SUHU DAN KALOR
SK : Menerapkan Konsep Suhu dan Kalor
KD :
1. Menguasai konsep suhu dan kalor
2. menguasai pengaruh kalor terhadap zat
3. mengukur suhu dan kalor
4. menghitung kalor
A. DESKRIPSI
Modul siswa tentang Suhu dan Kalor ini terbagi menjadi 4 kegiatan belajar. Adapun materi yang dipelajari adalah sebagai berikut :
1. Pengertian suhu membahas tentag skala dan beberapa termometer dan perubahan skala antar termometer
2. Pengertian kalor membahas mengenai kalor jenis, kapasitas kalor, asas black dan pemuaian zat padat, cair dan gas
3. perubahan eujud membahas tentang perubahan wujud antar zat padat, cair dan gas serta kalor laten
4. perpindahan kalor membahas tentang konduksi, konveksi dan radiasi
B. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Petunjuk bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
3. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
4. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
5. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
6. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
7. melasanakan penilaian
8. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
9. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
a. Menghitung suhu dengan skala derajat C, R, F dan K
b. Menghitung kalor jenis dan kapasitas kalor
c. Menghitung pemuaian zat padat, cair dan gas
d. Menghitung perpindahan kalor cara konduksi, konveksi dan radiasi
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep suhu dan kalor dalam dunia kerja, diantaranya menerapkan prinsip-prinsip tegangan dan regangan pada pegas yang banyak digunakan pada pirand printer dan instalasi sistem jaringan.
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukah anda pengertian suhu ?
2. Tahukah anda mengapa zat cair yang biasanya digunakan untuk mengisi termometer adalah air raksa ?
3. Tahukah anda pembagian skala termometer Celcius, reamur, Fahrenheit dan kelvin ?
4. Dapatkah anda melakukan konversi skala antara termometer Celcius, reamur, Fahrenheit dan kelvin ?
5. Tahukah anda pengertian kalor ?
6. Thukn anda pengertian kalor jenis dan kapasitas kalor ?
7. Tahukah anda mengenai asas black ?
8. Dapatkah anda melkukan perhitungan-perhitungan yang menggunakan persamaan-persmaan kalor jenis, kapasitas kalor dan asas black ?
9. Dapatkah anda menjelaskan mengenai fenomena anomali air ?
10. Dapatkah anda melakukan perhitungan yang menggunakan persamaan pemuaian panjang zat padat ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan yang menggunakan persamaan pemuaian luas zat padat.
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
RENCANA BELAJAR SISWA
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Suhu dan kalor ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui pengertian suhu, skala beberapa termometer dan perubahan skala antar termometer
2 Mengetahui pengertian kalor dan mampu melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan kalor jenis, kapasitas kalor, asa black dan pemuaian pada zat padat
3 Megetahui perubahan wujud dan kalor laten
4 Melakukan perhitungan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
A. PENGERTIAN SUHU
Suhu dan temperatur adfalah besaran yang menunjukan derajat panas atau dingin suatu benda. Sebagai contoh es bersuhu rendah dan air mendidih bersuhu tinggi. Alat Bantu untuk mengukur suhu dinamakan thermometer dan zat cair yang digunakan untuk mengisi thermometer adalah air raksa bukan air biasa.
Keistimewaan air raksa dibandingkan zat cair yang lain adalah :
• segera dapa mengambil panas benda yang akan diukur, sehingga suhu air raksa dengan segera dapat sama dengan suhu benda yang sedang diukur
• Mempunyai titik beku -390C dan titik didih 3570C
• Pemuaiannya teratur
• Mudah dilihat karena air raksa mengkilat
Skala dan Beberapa Termometer
Ada banyak macam termometer diantaranya yang cukup kita kenal adalah termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Masing-masing termometer tersebut mempunyai jangkauan skala tertentu
• Termometer Celcius Memiliki titik didih air 1000 C dan titik bekunya 00 C dibagi dalam 100 skala
• Termometer Reamur memiliki titik didih air 800 R dan titik bekunya 00 R dibagi dalam 80 skala
• Termometer Fahrenheit memiliki titik didih air 2120 F dan titik bekunya 320 F dibagi dalam 180 skala
• Termometer Kelvin memiliki titik didih air 3730 K dan titik bekunya 2730 K dibagi dalam 100 skala
B. PENGERTIAN KALOR
Kalor adalah salah satu energi yang cepat berpindah dari benda yang satu kebenda yang lain karena perbedaan suhu. Istilah kalor berasal dari kata kaloric yang diperkenalkan oleh Lavoiser ahli kimia dari prancis. Oleh para ahli kimia dan fisika kalor dianggap zat alir yang tidak dapat dilihat oleh manusia. Berdasarkan itulah satuan kalor ditetapkan dengan nama kalori. Satuan kalor yang lain yaitu Joule.
Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air sebesar 10 C.
1. Kalor Jenis
Kalor jenis suatu zat didefinisikans ebagai banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 10C. Secara matematika dapat ditulis Q = m c ∆t
Dengan :
Q = Banyaknya kalor yang diberikan (kalori atau jaoule)
m = Massa zat Gr atau Kg)
c = Kalor jenis (kal/gr0C atau Joule/kg0C)
∆t = Perubahan suhu (0C)
2. Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor yaitu bilangan yang menunjukan jumlah kalor yang diserap oleh suatu zat untuk menaikkan suhu zat terbesar 10C. secara matematika ditulis dengan C = dimana :
C = Kapasitas kalor (kal/0C atau Joule/0C)
Q = Kalor yang diterima (kalori atau joule)
∆t = Perubahan Suhu (0C)
3. Asas Black
Menurut pengamatan Black, jika dua macam zat yang berbeda suhunya dicampurkan, maka zat yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan panas yang sama banyaknya dengan panas yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah. Jika ditulis dengan matematika sebagai berikut :
QLepas = QSerap
(m2 c2 ∆t)Lepas = (m1 c1 ∆t)Serap
(m2 c2 ∆t) (t2 . tk) = m1 c1 (tk . t1)
Dengan :
m1 : Masa benda 1 Kg
m2 : massa benda 2 Kg
c1 : kalor jenis benda 1 (J/Kg0C)
c2 : kalor jenis benda 2 (J/Kg0C)
t1 : Suhu Benda 1 (0C)
t2 : Suhu Benda 2 (0C)
tk : Suhu keseimbangan (0C)
4. Pemuaian zat
Pada umumnya bila suatu zat diberikan kalor maka zat itu akan memuai atau bertambah besar. Besarnya ukuran pertambahan benda ditentukan oleh jenis benda, ukuran benda mula-mula dan besarnya kalor yang diberikan.
a. Anomali Air
Kondisi zat oleh pemuaian tidak berlaku sepenuhnya pada air. Pada air terjadi perkecualian yaitu volume air akan berkurang bila suhunya dinaikkan dari 00C sampai 400C. Peristiwa ini disebut dengan anomali air.
b. Pemuaian Zat Padat
Pada sebuah zat terdapat beberapa pemuaian, yaitu sebagai berikut :
1. Pemuaian Panjang
2. Pemuaian Luas
3. Pemuaian Volume
4. dan Pemuaian Zat Cair dan Gas
C. PERUBAHAN WUJUD
Pemberian kalor pada zat ataupun pelepasan kalor dari suatu zat padat menyebabkan zat tersebut berubah wujudnya. Misalkan dari wujud zat padat menjadi cair, dari wujud cair menjadi gas atau sebaliknya. Perubahn wujud tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :
Kalor Laten
Selama perubahan wujud, suhu zat tidak berubah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud ini seolah-olah tersembunyi karenanya kalor ini disebut kalor laten (laten artinya tersembunyi). Kalor laten adalah kalor yang dipeelukan oleh 1 kg zat untuk merubah wujud daru satu wujud ke wujud lainnya.
Hal ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut :
L = Q = L m
Dengan :
Q = Kalor (joule atau kalori)
m = Massa Zat (Kg atau gr)
L = Kalor Laten (J/kg atau kal/gr)
D. PERPINDAHAN KALOR
Jenis perpindahan kalor yang terjadi pada suatu zat dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :
a. Konduksi (Hantaran)
Konduksi yaitu perpindahan kalor tanpa disertai dengan perpindahan partikel zat
b. Konveksi (Aliran)
Istilah konveksi bisa digunakan pada perpindahan kalor melalui fluida (zat cair dan gas).
c. Radiasi (Pancaran)
Radiasi yaitu perpindahan kalor tanpa memerlukan medium (zat perantara)
E. TES FORMATIF
Kerjakanlah Soal berikut ini pada tempat jawaban yang tersedia !
1. Ubahlah kedalam skala fahrenheit skala beikut ini : 1200 C, 170R, -400C dan 4760K
2. Sebuah pipa tembaga panjangnya 3 m pada suhu 200C. Jika koefisien mulai panjang tembaga 0,00002/0C hitunglah panjangnya pada suhu :
a. 400 C dan
b. 1000 C
3. Sebuah lubang kecil sebuah perapian dapat dianggap sebagai benda hitam sempurna dengan luas 0,5 cm dan suhu perapian 1.7270 C. berapa kalor yang dipancarkan tiap detiknya?
4. Sebuah keping besi degan tebal 2 cm dan luas penampang 5.000 cm2, salah satu sisinya bersuhu 1500C dan sisi lainnya bersuhu 1400 C. berapakah klor yang berpindah setiap detik ? (Kbesi = 4,6 x 103 kj/ ms0k)
5. sebuah bejana gelas yang massanya 300 gr berisi 540 gr air dengan suhu 900C. Kedalam bejana ditambahkan 600 gr air yang suhunya 300C. Berapa suhu akhir campuran ?
(cair¬ = 4.200 J/kg0K, cgelas = 840 j/ kg0K)
6. secangkir teh bersuhu 650 C dibiarkan terbuka pada ruangan yang bersuhu 250C. Jika luas permukaan cangkir 40 cm2. dan kalor yang hilang selama lima menit adalah 36 J. Hitunglah koefisienkonveksinya !
7. sebuah grafit mempunyai panjang 5 m pada suhu 400C. Tentukan panjang akhir grafit tersebut pada suhu 900C (koefisien muai panjang grafit 7,9 x 10-6/0K)
8. kalor sebesar 500 kkal diberikan pada benda yang massanya 4 kg. Jika kalor jenisnya 1 kkal/kg0C, tentukan kenaikan suhu benda itu !
9. berapa kalori yang diperlukan untuk menaikkan suhu 230 gram tembaga dari 140C menjadi 760C ?
10. berapa daya pancar benda pijar yang suhunya 200 k, jika emisivitasnya 0,8 ) (konstanta Stefan Boltzman 5,6 x 10-8 watt/m2 K4)
Selasa, 24 Februari 2009
MODUL VI SMK
SIFAT MEKANIK BAHAN
SK : Menginterprestasikan Sifat Mekanik Bahan
KD :
6.1 Menguasai konsep elastisitas bahan
6.2 menguasai hukum hooke
6.3 menentukan kekuatan bahan
A. DESKRIPSI
Modul siswa tentang sifat mekanik zat terbagi dalam dua kegiatan belajar, yaitu :
1. kegiatan belajar 1 tentang Elastisitas, membahas mengenai pengertian Elastisitas, benda Elastis, dan benda Elastis
2. kegiatan belajar 2 tentang Hukum Hooke, membahas mengenai pengertian dasar dari hukum Hooke, tegangan, regangan, modulus young, dan kostanta pegas
setelah mempelajari modul ini komppetensi yang diharapakan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep sifat mekanik zat dalam memecahkan masalah yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
b. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
c. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
d. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
e. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
f. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
g. melasanakan penilaian
h. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
i. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
a) Mengidentifikasi sifat mekanik zat ;
b) Menghitung konstanta pegas menggunakan hukum hooke, dan
c) Menghitung tegangan, regangan dan modulus elastis atau modulus young suatu benda
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep sifat mekanik zat dalam dunia kerja, diantaranya menerapkan prinsip-prinsip tegangan dan regangan pada pegas yang banyak digunakan pada pirand printer dan instalasi sistem jaringan.
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukan anda pengertian elastis ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh bahan belajar yang bersifat elastis ?
3. Tahukan anda pengertian plastis ?
4. Dapatkah anda memberikan contoh bahan-bahan yang bersifat plastis ?
5. Dapatkah anda menghitung konstanta pegas menggunakan persamaan hukum hooke ?
6. Tahukah anda pengertian tegangan dan regangan ?
7. Dapatkah anda menghitung besar regangan, tegangan dan modulus young suatu benda ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui sifat elastis dan plastis suatu benda beserta contoh-contoh bendanya
2 Menentukan konstanta pegas berdasarkan persamaan hukum hooke
3 Menentukan besarnya tegangan, regangan dan modulus young suatu benda
4 Melakukan percobaan di laboratorium untuk menyelidiki hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
Jika zat padat diberi gaya dari luar dan tidak melebihi kekuatannya maka, benda itu akan berubah bentuk. Perubahan bentuk ini ada yang permanen dan ada yang bersifat sementara. Tetapi apabila gaya tadi dilepas ada benda yang kembali kebentuk semula, ada yang mengalami sedikit perubahan bentuk dan ada yang berubah total.
