Eksperimen materi Gaya SMP kelas VIII

Gaya dan Resultan Gaya

Nama              : Jumari

NIM                : 321200073

Kelas               : A pagi semester VI  

Mata kuliyah  : E-learning

A.  Standar Kompetensi  :memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari.

B. Kompetensi Dasar      :mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya                                                   pada suatu benda yang dikenai gaya.

C.     Indikator                    :Mengukur gaya suatu benda.

D.    Tujuan                         :Mengukur besar gaya dengan menggunakan neraca pegas

E.     Landasan Teori

1.      Pengertian Gaya

      Doronglah daun pintu sehingga terbuka. Tariklah sebuah pita karet. Tekanlah segumpal tanah liat. Angkatlah bukumu. Pada setiap kegiatan itu kamu mengerahkan sebuah gaya. Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dikerahkan sebuah benda terhadap benda lain. Kadang kadang, akibat suatu gaya tampak demikian jelas, seperti saat sebuah mobil sedang melaju dan menabrak sebatang pohon. Akan tetapi, akibat gaya-gaya lain tidak sejelas pohon yang ditabrak itu. Dapatkah kamu merasakan gaya dari lantai yang bekerja pada kakimu? Catatlah semua gaya yang mungkin kamu lakukan atau alami pada suatu hari tertentu. Bayangkan tindakantindakan seperti mendorong, menarik, merenggangkan, meremas, membengkokkan, dan menjatuhkan benda. Pada saat itu kamu mengerahkan gaya kepada benda tersebut. Bagaimana kamu dapat mengukur besar gaya? Besar gaya diukur dengan neraca pegas. Gaya diukur dalam satuan newton (N). 




a. gaya sentuh dan gaya tak sentuh 
pada saat kamu mendorong meja, kamu harus menyentuh meja itu untuk mengerahkan gay kepada meja itu. demikian pula jika kamu hendak melontarkan batu dengan menggunakan ketepel. gaya otot pada saat kamu mendorong meja dan gaya pegas pada saat kamu melontarkan batu dengan ketepel termasuk gaya sentuh. disebut gaya sentuh karena sebuah benda yang diberikan gaya harus menyentuh benda lain yang dikenai gaya tersebut. contoh lain gaya sentuh adalah gaya gesekan, yang akan kita bahasa nanti.jika kamu melepaskan kapur dari ketinggia tertentu maka kapur itu akan jatuh kebawah, ditaik oeh gaya gravitasi bumi. gaya gravitasi termasuk gaya tak sentuh karena tanpa harus melalui sentuhan kapur dan bumi. gaya gravitasi termasuk gaya tak sntuh karena tanpa harus melalui sentuhan kapur dan bumi. gaya listrik dan gaya magnet adalah contoh lain gay tak sentuh.

b. akibat gaya terhadap benda
apa yang terjadi pada sebuah benda saat gaya dikenakan pada benda tersebut? papabila sebuah benda sedang bergerak, apakah gaya tersebut meengubah kecepatan benda itu? coba bayangkan anak yang sedang menendang bola, kecepatan bola itu tentunya berubah begitu benturan itu terjadi. jadi gaya dapat mengubah kecepatan bnda. bayangkan pula plastisin yang ditekan. pada saat menekan plastisin, tangan itu memberikan gaya kepada pastisin itu. bagaimana bentuk palastisin setelah ditekan? ternyata gaya juga dapat menyebabkan bentuk benda berubah.

 F. Prosedur percobaan

  1. Alat dan bahan

      a.       Beban 3 buah berbeda mass

      b.      Neraca pegas 1 buah

      c.       Statif dan klem 1 set

2. Langkah kerja

    a.       Gantungkan neraca pegas pada statif!

    b.      Kaitkan beban I  pada neraca pegas! Catat besar gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas!

    c.      Ganti beban I dengan beban II, kemudian ganti dengan beban III! Catat ketiga hasil                             pengukuranmu ke dalam tabel berikut!

3.       Pertanyaan

       Apa yang dapat kamu simpulkan dari percobaan ini?

referensi : Kanginan, M. 2007. Seribu Pena FISIKA Untuk SMP/MA Kelas VIII. Jakarta: Erlangga

percobaan roket mini

Nama   : jumari

NIM    : 321200073

Kels     : A pagi

Percobaan Roket Mini

Walaupun percobaan ini tidak sebagus roket air,,tapi menarik untuk kalian buat karena alat dan bahan yang diperlukan banyak kita temui di rumah dan warung terdekat,,

selamat mencoba ya....

