Transcript Asyiknya mencoba

Zat dan Kalor
Pendahuluan Zat Padat
Apabila gaya yang diterapkan terhadap suatu bahan dihilangkan,
bahan tersebut akan kembali ke bentuknya semula, contohnya pegas
dan karet. Ada juga benda yang mengalami bentuk secara permanen
jika dikenai gaya, contohnya tanah liat dan lilin. Untuk membedakan
karakteristik kedua jenis benda ini, benda dikatakan memiliki sifat
elastis
Elastisitas
Untuk memahami elastisitas benda dapat dilakukan
percobaan menggunakan pegas. Jika hasil yang
diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara
gaya berat benda (F) dengan pertambahan panjang
pegas (x), akan tampak pada grafik berikut
Gaya F
Batas
elastisitas
Batas
linearitas
Titik patah
C
B
A
Daerah
elastis
0
Daerah
plastis
Pertambahan panjang x
Dari grafik:
• Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x
• Garis A – B : batas linearitas pegas
• Garis 0 – B : daerah elastis
• Garis B – C : daerah plastis
Tegangan dan Regangan
Ada tiga jenis perubahan bentuk benda: regangan ,
mampatan, dan geseran
mampatan
regangan
geseran
Perubahan bentuk benda terjadi karena gaya yang
bekerja pada benda, disebut tegangan.
Tegangan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas
F

A
F = gaya (N)
A = luas (m2)
 = Tegangan (N/m2)
Jika benda diberi gaya, akan mengalami perubahan
panjang. Perbandingan perubahan panjang mula-mula
dengan panjang benda disebut regangan
L

L0
L= perubahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m)
 = regangan
Modulus
Modulus (E) merupakan perbandingan antara tegangan
dengan regangan
E


Pada benda elastis, dikenal sebagai modulus Young
 FA
Y 
 L L
0
F .L0
Y
A.L
Hukum Hooke
Hukum Hooke menyatakan
hubungan antara gaya F yang
meregangkan pegas dengan
pertambahan panjang pegas pada
daerah elastis pegas.
F kx
Fp   F
Fp   k x
F = gaya pada pegas (N)
x = pertambahan panjang (m)
k = tetapan pegas (N/m)
Berdasarkan Hukum III Newton (aksireaksi), pegas akan mengadakan
gaya yang besarnya sama tetapi arah
berlawanan
Fp = gaya pegas
Perbandingan antara gaya (F) dengan pertambahan
panjang pegas (x) merupakan garis lurus (k), seperti
pada grafik
F
k
x
Susunan Pegas
Untuk memperoleh konstanta pegas sesuai yang
diinginkan, pegas dapat disusun seri, paralel, dan
seri-paralel (campuran)
Apa itu tekanan hidrostatik ???
Tekanan hidrostatik : tekanan oleh zat cair
Darimana asalnya ???
Dari gaya hidrostatik
Apa itu gaya hidrostatik ???
Gaya yang berasal dari berat air
Apa yang mempengaruhi
tekanan hidrostatik ???
Apakah jumlah air
mempengaruhi tekanan
hidrostatik ???
h
ρ
Bila semakin dalam, bagaimana
tekanan hidrostatiknya ???
Asyiknya mencoba
Membuat
bukit
pasir !!!
Isi gelas dengan air dan pasir, lalu aduk.
Apa yang terjadi ? Koq bisa begitu ???
Asyiknya mencoba
A
Bagian bawah sebuah
botol plastik diberi tiga
lubang (lihat gambar).
Kemudian botol diisi air.
Lubang C akan
memancarkan air paling
jauh. Mengapa?
B
C
Tekanan hidrostatik tergantung:
kedalaman  m
massa jenis zat cair  kg/m3
percepatan gravitasi  m/s2
Orang yang menyelam dalam laut mengalami
tekanan hidrostatik yang besar dari air laut di
sekelilingnya. Telinga para penyelam akan
terasa sakit apabila menyelam semakin dalam.
Tekanan Zat Cair &
Tekanan Benda Padat
Apa yang membedakan tekanan zat cair dan tekanan benda padat ???
Asyiknya mencoba
Mengapa air
mancurnya sama
???