1. ELASTIS
Elastis adalah suatu sifat yang dimiliki olehg zat karena pengaruh suatu gaya berubah menjadi bentuk lain, tetapi bila gaya tersebut dihilangkan maka zat tersebut kembali ke bentuk semula. Setiap zat mempunyai batas elastisitas tertentu bila batas elastisitas tersebut melampaui maka benda atau zat akan patah.
2. HUKUM HOOKE
Jika kamu melakukan sebuah percobaan dengan cara melilitkan sebuah kawat yang kaku menjadi sebauh kumparan. Jika pegas ditekan atau diregangkan dan kemudian dilepas, pegas akan kembali ke panjang semula. Dengan catatan perpindahannya tidak terlalu besar.
Menurut hukum Hooke gaya yang dikerjakan oleh pegas besarnya sebanding dengan pertambahan panjangnya. Secara matematika hukum Hooke ditulis dengan cara sebagai berikut :
F = K ∆L, dengan :
F : Gaya Pegas
∆L : Pertambahan panjang (m)
k : Konstanta Pegas (N/m)
3. TEGANGAN
Jika sebuah benda ditarik dengan menambah gaya tarik, suatu ketika terjadi pengecilan penampang kalau gaya dilepas, panjangnya tidak kembali ke panjang semula. Batas ini disebut batas elastisitas dengan tegangan (stress) disimbolkan dengan o. Stress adalah gaya yang bekerja pada permukaan benda seluas satu satuan. Secara matematis ditulis dengan :
σ = , dengan :
σ : tegangan/ stress (N/m2)
F : gaya yang bekerja pada benda (N)
A : luas permukaan (m2)
4. REGANGAN
Regangan (Strain) adalah perubahan bentuk benda dibagi dengan bentuk benda mula-mula atua pertambahan panjang benda dibagi dengan panjang mula-mula. Secara matematika ditulis dengan:
e = ∆L/L dengan :
e : regangan (strain)
∆L : pertambahan panjang (m)
L : panjang mula-mula (m)
5. MODULUS YOUNG
Modulus young atau modulus elastis adalah perbandingan antar tegangan dan regangan. Secara matematika ditulis dengan :
E = , atau E = Dengan,
E = modulus elastis (N m2 atau Pa)
F = gaya tarik
A = luas penampang (m2)
σ = panjang mula-mula
∆L = pertambhan panjang (m)
6. KONSTANTAN PEGAS
Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta berlaku umum untuk benda elastik. Pada modulus young diturunkan persamaan :
E = = F =
Karena, F = K ∆L, maka didapat tetapan gaya pegas
k ∆L =
k = dengan :
k = tetapan gaya pegas (N/m)
E = modulus elastisitas (N/m2)
A = luas penampang bahan (m2)
Lo = Panjang mula-mula (m)
BAB III
PRAKTIKUM
A. Tujuan
Menyelidiki hubungan antar gaya dengan pertambahan panjang pegas
B. Alat dan Bahan
1. penggaris berskala mm
2. pegas spiral
3. penunjuk dari paku
4. lima koin beban
C. Cara Kerja
1. siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan praktikum
2. susunlah semua peralatan praktikum
3. gantungkanlah sebuah koin beban diujung pegas, lalu bacalah skala pada mistar !
4. ulangi langkah dengan menambah koin beban. Jangan lupa membaca mistar setiap kali menambah beban koin
5. tuliskan pengukuranmu didalam tabel bawah ini
D. Hasil Pengamatan
No Massa Beban (KG) Gaya Tarik
F = mg (N) Panjang Pegas
L (mm) Panjang Pegas
∆L (mm) Konstanta pegas
k = F/∆L
E. TES FORMATIF
1. jelaskan pengertian dari :
a. Elastis
b. Benda elastis
c. Benda plastis
d. Tegangan
e. Regangan, dan
f. Modulus young
2. sebuah pegas jika diberi gaya 12 N akan bertambah panjang 5 cm. Berapakah pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 3 N ?
3. sebuah pegas yang digantung verikal bertambah panjang 10 cm keika ujungnya dibebani benda bermassa 250 gram. Hitunglah konstanta pegas tersebut !
4. sebuah almunium berbentuk balok kecil dengan ukuran panjang 2 m, lebar 1 m dan tebal 1,2 cm digantungkan dan diberi beban sebesar 500 kg. Hitunglah tegangan pada almunium tersebut !
5. seutas karet yang memilik panjang awal 12 cm ditarik sampai bertambah panjang 7,4 cm. Berapa regangan karet tersebut ?
6. sebuah kawat besi panjang 1,7 cm dan luas penampang 1,1 mm2 digantung vertikal pada papan kayu pada ujungnya diberi beban 20 kg. Jika modulus young kawat tersebut 5 x 107 Nm-2, hitunglah :
a. Konstanta kawat
b. Pertambahan panjang kawat
SK : Menginterprestasikan Sifat Mekanik Bahan
KD :
6.1 Menguasai konsep elastisitas bahan
6.2 menguasai hukum hooke
6.3 menentukan kekuatan bahan
A. DESKRIPSI
Modul siswa tentang sifat mekanik zat terbagi dalam dua kegiatan belajar, yaitu :
1. kegiatan belajar 1 tentang Elastisitas, membahas mengenai pengertian Elastisitas, benda Elastis, dan benda Elastis
2. kegiatan belajar 2 tentang Hukum Hooke, membahas mengenai pengertian dasar dari hukum Hooke, tegangan, regangan, modulus young, dan kostanta pegas
setelah mempelajari modul ini komppetensi yang diharapakan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep sifat mekanik zat dalam memecahkan masalah yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
b. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
c. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
d. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
e. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
f. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
g. melasanakan penilaian
h. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
i. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
a) Mengidentifikasi sifat mekanik zat ;
b) Menghitung konstanta pegas menggunakan hukum hooke, dan
c) Menghitung tegangan, regangan dan modulus elastis atau modulus young suatu benda
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep sifat mekanik zat dalam dunia kerja, diantaranya menerapkan prinsip-prinsip tegangan dan regangan pada pegas yang banyak digunakan pada pirand printer dan instalasi sistem jaringan.
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukan anda pengertian elastis ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh bahan belajar yang bersifat elastis ?
3. Tahukan anda pengertian plastis ?
4. Dapatkah anda memberikan contoh bahan-bahan yang bersifat plastis ?
5. Dapatkah anda menghitung konstanta pegas menggunakan persamaan hukum hooke ?
6. Tahukah anda pengertian tegangan dan regangan ?
7. Dapatkah anda menghitung besar regangan, tegangan dan modulus young suatu benda ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui sifat elastis dan plastis suatu benda beserta contoh-contoh bendanya
2 Menentukan konstanta pegas berdasarkan persamaan hukum hooke
3 Menentukan besarnya tegangan, regangan dan modulus young suatu benda
4 Melakukan percobaan di laboratorium untuk menyelidiki hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
Jika zat padat diberi gaya dari luar dan tidak melebihi kekuatannya maka, benda itu akan berubah bentuk. Perubahan bentuk ini ada yang permanen dan ada yang bersifat sementara. Tetapi apabila gaya tadi dilepas ada benda yang kembali kebentuk semula, ada yang mengalami sedikit perubahan bentuk dan ada yang berubah total.
1. ELASTIS
Elastis adalah suatu sifat yang dimiliki olehg zat karena pengaruh suatu gaya berubah menjadi bentuk lain, tetapi bila gaya tersebut dihilangkan maka zat tersebut kembali ke bentuk semula. Setiap zat mempunyai batas elastisitas tertentu bila batas elastisitas tersebut melampaui maka benda atau zat akan patah.
2. HUKUM HOOKE
Jika kamu melakukan sebuah percobaan dengan cara melilitkan sebuah kawat yang kaku menjadi sebauh kumparan. Jika pegas ditekan atau diregangkan dan kemudian dilepas, pegas akan kembali ke panjang semula. Dengan catatan perpindahannya tidak terlalu besar.
Menurut hukum Hooke gaya yang dikerjakan oleh pegas besarnya sebanding dengan pertambahan panjangnya. Secara matematika hukum Hooke ditulis dengan cara sebagai berikut :
F = K ∆L, dengan :
F : Gaya Pegas
∆L : Pertambahan panjang (m)
k : Konstanta Pegas (N/m)
3. TEGANGAN
Jika sebuah benda ditarik dengan menambah gaya tarik, suatu ketika terjadi pengecilan penampang kalau gaya dilepas, panjangnya tidak kembali ke panjang semula. Batas ini disebut batas elastisitas dengan tegangan (stress) disimbolkan dengan o. Stress adalah gaya yang bekerja pada permukaan benda seluas satu satuan. Secara matematis ditulis dengan :
σ = , dengan :
σ : tegangan/ stress (N/m2)
F : gaya yang bekerja pada benda (N)
A : luas permukaan (m2)
4. REGANGAN
Regangan (Strain) adalah perubahan bentuk benda dibagi dengan bentuk benda mula-mula atua pertambahan panjang benda dibagi dengan panjang mula-mula. Secara matematika ditulis dengan:
e = ∆L/L dengan :
e : regangan (strain)
∆L : pertambahan panjang (m)
L : panjang mula-mula (m)
5. MODULUS YOUNG
Modulus young atau modulus elastis adalah perbandingan antar tegangan dan regangan. Secara matematika ditulis dengan :
E = , atau E = Dengan,
E = modulus elastis (N m2 atau Pa)
F = gaya tarik
A = luas penampang (m2)
σ = panjang mula-mula
∆L = pertambhan panjang (m)
6. KONSTANTAN PEGAS
Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta berlaku umum untuk benda elastik. Pada modulus young diturunkan persamaan :
E = = F =
Karena, F = K ∆L, maka didapat tetapan gaya pegas
k ∆L =
k = dengan :
k = tetapan gaya pegas (N/m)
E = modulus elastisitas (N/m2)
A = luas penampang bahan (m2)
Lo = Panjang mula-mula (m)
BAB III
PRAKTIKUM
A. Tujuan
Menyelidiki hubungan antar gaya dengan pertambahan panjang pegas
B. Alat dan Bahan
1. penggaris berskala mm
2. pegas spiral
3. penunjuk dari paku
4. lima koin beban
C. Cara Kerja
1. siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan praktikum
2. susunlah semua peralatan praktikum
3. gantungkanlah sebuah koin beban diujung pegas, lalu bacalah skala pada mistar !
4. ulangi langkah dengan menambah koin beban. Jangan lupa membaca mistar setiap kali menambah beban koin
5. tuliskan pengukuranmu didalam tabel bawah ini
D. Hasil Pengamatan
No Massa Beban (KG) Gaya Tarik
F = mg (N) Panjang Pegas
L (mm) Panjang Pegas
∆L (mm) Konstanta pegas
k = F/∆L
E. TES FORMATIF
1. jelaskan pengertian dari :
a. Elastis
b. Benda elastis
c. Benda plastis
d. Tegangan
e. Regangan, dan
f. Modulus young
2. sebuah pegas jika diberi gaya 12 N akan bertambah panjang 5 cm. Berapakah pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 3 N ?
3. sebuah pegas yang digantung verikal bertambah panjang 10 cm keika ujungnya dibebani benda bermassa 250 gram. Hitunglah konstanta pegas tersebut !
4. sebuah almunium berbentuk balok kecil dengan ukuran panjang 2 m, lebar 1 m dan tebal 1,2 cm digantungkan dan diberi beban sebesar 500 kg. Hitunglah tegangan pada almunium tersebut !
5. seutas karet yang memilik panjang awal 12 cm ditarik sampai bertambah panjang 7,4 cm. Berapa regangan karet tersebut ?
6. sebuah kawat besi panjang 1,7 cm dan luas penampang 1,1 mm2 digantung vertikal pada papan kayu pada ujungnya diberi beban 20 kg. Jika modulus young kawat tersebut 5 x 107 Nm-2, hitunglah :
a. Konstanta kawat
b. Pertambahan panjang kawat
MODUL IV SMK
MENERAPKAN KONSEP USAHA, DAYA DAN ENERGI
SK : Menerapkan Konsep Usaha, Daya Dan Energi
KD :
1. Menguasai Konsep Usaha/ Daya Dan Energi
2. Menguasai Hukum Kekekalan Energi
3. Menghitung Usaha/ Daya dan Energi
A. Deskripsi
Modul siswa tentang usaha "Usaha, Energi dan Daya" ini terbagi dalam tiga kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Kegiatan belajar 1 Energi membahas tentang energi potensial gravitasi dan energi kinetik
2. Kegiatan belajar ke 2 Usaha membahas mengenai hubungan usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensia, energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik
3. Kegiatan belajar 3 tentang daya dan efisiensi
Setelah mempelajari modul ini kompetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep Usaha, Energi dan Daya dalam memecahkan permasaqlahan yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
10. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
11. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
12. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
13. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
14. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
15. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
16. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
17. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
1. menghitung energi kinetik dan energi potensial
2. menghitung usaha, dan
3. menghitung daya dan efisiensi
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep usaha, energi dan daya dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan perhitungan daya dan efisiensinya pada instalasi sistem jaringan komputer
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukah anda pengertian energi ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh-contoh bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari ?
