modul persiapan un smp2
TRANSCRIPT
BAB 1 BESARAN DAN SATUAN
A. Besaran
Besaran dalam fisika diartikan sebagai segala sesuatu yang dapat diukur
dan memiliki nilai (dinyatakan dengan angka dan satuan). Besaran
berdasarkan atas satuannya, dapat dikelompokan menjadi besaran pokok
dan besaran turunanan.
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan dan
bukan merupakan turunan dari besaran lain. Besaran pokok yang
satuannya telah ditetapkan secara internasional ada 7 macam, yaitu :
Tabel 1. Besaran Pokok
No. Nama Besaran Lambang Besaran Satuan Lambang Satuan
1. J umlah Zat n mol mol
2. I ntensitas Cahaya θ candela cd
3. W aktu t secon s4. A rus Listrik I Ampere A5. S uhu T Kelvin K6. M assa m kilogram kg7. P anjang l meter m
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan dan
bukan merupakan turunan dari besaran lain.
Tabel 2. Besaran Turunan
No. Nama Besaran Lambang Besaran Lambang Satuan
1. Luas A m2
2. Volume V m3
3. Massa jenis ρ kg/m3
4. Kecepatan v m/s5. Percepatan a m/s2
6. Gaya F kg.m/s2
7. Energi W kg.m2/s2
B. Satuan
Satuan dapat diartikan sebagai pembanding dalam sebuah pengukuran.
Pada tahun 1960 diresmikanlah pemberlakuan satuan Sistem Internasional.
Hal ini bertujuan untuk menjalin hubungan antar bangsa serta
menyeragamkan dan memudahkan penggunaan alat ukur beserta
konversinya.
Satuan sendiri dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu satuan baku
dan satuan tidak baku.
1. Satuan Baku
Satuan baku adalah satuan yang telah ditetapkan secara internasional.
Ciri-ciri satuan baku diantaranya adalah :
a. Bahan mudah dibuat
b. Dimensi bahan tidak mudah berubah karena pengaruh suhu dan
waktu
c. Digunakan secara universal
d. Terdapat acuan standar.
Contoh satuan baku :
Meter untuk satuan panjang
Detik atau sekon untuk satuan waktu
Kilogram untuk satuan massa
2. Satuan Tidak Baku
Satuan tidak baku adalah satuan yang bersifat kedaerahan. Ciri-ciri
satuan tidak baku diantaranya adalah :
a. Digunakan terbatas, hanya wilayah tertentu atau negara tertentu.
b. Acuan standar diperoleh dari kesepakatan kelompok masyarakat.
c. Memungkinkan perbedaan hasil pengukuran.
Contoh satuan tidak baku :
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 1
Hasta digunakan untuk menyatakan satuan panjang oleh
masyarakat Mesir Kuno.
C. Pengukuran dan Konversi Hasil Pengukuran
Pengukuran adalah membandingkan nilai besaran yang diukur dengan
besaran lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Hasil sebuah
pengukuran adalah sebuah nilai atau dinyatakan dalam angka dan satuan.
Contoh tinggi badan Andi adalah 160 cm.
Mengubah satuan yang dinyatakan dalam nilai pengukuran disebut
dengan konversi. Contoh mengkonversi nilai :
1 jam = 60 menit = 60 x 60 sekon = 3600 sekon.
D. Beberapa alat ukur dan kegunaannya
Alat ukur adalah semua peralatan yang digunakan untuk mengukur.
Berikut ini adalah beberapa alat ukur yang sering digunakan.
Gambar dan Nama Alat KegunaanJangka Sorong
Mikrometer Sekrup
Mengukur besaran panjang benda.(Jangka Sorong selain dapat mengukur panjang benda dapat pula digunakan untuk mengukur diameter dalam, dan diameter luar serta kedalaman sebuah
benda)
Neraca
Mengukur besaran massa benda.(Berdasarkan jenisnya neraca dibedakan atas 2 macam, yaitu neraca analog dan
neraca digital)
Stopwatch Mengukur besaran waktu.
Ampermeter
Mengukur besaran kuat arus listrik.
TermometerMengukur besaran suhu.
(Termometer berdasarkan skala suhunya dapat dibedakan menjadi 4 macam yaitu skala Celcius, Reamur,
Fahrenheit dan Kelvin.)
Light Meter
Mengukur besaran intensitas cahaya.
“Pelajarilah Ilmu sebanyak-banyaknya, karena ilmu itulah
yang akan menolongmu ketika kamu mengalami kesulitan dalam hidup.”
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 2
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Segala sesuatu yang dapat diukur yang dinyatakan dengan nilai atau
berupa angka dan satuan disebut ….
a. Besaran b. Harga c. Satuan d. Pengukuran
2. Perhatikan tabel berikut ini :
No. Besaran
Satuan Alat Ukur
1. Panjang centimeter Stopwatch2. Massa kilogram Neraca3. Waktu jam Mistar4. Suhu Kelvin Termometer
Besaran pokok menurut Sistem Internasional dengan alat ukur yang benar
adalah ….
a. 1 dan 2 b. 2 dan 4 c. 1 dan 3 d. 3 dan 4
3. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur….
a. Massa jenis benda c. Volume Benda
b. Suhu benda d. Ketebalan Benda
4. Berikut ini yang termasuk kedalam besaran pokok adalah ….
a. Percepatan, kecepatan, panjang dan luas
b. Volume, kuat arus listrik, luas dan percepatan
c. Panjang, massa, waktu dan suhu
d. Kuat arus listrik, intensitas cahaya, jumlah zat dan energi
5. Alat ukur yang paling tepat digunakan untuk mengukur ketebalan sebuah
uang logam adalah ….
a. mikrometer sekrup c. mistar
b. jangka sorong d. neraca
6. Satu kilometer sebanding dengan …
a. 100 cm b. 1.000 cm c. 10.000 cm d. 100.000 cm
7. Perhatikan gambar berikut ini :
Dari gambar tersebut, maka
panjang kertas tersebut adalah
….
a. 1,4 cm c. 1,5 cm
b. 1,6 cm d. 1,7 cm
8. Pengukuran yang menggunakan satuan baku adalah ….
a. Panjang meja dengan jengkal
b. Volume benda dengan gelas
c. Luas tanah dengan tumbak
d. Waktu dengan stopwatch
9. Perhatikan gambar berikut ini :
Dari gambar tersebut maka
volume batu adalah….
a. 40 cm3 c. 120 cm3
b. 80 cm3 d. 160 cm3
10. Perhatikanlah gambar berikut ini :
Dari gambar tersebut maka massa
benda tersebut adalah …
c. 521 g c. 530 g
d. 620 g d. 1520 g
LEMBAR JAWABAN
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 3
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
BAB 2 MASSA JENIS ZAT
Berkaitan dengan massa dan volume, terdapat satu besaran yang disebut
dengan massa jenis zat. Besaran inilah yang mempengaruhi kenapa setiap
benda yang memiliki volume yang sama memiliki massa yang berbeda. Massa
jenis zat didefinisikan sebagai karakteristik benda, dimana setiap benda akan
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 4
memiliki perbandingan yang tetap antara massa terhadap volumenya. Massa
jenis suatu zat dilambangkan dengan “ρ” atau disebut dengan istilah “rho”.
Massa jenis suatu zat diformulasikan melalui persamaan berikut :
massa jenis zat ( ρ )= massabenda (m )Volume benda (V )
atau ρ=mV
Keterangan :
m = massa benda (kg)
V = volume benda (m3)
ρ = massa jenis benda (kg/m3)
Contoh Soal :
1. Sebuah benda memiliki massa sebesar 25 kg dan volumenya 2 m3.
Tentukanlah massa jenis benda tersebut!
Dik: Massa benda (m) = 25 kg
Volume benda (V) = 2 m3
Dit : Massa jenis benda (ρ) = ….. kg/ m3
Penyelesaian :
ρ=mV
=25kg
2m3=12,5 kg/m3
2. Perhatikanlah gambar berikut ini!
Jika balok tersebut memiliki massa 900 gram maka massa jenis balok
tersebut adalah ….
Dik: Massa balok (m) = 900 g
Panjang balok (p) = 20 cm
Lebar balok (l) = 30 cm
Tinggi balok (t) = 10 cm
Volume balok (V) = p x l x t = 20 x 30 x 10 = 6000 cm3
Dit : Massa jenis benda (ρ) = ….. g/cm3
Penyelesaian :
ρ=mV
= 900 g
6000cm3= 3g
20cm3=0,15 g/cm3
“Jangan membanggakan apa yang telah engkau lakukan hari ini,
sebab engkau tidak akan tahu apa yang akan diberikan hari esok.”
(Pythagoras)
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Karakteristik benda, berupa perbandingan yang tetap antara massa
terhadap volumenya disebut ….
a. Massa benda c. Massa jenis benda
b. Volume benda d. Kalor jenis benda
2. Massa jenis air 1 g/cm3, nilai ini sama dengan ….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 5
a. 10 kg/m3 c. 100 kg/m3
b. 1.000 kg/m3 d. 10.000 kg/m3
3. Massa jenis sebuah kubus yang panjang rusuknya 5 cm dan memiliki
massa 500 g adalah ….
a. 4 g/cm3 c. 10 g/cm3
b. 15 g/cm3 d. 25 g/cm3
4. Perhatikan gambar berikut.
Dari gambar tersebut, maka massa
jenis batu tersebut adalah…
a. 0,5 g/mL
b. 2 g/mL
c. 24 g/mL
d. 56 g/mL
5. Sebuah benda memiliki volume 120 cm3. Jika massa jenis benda tersebut 2
g/cm3, maka massa benda tersebut adalah…
a. 6 g c. 60 g
b. 24 g d. 240 g
6. Hubungan yang benar antara massa jenis zat, volume zat dan massa zat
ditunjukan oleh persamaan ….
a. V = ρ/m c. m = ρ . V
b. m = V/ ρ d. V = ρ . m
7. Perhatikanlah gambar berikut ini!
Sebuah balok memiliki massa 80 gram, jika balok tersebut memiliki panjang
10 cm, lebar 4 cm dan tinggi 2 cm, maka massa jenis balok adalah ….
a. 80 g/cm3 c. 8 g/cm3
b. 10 g/cm3 d. 1 g/cm3
8. Sepotong alumunium mempunyai massa 300 kg. Jika massa jenis
alumunium adalah 3 kg/m3, maka volume alumunium tersebut adalah ….
a. 900 kg/m3 c. 300 kg/m3
b. 600 kg/m3 d. 100 kg/m3
9. Selembar kertas berbentuk persegi memiliki massa jenis ρ. Jika kertas
tersebut dibagi menjadi 10 bagian yang sama besar, maka massa jenis tiap
bagian kertas tersebut adalah ….
a. 1/10 ρ c. ρ
b. 1/2 ρ d. 10 ρ
10. Volume untuk 300 gram raksa yang meiliki massa jenis 1,5 g/cm3 adalah ….
a. 450 cm3 c. 200 cm3
b. 300 cm3 d. 150 cm3
LEMBAR JAWABAN
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 6
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
BAB 3 SUHU DAN PEMUAIAN
A. Suhu dan Pengukurannya
Suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas
atau dinginnya suatu benda.
Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah
termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair
dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol.
Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer
adalah sebagai berikut :
a. raksa tidak membasahi dinding kaca,
b. raksa merupakan penghantar panas yang baik,
c. kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang
kecil cukup dapat mengubah suhunya,
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 7
d. jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik
didihnya 357 ºC.
Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan
termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -
114 ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk
mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78 ºC.
Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer.
a. Termometer Celcius
Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100.
Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.
b. Termometer Reaumur
Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di
antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
c. Termometer Fahrenheit
Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212.
Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0 ºF. Di
antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.
d. Termometer Kelvin
Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut
suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total
partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan
angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap
bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.
Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reamur,
termometer Fahrenheit dan termometer Kelvin adalah C : R : F : K = 100 :
80 : 180 : 100 atau C : R : F : K = 5 : 4 : 9 : 100.
Dengan memperhatikan titik tetap bawah 0ºC = 0ºR = 32ºF = 273 K,
maka hubungan skala C, R, F, dan K dapat ditulis sebagai berikut :
Mengubah skala suhu Celcius
Suhu dalam 0R = ( 45× suhu yang diketahui dalam 0C)
Suhu dalam 0F = { ( 95× suhu yang diketahui dalam 0C ) + 32 ) }
Suhu dalam K = { suhu yang diketahui dalam 0C + 273 }
Mengubah skala suhu Reamur
Suhu dalam 0C = ( 54× suhu yang diketahui dalam 0R )
Suhu dalam 0F = { ( 94× suhu yang diketahui dalam 0R ) + 32 ) }
Suhu dalam K = { ( 54× suhu yang diketahui dalam 0R ) + 273 }
Mengubah skala suhu Fahrenheit
Suhu dalam 0C = { 59× ( suhu yang diketahui dalam 0F – 32 ) }
Suhu dalam 0R = { 49× ( suhu yang diketahui dalam 0F – 32 ) }
Suhu dalam K = { [ 59× ( suhu yang diketahui dalam 0F – 32 ) ] + 273}
Mengubah skala suhu Kelvin
Suhu dalam 0C = ( suhu yang diketahui dalam K – 273 )
Suhu dalam 0R = { ( 45× ( suhu yang diketahui dalam K – 273 ) }
Suhu dalam 0F = { [ 95× ( suhu yang diketahui dalam K - 273 ) ] + 32 }
B. Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat
tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 8
pemuaian zat sangat tergantung ukuran benda semula, kenaikan suhu dan
jenis zat.
Pemuaian yang terjadi pada benda padat dapat dibedakan menjadi 3
macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
1. Muai Panjang
Pemuaian yang hanya berpengaruh pada pertambahan panjang suatu
zat disebut muai panjang. Alat yang digunakan untuk menyelidiki
pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek.
Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula
benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
L = L0 + ΔL ; dimana ΔL = L0 . α . Δt
atau dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
L = L0 ( 1 + α . Δt )
Keterangan :
L = panjang akhir (m)
L0 = panjang mula – mula (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
α = koefisien muai panjang (/0C)
Δt = perubahan suhu (0C)
2. Muai Luas
Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas
1 m2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda,
pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah
sebagai berikut :
A = A0 + ΔA ; dimana ΔA = A0 . β . Δt atau dapat dicari dengan
menggunakan persamaan berikut :
A = A0 ( 1 + β . Δt) Keterangan :
A = luas akhir (m2)
A0 = luas mula – mula (m2)
ΔA = pertambahan luas (m2)
β = koefisien muai luas (/0C)
Besarnya β dapat dinyatakan sebagai berikut : β = 2α
3. Muai Volume
Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0
dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada
pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut
sebesar
V = V0 + ΔV ; dimana ΔV = V0 . γ . Δt atau dapat dicari dengan
menggunakan persamaan berikut :
V = V0 ( 1 + γ . Δt )
Keterangan :
V = volume akhir (m3)
V0 = volume mula – mula (m3)
ΔV = pertambahan volume (m3)
γ = koefisien muai volume (/0C)
Besarnya γ dapat dinyatakan sebagai berikut : γ = 3α = 3/2 β
Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi
hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang
diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian
zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya
walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan
volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan
pemuaian tekanan karena peningkatan suhu.
Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
V = V0 ( 1 + γ . Δt ). Dimana γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama
untuk semua gas, yaitu 1/273 oC-1.
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 9
Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian gas pada suhu
tetap (isotermal), pemuaian gas pada tekanan tetap, dan pemuaian gas
pada volume tetap.
Contoh penerapan prinsip pemuaian dalam kehidupan sehari – hari
diantaranya digunakan dalam Pemasangan Kaca Jendela, Pemasangan
Sambungan Rel Kereta Api, dan Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon.
4. Pemasangan Kaca Jendela
Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca
sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu
tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari
terjadinya pembengkokan pada bingkai.
5. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api
Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu
batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel
akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya
ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan
mengakibatkan rel menjadi bengkok.
6. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati
Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil
daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara
langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih
dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan
menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk
dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran
bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.
7. Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon
Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke
tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit
berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka
saat terjadi penyusutan kabel akan terputus.
“Tidak pernah ada satu pun kesuksesan yang dapat diraih tanpa kerja keras dan
usaha yang sungguh-sungguh”
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Suatu besaran yang menunjukan derajat panas atau dingin sebuah benda
disebut dengan ….
a. Besaran c. Pengukuran
b. Massa jenis d. Suhu
2. Satuan Sistem Internasional untuk suhu adalah ….
a. Celcius b. Reamur c. Fahrenheit d. Kelvin
3. Suhu suatu zat adalah 40 0C. Jika suhu tersebut dinyatakan dalam skala
Reamur, maka suhu benda tersebut adalah ….
a. 32 0R b. 41 0R c. 119 0R d. 321 0R
4. Jika termometer Fahrenheit menunjukan skala 68 0F, maka pada suhu yang
sama, termometer Celcius akan menunjukan suhu ….
a. 20 0C b. 52 0C c. 86 0C d. 98 0C
5. Suhu suatu zat cair di laboratorium sekolah saat diukur menggunakan
termometer berskala Fahrenheit menunjukan angka 113 0F. Suhu zat cair
tersebut jika diukur menggunakan termometer skala Kelvin adalah ….
c. 218 K c. 459 K
d. 318 K d. 476 K
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 10
6. Alat berikut ini digunakan untuk mengetahui pemuaian pada zat padat ….
a. Barometer c. Dilatometer
b. Termoskop d. Musschenbroek
7. Panjang Kuningan mula-mula 100 cm dengan koefisien muai panjang
0,000019 /oC dipanaskan dari suhu 10 oC sampai 110 oC akan bertambah
panjang sebesar ....
a. 0,0038 m c. 0,19 m
b. 0,0019 m d. 0,38 m
8. Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan
lebar 10 cm pada suhu 10 oC dan koefisien muai panjang logam itu
0,000012 / oC. Maka pada suhu 260 oC luas pelat akan bertambah
sebesar ... m2.
a. 0,000012 c. 1,000012
b. 0,00006 d. 1,00006
9. Pernyataan yang benar hubungan antara α , β, dan γ ….
a. α = 3γ = 2β c. γ = 3α = 3/2 β
b. α = 3/γ = 2/β d. γ = α /3 = β/2
10. Penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari dapat berupa seperti
berikut, kecuali ….
a. pemasangan sambungan rel kereta api
b. pengelingan
c. pemasangan kaca jendela
d. pengeringan pakaian
LEMBAR JAWABAN
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 11
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
BAB 4 KALOR
A. Pengertian Kalor
Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah akibat adanya
perbedaan suhu. Energi kalor dapat berpindah dari benda yang bersuhu
tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Satuan kalor dalam Sistem SI
adalah joule (J). Satuan lainnya yang sering digunakan adalah kalori (kal).
1 kalori = 4,186 joule dan 1 joule = 0,24 kal.
Energi kalor digunakan oleh suatu zat untuk berbagai macam hal,
diantaranya adalah untuk mengubah suhu zat dan mengubah wujud zat.
B. Mengubah Suhu Zat
Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima
kalor. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat
mengubah suhu suatu benda.
Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu (Δt) suatu
zat yang bermassa (m), dan memiliki kalor jenis zat (c), dinyatakan dalam
persamaan berikut ini :
Q = m . c . Δt
Keterangan :
Q = Energi kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg.0C)
Δt = Perubahan suhu (0C)
C. Mengubah Wujud Zat
Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu
maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga
berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 12
minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk
mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat.
Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan
dalam skema berikut ini :
Keterangan :
1 = Mencair atau Melebur atau Meleleh 4 = Membeku
2 = Menguap 5 = Menyublim
3 = Menyublim 6 = Mengembun
Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk mengubah satu satuan
massa zat padat (m) menjadi cair pada titik leburnya disebut kalor lebur (L).
Besarnya kalor lebur dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q = m . L
Keterangan :
Q = Energi kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
L = Kalor lebur zat (joule/kg)
Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk mengubah satu satuan
massa zat cair (m) menjadi uap pada titik uapnya disebut kalor uap (U).
Besarnya kalor uap dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q = m . U
Keterangan :
Q = Energi kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
U = Kalor uap zat (joule/kg)
Contoh Soal :
1. Hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan untuk melebur 2 kg es 0 0C
pada titik leburnya jika kalor lebur es 336.000 J/kg!
Dik: Massa benda (m) = 2 kg
Kalor Lebur Es (Les) = 336.000 J/kg
Dit : Banyaknya Kalor (Q) yang diperlukan adalah ….. joule?
Penyelesaian :
Q = m . L = 2 kg . 336.000 J/kg = 672.000 J = 672 kJ.
2. Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 2 kg air dari suhu 30 0C
menjadi 100 0C, jika kalor jenis air 4.200 J/kg.0C?
Dik:
Massa benda (m) = 2 kg ; Kalor Jenis Air (cair) = 4.200 J/kg.0C
Suhu awal (t0) = 30 0C ; Suhu akhir (ti) = 100 0C
Perubahan Suhu (Δt) = Suhu akhir - Suhu awal = 100 0C - 30 0C = 70 0C
Dit :
Banyaknya Kalor (Q) yang diperlukan adalah ….. joule?
Penyelesaian :
Q = m . c . Δt = 2 kg . 4.200 J/kg.0C . 70 0C = 588.000 J = 588 kJ.
“Semakin banyak ilmu yang engkau pelajari, semakin engkau akan menyadari
betapa engkau belum belajar apa-apa.
Ilmu yang engkau miliki tak lebih hanya seperti buih di antara samudera ilmu
yang maha luas.”
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 13
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Kalor adalah suatu bentuk energi yang secara alamiah dapat berpindah dari
benda yang bersuhu ….
a. Rendah ke tinggi c. Sama
b. Tinggi ke rendah suhunya d. Tetap
2. Satuan untuk kalor dalam sistem SI adalah ….
a. Kalori b. Kilokalori c. Joule d. Watt
3. Satu kalori setara dengan ….
a. 0,24 joule b. 4,2 joule c. 420 joule d. 4200 joule
4. Perubahan wujud zat padat menjadi cair disebut dengan ….
a. membeku b. mencair c. menguap d. mengembun
5. Suhu air 20 0C dengan massa 10 kg dipanaskan sehingga suhunya menjadi
40 0C. Jika diketahui kalor jenis air 1 kkal/kg.0C, maka kalor yang
diperlukannya adalah sebesar ….
a. 2 kkal b. 20 kkal c. 200 kkal d. 800 kkal
6. Air bermassa 100 gram suhu mula-mula 30 0C dipanasi hingga suhunya 100 0C. Jika kalor jenis air 1 kal/g.0C maka besarnya kalor yang diperlukan
adalah ... kal.
a. 3000 b. 7000 c. 10000 d. 13000
7. Besi bermassa 10 kg dinaikkan suhunya dari 2 0C menjadi 12 0C. Ternyata
kalor yang dibutuhkan sebesar 1000 joule. Kalor jenis besi tersebut adalah
sebesar ….
a. 0,1 J/kg.0C b. 1 J/kg.0C c. 10 J/kg.0C d. 100 J/kg.0C
8. Untuk menaikkan suhu 5 kg air dari 15 °C menjadi 40 °C diperlukan kalor
sebanyak ... (kalor jenis air 4.200 J/kg.°C)
a. 525.000 J b. 420.000 J c. 150.000 J d. 21.000 J
9. Alkohol sebanyak 1 kg bersuhu 10 0C diberi kalor sebesar 24.000 J. Jika
kalor jenis alkohol sebesar 2.400 J/kg.0C. Suhu akhir alkohol adalah ... 0C
a. 10 b. 20 c. 30 d. 40
10. Perhatikanlah gambar grafik berikut ini :
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 14
Es yang massanya 100 gram dipanaskan dari −10 °C menjadi air bersuhu
100 °C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/g°C, kalor lebur es 80 kal/g, dan kalor
jenis air 1 kal/g°C, maka banyaknya kalor yang diperlukan saat proses dari
A sampai ke C adalah ….
a. 18.500 kalori c. 8.000 kalori
b. 8.500 kalori d. 7.500 kalori
LEMBAR JAWABAN
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 15
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
BAB 5 GERAK
A. Pengertian Gerak
Benda dikatakan bergerak jika benda mengalami perubahan kedudukan
terhadap titik tertentu sebagai acuan. Jadi, gerak adalah perubahan posisi
atau kedudukan terhadap titik acuan tertentu. Gerak juga dapat diartikan
sebagai perubahan kedudukan suatu benda dalam selang waktu tertentu.
B. Besaran – besaran dalam konsep Gerak
8. Jarak didefinisikan sebagai panjang seluruh lintasan yang ditempuh.
Perpindahan merupakan jarak dan arah dari kedudukan awal ke
kedudukan akhir atau selisih kedudukan akhir dengan kedudukan awal.
Jarak merupakan besaran skalar atau besaran yang hanya memiliki nilai
saja, sedangkan perpindahan merupakan besaran vektor atau besaran
yang memiliki nilai dan arah.
9. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan
besaran skalar. Besaran vektor memperhitungkan arah gerak,
sedangkan besaran skalar hanya memiliki besar tanpa
memperhitungkan arah gerak benda. Kecepatan merupakan
perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan
didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Secara
matematis dapat ditulis sebagai berikut :
kelajuan ( v )= jarak (s )waktu ( t )
dan
kecepatan( v⃗ )=perpinda han( ∆⃗ x)
waktu(∆ t)
10.Percepatan merupakan perubahan kecepatan setiap waktu, sedangkan
perlajuan didefinisikan perubahan kelajuan setiap waktu. Secara
matematis dapat ditulis sebagai berikut :
perlajuan (a )= kelajuan (v )waktu ( t )
dan
percepatan( a⃗)=kecepatan( v⃗)waktu(t)
C. Macam – macam Gerak
Gerak menurut lintasannya dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu
gerak lurus dan gerak tidak lurus. Gerak lurus adalah gerak yang melalui
lintasan yang lurus. Pada pokok bahasan kali ini yang akan dibahas hanya 2
jenis gerak lurus yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus
Berubah Beraturan (GLBB).
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 16
Syarat benda bergerak lurus beraturan adalah apabila benda bergerak
menempuh lintasan lurus dan memiliki kelajuan yang tidak berubah.
Pada gerak lurus beraturan, benda menempuh jarak yang sama dalam
selang waktu yang sama pula.
Contoh soal :
Perhatikan gambar berikut ini!
Sebuah mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan masing-
masing dengan kecepatan tetap 20 m/s dan 10 m/s. Hitung kapan dan
dimana mobil A berpapasan jika jarak kedua mobil mula-mula 210 m!
Pembahasan :
Diketahui : kecepatan mobil A = VA = 20 m/s
kecepatan mobil B = VB = 10 m/s
jarak mobil A dan B = 210 m
Ditanyakan : tA (waktu mobil A berpapasan dengan mobil B)?
sA (jarak tempuh mobil A ketika berpapasan dengan
mobil B)?
Jawab :
sA + sB = Jarak ketika mobil A berpapasan dengan mobil B
vA.t + vB.t = 20.t + 10.t = 210 m
30 t = 210 → t = 7 sekon
Jarak mobil A setelah berjalan 7 sekon
sA = vA.t = 20 . 7 = 140 m. Jadi, mobil A berpapasan dengan mobil
B setelah 7 sekon dan berjalan 140 m.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada
lintasan lurus dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik.
