PENERAPAN PESAWAT SEDERHANA
Pernahkah anda melihat ketika tukang batu ingin memindahkan batu yang besar? Untuk memudahkannya mereka kadang menggunakan tongkat/linggis dari besi sebagai pengungkit. Prinsip kerjanya adalah dengan meletakkan tumpuan pada linggis tersebut di antara batu dan tangannya.
Pernahkah anda melihat ketika tukang batu ingin memindahkan batu yang besar? Untuk memudahkannya mereka kadang menggunakan tongkat/linggis dari besi sebagai pengungkit. Prinsip kerjanya adalah dengan meletakkan tumpuan pada linggis tersebut di antara batu dan tangannya.
Gambar: kerja dengan batuan tuas
Tuas adalah salah satu jenis pesawat
sederhana yang dapat digunakan untuk memudahkan usaha. Hal ini
dimungkinkan terjadi dengan adanya sebuah batang ungkit (tuas) dengan
titik tumpu, titik gaya, dan titik yang
divariasikan letaknya. Contoh penggunaan prinsip pengungkit adalah
linggis. Sekarang, tuas sudah banyak dikembangkan menjadi berbagai alat
yang berguna dalam kehidupan sehari-hari. Seringkah anda menggunting
kuku? Alat gunting kuku adalah salah satu alat yang menggunakan prinsip
tuas.
Rumus yang mendasari kerja dari tuas secara matematis dituliskan:
B x lb = F x lk
dengan:
- B = beban
- F = gaya kuasa
- lb = lengan beban (jarak antara titik beban sampai titik tumpu
- lk = lengan kuasa (jarak antara titik kuasa dengan titik tumpu)
- Makin panjang lengan kuasa, makin kecil nilai gaya kuasa. Hal ini berarti gaya yang harus dikeluarkan untuk mengangkat beban lebih sedikit.
- Makin panjang lengan kuasa (lk) makin besar keuntungan mekanik, sehingga usaha makin mudah dilakukan
KM = B/F = lk/lb
Alat – alat yang bekerja berdasarkan prinsip tuas antara lain:
Pengungkit jenis pertama (titik tumpu di antara titik beban dan titik kuasa). Misalnya: gunting, tang, jungkat-jungkit, dan timbangan
Gambar: tang
Pengungkit jenis kedua (titik beban di antara titik tumpu dan titik kuasa). Misalnya: gerobak beroda satu
Gambar: gerobak beroda satu
Pengungkit jenis ketiga (titik kuasa di antara titik tumpu dan titik beban). Misalnya: sekop, penjepit, dan pinset
KALOR
Pengertian Kalor
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor
Q = m.c.(t2 – t1)
Dimana :
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa benda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)
Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.
H = Q/(t2-t1)
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.
c = Q/m.(t2-t1)
Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru
H = m.c
Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.
Keterangan :
Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)
Untuk mencoba kemampuan silakan kkerjakan latihan soal dengan cara klik disini.
Hubungan antara kalor dengan energi listrik
Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.
Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.
W = Q
Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :
W = P.t
Keterangan :
W adalah energi listrik (J)
P adalah daya listrik (W)
t adalah waktu yang diperlukan (s)
Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 – t1) maka diperoleh persamaan ;
P.t = m.c.(t2 – t1)
Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.
Asas Black
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :
Q lepas = Q terima
Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :
Q lepas = Q terima
m1.c1.(t1 – ta) = m2.c2.(ta-t2)
Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 – ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.
KEMAGNETAN
Bisakah kita hidup tanpa magnet, jawabnya tidak karena sebagian besar semua alat yang kita gunakan juga menggunakan magnet.
Untuk lebih paham tentang magnet, mari kita pelajari materi berikut ini.
PENGGOLONGAN BENDA BERDASARKAN SIFAT MAGNETNYA.
Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 2 macam yaitu ferromagnetik (benda yang dapat diterik kuat oleh magnet), parramagnetik (denda yang dapat ditarik magnet dengan lemah) dan diamagnetik (benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet).
Contoh ferromagnetik adalah besi, baja, nikel dan kobalt.
Contoh parramagnetik adalah platina dan aluminium.
Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.
Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :
(1) dapat menarik benda logam tertentu.
(2) gaya tarik terbesar berada di kutubnya.
(3) selalu menunjukkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.
(4) memiliki dua kutub.
(5) tarik menarik bila tak sejenis.
(6) tolak menolak bila sejenis.
CARA MEMBUAT MAGNET
Untuk membuat magnet dapat dilakukan dengan menggunakan 3 cara yaitu penggosokan, mengaliri dengan arus, dan cara induksi.
Saat membuat magnet dengan cara menggosok maka hal yang perlu diperhatikan adalah penggosokan harus searah (teratur) tidak boleh bolak-balik.
Perhatikan gambar di bawah ini
Untuk cara Induksi dapat ditunjukkan seperti gambar dibawah ini
Magnet dapat menarik benda logam tertentu karena susunan magnet elementer didalam magnet itu tersusun teratur. Bila kita bisa membuat susunan magnet elementer teratur maka kita bisa membuat magnet.
