e-learning fisika terapan

8/19/2019 E-learning Fisika Terapan

1/60

E-Learning

FISIKA TERAPAN

OLEH

Ir. Arizal Aswan, M.T.

Ir. Syahrul Een!i, M.T.

"#R#SAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NE$ERI SRI%I"A&A

'()*


2/60

+ESARAN AN SAT#AN

M!el, Teri, Huu/ !an Prinsi0

Tahukah anda apa yang dimaksudkan dengan model, teori dan hukum ? Ketikamempelajari fisika, kita selalu menggunakan istilah-istilah ini. Kata “model” yang

digunakan dalam fisika berbeda pengertiannya dengan kata “model” yang digunakan

dalam kehidupan sehari-hari, seperti “model iklan” atau “foto model”. Mungkin hingga

saat ini anda juga masih kebingungan atau bahkan tidak mengetahui pengertian model,teori dan hukum dari sudut pandang ilmu fisika. Oleh karena itu pada kesempatan ini

uruMuda ingin membantu anda untuk lebih memahami makna beberapa istilah tersebut.

M!el

Ketika fisika!an ingin memahami suatu fenomena tertentu, mereka selalu menggunakanmodel . "alam fisika, model adalah suatu analogi alias perbandingan mengenai suatu hal

dengan sesuatu yang sudah kita ketahui dalam kehidupan sehari-hari. #elain itu, model

juga merupakan sebuah bentuk sederhana dari suatu sistem yang sulit untuk dianalisisse$ara keseluruhan. %ara fisika!an selalu menggunakan perbandingan mengenai suatu

hal atau fenomena yang rumit tersebut dengan sesuatu yang kita kenal dalam kehidupan

sehari-hari.

Misalnya model gelombang cahaya. "alam kenyataannya $ahaya bersifat sebagaigelombang dan hal ini telah dibuktikan melalui eksperimen di laboratorium. &alaupun

demikian, $ahaya yang kita lihat langsung dengan mata tidak menunjukkan bentuk

sebagai gelombang. 'ntuk mengatasi hal ini, para fisika!an menggunakan analogi alias perbandingan gelombang $ahaya dengan gelombang air, karena kita sudah mengetahuidan sering melihat gelombang air. (adi kita bisa membayangkan bah!a $ahaya seolah-

olah terbuat dari gelombang-gelombang, karena dalam berbagai eksperimen di

laboratorium para fisika!an mengamati bah!a $ahaya juga berprilaku sebagaigelombang.

#elain $ontoh model gelombang $ahaya, ada juga $ontoh lain yaitu model partikel .

Misalnya kita menganalisis bola yang melakukan gerak parabola di udara. "alam

kenyataannya, bola tersebut tidak benar-benar bulat, tetapi ada lapisan-lapisan di kulitnya(anda dapat mengamati bola sepak). Ketika bergerak di udara, gerakan bola tersebut

dihambat oleh gesekan udara dan dipengaruhi oleh tiupan angin. )erat bola juga selalu berubah-ubah, sesuai dengan ketinggiannya dari permukaan bumi dan bumi juga sedang berotasi. *pabila kita memasukan semua hal itu dalam perhitungan maka akan menjadi

persoalan yang sangat rumit. Oleh karena itu kita menganggap bola sebagai obyek atau

partikel, di mana gerakannya seolah-olah dalam ruang hampa +gesekan udara diabaikan, beratnya dianggap tetap alias tidak berubah, dan rotasi bumi juga kita abaikan. #ekarang

kita dengan mudah menganalisis gerakan bola menggunakan model ini. &alaupun

banyak hal diabaikan dalam model di atas, tidak berarti kita juga mengabaikan semua hal

http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/alexander-san/http://www.gurumuda.com/pengertian-dan-jenis-jenis-gelombang/http://www.gurumuda.com/gerak-parabola/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/http://www.gurumuda.com/alexander-san/http://www.gurumuda.com/pengertian-dan-jenis-jenis-gelombang/http://www.gurumuda.com/gerak-parabola/


3/60

yang mempengaruhi gerakan bola. "alam menganalisis gerak parabola yang dilaukan

bola, kita tidak bisa mengabaikan graitasi yang membuat gerakan bola berbentuk

parabola. jadi intinya, model yang kita pilih harus difokuskan aspek penting yang inginkita analisis. Model yang baru dijelaskan se$ara panjang lebar ini dikenal dengan julukan

model ideal. Tujuan adanya model adalah memberikan kita gambaran atau pendekatan.

Teri

Makhluk apakah teori itu ? jika anda pernah mendengar nama eyang instein maka andamungkin mengetahui salah satu teorinya yang luar biasa, yakni teori relatiitas khusus.

Mengapa disebut teori, bukan model ? apakah perbedaan antara teori dengan model ?

Model relatif lebih sederhana dan mempunyai kesamaaan struktur dengan fenomena yang

dipelajari, sedangkan teori lebih luas, lebih mendetail dan memberikan ramalan yangdapat diuji dan sering hasil pengujian memiliki ketepatan yang tinggi. Terkadang karena

sebuah model dikembangkan dan mempunyai $akupan fenomena yang lebih luas maka

dapat disebut sebagai teori. /ontohnya dalah teori gelombang $ahaya dan teori atom.

Huu/

)agaimanakah dengan hukum, misalnya 0ukum 1 2e!ton ?

0ukum merupakan pernyataan yang singkat tapi bersifat umum dalam menjelaskan

perilaku alam. Terkadang pernyataan itu membentuk suatu persamaan atau hubungan,

misalnya 0ukum 11 2e!ton. #uatu pernyataan disebut hukum jika se$ara eksperimental berlaku se$ara luas. 0ukum-hukum ilmiah bersifat deskriptif3 menjelsakan bagaimana

alam berprilaku, tidak menjelsakan bagaimana alam harus berprilaku. )erbeda dengan

hukum politik yang preskriptif , di mana menjelaskan bagaimana manusia harus beprilaku. #uatu pernyataan disebut hukum jika aliditasnya telah teruji se$ara luas.&alaupun demikian, jika terdapat informasi-informasi baru yang mun$ul maka hukum-

hukum tertentu harus disesuaikan, bahkan harus dilenyapkan.

Prinsi0

(ika hukum mempunyai $akupan yang luas, maka prinsip mempunyai $akupan yangterbatas, misalnya prinsip *r$himedes atau prinsip %as$al. %rinsip dan hukum memiliki

kemiripan, hanya pernyataan sebuah prinsip kurang umum, sedangkan pernyataan yang

dikategorikan ke dalam hukum memiliki $akupan yang luas.

+agai/ana 1ela2ar 1esaran 0 !an 1esaran 3urunan se4ara ee3i !an eisien 5

http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/http://www.gurumuda.com/bagaimana-belajar-besaran-pokok-dan-besaran-turunan-secara-efektif-dan-efisien/http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/http://www.gurumuda.com/bagaimana-belajar-besaran-pokok-dan-besaran-turunan-secara-efektif-dan-efisien/


4/60

olong dong paak… minta tabel besaran turunan,sekalian sama Rumus4 saya terharu

memba$a komentar dari4 dari sp ya4 hiks54 +masih kelas 6. #aya tidak tahu, apakah

adik saya ini mengerti akan apa yang dilakukannya atau tidak4 jangan-jangan $umahafal saja nantinya ?

#aya punya tips bagaimana belajar besaran pokok dan besaran turunan se$ara efektif. "idalam fisika, terdapat 7 besaran pokok yakni %anjang, Massa, &aktu, #uhu, Kuat *rus,

(umlah molekul, 1ntensitas /ahaya. "isebut besaran pokok karena satuannya telahditetapkan terlebih dahulu4

)esaran turunan ? selain ke tujuh besaran pokok di atas, semua besaran fisika lainnya

termasuk besaran turunan. Besaran turunan amat sangat buanyak sekali… #elengkapnyaakan kita pelajari dalam pokok bahasan tersebut4 #ingkat, padat dan jelas4

&akakakak.. gurumuda balu bangun tidur.

N3asi Il/iah

%engukuran dalam fisika terbentang mulai dari ukuran partikel yang sangat ke$il, seperti

massa elektron, sampai dengan ukuran yang sangat besar, seperti massa bumi. %enulisanhasil pengukuran benda sangat besar, misalnya massa bumi kira-kira 8.999.999.999

999.999.999.999.999 kg atau hasil pengukuran partikel sangat ke$il, misalnya massa

sebuah elektron kira-kira 9,999.999.999.999.999.999.999.999.999.999.:;; kgmemerlukan tempat yang lebar dan sering salah dalam penulisannya. 'ntuk mengatasi

masalah tersebut, kita dapat menggunakan notasi ilmiah atau notasi baku.

"alam notasi ilmiah, hasil pengukuran dinyatakan sebagai < a, . . . . = ;9ndi mana <

a adalah bilangan asli mulai dari ; > : +angka penting

n disebut eksponen dan merupakan bilangan bulat dalam persamaan tersebut,

;9n disebut orde besar

/ontoh <

Massa bumi @,:A =;95B

Massa elektron :,; = ;9-C;

9,99999BC@ B,C@ = ;9-8

CB@999999 C,B@D;9

A

Anga Pen3ing

Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari

angka-angka penting yang sudah pasti +terba$a pada alat ukur dan satu angka terakhir

yang ditafsir atau diragukan.

http://www.gurumuda.com/pengukuranhttp://www.gurumuda.com/pengukuran/http://www.gurumuda.com/angka-penting/http://www.gurumuda.com/pengukuranhttp://www.gurumuda.com/pengukuranhttp://www.gurumuda.com/pengukuran/http://www.gurumuda.com/angka-penting/http://www.gurumuda.com/pengukuran


5/60

)ila kita mengukur panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas

ketelitian 0,5 mm dan melaporkan hasilnya dalam B angka penting, yaitu ;;B,@ mm. (ika

panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong + jangka sorong mempunyai batasketelitian 0, mm maka hasilnya dilaporkan dalam @ angka penting, misalnya ;;B,B9

mm, dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (!ikrometer sekrup mempunyai batas

ketelitian 0,0 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 8 angka penting, misalnya ;;C,C:9mm. 1ni menunjukkan bah!a banyak angka penting yang dilaporkan sebagai hasil

pengukuran men$erminkan ketelitian suatu pengukuran. Makin banyak angka penting

yang dapat dilaporkan, makin teliti pengukuran tersebut. Tentu saja pengukuran panjangdengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar.

%ada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung

B angka penting < ;;B,@ mm. Tiga angka pertama, yaitu< ;, ;, dan B adalah angka

eksakEpasti karena dapat diba$a pada skala, sedangkan satu angka terakhir, yaitu @ adalahangka taksiran karena angka ini tidak bisa diba$a pada skala, tetapi hanya ditaksir.

Ke3en3uan Anga Pen3ing <

;. #emua angka bukan nol merupakan angka penting.

5. *ngka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting.

/ontoh < 5,9987 memiliki lima angka penting.C. #emua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan

merupakan angka penting. /ontoh < 9,995B memiliki dua angka penting, yakni 5

dan BB. #emua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang

ditulis di belakang koma desimal merupakan angka penting. /ontoh < 9,99C599

memiliki empat angka penting, yaitu C, 5 dan dua angka nol setelah angka C5.

