Materi Pembelajaran Bidang Studi Matematika SMP / MTS
Kelas IX Semester I (Ganjil) :
Materi Pembelajaran Bidang Studi Matematika SMP / MTS Kelas IX Semester II (Genap) :
Senin, 11 Maret 2013
Sabtu, 09 Maret 2013
Soal Materi SEkolah Konsep Dasar Hukum Newton
Pendapat Aristoteles
Aristoteles, ilmuwan Yunani, menyatakan pendapatnya bahwa :
- Benda yang yang lebih lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan.
- Benda akan terus bergerak sepanjang ada gaya yang mendorong atau menarik benda tersebut. Benda akan terhenti atau diam jika tidak ada gaya yang bekerja.
Perhatikan animasi berikut
Setelah melihat animasi di atas apakah Anda berpendapat sama seperti Aristoteles? Yaitu benda yang lebih berat akan sampai ke tanah terlebih dahulu dari pada benda yang lebih ringan.
Mainkan juga animasi berikut
Apakah Anda juga berpendapat yang sama bahwa untuk mempertahankan gerak benda tersebut diperlukan gaya dari luar? Bola tersebut akan terus bergerak jika ada gaya dari luar (misalnya ditendang kembali).
Percobaan Galileo
Galileo kemudian melakukan percobaan untuk menguji anggapan tersebut.
Galileo konon melakukan percobaannya dari menara Pisa. Dengan menjatuhkan dua benda, yang satu besar dan satunya kecil ternyata keduanya sampai ke dasar lantai dalam waktu yang sama.
Perhatikan animasi berikut.
Dengan demikian tumbanglah pendapat Archimedes yang pertama, bahwa benda yang lebih berat akan jatuh lebih dahulu daripada benda yang lebih ringan. Mengapa kejadian sehari-hari tidak demikian? Faktor gesekan udaralah yang menyebabkan daun sampai ke tanah lebih lambat.
Perhatikan juga percobaan berikut.
Galileo menggunakan bola yang digelindingkan pada lintasan yang melengkung, dengan kedua kelengkungan mempunyai ketinggian yang sama.
Percobaan (a)
Bola akan mencapai ketinggian yang relatif sama.
Percobaan (b)
Sudut kelengkungan dikurangi. Di sini bola juga mencapai ketinggian yang relatif sama tetapi membutuhkan lintasan yang lebih jauh. Semakin dikurangi kelengkungannya jarak yang dicapai bola lebih jauh lagi.
Percobaan (c)
Dengan kelengkungan nol (lintasan lurus) dapat dipastikan lintasan yang ditempuh bola akan sangat jauh (benda tidak akan berhenti). Berhentinya benda semata-mata disebabkan adanya gesekan antara bola dengan dasar lantainya.
Percobaan lebih lanjut
Untuk lebih jelas lagi, kita gunakan percobaan yang lain.
Coba mainkan animasi berikut.
Sebuah kertas dan penghapus yang dijatuhkan secara bersamaan.
Apa yang dapat Anda simpulkan?
Apakah dapat diambil kesimpulan umum , bahwa benda yang lebih berat jatuh terlebih dahulu daripada benda yang ringan?
Mari, kita mainkan animasi berikutnya.
Percobaan tadi diulangi, tapi kertasnya diremas-remas hingga menjadi kecil.
Bagaimana hasilnya?
Ternyata antara kertas dan penghapus jatuh dalam waktu yang bersamaan.
Pada percobaan sebelumnya penghapus lebih dulu jatuh sampai tanah bukan karena lebih berat. Tetapi gesekan udara pada kertas besar. Terbukti setelah kertas di remas-remas membentuk bola, kertas bisa jatuh ke tanah dengan waktu yang bersamaan.
Bagaimana dengan penjelasan di atas. Jika masih bingung baca kembali dan amati tiap animasi secara teliti. Miskonsepsi/kesalahan konsep adalah hal yang biasa. Seperti anak kecil yang belum memahami bahwa bumilah yang mengitari matahari. Bagaimana? Apakah sudah memahami materi ini dengan baik. Uji pemahaman Anda dengan mengerjakan kuis (klik di sini). Referensi 1. Foster, Bob.1997. Terpadu Fisika SMA untuk kelas X. Jakarta : Erlangga 2. Kanginan, Marthen. 2002. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga
Soal Materi Sekolah Resultan Gaya
Apa itu resultan gaya?
Resultan gaya adalah gaya pengganti dari dua buah gaya atau lebih.
Jika ada dua gaya, misalnya F1 dan F2 bekerja pada suatu benda, maka resultan gaya R dituliskan sebagai R = F1 + F2.
1. Jika dua buah gaya atau lebih arahnya sama, maka gaya-gayanya dijumlahkan
Contoh :
Diketahui gaya F1 = 15 Newton ke kanan, F2 = 25 Newton ke kanan. Dengan menganggap 5 N digambarkan dengan 1 cm.
a. Lukiskan vektor F1 dan F2
b. Tentukan besar dan arah resultan dari F1 + F2
Penyelesaian
2. Jika dua buah gaya atau lebih arahnya berlawanan, maka gaya-gayanya dikurangkan
Contoh :
Diketahui gaya F1 = 15 Newton ke kanan, F2 = 25 Newton ke kiri. Tentukan besar dan arah dari F1 + F2 ?
Penyelesaian :
3. Dua buah gaya yang saling tegak lurus, resultan gayanya diperoleh dengan menggunakan rumus Phytagoras
Contoh :
Dua buah gaya masing-masing 6 N ke kanan dan 8 N ke atas saling membentuk sudut 900. Berapa resultan keduanya?
Penyelesaian
F1 = 6 N ke kanan
F2 = 8 N ke atas
Dengan menggunakan gambar diperoleh hasil yang sama, sebagai berikut
Kapankah terjadi keseimbangan gaya?
Jika dua buah gaya yang besarnya sama bekerja pada sebuah benda dengan arah yang berlawanan, maka diperoleh resultan gaya sama dengan nol. Pada keadaan ini tidak terjadi perubahan gerak. Artinya benda tersebut tetap berada pada keadaan diam atau jika bergerak maka akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (gerak lurus beraturan).
Jika dua buah gaya yang besarnya sama bekerja pada sebuah benda dengan arah yang berlawanan, maka diperoleh resultan gaya sama dengan nol. Pada keadaan ini tidak terjadi perubahan gerak. Artinya benda tersebut tetap berada pada keadaan diam atau jika bergerak maka akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (gerak lurus beraturan).
Soal Materi SEkolah Cara Melukis Gaya
Gaya merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki besar dan arah. Karena merupakan besaran vektor, maka gaya dapat dilukiskan dengan diagram vektor, yaitu sebuah anak panah.
Perhatikan gambar berikut
 |
| Gambar 1 |
Misalkan sebuah gaya F yang dilukiskan dengan panjang OA seperti ditunmjukkan gambar 1. Anak panah memiliki titik tangkap O, ujung A, panjang OA, dan arahnya dari O ke A.
Panjang panah menunjukkan nilai atau besar gaya dan arah panah menunjukkan arah gaya.
Contoh :
Sebuah gaya F1 yang berarah ke kanan dan besarnya 4 N dilukiskan dengan diagram vektor yang panjangnya 2 cm, seperti pada gambar.
Lukiskan diagram vektor-vektor gaya :
Lukiskan diagram vektor-vektor gaya :
a. F2 = 3 N ke kanan
b. F3 = 6 N ke kiri
c. F4 = 5 N ke atas
d. F5 = 8 N ke bawah
Penyelesaian
Besar gaya 4 N dilukiskan dengan panjang 2 cm, artinya besar gaya 2 N dilukiskann dengan panjang 1 cm. Atau 1 cm mewakili 2 N.
a. Diagram vektor F2 = 3 N ke kanan dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke kanan dan panjangnya 1,5 cm
Penyelesaian
Besar gaya 4 N dilukiskan dengan panjang 2 cm, artinya besar gaya 2 N dilukiskann dengan panjang 1 cm. Atau 1 cm mewakili 2 N.
b. Diagram vektor F3 = 6 N ke kiri dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke kiri dan panjangnya 3 cm
c. Diagram vektor F4 = 5 N ke atas dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke atas dan panjangnya 2,5 cm
d. Diagram vektor F5 = 8 N ke bawah dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke bawah dan panjangnya 4 cm
soal Materi Sekolah Gaya
 | |
| Membawa meja |
 |
| Menendang bola |
Dua orang siswa sedang membawa kursi panjang. Satunya mendorong dan satunya menarik. Kerja sama keduanya menyebabkan kursi tersebut dapat dipindahkan dengan mudah. Demikian pula, untuk menendang bola diperlukan gaya yang tepat agar bola sampai sasaran yang ditentukan.
Tarikan atau dorongan dalam fisika disebut dengan gaya. Dengan demikian, mengerjakan gaya pada suatu benda sama artinya dengan mendorong atau menarik benda tersebut.
Dua Jenis Gaya
Ada 2 jenis gaya, yaitu gaya sentuh dan gaya tidak sentuh.
1. Gaya sentuh
Gaya sentuh adalah gaya yang timbul karena persentuhan langsung secara fisika antara dua buah benda.
Contoh gaya sentuh : gaya gesek, gaya normal, gaya pegas, gaya otot dan sejenisnya.
Perhatikan gambar berikut.
 |
| Angkat besi |
 |
| Belajar memanah |
2. Gaya tak sentuh
Gaya tak sentuh adalah gaya yang timbul walaupun kedua benda tidak bergesekan secara fisik.
Contoh gaya tak sentuh : gaya gravitasi, gaya magnet dan gaya listrik.
Perhatikan gambar berikut.
 |
| Apel jatuh karen tertarik gravitasi bumi |
 |
| Rambut berdiri karena pengaruh listrik statis |
Perubahan-perubahan yang disebabkan oleh gaya
Ada empat perubahan yang dapat ditimbulkan oleh gaya :
1. Benda diam menjadi bergerak
2. Benda bergerak menjadi diam
3. Bentuk dan ukuran benda berubah
4. Arah gerak benda berubah
Mengukur gaya
Di dalam laboratorium, gaya diukur dengan menggunakan neraca pegas (dinamometer). Satuan gaya dalam dalam SI adalah Newton, sedangkan dalam cgs adalah dyne.
 |
| Berbagai bentuk dinamometer |
Kamis, 07 Maret 2013
Soal Materi Sekolah Hukum Coulomb ( Listrik Statis )
HUKUM COULOMB
Kita sudah tahu, bahwa dua muatan yang sejenis akan tarik-menarik dan dua muatan yang tidak sejenis akan tolak-menolak. Ketika sudah kelas IX SMP, pengetahuan itu belum cukup. Kita juga harus tahu berapa besar gaya tarik-menariknya dan berapa gaya tolak-menolaknya.
Charles Augustin de Coulomb, menemukan hubungan antara gaya listrik dengan besar muatan-muatan dan jarak antara kedua muatan tersebut. Hubungan ini disebut sebagai Hukum Coulomb.
“Besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”.
Gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini disebut dengan gaya Coulomb atau gaya listrik.
Sekarang mari kita kupas hukum Coulomb ini dengan seksama :
a. Besarnya gaya tarik menarik atau tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing
Contoh :
Dua muatan masing-masing + 2Q dan + Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Berapa besar gayanya jika muatan masing-masing menjadi +3Q dan +4Q?
Penyelesaian
Dari soal di atas dapat dibuat diagram sebagai berikut.
Karena besarnya gaya Coulomb F sebanding dengan muatan-muatannya maka dapat dituliskan
Perhatikan diagram berikut.
Nampak bahwa, ketika muatan-muatannya menjadi lebih besar maka besar gaya Coulomb-nya juga lebih besar.
b. Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik kuadrat jarak kedua muatan
Ketika dua buah muatan terpisah makin jauh, tentunya pengaruh keduanya akan semakin kecil. Lebih kecilnya, bukan sekedar berbanding terbalik tetapi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya.
Contoh :
Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Berapa gaya tolak-menolaknya, ketika jarak muatan-muatannya menjadi 2d?
Penyelesaian
Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan, sehingga besar gaya Couomb F’ nya menjadi :
Perhatikan diagram berikut
Jadi, ketika jarak kedua muatan menjadi 2 kali lebih besar, maka gaya Coulombnya ¼ kali gaya semula, ketika jaraknya menjadi 3 kali, maka gaya Coulombnya menjadi 1/9 kali gaya semula dan seterusnya.
Latihan :
1. Dua muatan masing-masing + 2Q dan + 3Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Jika muatan masing-masing menjadi +6Q dan +4Q,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
2. Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Ketika jarak kedua muatannya menjadi ½ d,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
Rumus Hukum Coulomb
Dari bunyi hukum Coulomb, yaitu “besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”, maka dapat dirumuskan :
F = besarnya gaya Coulomb (N)
Q1,2 = muatan 1 dan 2 (C)
r = jarak kedua muatan (m)
k = 9.109 N m2/C2
Contoh :
Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 3µ C, terpisah sejauh 2 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Penyelesaian
Diketahui :
k = = 9.109 N m2/C2
Q1 = + 2µ C = 2.106 C
Q2 = + 3µ C = 3.106 C
r = 2 cm = 2.10-2 m
Ditanya : F ?
