SKL UN IPA 8 : Tekanan

KOMPETENSI

Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan
energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

INDIKATOR

Menentukan besaran fisis yang terkait dengan tekanan pada suatu zat.

MATERI

a. Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja dibagi luas permukaan bidang.

P = tekanan (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas bidang tekan (m²)

b. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh zat cair yang diam dalam suatu kedalaman tertentu

Ph = tekanan hidrostatis (N/m²)

ρ = massa jenis zat (kg/m³)

h = kedalaman (m)

c. Hukum Pascal : “ tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar “

F₁₂ = gaya pada penampang kecil, besar

A₁₂ = luas penampang kecil, besar

d. Permukaan zat cair dalam bejana berhubungan

P₁ = P₂

atau

ρ_1,2 = massa jenis zat cair 1,2

h_1,2 = ketinggian zat cair 1,2

Contoh soal :

Pada peralatan hidrolik seperti gambar, luas penampang A₂ = 200 A₁. Jika gaya pada piston A1 adalah 100 N, maka massa maksimum benda yang diangkat adalah …. (g = 10 N/kg)

A. 200 kg           C. 20.000 kg

B. 2.000 kg       D. 200.000 kg

Jawab :

Soal :

1. Perhatikan gambar berikut!

Alat pengangkat hidrolik pada gambar memiliki pengisap, dengan A₂ =200A₁. Maka perbandingan F₁ : F₂ nya adalah ....

A. 1 : 400        C. 400 : 1

B. 1 : 200       D. 200 : 1

2. Perhatikan gambar benda pejal dengan posisi berikut !

Jika volume ketiga benda sama, maka tekanan yang ditimbulkan dari ketiga posisi benda tersebut adalah….

A. posisi 2 > posisi 3 = posisi 1

B. posisi 3 = posisi 1 > posisi 2

C. posisi 2 = posisi 1 = posisi 3

D. posisi 2 > posisi 1 > posisi 3

3. Perhatikan gambar berikut !

Jika percepatan gravitasi di tempat ini sebesar 10 N/kg, maka tekanan hidrostatis tepat mulut ikan tersebut sebesar….

A. 2500 N/m²          C. 6000 N/m²

B. 3500 N/m²         D. 8500 N/m²

4. Berdasar prinsip tekanan hidrostatis, bendungan yang baik adalah ....

5. Alat pengangkat hidrolik pada gambar berikut memiliki pengisap, masing-masing dengan luas A1 = 5 cm² dan A2 = 2000 cm². Berat mobil yang akan diangkat 25000 N. Berapa besar gaya F yang harus diberikan pada pengisap kecil ….

a. 62.5 N           C. 30 N

b. 45 N              D. 12,5 N

SKL UN IPA 7 : Pesawat Sederhana

KOMPETENSI

Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan
energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

INDIKATOR

Menentukan penerapan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari.

MATERI

PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk memudahkan melakukan usaha

a. Tuas

Beban x lengan beban = kuasa kali lengan kuasa

W lb = F lk

Keuntungan Mekanik (KM)

 

b. Katrol

- Katrol tetap

F = W, Lk = Lb ; Keuntungan Mekanik (KM) = 1

- Katrol bergerak

F = ½ W; Lk = 2Lb; Keuntungan Mekanik (KM) = 2

c. Bidang miring

Keuntungan Mekanik (KM)

Contoh Soal

Perhatikan pesawat sederhana berikut ini.

Diketahui panjang AB = . Jika kuasa di titik C adalah 10 N, maka besarnya beban maksimum di titik A yang dapat terangkat sehingga posisi AC mendatar adalah …

A. 10 N

B. 27 N

C. 30 N

D. 90 N

Jawab :

Soal :

1. Perhatikan gambar berikut!

Letak titik tumpunya agar diperoleh kuasa yang paling mudah untuk mengangkat beban A adalah ....

A. 125 cm dari titik B

B. 30 cm dari titik A

C. 100 cm dari B

D. 40 cm dari A

2. Perhatikan gambar berikut !

Gaya yang diperlukan untuk mendorong beban pada sistem di atas adalah ....

A. 500 N

B. 750 N

C. 1000 N

D. 1500 N

3. Perhatikan gambar berikut!

Untuk mengangkat beban 1000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Maka gaya yang diperlukan adalah ....

A. 150 N

B. 167 N

C. 200 N

D. 250 N

4. Berikut yang termasuk peralatan tuas jenis pertama adalah ....

5. Jika gesekan tali dan katrol diabaikan , maka besarnya gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda pada katrol berikut  adalah ....

A. 50 N

B. 100 N

C. 150 N

D. 200 N

SKL UN IPA 6 : Usaha dan Energi

KOMPETENSI

Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan
energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

INDIKATOR

Menentukan besaran fisis pada usaha atau energi .

MATERI

USAHA

Usaha adalah hasil kali gaya terhadap perpindahan

W = Usaha (J)

F = gaya (N)

s = perpindahan (m)

Energi

a. Energi Kinetik

Ek = energi kinetik (J)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan (m/s)

b. Energi Potensial

Ep = energi potensial (J)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = ketinggian (m)

SOAL

1. Seorang siswa memiliki massa 45 kg menumpang pada kendaraan bak terbuka yang massanya 900 kg jika kendaraan tersebut melaju dengan kecepatan 72 km/jam, maka energi kinetik yang dimiliki siswa tersebut adalah ….

A. 4 kJ

B. 9 kJ

C. 171 kJ

D. 180 kJ

2. Perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada benda. Gaya-gaya ini mengakibatkan benda berpindah ke kanan. Usaha sebesar 150 J dilakukan oleh gaya pada ....

3. Perhatikan gambar berikut ni!

Besar usaha yang dilakukan oleh F1 dan F2 adalah ...

A. (30 N + 20 N) x 20 m

B. (30 N - 20 N) x 20 m

C. 30 N x 10 N

D. 20 N x 20 N

4. Perhatikan gambar berikut!

Agar mobil sedan tersebut, berparkir setengah meter di depan bus, berapa besar usaha yang diperlukan .....

A. ­400 N

B. 450 N

C. 475 N

D. 500 N

5. Perhatikan gambar berikut!

Agar mobil B tersusul, maka kecepatan mobil A dua kali lipat kecepatan mobil B, perbandingan antara energi kinetik A dibanding energi kinetik B adalah ....

A. setengah kali

B. sama besar

C. dua kali lebih besar

D. empat kali lebih besar

6. Perhatikan gambar tangga berikut!

Usaha yang diperlukan untuk memindahkan balok dari lantai A ke lantai B adalah ....

A. 15 J

B. 20 J

C. 75 J

D. 95 J

SKL UN IPA 5 : Gerak Lurus dan Hukum Newton

SKL UN IPA 5 : Gerak Lurus dan Hukum Newton

KOMPETENSI
Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan  energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

INDIKATOR
Menentukan jenis gerak lurus atau penerapan hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

MATERI
Gerak Lurus
Ada 2 jenis gerak lurus, yaitu gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
1. Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan tetap.


2. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan yang berubah secara teratur (percepatan tetap).
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dibedakan menjadi dua, yaitu GLBB dipercepat dan GLBB diperlambat.
a. GLBB dipercepat
contoh : gerak benda jatuh bebas dan gerak benda menuruni bidang miring

b.  GLBB diperlambat
contoh : gerak benda vertikal ke atas dan gerak benda horizontal dalam permukaan kasar (tanah, pasir)

Contoh soal :
Perhatikan gambar hasil rekaman ticker timer sebagai berikut!

Grafik (v –t) berikut yang melukiskan gerak benda tersebut ditunjukkan oleh ….

Pembahasan
Di baca dari kanan ke kiri (lihat arah gerak F), tampak bahwa jarak antara titik-titik makin dekat (GLBB diperlambat), kemudian jarak antara titik makin jauh (GLBB dipercepat)
Jawab : B


Hukum Newton
a. Hukum I Newton (Hukum Kelembaman)
Bunyi hukum I Newton
“Suatu benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap jika tidak ada gaya luar yang bekerja padanya “
Tidak ada gaya luar yang bekerja, berarti resultan gaya sama dengan nol. Atau secara matematis dituliskan sebagai
Hukum I Newton ===> ∑F = 0 untuk benda diam atau benda bergerak lurus beraturan
Hukum I Newton juga menggambarkan bahwa suatu benda akan cenderung mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya
Peristiwa sehari-hari yang berkaitan dengan hukum I Newton
Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang  melaju kencang, tiba-tiba bus direm, para penumpang akan terdorong ke depan. Demikian juga saat tiba-tiba bus dipercepat (di gas), para penumpang terlempar ke belakang.

b. Hukum II Newton
Hukum II Newton dapat dituliskan sebagai berikut.


“ Besarnya percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.”
Secara matematis dituliskan :

a = percepatan (m/s2)
∑F = gaya total (N)
m = massa benda (kg)

c. Hukum III Newton (Hukum Aksi Reaksi)
Bunyi hukum III Newton
"Untuk setiap gaya aksi yang dilakukan, selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan."
Atau
"Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang besarnya sama tetapi berlawanan arah dengan benda pertama."
Contoh
- seorang anak yang sedang menendang bola
- seseorang yang sedang berjalan
- mendayung
- berenang
- peluncuran roket

SKL UN IPA 4 : Kalor

SKL UN IPA 4 : Kalor

KOMPETENSI
Menerapkan konsep zat dan kalor serta kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari.

INDIKATOR
Menentukan besaran kalor dalam proses perubahan suhu atau penerapan perubahan wujud zat dalam kehidupan sehari-hari.

MATERI
Ada 2 jenis perubahan kalor

a.       Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan suhu (Dt)

Q      = m c Dt 

b.       Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan wujud zat 

Q      = m L

Q      =  kalor (J)

c       = kalor jenis (J/kg⁰C)

Dt     = kenaikan suhu (⁰C)

L      = kalor lebur atau kalor uap

c_air    = 1 kal/g⁰C = 4200 J/ kg⁰C

Contoh soal :

Perhatikan grafik hasil suatu percobaan berikut !