Hal penting yang harus kita bahami adalah sebagian besar orang berfikir bahwa cara membuat magnet ini menentukan sifat kemagnetan suatu benda. Orang selalu berfikir bahwa jika magnet dibuat dengan cara menggosok maka akan diperoleh magnet permanen dan jika diperoleh dengan cara elektromagnetik maka akan diperoleh magnet sementara. Anggapan ini adalah keliru bukan salah, kenapa bisa seperti itu? karena orang tidak melihat bahan apa yang digunakan. Jika baja dibuat magnet dengan caradigosok akan diperoleh magnet permanen tetapi jika besi yang digosok maka akan diperoleh magnet sementara. Kebanyakan ketika orang membuat magnet dengan cara menggosok selalu menggunakan baja, inilah mengapa muncul anggapan bahwa menggosok dapat membuat magnet bersifat permanen.
Kasus yang lain adalah elektromagnetik, jika kita amati elektromagnetik manapun akan menggunakan inti besi lunak (besi) bukan baja, karena inti besi yang digunakan maka elektromagnetik menghasilkan magnet sementara. Tetapi coba anda pikir apabila intinya diganti dengan baja, apa yang akan terjadi? yang pasti baja akan menjadi magnet permanen sehingga elektromagnetik tidak dapat dimanfaatkan.
Dari penjelasan kasus diatas dapat kita simpulkan bahwa sifat permanen dan sifat sementara suatu magnet tidak di pengaruhi oleh cara membuat tetapi dipegaruhi oleh bahan yang digunakan. Dengan cara apapun jika bahan yang digunakan baja maka magnet yang dihasilkan akan bersifat permanen.
TEORI KEMAGNETAN BUMI
Teori ini sangat rumit untuk dijelaskan, sebaiknya kita harus bisa membedakan dulu antara gravitasi bumi dengan magnet bumi. Kita dapat berdiri di atas muka bumi bukan karena bumi bersifat magnet, kenapa bisa begitu? karena sesuai dengan definisi magnet adalah bahan yang bisa menarik benda magnetik sedangkan kita bukanlah bahan magnetik.
Lalu apa yang membuat kita bisa berdiri diatas bumi? jawabnya karena bumi mempunyai gravitasi yaitu kekuatan untuk menarik semua benda yang ada disekitarnya tidak perduli itu benda magnetik atau bukan. Gravitasi bumi ditimbulkan karena bumi mempunyai massa, semakin besar massa maka semakin besar gravitasinya (ini semua sesuai dengan hukum Newton dan teori relativitas). Sedangkan sifat kemagnetan bumi ditimbulkan karena bumi berotasi dan berevolusi (ini pendapat saya) jadi jika bumi tidak lagi berotasi maka sifat kemagnetannya lama – lama akan hilang. Mulai dari sekarang supaya pembahasan bab kemagnetan tidak membuat bingung maka kita harus membedakan antara gravitasi bumi dengan magnet bumi.
Kutub utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet bumi berada disekitar kutub utara bumi. Antara kutub utara magnet bumi dengan kutub selatan bumi tidak berimpit, ini juga terjadi pada kutub selatan magnet bumi. Akibat hal tersebut maka bila kita melihat kompas menunjukka arah selatan ini berarti tidak menunjukkan persis arah selatan tetapi mengalami penyimpangan sedikit dari kutub selatan bumi. Penyimpangan ini membentuk sudut yang disebut dengan sudut deklinasi.
Apabila kita membawa kompas dari katulistiwa menuju kutub bumi maka kompas itu akan condong ke bawah atau ke atas. Kecondongan ini karena tertatik oleh kutub magnet bumi. Sudut yang dibentuk dari kecondongan kompas terhadap arah horisontal disebut dengan sudut inklinasi.
KALOR
Pengertian Kalor
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor
- massa zat
- jenis zat (kalor jenis)
- perubahan suhu
Q = m.c.(t2 – t1)
Dimana :
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa benda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)
Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis
- Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
- Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.
H = Q/(t2-t1)
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.
c = Q/m.(t2-t1)
Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru
H = m.c
Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.
Keterangan :
Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)
Untuk mencoba kemampuan silakan kkerjakan latihan soal dengan cara klik disini.
Hubungan antara kalor dengan energi listrik
Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.
Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.
W = Q
Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :
W = P.t
Keterangan :
W adalah energi listrik (J)
P adalah daya listrik (W)
t adalah waktu yang diperlukan (s)
Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 – t1) maka diperoleh persamaan ;
P.t = m.c.(t2 – t1)
Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.
Asas Black
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :
Q lepas = Q terima
Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :
Q lepas = Q terima
m1.c1.(t1 – ta) = m2.c2.(ta-t2)
Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 – ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.
KEMAGNETAN
Bisakah kita hidup tanpa magnet, jawabnya tidak karena sebagian besar semua alat yang kita gunakan juga menggunakan magnet.
Untuk lebih paham tentang magnet, mari kita pelajari materi berikut ini.
PENGGOLONGAN BENDA BERDASARKAN SIFAT MAGNETNYA.
Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 2 macam yaitu ferromagnetik (benda yang dapat diterik kuat oleh magnet), parramagnetik (denda yang dapat ditarik magnet dengan lemah) dan diamagnetik (benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet).
Contoh ferromagnetik adalah besi, baja, nikel dan kobalt.
Contoh parramagnetik adalah platina dan aluminium.
Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.
Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :
(1) dapat menarik benda logam tertentu.
(2) gaya tarik terbesar berada di kutubnya.
(3) selalu menunjukkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.
(4) memiliki dua kutub.
(5) tarik menarik bila tak sejenis.
(6) tolak menolak bila sejenis.
CARA MEMBUAT MAGNET
Untuk membuat magnet dapat dilakukan dengan menggunakan 3 cara yaitu penggosokan, mengaliri dengan arus, dan cara induksi.
Saat membuat magnet dengan cara menggosok maka hal yang perlu diperhatikan adalah penggosokan harus searah (teratur) tidak boleh bolak-balik.
Perhatikan gambar di bawah ini
Untuk cara Induksi dapat ditunjukkan seperti gambar dibawah ini
Magnet dapat menarik benda logam tertentu karena susunan magnet elementer didalam magnet itu tersusun teratur. Bila kita bisa membuat susunan magnet elementer teratur maka kita bisa membuat magnet.
Hal penting yang harus kita bahami adalah sebagian besar orang berfikir bahwa cara membuat magnet ini menentukan sifat kemagnetan suatu benda. Orang selalu berfikir bahwa jika magnet dibuat dengan cara menggosok maka akan diperoleh magnet permanen dan jika diperoleh dengan cara elektromagnetik maka akan diperoleh magnet sementara. Anggapan ini adalah keliru bukan salah, kenapa bisa seperti itu? karena orang tidak melihat bahan apa yang digunakan. Jika baja dibuat magnet dengan caradigosok akan diperoleh magnet permanen tetapi jika besi yang digosok maka akan diperoleh magnet sementara. Kebanyakan ketika orang membuat magnet dengan cara menggosok selalu menggunakan baja, inilah mengapa muncul anggapan bahwa menggosok dapat membuat magnet bersifat permanen.
Kasus yang lain adalah elektromagnetik, jika kita amati elektromagnetik manapun akan menggunakan inti besi lunak (besi) bukan baja, karena inti besi yang digunakan maka elektromagnetik menghasilkan magnet sementara. Tetapi coba anda pikir apabila intinya diganti dengan baja, apa yang akan terjadi? yang pasti baja akan menjadi magnet permanen sehingga elektromagnetik tidak dapat dimanfaatkan.
Dari penjelasan kasus diatas dapat kita simpulkan bahwa sifat permanen dan sifat sementara suatu magnet tidak di pengaruhi oleh cara membuat tetapi dipegaruhi oleh bahan yang digunakan. Dengan cara apapun jika bahan yang digunakan baja maka magnet yang dihasilkan akan bersifat permanen.
TEORI KEMAGNETAN BUMI
Teori ini sangat rumit untuk dijelaskan, sebaiknya kita harus bisa membedakan dulu antara gravitasi bumi dengan magnet bumi. Kita dapat berdiri di atas muka bumi bukan karena bumi bersifat magnet, kenapa bisa begitu? karena sesuai dengan definisi magnet adalah bahan yang bisa menarik benda magnetik sedangkan kita bukanlah bahan magnetik.
Lalu apa yang membuat kita bisa berdiri diatas bumi? jawabnya karena bumi mempunyai gravitasi yaitu kekuatan untuk menarik semua benda yang ada disekitarnya tidak perduli itu benda magnetik atau bukan. Gravitasi bumi ditimbulkan karena bumi mempunyai massa, semakin besar massa maka semakin besar gravitasinya (ini semua sesuai dengan hukum Newton dan teori relativitas). Sedangkan sifat kemagnetan bumi ditimbulkan karena bumi berotasi dan berevolusi (ini pendapat saya) jadi jika bumi tidak lagi berotasi maka sifat kemagnetannya lama – lama akan hilang. Mulai dari sekarang supaya pembahasan bab kemagnetan tidak membuat bingung maka kita harus membedakan antara gravitasi bumi dengan magnet bumi.
Kutub utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet bumi berada disekitar kutub utara bumi. Antara kutub utara magnet bumi dengan kutub selatan bumi tidak berimpit, ini juga terjadi pada kutub selatan magnet bumi. Akibat hal tersebut maka bila kita melihat kompas menunjukka arah selatan ini berarti tidak menunjukkan persis arah selatan tetapi mengalami penyimpangan sedikit dari kutub selatan bumi. Penyimpangan ini membentuk sudut yang disebut dengan sudut deklinasi.
Apabila kita membawa kompas dari katulistiwa menuju kutub bumi maka kompas itu akan condong ke bawah atau ke atas. Kecondongan ini karena tertatik oleh kutub magnet bumi. Sudut yang dibentuk dari kecondongan kompas terhadap arah horisontal disebut dengan sudut inklinasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar