Selasa, 18 Mei 2010

MATERI FISIKA

BAB 1 GAYA

Standar Kompetensi
 Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari.

Kompetensi Dasar
 Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya, dan pengaruhnya pada suatu benda yang dikenai gaya.

Tujuan Pembelajaran
  Peserta didik dapat:
1. Menjelaskan pengertian gaya.
2. Menyebutkan macam-macam gaya.
3. Membedakan gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
4. Menyebutkan beberapa contoh gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
5. Mengamati perubahan yang ditimbulkan gaya.
6. Mengukur gaya dengan menggunakan neraca pegas.
7. Menuliskan diagram vektor untuk menggambarkan gaya.
8. Menjelaskan pengertian resultan gaya.
9. Menentukan resultan gaya-gaya yang searah.
10. Menentukan resultan gaya-gaya yang berlawanan arah.
11. Menentukan resultan gaya berbentuk sudut.
12. Menjelaskan pengertian keseimbangan.
13. Menjelaskan syarat terjadinya keseimbangan.

 
1. PENGERTIAN GAYA
Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan . gaya dapat mengakinbatkan perubahan-perubahan sebagai berikut :
1. benda diam menjadi bergerak 
2. benda bergerak menjadi diam
3. bentuk dan ukuran benda berubah, dan
4. arah gerak benda berubah

Gaya terdiri dari beberapa jenis, diantaranya :
a. Gaya magnet
b. Gaya otot
c. Gaya mesin
d. Gaya listrik

e. Gaya tarik bumi (gravitasi)

f. Gaya pegas

g. Gaya gesek

a. Gaya magnet

Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan (dimiliki) tenaga magnet yang mampu menarik besi atau baja
Contohnya paku-paku kecil dapat ditarik oleh magnet
b. Gaya Otot
Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh kekuatan otot manusia atau binatang
Contohnya seseorang mengangkat batu, dan kuda menyeret keretanya


c. Gaya mesin
Gaya mesin adalah gaya yang ditimbulkan oleh mesin penggerak. Contohnya mobil bergerak karena mesin.

d. Gaya Listrik 
Gaya listrik adalah gaya yang ditimbulkan oleh benda-benda bermuatan listrik.
Contohnya sebuah sisir digosok-gosokkan ke rambut kemudian didekatkan kesobekan kertas.

e. Gaya tarik bumi
Gaya gravitasi atau tarik bumi adalah gaya tarik yang ditimbulkan oleh mgnet bumi.
Contohnya benda jatuh

f. Gaya Pegas
Gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan oleh pegas atau benda lenting. Contohnya anak panah lepas dari busurnya, kerikil lepas dari karet ketepel.

g. Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang saling bergesekan atau bergerak saling berlawanan. Contohnya kelereng akan berhenti menggelinding karena gesekan permukaan lantai

2. GAYA SENTUH DAN GAYA TAK SENTUH
Berdasarkann sifatnya gaya dikelompokkan menjadi :
a. gaya sentuh yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya bersentuhan dengan benda, contohnya gaya mesin, gaya gesekan, gaya pegas.
b. gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda, contohnya gaya gravitasi ,gaya magnet, dan gaya listrik

 
LEMBAR KERJA SISWA 1
1. Tujuan : Memahami Gaya Sentuh dan Gaya Tak Sentuh
2. Metode : Eksperimen
3. Alat dan Bahan : Troli, Maagnet batang, benang, paku dan statif
4. Langkah-langkah kegiatan :
a. Letakkan troli diatas meja, kemudian dorong dengan tangan sehingga troli bergerak. Apa yang terjadi ?
 Jawab : ...................................................................................................................................
b. Dapatkah troli bergerak-gerak apabi;la tangan anda tidak menyentuh troli?
 Jawab : ...................................................................................................................................
c. Menurut asalnya gaya apakah yang menggerakan troli ?
 Jawab : ...................................................................................................................................
d. Menurut sifatnya gaya apakah yang menggerakan troli ?
 Jawab : ...................................................................................................................................
e. Gantunglah paku dengan benang pada statif, kemudian gerakkan magnet batang dekat paku tetapi jangan sampai menyentuh. Apa yang terjadi?
 Jawab : ...................................................................................................................................
f. Menurut asalnya gaya apakah yang menggerakan paku ?
 Jawab : ...................................................................................................................................
g. Menurut sifatnya, gaya apakah yang menggerakan troli ?
 Jawab : ...................................................................................................................................
5. Kesimpulan :
 Berdasarkan hasil percobaanmu. Jelaskan mengenai gaya sentuh dan gaya tak sentuh?
 Jawab : ...................................................................................................................................