Perubahan kecepatan tiap detik disebut dengan percepatan. Dengan
demikian, pada GLBB benda mengalami percepatan secara teratur atau
konstan. Beberapa perumusan dalam gerak lurus berubah beraturan
adalah sebagai berikut :
a. Menghitung kecepatan rata – rata benda
v=v⃗ t+ v⃗0
2
Keterangan :
v : kecepatan rata-rata benda (m/s)
v⃗ t : kecepatan akhir benda (m/s)
v⃗0 : kecepatan mula-mula benda (m/s)
b. Menghitung kecepatan akhir benda
v⃗ t= v⃗0+a⃗ . t
Keterangan :
v⃗ t : kecepatan akhir benda (m/s)
v⃗0 : kecepatan mula-mula benda (m/s)
a⃗ : percepatan benda (m/s2)
t : waktu (s)
c. Menghitung kecepatan akhir benda
∆⃗ x=v⃗0 . t+12a⃗ .t 2
Keterangan :
a⃗ : percepatan benda (m/s2)
t : waktu (s)
∆⃗ x : perpindahan benda (m)
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 17
“Belajar adalah kunci untuk meraih kesuksesan”
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Suatu benda dikatakan bergerak apabila ….
a. Posisi tetap setiap saat
b. Bentuknya tetap setiap saat
c. Bentuknya berubah setiap saat
d. Posisinya berubah setiap saat
2. Jika sebuah benda bergerak pada lintasan yang lurus dan memiliki
kecepatan yang konstan maka benda tersebut akan mengalami gerak ….
a. Lurus beraturan
b. Lurus berubah beraturan
c. Dipercepat beraturan
d. Diperlambat beraturan
3. Seorang pelari menempuh jarak 100 m dalam 20 detik. Kelajuan pelari
tersebut adalah ….
a. 5 m/s c. 100 m/s
b. 50 m/s d. 200 m/s
4. Seorang anak pergi ke sekolah dengan mengendarai sepeda di jalan yang
lurus. Jika jarak dari rumah ke sekolah adalah 1,8 km dan ditempuh selama
15 menit, maka kecepatan sepeda yang dikendarai oleh anak tersebut
adalah ….
a. 2 m/s c. 27 m/s
b. 7,2 m/s d. 120 m/s
5. Percepatan yang ditempuh oleh sebuah mobil yang bergerak dengan
kecepatan 90 km/jam selama 1 detik adalah ….
a. 90 m/s2 c. 45 m/s2
b. 75 m/s2 d. 25 m/s2
6. Budi pergi ke sekolah naik sepeda. Jarak dari rumah ke sekolah 1.800 m
dan kecepatan sepedanya konstan sebesar 3 m/s. Jika masuk sekolah jam
07.00, paling lambat Budi harus berangkat ke sekolah pukul ….
a. 06.54 b. 06.45 c. 06.30 d. 06.50
7. Sebuah benda mula-mula diam kemudian dipercepat 3 m/s2. Setelah 5 detik
kecepatannya menjadi ….
a. 0,6 m/s b. 1,67 m/s c. 2 m/s d. 15 m/s
8. Sebuah kelereng bergerak dari keadaan diam. Setelah 8 sekon
kecepatannya menjadi 16 m/s. Percepatan kelereng sebesar ….
a. 128 m/s2 b. 24 m/s2 c 16 m/s2 d. 2 m/s2
9. Perhatikan gambar grafik hubungan jarak dan waktu dari suatu benda yang
bergerak lurus sebagai berikut :
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 18
Kecepatan rata-rata gerak benda tersebut
adalah ....
a. 4 m/s c. 7 m/s
b. 5 m/s d. 7,5 m
10. Kecepatan sebuah mobil berubah dari 10 m/s menjadi 30 m/s dalam selang
waktu 20 sekon. Percepatan mobil tersebut adalah ….
a. 0,5 m/s2 c. 2 m/s2
b. 1 m/s2 d. 4 m/s2
LEMBAR JAWABAN
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 19
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
BAB 6 TEKANAN
A. Tekanan pada Zat Padat
Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu bidang tekan.
Besarnya tekanan dipengaruhi oleh dua hal, yaitu gaya (F) dan luas bidang
tekan (A), atau dapat dirumuskan melalui persamaan berikut ini:
P= FA
Dengan :
P = tekanan (N/m2 atau Pa)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m2)
Semakin kecil luas bidang tekan (A) maka akan semakin besar
tekanannya (P), sebaliknya semakin besar luas bidang tekan (A) maka
tekanannya justru akan semakin kecil.
Satu Pascal (1 Pa) sebanding dengan tekanan yang dilakukan oleh gaya
sebesar 1 Newton pada luas bidang tekan sebesar 1 meter persegi.
B. Tekanan dalam Zat Cair
Sifat – sifat tekanan zat cair antara lain adalah sebagai berikut :
1. Zat cair menekan ke segala arah.
2. Makin dalam dari permukaan zat cair, maka tekanannya makin besar.
3. Tekanan zat cair tidak bergantung pada bentuk wadahnya.
4. Tekanan zat cair bergantung pada massa jenis zat cairnya.
Tekanan dalam zat cair dibedakan menjadi 2 jenis yaitu, tekanan
hidrostatis dan tekanan hidrodinamis. Tekanan hidrostatis adalah tekanan
zat cair yang tidak mengalir, sedangkan tekanan hidrodinamis adalahh
tekanan zat cair yang sedang mengalir.
Tekanan hidrostatis memiliki sifat – sifat sebagai berikut :
1. Makin dalam dari permukaan zat cair, maka tekanannya makin besar.
2. Pada kedalaman yang sama, maka tekanan zat cair bernilai sama
disegala arah.
Secara matematis besarnya tekanan hidrostatis dapat dirumuskan
melalui persamaan berikut ini :
Ph = ρ . g . h
Dengan :
Ph = tekanan hidrostatis (N/m2 atau Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman zat cair diukur dari permukaan (m)
Pada tekanan hidrostatis terdapat satu aturan yang dirumuskan oleh
Pascal. Aturan ini dikenal dengan hukum Pascal. Dalam hukumnya, Pascal
mengemukakan bahwa “Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam
ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”.
P1=P2
F1
A1
=F2
A2
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 20
Alat – alat teknik yang menggunakan prinsip hukum Pascal diantaranya
adalah dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, pengangkat mobil, rem piringan
hidrolik, dan jembatan angkat.
Bejana berhubungan atau suatu wadah yang satu sama lain saling
terhubung, jika kita isi dengan zat cair yang sama, maka dalam keadaan
seimbang, permukaan zat cair dalam bejana atau wadah tersebut akan
menghasilkan permukaan yang datar, atau menghasilkan ketinggian yang
sama. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut ini :
Pada bejana berhubungan, berlaku bahwa “pada kedalaman yang sama
maka tekanannya pun akan sama”. Dari pernyataan tesebut dapat diperoleh
sebuah persamaan sebagai berikut :
Ph1 = Ph2
ρ1 . g . h1 = ρ2 . g . h2
ρ1 . h1 = ρ2 . h2
Dengan :
ρ1 = massa jenis zat cair pertama (kg/m3)
h1 = kedalaman zat cair pertama (m)
ρ2 = massa jenis zat cair kedua (kg/m3)
h2 = kedalaman zat cair kedua (m)
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam zat
cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya angkat yang besarnya
sama dengan berat benda yang tercelup”. Pernyataan tersebut kemudian
dikenal sebagai Hukum Archimedes. Secara matematis besarnya gaya
angkat yang diterima benda ketika dicelupkan adalah sebagai berikut :
FA = ρ . g . Vb Dengan :
FA = Gaya angkat (N)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
Vb = volume benda yang tercelup (m)
Peralatan teknik yang menggunakan prinsip kerja hukum Archimedes
diantaranya adalah hidrometer, kapal selam, kapal laut dan galangan kapal.
“Berakit – rakit ke hulu
Berenang – renang ke tepian
Bersakit – sakit dahulu
Bersenang – senang kemudian”
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 21
UJI PEMAHAMAN KONSEP
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Gaya yang bekerja pada suatu luas permukaan disebut dengan ….
a. gaya c. percepatan
b. tekanan d. massa jenis
2. Jika sebuah beban seberat 150 N, bekerja pada bidang seluas 100 cm2,
maka beban tersebut memberikan tekanan sebesar ….
a. 15.000 N/m2 c. 15.000 N/cm2
b. 1,5 N/m2 d. 1,5 N/cm2
3. Bila suatu bidang luasnya 4 cm2 bekerja gaya sebesar 60 N, maka besarnya
tekanan yang dialami oleh bidang tersebut adalah ….
a. 15 Pa c. 240 Pa
b. 15 N/cm2 d. 240 N/cm2
4. Perhatikan gambar berikut ini :
Perhatikan gambar alat pengangkat hidrolik pada gambar tersebut. Supaya
kedua pipa penghisap seimbang, maka besar gaya F2 adalah ….
a. 6,66 N c. 54 N
b. 13,3 N d. 60 N
5. “Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan
diteruskan ke segala arah dengan sama besar”. Pernyataan tersebut
merupakan bunyi dari hukum ….
a. Newton b. Pascal c. Boyle d. Archimedes
6. Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal adalah ....
a. alat pengangkat mobil c. balon udara
b. galangan kapal d. kapal selam
7. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. Setelah ditimbang di
dalam air beratnya menjadi 30 N. Benda tersebut mendapat gaya angkat
sebesar ….
a. 50 N b. 30 N c. 20 N d. 10 N
8. Apabila massa keempat segitiga di bawah ini sama, tekanan terbesar
terhadap bidang tekanannya ditunjuk oleh gambar ...
9. Perhatikanlah gambar berikut ini :
Berapakah tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh ikan tersebut ….
a. 5000 N c. 600 N
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 22
b. 1000 N d. 100 N
LEMBAR JAWABAN
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………….
Modul IPA – Fisika, Siap Hadapi UAN 2010! 23