Termometer yang sering digunakan biasanya termometer yang berisi air raksa. Tetapi ada juga termometer yang menggunakan (berisi) alkohol.
• Termometer air raksa mempunyai berbagai keuntungan yaitu:
- Mudah melihat skalanya, karena air raksa mengkilap
- Berubah secara teratur saat suhu berubah
- Tidak membasahi dinding kaca
- Jangkauan suhunya antara -40°C s/d 350°C
• Termometer air raksa juga mempunyai berbagai kerugian yaitu:
- Tidak dapat mengukur suhu dibawah -40°C
- Termasuk zat cair yang beracun, sehingga jika kaca pecah akan
berbahaya.
- Harganya lebih mahal
• Ada beberapa satuan suhu yang digunakan dalam termometer, yaitu:
- Celcius (°C)
- Reamur (°R)
- Farenheit (°F)
- Kelvin (°K)
A. Rumus Konversi Unit Suhu Celcius Reamur Celcius Farenheit Reamur Farenheit
= = = = = =
5/4 R 4/5 C 5/9 x (F-32) (9/5 x C) + 32 4/9 x (F-32) 9/4 R + 32
B. Pemuaian 1. Muai Panjang Muai panjang suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
Lt = Lo (1 + α . Δt) Lt = Panjang benda setelah memuai Lo = Panjang benda sebelum memuai α = Koefisien muai panjang Δt = Perubahan suhu 2. Muai Luas Muai luas suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
At = Ao (1 + 2α . Δt) At = Luas setelah Ao = Luas mula-mula α = Koefisien muai panjang Δt = Perubahan suhu
dipanasi
3. Muai Volume Besarnya muai volume suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
Vt = Vo (1 + 3α . Δt) Vt = Volume setelah dipanasi Vo = Volume mula-mula α = Koefisien muai panjang Δt = Perubahan suhu
4. Muai Gas Gas memuai ketika suhu dinaikan. a. Pemanasan gas pada tekanan tetap, rumus:
Vt = Vo (1 + ϒ . Δt) Vt = Vo (1 + Δt/273) Pt = Tekanan setelah dipanasi Po = Tekanan mula-mula ϒ = Koefisien muai volume = 1/273 /oC Δt = Perubahan suhu b. Pemanasan gas pada volume tetap, rumus:
Pt = Po (1 + ϒ . Δt) Pt = Po (1 + Δt/273) Pt = Tekanan setelah dipanasi Po = Tekanan mula-mula ϒ = Koefisien muai volume = 1/273 /oC Δt = Perubahan suhu c. Pemanasan gas pada tekanan dan volume tidak tetap
P1V1/T1 = P2V2/T2 P = Tekanan (atm, N/m2) V = Volume (m3, cm3) T = Suhu (K)
4.
Gerak • Gerak adalah perubahan kedudukan terhadap suatu titik acuan. • Kecepatan adalah besarnya jarak yang ditempuh benda tiap satuan waktu. • Kecepatan merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai nilai dan arah. • Laju adalah besarnya nilai kecepatan. • Laju merupakan besaran skalar, yaitu besaran yang hanya mempunyai nilai saja. A. Gerak Lurus Beraturan (GLB) Gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dan kecepatan nya tetap. Rumus untuk kecepatan tetap : v = s/t v = kecepatan (km/jam, m/s) s = jarak (km, s) t = waktu (jam, sekon) Rumus untuk kecepatan rata-rata : v = stotal / ttotal v = kecepatan (km/jam, m/s) s = jarak (km, s) t = waktu (jam, sekon) Grafik gerak lurus beraturan akan membentuk garis yang konstan. Contoh : Motor yang bergerak di jalan lurus dengan kecepatan tetap 40km/jam. Jika diselidiki dengan pewaktu keti, didapat bahwa untuk selang waktu yang sama, benda akan menempuh jarak yang sama.
B. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda yang lintasannya lurus dan mempunyai kecepatan yang berubah-ubah (ada percepatan). Rumus : a = vt - vo / t
s = vo . t + 1/2 a. t²
a = Percepatan (m/s², km/jam²) vo = Kecepatan mula mula benda (m/s, km/jam) vt = Kecepatan setelah t sekon (m/s, km/jam) t = waktu (sekon, jam) s = jarak (m, km) Contoh : • Kendaraan yang sedang berjalan kemudian direm. • Benda yang dijatuhkan dari menara.