Alat dan bahan :

1.      Alumunium foil

2.      Kotak korek api + batang korek api

3.      Penjepit kertas (paper clip)•Jarum atau segala apapun yang lurus pokoknya.

4.      Gunting

Langkah percobaan :

1.      Gunting alumunium foil dengan lebar 8 cm x 3 cm.

2.      Potong bagian kepala dari batang korek api dan letakkan di atas alumunium foil. Lihat gambar!

3.      Gulung bagian ujung kiri alumunium foil sehingga membentuk tabung dengan bagian kepala korek api di tengahnya. Ingat membentuk tabung, jangan ditekan alumunium foilnya.

4.      Ambil dan luruskan paper clip. Kemudian ujung paper clip tersebut masukkan ke dalam lubang tabung alumunium foil tadi sehingga menyentuh kepala batang korek api. Ingat jangan menyentuh alumunium tapi kepala korek api ya.

5.      Nah sekarang baru tekan si alumunium sampai rapat.

6.      Gulung lagi alumunium foil 2-3 kali, kemudian sobek sisanya. Lihat gambar!

7.      Si ujung alumunium yang dekat paper clip diputar sampai erat, dan si ujung alumunium yang dekat korek api diputar kemudian digunting.

8.      Lepaskan paper clip terus masukkan jarum pada lubang bekas paper clip tadi.

9.      Selesai deh roket sederhananya, yang kita perlukan sekarang ialah landasannya.

10.  Landasannya bisa dari bungkus korek api atau sisa alumunium foil.

11.  Usahakan agar si roket membentuk sudut 45 derajat. Ayo kenapa? Lihat gambar!

  
12. Akhirnya ayo kita nyalakan roketnya!

13.  Maka terbanglah si roket mini ke angkasa. (Ga juga sih palingan cuma 8-10 meter dah turun lagi)

Konsep Fisika :
      Korek api itu (kepalanya) merupakan bahan bakar yang baik untuk roket mini ini. Ketika roket mini ini dinyalakan, maka si kepala korek api ini akan terbakar dan menimbulkan panas dan gas. Karena gas tersebut dikelilingi oleh tembok alumunium foil, maka terjadi pengumpulan gas yang sangat tinggi di dalam roket. Dan akhirnya si roket terbang karena dorongan dari gas tersebut

mengapa burung yang betengger di aliran listrik bertegangan tinggi tidak kesetrum??????????? ini dia jawabannya

Tujuan

            Memahami bahwa grond berpengaruh terhadap aliran listrik

a.       Pada saat kaki menyentuh tanah electron didalam tubuh manusia aktif

b.      Ketika kaki belum disentuhkan dengan tanah maka electron belum aktif

c.       Lihat gambar Ketika tangan menyentuh listrik maka electron didalam tubuh akan bergerak sehingga kita dapat tersentrum

d.      Jika kaki kita diangkat/tidak menyentuh tanah maka tubuh kita tidak bisa tersetrum listrik. Itulah sebabnya burung yang bertengger di aliran listrik tidak bisa tersetrum, tapi aliran listrik tersebut menyentuh tanah maka burung dapat tersetrum.

Materi

Gambar di atas mengingatkan kita akan suatu pemandangan yang seringkali kita lihat: Burung-burung bertengger di kawat listrik. Orang-orang pun terbetik untuk bertanya: Mengapa burung tidak kesetrum di kawat listrik tersebut? Rahasia apa di balik fenomena ini?

Sebagian dari Anda mungkin menduga bahwa burung tidak kesetrum karena kawat listrik itu terbungkus oleh plastik seperti halnya kabel-kabel di dalam rumah kita. Dugaan ini keliru. Kawat-kawat tersebut tetap dibiarkan telanjang (tak terbungkus plastik) untuk menghindari kebakaran plastik itu sendiri, sebab, kawat-kawat tersebut mengandung energi listrik yang sangat besar dan berpotensi untuk terkonversi menjadi energi panas.

Jadi, jika kawat-kawat listrik itu tak terbungkus oleh isolator, mengapa burung tidak kesetrum? Untuk menjawabnya, perlu saya jelaskan terlebih dahulu konsep kelistrikan yang berkaitan dengan fenomena ini.

Listrik adalah peristiwa mengalirnya elektron. Jika listrik mengalir melalui suatu penghantar, maka adakalanya penghantar tersebut mengandung percabangan. Perhatikan gambar berikut ini.

Gambar di atas menunjukkan bahwa pada sebuah kabel hitam, mengalir arus listrik dengan besar tertentu yang ditandai oleh panah merah. Arus listrik itu menemui percabangan kabel, yaitu cabang atas dan cabang bawah. Arus kemudian terbagi pada cabang-cabang ini. Panah hijau menunjukkan besar arus listrik yang mengalir ke cabang atas, sedangkan panah biru menunjukkan besar arus listrik yang mengalir ke cabang bawah. (Jika besar arus hijau dan biru dijumlahkan, maka besarnya sama dengan arus merah. Hal ini dikenal dengan Hukum I Kirchoff).

Banyaknya arus listrik yang mengalir pada masing-masing cabang ditentukan oleh besarnya hambatan yang terdapat pada cabang yang bersangkutan. Misalnya, jika hambatan listrik pada cabang atas lebih besar daripada hambatan listrik pada cabang bawah, maka arus listrik akan lebih banyak mengalir melalui cabang bawah. Arus listrik lebih “senang” untuk mengalir melalui jalur yang hambatannya kecil. Sama seperti sopir mobil. Sang sopir tentu lebih senang berkendara di jalan tol karena hambatannya lebih kecil daripada jalan biasa.

Sekarang mari kita terapkan konsep ini pada kasus burung yang hinggap di kawat listrik. Ilustrasinya tersaji pada gambar berikut.

Jika Anda cermati gambar burung di atas dengan seksama, Anda akan melihat adanya kemiripan dengan gambar percabangan kabel sebelumnya. Ketika seekor burung hinggap di kawat listrik, maka sebenarnya ia menciptakan percabangan baru pada kawat tersebut. Seperti terlihat pada gambar burung di atas, arus listrik merah akhirnya terpecah menjadi hijau dan biru (sebagian arus terus mengalir melalui kabel dan sebagian arus lainnya mengalir melalui tubuh burung).

Lho? Berarti burung itu kesetrum dong??

Ya. Burung itu memang kesetrum, namun ia tetap hidup (tidak gosong oleh listrik). Hal ini terjadi karena terdapat perbedaan hambatan listrik yang sangat jauh antara kawat listrik dan tubuh burung. Kawat listrik terbuat dari logam penghantar listrik yang baik, sehingga memiliki hambatan listrik yang sangat kecil, hampir nol, sedangkan burung, karena terdiri dari darah-daging-tulang, memiliki hambatan listrik yang sangat besar. Hambatan listrik burung yang tinggi ini menjadikan hanya sedikit sekali arus listrik yang mengalir melalui tubuh burung. Mayoritas arus listrik lebih memilih untuk mengalir melalui kabel yang hambatan listriknya jauh lebih rendah.

                                                                                                           

Jadi, sebenarnya burung tetap kesetrum, namun dalam skala yang sangat kecil sehingga tidak berbahaya baginya. Justru hal ini bermanfaat bagi si burung. Pada cuaca dingin, mereka senang untuk hinggap di kawat listrik karena mereka mendapatkan arus listrik yang terkonversi menjadi panas dalam tubuh mereka. Energi panas ini memberi mereka kehangatan di cuaca dingin.

Kemalangan akan menimpa si burung apabila kawat yang dihinggapinya putus dan jatuh ke tanah. Ketika tubuh burung ikut menyentuh tanah, sementara kakinya masih menempel pada kawat listrik, maka ia akan kesetrum dengan parah hingga gosong. Hal ini terjadi karena terjadi rangkaian lengkap antara sumber arus listrik dengan bumi, di mana tubuh burung menjadi jalur penghubungnya. Pada kasus seperti ini, meskipun memiliki hambatan listrik yang besar, tubuh burung akan tetap dialiri arus listrik secara deras karena ia menjadi penghubung ke bumi. Arus listrik sendiri memang cenderung ingin menuju bumi, karena bumi dapat menampung arus listrik sebesar apapun.

Akan tetapi, apabila tubuh burung tidak ikut menyentuh tanah, maka burung tetap tidak akan mati. Pada kasus seperti ini, prinsip yang berlaku adalah sama seperti prinsip ketika kawat itu tidak putus: Tubuh burung hanya merupakan percabangan tambahan yang memiliki hambatan listrik yang sangat besar. Arus listrik pun langsung mengalir ke bumi dan hanya sebagian kecil saja yang mengalir melalui tubuh burung.

kegagalan fisika klasik dan munculnya mekanika kuantum

Radiasi Benda Hitam (Kegagalan Fisika Klasik)

Teori fisika kuantum bermula ketika ilmu fisika klasik tak lagi mampu menjelaskan sebuah fenomena radiasi benda hitam dan hal itu dirilis oleh seorang ahli fisika yang bernama Max Planck. Jadi, pada mulanya pada tahun 1879 Josef Stefan mengusulkan bahwa besar intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda memenuhi persamaan:

            Dimana :           e = tetapan emistivitas, 0 ≤ e ≤ 1

                                    σ = tetapan Stefan-Boltzman = 5.67 x 10^-8w/(m²K⁴)

                                    T = suhu mutlak (K)

Namun ketika yang dipertanyakan adalah radiasi dari sebuah benda hitam maka para ilmuwan menemukan suatu hal yang tak lazim. Hal itu dikarenakan ketika suatu benda hitam dipanaskan pada tiap-tiap suhu tertentu maka ia akan meradiasikan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik ini memiliki panjang gelombang yang nilainya berbanding terbalik dengan suhu yang digunakan yangkemudian oleh Wien dibentuklah suatu persamaan:

            Dimana :         b = tetapan Wien = 2.898 x 10^-3 mK

Para fisikawan mencoba menjelaskan fenomena radiasi benda hitam ini secara teoritis. Rayleigh-Jean mencoba menyusun suatu model sederhan untuk menjelaskan fakta ini. Mereka menganggap bahwa molekul/muatan pada bola berongga (sebelumnya benda hitam diilustrasikan sebagai sebuah rongga dimana tak ada cahaya yang dapat masuk di dalamnya sebab tak memang amat sulit menemukan benda yang bersifat hitam sempurna)di dinding benda berongga dihubungkan oleh pegas.

Gambar Model Rayleigh-Jean

Dengan model ini Rayleigh-Jean dapat menentukan intensitas radiasinya dengan menganggap bahwa ketika suhu benda dinaikkan maka muatan akan mendapat energi kinetik untuk bergetar. Getaran itu akan menimbulkan percepatan sehingga menghasilkan radiasi. Model ini masih menggunakan paradigma fisika klasik yang menyatakan bahwa energi bersifat kontinu. Sehingga intensitas benda hitam tersebut adalah:

            Dimana :         c = kecepatan cahaya = 2.99792 x 10⁸m/s

                                 K = konstanta Boltzman = 1.38 x 10^-23 j/K

Namun ternyata teori ini hanya mampu untuk menerangkan intensitas radiasi dengan panjang gelombang yang relatif besar dan tidak cocok untuk panjang gelombang kecil. Dan jika saja teori ini benar maka seharusnya sinar UV yang memiliki panjang gelombang kecil akan memiliki intensitas yang sangat besar dan bila hal ini benar-benar terjadi maka alam semesta ini seharusnya mengalami bencana sinar UV sebab alam semesta ini dibanjiri oleh UV tapi nyatanya hal ini tidak terjadi.

Karena kegagalan ini maka Wien kembali mengusulkan seuatu teori lagi, sehinga intensitas yang dihasilkan oleh radiasi benda hitam adalah:

            Dimana :         A dan C merupakan konstanta.

Namun tetap saja teori Wien ini belum berlaku untuk seluruh panjang gelombang. Hal ini karena Wien masih menerapkan prinsip kekontinuan sehingga hanya dapat digunakan untuk gelombang dengan panjang gelombang yang relatif pendek saja.

Kegagalan-kegagalan ini membuat Max Planck mengajukan asumsi-asumsi baru yang awalnya asumsi tersebut dianggap sebuah asumsi yang “gila” oleh para ilmuwan lainnya karena melawan hukum fisika pada zaman itu. Asumsi-asumsi tersebut adalah:

1.      Energi yang dimiliki oleh molekul yang berosilasi bersifat diskrit (tidak kontinu). Dan besar energi tersebut adalah:

E=nhν

Dimana           : n = bilangan bulat = 1,2,3,…

                          h = konstanta Planck = 6.626 x 10^-34 Js

                          v = frekuensi getaran molekul

2.      Setiap molekul memancarkan atau menyerap energi dalam paket energi diskrit yang dinamakan Kuanta (yang kemudian disebut dengan foton).

Energi tiap foton adalah:

Dimana           : c = kecepatan cahaya

Dari kedua asumsi yang fenomenal ini maka Planck dapat menyusun sebuah perumusan yang menyatakan intensitas yang dipancarkan oleh benda hitam yang meradiasi adalah:

: I (v, T) =   jumlah enrgi per unit area per satuan waktu per unit solid angle  (intensitas)  pada range frekuensiv+dv di benda   hitam dengan suhu T

                          h            =  konstanta Planck = 6.626 x 10^-34Js

  k            =  konstanta Boltzman = 1.38 x 10^-23 j/K

  c            =  kecepatan cahaya = 2.99792 x 10⁸ m/s

  ν            =  frekuensi getaran molekul

  T            =  temperatur