@. #emua angka sebelum orde +%ada notasi ilmiah termasuk angka penting./ontoh < C,5 = ;9@ memiliki dua angka penting, yakni C dan 5. B,@9 = ;9C

memiliki tiga angka penting, yakni B, @ dan 9

Ke3en3uan 0eralian !an 0e/1agian anga 0en3ing 6

0asil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angkadengan jumlah angka penting paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau

pembagian tersebut4

Ke3en3uan 0en2u/lahan !an 0engurangan anga 0en3ing 6

"alam penjumlahan atau pengurangan, hasilnya tidak boleh lebih akurat dari angka yang paling tidak akurat.

Penguuran

http://www.gurumuda.com/pengukuran/http://www.gurumuda.com/notasi-ilmiah/http://www.gurumuda.com/pengukuran/http://www.gurumuda.com/notasi-ilmiah/


6/60

'ntuk men$apai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan

pengamatan yang disertai dengan pengukuran. %engamatan suatu gejala se$ara umum

tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran. Ford Kelin,seorang ahli fisika berkata, bila kita dapat mengukur yang sedang kita bi$arakan dan

menyatakannya dengan angka-angka, berarti kita mengetahui apa yang sedang kita

bi$arakan itu.

*pa yang *nda lakukan se!aktu melakukan pengukuran? Misalnya anda mengukur panjang meja belajar dengan menggunakan jengkal, dan mendapatkan bah!a panjang

meja adalah 7 jengkal. "alam pengukuran di atas *nda telah mengambil jengkal sebagai

satuan panjang. Kenyataan dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melakukan pengukuran terhadap besaran tertentu menggunakan alat ukur yang telah ditetapkan.

Misalnya, kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang. "engukuran sebenarnya

merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.

ALAT #K#R +ESARAN

*lat 'kur )esaran %okok

)esaran %okok *lat 'kur

%anjang Mistar, (angka sorong, mikrometer sekrup

Massa 2era$a +timbangan

&aktu #top &at$h

#uhu Termometer

Kuat *rus *mperemete

(umlah molekul Tidak diukur se$ara langsung G

1ntensitas /ahaya Fight meter

G #umlah $at tidak diukur se%ara langsung seperti anda mengukur panjang denganmistar. &ntuk mengetahui jumlah $at, terlebih dahulu diukur massa $at tersebut.

selengkapnya dapat anda pelajari pada bidang studi 'imia.

Mistar < untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 9,@ mm.

(angka sorong < untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 9,;

mm.

http://www.gurumuda.com/termometer-dan-skala-suhu/http://www.gurumuda.com/termometer-dan-skala-suhu/


7/60

Mikrometer < untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 9,9;mm.

2era$a < untuk mengukur massa suatu benda.

#top &at$h < untuk mengukur !aktu mempunyai batas ketelitian 9,9; detik.

Termometer < untuk mengukur suhu.


8/60

*mperemeter < untuk mengukur kuat arus listrik +multimeter

Ala3 #ur +esaran Turunan

#peedometer < untuk mengukur kelajuan

"inamometer < untuk mengukur besarnya gaya.


9/60

0igrometer < untuk mengukur kelembaban udara.

Ohm meter < untuk mengukur tahanan + hambatan listrik

Holt meter < untuk mengukur tegangan listrik.

hm meter dan oltmeter dan amperemeter biasa menggunakan multimeter.

)arometer < untuk mengukur tekanan udara luar.


10/60

0idrometer < untuk mengukur berat jenis larutan.

Manometer < untuk mengukur tekanan udara tertutup.

Kalorimeter < untuk mengukur besarnya kalor jenis Iat.

http://www.gurumuda.com/massa-jenis-dan-berat-jenis/http://www.gurumuda.com/massa-jenis-dan-berat-jenis/http://www.gurumuda.com/kalor-kalor-jenis-kapasitas-kalor/http://www.gurumuda.com/kalor-kalor-jenis-kapasitas-kalor/http://www.gurumuda.com/massa-jenis-dan-berat-jenis/http://www.gurumuda.com/kalor-kalor-jenis-kapasitas-kalor/


11/60

Is3ilah !ala/ Penguuran

'etelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang

diukur terhadap nilai benar =9.

'epekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumenEalat ukur

'etepatan (akurasi) adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama. "engan memberikan suatu nilai tertentu pada besaran fisis,

ketepatan merupakan suatu ukuran yang menunjukkan perbedaan hasil-hasil pengukuran

pada pengukuran berulang.

AK#RASI 7 KETELITIAN HASIL PEN$#K#RAN

%engukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika, !alaupun demikian tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. *da ketidakpastian yang berhubungan dengan

setiap pengukuran. Ketidakpastian mun$ul dari sumber yang berbeda. "i antara yang paling penting, selain kesalahan, adalah keterbatasan ketepatan setiap alat pengukur danketidakmampuan memba$a sebuah alat ukur di luar batas bagian terke$il yang

ditunjukkan. Misalnya anda memakai sebuah penggaris $entimeter untuk mengukur lebar

sebuah papan, hasilnya dapat dipastikan akurat sampai 9,; $m, yaitu bagian terke$il pada penggaris tersebut. *lasannya, adalah sulit untuk memastikan suatu nilai di antara garis

pembagi terke$il tersebut, dan penggaris itu sendiri mungkin tidak dibuat atau dikalibrasi

sampai ketepatan yang lebih baik dari ini.


12/60

#eringkali, ketidakpastian pada suatu nilai terukur tidak dinyatakan se$ara eksplisit. %adakasus seperti ini, ketidakpastian biasanya dianggap sebesar satu atau dua satuan +atau

bahkan tiga dari angka terakhir yang diberikan. #ebagai $ontoh, jika panjang sebuah

benda dinyatakan sebagai @,5 $m, ketidakpastian dianggap sebesar 9,; $m +atau mungkin9,5 $m. "alam hal ini, penting untuk tidak menulis @,59 $m, karena hal itu menyatakan

ketidakpastian sebesar 9,9; $m3 dianggap bah!a panjang benda tersebut mungkin antara@,;: dan @,5; $m, sementara sebenarnya anda menyangka nilainya antara @,; dan @,C $m.

Ke3i!a0as3ian Mu3la !an Rela3i

i/ensi +esaran

"imensi besaran di!akili dengan simbol, misalnya ! , *, + yang me!akili massa +mass,

panjang +length dan !aktu +time. *da dua ma$am dimensi yaitu "imensi %rimer dan

"imensi #ekunder. i/ensi Pri/er meliputi M +untuk satuan massa, F +untuk satuan panjang dan T +untuk satuan !aktu. i/ensi Seun!er adalah dimensi dari semua

)esaran Turunan yang dinyatakan dalam "imensi %rimer. /ontoh < "imensi aya < M F

T-5 atau dimensi %er$epatan < F T-5.

atatan -

http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/


13/60

emua besaran fisis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok

(/imensi "rimer) yaitu panjang, massa dan aktu. ebagaimana terdapat atuan

Besaran +urunan yang diturunkan dari atuan Besaran "okok, demikian juga terdapat Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder yang diturunkan dari /imensi "rimer.

)erikut adalah tabel yang menunjukkan dimensi dan satuan tujuh besaran dasar dalamsistem #1.

Manfaat "imensi dalam Jisika antara lain < +; dapat digunakan untuk membuktikan dua

besaran sama atau tidak. "ua besaran sama jika keduanya memiliki dimensi yang sama

atau keduanya termasuk besaran ektor atau skalar, +5 dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benar, +C dapat digunakan untuk

menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan besaran fisis tersebut

dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui.

#atuan dan dimensi suatu ariabel fisika adalah dua hal berbeda. #atuan besaran fisis

didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan standar tertentu +$ontohnya,

besaran panjang dapat memiliki satuan meter, kaki, in$i, mil, atau mikrometer, namun

dimensi besaran panjang hanya satu, yaitu *. "ua satuan yang berbeda dapatdikonersikan satu sama lain +$ontohnya< ; m C:,C7 in3 angka C:,C7 ini disebut sebagai

faktor konersi, sementara tidak ada faktor konersi antarlambang dimensi.

*2*F1#1# "1M2#1

*nalisis dimensi adalah $ara yang sering dipakai dalam fisika, kimia dan teknik untuk memahami keadaan fisis yang melibatkan besaran yang berbeda-beda. *nalisis dimensi

selalu digunakan untuk memeriksa ketepatan penurunan persamaan. Misalnya, jika suatu

besaran fisis memiliki satuan massa dibagi satuan olume namun persamaan hasil penurunan hanya memuat satuan massa, persamaan tersebut tidak tepat. 0anya besaran-

besaran berdimensi sama yang dapat saling ditambahkan, dikurangkan atau disamakan.

(ika besaran-besaran berbeda dimensi terdapat di dalam persamaan dan satu sama lain

dibatasi tanda “” atau “-” atau “”, persamaan tersebut harus dikoreksi terlebih dahulusebelum digunakan. (ika besaran-besaran berdimensi sama maupun berbeda dikalikan

atau dibagi, dimensi besaran-besaran tersebut juga terkalikan atau terbagi. (ika besaran

berdimensi dipangkatkan, dimensi besaran tersebut juga dipangkatkan.

http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/


14/60

#eringkali kita dapat menentukan bah!a suatu rumus salah hanya dengan melihat

dimensi atau satuan dari kedua ruas persamaan. #ebagai $ontoh, ketika kita menggunakan

rumus * 5. "hi.r untuk menghitung luas. "engan melihat dimensi kedua ruas persamaan,yaitu L* F5 dan L5.phi.r F kita dengan $epat dapat menyatakan bah!a rumus

tersebut salah karena dimensi kedua ruasnya tidak sama. Tetapi perlu diingat, jika kedua

ruas memiliki dimensi yang sama, itu tidak berarti bah!a rumus tersebut benar. 0al inidisebabkan pada rumus tersebut mungkin terdapat suatu angka atau konstanta yang tidak

memiliki dimensi, misalnya k ;E5 m 5 , di mana ;E5 tidak bisa diperoleh dari analisis

dimensi.

*nda harus ingat karena dalam suatu persamaan mungkin mun$ul angka tanpa dimensi,maka angka tersebut di!akili dengan suatu konstanta tanpa dimensi, misalnya konstanta

k.

Kn8ersi Sa3uan

'onersi 1 !engubah

)esaran apapun yang kita ukur, seperti panjang, massa atau ke$epatan, terdiri dari angka

dan satuan. #ering kita diberikan besaran dalam satuan tertentu dan kita kita ingin

menyatakannya dalam satuan lain. Misalnya kita mengetahui jarak dua kota dalam satuankilometer dan kita ingin mengetahui berapa jaraknya dalam satuan meter. "emikian pula

dengan massa benda. Misalnya kita mengukur berat badan kita dalam satuan kg dan kita

ingin mengetahui berat badan kita dalam satuan ons atau pon. 'ntuk itu kita harus

mengkonersi satuan tersebut. Konersi berarti mengubah. 'ntuk mengkonersi satuan,terlebih dahulu harus diketahui beberapa hal yang penting, antara lain a!alan-a!alan

metrik yang digunakan dalam satuan dan faktor konersi.

*!alan-a!alan satuan yang sering digunakan dapat anda lihat pada tabel berikut ini.


15/60

Kn8ersi Sa3uan SI

Kelebihan sistem #atuan 1nternasional +#1 adalah kemudahan dalam pemakaiannya

karena menggunakan sistem desimal +kelipatan ;9 dan hanya ada satu satuan pokok

untuk setiap besaran dengan penambahan a!alan untuk satuan yang lebih besar atau lebihke$il. Misalnya, ; $entimeter 9,9; meter atau ; kilogram sama dengan ;999 gram.

'ntuk kemudahan mengubah suatu satuan ke satuan lain dapat dilakukan dengan

menggunakan bantuan tangga konersi seperti yang terlihat pada gambar di ba!ah ini.

http://www.gurumuda.com/konversi-satuan/http://www.gurumuda.com/konversi-satuan/


16/60

/ara mengkonersi satuan-satuan #1 dengan tangga konersi <

"ertama, Fetakkan satuan asal yang akan dikonersi dan satuan baru yang akan di$ari

pada tangga sesuai dengan urutan tangga konersi

'edua, 0itung jumlah langka yang harus ditempuh dari satuan asal ke satuan baru

a. (ika satuan baru berada di ba!ah satuan asal + menuruni tangga , maka <

• #etiap turun satu tangga, bilangan asal dikali ;9

• #etiap turun dua tangga, bilangan asal dikali ;9

• #etiap turun tiga tangga, bilangan asal dikali ;999, dan seterusnya


17/60

b. (ika satuan baru berada di atas satuan asal + menaiki tangga , maka <

• #etiap naik satu tangga, bilangan asal dibagi ;9

• #etiap naik dua tangga, bilangan asal dibagi ;99

• #etiap naik tiga tangga, bilangan asal dibagi ;999, dan seterusnya

Contoh soal :

&bahlah satuan berikut ini -

;9 km 4. $m ?

"erhatikan +angga 'onersi atuan "anjang.

"ari km +kilometer ke $m +$entimeter, kita menuruni @ anak tangga. "engan demikian

kita mengalikannya dengan ;99.999 +@ nol. (adi ;9 km ;9 = ;99999 ;999.999 $m

7999 m 4.. km ?

"erhatikan +angga 'onersi atuan "anjang.

"ari m +meter ke km +kilometer, kita menaiki C anak tangga. "engan demikian kita

membaginya dengan ;999 +C nol. (adi 7999 km 7999 < ;999 7 km

C99 gr 4.. kg ?

"erhatikan +angga 'onersi atuan massa.

"ari gr +gram ke kg +kilogram, kita menaiki C anak tangga. "engan demikian kita

membaginya dengan ;999 +C nol. (adi C99 gr C99 < ;999 9,C kg

@ kg 4. mg ?

"erhatikan +angga 'onersi atuan massa.

"ari kg +kilogram ke mg +miligram, kita menuruni 8 anak tangga. "engan demikiankita mengalikannya dengan ;.999.999 +8 nol. (adi @ kg @ = ;999.999 @.999.999 kg

FAKTOR KON9ERSI

#elain mengkonersi satuan dalam sistem internasional, kita juga harus mengetahui

konersi satuan dalam sistem yang berbeda, antara lain dari satuan #istem 1nternasional

ke #istem )ritish atau sebaliknya. #ebagai $ontoh, kita mengukur panjang sebuah mejadalam satuan in$hi dan kita ingin menyatakannya dalam $entimeter. 'ntuk itu kita perlu

mengetahui faktor konersi. Jaktor konersi dapat anda lihat pada tabel di ba!ah ini.


18/60

Contoh Soal :

&bahlah satuan panjang berikut ini <

;@ in$hi 4.. m ?

"erhatikan 2aktor 'onersi "anjang.

; in$hi 5,@B $m. N> ; $m 9,9; m +lihat tangga konersi panjang

(adi, ;@ in$hi ;@ = 5,@B $m CA,; $m NN CA,; $m CA,; = 9,9; m 9,CA; meter.


19/60

;99 mil 4. $m ?


; mil ;,8; km. N> ; km ;99.999 $m +lihat tangga konersi panjang

(adi, ;99 mil ;99 = ;,8; km ;8; km N- ;8; km ;8; = ;99.999 $m

;8.;99.999 $m.

;99 km 4. mil ?


; km 9,85; mil.

(adi, ;99 km ;99 = 9,85; mil 85,; mil.

Ubahlah satuan Kelajuan berikut ini :

+/atatan < Knot merupakan satuan kelajuan yang biasa digunakan Kapal Faut

@9 Knot 4. kmEjam ?


; knot ;,;@; milEjam N> ; milEjam 4. KmEjam ?

; mil ;,8; km +lihat 2aktor 'onersi "anjang

(adi, ; milEjam ;,8; kmEjam

@9 Knot @9 = ;,8; kmEjam A9,@ kmEjam.

Sa3uan +esaran Fisis

'ntuk men$apai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan

pengamatan yang disertai dengan pengukuran. %engamatan suatu gejala se$ara umumtidak lengkap apabila tidak disertai data kuantitatif yang didapat dari hasil pengukuran.

Ford Kelin, seorang ahli fisika berkata, bila kita dapat mengukur yang sedang kita bi$arakan dan menyatakannya dengan angka-angka, berarti kita mengetahui apa yang

sedang kita bi$arakan itu.

*pa yang *nda lakukan se!aktu melakukan pengukuran? Misalnya anda mengukur

panjang meja belajar dengan menggunakan jengkal, dan mendapatkan bah!a panjang


20/60

meja adalah 8 jengkal. (adi, mengukur adalah membandingkan sesuatu yang diukur

dengan sesuatu lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. "alam pengukuran di

atas *nda telah mengambil jengkal sebagai satuan panjang.

#ebelum adanya standar internasional, hampir tiap negara menetapkan sistem satuannya

sendiri. %enggunaan berma$am-ma$am satuan untuk suatu besaran ini menimbulkankesukaran. Kesukaran pertama adalah diperlukannya berma$am-ma$am alat ukur yang

sesuai dengan satuan yang digunakan. Kesukaran kedua adalah kerumitan konersi darisatu satuan ke satuan lainnya, misalnya dari jengkal ke kaki. 1ni disebabkan tidak adanya

keteraturan yang mengatur konersi satuan-satuan tersebut.

*kibat kesukaran yang ditimbulkan oleh penggunaan sistem satuan yang berbeda makamun$ul gagasan untuk menggunakan hanya satu jenis satuan saja untuk besaran-besaran

dalam ilmu pengetahuan alam dan teknologi. #uatu perjanjian internasional telah

menetapkan satuan sistem internasional +1nternasional #ystem of 'nits disingkat satuan

#1. #atuan #1 ini diambil dari sistem metrik yang telah digunakan di %eran$is. #elain

#istem 1nternasional +#1, terdapat juga #istem #atuan )ritania +)ritish #ystem yang juga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

SISTEM INTERNASIONAL :SI;

#atuan pengukuran dalam #istem 1nternasional +#1, dibedakan atas statis dan dinamis.#istem dinamis terdiri dari dua jenis yaitu sistem satuan dinamis besar dan dinamis ke$il.

#istem dinamis besar biasa disebut “MK#” atau “sistem praktis” atau “sistem iorgie”,

sedangkan sistem dinamis ke$il biasa kita sebut “/#” atau “sistem auss”.

Sa3uan +esaran P :Sis3e/ In3ernasinal7SI;

Karena hanya ada tujuh besaran pokok maka hanya terdapat tujuh satuan pokok yangdapat anda dilihat pada tabel di ba!ah ini <

)esaran %okok Fambang #atuan MK# dan

#ingkatan

#atuan /# dan #ingkatan

%anjang l +length Meter +m /entimeter +$m

massa m +mass Kilogram +Kg ram +gr

&aktu t +time "etik E #ekon +s #ekon +s

#uhu T +Temperature Kelin +KKuat *rus 1 *mpere +*

(umlah Molekul Mole +Mol

1ntensitas /ahaya /andela +/d

Pene3a0an Sa3uan 7 einisi Sa3uan


21/60

%enetapan satuan #1 dilakukan oleh /%M, yaitu suatu badan yang bernaung di ba!ah

organisasi 1nternasional Timbangan dan 'kuran +O1%M-Organisation 1nternationale des

%oids et Measures . Tugas badan ini adalah mengadakan konferensi sedikitnya satu kalidalam enam tahun dan mengesahkan ketentuan baru dalam bidang metrologi dasar.

;. Meter

"efinisi lama < #atu meter adalah ;[email protected],7C kali panjang gelombang $ahaya merah

jingga yang dipan$arkan isotop krypton A8.

"efinisi baru +yang digunakan saat ini < satu meter adalah jarak yang ditempuh $ahaya+dalam akum dalam selang !aktu ;E5:: 7:5 B@A sekon

5. Kilogram

#atu kilogram +Kg adalah massa sebuah kilogram standar +silinder platina iridium yang

aslinya disimpan di lembaga Timbangan dan 'kuran 1nternasional +/%M ke-;, ;A:: di#eres, %eran$is. (gambar kilogram standar)

C. #ekon E "etik

#atu sekon +s adalah selang !aktu yang diperlukan oleh atom sesium-;CC untuk

melakukan getaran sebanyak : ;:5 8C; 779 kali dalam transisi antara dua tingkat energi

di tingkat energi dasarnya +/%M ke-;C3 ;:87

B. Kelin

#atu Kelin +K adalah ;E57C,;8 kali suhu termodinamika titik tripel air +/%M ke-;C,;:87. "engan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah 57C,;8 K. Titik tripel

air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan uap jenuhnya.

@. *mpere

#atu *mpere +* adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah ka!at yang

sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah ; meter dalam akum, menghasilkan gaya 5 6 ;9-7 ne!ton pada setiap meter

ka!at.

8. /andela

#atu /andela +/d adalah intensitas $ahaya suatu sumber $ahaya yang meman$arkan

radiasi monokromatik pada frekuensi @B9 6 ;9;5 hertI dengan intensitas radiasi sebesar ;E8AC !att per steradian dalam arah tersebut +/%M ke-;8, ;:7:

7. Mol

http://www.gurumuda.com/pengertian-dan-jenis-jenis-gelombang/http://www.gurumuda.com/getaran-gerak-harmonik/http://www.gurumuda.com/pengertian-dan-jenis-jenis-gelombang/http://www.gurumuda.com/getaran-gerak-harmonik/


22/60

#atu mol Iat terdiri atas 8,95@ = ;95C buah partikel. + 8,95@ = ;95C disebut dengan bilangan

aogadro .

Sa3uan +esaran Turunan :Sis3e/ In3ernasinal7SI;

/ontoh satuan-satuan besaran turunan dapat anda lihat pada tabel di ba!ah ini.%enjelasan mengenai bagaimana memperoleh satuan )esaran Turunan akan dipelajari

pada pembahasan tentang "imensi )esaran.

+esaran 0 !an +esaran Turunan

)esaran merupakan segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka,misalnya panjang, massa, !aktu, luas, berat, olume, ke$epatan, dll. &arna, indah,

$antik, bukan merupakan besaran karena tidak dapat diukur dan dinyatakan denganangka. )esaran dibagi menjadi dua yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

+ESARAN POKOK

)esaran %okok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak

diturunkan dari besaran lain. *da tujuh besaran pokok dalam sistem #atuan 1nternasional

yaitu "anjang, !assa, 3aktu, uhu, 'uat Arus, #umlah molekul, 4ntensitas ahaya.

%anjang adalah dimensi suatu benda yang menyatakan jarak antar ujung. %anjang dapatdibagi menjadi tinggi, yaitu jarak ertikal, serta lebar, yaitu jarak dari satu sisi ke sisi

yang lain, diukur pada sudut tegak lurus terhadap panjang benda. "alam ilmu fisika dan

teknik, kata “panjang” biasanya digunakan se$ara sinonim dengan “jarak”, dengan simbol“l” atau “F” +singkatan dari bahasa 1nggris length.


23/60

Massa adalah sifat fisika dari suatu benda, yang se$ara umum dapat digunakan untuk

mengukur banyaknya materi yang terdapat dalam suatu benda. Massa merupakan konsep

utama dalam mekanika klasik dan subyek lain yang berhubungan.

&aktu menurut Kamus )esar )ahasa 1ndonesia +;::7 adalah seluruh rangkaian saat

ketika proses, perbuatan atau keadaan berada atau berlangsung. "alam hal ini, skala!aktu merupakan interal antara dua buah keadaanEkejadian, atau bisa merupakan lama

berlangsungnya suatu kejadian. Tiap masyarakat memilki pandangan yang relatif berbedatentang !aktu yang mereka jalani. #ebagai $ontoh< masyarakat )arat melihat !aktu

sebagai sebuah garis lurus +linier. Konsep garis lurus tentang !aktu diikuti dengan

terbentuknya konsep tentang urutan kejadian. "engan kata lain sejarah manusia dilihatsebagai sebuah proses perjalanan dalam sebuah garis !aktu sejak Iaman dulu, Iaman

sekarang dan Iaman yang akan datang. )erbeda dengan masyarakat )arat, masysrakat

0indu melihat !aktu sebagai sebuah siklus yang terus berulang tanpa akhir.

#uhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda,

semakin panas benda tersebut. #e$ara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yangdimiliki oleh suatu benda. #etiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik

itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makintingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.

*rus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan !aktu. Muatan

listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. %ada Iaman dulu, *rus

konensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bah!a arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang

sebaliknya.

(umlah molekul

1ntensitas /ahaya

+ESARAN T#R#NAN

)esaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau

besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok. /ontoh besaran turunan

adalah Berat, *uas, olume, 'e%epatan, "er%epatan, !assa #enis, Berat jenis, 6aya,

&saha, /aya, +ekanan, 7nergi 'inetik , 7nergi "otensial , !omentum, 4mpuls, !omeninersia, dll . "alam fisika, selain tujuh besaran pokok yang disebutkan di atas, lainnya

merupakan besaran turunan. )esaran Turunan selengkapnya akan dipelajari pada masing-masing pokok bahasan dalam pelajaran fisika.

'ntuk lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan beberapa besaranturunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok berikut ini.

Fuas panjang = lebar

http://www.gurumuda.com/getaran-gerak-harmonik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/http://www.gurumuda.com/getaran-gerak-harmonik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/http://www.gurumuda.com/energi-potensial-dan-energi-kinetik/


24/60

besaran panjang = besaran panjang

m = m

m5

Holume panjang = lebar = tinggi

besaran panjang = besaran panjang = besaran %anjang

m = m = m

mC

Ke$epatan jarak E !aktu

besaran panjang E besaran !aktu

m E s


25/60

KALOR AN PERPINAHAN KALOR

A. Kalr Se1agai +en3u Energi

Kalor adalah suatu jenis energy yang dapat menimbulkan perubahan suhu pada suatu

benda.

#e$ara alami kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda bersuhu

rendah, sehingga terjadi per$ampuran suhu dari kedua bendaitu.

/ontoh<

;. ; kg air yang sedang mendidih suhunya ;999/ di$ampur dengan ;kg air yang bersuhu

@99/, maka suhunya menjadi?

"ik< t; ;999/

t5 @99/

karena massanya sama +masing > masing ; kg maka berlaku<

t$ampuran ��2+��

1

2

100

+50

2

7@9/

5. 'ntuk menghasilkan air yang bersuhu 899/ maka ;99 gram air yang bersuhu C9

9/

harus di$ampur dengan ;99 gram air yang bersuhu4.

"ik< ta 899/

t; C99/

karena massa air sam amaka berlaku<��2+��1

ta 2

t5 5 = ta > t;

5 = 899/ - C9

9/

;599/ - C9

9/

:99/

#atuan kalor<

a. "alam satuan internasional +#1

(oule b. 'mum kalori

Kesetaraan satuan kalori< ; kalori B,5 joule

; joule 9,5B kalori

Kalor yang dilepaskan kalor yang diterima

%endapat (oseph )la$k yang disebut *Ias

)la$k<

%engaruh kalor terhadap suatu benda akan menimbulkan perubahan suhu

dan perubahan bentuk atau !ujudnya.


26/60

Kalor dapat mengubah suhu benda.

- #emakin lama pemanasan, air semakin tinggi suhunya.

- #emakin besar kenaikan suhu benda, semakin banyak kalor yang diperlukan.

- )anyaknya kalor yang diberikan kepada benda sebanding dengan perubahan

suhu benda itu.

0ubungan kalor dengan massa benda.

- &aktu yang diperlukan untuk men$apai suhu yang sama pada air @9 ml

lebih $epat dari pada air ;99 ml.

- #emakin besar massa benda, semakin besar kalor yang diperlukan

untuk menaikan suhu yang sama.

- Kalor yang diperlukan +11 lebih besar dari pada +1 pada kenaikan suhu

yang sama, karena massa bendanya berbeda.

- )anyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhunya sebanding

dengan massa benda itu.

0ubungan kalor dengan jenis Iat.

- &aktu yang diperlukan oleh+11 lebih $epat dari pada +1 untuk men$apai

suhu yang sama.

- Kalor yang diperlukan oleh +1 lebih banyak daari pada +11 untuk men$apai

suhu yang sama.

- Kalor yang diperlukan Iat untuk menaikkan suhunya bergantung pada

jenis Iatnya.

)anyaknya kalor yang diperlukan setiap kg Iat untuk menaikkan suhu ;9/

disebut kalor jenis Iat.

/ontoh<

Kalor jenis air B,5 = ;9C(EKg

9/ artinya ; kg air setiap suhunya naik ;

9/

memerlukan kalor sebanyak B,5 = ;9C(.

)anyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskan suatu Iat dapat dirumuskan<

P m . $ . Qt ket< P banyaknya kalor yang diperlukanEdilepskan +(

m massa Iat +Kg

$ kalor jenis Iat +(EKg9/

Qt perubahan suhu +9/


27/60

Kalor jenis beberapa Iat<

(enis Iat Kalor jenis Iat +(EKg9/

s 5;99

*ir B599

*l$ohol 5B99

Raksa ;B9

*lumunium :99

Tembaga C:9

)esi B@9

%erak 5C9

/ontoh<

;. )enda massanya C kg memiliki kalor jenis B89(EKg9/ dipanaskan dari suhu ;99/

sampai 899/. berapakah banyaknya kalor yang

diperlukan? "ik < m C kg

$ B89(EKg9/

Qt 899/ - ;9

9/ @9

9/

"it < P?

(a!ab<

P m . $ . Qt

Ckg . B89(EKg9/ . @9

9/

8:999(5. )esi massanya @99 gr memiliki kalor jenis 9,;; kkalEkg

9/ dipanaskan C9

9/

sampai @99/. )erapa banyaknya kalor yang

diperlukan? "ik < m @99 kg

$ 9,;; kkalEKg9/

Qt @99/ - C9

9/ 59

9/

"it < P?

(a!ab<

P m . $ . Qt

@99kg . 9,9; kkalEKg9/ . 59

9/

;,; kkal

C. )anyaknya kalor untuk memanaskan alumunium adalah AA999 ( dari suhu

C99/ sampai B9

9/ dengan kalor jenis A,A = ;9

5(Ekg

9/. berapakah massa

alumunium? "ik < P AA999 (

$ A,A = ;95

(Ekg9/

Qt B99/ - C9

9/ ;9

9/

"it < P?


28/60

(a!ab<

P m . $ . Qt

AA999 ( m . A,A = ;95

(Ekg9/. ;9

9/

m 88000

kg8800

m ;9 kg

0ukum kekekalan energy kalor<

)anyaknya kalor yang diberikan banyaknya kalor yang diterima

P; P5

m; . $; . Qt; m5 . $5 . Qt5

$ontoh<

#eorang ingin mandi air hangat dengan men$ampur 5 kg air ;999

/ dengan B kgair dingin 59

9/. maka suhu air yang diperoleh<

P; P5

m; . $; . Qt; m5 . $5 . Qt5

5 . $air . +;99 - ta B . $air . +ta > 59

599 - 5 ta B ta > A9

599 A9 Bta 5ta

8ta 5A9

ta 280

6 B8,87

9/

uap air

dipanaskan

selain menaikan suhu suatu Iat, kalor

dapat juga mengubah !ujud Iat.

- es diberi kalor men$airEmelebur pada

suhu 99/ menjadi air.

- air diberi kalor mendidih pada

suhu9

es dipanaskan - air yang mendidih diberi kalor suhunya

tetap akan menguap menjadi kalor.

- Men$air atau melebur dan menguap terjadi karena menerima kalor.


29/60

- *ir dapat mengalami tiga !ujud< padat, $air, dan gas.

rafik perubahan !ujud Iat karena kalor<

- %ada suhu 99/ sebagai titik lebur atau titik beku air

- %ada suhu ;999/ sebagai titik didih atau titik uap

air. %erubahan !ujud Iat $air yang melepaskan kalor<

- 'ap air +gas melepaskan kalor akan mengembun menjadi air.

- *ir +Iat $air melepaskan kalor akan membeku menjadi es +padat

- %eristi!a yang melepaskan kalor berupa mengembundan

membeku. %erubahan !ujud Iat padat ke gas.

- kamper atau kapur barus +Iat padat diberi kalor akan menyublim menjadi gas.- #elama mneyublim kamper menge$il kemudian habis semuanya berubah

menjadi gas.

- )ahan kamper atau kapur barus yang berupa gas bila melepaskan kalor

akan menyublim E menghablur sehingga menjadi kamper +padat.


30/60

%erubahan !ujud Iat.

a membeku +melepaskan kalor

b men$airEmelebur +menerima kalor

$ menguap +menerima kalor

d mengembun +melepaskan kalor

e meyublimEmenghablur +melepaskan kalor

f menyublim +menerima kalor

pada saat menguap memerlukan kalor.

- *ir dipanaskan akan mendidih.- *ir yang mendidih bila terus dipanaskan akan menguap.

- #elama menguap diperlukan kalori

/ara memper$epat penguapan<

a. "engan $ara menambah pemanasan atau menambah suhu benda seperti<

menjemur, memasak air.

b. Memperluas bidang permukaan

- Memindahkan air panas dari gelas ke piring

- Memperlebar pakaian yang dijemur

$. Mengurangi tekanan di atas permukaan Iat

- "engan mengurangi tekanan jarak antar molekul > molekul udara bertambah

besar

- Molekul > molekul Iat $air yang menguap banyak yang mengisi ruang

antar molekul > molekul udara.


31/60

d. Meniupkan udara di permukaan benda yang panas, dengan meniupkan

udara maka molekul > molekul uap segera berpindah dari bendanya.

*lat yang dapat menurunkan suhu benda adalah lemari es dan alat pendingin

+air $onditioner */ atau refrigerator.

- Sat yang digunakan untuk pendinginnya adalah Jreon.

- #ifat Jreon mudah menguap

- *pabila Jreon menguap akan menyerap kalor sehingga suhunya turun.

- )enad $air yang ada dalam ruang beku yang la3ornya diserap Jreon

sehingga suhunya turun maka benda $air itu akan membeku.

'ntuk mendidih diperlukan kalor.

- )enda dikatakan mendidih apabila dipanaskan sehingga terbentuk gelembung >

gelembung air dan ada penguapan.

- Ketika mendidih suhunya tetap, sedangkan kalornya digunakan untuk

proses penguapan.

#uhu Iat pada !aktu mendidihkan atau menguapkan disebut titik didih atau titik

uap. /ontoh< air ;999/3 raksa C@7

9/3 timbale ;859

9/3 al$ohol 8@

9/3 dan

tembaga

5C999/.

Titik didih dipengaruhi oleh tekanan<

- *ir mendidih pada suhu ;999/ pada tekanan 78$m0g

- "i daerah pegunungan yang tekanannya kurang dari 78 $m0g, maka air

mendidih kurang dari ;999/.

- 'ntuk menurunkan titik didih maka tekanannya diperke$il +di ba!ah 78 $m0g

/ara memperke$il titik didih

- #etelah air dalam labu tidak mendidih

- #iram labu dengan air dingin

- *kibat siraman itu uap air pada labu ketika mendidih terjadi

oendiinnginan terhadap uap sehingga terjadi mengembun.

- *kibat mengembun mengakibatkan tekanan turun- *kibat menurunnya tekanan maka air dalam labu mendidih lagi

/ara memperbesar titik didih<

- *ir yang mendidih menimbulkan uap air

- 'ap air tidak keluar karena pan$i ditutup rapat sehingga tekanan uap air

makin besar


32/60

- *kibat tekanan itu membesar maka air mendidih di atas suhu ;999/


33/60

- *kibat air mendidih di atas suhu ;999/ maka makanan dalam pan$i itu

lebih $epat masak dan tulang ikan menjadi lunak.

)anyaknya kalor yang diperlukan selama mendidih tergantung pada massa Iat +m

dan kalor uap +'.

Kalor uap adalah banyaknya kalor yang diserap ; kg Iat untuk menguap pada

titik didihnya.

/ontoh kalor uap<

*ir 5,57 = ;98

(Ekg

*l$ohol ;,; = ;98

(Ekg

Raksa 5,:A = ;9@

(Ekg

Tembaga 7,C@ = ;98 (Ekg

Timbale 7,C@ = ;9@

(Ekg

Rumus banyaknya kalor untuk menguapkan Iat<

< = / # Ket< P banyaknya kalor +(

m massa Iat +kg

' kalor uap +(Ekg

/ontoh <

;. *ir yang massanya ;9 kg dipanaskan dari suhu C99/ sampai mendidih ;99

9/

dan kalor uapnya 5,57 = ;98

(Ekg, berapa banyaknya kalor untuk menguapkan air

itu? "ik< m ;9 kg

' 5,57 = ;98

(Ekg

"it< P?

(a!ab< P m '

;9 kg . 5,57 = ;98

(Ekg

5,57 = ;9

7

(5. )anyaknya kalor yang menguapkan raksa adalah @,:8 = ;9

7( dari suhu C9

9/ ke

8@9/, sedangkan kalor uapnya 5,:A = ;9

@(Ekg, maka berapakah massa raksa

itu? "ik< P @,:8 = ;97

(

' 5,:A = ;9@

(Ekg

"it< m?

(a!ab< P m . '


34/60

@,:8 = ;97

( m . 5,:A = ;9@

(Ekg


35/60

7

m 5 , 96 10

2,89 105 /

m 59 kg

ketika melebur memerlukan kalor.

- (ika kamper dipanaskan dari padat menjadi $air - (ika es dipanaskan dari padat menjadi $air

- #elama proses peleburan suhunya tidak berubah

- Kamper melebur antara suhu @@9/ > @B

9/

- #uhu meleburnya tetap

- #uhu untuk melebur disebut titik lebur

/ontoh titik lebur<

s +air 99/

Timbale C579/

Tembaga ;9A99/

%latina ;78:9/

*lumunium 8899/

*l$ohol -:79/

Raksa - C:9/

Ketika membeku melepaskan kalor.

- (ika air dilepaskan kalornya atau diturunkan suhunya dair Iat $air akan menjadi es

+padat yang disebut membeku.

- #uhu untuk melebur sama dengan suhu untuk membeku.

- Titik lebur sama dengan titik beku.

Kalor lebur adalah banyaknya kalor yang diserap oleh ; kg Iat untuk melebur

pada titik leburnya.

/ontoh< air CC8.999(EKg tembaga

598.999(EKg *lumunium B9C.999(EKg raksa

;59.999(EKg *l$ohol 8:.999(EKg timbale

[email protected](EKg

Rumus banyaknya kalor untuk meleburkan Iat


36/60

P m . F Ket< P banyaknya kalor +(


37/60

6

m massa Iat +kg

F kalor lebur +(Ekg

/ontoh<

;. s massanya ;9 kg dengan kalor lebur CC8.999(Ekg, maka berapa

banyaknya kalor untuk meleburkan es itu?

"ik< m ;9 kg

F CC8.999(Ekg

"it< P?

(a!ab< P m . F

;9 kg . CC8.999(Ekg

C,C8 = ;98

(

5. )anyaknya kalor 5,9;@ = ;98

(, untuk meleburkan tembaga @ kg, maka

berapa kalor leburnya?"ik< m @ kg

P 5,9;@ = ;98

(

"it< F?

(a!ab< P m . F

5,9;@ = ;98

( @ kg . F

F 2 ,015 10

5

F B9C.999 (Ekg

Kalor beku adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh ; kg Iatuntuk membeku pada titik bekunya. Kalor beku sama dengan kalor lebur.

/ara menurunkan titik lebur<

a. Menambahakan tekanan

- Ka!at masuk dan memotong balok es tetapi balok es tidak terpotong menjadi

dua bagian

- 0al itu karena adanya tekanan ka!at

- Tekanan dari ka!at dapat menurunkan titik lebur es sehingga di ba!ah

ka!at men$air.

b. Menambah dengan Iat lain

- *ir di$ampur garam pada es balok

- #ifat ini digunakan pada pembuatan es lilin

(ika suatu gas didinginkan, maka keluar kalornya dan suhunya turun

sehingga terbentuk Iat $air.


38/60

Kalor yang dikeluarkan atau dibebaskan gas untuk berubah menjadi Iat $air

disebut kalor embun. )esarnya kalor embun sama dengan akelor uap.

*lat yang menggunakan sifat kalor diantaranya<

a. %an$i tekan +pressure $ooker- #uhu tinggi menyebabkan makanan lebih $epat masak dan makanan lebih

lunak. b. #etrika

- "engan panas yang ada pada setrika dapat mengubah baju atau pakaian

yang kusut menjadi rapi.

$. *lat pendingin seperti lemari es dan */

d. *lat penyulingan

- )ahan yang akan disuling di$ampur air dipanaskan sampai mendidih

- #elama mendidih terbentuk uap air +gas

- 'ap air bergerak dan didinginkan oleh pendingin sehingga uap air yang

berupa gas berubah menjadi Iat > Iat $air.- Sat $air itu sebagai hasil dari penyulingan. /ontohnya jahe akan

menghasilkan minyak arsiri.

+. Per0in!ahan Kalr

Kalor dapat berpindah dengan $ara konduksi, koneksi dan radiasi.

;. %erpindahan kalor se$ara konduksi

%erpindahan kalor se$ara konduksi, yaitu perpindahan kalor se$ara hantaran

tanpa pemindahan bagian > bagian Iatnya.

- Kalor mengaliir dari bagian logam panas ke bagian dingin

- )agian > bagian logam itu tidak ikut berpindah

- /ontohnya perpindahan panas pada besi, baja, tembaga, alumunium, dan

berbagai logam lainnya.

)enda menurut daya hantar kalornya terdiri dari konduktor dan isolator.

Konduktor kalor adalah benda yang baik untuk menghantarkan panas.

- /ontohnya< besi, baja, alumunium, emas, perak, sili$on, raksa, dan

berbagai logam lainnya.

- Fogam yang paling baik sebagai konduktor adalah tembaga.

1solator kalor adalah benda yang sukar menghantarkan panas.

- /ontohnya< kayu, karet, ka$a, gelas, air, plasti$, udara dan sebagainya.

%emanfaatan sifat konduktor dalam kehidupan sehari > hari berupa< pan$i,

$erek,

!ajan da sebagainya terbuat dari logam.


39/60

%emanfaatan sifat isolator dalam kehidupan sehari > hari berupa< pegangan

setrika, pegangan pan$i, dan sebagainya.

5. %erpindahan kalor se$ara koneksi

%erpindahan kalor se$ara koneksi adalah perpindahan kalor melalui Iat $air

atau gasEudara karena gerakan atau perpindahanEaliran bagian > bagian yang panas.- Koneksi terjadi Karena pada bagian air yang dipanaskan memuai

sehingga massa jenisnya ke$il, mengakibatkan air yang panas itu bergerak

ke atas dan tempatnya itu akan segera diisi air yang suhunya rendah.

- *ir dapat menghantarkan panas se$ara koneksi bukan konduksi.

Koneksi uadara atau gas

- 'dara yang dipanaskan lilin akan naik ke atas

- 'dara yang dingin turun ke ba!ah menggantikan tempat udara panas

- 'dara yang panas bertekanan rendah dan renggang sehingga bergerak

mengisi udara yang panas.

%eristi!a alam dalam koneksi udara yaitu angin darat dan angin

laut. *ngin laut pada siang hari<

- 'dara di darat panas akan naik dan tempatnya akan diisi oleh udara dari

dingin dari laut

- *kibat hal itu angin bergerak dari laut ke darat

- Maka angin laut itu angin dari laut yang bergerak ke darat

*ngin darat pada malam hari<

- 'dara di laut panas maka udaranya naik ke atas dan tempatnya diisi oleh

udara dingin dari darat

- *kibat hal itu angin bergerak dari darat ke laut

- Maka angindarat itu angin yang bergerak dari darat ke laut

%emanfaatan koneksi dalam kehidupan sehari > hari<

a. Koneksi air

- "igunakan pada pemanasan air - #istem pendinginn mesin

mobil. b. Koneksi angin darat

- "igunakan nelayan untuk pergi berlayar menangkap

ikan $. Koneksi angin laut

- "igunakan nelayan untuk pulang

berlayar d. Koneksi udara


40/60

- "igunakan pada entilasi rumah atau

bangunan

C. %erpindahan kalor se$ara radiasi

%erpindahan kalor se$ara radiasi yaitu perpindahan panas se$ara langsung,

pan$aran, dan tidak melalui Iat perantara.

/ontohnya< panas matahari sampai ke bumi, panas api sampai pada tubuh manusia

pada jarak tertentu +seperti api unggun dan penghangat ruangan. %an$aran

kalor hanya terasa pada kulit kita.

*lat untuk mengetahui adanya pan$aran atau radiasi kalor disebuttermoskop.

- (ika bola ka$a * +hitam dan ) +putih kedua > duanya dikenakan pada

pan$aran kalor, permukaan Iat $air +al$ohol pada pipa ' diba!ah ) naik, dan di

ba!ah * turun, berarti tekanan di *).

- &arna hitam lebih banyak menyerap

kalor

- &arna putih kurang menyerapkalor

&arna hitam merupakan !aran yang daoat memen$arkan dan menyerap kalor

dengan baik. &arna putih kurang baik untuk meman$arkan dan menyerap kalor.

%emanfaatan sifat kalor pada

radiasi<

a. %ada !aktu siang yang panas supayay tubuh merasa nyaman mak perlu memakai

pakaian putih , sebab !aran putih kurang menyerap kalor dan dapat

memantulkan kalor sehingga kalornya tidak sampai ke tubuh. #ebaliknya jika

memakai yang ber!arna hitam akan terasa gerah karena !arna hitam atau gelap

dapat menyerap dan meman$arkan kalor sehingga kalornya itu sampai terasa

pada tubuh.

b. Termos sebagai alat penyimpan air

panas

- #umbat gabus untuk menghindariEmengurangi hilangnya panas se$ara

koneksi melalui udara +uap keluar dari air panas.

- "inding ka$a mengkilat untuk menghindariEmengurangi hilangnya kalor

se$ara radiasi.

- HakumEhampa udara untuk mengurangi perambatan kalor se$ara

konduksi. $. Radiator pada lemari es dan mobil di $at hitam

- Mesin mobil yang bekerja menimbulkan panas, sehingga agar mesin tidak

terlalu panas, maka panasnya itu perlu diserap. *gar mudah diserap maka

radiator di $at hitam.


41/60

)*)

'#*0* "*2 2R1

; 'saha

"alam fisika, khususnya mekanika, 'saha merupakan sesuatu yang

dilakukan oleh gaya pada sebuah benda, yang menyebabkan benda bergerak.

'saha dikatakan telah dilakukan hanya jika gaya menyebabkan sebuah benda

bergerak. 2amun, jika kamu hanya menahan sebuah benda agar benda

tersebut tidak bergerak, itu bukan melakukan usaha., !alaupun orang tersebut

telah mengerakan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut. (adi,

dalam fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda.

'ntuk memindahkan sebuah benda yang bermassa lebih besar,

diperlukan usaha yang lebih besar pula. (uga, untuk memindahkan suatu benda pada jarak yang lebih jauh, diperlukan pula usaha yang lebih besar. "engan

berdasarkan pada kenyataan tersebut, 'saha didefinisikan sebagai hasil kali

gaya dan erpindahan yang terjadi. )ila usaha kita simbolkan dengan &, gaya J,

dan perpindahan s, maka

& J . s 444.. +;.;

)aik gaya maupun perpindahan merupakan besaran ektor. #esuai

dengan konsep perkalian titik antara dua buah ektor, maka usaha &

merupakan besaran skalar. )ila sudut yang dibentuk oleh gaya J, dengan

perpindahan s adalah 9, maka besaranya usaha dapat dituliskan sebagai<

& +J $os s

& J s $os 444.. +;.5

"alam sistem satuaan #1, satuan usaha adalah joule, yang dilambangkan

dengan huruf (. #atu joule didefinisikan sebagai besarnya usaha yang

dilakukan oleh sebuah gaya ; ne!ton yang bekerja searah dengan

perpindahan benda, yang menyebabkan perpindahan sejauh ; meter. "engan

demikian,

; joule ; ne!ton = ; meter

; j 2m

'ntuk usaha yang lebih besar, biasanya menggunakan satuan kilojoule +k(

dan megajoule

+M(.

; k( ;999 (

;M(;999.999(


42/60

Menghitung usaha dengan Metode r afik

)erdasarkan persamaan ;.;, yaitu & J s, maka usaha dapat kita

hitung dengan menggunakan metode grafik, yaitu bila kita plot grafik J ersus s.

ambar @.5 memperlihatkan gaya sebesar J9 yang dikerjakan pada benda,

menyebabkan benda berpindah sejauh s9 yang searah dengan gayanya.

berdasarkan persamaan ;.;,

& J9 s9

"ari grafik terlihat bah!a J9 s9 sama dengan luas daerah yang diarsir +diraster. "engan demikian, usaha dapat dihitung berdasarkan luas daerahdiba!ah grafik J ersus s.

'saha oleh )eberapa ayaKetika beberapa gaya berkerja pada suatu benda, berapakah usaha total

yang dilakukan pada benda ini ? "alam kasus ini, kita dapat menghitung

usaha masing-masing gaya se$ara indiidual. 'saha total sama dengan

jumlahan dari usaha yang dilakuakn masing-masing gaya. metode ini benar

karena usaha merupakan besaran skalar, sehingga penjualan aljabar biasa

berlaku di sini.

&total J; s; J5 s5

JC sC 4. J 2 s 2 &; &5 &C 4. & 2

Metode lain yang dapat digunakan untuk menghitung usaha oleh

beberapa gaya adalah dengan men$ari resultan dari ektor-ektor gaya yang

berkerja. jika resultan ektor-ektor gaya sama dengan Jtotal, maka usaha total

sama dengan&total Jtotal s 444.. +;.C

'saha 2egatif

ambar @.C menunjukan balok ) yang didorong oleh tangan *. #esuai

dengan hukum 111 2e!ton, dapat disimpulkan bah!a gaya yang berkerja pada

masing-masing benda dalam kasus ini sama besar tapi berla!an arah, yaitu

J*) - J)*. Tanda negatif menujukan arah yang berla!anan. (ika usaha

oleh tangan pada balok adalah usaha positif, karena searah dengan perpindahan balok, maka usaha oleh balok pada tangan benilai negatif.

J* pada ) J) pada * 444.. +;.B


43/60

5 ner ginergi dalam fisika didefinisikan sebagai kemampuan untuk untuk

melakauakn usaha. )erarti, untuk berlari kita memerlukan energi, untuk belajar

kita memerlukan energi, dan se$ara umum untuk melakukan kegiatan kita

memerlukan energi. dari mana kita memperoleh energi untuk melakukankegiatan sehari-hari ? 'ntuk melakukan aktiitas, kita perlu makanan. "engan

demikian, energi kita dapatkan dari makanan yang kita santap sehari-hari.

#ehingga kita akan meras malas untuk melakukan suatu kegiatan.

bagaimana dengan mesin-mesin yang membantu kerja manusia ? *pakah

mesin-mesin ini memerlukan energi ? Ua, mesin-mesin tersebut memerlukan

energi untuk melakuakan usaha. energi mesin-mesin ini diperoleh dari bahan

bakarnya, misalnya mVbensi dan solar. tanpa bahan bakar ini, mesin tidak akan

bisa melakukan usaha.

5.; nergi %otensial#e$ara umum, ener gi potensial adalah energi yang tersimpan dalam

sebuah benda atau dalam suatu kedaan tertentu. "engan demikian, dalam air

terjun terdapat energi potensial, dalam batu bara terdapat energi potensial, dalam

tubuh kita terdapat energi potensial. nergi potensial karena masih tersimpan,

yang tersimpan dalam air yang berada diatas suatu tebing baru bermanfaat

ketika diubah menjadi energi kinetik dalam air terjun. nergi potensial dalam

batu bara baru bermanfaat ketika diubah menjadi energi panas melalui

pembakaran. nergi potensial dalam tubuh kita akan bermanfaat jika kita

mengubah menjadi energi gerak yang dilakukan oleh otot-otot tubuh kita.

"alam pengertian yang lebih sempit, yakni dalam mekanika, energi

potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukan atau keadaan

benda tersebut. /ontoh energi potensial graitasi dan energi potensial elastik.

nergi potensial graitasi dimiliki oleh benda yang berada di ketinggian

tertentu dari permukaan tanah. sedangkan energi potensial elastik dimiliki

oleh, misalnya karet ketapel yang direnggangkan. nergi potensial elastik pada

karet ketapel ini baru bermanfaat ketika regangan tersebut dilepaskan

sehingga menyebabkan berubahnya energi potensial elastik menjadi energi

kinetik +kerikil didalam ketapel terlontar.

5.5 nergi dan #um ber -#um ber nyaManusia telah menemukan berbagai sumber energi untuk memenuhi

kebutuhan energinya yang semakin lama semakin meningkat, seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dunia. Karena terbatasnya sumber energi di

)umi ini, maka kita harus melakukan pelestarian terhadap sumber-sumber energi

tersebut, khususnya sunber-sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. "i

samping itu, upaya untuk men$ari sunber-sumber baru harus terus dilakukan.

nergi )ahan )akar Josil


44/60

yang termasuk bahan bakar fosil adalah batu bara, minyak bumi, dan gas

alam. )atu bara yang pada sekitar tahun ;:;9 merupakan 7@W sumber energi

utama yang digunakan seluruh negara, saat ini sudah bukan sunber utama lagi.

0al ini disebabkan batu bara adalah bahan bakar yang kotor, yang ketika

dibakar yang mengahasilkan gas bera$un yang dapat men$emari atmosfer

)umi. Rata-rata, ; kilo-gram batu bara bisa menghasilkan energi sebesar 5

k&h. )erapa kira-kira banyaknya batu bara yang dikonsumsi oleh sebuah rumah

tangga bila dianggap sumber energi seluruhnya berasal dari batu bara ?

minyak bumi merupakan bahan bakar yang lebih baik dari batu bara,

yaitu lebih murah untuk menambangnya, dan lebih murah dalam hal

pengangkutannya dari lokasi penambangan ke lokasi pengolahan. "ari segi

polusi, minyak bumi lebih sedikit menimbulkan polusi dari pada yang dilakuakn

batu bara. #ampai saat ini, minyak bumi masih termasuk sumber energi utama

kita. Tabel berikut menunjukan persediaan bahan bakar fosil di seluruh dunia.


45/60

Tabel ;.; %ersedian bahan bakar fosil dunia

)ahan bakar %ersediaan Kandungan

)atu bara

Minyak

bumi

Terpentin

Minyak

7,8 = ;9;5

tonC

5,9 = ;9;5

barrel9,C = ;9

@,@ = ;9;@ k&hC,5@ = ;9;@ k&h9,@; = ;9;@ k&h9,C5 = ;9;@ k&h5,:B = ;9;@ k&h

Kira-kira 59W kebutuhan energi kita adalah energi yang diproleh dari

energi air, yang dalam hal ini adalah energi listrik yang dibangkitkan

oleh stasiun pembangkit energi hidrolistrik, stasiun pembangkit energu

pasang surut, dan stasiun gelombang air laut.

