EDUCATION FOREVER: KELAS X

Tampilkan postingan dengan label KELAS X. Tampilkan semua postingan

Agustus 09, 2019

RPP USAHA

08.37 FISIKA, KELAS X, KURIKULUM 2013, RPP No comments

ENERGI

16.49 FISIKA, KELAS X, MATERI, MATERI PEMBELAJARAN No comments

Energi

Energi merupakan salah satu konsep paling penting dalam ilmu pengetahuan. Energi tidak dapat didefinisikan secara ringkas saja. Akan tetapi pada materi kali ini karena energi berhubungan dengan usaha, maka energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi gerak, energi yang dimiliki benda atau objek karena geraknya. Energi kinetik berasal dari kata Yunani kinetikos yang artinya bergerak. Jadi, kamu pasti tahu kan kalau setiap benda yang bergerak maka benda tersebut memiliki energi kinetik

Rumus Energi Kinetik dinotasikan dengan:

$EK = \frac{1}{2}m \cdot v^2$

Dimana,

$EK$ = Energi Kinetik benda (Joule)

$m$ = massa benda (kg)

$v$ = kecepatan benda (m/s2)

Usaha merupakan besarnya energi. Pada konteks ini, usaha merupakan perubahan energi. Hubungan usaha dengan Energi Kinetik dinotasikan dengan:

$W = \Delta EK = \frac{1}{2} m (v_2^2 - v_1^2)$

Mau latihan soal? Yuk jawab pertanyaan di Forum StudioBelajar.com

Dimana,

$W$ = Usaha yang dilakukan benda (Joule)

$EK$ = perubahan Energi Kinetik (Joule)

$(v_2^2 - v_1^2)$ = perubahan kecepatan (m/s2)

Energi Potensial

Saat benda bergerak, dapat dikatakan benda memiliki energi kinetik. Akan tetapi, benda juga kemungkinan memiliki Energi Potensial. Energi Potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya. Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi atau selanjutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda memiliki energi potensial yang besar jika massanya semakin besar dan ketinggiannya semakin tinggi.

Rumus Energi Potensial dinotasikan dengan:

$EP = mgh$

Dimana,

$EP$ = Energi Potensial benda (Joule)

$g$ = kecepatan gravitasi (9,8 m/s2)

$h$ = ketinggian benda (m)

Hubungan usaha dengan Energi Potensial dinotasikan dengan:

$W = \Delta EP = mg(h_2 - h_1)$

Dimana,

$h_2 - h_1$ = perubahan ketinggian (m)

Energi Mekanik

Energi Mekanik merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan gerak. Nah, kedua tipe energi diatas yakni Energi Kinetik dan Energi Potensial merupakan bagian dari Energi Mekanik.

Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:

$EM = Ek + Ep$

Energi Mekanik yang dimiliki suatu benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi. Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan Hukum kekekalan energi dinotasikan dengan:

$\Delta = 0$

$EM_1 = EM_2 = konstan$

$Ek_1 + Ep_1 = Ek_2 + Ep_2$

Dimana,

$EM$ = Energi Mekanik benda (Joule)

$EM_1$ = energi mekanik di posisi 1

$EM_2$ = energi mekanik di posisi 2

Contoh Soal Usaha dan Energi

Kotak bermassa M dengan bagian atas terbuka bergerak sepanjang bidang datar tanpa gesekan dengan kecepatan v1. Benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak, sementara kotak tetap bergerak dengan laju v2. Beberapa saat kemudian, benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak dan kotak terus bergerak dengan kecepatan v3. Dari kasus ini, pernyataan yang BENAR adalah …. (Fisika Simak UI 2013)

(1) v2 = vi(2) v2 = vi(3) v3 = vi(4) v3 = v2

SOLUSI:

Dalam penyelesaian ini menggunakan prinsip hukum kekekalan energi [∆E= 0]. Karena kotak tidak mengalami perpindahan ketinggian, maka tidak ada gaya potensial yang terjadi sehingga perubahan energi yang terjadi hanya energi kinetik.

Diketahui,

m1 = M.
m2 = 5/4M.
m3 = 2M.

