Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
90
3. Tentukan: a. Besar gaya normal antara benda dan lantai
b. Besar gaya gesek maksimum antara benda dengan lantai
c. Besar gaya gesek kinetik d. Percepatan benda
4. Gunakan gambar berikut untuk menyelesaikan soal nomor 4 a. Hitung besar gaya normal antara
benda dengan bidang miring b. Hitung gaya gesek statis maksimum
benda terhadap bidang miring
5. Gunakan gambar berikut untuk menyelesaikan soal nomor 5, Hitunglah:
a. Gaya gesek statis maksimum dan gaya gesek kinetik. b. Percepatan gerak benda jika benda bergerak.
6. Hitung percepatan sistem benda di atas Jika koefisien gesek kinetik antara benda dan Lantai 0,2
m
1
m
2
m
1
= 2 kg m
2
= 3 kg m
3
= 5 kg
M = 2 kg
F = 20N
m = 10kg
s
= 0,5
k
= 0,25
30
s
= 0,5
k
= 0,2
m = 20 kg
F = 10 N
37
F = 60N
s
= 0,5
k
= 0,3
M = 5 kg
30
k
= 0,25
F = 60N
s
= 0,5
60
M = 5kg
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
91
F. Rangkuman
Misalkan Anda mendorong sebuah buku yang berada di atas meja, kemudian kita lepaskan. Buku itu akan bergerak, tapi kemudian berhenti. Menurut hukum II Newton,
perubahan gerak ini tentulah disebabkan oleh adanya gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gerak buku itu. Kalau gaya ini tidak ada, buku itu akan terus bergerak
beraturan, menurut hukum I Newton. Gaya apakah yang mengubah gerak benda buku dari bergerak sampai berhenti? Gaya itu tentunya berasal dari pergesekan antara benda
yang satu buku dengan benda yang lain meja. Gaya ini dikenal sebagai gaya gesekan. Penyelidikan yang teliti menunjukan bahwa gaya gesekan sebanding dengan
gaya normal yang menekan permukaan. Jika dinyatakan dalam bentuk persamaan, pernyataan di atas dapat ditulis:
f
gesek
= N
Keterangan : koefisien gesek bidang
N: gaya normal.
Misalkan Anda menarik sebuah balok yang berada pada keadaan diam dengan gaya F seperti pada gambar di atas. Ketik balok masih seimbang dan gaya yang kita berikan
kecil, gaya gesekan statis itupun kecil. Makin besar gaya yang kita berikan, makin besar gaya gesekan statis itu, selama benda masih seimbang.
Jika gaya terus diperbesar, akhirnya keseimbangan benda hilang. Benda bergerak ke arah gaya yang kita berikan. Ini berarti bahwa gaya gesekan tidak dapat bertambah
besar lagi. Gaya gesekan statis mencapai nilai maksimum. Nilai maksimum ini disebut gaya gesekan statis maksimum untuk kedua permukaan yang bergesekan. Pada saat
gaya gesekan maksimum, maka benda pada saat tepat akan bergerak. f
g
F
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
92
Ketika benda balok sudah bergerak, gaya gesekannya kecil daripada gaya gesekan maksimum. Karena itu dibedakan dua jenis gaya gesekan, yaitu gesekan statis benda
belum bergerak dan gesekan kinetis benda sedang bergerak.
Pada saat benda belum bergerak :
gesek
= s s m
Pada saat benda tepat akan bergerak :
gesek
= s = s m = s .N
Pada saat benda sudah bergerak :
gesek
= k = k. N
Ini berarti : s s m; s m = s .N
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang Anda pelajari dalam kegiatan pembelaran 3 ini merupakan konsep dasaresensial yang terdapat dalam keseluruhan materi Gesekan. Masih terdapat kajian
lebih lanjut yang dapat Anda pelajari lebih dalam lagi. Untuk itu silakan mengeksplorasi referensi lain selain yang dituliskan dalam daftar pustaka.
Setelah menyelesaikan soal latihan, Anda dapat memperkirakan tingkat keberhasilan Anda dengan melihat kunci rambu-rambu jawaban yang terdapat pada bagian akhir
modul ini. Jika Anda memperkirakan bahwa pencapaian Anda sudah melebihi 85, silahkan Anda terus mempelajari Kegiatan Pembelajaran berikutnya, namun jika Anda
menganggap pencapaian Anda masih kurang dari 85, sebaiknya Anda ulangi kembali mempelajari kegiatan Pembelajaran 3.