5.
Gaya • Gaya adalah sesuatu yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan dan perubahan bentuk suatu benda • Satuan gaya diberi lambang (F) • Satuan gaya adalah Newton atau Dyne • 1 Newton = 1 kg m/s² • 1 Dyne = 1 g cm/s² • 1 Newton = 10⁵ dyne Rumus Gaya = F = m x a F = Gaya (Newton, Dyne) m = Massa benda (kg, g) a = Percepatan (m/s², cm/s²) a. Resultan Gaya Resultan gaya adalah beberapa gaya yang berkerja pada suatu benda dalam suatu garis kerja. Rumus : R = F₁ + F₂ + F₃ .... b. Perpaduan Gaya yang Segaris Gaya merupakan besaran vektor, mempunyai nilai dan arah. Jika gaya searah maka : F₁ + F₂ Jika gaya berlawanan arah maka : F₁ - F₂ c. Gaya Gesekan Gaya gesekan adalah gaya yang terjadi antara 2 permukaan yang saling bersentuhan. Arah gaya gesekan selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda dan gaya yang berkerja pada benda tersebut. Contoh: Gaya gesekan antara band sepeda dengan permukaan jalan.
6.
Usaha dan Energi Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Energi terdiri dari beberapa bentuk sebagai berikut: 1. Energi Panas : Energi yang dimiliki oleh benda benda yang dapat menimbulkan panas atau kalori. Contoh: Matahari dan Api 2. Energi Kimia : Energi yang terkandung dalam zat zat kimia yang dihasilkab daru reaksi kimia. Contoh: Baterai dan accu 3. Energi Listrik : Energi yang dimiliki oleh alat alat listrik. Contoh: Setrika listrik dan dinamo 4. Energi Bunyi : Energi yang terkandung dalam benda benda yang dapat menghasilkan bunyi. Contoh: Sirene dan lonceng 5. Energi Nuklir : Energi yang terkandung di dalam inti atom. Contoh : Ledakan bom atom. 6. Energi Mekanik : Energi yang dimiliki oleh benda karena gerak dan kedudukannya. Energi mekanik terdiri dari 2 macam energi sebagai berikut:
• Energi Potensial : Energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya. Energi potensial dirumuskan sebagai: Ep = m x g x h Ep = Energi Potensial (joule) m = Massa benda (kg) g = Percepatan gravitasi (m/det²) h = Tinggi kedudukan benda (m)
• Energi Kinetik : Energi yang dimiliki benda karena geraknya. Energi kinetik dirumuskan sebagai: Ek = ½ mv² Ek = Energi kinetik (joule) m = massa benda (kg) v = kecepatan gerak benda (m/det)
Contoh soal 1 : Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya? Anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s2. Panduan jawaban : EP = mgh EP = (0,2 kg) (10 m/s2) (10 m) EP = 20 Kg m2/s2 = 20 N.m = 20 Joule Contoh soal 2 : Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Berapakah energi kinetik bola tersebut? Panduan jawaban : EK= ½ mv2 = ½ (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule
a. Perubahan Energi Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk lain. Contoh : - Energi listrik yang dialirkan dalam seterika listrik akan diubah menjadi
energi panas.
- Energi mekanik yang dimiliki oleh air terjun akan diubah menjadi energi listrik dalam PLTA.
b. Usaha Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Usaha yang dilakukan pada suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut: W = F x s F : gaya (N) s : perpindahan benda (m) W : usaha (joule)
Contoh Soal: Seseorang mendorong benda dengan gaya 50N sehingga benda tersebut bergeser sejauh 5m. Berapakan besar usaha yang dilakukan orang tersebut? Panduan Jawaban: F = 50N s = 5m W=Fxs = 50N x 5m = 250 joule
B. Usaha oleh Gaya Searah W = (F1 + F2 + F3 + ....) x s Contoh: Dua orang mendorong benda dengan arah yang sama, masing masing dengan gaya F1 = 20N dan F2 = 10N sehingga benda tersebut berpindah sejauh 3m. Berapakah usaha yang dilakukan oleh kedua benda tersebut? Panduan jawaban: W = (F1 + F2) x s
W = (20N + 10N) x 3m
= 30N x 3m
= 90J
C. Usaha Oleh Gaya Gaya Yang Berlawanan Arah W = (F1 - F2) x s Contoh: A mendorong benda ke kana dengan gaya 30N, dan B menodorng benda tersebut dengan gaya 15N ke arah kiri benda. Benda tersebut berpindah sejauh 20m ke arah kanan. Berapakah usaha yang dilakukan kedua gaya tersebut? Panduan jawaban: W = (F1 - F2) x s
= (30N - 15N) x 20m
= 15N x 20m
= 300J
7.