%rinsip kerja stasiun pembangkit energi hidrolistrik adalah menampungsejumlah besar air dalam suatu !aduk atau bendungan, lalu mengalirkannya

dengan kelajuan tetap ke sebuah turbin yang pada akhirnya akan memutar

generator. enerator inilah yang akan menghasilkan listrik. /ontoh embangkit

listrik hidrolistrik ini adalah %FT* (atiluhur, %FT* /irata dan %FT* #aguling.#tasiun pembangkit energi pasang surut memiliki prinsip yang samadengan stasiun

pembangkit energi hidrolistrik, tetapi dengan memanfaatkan pasang surut air laut

alih-alih menampung air dalam suatu bendungan. "engan demikian stasiun

pembangkit energi pasang surut berada di laut.

%ada stasiun pembangkit energi gelombang air laut, terjadi perubahan

bentuk energi dari energi kinetik gelombang air laut menjadi energi listrik. tentu

kamu masih ingat pada pelajaran di kelas H111 #M% bah!a gelombang

merambat memba!a energi. nergi kinetik gelombang air laut ini digunakan

untuk memutar turbin, sehingga generator yang dikopel dengan turbin akan

turut berputar dan menghasilkan listrik.

nergi /ahaya Matahar i

/ahaya Matahari merupakan sumber energi yang paling besar dan

paling melimpah. Tanpa $ahaya Matahari, kehidupan di muka bumi ini tidak

akan bisa berkembang. tanpa kita minta atau kita usahakan, $ahaya Matahari

akan selalu memberikan energinya pada kita, misalnya memanaskan )umi

dan bangunan-bangunan diatasnya. Tanpa sinar Matahari, proses fotosintesis

pada tumbuhan tidak akan berlangsung. jadi, dengan sendirinya Matahari telah

mensuplai kebutuhan energi manusia dalam jumlah yang sangat besar.

)agaimana kita bisa menangkap energi $ahaya Matahari ini dan

menggunakannya sebagai sumber energi yang bisa kita atur kekuatannya ?

Karena Matahari hanya bersinar pada siang hari, maka pada malam hari

Matahari praktis tidak memberikan energinya. salah satu alat yang dipakai untuk

menangkap energi $ahaya Matahari adalah panel surya. panel surya adalah


46/60

adalah sebagai pemanas air. dengan demikian, panel surya tidak

menghasilkan listrik. tentu kamu sering melihat diatas sebuah rumah atau diatas

sebuah hotel terdapat panel surya ini.

*lat penagkap energi $ahaya Matahari yang bisa menghasilkan listrik

adalah sel sur ya, yang memanfaatkan konsep efek foto listrik +akan anda pelajari di kelas 6111. sayangnya, sampai saat ini efesiensi dari sel surya ini

masih rendah, yaitu masih diba!ah 59W. 2amun demikian, sel surya

merupakan sesuatu yang sangat menjanjikan sebagai pembangkit energi

listrik masa depan.

nergi *ngin

nergi angin telah dimanfaatkan oleh bangsa-bangsa di ka!asan Timur

Tengah sejak

5999 tahun sebelum masehi. tiga ratus kemudian, barulah energi angin ini

dimanfaatkan se$ara luas di )enua ropa. nergi angin dimanfaatkan untuk

memutar kin$ir angin, yang pada akhirnya bisa digunakan untuk memutar

turbin sehingga bisa mengahasilkan listrik melalui generator. Tahukah kamu bah!a para pelut jaman dulu hanya memanfaatkan energi angin untuk

menggerakan kapal layar mereka mengarungi samudra luas ?

pembangkit listrik yang menggunakan kin$ir yang berdiameter 89 m biasa

menghasilkan daya listrik sekitar C M& bila rata-rata kelajuan angin 59mEs.

&alaupun tampaknya pembangkit energi angin ini $ukup sederhana, namun ia

bisa menghasilkan daya keluaran dengan efesiensi sampai 89W. )andingkan

dengan efesiensi sel surya hanya 59W.

nergi 2uklir

nergi nuklir adalah energi yang dihasilkan dari reaksi fisi +pembelahan

ataupun reaksi fusi +pembelahan inti-inti atom. %ada dasarnya, energi nuklir ini merupakan hasil reaksi berantai yang bisa dikendalikan, dengan uranium dan

plutonium sebagai bahan utamanya. &alaupun energi yang dihasilkan sangat

besar, energi nuklir ini masih menjadi perdebatan menyangkut faktor

keamananny. nergi nuklir dibangkitkan dalam suatu reaktor nuklir, yang bila

sedikit saja reaktor itu mengalami kebo$oran, akibatnyanya akan sangat

mengerikan bagi penduduk di sekitar reaktor nuklir tersebut. peristi!a

sema$am ini pernah terjadi di reaktor nuklir /hernobyl di Rusia +dulu 'ni

#oiet dan reaktor nuklir )hopal +1ndia.

)ila ; kg uranium di reaksikan dalam sebuah reaktor nuklir,

maka bisa sangat menakjubkan. )andingkan dengan nilai kalorik dari ; kg

batu bara yang bisa mengahasilkan energi sebanyak 5: M( saja. berarti, ; kg

uranium bisa mengahasilkan lebih dari sejuta yang dihasilkan oleh ; kg batu

bara.

nergi eoter mal

#ebauah grotermal atau panas bumi dihasilkan dari uap air panas yang

keluar +dipompa keluar dari dalam )umi. #ebenarnya, energi geotermal juga

bisa dihasilkan dari batuanN batuan yang membara di dalam )umi. %rinsip


47/60

sebuah pembangkit energi geotermal ditujukan pada gambar @.:. "ua buah

saluran dibuat dengan pengeboran di dalam batuan )umi. *ir dingin

dipompakan ke ba!ah melalui salah satu saluran ini, sedangkan air yang panas

dipompa ke atas. "aya yang dihasilkan dari stasiun pembangkit energi

geotermal ini sekitar @ M&. /ontoh pembangkit listrik ini terdapat di

Kamojang dan Ka!asan "ieng.

5.Cnergi%otenasialr aitasi#ebuah benda yang berada pada ketinggian tertentu terhadap suatu bidang

a$uan tertentu memiliki energi potensial. nergi ini, sesuai dengan

penyebanya, disebut ener gi potensial graitasi. *rtinya, energi ini potensialuntuk melakukan usaha dengan $ara mengubah ketinggiannya. #emakin tinggi

kedudukan suatu benda dari bidang a$uan, semakin besar energi potensial graitsi

yang dimilikinya.

'ntuk membahas seberapa besar energi ini, mari kita simak uraian

berikut terlebih dahulu. sebuah benda bermassa ; kg yang diam diatas lantai

diangkat sampai pada ketinggian;m diatas lantai. Fantai dianggap sebagai bidang a$uan. kita tahu bah!a gayayang diperlukanuntuk melakukan usaha ini, yaitu mengangkat benda ini, sama dengan gaya

yang diperlukan untuk mela!an gaya graitsi yang berkerja pada benda +gaya

berat. besarnya berat tersebut dapat kita tuliskan sebagai J mg, dimana m

adalah massa benda, dan g adalah per$epatan graitsi )umi. jika ketinggian

benda sama dengan h, besarnya usaha yang dilakukan untuk mengangkat

benda bermassa m setinggi h adalah.

& Jh

mgh


48/60

Kembali pada benda bermassa ; kg yang diangkat setinggi ; m, maka

besar usaha yang telah dilakukan adalah

& +;kg +:,A mEs5

+;m

& :,A

(

"engan demikian, pada ketinggian ;m di atas, benda tersebut memiliki

energi potensial graitasi, yaitu kemampuan untuk malakukan usaha +misalnya

menjatuhkan diri sebesar :,A (."ari uraian di atas, kita dapat merumuskan se$ara umum persamaanuntuk menghitung

energi potensial +%.

% berat =

ketinggian% m g h 444.. +5.@

"alam rumus ini, h adalah perubahan ketinggian diukur dari bidang a$uan.

ambar @.;9 menjelaskan apa yang terjadi ketika sebuah buku yang diangkat

dari lantai keatas meja. usaha yang dilakuakan pada buku tidak bergantung

pada lintasan yang dipilih untuk mengangkat buku. aya yang diperlukan

untuk mengangkat buku merupakan gaya yang diperlukan untuk mela!an

gaya berat, yang arahnya selalu keba!ah.

nergi potensial graitasi yang dimiliki oleh suatu benda yang

tergantung pada bidang a$uan dimana ketinggian benda diukur, sehingga energi potensial graitasi bisa bernilai positif maupun negatif. %ada gambar @.;;, permukaan o kita pilih sebagai bidang a$uan. nergi potensial graitasi

yang dimiliki m pada posisi T sama dengan usaha yang dilakukan untuk mengangkat benda dari bidang a$uan O ke ketinggian h. "engan demikian

besar energi potensial graitasi di T sama dengan mgh;, yang berarti

nilainya positif. (ika benda m dikembalikan pada posisi T ke O, benda akan

melepaskan energinya sebesar yang diterimanya ketika diangkat ke ketinggian

h;. Ketika benda digerakan dari O ke posisi ) pada ketinggian h5, usaha yang

diperlukan adalah mg +h5. )erarti, energi potensial graitasi bernilai negatif.

untuk mengaembalikan benda ke bidang a$uan, yaitu dari ) ke O, usaha

harus dilakukan sejumlah ketika benda diba!a ke bidang ).Kita bebas memilih bidang a$uan mana yang kita pakai dalam

menentukan besarnya energi potensial graitasi, karena perbedaan ketinggian

akan tetap sama, sehingga perubahan energi potensial graitasinya pun tetap

sama.

@.5.B nergi %otensial lastik %egas


49/60

Ketika kita merentangkan sebuah pegas, misanya yang digunakan untuk

melatih otot lengan, kita harus melakukan suatu kerja dengan mengerahkan

suatu usaha. %ada bagian terdahulu kita pelajari bah!a usaha sama dengan luas

daerah diba!ah grafik gaya +J ersus perpindahan +=. Kita akan menghitung

besar usaha yang dilakukan pada pegas ini dengan grafik pada gambar @.;5.


50/60

)erdasarkan gambar tersebut kita dapat menghitung luas daerah yang

diarsir, yaitu

& ;

= tinggi =

alas 5

;

J

=5

"engan demikian, besarnya usaha yang dilakukan untuk menarik pegas sejauh

= dengan gaya sebesar J adalah

& ;

J

= 5

#esuai dengan hukum 0ooke, J k =, persamaan untuk menghitung

usaha diatas daapat dilakukan sebagai

& ;

k =5 444.. +5.8a5

#eluruh usaha yang dilakukan oleh beban +atau oleh tangan kita

ini akhirnya disimpan menjadi ener gi potensial elastik pegas, karena dalam

peristi!a ini tidak terjadi perubahan energi kinetika pegas. "engan demikian,

sebuah pegas yang memiliki konstanta gaya k dan terentang sejauh = darikeadaan setimbanganya memiliki energi potensial elastik sebesar %.

