201
Energi dan Perubahannya
Ayo Coba 10.4
Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin
kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus
dilakukan. Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang l dan tinggi bidang miring h.
KM l
h =
10–18 Dalam kehidupan sehari-hari, penggunaan bidang miring
terdapat pada tangga, lereng gunung, dan jalan di daerah pegunungan. Semakin landai tangga, semakin mudah untuk
dilalui. Sama halnya dengan lereng gunung, semakin landai lereng gunung maka semakin mudah untuk menaikinya,
walaupun semakin jauh jarak tempuhnya. Jalan-jalan di pegunungan dibuat berkelok-kelok dan sangat panjang. Hal
ini dilakukan untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang cukup besar agar kendaraan dapat menaikinya dengan mudah.
a. Baji
Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang
miring yang disatukan.
a b
Tujuan Mengidentiikasi kegunaan bidang miring
Alat dan bahan Papan landasan bidang miring, neraca pegas, balok kayu, dan tali
Cara kerja 1.
Siapkan alat dan bahan. 2.
Ukurlah berat balok kayu dengan neraca pegas secara langsung. Catat hasilnya pada buku tulismu.
3. Tariklah balok kayu melalui bidang miring. Catat skala yang
ditunjukkan neraca pegas.
Pertanyaan 1.
Bandingkan hasil pengukuran berat beban secara langsung dan berat beban dengan bidang miring.
2. Berilah kesimpulan dari dua cara tersbut. Cara manakah yang
lebih memudahkan kerja?
F h
l
Gambar 10.22
Mengukur berat balok kayu dengan menggunakan neraca
pegas.
Gambar 10.23
Keuntungan mekanisme bidang miring.
Gambar 10.24
Baji a tampak seluruhnya dan b tampak dari atas.
Di unduh dari : Bukupaket.com
202
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau
benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan. Gambar 10.25 menunjukkan
alat-alat yang sering kamu jumpai yang menggunakan prinsip baji.
b. Sekrup
Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang dililitkan pada
sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup disebut interval sekrup. Untuk
membuktikan bahwa sekrup merupakan penerapan bidang miring, kamu bisa mempraktikkan cara berikut.
Buatlah bidang miring dengan kertas, lalu gulung kertas tersebut pada sebuah pensil. Bagaimanakah hasilnya?
a b
Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya berdasarkan
sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.
a b
c a
b
Gambar 10.25
Prinsip baji digunakan pada a obeng dan b paku.
Gambar 10.26
a Kertas berbentuk segitiga dan pensil
b Kertas model bidang miring setelah digulung pada pensil.
Gambar 10.27
Prinsip kerja sekrup digunakan pada a baut, b paku ulir, dan
c dongkrak.
Di unduh dari : Bukupaket.com
203
Energi dan Perubahannya
Sebuah peti harus dinaikkan ke atas truk. Agar lebih ringan, digunakan bidang miring yang licin dan panjangnya 4 m. Jika tinggi
truk 1 m dan berat peti 600 N, hitunglah: a.
gaya yang diperlukan untuk mengangkat peti tersebut, b. keuntungan mekanis bidangmiring tersebut.
Penyelesaian: Diketahui:
l = 4 m
h = 1 m F
b
= 600 N Ditanyakan: a. gaya untuk memindahkan peti F
k
b. keuntungan mekanis bidang miring KM Jawab:
a. F l
F h F
l F
F
k b
F l F l
F h F h
k
F F
b k
F F
k
F F
= =
= =
F h
b
F h F h
600 N1 m 4 m
N 150
b. KM
l l
KM
k b
l = =
= = =
4 m 1 m
4 Jadi, gaya untuk mengangkat peti adalah 150 N dan keuntungan
mekanisnya adalah 4.
1. Sebuah pengungkit digunakan untuk
mengangkat batu yang massanya 50 kg. Jika panjang lengan kuasa 150 cm, lengan
beban 30 cm, dan g = 10 Nkg, hitunglah:
a. gaya kuasa yang harus diberikan
untuk mengangkat batu tersebut, b.
keuntungan mekanis. 2.
Termasuk tuas golongan manakah alat- alat berikut?
a. Pinset
b. Kunci pas
c. Penjepit kertas
3. Seorang Ibu sedang menimba air yang
massanya 5 kg menggunakan katrol tetap. Jika percepatan gravitasi g = 10 ms
2
, hitunglah:
a. gaya yang diperlukan untuk meng-
angkatnya, b.
keuntungan mekanis katrol tersebut. 4.
Berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat air yang massanya 5 kg
dan g = 10 ms
2
jika menggunakan katrol tunggal bergerak?
5. Mengapa jalan di tanjakan yang cukup
curam dibuat berkelok-kelok? 6.
Jelaskan perbedaan dan persamaan antara baji dan bidang miring.
7. Sebuah bidang miring yang panjangnya 5 m
dipergunakan untuk menaikkan sebuah benda yang beratnya 100 kg. Jika gaya yang
digunakan 200 N dan g = 10 ms
2
, hitunglah tinggi bidang miring dari lantai.
Contoh Soal 10.6
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 10.6
Di unduh dari : Bukupaket.com
204
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
• Energi adalah kemampuan untuk melaku-
kan kerja atau usaha. •
Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Energi kimia
terkandung dalam makanan, minyak bumi, dan baterai.
• Energi listrik dapat berubah bentuk menjadi
energi gerak, energi cahaya, energi panas, dan energi bunyi. Energi listrik merupakan
hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi matahari, energi gerak, energi
potensial air, energi kimia gas alam, dan energi uap.
• Energi panas merupakan hasil perubahan
energi yang lain, seperti energi listrik, energi gerak, dan energi kimia.
• Enegi potensial gravitasi adalah energi
akibat perbedaan ketinggian. E
p
= m g h •
Energi kinetik adalah energi akibat gerakan. E
m E
mv
k
E m
E m
E m
E m
1 2
2
• Energi mekanik adalah penjumlahan
antara energi potensial dan energi kinetik. E
m
= E
p
+ E
k
• Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa
energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah
dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
• Usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan
pada suatu benda sehingga benda berpindah tempat sejauh dan searah gaya
F adalah: W = F s
• Usaha yang dilakukan pada benda
yang bergerak horisontal sama dengan perubahan energi kinetik.
W = ∆E
k
• Usaha yang dilakukan pada benda yang
bergerak vertikal sama dengan perubahan energi potensial gravitasi.
W = ∆E
p
• Pesawat sederhana adalah alat-alat sederhana
yang dapat membantu melakukan usaha. •
Pesawat sederhana terdiri atas tuas, katrol, dan bidang miring.
• Tuas terdiri atas tiga golongan, antara lain
tuas golongan pertama, tuas golongan kedua, dan tuas golongan ketiga.
• Pada tuas berlaku persamaan sebagai berikut.
F
k
l
k
= F
b
l
b
KM F
F l
l
b
F F
k
F F
k b
l =
= =
=
• Pada tuas golongan pertama, titik tumpu
berada di antara titik beban dan titik kuasa. Tuas golongan kedua, titik beban berada
di antara titik tumpu dan titik kuasa. Tuas golongan ketiga, titik kuasa berada di antara
titik tumpu dan titik beban.
• Katrol terdiri atas katrol tetap, katrol
tunggal bergerak, dan katrol berganda atau majemuk.
• Sekrup merupakan bidang miring yang
dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral, contohnya
dongkrak mobil, paku ulir, dan baut.
Rangkuman
Releksi
Selamat, kamu telah selesai mempe lajari Bab Energi dan Perubahannya. Sangat menarik,
bukan? Energi adalah sumber kehidupan makhluk hidup di Bumi, tata surya, bahkan di
seluruh jagat raya ini. Tanpa energi maka tidak ada kehidupan. Energi pula yang menyebabkan
manusia dapat melakukan usaha sehingga dapat beraktivitas sehari-hari.
Bagaimana pemahamanmu tentang materi bab ini? Sudahkah kamu memahami
seluruhnya? Manakah yang tidak kamu mengerti? Ayo diskusikan dengan teman-
temanmu sebelum kamu tanyakan kepada gurumu.
Di unduh dari : Bukupaket.com
205
Energi dan Perubahannya
1. Perubahan energi yang terjadi pada
gambar berikut adalah ….
a. kimia – listrik – gerak
b. kimia – listrik – kalor c.
kimia – listrik – cahaya d. listrik – kimia – cahaya
2. Perubahan energi yang terjadi pada setrika
listrik adalah …. a.
energi listrik menjadi energi kalor b. energi kimia menjadi energi kalor
c. energi listrik menjadi energi cahaya
d. energi listrik menjadi energi gerak 3.
Buah jeruk massanya 200 g tergantung di pohon yang tingginya 2 m. Jika percepatan
gravitasi di tempat tersebut 10 Nkg, buah jeruk tersebut memiliki energi potensial
sebesar …. a.
4000 joule c.
40 joule b. 400 joule
d. 4 joule
4. Sebuah benda massanya 2 kg bergerak
dengan kecepatan 2 ms
2
. Energi kinetik yang dimiliki benda adalah ….
a. 2 joule c.
6 joule b. 4 joule d.
8 joule 5.
Keuntungan-keuntungan pemakaian sum ber energi yang dapat diperbarui di antaranya:
1. sedikit menimbulkan polusi;
2. biaya terjangkau masyarakat;
3. tidak banyak merusak lingkungan;
4. menghasilkan daya yang besar.
Pernyataan yang paling tepat adalah nomor ….
a. 1 c.
3 b. 2 d.
4 6.
Pada gambar tersebut tampak sebuah timbangan dalam keadaan seimbang. Jika
massa benda 15 kg dan masing-masing anak timbangan massanya sama, massa
setiap timbangan besarnya adalah …. a.
3 kg c.
10 kg b. 5 kg
d. 25 kg
7. Untuk mengangkat benda-benda yang sangat berat, lebih efektif menggunakan ….
a. katrol tetap
b. katrol tunggal bergerak c.
katrol berganda d. tuas
8. Jika gesekan tali dan katrol diabaikan, gaya kuasa untuk mengangkat benda adalah ….
100 N
a. 50 N
c. 150 N
b. 100 N d.
200 N 9. Sebuah bidang miring yang panjangnya
3 m digunakan untuk menaikkan drum setinggi 1 m. Keuntungan mekanis meng-
gu na kan bidang miring adalah …. a.
1 c. 3
b. 2 d. 4
10. Sekrup merupakan contoh dari pesawat sederhana untuk memudahkan kerja yang
prinsip kerjanya menggunakan ….
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
T
es Kompetensi Bab 10
Di unduh dari : Bukupaket.com
206
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.
1. Jelaskan perubahan energi yang terjadi
pada alat berikut. a.
lampu pijar b. kompor gas
c. mixer pengocok telur
2. Pada saat sebuah benda dilemparkan
vertikal ke atas, a.
energi apakah yang terus membesar? b. energi apakah yang terus mengecil?
c. energi apakah yang besarnya tetap?
3. Jelaskan mengapa kita harus menghemat
energi. Bagaimana caranya? 4.
Termasuk pesawat sederhana apakah alat- alat berikut ini?
a. tang
b. baut c.
obeng 5.
Berapakah keuntungan mekanis dari katrol tetap? Bagaimana katrol tetap
dapat memudahkan kerja kita meskipun keuntungan mekanisnya kecil.
a. tuas
b. katrol tunggal c.
bidang miring d. katrol majemuk
11. Sebuah bidang miring tingginya 1 m dan panjangnya 5 m. Jika berat benda yang
akan dipindahkan 1.880 N, gaya yang diperlukan adalah ....
a. 376 N c.
940 N b. 9.400 N d.
37,6 N 12. Pada peristiwa buah kelapa yang jatuh
dari pohon, terdapat perubahan energi .... a.
kimia menjadi kinetik b. potensial menjadi kinetik
c. kinetik menjadi potensial
d. kinetik menjadi kalor 13. Semua alat untuk memudahkan usaha
disebut .... a.
tuas b. bidang miring
c. pesawat sederhana
d. katrol 14. Keuntungan mekanis dari katrol tetap
adalah .... a.
1 c. 3
b. 2 d. tidak tentu
15.
1 m 4 m
20 N w
Pada keadaan seimbang, besar w adalah .... a.
40 N c.
80 N b. 80 N
d. 100 N
Perhatikan gambar berikut. Berapakah kecepatan roller coaster saat berada di titik B?
v = 10 ms
2
A
100 m B
50 m
C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.
Di unduh dari : Bukupaket.com