Getaran, Gelombang, dan Bunyi a. Getaran Getaran adalah gerak bolak balik yang melalui titik kesetimbangan. Contoh: Senar gitar yang dipetik dan bandul jam dinding yang bergoyang. • Periode adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan suatu getaran. Rumus : T = t / n T = periode (det) t = waktu yag dibutkan untuk bergetar (det) n = jumlah getaran Contoh soal: Sebuah bandul bergerak bolak balik melalui titik setimbangnya sebanyak 120 kali dalam waktu 1 menit. Berapakan periode getaran bandul tersebut? Panduan jawaban: n = 120 kali
t = 1 menit = 60detik
= 60 / 120
= 0,5 detik • Frekuensi adalah banyaknya getaran setiap satuan waktu. Rumus = f = n / t f = frekuensi n = banyaknya getaran t = waktu (det) Contoh soal: Tentukan frekuensi sebuah bandul yang bergetar 60 kali dalam waktu 0,5 menit. Panduan jawaban: n = 60 kali
t = 0.5 menit = 30 det
f=n/t
f = 60 / 30
f = 2 Hz
b. Gelombang Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk bisa merambat. • Gelombang Transversal : Arah rambatan nya tegak lurus dengan arah getaran nya. Contoh : Getaran tali yang digoyangkan pada salah satu ujungnya. • Gelombang Longitudinal : Arah rambatan nya sejajar dengan arah getarannya. Contoh : Gelombang bunyi di udara dan gelombang pada pegas yang kedua ujungnya diikatkan pada dinding.
• Rumus : V = λ / T atau v = λ . f v = cepat rambat gelombang (cm/s , m/s) λ = panjang gelombang (cm, m) T = periode (sekon) f = frekuensi (Hz) • Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh satu gelombang dalam waktu sekon.
b. Bunyi • Sumber bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar. Bunyi merupakan gelombang mekanik (memerlukan medium untuk perambatan nya). • Pada ruang hampa bunyi tidak dapat di rambatkan. • Syarat terjadinya bunyi adalah: - Harus ada sumber bunyi - Harus ada medium (padat, gas, atau cair) - Harus ada penerima bunyi (kuping) Frekuensi bunyi terbagi menjadi 3 : • Audiosonik : 20 Hz - 20.000 Hz. Dapat didengar oleh telinga manusia. • Infrasonik : <20 Hz. Dapat didengar oleh beberapa binatang (lumba-lumba, anjing) • Ultrasonik : >20.000 Hz. Digunakan untuk mengukur kedalaman air laut. rumus : v = λ / T atau v = s/t v = cepat rambat bunyi (m/s) λ = panjang gelombang bunyi (m) T = periode bunyi (sekon) s = jarak sumber bunyi terhadap pendengar (m) t = waktu tempuh bunyi (sekon) D.Nada • Nada adalah bunyi yang frekuensinya beraturan. • Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. • Nada dapat dihasilkan oleh alat musik. • Desah dapat dihasilkan oleh angin, ombak dan lain-lain. • Interval nada adalah perbandingan antara nada yang tinggi terhadap nada yang lebih rendah. E.Hukum Mersenne • Hukum Mersenne berlaku untuk dawai (senar) • Frekuensi yang dihasilkan dawai adalah : - Berbanding terbalik dengan panjang senar (L) - Berbanding lurus dengan akar tegangan senar (F) - Berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar (A)
- Berbanding terbalik dengan akar massa jenis senar (ρ) rumus : F0 = 1 / 2L = √F/Aρ
F0 = 1 / 2L = √F.L / m
F0 = frekeunsi senar (Hz) L = panjang senar (cm) F = tegangan senar (dyne) ρ = massa jenis senar (g/cm3) A = luas pemampang senar (cm2) m = massa senar (gram) perbandingan antara 2 buah senar berlaku f1 / f2 = L2 / L1 = √ F1 / F2 = √ A2 / A1 = √ ρ2 / ρ1 F.Resonansi - Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain. - Syarat terjadinya resonansi adalah frekuwnsi kedua benda harus sama. rumus : L = (2n - 1) λ /4 L = panjang kolom udara pada tabung air (cm) n = resonansi ke ... λ = panjang gelombang. G.Hubungan Cepat Rambat Bunyi dengan Suhu rumus : v2 = v1 + 0.6 T v1 = kecepatan bunyi pada suhu awal (cm/s, m/s) v2 = kecepatan bunyi pada suhu kedua (cm/s, m/s) T = perubahan suhu (oC) INGAT ! Cepat rambat bunyi di udara pada 0oC adalah 332 m/s
H. Pemantulan Bunyi * Pemantulan bunyi banyak digunakan untuk: - Mengukur kedalaman laut. - Mengukur panjang lorong. rumus : h = v . t / 2 h = kedalaman (m) v = kecepatan bunyi (m/s) t = waktu bunyi bolak-balik (s)
8
Tekanan C.Tekanan *Tekanan adalah besarnya gaya (F) yang bekerja pada satuan luas (A). -Satuan tekanan adalah N/m2 atau dyne/cm2. -Satuan tekanan juga dalam pascal (Pa) -1 N/m2 = 1 Pa -1 atmosfer = 5 Pa rumus : P = F/A P = tekanan (Pa) F = gaya (Newton) A = luar permukaaan bidang kontak gaya (m2 , cm2) C.i. Tekanan Hidrostatis (Ph) * Tekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang disebabkan oleh zat cair itu sendiri. * Sifat tekanan hidrostatis : Makin dalam, makin kuat. Kedalaman sama, tekanan sama. rumus : Ph = ρ x g x h Ph = Tekanan hidrostatis (N/m2, Pa, atau atm) ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3, g/cm3) g = gravitasi h = kedalaman titik dari permukaan zat cair (m, cm) C.ii. Tekanan Udara rumus = P = ρ x g x h P = Tekanan udara (N/m2, Pa, atau atm) ρ = Massa jenis (kg/m3, g/cm3) g = gravitasi h = tinggi zat cair (m, cm)
D.Hukum Pascal * Tekanan yang dikerjalan pada zat cair dalam sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar (merata). F1 / A 1 = F 2 / A 2 F = gaya tekan pada ruangan (N) A = luas permukaaan pada ruangan (m2) E. Bejana Berhubungan * Salah satu contoh bejana berhubungan adalah pipa U. Pipa U adalah tabung yang terdiri dari dua pipa dan saling berhubungan. * Pipa U dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. rumus : ρ1 x h1 = ρ2 x h2 ρ = massa jenis zat cair (kg/m3, g/cm3) h = tinggi zat cair (m, cm) F.Hukum Archimedes * Benda yang tercelup ke dalam za cair (fluida) akan mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang di pindahkan oleh benda itu. * rumus = FA = ρf x g x Vf FA = gaya ke atas oleh zat cair (Newton = N) ρf = Massa jenis fluida (kg/m3, g/cm3) g = gravitasi Vf = Volume fluida yang dipindahkan = Volume benda yang tercelup dalam fluida a) Benda Terapung Ciri-ciri : -Volume zat cair yang dipindahkan lebih kecil dari pada volume benda (Vf < Vb) -Berat benda sama dengan gaya keatas (Wb = FA) -Massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρf) b) Benda Malayang Ciri-ciri : -Volume zat cair yang dipindahkan sama dengan volume benda (Vf = Vb) -Berat benda sama dengan gaya keatas (Wb = FA) -Massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρb = ρf)
c) Benda Tenggelam Ciri-ciri : -Volume zat cair yang dipindahkan sama dengan volume benda (Vf = Vb) -Berat benda lebih besar daripada gaya keatas (Wb > FA) -Massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair (ρb > ρf) G.Gaya angkat oleh benda * Sebuah benda yang berada didalam gas/udara, akan mendapat gaya tekan ke atas yang sama besar dengan berat gas yang didesak benda tersebut. Misalnya, sebuah balon yang berisi gas akan naik karena berat balon lebih ringan dari berat udara yang di pindahkan. * Jadi balon bisa naik karena gaya angkat leboh besar dari selisih gaya tekan atas dan berat balon seluruhnya rumus : gaya angkat = gaya tekan keatas - berat benda H.Hukum Boyle Hasil kali tekanan dan volume dalam suatu ruangan tertutup selalu konstan jika suhu gas tetap. rumus : P1 V1 = P2 V2 P1 V1 P2 V2
= Tekanan awal = Volume awal = Tekanan akhir = Volume akhir
I. Manometer * Manometer adalah alat untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup * Ada dua macam Manometer : Manometer Air Raksa & Logam * Manometer Air Raksa terbagi 2 menjadi : Menometer terbuka & tertutup
9
Kalor & Perubahannya Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor 1. massa zat 2. jenis zat (kalor jenis) 3. perubahan suhu Sehingga secara matematis dapat dirumuskan : Q = m . c . ∆t Q = kalor yang dibutuhkan (J) m = massa benda (kg) c = kalor jenis (J/kgC) ∆t = perubahan suhu (C) Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis • Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu • Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg) Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c).