% ;

k =5 444.. +5.8 b5

5.@ nergi K inetik "ari hukum 1 2e!ton, disebutkan bah!a benda memiliki sifat inersia

kelembaman atau kemalasan. )esar ke$ilnya inersia benda ini diukur dalam

besaran massa. (ika kita melakukan usaha pada benda untuk mela!an gaya

graitasi, ketinggian benda berubah +energi potensial graitasi berubah. Ketika

kita mela!an gaya gesekan, suhu benda berubah +perubahan energi panas. (adi

selalu ada yang berubah ketika kita melakukan usaha. 'ntuk perubahanyang pertama, yaitu usaha menyebabkan kelajuan benda berubah, kita

mengatakan telah terjadi perebahan energi gerak benda. ini disebut sebagai

ener gi kinetik benda.ketika sebuah benda bergerak, pada dasarnya telah terjadi perubahan

keadaan, yaitu dari keadaan diam ke keadaan bergerak. "engan demikian,

dengan energi potensial graitasi, kita anggap energi kinetik banda yang diam

sebagai a$uan untuk mengukur besar energi kinetik benda yang bergerak


51/60

dengan kelajuan . karena sebagai a$uan, maka kita tentukan bah!a besar energi

kinetik benda yang diam sama dengan nol.

)agaiman besar ke$ilnya energi kinetik benda ini? %ertama, akan kita

amati pengaruh massa benda terhadap besar ke$ilnya energi kinetik benda.(atuhkan sebuah benda bermassa m; +misalnya sebuah bola yang terbuat dari

besi dari ketinggian tertentu pada tanah yang lembek, yang memungkinkan benda benda tersebut menimbulkan bekas pada tempat jatuhnya.kemudian, ulangi lagi per$obaan ini dengan benda lain bermassa m;

+misalnya bola dari pelastik.

Kita mengetahui bah!a kedua benda akan jatuh ke tanah dalam !aktu yang

sama, yang berarti kelajuan kedua benda adalah sama di setiap titik dalam

lintasannya. Ternyata, bekas ditanah yang ditimbulkan oleh kedua benda

berbeda. )enda yang massanya besar membuat


52/60


53/60

9EKTOR

A.PEN$ERTIAN 9EKTOR

Hektor adalah suatu kuantitaEbesaran yang mempunyai besar dan arah. #e$ara grafis suatu

ektor ditunjukkan sebagai potongan garis yang mempunyai arah. )esar atau ke$ilnya ektor

ditentukan oleh panjang atau pendeknya potongan garis. #edangkan arah ektor ditunjukkan

dengan tanda anak panah. "alam gambar ektor diba!ah ini , titik * disebut titik a!al + initial

point dan titik % disebut titik terminal +terminal point .

ambar < Hektor

%ada gambar tersebut ektor dapat ditulis dengan berbagai $ara seperti, AB a , a atau a.

%anjang ektor juga dapat ditulis dengan berbagai $ara seperti ⃒ AB ⃒, ⃒ * B ⃒, ⃒a ,⃒ atau ⃒a ⃒.

"isini kita akan memakai simbul AB atau a untuk menyatakan ektor dan X AB X atau X a X

untuk menyatakan besaran +modulus dari ektor tersebut. /ontoh ektor misalnya lintasan,

ke$epatan, per$epatan, dan gaya. #kalar adalah suatu kuantita yang mempunyai besaran tetapi

tidak mempunyai arah. #uatu skalar adalah bilangan nyata dan se$ara simbolik dapat ditulis

dengan huruf ke$il. Operasi skalar mengikuti aturan yang sama dengan aturan operasi aljabar

elementer.

+. 9EKTOR POSISI AN 9EKTOR SAT#AN


54/60

(ika kita ingin menyatakan letak atau posisi sebuah titik dalam suatu bidang datar, maka

kita membutuhkan suatu sistem koordinat +misalnya sumbu = dan sumbu y. "engan O. (ika

koordinat % adalah +C,B, maka jarak O% haruslah sama dengan @ $m dan posisi titik % terhadap

titik a$uan O dapat dinyatakan sebagai ektor posisi yang dituliskan sebagai +%.

ambar < Hektor %osisi

#ebuah ektor satuan adalah ektor tak berdimensi yang didefinisikan mempunyai besar

; dan menunjuk ke suatu arah tertentu. "alam sistem koordinat biasanya digunakan lambang

khusus i, j, dan k untuk menyatakan ektor satuan dalam arah sumbu =, y, dan = positif berturut-

turut. %erhatikan bah!a i, j, dan k tidak harus terletak pada titik asal koordinat. #eperti halnya

ektor-ektor lain, ektor satuan dapat ditranslasikan ke mana saja dalam ruang koordinat,

asalkan arahnya terhadap sumbu koordinat tidak berubah.

http://fisikazone.com/tag/vektor-posisi/http://fisikazone.com/tag/vektor-posisi/http://fisikazone.com/tag/vektor-posisi/http://fisikazone.com/tag/vektor-satuan/http://fisikazone.com/tag/vektor/http://fisikazone.com/tag/vektor/http://fisikazone.com/?attachment_id=3106http://fisikazone.com/tag/vektor-posisi/http://fisikazone.com/tag/vektor-satuan/http://fisikazone.com/tag/vektor/http://fisikazone.com/tag/vektor/


55/60

Hektor *=i adalah hasil kali komponen *= dengan ektor satuan i. Hektor ini adalah ektor sejajar

dengan sumbu =. #ehingga ektor * dapat ditulis sebagai jumlahan tiga ektor yang masing-

masing sejajar terhadap sumbu koordinat <

A 1 A 8i 9 A y j 9 A $ k

>. KOMPONEN 9EKTOR

Komponen sebuah ektor adalah proyeksi ektor itu pada garis dalam ruang yang

diperoleh dengan menarik garis tegak lurus dari kepala ektor tersebut ke garis tadi. ambar

diba!ah menunjukkan ektor * yang berada pada bidanh =y. Hektor ini mempunyai komponen

*= dan *y. #e$ara umum komponen-komponen ini dapat bernilai positif atau negatif. (ika Y

adalah sudut antara ektor * dengan sumbu =, maka <

ambar < Komponen Hektor

http://fisikazone.com/tag/vektor-adalah/http://fisikazone.com/tag/vektor-adalah/


56/60

"imana * adalah besar dari ektor *, sehingga komponen-komponen ektor * dapat

diperoleh <

A 8 1 A $os : A y 1 A sin :

Tetapi jika kita telah mengetahui komponen *= dan *y, serta sudut Y, maka besar ektor * dapat

diperoleh dengan menggunakan teorema %ythagoras <

A

"ari pemabahasan diatas jelas bah!a ektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah.

. OPERASI PEN"#MLAHAN 9EKTOR

%enjumlahan dua ektor dapat dikerjakan dalam dua $ara yaitu $ara grafis dan analitis.

a. ara 6rafis

; "engan $ara penjumlahan segitiga atau segitiga ektor

>ara<

pangkal ektor b digeser ke ujung ektor a maka ektor hasil a b adalah ektor

yang menghubungkan pangkal ektor a dengan ujung ektor b .

5 "engan $ara penjumlahan jajar genjang atau jajar genjang e$tor

http://fisikazone.com/tag/vektor-adalah/http://fisikazone.com/tag/vektor-adalah/http://fisikazone.com/tag/vektor-adalah/


57/60

>ara<

%angkal ektor b digeser ke pangkal ektor a , dilukis jajar genjang, maka diagonal

dari ujung persekutuan adalah a b .

'ntuk melakukan penjumlahan lebih dari dua ektor digunakan aturan segi banyak+potongan.

b. ara Analitis

; *pabila kedua ektor diketahui mengapit sudut tertentu , maka dapat digunakan

perhitungan dengan memakai rumus aturan $osinus seperti pada trigonometri.

5 (ika ektor disajikan dalam bentuk komponen +dalam bidang kartesius maka

penjumlahan dapat dilakukan dengan menjumlahkan komponennya.

Misalnya< a

A

A

y

8

dan b

B

B

y

8

maka a b

++

B A

B A

y y

8 8

>n3h6

a *pabila

−

=C

5a

dan

−=

C

Bb

maka a b

−=

+−−+

9

5

CC

B+5


58/60

b "iketahui panjang ektor |a | 5 dan panjang ektor |b | B, sudut antara

ektor a danb adalah 89°, maka <

a b θ ,osbab 5a55

++

°++ 89.B.5.5B555 ,os

5;.;8;8B ++

755A =

E.PEN$#RAN$AN 9EKTOR

Memperkurangkan ektor b dari ektor a didefinisikan sebagai menjumlahkan ektor

negatifb

pada ektora

dan ditulis <

F.PERKALIAN 9EKTOR

; %erkalian e$tor dengan saklar (ika a suatu ektor dan m adalah skalar +bilangan nyata, maka m a atau a m adalah

suatu ektor dengan kemungkinan <

a. (ika m 9 maka ma adalah ektor yang besarnya m kali a dan searah dengan a . b. (ika m Z 9 maka ma adalah ektor yang besarnya m kali a dan arahnya berla!anan

dengan a .

$. (ika m 9 maka ma adalah nektor nol.

/ontoh <

a Hektor diberikan dalam bentuk gambar


59/60

b Hektor diberikan dalam bentuk komponen

*pabila titik-titik dalam ektor dapat dinyatakan sebagai perkalian ektor yang

lain, titik-titik itu disebut kolinier +segaris.

5 %erkalian dua ektor

Operasi perkalian pada ektor dapat dikerjakan melalui dua $ara sebagai berikut <a #udut antara dua e$tor diketahui 3

"iberikan ektor a +a;, a5, b +b;, b5 dan sudut yang dibentuk oleh ektor a dan

b adalah α. %erkalian antara ektor a dan b dirumuskan sebagai berikut <

>n3h6

Tentukan hasil kali kedua ektor a

;

8

dan b

8

C

serta sudut antara kedua

ektor adalah 89° "awa16

"iketahui dua buah ektor sebagai berikut <

a

;

8

→ a; 8 dan a5 ;

|a | 5

5

5

; aa +

C7;C8;855 =+=+

b

8

C

→ b; C dan b5 8

|b | 5

5

5

; bb + B@C8:8C55 =+=+

a .b a .b . /os α

a .b a .b . /os

α


60/60

[email protected] ./os 89°

[email protected] . 5;

;A@

5C

(adi, hasil kali kedua ektor adalah;A@

5C

. b #udut antara kedua e$tor tidak diketahui 3

"iberikan ektor a +a;, a5 dan b +b;, b5. 0asil kali kedua ektor dirumuskansebagai berikut <

>n3h6

"iberikan ektor a

7

@

dan b

− 5C

. Tentukan hasil kali ektor a dan b [

"awa16

"iketahui a 7

@ → a; @ dan a5 7 , serta

b

− 5C

→ b; C dan b5 -5a .b a; b; a5 b5

@.C 7+-5

;@ +-;B ;

(adi, hasil kali ektor a dan b adalah ;.

#ementara itu, dari dua buah ektor pada sistem koordinat kartesius dapat kita $ari

besar sudut yang dibentuk oleh kedua ektor yang dirumuskan sebagai berikut <

"aftar %ustaka <

http

e-learning fisika terapan

Documents