Hukum Pascal
Tekanan yang dialami oleh
zat cair akan diteruskan ke
segala arah dengan sama
besar
Bejana Pascal
Sama tinggi
Tekanan diteruskan
ke semua bejana
dengan sama besar
Penerapan Hukum Pascal
Pengangkat mobil
Pengangkat mobil
F1
F2
A1 < A2
A1
A2
Tekanan pada penampang yang lebih kecil
(A1) diteruskan pada penampang yang lebih
besar (A2)
Asyiknya mengungkap rahasia
Cara kerja pengangkat mobil
Penerapan Hukum Pascal
Jarum suntik
Bejana
berhubungan
Asyiknya mencoba
Jika pendorong kedua suntikan ditempelkan dan diadu,
suntikan mana yang terdorong ?
Bejana Berhubungan
Pada kondisi kesetimbangan : tekanan di
titik A1 = tekanan di titik A2
Paradoks Hidrostatik
A
B
C
Bejana mana yang menampung volume
airpaling
palingkecil
besar
??????
Bejana A
Bejana B
Paradoks Hidrostatik
A
B
C
Bejana mana yang mempunyai berat air
besar???
???
paling kecil
Bejana A
Bejana B
Paradoks Hidrostatik
A
B
C
Bejana mana yang menampung massa
airpaling
palingkecil
besar
??????
Bejana A
Bejana B
Paradoks Hidrostatik
A
Dasar bejana
mana yang
mendapat
tekanan paling
besar ???
B
C
Sama besar
Mengapa ???
Paradoks Hidrostatik
A
B
C
Bejana A : gaya berat air yang mengenai sisi miring
ditahan oleh sisi miring. Berat efektif yang
ditanggung berasal dari air yang diarsir saja.
Jadi, PA = PC
Paradoks Hidrostatik
A
B
C
Bejana B : tekanan akibat air yang tidak diarsir
dinetralisir oleh bagian yang miring. Tekanan air
hanya disebabkan oleh bagian yang diarsir.
Jadi, PB = PC
Benda yang dimasukkan ke dalam
air akan terasa lebih ringan.
Benarkan demikian ???
Asyiknya mencoba
Cincin dalam air
seolah-olah lebih
ringan !! Mengapa ???
Air
Hukum Archimedes
Cincin atau batu di dalam air seolah-olah lebih
ringan karena air memberikan gaya apung pada
cincin.
Semua benda yang dicelupkan ke dalam
zat cair akan menerima gaya ke atas
yang disebut gaya apung.
Apa kira-kira yang
menyebabkan gaya
apung ???
atau
Dari atas ada yang menarik
Pa
A
B
Air menekan ke segala arah.
P
Tekanan memberikan gaya dorong.
Air di atas benda menekan benda ke bawah.
Air di bawah benda menekan benda ke atas.
b
Penyebab Gaya
Apung
Pa
Pa = tekanan di A
A
Pb = tekanan di B
Pb >
Pa
Ada perbedaan
tekanan
B
Pb
Penyebab gaya
apung
Apakah gaya
apung bisa diukur
??? Bagaimana
caranya ???
Asyiknya mencoba
Ditimbang di dalam air
Kok lebih
kecil di air
???
Kemana
berat yang
hilang ???
Ditimbang di udara
Mengukur Gaya Apung
7 kg
4 kg
3 kg
air
Gaya apung/gaya ke atas = berat zat cair yang dipindahkan/tumpah
Apa saja faktorfaktor yang
mempengaruhi
gaya apung ???
Gaya Apung
W1 = berat di udara
W2 = berat di dalam air
Air
W3 = berat di dalam sirup
Cairan yang berbeda menimbulkan gaya apung yang berbeda.
Sirup
Gaya Apung
Kubus
bervolume V1
Besi pejal
Massa besi
pejal = massa
balok plastisin
Kubus
bervolume V2
Balok
plastisin
Bila volume benda yang dicelupkan berbeda, maka
besar gaya apung/gaya ke atas, juga berbeda.
Dua benda bervolume sama, berbeda massa
dicelupkan ke dalam cairan yg sama.
Bagaimana volume air yang tumpah
???
Bagaimana penunjukan timbangan ???
Apabila air yang
tumpah ditampung,
maka volume air yang
tumpah sama !!!