3. Tahukan anda tentang energi potensial gravitasi ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi potensial gravitasi ?
5. Tahukah anda tentang energi kinetik ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi kinetik ?
7. Tahukan anda tentang Usaha, Daya dan Efisiensi ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan usaha ?
9. Dapatkah anda melakukan perhitunga dengan menggunakan persamaan daya dan efisiensi ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui pengertian energi, energi potensial dan energi kinetik
2 Menentukan besarnya energi potensial dan energi kinetik suatu benda
3 Mengetahui pengertian usaha dan hukum kekekalan energi mekanik
4 Mengetahui pengertian daya dan efisiensi
5 Melakukan perhitungan besarnya daya dan efisiensi pada jaringan listrik
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
1. ENERGI
Suatu sistem dikatakan mempunyai energi (tenaga) bila sistem tersebut mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha (kerja). energi dapat berubah dari bentuk satu kebentuk lainnya. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi
A. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang masih tersimpan. Energi potensial gravitasi dapat dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keberadaan benda. Besarnya energi potensial gravitsi dapat dinyatakan dengan persamaan :
Ep = m g h atau Ep = W h, Dimana :
Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = tinggi benda terhadap bidang acuan (m)
w = berat benda (N)
bila perubaha kedudukan benda diketahui, maka perubahan energi potensialnya sama degan energ potensial awal dikurfangi dengan energi potensial akhir. Secara matematika dapat dirumuskan sebagai berikut :
∆ Ep = Ep1 – Ep2)
Atau
∆ Ep = m g (h1 –)
∆ Ep : Perubahan energi potensial (joule)
Ep1 : Energi potensial awal (Joule)
Ep2 : Energi potensial akhir (joule)
m : Massa Benda (Kg)
g : Percpatan gravitasi bumi
h1 : ketinggian benda mula-mula terhadap bidang acuan (m)
h2 : ketinggian benda kedua terhadap bidang acuan (m)
B. Energi Kinetik
Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oelh benda karena pengaruh geraknya, jadi setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besarnya energi berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatan. Secara matematika ditulis sbb :
Ek = ½ m.v2
Dengan :
Ek : energi kinetik (joule)
M : massa (kg)
V : Kecpatan (m/s)
2. USAHA
Usaha dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pekerjaan untuk memperoleh tujuan yang diinginkan sedangkan usaha dalam fisika yaitu gaya untuk mengangkat sebuah benda sebanding dengan gaya angkat dan perpindahan. Dengan kata lain bila gaya f bekerja pada benda dan benda berpindah sejauh s, maka gaya f melakukan usaha sebesar W. Secara matematika dapat ditulis sbb :
W = F s Dengan :
W = usaha (joule)
F = gaya (N)
s = jarak perpindahan (m)
3. Daya dan Efisiensi
Daya yaitu usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besarnya daya dinyatakan dalam persamaan :
P = = ; Karena = V
P = F v
P = = dengan :
P = Daya (watt)
W = Usaha (joule)
F = Gaya (N)
t = Waktu (s)
v = Kecepatan (m/s)
dalam bidang teknik satuan daya adalah horse power (HP) atau daya kuda (DK)
1 HP = 1 DK = 476 watt
1 kWh = 3,6 x 106 Joule
Efisiensi yaitu hasil bagi antara keluaran dengan masukan x 100% secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :
M = x 100% dengan :
Masukan : energi yang diterima oleh mesin
Keluaran : energi yang diubah menjadi energi kinetik
BAB III
LEMBAR KERJA SISWA
Buatlah kliping yang bertema bentuk-bentuk energi. Anda dapat memilih : energi matahi, energi listrik, energi nuklir, energi angin, energi suara dan lain sebagainya. Dan berikan komentar anda mengenai isi dari kliping tersebut kemudian diskusikan dengan teman-temanmu !
TES FORMATIF
1. Sebuah benda berada pada bidang datar. Gaya 50 N bekerja pada benda sehingga benda berpindah sejauh 10 meter sejajar dengan bidang datar. Hitunglah besar usaha yang dilakukan gaya, jika arah gaya searah dengan perpindahan !
2. beda berada pada bidang miring (300) terhadap bidang horizontal . bila berat benda 20 N, maka tentukan besar usaha yang dilakuka untuk memindahkan benda sejauh 2 ml !
3. sebuah benda bermassa 12 kg dilemparkan dari keadaan diam dengan kecepatan 10 m/s. Hitunglah energi kinetik benda tersebut !
4. sebuah batu yang massanya 0,5 kg dilontarkan dari permukaan bumi sampai ketinggian 3 m. Hitunglah energi potensial yang diperlukan untuk melontarkan batu tersebut, jika percepatan gravitasinya 10 m/s2 !
5. sebuah benda dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika berat benda 10 N, maka tentukanlah energi potensial pada kedudukan tertinggi !
6. seorang anak dengan massa 50 kg meluncur dari tempat luncur yang tingginya 10 m. Jika percepatan gravitsai 10 m/s2, tentukan kecepatan anak itu di titik dengan tinggi 7,5 m !
7. sebuah benda yang massanya 20 kg di jatuhkan dari ketinggian 100 m. Bila percpatan gravitasi di tempat itu 10 ms-2, hitunglah usaha yang dilakukannya sampai ketinggian 50 m di atas permukaan tana !
8. air terjun yang massanya 150.000 kg jatuh dari ketinggian 40 m selama 10 detik. Tentukan :
a. daya yang diterima generator (g = 10 m/s2) ; dan
b. efisiensi generator jika daya yang keluar 525 kW !
SK : Menerapkan Konsep Usaha, Daya Dan Energi
KD :
1. Menguasai Konsep Usaha/ Daya Dan Energi
2. Menguasai Hukum Kekekalan Energi
3. Menghitung Usaha/ Daya dan Energi
A. Deskripsi
Modul siswa tentang usaha "Usaha, Energi dan Daya" ini terbagi dalam tiga kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Kegiatan belajar 1 Energi membahas tentang energi potensial gravitasi dan energi kinetik
2. Kegiatan belajar ke 2 Usaha membahas mengenai hubungan usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensia, energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik
3. Kegiatan belajar 3 tentang daya dan efisiensi
Setelah mempelajari modul ini kompetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep Usaha, Energi dan Daya dalam memecahkan permasaqlahan yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
10. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
11. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
12. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
13. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
14. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
15. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
16. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
17. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
1. menghitung energi kinetik dan energi potensial
2. menghitung usaha, dan
3. menghitung daya dan efisiensi
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep usaha, energi dan daya dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan perhitungan daya dan efisiensinya pada instalasi sistem jaringan komputer
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukah anda pengertian energi ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh-contoh bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari ?
3. Tahukan anda tentang energi potensial gravitasi ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi potensial gravitasi ?
5. Tahukah anda tentang energi kinetik ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi kinetik ?
7. Tahukan anda tentang Usaha, Daya dan Efisiensi ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan usaha ?
9. Dapatkah anda melakukan perhitunga dengan menggunakan persamaan daya dan efisiensi ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui pengertian energi, energi potensial dan energi kinetik
2 Menentukan besarnya energi potensial dan energi kinetik suatu benda
3 Mengetahui pengertian usaha dan hukum kekekalan energi mekanik
4 Mengetahui pengertian daya dan efisiensi
5 Melakukan perhitungan besarnya daya dan efisiensi pada jaringan listrik
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
1. ENERGI
Suatu sistem dikatakan mempunyai energi (tenaga) bila sistem tersebut mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha (kerja). energi dapat berubah dari bentuk satu kebentuk lainnya. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi
A. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang masih tersimpan. Energi potensial gravitasi dapat dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keberadaan benda. Besarnya energi potensial gravitsi dapat dinyatakan dengan persamaan :
Ep = m g h atau Ep = W h, Dimana :
Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = tinggi benda terhadap bidang acuan (m)
w = berat benda (N)
bila perubaha kedudukan benda diketahui, maka perubahan energi potensialnya sama degan energ potensial awal dikurfangi dengan energi potensial akhir. Secara matematika dapat dirumuskan sebagai berikut :
∆ Ep = Ep1 – Ep2)
Atau
∆ Ep = m g (h1 –)
∆ Ep : Perubahan energi potensial (joule)
Ep1 : Energi potensial awal (Joule)
Ep2 : Energi potensial akhir (joule)
m : Massa Benda (Kg)
g : Percpatan gravitasi bumi
h1 : ketinggian benda mula-mula terhadap bidang acuan (m)
h2 : ketinggian benda kedua terhadap bidang acuan (m)
B. Energi Kinetik
Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oelh benda karena pengaruh geraknya, jadi setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besarnya energi berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatan. Secara matematika ditulis sbb :
Ek = ½ m.v2
Dengan :
Ek : energi kinetik (joule)
M : massa (kg)
V : Kecpatan (m/s)
2. USAHA
Usaha dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pekerjaan untuk memperoleh tujuan yang diinginkan sedangkan usaha dalam fisika yaitu gaya untuk mengangkat sebuah benda sebanding dengan gaya angkat dan perpindahan. Dengan kata lain bila gaya f bekerja pada benda dan benda berpindah sejauh s, maka gaya f melakukan usaha sebesar W. Secara matematika dapat ditulis sbb :
W = F s Dengan :
W = usaha (joule)
F = gaya (N)
s = jarak perpindahan (m)
3. Daya dan Efisiensi
Daya yaitu usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besarnya daya dinyatakan dalam persamaan :
P = = ; Karena = V
P = F v
P = = dengan :
P = Daya (watt)
W = Usaha (joule)
F = Gaya (N)
t = Waktu (s)
v = Kecepatan (m/s)
dalam bidang teknik satuan daya adalah horse power (HP) atau daya kuda (DK)
1 HP = 1 DK = 476 watt
1 kWh = 3,6 x 106 Joule
Efisiensi yaitu hasil bagi antara keluaran dengan masukan x 100% secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :
M = x 100% dengan :
Masukan : energi yang diterima oleh mesin
Keluaran : energi yang diubah menjadi energi kinetik
BAB III
LEMBAR KERJA SISWA
Buatlah kliping yang bertema bentuk-bentuk energi. Anda dapat memilih : energi matahi, energi listrik, energi nuklir, energi angin, energi suara dan lain sebagainya. Dan berikan komentar anda mengenai isi dari kliping tersebut kemudian diskusikan dengan teman-temanmu !
TES FORMATIF
1. Sebuah benda berada pada bidang datar. Gaya 50 N bekerja pada benda sehingga benda berpindah sejauh 10 meter sejajar dengan bidang datar. Hitunglah besar usaha yang dilakukan gaya, jika arah gaya searah dengan perpindahan !
2. beda berada pada bidang miring (300) terhadap bidang horizontal . bila berat benda 20 N, maka tentukan besar usaha yang dilakuka untuk memindahkan benda sejauh 2 ml !
3. sebuah benda bermassa 12 kg dilemparkan dari keadaan diam dengan kecepatan 10 m/s. Hitunglah energi kinetik benda tersebut !
4. sebuah batu yang massanya 0,5 kg dilontarkan dari permukaan bumi sampai ketinggian 3 m. Hitunglah energi potensial yang diperlukan untuk melontarkan batu tersebut, jika percepatan gravitasinya 10 m/s2 !
5. sebuah benda dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika berat benda 10 N, maka tentukanlah energi potensial pada kedudukan tertinggi !
6. seorang anak dengan massa 50 kg meluncur dari tempat luncur yang tingginya 10 m. Jika percepatan gravitsai 10 m/s2, tentukan kecepatan anak itu di titik dengan tinggi 7,5 m !
7. sebuah benda yang massanya 20 kg di jatuhkan dari ketinggian 100 m. Bila percpatan gravitasi di tempat itu 10 ms-2, hitunglah usaha yang dilakukannya sampai ketinggian 50 m di atas permukaan tana !
8. air terjun yang massanya 150.000 kg jatuh dari ketinggian 40 m selama 10 detik. Tentukan :
a. daya yang diterima generator (g = 10 m/s2) ; dan
b. efisiensi generator jika daya yang keluar 525 kW !
MODUL II SMK
MENERAPKAN HUKUM GERAK DAN GAYA
SK : Menerapkan Hukum Gerak dan Gaya
KD :
2.1 Menguasai konsep gerak dan Gaya
2.2 Menguasai hukum Newton
2.3 Menghiotung gerak lurus
2.4 Menghitung gerak melingkar
2.5 Menghitung gaya gesek
A. Deskripsi
Modul siswa tentang Gerak dan Gya ini terbagi dalam 5 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Tentang hukum Newton tentanggerak, membahas mengenai hukum I newton, Hukum II Newton, dan hukum III Newton
2. Gerak lurus membhas mengenai gerak lurua dan gerak lurus berubah beraturan
3. gerak vertikal membahas mengenai gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4. gerak melingkar membahas tentang kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal dan percepatan dan gaya sentrifugal
5. gaya gesekan membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan
pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan setelah mengikuti kegiatan belajar adalah :
1. mengerti hukum newton I, II dan III serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami benda
2. mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan
3. mengeti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan, dan
4. mengerti dan mampu menghitung gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tenang hukum I, II dan III Newton
2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan (GLB) ?
3. Tahukah anda tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan GLB dan GLBB ?
5. Tahukah anda tentang gerak jatuh bebas ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
7. Tahukah anda tentang gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
9. Tahukah anda tentang gerak melingkar ?
10. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan dan menggunakan persamaan-persamaan kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
12. Tahukah anda tentang gaya gesekan dan koefisien gaya gesekan ?
13. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gaya gesek dan koefisien gaya gesek ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuann ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui hukum I, II dan III Newton
2 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang GLB dan GLBB
3 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang gerak vertikal, gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang kecepatan sudut dan gaya sentrifugal, serta percepatan dan gaya sentripetal
5 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
2.1 Hukum Newton Tentang Gerak ada tiga yaitu :
1. Hukum I Newton
Bunyi dari Hukum I Newton adalah "Setip benda akan tetap bergerak lurus ber aturan atau diam, jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu” .
Secara matematis, hukum I Newton dapat dirumuskan seperti :
∑ F = 0, artinya resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. ∑ F = 0 untuk benda diam atau bergerak lurus beratuan. Hukum I newton ini sering disebut sebagai hukum Kelembaman.
2. Hukum II Newton
Bunyi dari hukum II Newton menyatakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
Dengan percepatan benda yang ditimbul kan oleh gaya tersebut secara matamtis, hukum 11 newton dapat di tulis:
F = ma atau a =
Dengan
F = Gaya (N)
m = Massa Benda (kg)
a = Percepatan (m/s2)
persamaan diatas mengandung arti bahwa :
a. makin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, makin besar percepatan yang ditimbulkan pada benda itu
b. makin besar massa benda yang dikenai oleh gaya yang sama, makin kecil percepatan benda itu
3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III Newton adalah "Apabila sebuah benda mengerajakan gaya kepada benda ke- dua, maka dari benda tersebut timbul gaya (lawan) terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan"
2.2 GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi 2, yaitu :
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu sama, secara umum dirumuskan sebagai : S = S0 + V t
dengan : S = Jarak Yang ditempuh
S0 = Kedudukan awal (m)
V = Kecepatan Benda (m/s)
t = Selang waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu berubah. Perubahan kecepatan bias positif atau negative (benda mengalami pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan). Perubaha kecepatan yang dialami benda disebut Percepatan/ perlambatan dilambangkab dengan dan dirumuskan sebagai : a = Dengan :
a = Percepatan atau perlambatan benda (m/s2)
∆V = Perubahan kecepatan (m/s)
∆t = Selangf waktu
2.3 GERAK VERTIKAL
Gerak Vertikal adalah gerak suatu benda adalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi. Ada 3 jenis gerak vertikal, yaitu:
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), hanya saja percepatan yang dialami benda besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumio dimana benda mengalami gerak jatuh bebas.
2. Gerak Vertikal Kebawah
Gerak Vertikal Kebawah adalah gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal tertentu (V0 ≠ 0). Persamaan-persamaan dalam gerak jatuh bebas V0 ≠ 0 sehingga dapat ditulis :
• 1/t = V0 + gt
• h = V0 t + ½ gt2
• 1/t2 = V02 + 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal Keatas
Gerak vertikal keatas adalah gerak benda yang dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal V0 hal ini berarti, bahwa arah percepatan gravitasi g berlawanan dengan arah gerak benda sehingga yang terjadi adalah perlambata terhadap arah gerak benda.
• Vt = V0 - gt
• h = V0 t - ½ gt2
• Vt2= V02 - 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah pada saat benda berhenti sesaat untuk kembali turun kebawah. Pada saat itu, kecepatan benda adalah 0, sehingga berlaku :
Vt = V0 – g t
0 = V0 – g t t =
G t = V0
2.4 Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Contoh gerakan melingkar adalah gerakan jarum sekom. Jarum panjang dan jarum pendek pada jam dinding. Dalam gerak melingkar terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :
a. Kecepatan linier dan keceptan sudut, adalah kecepatan yang liniernya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. Arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran dan tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran.
b. Percepatan dan Gaya Sentripental, adalah berubahnya arah vektor sesuai dengan arah putaran.
c. Percepatan dan Gaya Sentrifugal, adalah berubahnya arah vektor berlawanan dengan arah putaran yaitu kebalikan dari Percepatan dan gaya pada sentripetal.
2.5 Gaya Gesekan
Benda yang diletakan pada suatu permukaan yang kasar kemudian benda diberikan suatu gaya (tarik/ dorong) maka akan terjadi gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gaya tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gesek.
Adapun besarnya gaya gesek biasanya ditentukan oleh :
1. kekasaran permukaan gesek atau koefisien gesek (μ) dan
2. besarnya gaya normal suatu benda (N)
secara matematika, besarnya gaya gesek dapat ditulis Fg = μ N, dimana :
Fg = Gaya gesekan (N)
μ = Koefisien Gesekan
N = Gaya Normal (N)
BAB III
PRAKTIKUM
Hukum I Newton
1. Letakkan bola diatas kertas yang datar, kemudian kertas disentak dengan cepat. Bagaimana keadaan bola ?
2. bola dikembalikan ke posisi semula setelah iotu kertas ditarik pelan-pelan dan tiba-tiba dihentikan, bagaimana keadaan bola ?
3. apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan diatas ? cobalah anda diskusikan dengan teman-temanmu !
Gaya Gesek
Siapkan bebefapa jenis bidang luncufrr dari berbagai bahan kayu, karton, triplek, plastik dan kaca. Susun dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar. Letakkan uang logam dalam keadaan diam diatas bidang luncur. Jika bidang luncur kita ketuk sedikit maka uang logam tersebut akan meluncur kebawah dengan kecepatan tertentu (v). Biarkan uag logam tersebut meluncur hungga berhenti dengan sendirinya. Catatlah jarak yang ditempuh (s) dan tulislah hasilnya pada tabel !
E. TES FORMATIF
1. sebuah mobil bergerak dengan percepatan 10 m/s2, sehingga kecepatannya menjadi 20 m/s tentukan kecepatan awal mobil setelah menempuh jarak 5 m !
2. kelajuan sebuah truk bertambah secara beraturan dari 72 km/ jam menjadi 108 km/ jam dalam waktu 30 sekon. Tentukan percepatan dari truk tersebut !
3. sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatannya :
a. 20 ms-1 dan
b. 10 ms-1
4. Sebuah bola dijatuhkan bebas dari balkon sebuah gedung tinggi. Bola menyentuh tanah setelah bergerak selama 5 detik. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah :
a. Tinggi balkon tersebut
b. Kecepatan bola pada saat menyentuh tanah, dan
c. Tinggi bola setelah jatuh selama 2 detik
5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggia 100 m di atas tanah. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s tentukan :
a. Waktu tempuh benda sampai di tanah
b. Kecepatan benda saat tiba di tanah, dan
c. Ketinggian benda setelah bergerak 1 detik
6. sebuah bola dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s ke arah bawah, hitunglah :
a. waktu yang dibutuhka bola untuk mencapai titik tinggi
b. jarak ke titik tinggi itu, dan
c. lamanya waktu bola berada di udara
7. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s dari puncak menara yang tingginya 70 m dari atas tanah.
a. Berapa kecepatan bola saat menyentuh tanah
b. Berapa lam bola melayang di udara
8. sebuah kipas angin memiliki kecepatan sudut 54 rads-1. jika jari-jarinya 12 cm, tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut !
9. sebuah benda bermassa 1,5 kg bergerak pada bidang datar yang kasar, dengan koefisien 0,4 apabila kecepatan awal benda 15 m/s, berapakah jarak yang ditempuh benda sampai benda berhenti ?
SK : Menerapkan Hukum Gerak dan Gaya
KD :
2.1 Menguasai konsep gerak dan Gaya
2.2 Menguasai hukum Newton
2.3 Menghiotung gerak lurus
2.4 Menghitung gerak melingkar
2.5 Menghitung gaya gesek
A. Deskripsi
Modul siswa tentang Gerak dan Gya ini terbagi dalam 5 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Tentang hukum Newton tentanggerak, membahas mengenai hukum I newton, Hukum II Newton, dan hukum III Newton
2. Gerak lurus membhas mengenai gerak lurua dan gerak lurus berubah beraturan
3. gerak vertikal membahas mengenai gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4. gerak melingkar membahas tentang kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal dan percepatan dan gaya sentrifugal
5. gaya gesekan membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan
pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan setelah mengikuti kegiatan belajar adalah :
1. mengerti hukum newton I, II dan III serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami benda
2. mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan
3. mengeti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan, dan
4. mengerti dan mampu menghitung gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tenang hukum I, II dan III Newton
2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan (GLB) ?
3. Tahukah anda tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan GLB dan GLBB ?
5. Tahukah anda tentang gerak jatuh bebas ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
7. Tahukah anda tentang gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
9. Tahukah anda tentang gerak melingkar ?
10. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan dan menggunakan persamaan-persamaan kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
12. Tahukah anda tentang gaya gesekan dan koefisien gaya gesekan ?
13. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gaya gesek dan koefisien gaya gesek ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuann ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui hukum I, II dan III Newton
2 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang GLB dan GLBB
3 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang gerak vertikal, gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang kecepatan sudut dan gaya sentrifugal, serta percepatan dan gaya sentripetal
5 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
2.1 Hukum Newton Tentang Gerak ada tiga yaitu :
1. Hukum I Newton
Bunyi dari Hukum I Newton adalah "Setip benda akan tetap bergerak lurus ber aturan atau diam, jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu” .
Secara matematis, hukum I Newton dapat dirumuskan seperti :
∑ F = 0, artinya resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. ∑ F = 0 untuk benda diam atau bergerak lurus beratuan. Hukum I newton ini sering disebut sebagai hukum Kelembaman.
2. Hukum II Newton
Bunyi dari hukum II Newton menyatakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
Dengan percepatan benda yang ditimbul kan oleh gaya tersebut secara matamtis, hukum 11 newton dapat di tulis:
F = ma atau a =
Dengan
F = Gaya (N)
m = Massa Benda (kg)
a = Percepatan (m/s2)
persamaan diatas mengandung arti bahwa :
a. makin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, makin besar percepatan yang ditimbulkan pada benda itu
b. makin besar massa benda yang dikenai oleh gaya yang sama, makin kecil percepatan benda itu
3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III Newton adalah "Apabila sebuah benda mengerajakan gaya kepada benda ke- dua, maka dari benda tersebut timbul gaya (lawan) terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan"
2.2 GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi 2, yaitu :
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu sama, secara umum dirumuskan sebagai : S = S0 + V t
dengan : S = Jarak Yang ditempuh
S0 = Kedudukan awal (m)
V = Kecepatan Benda (m/s)
t = Selang waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu berubah. Perubahan kecepatan bias positif atau negative (benda mengalami pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan). Perubaha kecepatan yang dialami benda disebut Percepatan/ perlambatan dilambangkab dengan dan dirumuskan sebagai : a = Dengan :
a = Percepatan atau perlambatan benda (m/s2)
∆V = Perubahan kecepatan (m/s)
∆t = Selangf waktu
2.3 GERAK VERTIKAL
Gerak Vertikal adalah gerak suatu benda adalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi. Ada 3 jenis gerak vertikal, yaitu:
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), hanya saja percepatan yang dialami benda besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumio dimana benda mengalami gerak jatuh bebas.
2. Gerak Vertikal Kebawah
Gerak Vertikal Kebawah adalah gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal tertentu (V0 ≠ 0). Persamaan-persamaan dalam gerak jatuh bebas V0 ≠ 0 sehingga dapat ditulis :
• 1/t = V0 + gt
• h = V0 t + ½ gt2
• 1/t2 = V02 + 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal Keatas
Gerak vertikal keatas adalah gerak benda yang dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal V0 hal ini berarti, bahwa arah percepatan gravitasi g berlawanan dengan arah gerak benda sehingga yang terjadi adalah perlambata terhadap arah gerak benda.
• Vt = V0 - gt
• h = V0 t - ½ gt2
• Vt2= V02 - 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah pada saat benda berhenti sesaat untuk kembali turun kebawah. Pada saat itu, kecepatan benda adalah 0, sehingga berlaku :
Vt = V0 – g t
0 = V0 – g t t =
G t = V0
2.4 Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Contoh gerakan melingkar adalah gerakan jarum sekom. Jarum panjang dan jarum pendek pada jam dinding. Dalam gerak melingkar terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :
a. Kecepatan linier dan keceptan sudut, adalah kecepatan yang liniernya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. Arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran dan tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran.
b. Percepatan dan Gaya Sentripental, adalah berubahnya arah vektor sesuai dengan arah putaran.
c. Percepatan dan Gaya Sentrifugal, adalah berubahnya arah vektor berlawanan dengan arah putaran yaitu kebalikan dari Percepatan dan gaya pada sentripetal.
2.5 Gaya Gesekan
Benda yang diletakan pada suatu permukaan yang kasar kemudian benda diberikan suatu gaya (tarik/ dorong) maka akan terjadi gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gaya tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gesek.