3. MENGUKUR GAYA DENGAN MENGGUNAKAN NERACA PEGAS
Karena gaya identik dengan berat, maka untuk mengukur gaya dapat digunakan alat yang dinamakan neraca pegas (dinamometer). Pada neraca pegas terdapat dua skala yaitu gram gaya atau gram force (gf) dan yang satuannya Newton (N) serta pada bagian dalamnya terdapat pegas yang dapat bergerak jika terkena beban. Besar gaya dapat dibaca pada angka yang ditunjukkan oleh indikator (petunjuk).
Satuan untuk gaya dalam SI adalah Newton (N). 
Didefinisikan : 1 Newton ialah gaya yang memberikan percepatan 1 m/s2 kepada benda yang masanya 1 kg atau 1 dyne gaya yang memberikan percepatan 1 cm/s2kepada benda yang masanya 1 gram.

1 Newton = 1 kg m/s2
 = 1000 gr . 100 cm/s2
 = 100000 gr cm/s2
 = 105 gr cm/s2 = 105 dyne



4. GAYA MERUPAKAN BESARAN VEKTOR
Gaya memiliki besar dan arah. Oleh karena itu, gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor. Titik O disebut titik tangkap gaya, sedangkan arah gaya dinyatakan dengan anak panah.
 
5. PADUAN (RESULTAN) GAYA
Beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda dalam satu garis kerja dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakan resultan gaya. (simbol R). Besarnya resultan gaya sama dengan jumlah aljabar gaya-gaya tersebut, secara matematis ditulis :

R = F1 + F2 + F3 + ... dst

Contoh :
a. Gaya yang searah : 
Diketahui : F1= 5N F2 = 8N , maka besar resultanya adalah ...
  
Jawab : R = F1 + F2 
  = 5N + 8N
 = 13 N 
b. Gaya berlawanan arah
Diketahui : F1 = 5N F2 = 10N , maka besar resultan gayanya adalah ...

Jawab : R = F2 – F1
 = 10N – 5N
 = 5 N 
c. Gaya yang setimbang
Diketahui : F1 = 12N F2 = 12 N , maka besar resultan gayanya adalah ...

Jawab : R = F2 – F1
 = 12N – 12N 
 = 0 N, jadi resultan gaya yang setimbang adalah 0 (nol)

6. KESEIMBANGAN BENDA
a. Suatu benda dikatakan seimbang apabila tidak melakukan gerak, baik bergerak translasi (lurus) atau bergerak rotasi (berputar).
b. Syarat keseimbangan benda :
 1. Resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol (∑F = 0)
 2. Tidak melakukan gerak putar atau gerak torsi (∑τ =0)
c. Jenis keseimbangan benda
1. Keseimbangan stabil, yaitu keseimbangan yang dialami benda dimana sesaat setelah gangguan kecil dihilangkan, benda akan kembali kekedudukan keseimbangan semula.
2. Keseimbangan labil, yaitu keseimbangan yang dialami benda dimana sesaat setelah gangguan kecil dihilangkan, benda tidak akan kembali kekedudukan keseimbangan semula
3. Keseimbangan netral, yaitu keseimbangan yang dialami benda dimana sesaat setelah gangguan kecil dihilangkan, benda tidak akan mempengaruhi keseimbangan benda.

 Contoh Gambar disamping
 A. Keseimbangan Stabil
 B. Keseimbangan Labil
 C. Keseimbangan Netral
 
A. Berilah tanda silang (X) huruf a, b, c atau d pada jawaban yang benar !
 
1. Suatu dorongan atau tarikan yang dapat mengakibatkan perubahan gerak benda disebut ...
 a. Kecepatan c. Berat
 b. massa d. Gaya

2. Gaya yang dikerjakan pada suatu benda dapat mengakibatkan perubahan.....
a. Berat c. bentuk
b. Massa d. Wujud

3. Contoh berikut yang tidak dapat menghasilkan gaya adalah ....
a. Mesin c. Listrik
b. Panas d. Magnet

4. Salah satu contoh gaya sentuh adalah .....
a. Gaya gravitasi c. Gaya magnet
b. Gaya gesekan d. Gaya listrik

5. Salah satu contoh gaya tak sentuh adalah....
a. Gaya gravitasi c. Gaya otot
b. Gaya gesekan d. Gaya mesin
6. Alat untuk mengukur besar gaya secara langsung disebut ....
a. Dinamometer c. Mikrometer
b. Manometer d. Termometer

7. Sebuah benda ditimbang dengan neraca pegas menunjukkan 5 N, jika gravitasi ditempat itu 10 m/s2, maka massa benda itu adalah ...
a. 1 kg c. 0,25 kg 
b. 0,5 kg d. 5 kg
8. Apabila gaya 9 N digambarkan dengan anak panah sepanjang 3 cm, maka anak panah sepanjang 10 cm menggambarkan gaya sebesar ...N
a. 45 b.30 c.25 d.20

9. Dua buah gaya F1, F2, berlawanan arah. Besar masing masing gaya adalah F1 = 50 N dan F2 = 20N, maka rsultan kedua gaya itu sama dengan ...
a. 70 N searah dengan F2
b. 30 N searah dengan F2
c. 70 N searah dengan F1
d. 30 N searah dengan F1

10. Anton tarik tambang dengan Budi. Gaya Anton sebesar 18 N sedang Budi sebesar 7 N, maka pemenangnya adalah ....
a. Anton sebesar 11 N c. Budi sebesar 11 N
b. Anton sebesar 25 N d. Budi sebesar 25N

11. Perhatikan gambar !
  F F2 F3 

 Resultan ketiga gaya tersebut adalah ...
a. F1 + F2 + F3 c. F1 - F2 - F3
b. F2 + F1 + F3 d. F3 - F2 - F1

12. Resultan gaya keempat gaya di bawah ini adalah ...
 F1=10 N F2=2N F3=8N F4=14N

 a. 10N ke kiri c. 14N ke kiri
 b. 10N ke kanan d.14N ke kanan

13. Dua buah gaya bekerja pada balok bermassa m seperti tampak pada gambar. Balok yang mengalami resultan gaya terbesar adalah ......
 a. 15N 5N c. 8N 10N


 b. 5N 10N d. 10N 25N

14. Satuan gaya dalam SI adalah ....
a. kgf b. kg c. N d. Dyne

15. Dua buah gaya dikatakan setimbang apabila ....
a. berlawanan arah
b. Sama besar
c. berlawanan arah dan sama besar
d. Searah dan sama besar

16. Sebuah balok bergerak di atas lantai lama kelamaan semakin lambat hingga berhenti. Gaya yang ngakibatkan balok berhenti adalah gaya ....
 a. berat c. Gesekan
 b Gravitasi d. Dorong

17. Sebuah balok di atas lantai ditarik dengan gaya 7 N, gaya gesekan dengan lantai sebesar 1,5 N. maka besar resultan gayanya adalah ...
a. 1,5 N searah dengan balok
b. 1,5 N berlawananarah dengan balok
c. 5,5 N searah dengan balok
d. 5,5 N berlawananarah dengan balok

18. Yang menguntungkan dari peristiwa gesekan berikut adalah ...
 a. Pengereman untuk memperlambat mobil 
 b. gesekan pada mesin mobil
 c. Gesekan angin pada mobil yang sedang gerak
 d. gesekan pada kopling mobil

19. Ban Mobil dibuat bergerigi agar ...
a. Berat ban semakin kecil
b. Berat ban semakin besar
c. gaya gesekan semakin kecil 
d. gaya gesekan semakin besar

20. Massa suatu benda adalah ...
 a. gaya tarik bumi terhadap benda tersebut
 b. Ukuran volume benda tersebut
 c. Banyaknya zat yang dikandung benda
 d. Suatu besaran yang bergantung pada benda