Massa yang berbeda
tidak mempengaruhi
gaya apung
Besi pejal
Balok plastisin
Menghitung Gaya Apung
Gaya apung (Fa ) tergantung :
volume benda (V)  m3
massa jenis cairan (ρc )  kg /m3
percepatan gravitasi (g)  m/s2
V
ρc
Fa
Fa = ρ V g
Newton
Tenggelam, Melayang, dan Terapung
Tenggelam,
ρbenda >
ρcairan
Melayang,
ρbenda = ρcairan
Terapung,
ρbenda <
ρcairan
Asyiknya mencoba
Magic egg trick
Penerapan Hukum Archimedes
Kapal selam
Asyiknya mencoba
Prinsip Archimedes:
Eksperimen kapal
selam
Asyiknya mengungkap rahasia
Cara kerja kapal selam
Asyiknya mengungkap rahasia
Mengapa kompor minyak
yang terbakar tidak dapat
dipadamkan dengan air ?
ρair > ρminyak
Asyiknya mengungkap rahasia
Rahasia balon gas
Udara panas
Tekanan Atmosfir
Lapisan bumi yang berisi
udara : atmosfir
78 % nitrogen, 20 %
oksigen, dan 1 % gasgas lainnya.
Mempunyai berat → menyebabkan
adanya tekanan udara.
Tekanan ini besarnya 1 atmosfir atau 1,01×105 Pa
Tekanan udara dapat mengangkat
seorang pria dewasa.
Asyiknya mencoba
Bagaimana
meremukkan kaleng
tanpa kekuatan
manusia ???
Asyiknya mencoba
!!! Air masuk ke dalam gelas !!!
A
B
C
Asyiknya mencoba
Telur masuk ke
dalam botol !!!
Koq bisa ???
Bisa keluar lagi ga ???
Mengukur Tekanan Atmosfir
Air raksa
Tekanan di A = tekanan di B
PA = Patmosfir = berbanding lurus dengan :
raksa = massa jenis raksa
hraksa = ketinggian raksa
Pipa Torricelli
g = percepatan gravitasi
Mengerjakan soal
tanpa rumus
Sebuah peti memiliki luas alas 4 m2.
Tekanan yang dikerjakan oleh alas peti
tersebut sebesar 8000 Pa. Berapakah
massa peti tersebut?
Jawab:
gaya = 1 N
tekanan = 8.000 Pa
luas = 1
m2
luas = 1
m2
luas = 1
m2
luas = 4 m2
gaya 32.000 N
g = 10 m/s2
massa 3.200 kg
tekanan = 1 Pa
tekanan = 1.000 Pa
tekanan = 8.000 Pa
gaya = 1.000 N
gaya = 8.000 N
gaya = 32.000 N
Karno beratnya 600 N, tidur di atas meja paku. Luas tubuh
Karno yang terkena paku 2m2. Hitung tekanan yang
dialami tubuh Karno akibat reaksi paku pada tubuh Karno.
Tekanan : gaya yang bekerja pada satu satuan luas. Jadi,
tekanan paku pada tubuh Karno adalah 600 N / 2 m2 = 300
N/m2.
Sebuah dengan ketinggian 900 meter di atas
permukaan laut. Setiap kali naik 100 meter,
tekanan udara turun 1 cmHg. Tekanan udara
pada permukaan laut 76 cmHg. Hitung
tekanan udara di tempat tersebut.
Setiap kali naik 100 meter, tekanan udara turun
sebesar 1 cmHg. Karena tinggi tempat 900 meter,
maka tekanan udara turun 900/100 = 9 cmHg. Jadi,
tekanan udara di tempat itu adalah 76 cmHg – 9
cmHg = 67 cmHg.
Suatu balon helium massanya 18 kg; mendapat gaya
apung sebesar 1250 N. Hitung berapa beban yang
bisa dibawa balon helium.
Agar balon dapat terbang, berat beban tidak boleh > gaya apung
yang bekerja pada balon. Yaitu, tidak boleh lebih dari 1250 N.
Jadi, massa beban yang diperbolehkan = 1250 N/10 ms2 = 125
kg. Karena massa helium 18 kg, massa yang boleh ditambahkan
= 125 kg – 18 kg = 107 kg