Adapun besarnya gaya gesek biasanya ditentukan oleh :
1. kekasaran permukaan gesek atau koefisien gesek (μ) dan
2. besarnya gaya normal suatu benda (N)
secara matematika, besarnya gaya gesek dapat ditulis Fg = μ N, dimana :
Fg = Gaya gesekan (N)
μ = Koefisien Gesekan
N = Gaya Normal (N)
BAB III
PRAKTIKUM
Hukum I Newton
1. Letakkan bola diatas kertas yang datar, kemudian kertas disentak dengan cepat. Bagaimana keadaan bola ?
2. bola dikembalikan ke posisi semula setelah iotu kertas ditarik pelan-pelan dan tiba-tiba dihentikan, bagaimana keadaan bola ?
3. apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan diatas ? cobalah anda diskusikan dengan teman-temanmu !
Gaya Gesek
Siapkan bebefapa jenis bidang luncufrr dari berbagai bahan kayu, karton, triplek, plastik dan kaca. Susun dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar. Letakkan uang logam dalam keadaan diam diatas bidang luncur. Jika bidang luncur kita ketuk sedikit maka uang logam tersebut akan meluncur kebawah dengan kecepatan tertentu (v). Biarkan uag logam tersebut meluncur hungga berhenti dengan sendirinya. Catatlah jarak yang ditempuh (s) dan tulislah hasilnya pada tabel !
E. TES FORMATIF
1. sebuah mobil bergerak dengan percepatan 10 m/s2, sehingga kecepatannya menjadi 20 m/s tentukan kecepatan awal mobil setelah menempuh jarak 5 m !
2. kelajuan sebuah truk bertambah secara beraturan dari 72 km/ jam menjadi 108 km/ jam dalam waktu 30 sekon. Tentukan percepatan dari truk tersebut !
3. sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatannya :
a. 20 ms-1 dan
b. 10 ms-1
4. Sebuah bola dijatuhkan bebas dari balkon sebuah gedung tinggi. Bola menyentuh tanah setelah bergerak selama 5 detik. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah :
a. Tinggi balkon tersebut
b. Kecepatan bola pada saat menyentuh tanah, dan
c. Tinggi bola setelah jatuh selama 2 detik
5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggia 100 m di atas tanah. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s tentukan :
a. Waktu tempuh benda sampai di tanah
b. Kecepatan benda saat tiba di tanah, dan
c. Ketinggian benda setelah bergerak 1 detik
6. sebuah bola dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s ke arah bawah, hitunglah :
a. waktu yang dibutuhka bola untuk mencapai titik tinggi
b. jarak ke titik tinggi itu, dan
c. lamanya waktu bola berada di udara
7. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s dari puncak menara yang tingginya 70 m dari atas tanah.
a. Berapa kecepatan bola saat menyentuh tanah
b. Berapa lam bola melayang di udara
8. sebuah kipas angin memiliki kecepatan sudut 54 rads-1. jika jari-jarinya 12 cm, tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut !
9. sebuah benda bermassa 1,5 kg bergerak pada bidang datar yang kasar, dengan koefisien 0,4 apabila kecepatan awal benda 15 m/s, berapakah jarak yang ditempuh benda sampai benda berhenti ?
MODUL I SMK
MENGUKUR BESARAN DAN MENERAPKAN SATUANNYA
Standar Kompetensi : Mengukur besaran dan menerapkn satuannya
Kompetensi Dasar : 1.1 Menguasai Konsep besaran dan satuannya
1. 2 Menggunakan alat ukur yang tepat untuk mengukur suatu besaran fisis
A. Deskripsi
Modul siswa tentang besaran dan satuannya ini terbagi dalam 4 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Kegiatan belajar 1 tentang besaran pokok dan satuan, membahas mengenai besaran yang termasuk besaran pokok, satuannya dan penetapan satuan standar
2. kegiatan belajar 2 tentang besaran turunan, membahas mengenai cara menetukan besaran turunan dari besaran pokok
3. kegiatan belajar 3 tentang dimensi, membahas tentang dimensi besaran pokok dan cara menentukan dimensi besaran turunan dari dimensi besaran pokok
4. kegiatan belajar 4 tentang pengukuran dan angka penting, membahas mengenai pengukuran dengan menggunakan alat ukur mekanik dan cara menentukan angka penting
selain penjelasan tentang materi ajar diatas modul ini juga dilengkapi dengan Lembar Kerja Siswa yang terdiri dari kegiatan praktikum dan soal evaluasi
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dapat dikuasai siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
1. Menentukan besaran pokok dan besaran turunan berdasarkan dimensi dan berdasarkan sistem satuan internasional (SI)
2. Mengidentifikasi dimensi dari besaran pokok dan besaran turuna
3. Melakukan pengukuran dengan hasil yang telitidan menuliskan hasilnya dengan menggunakan angka penting
Berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep besaran dan satuan dalam dunia kerja diantaranya adalah untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan pengukuran baik yang menggunakan alat ukur mekanik dan listrik.
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukah anda pengertian besaran pokok dan besaran turunn ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh besaran yang termasuk besaran pokok dan contoh besaran yang termasuk besaran turunan ?
3. Tahukah anda tentang syarat-syarat untuk menetapkakn satuan standar ?
4. Dapatkah anda menyebutkan satuan dari besaran-besaran pokok ?
5. Dapatkah anda menguraikan satuan besaran turunan dalam satuan besaran pokok ?
6. Tahukah anda pengertian dimensi ?
7. Dapatkah anda menyebutkan dimensi dari besaran-besaran pokok ?
8. Dapatkah anda menentukan dimensi besaran turunan dan dimensi besaran pokok ?
9. Dapatkah anda menggunakan dengan benar alat-alat ukur penggaris, jangka sorong dan mikrometer ?
10. Dapatkan anda membaca dan menuliskan hasil pengukuran alat-alat ukur diatas dengan benar ?
11. Tahukah anda pengertian angka penting ?
12. Dapatkah anda menyebutkan cara menentukan angka penting ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdasarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuan ini dengan menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan Perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui besaran pokok, satuannya dan penetapan satuan standar
2 Menentukan besaran turunan dari besaran pokok
3 Mengetahui dimensi besaran pokok dan cara menentukan dimensi besaran turunan dari besaran pokok
4 Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur mekanik dan cara menentukan angka penting
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. Uraian Materi
Kemajuan ilmu pengetahuan dan tekhnologi sekarang ini tidak akn terlepas dari karya-karya ilmuan zaman dahulu. Salah satu ilmuan yang terkenal dengan hasil karyanya adalah Galileo Galilei (1564-1642). Belia mengemukakan bahwa ilmu pengetahuan alam dikembangkan melalui 3 hal yang sekarang ini dikenal sebagai metode ilmiah, yaitu :
1. Observasi (pengamatan)
2. Eksperimen (percobaan) dan
3. analisa data (pengolahan data)
Metode Ilmiah digunakan untuk menguji hukum, teori dan konsep-konsep ilmu pengetahuan alam. Dalam metode ilmiah selalu dilakukan pengukuran terhadap benda (objek) dan gejala alam baik dialam terbuka maupun di laboratorium.
Dalam melakukan pengukuran terhadap benda/ objek tersebut kita akan berjumpa dengan istilah besaran. Besaran adalah suatu atau benda yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai atau angka-angka. Besaran umumnya memiliki satuan dan satuan merupakan identitas nilai dari besaran.
1.1 Besaran Pokok dn Satuan
Besaran pokok adalah besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari besaran-besaran yang lainnya. Didalam sistem Internasional (SI) dikenal 7 besaran pokok dan satuannya. Untuk jelasnya perhatikan tabel berikut ini :
Tabel 1.1 Besaran Pokok dan satuannya
No Besaran Pokok Satuan Lambang
Satuan
1
2
3
4
5
6
7 Panjang
Massa
Waktu
Arus listrik
Suhu
Intensitas cahaya
Jumlah zat Meter
Kilogram
Sekon
Ampere
Kelvin
Candela
Mol m
kg
s
A
K
cd
mol
Tabel 1.2 Awalan dalam satuan SI menyatakan pangkat dari 10
Awalan
Simbol Faktor Awalan
Simbol Faktor
Exa
Peta
Tera
Giga
Mega
Kilo
Hekto
Deka E
P
T
G
M
K
H
Da 1018
1015
1012
109
106
103
102
0 Desi
Senti
Milli
Mikro
Nano
Piko
Femto
Alto d
c
m
μ
n
p
f
a 10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
Contoh Penggunaan
1. 1 ms = 10-3 s 5. 1 GW = 109 w
2. 1 mm = 10-3 m 6. 1 mA = 10-3 A
3. 1 mg = 10-3 g 7. 1 μC = 10-6 C
4. 1 nm = 10-9 m 8. 1 μF = 10-6 F
Pada Sistem British
- Panjang 1 inch = 2,54 cm (tepat)
- Gaya 1 pon = 4,4488221615260 Newton (tepat)
Sistem british biasanya dipakai dalam mekanika dan termodinamika, tetapi tidak dipakai pada kelistrikan.
Penetapan Satuan Standar
Syarat-syarat penetapan satuan standar adalah sebagai berikut
1. sifat-sifat fisisnya mudah berubah, mislnya : tidak mudah retak, bengkok, menyusut dll. Dengan demikian penerapan alat-alat ukur ini tidak berubah dari tahun ke tahun.
2. mudah dibut tiruannya
3. diakui secara internasional sehingga hasil pengukuran untuk benda yang sama diberbagai Negara dapat dibandingkan dan dapat dikomunikasikan
definisi dari satuan standar
1. satuan panjang (meter)
1 meter didefinisikan sebagai jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya merah jingga yang dihasilkan oleh gas krypton -86
2. penetapan satuan massa (kg)
1 kg adalah massa yang dikandung oleh silinder prototype yang terbuat dari platina 90% dan indium 10%, yang aslinya disimpan di sevres dekat paris.
3. penetapan satuan waktu (s)
1 sekon adalah lamanya 9.192.631.770 kali waktu getar radiasi yang dipancarkan oleh getaran atom Caesium -133 (Cs133).
1.2 Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan atau diperoleh dari besaran pokok.
1. kelajuan, didapat dari jarak : Waktu (v = s : t )
2. Percepatan, didapat dari panjang : waktu kuadrat ( a = v : t = s : t2)
3. luas, didapat dari panjang x panjang ( A = s x s )
4. Volume, didapat dari panjang x panjang x panjang ( v = s x s x s )
5. gaya, didapat dari massa x percepatan ( F = m x a )
6. muatan listrik, didapat dari arus x waktu ( Q = l x t )
1.3 Dimensi
Dimensi suatu besaran mengungkap cara besaran itu tersusun atau didefinisikan dari besaran pokok. Dengan mengetahui dimensi suatu besaran, maka sifat fisis suatu besaran dapat dijelalaskan berdasarkan besaran pokok. Berikut ini adalah tabel besaran pokok dan lambang dimensi dari besaran pokok tersebut
Besaran Pokok Lambang Dimensi
Panjang (l)
Massa (m)
Waktu (t) (L)
(M)
(T)
1.4 Pengukuran dan Angka Penting
a. Ketelitian Pengukuran dan Angka Penting
Agar suatu pengukuran memberikan hasil yang teliti, maka persyaratan yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :
1. pengukuran dilakuakn berkali-akali min 5 kali
2. alat ukur yang digunakan harus sesuai dengan objek yang diukur (kelayakan dalam mengukur)
3. alat ukur yang digunakan hendaknya masih baik
4. hindari kesalahan dalam pengamatan
5. gunakan alat ukur yang memiliki ketelitian tinggi
Angka yang diperoleh dari suatu pengukuran disebut angka penting.
b. Pengukuran
Pengukuran menunjukan perbandingan langsung dari benda yang diukur dengan beberapa skala asli. Untuk pekerjaan dibengkel dengan ketelitian rendah, penggari besi sangat sering digunakan sebagai alat ukur. Untuk pengukuran yang lebih teliti, digunakan jangka sorong dan mikrometer.
1. Penggaris
Besi yang keras, tipis dan mudah lentur dipilih sebagai bahan dari penggaris yang digunakan dalam pekerjaan logam. Kelenturan penggaris besi mempunyai kebaikan terutama digunakan untuk mengukur lengkungan.
Ketelitian ukuran adalah bagian ukuran terkecil yang bisa langsung dibaca pada alat tersebut.
2. Jangka Sorong
Jangka Sorong adalah salah satu alat ukur yang banyak dipakai di bengkel. Jangka xsorong dapat digunakan untuk pengukuran luar, pengukuran dalam dan pengukuran kedalaman. Satuannya dalam mm atau inch.
Macam jangka sorong umumnya adalah :
a. jangka sorong dengan rahang normal dan rahang pisau
b. jangka sorong dengan rahang normal dan berbentuk bevel dimuka, rahang silang dan batang kedalaman
pada jangka sorong terdapat istilah skala nouis, yang dimaksud dengan Skala Nouis adalah skala kedua. Pembagian garis-garisnya lebih pendek dari pembagian garis-garis pada skala utama. Dengan adanya skala nouis memungkinkan kita untuk mengukur lebih teliti.
BAB III
PRAKTIKUM
A. Tujuan
Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur penggaris, jangka sorong dan mikrometer
B. Alat dan Bahan
1. Penggaris
2. jangka sorong
3. mikrometer
4. sebuah kertas A4
5. sebuah tabung berdiameter kecil dengan bagian dasarnya tertutup
6. sebuah paku berdiameter kecil
C. Cara Kerja
1. siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan praktikum
2. ukurlah panjang dan lebar kertas A4 menggunakan penggaaris
3. ukurlah diameter dan kedalaman tabung menggunakan mikrometer
4. ukurlah tebal kertas A4 dan diameter paku menggunakan mikrometer
5. tulislah hasil pengukuranmu didalam tabel dibawah ini
6. bandingkan hasil pengukuran anda dengan hasil pengukuran teman-teman anda! Samakan hasilnya
D. Hasil Pengamatan
Penggaris
Kertas A4 Panjang Lebar
Jangka Sorong
Tabung Diamter Kedalaman
Mikrometer
Tebal Kerta Diamter Paku
STANDAR PENILAIAN
Penilaian Ganda : 20 x 3,0 = 60,0
Esai : 10 x 4,0 = 40,0
Jumlah : = 100
Jika siswa dapat menguasai kompetensi ini ≥ 60%, maka siswa dapat melanjutkan ke kompetensi berikutnya.
E. TES FORMATIF
Kerjakanlah Soal-soal berikut ini pada tempat jawaban yang tersedia !
1. sebutkan besaran-besaran poko dengan satuannya !
2. Tuliskan dimensi dari tekanan dan buktikan bahwa tekanan berpengaruh pada waktu (t) !
3. berapakah jumlah angka penting pada nilai 7,0069 ?
4. Sebuah bola besi massanya 1.000 kg. Berapa mikrogram (μ) massa bola besi tersebut ?
5. Sebuah tabung volumenya 1.000 m3. berapa literkah volume tabung tersebut, jika diketahui bahwa 1 liter = 1 dm3 ?
6. dimensi dari besaran apakah [L}3? Jelaskan !
7. Berapa ketelitian pengukuran dari jangka sorong dan mikrometer ?
8. nilia suatu pengukuran adalah 0,015 mm. Berapa jumlah angka penting dari nilai tersebut?
9. Jika kita menimbang suatu besi,manakah dari pernyataan dibawah ini yang benar dalam penyebutannya
a. massa besi atau
b. berat besi
Berikan penjelasan anda !
Standar Kompetensi : Mengukur besaran dan menerapkn satuannya
Kompetensi Dasar : 1.1 Menguasai Konsep besaran dan satuannya
1. 2 Menggunakan alat ukur yang tepat untuk mengukur suatu besaran fisis
A. Deskripsi
Modul siswa tentang besaran dan satuannya ini terbagi dalam 4 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Kegiatan belajar 1 tentang besaran pokok dan satuan, membahas mengenai besaran yang termasuk besaran pokok, satuannya dan penetapan satuan standar
2. kegiatan belajar 2 tentang besaran turunan, membahas mengenai cara menetukan besaran turunan dari besaran pokok
3. kegiatan belajar 3 tentang dimensi, membahas tentang dimensi besaran pokok dan cara menentukan dimensi besaran turunan dari dimensi besaran pokok
4. kegiatan belajar 4 tentang pengukuran dan angka penting, membahas mengenai pengukuran dengan menggunakan alat ukur mekanik dan cara menentukan angka penting
selain penjelasan tentang materi ajar diatas modul ini juga dilengkapi dengan Lembar Kerja Siswa yang terdiri dari kegiatan praktikum dan soal evaluasi
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dapat dikuasai siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
1. Menentukan besaran pokok dan besaran turunan berdasarkan dimensi dan berdasarkan sistem satuan internasional (SI)
2. Mengidentifikasi dimensi dari besaran pokok dan besaran turuna
3. Melakukan pengukuran dengan hasil yang telitidan menuliskan hasilnya dengan menggunakan angka penting
Berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep besaran dan satuan dalam dunia kerja diantaranya adalah untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan pengukuran baik yang menggunakan alat ukur mekanik dan listrik.
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukah anda pengertian besaran pokok dan besaran turunn ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh besaran yang termasuk besaran pokok dan contoh besaran yang termasuk besaran turunan ?
3. Tahukah anda tentang syarat-syarat untuk menetapkakn satuan standar ?
4. Dapatkah anda menyebutkan satuan dari besaran-besaran pokok ?
5. Dapatkah anda menguraikan satuan besaran turunan dalam satuan besaran pokok ?
6. Tahukah anda pengertian dimensi ?
7. Dapatkah anda menyebutkan dimensi dari besaran-besaran pokok ?
8. Dapatkah anda menentukan dimensi besaran turunan dan dimensi besaran pokok ?
9. Dapatkah anda menggunakan dengan benar alat-alat ukur penggaris, jangka sorong dan mikrometer ?
10. Dapatkan anda membaca dan menuliskan hasil pengukuran alat-alat ukur diatas dengan benar ?
11. Tahukah anda pengertian angka penting ?
12. Dapatkah anda menyebutkan cara menentukan angka penting ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
BAB II
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdasarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuan ini dengan menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan Perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui besaran pokok, satuannya dan penetapan satuan standar
2 Menentukan besaran turunan dari besaran pokok
3 Mengetahui dimensi besaran pokok dan cara menentukan dimensi besaran turunan dari besaran pokok
4 Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur mekanik dan cara menentukan angka penting
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. Uraian Materi
Kemajuan ilmu pengetahuan dan tekhnologi sekarang ini tidak akn terlepas dari karya-karya ilmuan zaman dahulu. Salah satu ilmuan yang terkenal dengan hasil karyanya adalah Galileo Galilei (1564-1642). Belia mengemukakan bahwa ilmu pengetahuan alam dikembangkan melalui 3 hal yang sekarang ini dikenal sebagai metode ilmiah, yaitu :
1. Observasi (pengamatan)
2. Eksperimen (percobaan) dan
3. analisa data (pengolahan data)
Metode Ilmiah digunakan untuk menguji hukum, teori dan konsep-konsep ilmu pengetahuan alam. Dalam metode ilmiah selalu dilakukan pengukuran terhadap benda (objek) dan gejala alam baik dialam terbuka maupun di laboratorium.
Dalam melakukan pengukuran terhadap benda/ objek tersebut kita akan berjumpa dengan istilah besaran. Besaran adalah suatu atau benda yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai atau angka-angka. Besaran umumnya memiliki satuan dan satuan merupakan identitas nilai dari besaran.
1.1 Besaran Pokok dn Satuan
Besaran pokok adalah besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari besaran-besaran yang lainnya. Didalam sistem Internasional (SI) dikenal 7 besaran pokok dan satuannya. Untuk jelasnya perhatikan tabel berikut ini :
Tabel 1.1 Besaran Pokok dan satuannya
No Besaran Pokok Satuan Lambang
Satuan
1
2
3
4
5
6
7 Panjang
Massa
Waktu
Arus listrik
Suhu
Intensitas cahaya
Jumlah zat Meter
Kilogram
Sekon
Ampere
Kelvin
Candela
Mol m
kg
s
A
K
cd
mol
Tabel 1.2 Awalan dalam satuan SI menyatakan pangkat dari 10
Awalan
Simbol Faktor Awalan
Simbol Faktor
Exa
Peta
Tera
Giga
Mega
Kilo
Hekto
Deka E
P
T
G
M
K
H
Da 1018
1015
1012
109
106
103
102
0 Desi
Senti
Milli
Mikro
Nano
Piko
Femto
Alto d
c
m
μ
n
p
f
a 10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
Contoh Penggunaan
1. 1 ms = 10-3 s 5. 1 GW = 109 w
2. 1 mm = 10-3 m 6. 1 mA = 10-3 A
3. 1 mg = 10-3 g 7. 1 μC = 10-6 C
4. 1 nm = 10-9 m 8. 1 μF = 10-6 F
Pada Sistem British
- Panjang 1 inch = 2,54 cm (tepat)
- Gaya 1 pon = 4,4488221615260 Newton (tepat)
Sistem british biasanya dipakai dalam mekanika dan termodinamika, tetapi tidak dipakai pada kelistrikan.
Penetapan Satuan Standar
Syarat-syarat penetapan satuan standar adalah sebagai berikut
1. sifat-sifat fisisnya mudah berubah, mislnya : tidak mudah retak, bengkok, menyusut dll. Dengan demikian penerapan alat-alat ukur ini tidak berubah dari tahun ke tahun.
2. mudah dibut tiruannya
3. diakui secara internasional sehingga hasil pengukuran untuk benda yang sama diberbagai Negara dapat dibandingkan dan dapat dikomunikasikan
definisi dari satuan standar
1. satuan panjang (meter)
1 meter didefinisikan sebagai jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya merah jingga yang dihasilkan oleh gas krypton -86
2. penetapan satuan massa (kg)
1 kg adalah massa yang dikandung oleh silinder prototype yang terbuat dari platina 90% dan indium 10%, yang aslinya disimpan di sevres dekat paris.
3. penetapan satuan waktu (s)
1 sekon adalah lamanya 9.192.631.770 kali waktu getar radiasi yang dipancarkan oleh getaran atom Caesium -133 (Cs133).
1.2 Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan atau diperoleh dari besaran pokok.
1. kelajuan, didapat dari jarak : Waktu (v = s : t )
2. Percepatan, didapat dari panjang : waktu kuadrat ( a = v : t = s : t2)
3. luas, didapat dari panjang x panjang ( A = s x s )
4. Volume, didapat dari panjang x panjang x panjang ( v = s x s x s )
5. gaya, didapat dari massa x percepatan ( F = m x a )
6. muatan listrik, didapat dari arus x waktu ( Q = l x t )
1.3 Dimensi
Dimensi suatu besaran mengungkap cara besaran itu tersusun atau didefinisikan dari besaran pokok. Dengan mengetahui dimensi suatu besaran, maka sifat fisis suatu besaran dapat dijelalaskan berdasarkan besaran pokok. Berikut ini adalah tabel besaran pokok dan lambang dimensi dari besaran pokok tersebut
Besaran Pokok Lambang Dimensi
Panjang (l)
Massa (m)
Waktu (t) (L)
(M)
(T)
1.4 Pengukuran dan Angka Penting
a. Ketelitian Pengukuran dan Angka Penting
Agar suatu pengukuran memberikan hasil yang teliti, maka persyaratan yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :
1. pengukuran dilakuakn berkali-akali min 5 kali
2. alat ukur yang digunakan harus sesuai dengan objek yang diukur (kelayakan dalam mengukur)
3. alat ukur yang digunakan hendaknya masih baik
4. hindari kesalahan dalam pengamatan
5. gunakan alat ukur yang memiliki ketelitian tinggi
Angka yang diperoleh dari suatu pengukuran disebut angka penting.
b. Pengukuran
Pengukuran menunjukan perbandingan langsung dari benda yang diukur dengan beberapa skala asli. Untuk pekerjaan dibengkel dengan ketelitian rendah, penggari besi sangat sering digunakan sebagai alat ukur. Untuk pengukuran yang lebih teliti, digunakan jangka sorong dan mikrometer.
1. Penggaris
Besi yang keras, tipis dan mudah lentur dipilih sebagai bahan dari penggaris yang digunakan dalam pekerjaan logam. Kelenturan penggaris besi mempunyai kebaikan terutama digunakan untuk mengukur lengkungan.
Ketelitian ukuran adalah bagian ukuran terkecil yang bisa langsung dibaca pada alat tersebut.
2. Jangka Sorong
Jangka Sorong adalah salah satu alat ukur yang banyak dipakai di bengkel. Jangka xsorong dapat digunakan untuk pengukuran luar, pengukuran dalam dan pengukuran kedalaman. Satuannya dalam mm atau inch.
Macam jangka sorong umumnya adalah :
a. jangka sorong dengan rahang normal dan rahang pisau
b. jangka sorong dengan rahang normal dan berbentuk bevel dimuka, rahang silang dan batang kedalaman
pada jangka sorong terdapat istilah skala nouis, yang dimaksud dengan Skala Nouis adalah skala kedua. Pembagian garis-garisnya lebih pendek dari pembagian garis-garis pada skala utama. Dengan adanya skala nouis memungkinkan kita untuk mengukur lebih teliti.
BAB III
PRAKTIKUM
A. Tujuan
Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur penggaris, jangka sorong dan mikrometer
B. Alat dan Bahan
1. Penggaris
2. jangka sorong
3. mikrometer
4. sebuah kertas A4
5. sebuah tabung berdiameter kecil dengan bagian dasarnya tertutup
6. sebuah paku berdiameter kecil
C. Cara Kerja
1. siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan praktikum
2. ukurlah panjang dan lebar kertas A4 menggunakan penggaaris
3. ukurlah diameter dan kedalaman tabung menggunakan mikrometer
4. ukurlah tebal kertas A4 dan diameter paku menggunakan mikrometer
5. tulislah hasil pengukuranmu didalam tabel dibawah ini
6. bandingkan hasil pengukuran anda dengan hasil pengukuran teman-teman anda! Samakan hasilnya
D. Hasil Pengamatan
Penggaris
Kertas A4 Panjang Lebar
Jangka Sorong
Tabung Diamter Kedalaman
Mikrometer
Tebal Kerta Diamter Paku
STANDAR PENILAIAN
Penilaian Ganda : 20 x 3,0 = 60,0
Esai : 10 x 4,0 = 40,0
Jumlah : = 100
Jika siswa dapat menguasai kompetensi ini ≥ 60%, maka siswa dapat melanjutkan ke kompetensi berikutnya.
E. TES FORMATIF
Kerjakanlah Soal-soal berikut ini pada tempat jawaban yang tersedia !
1. sebutkan besaran-besaran poko dengan satuannya !
2. Tuliskan dimensi dari tekanan dan buktikan bahwa tekanan berpengaruh pada waktu (t) !
3. berapakah jumlah angka penting pada nilai 7,0069 ?
4. Sebuah bola besi massanya 1.000 kg. Berapa mikrogram (μ) massa bola besi tersebut ?
5. Sebuah tabung volumenya 1.000 m3. berapa literkah volume tabung tersebut, jika diketahui bahwa 1 liter = 1 dm3 ?
6. dimensi dari besaran apakah [L}3? Jelaskan !
7. Berapa ketelitian pengukuran dari jangka sorong dan mikrometer ?
8. nilia suatu pengukuran adalah 0,015 mm. Berapa jumlah angka penting dari nilai tersebut?
9. Jika kita menimbang suatu besi,manakah dari pernyataan dibawah ini yang benar dalam penyebutannya
a. massa besi atau
b. berat besi
Berikan penjelasan anda !
MODUL II SMK
MENERAPKAN HUKUM GERAK DAN GAYA
SK : Menerapkan Hukum Gerak dan Gaya
KD :
1.1 Menguasai konsep gerak dan Gaya
1.2 Menguasai hukum Newton
1.3 Menghiotung gerak lurus
1.4 Menghitung gerak melingkar
1.5 Menghitung gaya gesek
A. Deskripsi
Modul siswa tentang Gerak dan Gya ini terbagi dalam 5 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Tentang hukum Newton tentanggerak, membahas mengenai hukum I newton, Hukum II Newton, dan hukum III Newton
2. Gerak lurus membhas mengenai gerak lurua dan gerak lurus berubah beraturan
3. gerak vertikal membahas mengenai gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4. gerak melingkar membahas tentang kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal dan percepatan dan gaya sentrifugal
5. gaya gesekan membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan
pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan setelah mengikuti kegiatan belajar adalah :
1. mengerti hukum newton I, II dan III serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami benda
2. mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan
3. mengeti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan, dan
4. mengerti dan mampu menghitung gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tenang hukum I, II dan III Newton
2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan (GLB) ?
3. Tahukah anda tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan GLB dan GLBB ?
5. Tahukah anda tentang gerak jatuh bebas ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
7. Tahukah anda tentang gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
9. Tahukah anda tentang gerak melingkar ?
10. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan dan menggunakan persamaan-persamaan kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
12. Tahukah anda tentang gaya gesekan dan koefisien gaya gesekan ?
13. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gaya gesek dan koefisien gaya gesek ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuann ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui hukum I, II dan III Newton
2 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang GLB dan GLBB
3 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang gerak vertikal, gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang kecepatan sudut dan gaya sentrifugal, serta percepatan dan gaya sentripetal
5 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
2.1 Hukum Newton Tentang Gerak ada tiga yaitu :
1. Hukum I Newton
Bunyi dari Hukum I Newton adalah "Setip benda akan tetap bergerak lurus ber aturan atau diam, jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu” .
Secara matematis, hukum I Newton dapat dirumuskan seperti :
∑ F = 0, artinya resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. ∑ F = 0 untuk benda diam atau bergerak lurus beratuan. Hukum I newton ini sering disebut sebagai hukum Kelembaman.
2. Hukum II Newton
Bunyi dari hukum II Newton menyatakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
Dengan percepatan benda yang ditimbul kan oleh gaya tersebut secara matamtis, hukum 11 newton dapat di tulis:
F = ma atau a =
Dengan
F = Gaya (N)
m = Massa Benda (kg)
a = Percepatan (m/s2)
persamaan diatas mengandung arti bahwa :
a. makin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, makin besar percepatan yang ditimbulkan pada benda itu
b. makin besar massa benda yang dikenai oleh gaya yang sama, makin kecil percepatan benda itu
3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III Newton adalah "Apabila sebuah benda mengerajakan gaya kepada benda ke- dua, maka dari benda tersebut timbul gaya (lawan) terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan"
2.2 GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi 2, yaitu :
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu sama, secara umum dirumuskan sebagai : S = S0 + V t
dengan : S = Jarak Yang ditempuh
S0 = Kedudukan awal (m)
V = Kecepatan Benda (m/s)
t = Selang waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu berubah. Perubahan kecepatan bias positif atau negative (benda mengalami pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan). Perubaha kecepatan yang dialami benda disebut Percepatan/ perlambatan dilambangkab dengan dan dirumuskan sebagai : a = Dengan :
a = Percepatan atau perlambatan benda (m/s2)
∆V = Perubahan kecepatan (m/s)
∆t = Selangf waktu
2.3 GERAK VERTIKAL
Gerak Vertikal adalah gerak suatu benda adalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi. Ada 3 jenis gerak vertikal, yaitu:
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), hanya saja percepatan yang dialami benda besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumio dimana benda mengalami gerak jatuh bebas.
2. Gerak Vertikal Kebawah
Gerak Vertikal Kebawah adalah gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal tertentu (V0 ≠ 0). Persamaan-persamaan dalam gerak jatuh bebas V0 ≠ 0 sehingga dapat ditulis :
• 1/t = V0 + gt
• h = V0 t + ½ gt2
• 1/t2 = V02 + 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal Keatas
Gerak vertikal keatas adalah gerak benda yang dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal V0 hal ini berarti, bahwa arah percepatan gravitasi g berlawanan dengan arah gerak benda sehingga yang terjadi adalah perlambata terhadap arah gerak benda.
• Vt = V0 - gt
• h = V0 t - ½ gt2
• Vt2= V02 - 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah pada saat benda berhenti sesaat untuk kembali turun kebawah. Pada saat itu, kecepatan benda adalah 0, sehingga berlaku :
Vt = V0 – g t
0 = V0 – g t t =
G t = V0
2.4 Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Contoh gerakan melingkar adalah gerakan jarum sekom. Jarum panjang dan jarum pendek pada jam dinding. Dalam gerak melingkar terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :
a. Kecepatan linier dan keceptan sudut, adalah kecepatan yang liniernya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. Arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran dan tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran.
b. Percepatan dan Gaya Sentripental, adalah berubahnya arah vektor sesuai dengan arah putaran.
c. Percepatan dan Gaya Sentrifugal, adalah berubahnya arah vektor berlawanan dengan arah putaran yaitu kebalikan dari Percepatan dan gaya pada sentripetal.
2.5 Gaya Gesekan
Benda yang diletakan pada suatu permukaan yang kasar kemudian benda diberikan suatu gaya (tarik/ dorong) maka akan terjadi gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gaya tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gesek.
Adapun besarnya gaya gesek biasanya ditentukan oleh :
1. kekasaran permukaan gesek atau koefisien gesek (μ) dan
2. besarnya gaya normal suatu benda (N)
secara matematika, besarnya gaya gesek dapat ditulis Fg = μ N, dimana :
Fg = Gaya gesekan (N)
μ = Koefisien Gesekan
N = Gaya Normal (N)
PRAKTIKUM
Hukum I Newton
1. Letakkan bola diatas kertas yang datar, kemudian kertas disentak dengan cepat. Bagaimana keadaan bola ?
2. bola dikembalikan ke posisi semula setelah iotu kertas ditarik pelan-pelan dan tiba-tiba dihentikan, bagaimana keadaan bola ?
3. apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan diatas ? cobalah anda diskusikan dengan teman-temanmu !
Gaya Gesek
Siapkan bebefapa jenis bidang luncufrr dari berbagai bahan kayu, karton, triplek, plastik dan kaca. Susun dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar. Letakkan uang logam dalam keadaan diam diatas bidang luncur. Jika bidang luncur kita ketuk sedikit maka uang logam tersebut akan meluncur kebawah dengan kecepatan tertentu (v). Biarkan uag logam tersebut meluncur hungga berhenti dengan sendirinya. Catatlah jarak yang ditempuh (s) dan tulislah hasilnya pada tabel !
E. TES FORMATIF
1. sebuah mobil bergerak dengan percepatan 10 m/s2, sehingga kecepatannya menjadi 20 m/s tentukan kecepatan awal mobil setelah menempuh jarak 5 m !
2. kelajuan sebuah truk bertambah secara beraturan dari 72 km/ jam menjadi 108 km/ jam dalam waktu 30 sekon. Tentukan percepatan dari truk tersebut !
3. sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatannya :
a. 20 ms-1 dan
b. 10 ms-1
4. Sebuah bola dijatuhkan bebas dari balkon sebuah gedung tinggi. Bola menyentuh tanah setelah bergerak selama 5 detik. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah :
a. Tinggi balkon tersebut
b. Kecepatan bola pada saat menyentuh tanah, dan
c. Tinggi bola setelah jatuh selama 2 detik
5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggia 100 m di atas tanah. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s tentukan :
a. Waktu tempuh benda sampai di tanah
b. Kecepatan benda saat tiba di tanah, dan
c. Ketinggian benda setelah bergerak 1 detik
6. sebuah bola dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s ke arah bawah, hitunglah :
a. waktu yang dibutuhka bola untuk mencapai titik tinggi
b. jarak ke titik tinggi itu, dan
c. lamanya waktu bola berada di udara
7. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s dari puncak menara yang tingginya 70 m dari atas tanah.
a. Berapa kecepatan bola saat menyentuh tanah
b. Berapa lam bola melayang di udara
8. sebuah kipas angin memiliki kecepatan sudut 54 rads-1. jika jari-jarinya 12 cm, tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut !
9. sebuah benda bermassa 1,5 kg bergerak pada bidang datar yang kasar, dengan koefisien 0,4 apabila kecepatan awal benda 15 m/s, berapakah jarak yang ditempuh benda sampai benda berhenti ?
SK : Menerapkan Hukum Gerak dan Gaya
KD :
1.1 Menguasai konsep gerak dan Gaya
1.2 Menguasai hukum Newton
1.3 Menghiotung gerak lurus
1.4 Menghitung gerak melingkar
1.5 Menghitung gaya gesek
A. Deskripsi
Modul siswa tentang Gerak dan Gya ini terbagi dalam 5 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Tentang hukum Newton tentanggerak, membahas mengenai hukum I newton, Hukum II Newton, dan hukum III Newton
2. Gerak lurus membhas mengenai gerak lurua dan gerak lurus berubah beraturan
3. gerak vertikal membahas mengenai gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4. gerak melingkar membahas tentang kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal dan percepatan dan gaya sentrifugal
5. gaya gesekan membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan
pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan setelah mengikuti kegiatan belajar adalah :
1. mengerti hukum newton I, II dan III serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami benda
2. mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan
3. mengeti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan, dan
4. mengerti dan mampu menghitung gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis
D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tenang hukum I, II dan III Newton
2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan (GLB) ?
3. Tahukah anda tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan GLB dan GLBB ?
5. Tahukah anda tentang gerak jatuh bebas ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
7. Tahukah anda tentang gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
9. Tahukah anda tentang gerak melingkar ?
10. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan dan menggunakan persamaan-persamaan kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
12. Tahukah anda tentang gaya gesekan dan koefisien gaya gesekan ?
13. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gaya gesek dan koefisien gaya gesek ?
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuann ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui hukum I, II dan III Newton
2 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang GLB dan GLBB
3 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang gerak vertikal, gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang kecepatan sudut dan gaya sentrifugal, serta percepatan dan gaya sentripetal
5 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
2.1 Hukum Newton Tentang Gerak ada tiga yaitu :
1. Hukum I Newton
Bunyi dari Hukum I Newton adalah "Setip benda akan tetap bergerak lurus ber aturan atau diam, jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu” .
Secara matematis, hukum I Newton dapat dirumuskan seperti :
∑ F = 0, artinya resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. ∑ F = 0 untuk benda diam atau bergerak lurus beratuan. Hukum I newton ini sering disebut sebagai hukum Kelembaman.
2. Hukum II Newton
Bunyi dari hukum II Newton menyatakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
Dengan percepatan benda yang ditimbul kan oleh gaya tersebut secara matamtis, hukum 11 newton dapat di tulis:
F = ma atau a =
Dengan
F = Gaya (N)
m = Massa Benda (kg)
a = Percepatan (m/s2)
persamaan diatas mengandung arti bahwa :
a. makin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, makin besar percepatan yang ditimbulkan pada benda itu
b. makin besar massa benda yang dikenai oleh gaya yang sama, makin kecil percepatan benda itu
3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III Newton adalah "Apabila sebuah benda mengerajakan gaya kepada benda ke- dua, maka dari benda tersebut timbul gaya (lawan) terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan"
2.2 GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi 2, yaitu :
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu sama, secara umum dirumuskan sebagai : S = S0 + V t
dengan : S = Jarak Yang ditempuh
S0 = Kedudukan awal (m)
V = Kecepatan Benda (m/s)
t = Selang waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu berubah. Perubahan kecepatan bias positif atau negative (benda mengalami pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan). Perubaha kecepatan yang dialami benda disebut Percepatan/ perlambatan dilambangkab dengan dan dirumuskan sebagai : a = Dengan :
a = Percepatan atau perlambatan benda (m/s2)
∆V = Perubahan kecepatan (m/s)
∆t = Selangf waktu
2.3 GERAK VERTIKAL
Gerak Vertikal adalah gerak suatu benda adalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi. Ada 3 jenis gerak vertikal, yaitu:
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), hanya saja percepatan yang dialami benda besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumio dimana benda mengalami gerak jatuh bebas.