A. Kalor Jenis Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan benda suhu suatu benda, sehingga sebanding dengan massa benda itu dan perubahan suhu benda itu. Rumus: Q = m . c . ∆t Q = kalor yang dibutuhkan (J) m = massa benda (kg) c = kalor jenis (J/kgC) ∆t = perubahan suhu (C) B. Kapasitas Kalor Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius. Rumus: H = Q / ∆t H = kapasitas kalor (kal / °C) Q = kalor panas -> kalori (k), joule (j) ∆t = perubahan suhu (C)
C. Asas Black Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan : Q lepas = Q terima
D. Kalor Lebur Kalor lebur adalah kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan 1 kg zat padat menjadi 1 kg zat cair pada titik leburnya. Sedangkan kalor yang dilepaskan 1 kg zat cair untuk membeku menjadi 1kg zat padat pada titik bekunya disebut kalor beku. Atau : Q=m.L Q = kalor yang dibutuhkan ( J ) m = massa zat (kg) L = kalor lebur atau kalor beku.( J/kg )
E. Kalor Uap Suatu zat untuk mendidih membutuhkan kalor uap, yaitu banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 kg zat pada titik didihnya. Secara matematik dapat ditulis dalam bentuk persamaan : Q=m.U Q = kalor yang dibutuhkan ( J ) m = massa zat ( kg ) U = kalor uap ( J/kg ) Contoh Soal: Hitung kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 4 kg besi dari 20 0C hingga 70 0C, jika kalor jenis air 460 J/kg 0C. Panduan Jawaban: Diketahui : m = 4 kg T1 = 20 0C T2 = 70 0C c = 460 J/kg 0C Ditanyakan : Q ? Persamaan : Q = m c ∆T Q = 4 kg . 460 J/kg 0C (70 0C - 20 0C) Q = 92.000 J
10
Cahaya Dan Optik Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia. Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik : • Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak. • Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata. • Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan.Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil. • Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. • Retina (selaput jala) terdapat di permukaan belakang mata yang berfungi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Bayangan yang jatuh pada retina bersifat : nyata, diperkecil dan terbalik. • Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning. Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat. Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu : • Titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal. • Titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.
Cacat Mata Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak tertentu dengan jelas. Cacat mata yang disebabkan berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat dan rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat mata lain yang disebut astigmatisma. Macam macam cacat mata: • Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat). Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif). • Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh).Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa cembung (positif). • Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Kaca Pembesar Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek). Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar. Mata tak berakomodasi Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar. Perbesaran anguler yang didapatkan adalah : M = PP/f Keterangan : M = perbesaran lup PP= titik dekat mata f = jarak titik fokus lensa
Melihat dengan mata berakomodasi Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata (PP). Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa.
Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar. Perbesaran anguler yang didapatkan adalah : M = PP/f + 1 Keterangan : M = perbesaran lup PP= titik dekat mata f = jarak titik fokus lensa Mikroskop Dengan memakai mikroskop kita dapat mengamati benda atau hewan renik, seperti bakteri dan virus yang tidak dapat dilihat mata secara langsung ataupun dengan memakai lup. Pengamatan dengan akomodasi maksimum Untuk pengamatan dengan akomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus jatuh pada titik dekat mata (PP). Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu: M = Moby x Mok M = (Si/So) x (PP/f okuler + 1)
Pengamatan dengan mata tidak berakomodasi Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus berada pada titik jauh mata. Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu: M = Moby x Mok M = (Si/So) x (PP/f okuler)
Dasar Kerja Teropong Bumi : Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob. Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar . Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi : d = f (ob) + 4f (pembalik) + f (ok)
Teropong panggung Teropong panggung terdiri dari dua lensa, yaitu : - lensa obyektif berup lensa cembung - lensa okuler berupa lensa cekung Dasar kerja dari teropong panggung Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak.