F
f gesek
f
sm
f gesek
f
k
F= f
sm
F
Gesekan statis Gesekan kinetika
KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: USAHA, DAYA DAN ENERGI
KELOMPOK KOMPETENSI B
93
Seseorang dapat dikatakan enerjik, jika orang itu cekatan,
lincah dan
penuh ide-ide
untuk melaksanakan sesuatu. Orang tersebut penuh
energi. Tetapi energi yang dimaksudkan dalam fisika bukanlah energi seperti itu, melainkan energi seperti:
energi mekanik, energi panas, energi listrik, energi kimia, energi suara, dan energi cahaya.
Anda mungkin salah satu penggemar permainan
adrenalin yang satu ini, Roller Coaster, siapa yang
tak kenal dengan pemainan yang satu ini, merupakan wahana permainan berupa kereta yang dipacu dengan kecepatan tinggi pada rel khusus. Tahukah Anda, roller coaster tidak
hanya bisa memacu adrenalin Anda, tapi juga ada hukum fisika dibaliknya, seperti besaran energi potensial dan energi kinetik.
Energi Potensial E
p
adalah salah satu hukum fisika yang ada di wahana ini. E
p
bernilai maksimum saat roller coaster berada di posisi puncak lintasan dan bernilai minimum
biasanya diambil nilai nol saat berada di posisi terendah. Energi potensial diubah menjadi energi kinetik ketika roller coaster bergerak menurun. Seperti yang sudah disebutkan
sebelumnya, Energi Kinetik E
k
adalah kebalikan dari energi potensial. Energi kinetik bernilai maksimum ketika ada di posisi paling bawah. Energi kinetik diubah menjadi energi
potensial ketika roller coaster bergerak naik. Energi itu dapat berubah atau diubah dari suatu macam energi menjadi energi yang lain dan
sebaliknya. Sebagai contoh, orang yang mengayuh sepeda, menimbulkan energi mekanik yang diterima oleh dinamo melalui roda sepeda. Energi mekanik dari dinamo diubah menjadi
energi listrik. Selanjutnya energi listrik berubah menjadi energi cahaya yang dapat menerangi jalan. Dengan demikian ternyata bahwa bermacam-macam energi dapat
dipergunakan untuk tujuan-tujuan yang berguna.
KEGIATAN PEMBELAJARAN 4
USAHA, DAYA DAN ENERGI
Gambar 4.1 Hukum kekekalan energi
berlaku pada Roller Coaster
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: USAHA, DAYA DAN ENERGI
KELOMPOK KOMPETENSI B
94
Materi Usaha, daya dan energi
merupakan materi fisika SMA ,
pada Kurikulum 2013 disajikan di kelas XI
semester 1 dengan Kompetensi Dasar KD sebagai berikut KD dari
Kompetensi Inti 3 KI 3 Aspek Pengetahuan: 3.3 Menganalisis konsep energi, usaha,
hubungan usaha dan perubahan energi, dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan
permasalahan gerak dalam kejadian sehari-hari. KD dari KI 4 Aspek Keterampilan: 4.3
Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan konsep gaya, dan kekekalan energi
Kompetensi guru yang akan dikembangkan pada program guru pembelajar modul B untuk materi Usaha, Daya dan Energi adalah:
“20.1 Memahami konsep-konsep, hukum-hukum, dan teori-
teori fisika, serta penerapannya secara fleksibel”, dengan sub kompetensi “Menjabarkan konsep dan teori Energi kinetik dan energi potensial gravitasi dan pegas,
Konsep usaha, Hubungan usaha dan energi kinetik, Hubungan usaha dengan energi potensial, Hukum kekekalan energi mekanik”
A. Tujuan
Setelah mempelajari modul ini diharapkan peserta dapat: 1. memahami konsep usaha, daya dan energi melalui kajian materi
2. terampil melakukan berbagai praktek laboratoriumpercobaan untuk memahami hubungan usaha, daya dan energy secara teliti
3. memahami konsep usaha, daya dan energi melalui pengolahan data hasil percobaan
4. menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan permasalahan usaha, daya dan energi
B. Indikator Ketercapaian Kompetensi
Kompetensi yang diharapkan dicapai melalui program guru pembelajar ini adalah: 1. menjabarkan konsep usaha
2. menganalisis teorema usaha-energi 3. menghitung daya dalam aplikasi kehidupan
4. membedakan gaya konservatif dan gaya nonkonservatif 5. menghitung energi potensial pada medan gravitasi bumi
6. menghitung energi mekanik benda yang dikenai gaya konservatif maupun gaya nonkonservatif
7. menguraikan usaha dan energi pada pegas.