2. Gerak Vertikal Kebawah
Gerak Vertikal Kebawah adalah gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal tertentu (V0 ≠ 0). Persamaan-persamaan dalam gerak jatuh bebas V0 ≠ 0 sehingga dapat ditulis :
• 1/t = V0 + gt
• h = V0 t + ½ gt2
• 1/t2 = V02 + 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal Keatas
Gerak vertikal keatas adalah gerak benda yang dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal V0 hal ini berarti, bahwa arah percepatan gravitasi g berlawanan dengan arah gerak benda sehingga yang terjadi adalah perlambata terhadap arah gerak benda.
• Vt = V0 - gt
• h = V0 t - ½ gt2
• Vt2= V02 - 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah pada saat benda berhenti sesaat untuk kembali turun kebawah. Pada saat itu, kecepatan benda adalah 0, sehingga berlaku :
Vt = V0 – g t
0 = V0 – g t t =
G t = V0
2.4 Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Contoh gerakan melingkar adalah gerakan jarum sekom. Jarum panjang dan jarum pendek pada jam dinding. Dalam gerak melingkar terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :
a. Kecepatan linier dan keceptan sudut, adalah kecepatan yang liniernya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. Arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran dan tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran.
b. Percepatan dan Gaya Sentripental, adalah berubahnya arah vektor sesuai dengan arah putaran.
c. Percepatan dan Gaya Sentrifugal, adalah berubahnya arah vektor berlawanan dengan arah putaran yaitu kebalikan dari Percepatan dan gaya pada sentripetal.
2.5 Gaya Gesekan
Benda yang diletakan pada suatu permukaan yang kasar kemudian benda diberikan suatu gaya (tarik/ dorong) maka akan terjadi gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gaya tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gesek.
Adapun besarnya gaya gesek biasanya ditentukan oleh :
1. kekasaran permukaan gesek atau koefisien gesek (μ) dan
2. besarnya gaya normal suatu benda (N)
secara matematika, besarnya gaya gesek dapat ditulis Fg = μ N, dimana :
Fg = Gaya gesekan (N)
μ = Koefisien Gesekan
N = Gaya Normal (N)
PRAKTIKUM
Hukum I Newton
1. Letakkan bola diatas kertas yang datar, kemudian kertas disentak dengan cepat. Bagaimana keadaan bola ?
2. bola dikembalikan ke posisi semula setelah iotu kertas ditarik pelan-pelan dan tiba-tiba dihentikan, bagaimana keadaan bola ?
3. apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan diatas ? cobalah anda diskusikan dengan teman-temanmu !
Gaya Gesek
Siapkan bebefapa jenis bidang luncufrr dari berbagai bahan kayu, karton, triplek, plastik dan kaca. Susun dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar. Letakkan uang logam dalam keadaan diam diatas bidang luncur. Jika bidang luncur kita ketuk sedikit maka uang logam tersebut akan meluncur kebawah dengan kecepatan tertentu (v). Biarkan uag logam tersebut meluncur hungga berhenti dengan sendirinya. Catatlah jarak yang ditempuh (s) dan tulislah hasilnya pada tabel !
E. TES FORMATIF
1. sebuah mobil bergerak dengan percepatan 10 m/s2, sehingga kecepatannya menjadi 20 m/s tentukan kecepatan awal mobil setelah menempuh jarak 5 m !
2. kelajuan sebuah truk bertambah secara beraturan dari 72 km/ jam menjadi 108 km/ jam dalam waktu 30 sekon. Tentukan percepatan dari truk tersebut !
3. sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatannya :
a. 20 ms-1 dan
b. 10 ms-1
4. Sebuah bola dijatuhkan bebas dari balkon sebuah gedung tinggi. Bola menyentuh tanah setelah bergerak selama 5 detik. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah :
a. Tinggi balkon tersebut
b. Kecepatan bola pada saat menyentuh tanah, dan
c. Tinggi bola setelah jatuh selama 2 detik
5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggia 100 m di atas tanah. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s tentukan :
a. Waktu tempuh benda sampai di tanah
b. Kecepatan benda saat tiba di tanah, dan
c. Ketinggian benda setelah bergerak 1 detik
6. sebuah bola dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s ke arah bawah, hitunglah :
a. waktu yang dibutuhka bola untuk mencapai titik tinggi
b. jarak ke titik tinggi itu, dan
c. lamanya waktu bola berada di udara
7. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s dari puncak menara yang tingginya 70 m dari atas tanah.
a. Berapa kecepatan bola saat menyentuh tanah
b. Berapa lam bola melayang di udara
8. sebuah kipas angin memiliki kecepatan sudut 54 rads-1. jika jari-jarinya 12 cm, tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut !
9. sebuah benda bermassa 1,5 kg bergerak pada bidang datar yang kasar, dengan koefisien 0,4 apabila kecepatan awal benda 15 m/s, berapakah jarak yang ditempuh benda sampai benda berhenti ?
MODUL IV
MENERAPKAN KONSEP USAHA, DAYA DAN ENERGI
SK : Menerapkan Konsep Usaha, Daya Dan Energi
KD :
- Menguasai Konsep Usaha/ Daya Dan Energi
- Menguasai Hukum Kekekalan Energi
- Menghitung Usaha/ Daya dan Energi
- Deskripsi
Modul siswa tentang usaha "Usaha, Energi dan Daya" ini terbagi dalam tiga kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
- Kegiatan belajar 1 Energi membahas tentang energi potensial gravitasi dan energi kinetik
- Kegiatan belajar ke 2 Usaha membahas mengenai hubungan usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensia, energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik
- Kegiatan belajar 3 tentang daya dan efisiensi
Setelah mempelajari modul ini kompetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep Usaha, Energi dan Daya dalam memecahkan permasaqlahan yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel.
- Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini
Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa
- Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :
- menghitung energi kinetik dan energi potensial
- menghitung usaha, dan
- menghitung daya dan efisiensi
berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep usaha, energi dan daya dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan perhitungan daya dan efisiensinya pada instalasi sistem jaringan komputer
- Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami
| No | Pertanyaan | Ya | Tidak |
| 1. | Tahukah anda pengertian energi ? | | |
| 2. | Dapatkah anda memberikan contoh-contoh bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari ? | | |
| 3. | Tahukan anda tentang energi potensial gravitasi ? | | |
| 4. | Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi potensial gravitasi ? | | |
| 5. | Tahukah anda tentang energi kinetik ? | | |
| 6. | Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi kinetik ? | | |
| 7. | Tahukan anda tentang Usaha, Daya dan Efisiensi ? | | |
| 8. | Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan usaha ? | | |
| 9. | Dapatkah anda melakukan perhitunga dengan menggunakan persamaan daya dan efisiensi ? | | |
Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :
| No. | Materi Kegiatan | Pencapaian | Alasan perubahan Bila diperlukan | Paraf | |||
| Tanggal | Jam | Tempat | Siswa | Guru | |||
| 1 | Mengetahui pengertian energi, energi potensial dan energi kinetik | | | | | | |
| 2 | Menentukan besarnya energi potensial dan energi kinetik suatu benda | | | | | | |
| 3 | Mengetahui pengertian usaha dan hukum kekekalan energi mekanik | | | | | | |
| 4 | Mengetahui pengertian daya dan efisiensi | | | | | | |
| 5 | Melakukan perhitungan besarnya daya dan efisiensi pada jaringan listrik | | | | | | |
Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing
Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................
B. URAIAN MATERI
USAHA ENERGI DAN DAYA
· Usaha dan energi kinetic · Usaha dan nenergi potensial · Energi mekanik · Hokum kekekalan energi mekanik · Energi potensial gravitasi · Energi Kinetik
- ENERGI
Suatu sistem dikatakan mempunyai energi (tenaga) bila sistem tersebut mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha (kerja). energi dapat berubah dari bentuk satu kebentuk lainnya. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi
A. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang masih tersimpan. Energi potensial gravitasi dapat dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keberadaan benda. Besarnya energi potensial gravitsi dapat dinyatakan dengan persamaan :
Ep = m g h atau Ep = W h, Dimana :
Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = tinggi benda terhadap bidang acuan (m)
w = berat benda (N)
bila perubaha kedudukan benda diketahui, maka perubahan energi potensialnya sama degan energ potensial awal dikurfangi dengan energi potensial akhir. Secara matematika dapat dirumuskan sebagai berikut :
∆ Ep = Ep1 – Ep2)
Atau
∆ Ep = m g (h1 –)
∆ Ep : Perubahan energi potensial (joule)
Ep1 : Energi potensial awal (Joule)
Ep2 : Energi potensial akhir (joule)
m : Massa Benda (Kg)
g : Percpatan gravitasi bumi
h1 : ketinggian benda mula-mula terhadap bidang acuan (m)
h2 : ketinggian benda kedua terhadap bidang acuan (m)
B. Energi Kinetik
Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oelh benda karena pengaruh geraknya, jadi setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besarnya energi berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatan. Secara matematika ditulis sbb :
Ek = ½ m.v2
Dengan :
Ek : energi kinetik (joule)
M : massa (kg)
V : Kecpatan (m/s)
- USAHA
Usaha dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pekerjaan untuk memperoleh tujuan yang diinginkan sedangkan usaha dalam fisika yaitu gaya untuk mengangkat sebuah benda sebanding dengan gaya angkat dan perpindahan. Dengan kata lain bila gaya f bekerja pada benda dan benda berpindah sejauh s, maka gaya f melakukan usaha sebesar W. Secara matematika dapat ditulis sbb :
W = F s Dengan :
W = usaha (joule)
F = gaya (N)
s = jarak perpindahan (m)
- Daya dan Efisiensi
Daya yaitu usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besarnya daya dinyatakan dalam persamaan :
P = 
= 
; Karena 
= V
P = F v
P = 
= 
dengan :
P = Daya (watt)
W = Usaha (joule)
F = Gaya (N)
t = Waktu (s)
v = Kecepatan (m/s)
dalam bidang teknik satuan daya adalah horse power (HP) atau daya kuda (DK)
1 HP = 1 DK = 476 watt
1 kWh = 3,6 x 106 Joule
Efisiensi yaitu hasil bagi antara keluaran dengan masukan x 100% secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :
M = 
x 100% dengan :
Masukan : energi yang diterima oleh mesin
Keluaran : energi yang diubah menjadi energi kinetik
LEMBAR KERJA SISWA
Buatlah kliping yang bertema bentuk-bentuk energi. Anda dapat memilih : energi matahi, energi listrik, energi nuklir, energi angin, energi suara dan lain sebagainya. Dan berikan komentar anda mengenai isi dari kliping tersebut kemudian diskusikan dengan teman-temanmu !
TES FORMATIF
1. Sebuah benda berada pada bidang datar. Gaya 50 N bekerja pada benda sehingga benda berpindah sejauh 10 meter sejajar dengan bidang datar. Hitunglah besar usaha yang dilakukan gaya, jika arah gaya searah dengan perpindahan !
2. beda berada pada bidang miring (300) terhadap bidang horizontal . bila berat benda 20 N, maka tentukan besar usaha yang dilakuka untuk memindahkan benda sejauh 2 ml !
3. sebuah benda bermassa 12 kg dilemparkan dari keadaan diam dengan kecepatan 10 m/s. Hitunglah energi kinetik benda tersebut !
4. sebuah batu yang massanya 0,5 kg dilontarkan dari permukaan bumi sampai ketinggian 3 m. Hitunglah energi potensial yang diperlukan untuk melontarkan batu tersebut, jika percepatan gravitasinya 10 m/s2 !
5. sebuah benda dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika berat benda 10 N, maka tentukanlah energi potensial pada kedudukan tertinggi !
6. seorang anak dengan massa 50 kg meluncur dari tempat luncur yang tingginya 10 m. Jika percepatan gravitsai 10 m/s2, tentukan kecepatan anak itu di titik dengan tinggi 7,5 m !
7. sebuah benda yang massanya 20 kg di jatuhkan dari ketinggian 100 m. Bila percpatan gravitasi di tempat itu 10 ms-2, hitunglah usaha yang dilakukannya sampai ketinggian 50 m di atas permukaan tana !
8. air terjun yang massanya 150.000 kg jatuh dari ketinggian 40 m selama 10 detik. Tentukan :
a. daya yang diterima generator (g = 10 m/s2) ; dan
b. efisiensi generator jika daya yang keluar 525 kW !
Langganan:
Postingan (Atom)