Dari gambar diatas untuk pengamatan tanpa berakomodasi), maka panjang teropong adalah : d = f (ob) - f (ok) Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi. M = f (ob) / f (ok)
11.
Elektronika Dasar Resistor adalah komponen elektronika yang masuk mempunyai nilai-nilai tertentu. Lambang resistor:
Kode Warna Resistor:
Kapasitor Komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyimpan muatan elektron. Rumus : C = Q / V C = Kapasitas kapasitor (F = farad) Q = Muatan kapasitor (C) V = Tegangan (V) Simbol Elektronika: No
Alat
Simbol
Fungsi
1
Ammeter
Mengukur arus listrik
2
Voltmeter
Mengukur voltase
3
Wire
Mentransfer listrik
4
Light Bulb
Mengubah listrik menjadi cahaya
5
Cell & Battery
Power supply
6
Switch
Mengkontrol arus listrik
7
Resistor
Memberi resistensi
8
Ohmmeter
Mengukur resistensi
12.
Listrik Statis & Rangkaian Listrik A. Model Atom Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masuk memiliki sifat dari unsur tersebut. Elektron bermuatan negatif. Inti atom terdiri dari neutron (netral) dan proton (positif) Electron = e = -1.6 x 10ˉ¹⁹C Proton = p = +1.6 x 10ˉ¹⁹C Neutron = n = 0 Elektron bisa berpindah, maka apabila: Elektron lebih banyak dari proton muatan atom tersebut adalah negatif. Proton lebih banyak dari elektron muatan atom tersebut adalah positif.
B. Hukum Coulomb Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda yang bermuatan listrik adalah sebanding dengan besarnya masing masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut. Muatan sejenis -> tolak menolak Muatan berlainan jenis -> tarik menarik Rumus coulomb: F = K . q₁ . q₂ / r² F = gaya coulomb (N) q₁ = muatan benda 1 (C) q₂ = muatan benda 2 (C) r = jarak antara benda (m) K = konstanta (9 x 10⁹ Nm²/C²) Kuat Arus Jumlah muatan yang menembus penampang suatu penghantar tiap satuan waktu. Rumus : I = q / t I = kuat arus listrik (ampere) q = muatan listrik (C) t = waktu (sekon)
Potensial Listrik Besarnya energi muatan listrik (W) tiap satuan listrik (q) Rumus : V = W / q V = potensial listrik (volt) W = energi muatan listrik (J) q = muatan listrik (C) Hukum Ohm Menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor. Rumus : V = I x R V = potensial listrik (volt) I = kuat arus listrik (ampere) R = Hambatan kawat (Ω) Hambatan Jenis Penghantar Rumus : R = ρ . L / A R = Hambatan kawat (Ω) ρ = hambat jenis (Ωm) L = Panjang kawat (m) A = Luas pemampang kawat (m²)
C. Hukum Kirchoff Jumlah arus masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya. Rumus: ∑ I masuk = ∑ I keluar I = arus
D. Hambatan
E. Hukum Ohm pada rangkaian tertutup Rumus: E = I (R + r) I = Kuat arus listrik (A) E = Beda potensial / tegangan (V) R = Hambatan (Ω) r = hambatan dalam (Ω) Tegangan Jepit K=I.R K = Tegangan Jepit (v) I = Arus (A) R = Hambatan (Ω)
F. Energi Listrik Besarnya energi listrik (W) yang mengalir pada sebuah penghantar rumusnya adalah: W = V² / R . T W = energi listrik (J) V = beda potensial / ggl / tegangan (V) I = Arus listrik (A) t = waktu (s) Daya Listrik Besarnya energi lisrik tiap satuan waktu, rumusnya adalah:
P = daya listrik (Watt) W = energi listrik (J) t = waktu (s) V = tegangan listrik (volt) I = arus listrik (A) R = Hambatan (Ω)
G. Biaya Energi Listrik Untuk dapat menghitung besarnya biaya listrik yang telah digunakan, dapat digunakan rumus sebagai berikut: Biaya = Energi listrik x Tarif per kwh
14
Magnet & Induksi Elektromagnetik • Magnet atau kemagnetan adalah kemampuan suatu benda untuk menarik benda benda lain yang berada di sekitarnya. • Berdasarkan kemagnetannya benda bisa dikategorikan menjadi dua: - Benda magnetik (feromagnetik) : dapat ditarik oleh magnet secara kuat - Benda bukan magnetik (non magnetik) - Paramagnetik : Dapat sedikit ditarik oleh magnet - Diamagnetik : Tidak dapat ditarik oleh magnet sama sekali • Magnet mempunyai dua kutub, utara dan selatan. Jika kutub sejenis bertemu akan tolak menolak, dan jika kutub berbeda bertemu akan tarik menarik. • Sebuah magnet terdiri dari magnet magnet kecil yang disebut magnet elementer. • Pada benda magnetik, magnet elementer tersusun secara teratur, tetapi pada benda nonmagnetik, magnet elementer tersusun secara acak. • Prisip membuat magnet adalah membuat magnet elementer menjadi teratur. Cara Membuat Magnet 1. Digosok 2. Induksi 3. Menggunakan arus listrik Cara Menghilangkan magnet: 1. Dipanaskan 2. Dipukul 3. AC Medan Magnet Daerah sekitar magnet dimana magnet lain masih dapat dipengaruhi oleh gaya magnet jika berada pada daerah itu. Garis gaya magnet adalah pola garis yang terbentuk di sekitar medan magnet. Sifat garis gaya magnet: 1. Keluar dari kutub utara, masuk di kutub selatan 2. Tidak pernah berpotongan 3. Jika rapat artinya magnet kuat
Gaya Antar Kutub Magnet Rumus : F = K . m₁ . m₂ / r² F = gaya tarik (N) m = kekuata kutub (skk) r = jarak antara dua kutub (m) k = konstanta 10¯⁷ weber / ampere meter Transformator Alat untuk mengubah tegangan bolak balik atau arus bolak balik menjadi lebih rendah atau lebih tinggi. Ada dua macam trafo yaitu Step up dan Step down. Rumus : Vp / Vs = Np / Ns = Is / Ip V = tegangan N = lilitan I = Arus
15
Tata Surya • Tata surya adalah kumpulan (susunan) dari matahari, planet, asteroid, komet, satelit, meteor, dan debu ruang angksana dengan matahari sebagai pusat peredarannya. • Matahari merupakan bintang san sebagai pusat tata surya serta dikelilingi planet planet nya. Matahari dianggap sebagai bintang sejati. • Planet adalah benda angkasa yang beredar dan gerakannya membentuk garis elips dan beredar mengelilingi matahari. Nama-nama planet anggota tata surya: 1. Merkurius 2. Venus 3. Bumi 4. Mars 5. Jupiter 6. Saturnus 7. Uranus 8. Neptunus • Rotasi adalah waktu dimana planet berputar pada porosnya. • Revolusi adalah waktu dimana planet mengelilingi matahari. Ada dua jenis pengelompokan kategori planet: Planet Dalam 1. Merkurius 2. Venus 3. Bumi 4. Mars (teori lain mengatakan Mars masuk pada kategori planet luar) Planet Luar 1. Jupiter 2. Saturnus 3. Uranus 4. Neptunus
• Asteroid adalah kumpulan planet-planet (benda luar angkasa) kecil yang bergerak mengelilingi matahari dan terletak diantara lintasan planet Jupiter & planet Mars. • Komet atau bintang berekor adalah benda langit yang mengelilingi matahari dengan garis edar (orbit) yang bentuknya sangat lonjong. Contoh : Komet Halley (muncul setiap 76 tahun sekali). • Satelit adalah benda langit yang beredar mengelilingi planet dan berotasi pada sumbu / porosnya. Contoh : Bulan adalah satelit dari bumi. Demios & Phobos adalah satelit dari Mars. • Meteor adalah benda langit yang berpijar akibat gesekan dengan atmosfer bumi dengan kecepatan sangat tinggi. Meteorit adalah meteor yang jatuh ke bumi.
Matahari Sebagai Pusat Tata Surya Panas matahari pada permukaannya adalah kurang lebih 6 ribu derajat selsius. Sedangkan pada inti matahari temperatur mencapai 15 juta derajat celcius. Dari waktu ke waktu suhu matahari akan diperkirakan semakin dingin dan akhirnya mati bersama planet-planet lain termasuk bumi. Penyusun Matahari - Hidrogen : 70% - Helium : 25% - Unsur lainnya : 5% Bagian-Bagian Susunan Matahari 1. Fotosfer adalah Bagian lapisan permukaan yang memancarkan cahaya yang kuat dan menyilaukan. 2. Kormosfer adalah Lapisan gas yang sangat tebal. 3. Korona adalah Lapisan atmosfer terluar matahari. Energi Matahari 1. Sumber energi matahari berasal dari reaksi fusi atau reaksi penggabungan 4 aotm hidrogen menjadi 2 atom helium yang menghasilkan energi yang sangat luar biasa. 2. Energi yang dipancarkan matahari berupa gelombang elektromagenetik seperti ultraviolet, inframerah, sinar X, sinar gamma, cahaya dan gelombang mikro. Gerak Semu Matahari Gerak semu matahari adalah kedudukan peredaran matahari yang dilihat dari bumi selama sepanjang tahun. Gerhana Matahari Gerhana matahari terjadi ketika posisi Bulan terletak di antara Bumi dan Matahari sehingga menutup sebagian atau seluruh cahaya Matahari. Gerhana Matahari Total : Permukaan bumi terkena bayangan inti bulan Gerhana Matahari Sebagian : Terjadi jika bulan menghalangi cahaya matahari sebagian. Gerhana Matahari Cincin : Permukaan bumi terkena lanjutan bayang bayang inti bulan.
Ukuran dan Unsur Pembentuk Matahari -Massa matahari +/- 1.99 x 1030 kg -Diameter matahari +/- 1.4 x 106 km -Volume matahari +/- 1.5 x 1016 km3 -Jarak matahari ke bumi +/- 1.5 x 108 km
Bumi • Bumi merupakan salah satu planet yang ada di tata surya. • Rumah kepada jutaan spesies, termasuklah manusia, Bumi juga merupakan satusatunya tempat di dalam semesta di mana kehidupan diketahui wujud. • Bumi berotasi selama 24 jam / putaran. Rotasi bumi berpengaruh pada gerak semu matahari, perbedaan waktu, siang & malam, pemipihan bumi pada kutub, dan pengembungan pada khatulistiwa. • Bumi berevolusi selama 1 tahun / putaran penuh. Revolusi bunyi mempengaruhi musim yang ada di bumi. Ukuran Bumi Keluasan: • • •
Keseluruhan: 510.073 juta km2 Daratan: 148.94 juta km2 (29.2%) Lautan: 361.132 juta km2 (70.8%)
Sempadan daratan: 251,480.24 km Persisiran pantai: 356,000 km • • • • •
Massa bumi +/- 6.6 x 1024 kg Keliling bumi +/- 40.000 km Diameter bumi +/- 12.757 km Luas permukaan bumi +/- 510 jt km2 Volume bumi +/- 1 triliun km3
Bulan 1. Bulan adalah satu-satunya satelit alami Bumi, dan merupakan satelit alami terbesar ke-5 di Tata Surya. 2. Bulan tidak mempunyai sumber cahaya sendiri dan cahaya Bulan sebenarnya berasal dari pantulan cahaya Matahari. Ukuran Bulan • Massa bulan +/- 1/8 x massa bumi • Diameter bulan +/- 1/4 x diameter bumi • Gravitasi bulan +/- 1/6 x gaya gravitasi bumi • Jarak bumi ke bulan +/- 385.000 km • Kala rotasi dan kala revolusi bulan memerlukan waktu yang hampir sama yaitu 27.3 hari. Gerhana Bulan Peristiwa ini terjadi ketika bumi dan bulan berada pada satu bidang sedemikian sehingga bulan tidak dapat menerima cahaya matahari karena terhalang bumi.
Hukum Kepler Karya Kepler sebagian dihasilkan dari data-data hasil pengamatan yang dikumpulkan Ticho Brahe mengenai posisi planet-planet dalam geraknya di luar angkasa. • Hukum Pertama Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, matahari berada di salah satu fokusnya. • Hukum Kedua Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama. • Hukum Ketiga Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.