Kita cari semua komponen yang ditanyakan dengan menggunakan Persamaan Hukum Kekekalan Energi:

((1) BENAR dan (2) SALAH)

((4) SALAH)

((3) BENAR)

Jawaban: B

(B) Jika (1) dan (3) yang benar

USAHA DALAM FISIKA

16.34 FISIKA ASYIK, KELAS X, MATERI PEMBELAJARAN No comments

Ketika mendengar kata usaha pasti kita berpikir usaha adalah langkah atau cara yang ditempuh untuk mencapai tujuan yang kita inginkan. Tetapi dalam pengertian usaha di dalam fisika tentu saja berbeda dengan usaha dalam keseharian yang sering kita dengar. Dalam fisika usaha didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan perpindahan benda. Ketika gaya yang kita berikan terhadap benda menyebabkan benda berpindah maka dapat dikatakan kita melakukan usaha terhadap benda tersebut.

Contoh : seorang anak mendorong gerobak sehingga gerobak berpindah tempat, maka orang tersebut melakukan usaha kepada gerobak. Doni mendorong mobil sekuat tenaga tetapi mobil tidak berpindah tempat, maka dikatakan usaha Doni terhadap mobil sama dengan nol karena perpindahan mobil sama dengan nol.

Usaha dinotasikan dengan W yang merupakan singkatan bahasa Inggris dari Work yang berarti kerja. Satuan usaha adalah Joule yang didefinisikan sebagai besarnya energi yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 Joule sama dengan 1 Newton meter (N.m)

Rumus Usaha dinotasikan dengan:

$W = F \cdot x$

Dimana,

$W$ = Usaha yang dilakukan (Joule)

$F$ = Gaya yang diberikan (N)

$x$ = jarak perpindahan objek (m)

Agar kamu dapat memahami konsep Usaha dengan baik, perhatikan gambar lintasan Usaha dan komponennya di bawah ini.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Jika gaya yang diberikan pada objek membentuk sudut maka persamaannya menjadi:

$W = F \cos \theta \cdot s$

Dimana,

$\theta$ = sudut yang dibentuk gaya terhadap perpindahan.

Nilai usaha dapat berupa positif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Jika gaya yang diberikan pada objek berlawanan arah dengan perpindahannya, maka usaha yang diberikan bernilai negatif. Jika gaya yang diberikan searah dengan perpindahan, maka objek tersebut melakukan usaha positif.

Usaha juga dapat bernilai nol (0) atau objek tidak melakukan usaha jika,

Diberikan gaya namun tidak terjadi perpindahan.
Gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan ( $\cos 90^{\circ}=0$ )

MATERI KELAS X KURIKULUM 2013 : GERAK

16.25 FISIKA, KELAS X, KURIKULUM 2013, MATERI, MATERI PEMBELAJARAN, TUGAS No comments

Dalam fisika, gerak suatu benda harus dikaitkan dengan titik acuan. Jika kedudukan benda tersebut terhadap titik acuan berubah, maka benda tersebut disebut bergerak terhadap titik acuan itu. Jika kedudukan benda tersebut tetap terhadap titik acuan, maka benda tersebut tidak bisa dikatakan bergerak terhadap titik acuan tersebut.

Materi Pokok Gerak Lurus Pada Pelajaran Fisika Kelas x

a. Jarak dan Perpindahan

Jika suatu benda bergerak, maka benda itu akan berubah posisi. Perubahan posisi benda pada waktu tertentu disebut dengan perpindahan. Sedangkan panjang lintasan yang sebenarnya yang ditempuh oleh benda selama bergerak disebut jarak. Jarak dan perpindahan dapat ditentukan dengan persamaan matematis sebagai berikut;

dengan x = posisi benda

Perpindahan memiliki besar dan arah maka perpindahan merupakan besaran vektor. Sedangkan jarak hanya besaran yang berupa nilai tanpa arah, sehingga jarak merupakan besaran skalar.

b. Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan dan kecepatan adalah dua buah besaran fisika yang berbeda arti. Kelajuan adalah jarak yang ditempuh benda tiap satuan waktu, sedangkan kecepatan adalah perpindahan benda tiap satuan waktu. Kelajuan dan kecepatan dinyatakan dalam satuan seperti kilometer/jam, mil/jam atau meter/sekon. Tetapi dalam SI satuan laju dan kecepatan adalah meter/sekon (m/s). Kelajuan merupakan besaran skalar, sehingga selalu bernilai positif, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga dapat bernilai positif atau negatif.

1) Kelajuan dan Kecepatan Rata-rata
Kelajuan rata-rata adalah jarak tempuh dibagi selang waktu. Kelajuan rata-rata dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.

Sedangkan kecepatan rata-rata adalah perpindahan tiap selang waktu. Kecepatan rata-rata dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.

2) Kelajuan Sesaat dan Kecepatan Sesaat

Kelajuan sesaat adalah besaran skalar yang menyatakan besar kelajuan benda pada waktu tertentu. Pada kendaraan seperti sepeda motor dan mobil biasanya dilengkapi dengan alat pengukur laju sesaat, yaitu spidometer. Sedangkan kecepatan sesaat adalah besaran vektor yang menyatakan kecepatan benda pada waktu tertentu. Jika perpindahan dinyatakan dengan ∆s dan selang waktu dengan ∆t maka kecepatan pada saat t dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:

c. Percepatan dan Perlajuan

Dalam fisika percepatan adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu. Sedangkanperlajuan adalah perubahan kelajuan tiap satuan waktu. Percepatan merupakanbesaran vektor yang mempunyai besar dan arah. Satuan untuk pengukuran percepatan adalah meter per detik kuadrat (m/ ). Percepatan dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.

Percepatan merupakan besaran vektor, maka arah percepatan rata – rata besarnya adalah ∆v/∆t, sedangkan arah percepatan sesaat sama dengan arah limit dari perubahan vektor kecepatan ( ) dan besarnya adalah dv/dt

d. Macam- macam Gerak Lurus

Di dalam fisika gerak lurus dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Gerak Lurus Beraturan
Salah satu jenis gerak yang dipelajari dalam fisika adalah gerak dalam lintasan lurus dengan kecepatan atau laju tetap. Gerak yang demikian disebut dengan gerak lurus beraturan. Sebuah benda yang bergerak lurus beraturan akan menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama.

berdasarkan gambar diatas, seseorang dikatakan bergerak lurus beraturan dalam selang waktu t1 sampai t4, jika jika dalam selang waktu ∆t1 menempuh jarak s1, dalam selang waktu ∆t2 menempuh jarak s2 dan dalam selang waktu ∆t3 menempuh jarak s3 dan ∆t1= ∆t2= ∆t3 serta s1 = s2 = s3

Meskipun konsep gerak lurus beraturan ini hanya sebuah konsep ideal, tetapi asumsi-asumsi dari konsep ini sangat bermanfaat. Benda yang bergerak lurus beraturan mempunyai kecepatan (laju) tetap, maka grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak ini dapat digambarkan sebagai berikut.

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda setiap saat dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

V = vo

Sehingga benda yang bergerak lurus beraturan tidak mempunyai percepatan, hal ini karena sesuai dengan persamaan berikut ini,

Sedangkan, jarak yang ditempuh benda dapat ditentukan berdasarkan luas persegi panjang ABCD pada grafik di atas adalah

Berdasarkan persamaan di atas, maka grafik jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak lurus beraturan ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda dapat ditentukan dari kemiringan kurva s = f (t), yaitu ν = tan α, Dengan α = sudut antara kurva dan sumbu t positif.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak dengan lintasan lurus dan percepatannya tetap. Benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai perubahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama yaitu;

Karena benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai percepatan tetap, maka grafik percepatan terhadap waktu dari gerak lurus berubah beraturan dapat digambarkan sebagai berikut:

Berdasarkan grafik, maka percepatan benda setiap saat dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini.

a = ao

Sehingga kecepatan benda setiap saat dapat ditentukan dari grafik sebagai berikut:

Berdasarkan persamaan kecepatan benda yang bergerak lurus berubah beraturan, maka grafik kecepatan (ν) terhadap waktu (t) dapat digambarkan sebagai berikut

Dari gambar di atas maka jarak benda yang ditempuh oleh benda setiap saat dapat ditentukan seperti berikut

Sehingga grafik jarak (s) terhadap waktu (t) dapat dilihat pada gambar dibawah

Hubungan laju (kecepatan), percepatan dan jarak dari benda yang bergerak lurus berubah beraturan dapat ditentukan dengan persamaan v = vo + at dan s = vot + 1/2at2 yaitu:

Sumber:

Trustho Raharjo dan Radiono, Fisika Mekanika, (Surakarta: LPP UNS dan UNS press, 2008)

EDUCATION FOREVER