Jawab :
=
= 
= 13,5. 109-6-6-(-4)
= 13,5. 101
= 135 N
Latihan :
1. Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 6µ C, terpisah sejauh 3 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
2. Dua buah muatan masing-masing + 4.10-5 C dan + 8.10-5 C, terpisah sejauh 4 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Soal Materi Sekolah Induksi Elektromagnetik(GGL Induksi)
Terjadinya Induksi Elektromagnetik
Ketika kutub utara magnet digerakkan memasuki kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke salah satu arah (misalnya ke kanan). Jarum galvanometer segera kembali menunjuk ke nol (tidak menyimpang) ketika magnet tersebut didiamkan sejenak di dalam kumparan. Ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah yang berlawanan (misalnya ke kiri).
Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial ketika magnet batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan.
Beda potensial yang timbul ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Ketika magnet batang digerakkan masuk, terjadi penambahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol (tidak ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet dikeluarkan terjadi pengurangan jumlah garis gaya magnetik yang memtong kumparan (galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).
Jadi, akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan, maka pada kedua ujung kumparan timbul beda potensial atau ggl induksi. Arus listrik yang disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan disebut arus induksi.
Faktor-Faktor yang Menentukan Besar GGL
Besarnya ggl induksi tergantung pada tiga faktor, yaitu ;
1) banyaknya lilitan kumparan
2) kecepatan keluar-masuk magnet dari dan keluar kumparan
3) kuat magnet batang yang digunakan
Alat-Alat yang Bekerja Berdasar Prinsip Induksi Elektromagnetik
1. Generator
Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.
Ada dua jenis generator, yaitu :
a. Generator arus bolak-balik (AC) atau alternator
b. Generator arus searah (DC)
Perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan arus searah hanya terletak pada bentuk cincin luncur yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan. Pada generator arus bolak-balik terdapat dua buah cincin luncur, sedangkan pada generator arus searah terdapat sebuay cincin yang terbelah di tengahnya (cincin belah atau komutator).
Ggl atau arus induksi pada alternator dapat diperbesar dengan empat cara :
1) memakai kumparan dengan lilitan lebih banyak\
2) memakai magnet yang lebih kuat
3) melilit kumparan pada inti besi lunak
4) memutar kumparan lebih cepat
Contoh generator arus bolak-balik :
- dinamo sepeda
- generator AC pembangkit listrik
2. Transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai ke nilai tertentu. Trafo terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak.
Ada dua jenis trafo, yaitu
1) Trafo step up (penaik tegangan)
2) Trafo step down (penurun tegangan
Ketika kutub utara magnet digerakkan memasuki kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke salah satu arah (misalnya ke kanan). Jarum galvanometer segera kembali menunjuk ke nol (tidak menyimpang) ketika magnet tersebut didiamkan sejenak di dalam kumparan. Ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah yang berlawanan (misalnya ke kiri).
Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial ketika magnet batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan.
Beda potensial yang timbul ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Ketika magnet batang digerakkan masuk, terjadi penambahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol (tidak ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet dikeluarkan terjadi pengurangan jumlah garis gaya magnetik yang memtong kumparan (galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).
Jadi, akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan, maka pada kedua ujung kumparan timbul beda potensial atau ggl induksi. Arus listrik yang disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan disebut arus induksi.
Faktor-Faktor yang Menentukan Besar GGL
Besarnya ggl induksi tergantung pada tiga faktor, yaitu ;
1) banyaknya lilitan kumparan
2) kecepatan keluar-masuk magnet dari dan keluar kumparan
3) kuat magnet batang yang digunakan
Alat-Alat yang Bekerja Berdasar Prinsip Induksi Elektromagnetik
1. Generator
Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.
Ada dua jenis generator, yaitu :
a. Generator arus bolak-balik (AC) atau alternator
b. Generator arus searah (DC)
Perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan arus searah hanya terletak pada bentuk cincin luncur yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan. Pada generator arus bolak-balik terdapat dua buah cincin luncur, sedangkan pada generator arus searah terdapat sebuay cincin yang terbelah di tengahnya (cincin belah atau komutator).
Ggl atau arus induksi pada alternator dapat diperbesar dengan empat cara :
1) memakai kumparan dengan lilitan lebih banyak\
2) memakai magnet yang lebih kuat
3) melilit kumparan pada inti besi lunak
4) memutar kumparan lebih cepat
Contoh generator arus bolak-balik :
- dinamo sepeda
- generator AC pembangkit listrik
2. Transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai ke nilai tertentu. Trafo terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak.
Ada dua jenis trafo, yaitu
1) Trafo step up (penaik tegangan)
2) Trafo step down (penurun tegangan
Langganan:
Postingan (Atom)