Jika kalor jenis es = 2.100 J/(kgºC), kalor jenis air 4.200 J/(kgºC), dan kalor lebur es = 340.000 J/kg, maka pada saat perubahan suhu pada grafik M – N diperlukan kalor sebanyak ….

           A.         6,3 kilojoule             C.   83,1 kilojoule

           B.         12,6 kilojoule           D.   102,0 kilojoule

m            = 300 g = 0,3 kg

c              = 4200 J/kg⁰C

Dt             = 10 – 0 = 10⁰C

Q             = m.C. Dt  = 0,3.4200.10 = 12600 J = 12,6 kJ

Soal :

1.     Dua kg air (C = 4,2 x 10³ J/kg ºC ) memiliki suhu 25 ºC. Jika tekanan udara di tempat tersebut 1 atmosfer, maka kalor yang diperlukan untuk mendidihkan air tersebut sapai awal proses perubahan wujud adalah ….

A.     210 kiloJoule                                                                   C.   630 kiloJoule

B.     315 kiloJoule                                                                   D.   840 kiloJoule

2.     Seorang siswa mencampur segelas air yang suhunya 5⁰C dengan seperempat gelas air yang suhunya 20⁰C. Jika dalam kegiatan tersebut ia menggunakan gelas yang sama, maka suhu akhir campuran kedua air adalah ....

A.     5⁰C                                                                                    C.  10⁰C

B.     8⁰C                                                                                    D.  15⁰C

3.     Perhatikan grafik hasil suatu percobaan berikut !

Jika kalor jenis es = 2.100 J/(kgoC) ,kalor jenis air 4.200 J/(kgoC) ,dan kalor lebur es = 340.000 J/kg, maka pada saat perubahan wujud terjadi diperlukan kalor sebanyak …

A.         3.150 Joule                   C.     102.000 Joule

B.         25.200 Joule                 D.     130.350 Joule

4.     Perhatikan grafik berikut!

 

Air sebanyak 2 kg pada suhu 60⁰C akan diuapkan. Jika kalor uap air 2,27.10⁶ J/kg, dan c = 4200 J/kg⁰C dan tekanan pada saat itu 1 atm,

  maka kalor yang diperlukan adalah ...

A.      336 kJ                             C.  4876 kJ

B.      4540 kJ                           D.  5212 kJ

Kalor

Kalor

Pengertian Kalor

Kalor dapat diartikan sebagai bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika bersentuhan.
Contohnya:
Air panas yang dicampur dengan air dingin, maka kalor dari air panas mengalir ke air yang dingin. Akibatnya suhu pada air panas menjadi berkurang, dan suhu air dingin meningkat sampai akhirnya terjadi keseimbangan (misalnya, air menjadi hangat)

Satuan Kalor
Satuan kalor bisa dalam bentuk kalori atau kilokalori. Satuan kalor dalam SI (satuan internasional) dalam bentuk joule.
Dengan  : 1 joule = 0,24 kalori atau 1 kalori = 4,2 joule
Alat yang digunakan untuk mengukur kalor disebut kalorimeter atau joulemeter. Salah satu jenisnya adalah alat kWh-meter yang dipasang di rumah-rumah sebagai pelanggan PLN.

kWh-meter

Hubungan kalor dengan massa zat, jenis zat dan perubahan suhu

Kalor dapat dirumuskan dengan :
Q = m.c.Δt

Q = kalor yang dibutuhkan (joule)
 m = massa zat (kg)
c = kalor jenis (J/kg⁰C atau J/kg K)
Δt = kenaikan suhu (⁰C)

Definisi Kalor Jenis
Dari persamaan  Q = m.c.Δt, dapat dituliskan

Dari rumus itu, diperoleh satuan kalor jenis c, yaitu  J/kg⁰C atau J/kg K.
Sehingga dapat didefinisikan bahwa kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar ⁰C

Zat	Kalor jenis (J/kg0C)
Alumunium Tembaga Kaca Besi atau baja Timah hitam Marmer Perak Kayu Alkohol (etil) Raksa Air    Es (padat)    Cair Badan manusia Udara	900 390 670 450 130 860 230 1 700 2 400 140 2 100 4 200 3 470 1 000

Contoh Soal Menghitung Kalor
Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air sebanyak 500 gram, dari 20⁰C menjadi 80⁰C?
Penyelesaian
Diketahui
m = 500 g = 0,5 kg
c = 4 200 J/kg⁰C
Δt = 800 - 200 = 60⁰C
Ditanya : Q ?
Jawab :
Q = m.c.Δt = 0,5. 4 200. 60 = 12 600 J = 12,6 kJ


Referensi : Kanginan, Marthen. 2002. Sains Fisika 2A untuk SMP Kelas 2 A. Jakarta : Erlangga