MATERI OBJEK PENGAMATAN IPA

 Selamat! Kamu sekarang telah menjadi peserta didik kelas VII. Saatnya kamu

mempelajari lebih dalam lagi tentang benda-benda yang ada di sekitarmu.

Benda-benda yang ada di sekitarmu dapat dipelajari melalui mata pelajaran

ilmu pengetahuan alam (IPA). IPA adalah ilmu tentang segala sesuatu yang ada di

sekitarmu.

Para ilmuwan atau scientist mempelajari hal-hal yang terjadi di sekitarmu

dengan cara melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hatihati.

Dengan cara seperti itu, para ilmuwan dapat menjelaskan apa dan mengapa

sesuatu yang ada di alam sekitar dapat terjadi, serta memperkirakan sesuatu

yang terjadi saat ini maupun saat yang akan datang. Hasil temuan mereka dapat

dimanfaatkan untuk kesejahteraan hidup manusia. Hasil temuan dalam bidang

teknologi yang ada di alam sekitar seperti komputer, televisi, biji jagung hibrida,

pupuk, dan sebagainya.

Pada bab ini, kamu akan mempelajari apa yang diselidiki dalam IPA, bagaimana

melakukan pengamatan dan mempelajari pengukuran sebagai bagian dari

pengamatan. Langkah awal untuk mempelajari benda-benda di sekitar kita dapat

dilakukan melalui pengamatan (observasi).

A. Penyelidikan IPA

Kegiatan pengamatan terhadap temanmu yang telah kamu lakukan, hasilnya berupa deskripsi. Misalnya, tinggi badan, rambut hitam, kulit cokelat, hidung mancung, mata sipit, dan lain-lain. Dengan hasil pengamatan ini, berbagai pertanyaan lainnya akan muncul. Misalnya berapakah tinggi badannya? Berapakah massa tubuhnya? Dengan demikian, kamu perlu melakukan penyelidikan lebih lanjut, sehingga akan memperoleh pemahaman yang lebih lengkap tentang temanmu tersebut. Dengan cara inilah IPA akan berkembang. Lakukan kegiatan berikut untuk memahami bagaimana cara mengembangkan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA).

Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut.

1. Pengamatan Menggunakan pancaindra, termasuk melakukan pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Pengamatan dilakukan untuk mengumpulkan data dan informasi.

2. Membuat Inferensi Merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan. Penjelasan ini digunakan untuk menemukan pola-pola atau hubungan antaraspek yang diamati dan membuat perkiraan.

3. Mengomunikasikan Mengomunikasikan hasil penyelidikan baik lisan maupun tulisan. Hal yang dikomunikasikan termasuk data yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.

Pada saat ini, penyelidikan tentang alam telah menghasilkan kumpulan pengetahuan yang demikian kompleks. Untuk memudahkan, pengetahuan- pengetahuan tersebut digolongkan menjadi empat (4), yaitu sebagai berikut.
1) Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.
2) Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.
3) Biologi, mempelajari tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang sangat luas.
4) Ilmu Bumi dan Antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.

B. PENGUKURAN

Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Contoh, kamu hendak mendeskripsikan suatu benda, misalnya mendeskripsikan dirimu. Kemungkinan besar kamu akan menyertakan tinggi badan, umur, massa tubuh, dan lainlain. Tinggi badan, umur, dan massa tubuh merupakan sesuatu yang dapat diukur. Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran. Seperti yang telah kamu lakukan, mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Misalnya, kamu melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkalmu. Dengan demikian, kamu harus membandingkan panjang meja dengan panjang jengkalmu. Jengkalmu digunakan sebagai satuan pengukuran. Misalnya, hasil pengukurannya yaitu panjang meja sama dengan 6 jengkal. 

Sekarang bayangkan, apa yang terjadi jika setiap pengukuran di dunia ini menggunakan satuan yang berbeda-beda, misalnya jengkal? Ketika kamu memesan baju ke penjahit dengan panjang lengan 3 jengkal, kemungkinan besar hasilnya tidak akan sesuai dengan keinginanmu. Mengapa? Karena penjahit itu menggunakan jengkalnya. Demikian juga, jika satuan yang digunakan adalah depa, seperti Gambar 1.10. Oleh karena itu, diperlukan satuan yang disepakati bersama untuk semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku.

Sistem Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10, Penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Misalnya, awalan kilo berarti 103 atau 1.000. Berarti, 1 kilometer berarti 1.000 meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500 Mwatt yang berarti sama dengan 500.000.000 watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran, sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain. Pengukuran yang baik dan tepat memerlukan alat ukur yang sesuai

C. BESARAN POKOK 

kamu telah menyimpulkan bahwa dalam kegiatan pengukuran perlu menggunakan satuan baku, yaitu satuan yang disepakati bersama. Besaran yang satuannya didefinisikan disebut besaran pokok. Besaran pokok ada 3, yaitu panjang, massa, dan waktu.

Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok seperti tercantum pada Tabel 1.2. Empat besaran pokok yang lain akan dipelajari pada bab-bab berikutnya.

D. BESARAN TURUNAN

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Contohnya besaran luas yang merupakan turunan dari besaran panjang. Kemudian kecepatan yang merupakan turunan dari besaran panjang dan waktu. Untuk mengukur kecepatan, jarak tempuh dibagi dengan waktu tempuh. Sehingga menghasilkan satuan m/s atau meter per detik.

E. CARA MENGGUNAKAN ALAT UKUR

1. JANGKA SORONG

Jangka sorong adalah alat ukur yang mampu mengukur jarak, kedalaman, maupun ‘diameter dalam’ suatu objek dengan tingkat akurasi dan presisi yang sangat baik (±0,05 mm). Hasil pengukuran dari ketiga fungsi alat tersebut dibaca dengan cara yang sama.

Alat ini dipakai secara luas pada berbagai bidang industri enjiniring (teknik), mulai dari proses desain/perancangan, manufaktur/pembuatan, hingga pengecekan akhir produk. Alat ini dipakai luas karena memiliki tingkat akurasi dan presisi yang cukup tinggi, mudah digunakan, mudah dibawa-bawa, dan tidak membutuhkan perawatan khusus. Karena alasan inilah jangka sorong lebih disukai insinyur (enjinir) dibandingkan alat ukur konvensional seperti penggaris.

Perhatikan hasil pengukuran diatas. Cara membaca jangka sorong untuk melihat hasil pengukurannya hanya dibutuhkan dua langkah pembacaan:

1. Membaca skala utama: Lihat gambar diatas, 21 mm atau 2,1 cm (garis merah) merupakan angka yang paling dekat dengan garis nol pada skala vernier persis di sebelah kanannya. Jadi, skala utama yang terukur adalah 21mm atau 2,1 cm.

1. Membaca skal vernier: Lihat gambar diatas dengan seksama, terdapat satu garis skala utama yang yang tepat bertemu dengan satu garis pada skala vernier. Pada gambar diatas, garis lurus tersebut merupakan angka 3 pada skala vernier. Jadi, skala vernier yang terukur adalah 0,3 mm atau 0,03 cm.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran akhir, tambahkan kedua nilai pengukuran diatas. Sehingga hasil pengukuran diatas sebesar 21 mm + 0,3 mm = 21,3 mm atau 2,13 cm.

2. MIKROMETER SKRUP

Mikrometer sekrup adalah alat pengukuran yang terdiri dari sekrup terkalibrasi dan memiliki tingkat kepresisian 0.01 mm (10-5 m). Alat ini ditemukan pertama kali oleh Willaim Gascoigne pada abad ke-17 karena dibutuhkan alat yang lebih presisi dari jangka sorong. Penggunaan pertamanya adalah untuk mengukur jarak sudut antar bintang-bintang dan ukuran benda-benda luar angkasa dari teleskop.

Meskipun mengandung kata “mikro”, alat ini tidak tepat digunakan untuk menghitung benda dengan skala mikrometer. Kata “mikro” pada alat ini diambil dari Bahasa Yunani micros yang berarti “kecil”, bukan skala mikro yang berarti 10-6

Pada contoh pengukuran di atas, cara membaca mikrometer sekrup tersebut adalah:

• Untuk skala utama, dapat dilihat bahwa posisi thimble telah melewati angka “5” di bagian atas, dan pada bagian bawah garis horizontal telah melewati 1 strip. 0.5mm. Artinya, pada bagian ini didapat hasil pengukuran 5 + 0.5 mm = 5.5 mm. Pengukuran juga dapat dilakukan dengan prinsip bahwa setiap 1 strip menandakan jarak 0.5mm. Dikarenakan terlewati 5 strip di atas garis horizontal dan 6 strip di bawah garis horizontal, maka total jarak adalah (5+6) x 0.5mm = 5.5mm
• Pada bagian kedua, terlihat garis horizontal di skala utama berhimpit dengan angka 28 di skala nonius. Artinya, pada skala nonius didapatkan tambahan panjang 0.28mm
• Maka, hasil akhir pengukuran mikrometer sekrup pada contoh ini adalah 5.5 + 0.28 = 5.78mm. Hasil ini memiliki ketelitian sebesar 0.01 mm.

KONVERSI SATUAN DAN NOTASI ILMIAH

1. KONVERSI SATUAN

Konversi satuan sangat penting dilakukan ketika kita berhubungan dengan hitung-hitungan nilai besaran. Contohnya ketika hendak mengubah satuan panjang dari meter ke kilometer (km), mengubah waktu dari jam ke detik, dan lain sebagainya. Jadi, konversi satuan ini akan berguna tidak hanya di pelajaran sekolah, tapi juga di kehidupan nyata.

1. Konversi Untuk Satuan Ukuran Berat, Panjang, dan Luas

Berikut ini yaitu satuan ukuran secara umum yang dapat kita konversi untuk berbagai keperluan sehari – hari yang telah disusun berdasarkan urutan dari yang terbesar hingga yang terkecil, yaitu antara lain 

Faktor Konversi Satuan :

Faktor Konversi Satuan yaitu merupakan angka yang menunjukkan kesetaraan nilai suatu besaran antara dua satuan yang berbeda. Faktor konversi ini bersifat tetap (konstan). Faktor konversi juga bisa bersifat timbal balik, artinya jika sebuah satuan A dari suatu besaran dapat diubah ke satuan B, maka satuan B juga dapat diubah ke satuan A.

Contoh Faktor Konversi Satuan :

1 km = maka 1000 m dan 1 m = (1/1000) km

1 inch = maka 2,54 cm dan 1 cm = 1/2,54 inch

1 kg = maka 1000 g dan 1 g = (1/1000) kg

1 liter = maka 1000 ml dan 1 ml = (1/1000) liter

1 jam = maka 60 menit dan 1 menit = (1/60) jam

2. Konversi Untuk Satuan Ukuran Panjang

• 1 km = yaitu sama dengan 10 hm

• 1 km = yaitu sama dengan 1.000 m

• 1 km = yaitu sama dengan 100.000 cm

• 1 km = yaitu sama dengan 1.000.000 mm

• 1 m = yaitu sama dengan 0,1 dam

• 1 m = yaitu sama dengan 0,001 km

• 1 m = yaitu sama dengan 10 dm

• 1 m = yaitu sama dengan 1.000 mm

3. Konversi Untuk Satuan Ukuran Berat Atau Massa

• 1 kg = yaitu sama dengan 10 hg

• 1 kg = yaitu sama dengan 1.000 g

• 1 kg = yaitu sama dengan 100.000 cg

• 1 kg = yaitu sama dengan 1.000.000 mg

• 1 g = yaitu sama dengan 0,1 dag

• 1 g = yaitu sama dengan 0,001 kg

• 1 g = yaitu sama dengan 10 dg

• 1 g = yaitu sama dengan 1.000 mg

4. Konversi Satuan Ukuran Luas

• 1 km2 = yaitu sama dengan 100 hm2

• 1 km2 = yaitu sama dengan 1.000.000 m2

• 1 km2 = yaitu sama dengan 10.000.000.000 cm2

• 1 km2 = yaitu sama dengan 1.000.000.000.000 mm2

• 1 m2 = yaitu sama dengan 0,01 dam2

• 1 m2 = yaitu sama dengan 0,000001 km2

• 1 m2 = yaitu sama dengan 100 dm2

• 1 m2 = yaitu sama dengan 1.000.000 mm2

Untuk satuan ukuran panjang konversi dari suatu tingkat menjadi satu tingkat di bawahnya yaitu dapat dikalikan dengan 10 dan sedangkan untuk konversi satu tingkat di atasnya dapat dibagi dengan angka 10, contohnya yaitu antara lain :

Untuk satuan ukuran berat konversinya juga hampir mirip dengan ukuran panjang namun satuan meter diganti menjadi gram. Untuk satuan berat tidak akan memiliki turunan gram persegi maupun gram kubik, contohnya yaitu antara lain :

Satuan ukuran luas sama dengan ukuran panjangnya namun untuk mejadi satu tingkat di bawah dikalikan dengan 100. Begitu juga dengan kenaikan satu tingkat di atasnya dibagi dengan angka 100. Satuan ukuran luas tidak lagi meter, akan tetapi meter persegi (m2 = m pangkat 2), contohnya yaitu antara lain :

Contoh Soal

1. Berapakah nilai konversi dari 100 cm dalam satuan dm ?

Penyelesaian :

Karena satuan dm  berada satu tingkat diatas cm, maka dibagi 10 :

Jawab :

2. Berapakah nilai konversi dari  10 mm dalam satuan m ?

Penyelesaian :

Karena satuan m berada tiga tingkat diatas mm, maka dibagi 1000 :

Jawab :

3. Berapakah nilai konversi dari  100 cm dalam satuan mm ?

Penyelesaian :

Karena satuan mm berada satu tingkat dibawah cm, maka dikali 10 :

Jawab :

• 100 cm = 100 : 10 = 10 dm

• 10 mm = 10 : 1000 = 0,01 m

• 100 cm = 100 x 10 = 1000  mm

2. NOTASI ILMIAH

Pengertian notasi ilmiah adalah cara penulisan nomor yang mengakomodasi nilai-nilai terlalu besar atau kecil jika ditulis dalam notasi desimal standar.

Sebelum membahas cara mengubah suatu bilangan ke dalam bentuk notasi ilmiah, perhatikan bilangan berpangkat berikut dengan bilangan pokok 10.

104 = 10.000 → Sebanyak 4 angka nol di sebelah kanan 1

Contoh:

Dalam bidang ilmu pengetahuan alam, seringkali kita menemukan bilangan-bilangan yang bernilai sangat besar maupun sangat kecil. Hal ini terkadang membuat kita mengalami kesulitan dalam membaca atau menulisnya.

Misalnya sebagai berikut.

a. Panjang jari-jari neutron kira-kira:

0,000 000 000 000 00137 m

b. Jumlah molekul dalam 18 gram air adalah:

602.000.000.000.000.000.000.000

Jika dituliskan dalam bentuk notasi ilmiah, maka diperoleh:

■ Pertama kita akan mengubah panjang jari-jari neutron ke dalam notasi ilmiah, yaitu sebagai berikut:

0,00000000000000137

Notasi ilmiah terdiri dari perkalian dua faktor. Faktor pertama bilangan lebih besar dari 1 dan kurang dari 10 sedangkan faktor kedua adalah bilangan berpangkat dengan bilangan pokok 10.

Faktor pertama = 1,37 (lebih dari 1 dan kurang dari 10)

Faktor kedua = 10-15

Darimana angka -15 dalam pangkat 10 tersebut didapat?

Coba kalian perhatikan angka bewarna merah pada bilangan yang menyatakan panjang jari-jari neutron di atas. Jumlahnya ada 15 angka di sebelah kiri angka 1. Dan karena letaknya di sebelah kiri maka pangkatnya merupakan bilangan negatif. Dengan demikian, bentuk notasi ilmiah dari jari-jari neutron tersebut adalah sebagai berikut.

0,00000000000000137 = faktor pertama × faktor kedua

0,00000000000000137 = 1,37 × 10-15

■ Kedua kita akan mengubah jumlah molekul air ke dalam notasi ilmiah, yaitu sebagai berikut:

602.000.000.000.000.000.000.000

Dari bilangan tersebut kita peroleh dua faktor notasi ilmiah yaitu:

Faktor pertama = 6,02 (lebih dari 1 dan kurang dari 10)

Faktor kedua = 1023

Darimana angka 23 dalam pangkat 10 tersebut didapat?

Coba kalian perhatikan angka bewarna hijau pada bilangan yang menyatakan jumlah molekul air di atas. Jumlahnya ada 23 angka di sebelah kanan angka 6. Dan karena letaknya di sebelah kanan maka pangkatnya merupakan bilangan positif. Dengan demikian, bentuk notasi ilmiah dari jumlah molekul air tersebut adalah sebagai berikut.

602.000.000.000.000.000.000.000 = faktor pertama × faktor kedua

602.000.000.000.000.000.000.000 = 6,02 × 1023

MATERI GERAK BENDA

GERAK BENDA

A. KONSEP GERAK 

Tahukah kamu bagaimana suatu benda dikatakan bergerak? Benda dapat dikatakan bergerak apabila mengalami perubahan posisi dari suatu titik acuan. Benda yang bergerak akan melalui suatu lintasan tertentu. Lintasan dapat berupa lintasan yang lurus, melingkar atau parabola, ataupun tidak beraturan. Namun, pada bagian ini kita akan mempelajari bagaimana gerak benda pada lintasan yang lurus. Benda yang bergerak pada suatu lintasan yang lurus, melibatkan waktu, jarak, dan kecepatan. Bagaimana hubungan antara jarak dengan waktu? Bagaimana hubungan antara kecepatan dengan waktu?

1. GERAK LURUS

Setiap  hari  kamu  berangkat  dari  rumah  ke  sekolah  kemudian kembali lagi ke rumah. Misalnya, jika diukur jarak rumah ke sekolah 2 km,  maka  jarak tempuh yang kamu lakukan setiap hari adalah 4 km. Namun  perpindahan  yang  kamu  lakukan  bernilai  nol  km.  Mengapa demikian? Ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan. Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi  awal  dan  akhir  benda,  atau  dengan  kata  lain  perpindahan merupakan jarak lurus resultan dari posisi awal sampai posisi akhir.

Sekarang  pikirkan  perjalanan  saat  kamu  pergi  dari  rumah  ke sekolah.  Apakah  kendaraan  yang kamu  tumpangi  melaju  dengan kecepatan tetap? Bagaimana kamu dapat mengukur besar kecepatan kendaraan   yang   kamu   tumpangi?  tampak seorang atlet yang bergerak lurus beraturan mampu menempuh jarak 30 meter dalam waktu 6 sekon. Dengan kata lain, atlet tersebut mampu menempuh jarak 5 meter setiap sekonnya. Kemampuan atlet dalam menempuh jarak (s) tertentu setiap sekonnya(t)  disebut  sebagai  kelajuan  atau  secara  matematis  dapat  ditulis:

tv = s .

Tahukah  kamu  bagaimana  cara  mengukur  kelajuan  kendaraan bermotor?    Apakah    benar    dengan    menggunakan    speedometer? Ternyata,   speedometer   yang   ada   di   kendaraan   tidak   mengukur kecepatan gerak, tetapi mengukur kelajuan Angka yang ditunjukkan pada speedometer selalu berubah-ubah. Hal ini menunjukkan kelajuan sesaat mobil yang sedang bergerak. Berdasarkan  pernyataan   tersebut,   dapatkah   kamu mendefinisikan apa yang dimaksud dengan kelajuan sesaat? Berdasarkan Gambar 1.4 dapatkah kamu menentukan kelajuan sesaat mobil pada saat 2 sekon, 4 sekon, dan 8 sekon? Pada  mobil  tertentu,  biasanya  dilengkapi  oleh  alat  yang  disebut dengan  Global  Positioning  System  (GPS)  untuk  menginformasikan posisi,   kecepatan,   arah,   dan   waktu   secara   akurat.   Perhatikanlah Gambar 1.5,   terlihat pada GPS   mobil melaju dengan kelajuan yang tetap, yaitu 20 m/s atau 72 km/jam. Tahukah kamu apa artinya?

Jika kelajuan mengukur jarak tempuh, maka kecepatan mengukur perpindahan (∆s, dengan ∆ adalah perubahan/selisih) gerak benda tiap satuan waktu (t).

v= ∆s/t

Meskipun kelajuan dan kecepatan memiliki definisi konsep yang berbeda, namun pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) besar kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v), serta satuan yang sama (m/s).

Saat melakukan perjalanan dari rumah ke sekolah, kendaraan yang kamu tumpangi akan bergerak dengan kecepatan yang berubah-ubah tiap waktu Percepatan atau perlambatan mobil tersebut dengan mudah dapat diamati dari adanya perubahan besar kelajuan mobil  yang  ditunjukkan  oleh  jarum  speedometer  atau  angka  yang muncul  pada  GPS.  Secara  matematis,  percepatan  dapat  dirumuskan sebagai berikut.

a=∆v/t

dengan:

a    = percepatan (m/s2 )

∆v = perubahan kecepatan (m/s)

∆t = perubahan waktu (s) 

vt = kecepatan akhir (m/s) 

v0 = kecepatan awal (m/s)

Karena perubahan kecepatan mobil dalam setiap sekon selalu tetap, maka percepatan gerak mobil adalah tetap sehingga mobil tersebut bergerak lurus berubah beraturan (GLBB).Percepatan benda tidak hanya berlaku pada kendaraan yang sedang bergerak  secara  horizontal,  tetapi  juga  pada  benda  yang  bergerak secara vertikal. Semua benda yang ada di permukaan bumi mengalami gaya gravitasi bumi. Gaya gravitasi yang dimaksud adalah gaya tarik benda oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan konstan yaitu sebesar  9,8  m/s2   (percepatan  gravitasi).  Untuk  memudahkan  dalam perhitungan, percepatan gravitasi bumi dibulatkan menjadi 10 m/s2

2. GAYA

Gaya adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda. Misalnya pada plastisin, kamu dapat melempar plastisin, menghentikan lemparan (menangkap) plastisin, atau bahkan mengubah bentuk plastisin dengan memberikan gaya. Tahukah kamu, gaya apakah yang diberikan pada plastisin tersebut? Ada berapa jenis gaya yang dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari?

Gaya dapat dibedakan menjadi gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya  sentuh  contohnya  adalah  gaya  otot  dan  gaya  gesek.  Gaya  otot adalah  gaya  yang  ditimbulkan  oleh  koordinasi  otot  dengan  rangka tubuh. Misalnya, seseorang hendak memanah dengan menarik mata panah ke arah belakang (Gambar 1.7a). Gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh adanya dua buah benda yang saling bergesekan. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gaya yang diberikan pada benda. Contohnya  adalah  gaya  gesekan  antara  meja  dengan  lantai.  Meja yang didorong ke depan akan bergerak ke depan, namun pada waktu yang bersamaan meja juga akan mengalami gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gerak meja.

Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak membutuhkan sentuhan langsung dengan benda yang dikenai. Contohnya seperti saat kita mendekatkan ujung magnet batang dengan sebuah paku besi. Seketika paku besi akan tertarik dan menempel pada magnet batang. Hal tersebut disebabkan oleh adanya pengaruh gaya magnet yang ditimbulkan magnet batang. Selain gaya magnet, gaya gravitasi pada orang yang sedang terjun payung juga merupakan contoh gaya tak sentuh. Lebih lanjut tentang gaya dan interaksinya terhadap gerak benda akan dibahas pada pembahasan tentang Hukum Newton tentang gerak.

 

3. HUKUM NEWTON

a.       Hukum I Newton

Coba pikirkan, mengapa saat berada di dalam bus yang sedang melaju kencang dan tiba-tiba bus direm badan kita akan terdorong  ke depan? Mengapa pada saat berada di dalam mobil kita perlu mengenakan sabuk pengaman?

Pada percobaan sifat kelembaman suatu benda, kamu menemukan fakta bahwa gelas akan tetap diam saat kertas ditarik dengan cepat secara horizontal. Hasil percobaan tersebut menunjukkan bahwa benda memiliki kecenderungan untuk tetap mempertahankan keadaan diam atau geraknya dengan kecepatan tetap yang disebut sebagai inersia atau kelembaman benda

Contoh lain yang menunjukkan inersia benda  adalah  saat  kamu  berada  di  dalam sebuah mobil yang sedang melaju kencang kemudian  tiba-tiba  di  rem.  Badan  kamu akan   terdorong   ke   depan   karena   badan ingin mempertahankan geraknya ke depan. Peristiwa   tersebut   yang   pada   akhirnya memunculkan      ide      teknologi      sabuk pengaman   yang   dipasang   di   kendaraan bermotor,   khususnya   mobil

Newton menyatakan sifat inersia benda bahwa benda yang tidak mengalami resultan gaya (∑F=0) akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Hal ini selanjutnya dikenal dengan Hukum I NewtoN

B. Hukum II NewtoN

Percobaan Hukum II Newton membuktikan bahwa percepatan gerak  sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang diberikan, namun berbanding terbalik dengan massanya atau dapat dirumuskan:

a ≈ ∑F

           m

Di dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui fakta bahwa pada saat memindahkan balok  akan lebih cepat jika gaya yang dikenakan semakin besar. Hal ini dikarenakan gaya berbanding lurus  dengan  percepatan.  Jadi,  dengan  gaya  yang  besar  maka  akan didapatkan percepatan yang lebih besar juga

Contoh lainnya adalah saat memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan lemari yang berat jika kita menggunakan besar gaya dorong yang sama. Hal ini disebabkan massa meja yang  lebih  kecil daripada massa lemari dan massa berbanding terbalik dengan percepatan benda. Semakin kecil massa benda, maka semakin besar percepatan benda tersebut.

c. Hukum III Newton

Pernahkah   kamu   berpikir,   bagaimana sebuah  roket  dapat  meluncur  ke  angkasa? Roket  yang terdorong  ke  atas  diakibatkan oleh  semburan  gas  ke  bawah.   Semakin    kuat    semburan gas  ke bawah,  maka  roket  akan  semakin cepat  terdorong  ke  atas.  Berdasarkan  fakta tersebut,  apa  yang sebenarnya  terjadi  pada roket  yang  sedang  diluncurkan?  Gaya-gaya apa   saja   yang   memengaruhi  gerak   roket tersebut?   Apakah   gaya-gaya   pada   gerak roket  saat  pertama  kali  diluncurkan  sama seperti   gaya-gaya   roket   saat   sudah   lepas dari landasannya? Untuk memahami secara rinci mengenai  gerak  roket

Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika benda pertama mengerjakan gaya (Faksi) pada benda kedua, maka benda kedua tersebut akan memberikan gaya (Freaksi) yang sama besar ke benda pertama namun berlawanan arah atau Faksi=−Freaksi. Jadi gaya aksi reaksi selalu bekerja pada dua benda yang berbeda dengan besar yang sama. Contoh gaya aksi dan reaksi tersebut misalnya pada peristiwa orang berenang. Gaya aksi dari tangan perenang ke air mengakibatkan gaya reaksi dari air ke tangan dengan besar gaya yang sama namun arah gaya berlawanan, sehingga orang tersebut akan terdorong ke

depan meskipun tangannya mengayuh ke belakang. Karena massa air jauh lebih besar daripada massa orang, maka percepatan yang dialami orang akan jauh lebih besar daripada percepatan yang dialami air. Hal ini mengakibatkan orang tersebut akan melaju ke depan Tahukah    kamu    bahwa    gerak burung    terbang    dapat    dijelaskan dengan   menggunakan   hukum   III Newton.   Perhatikan  Burung    mengepakkan    sayap    ke belakang   untuk   memberikan   gaya aksi ke udara. Udara yang massanya jauh  lebih  besar  daripada  burung, memberi  gaya  reaksi  yang  nilainya sama besar dengan gaya aksi  namun berlawanan arah, sehingga mengakibatkan burung dapat melaju kencang ke depan. Lalu bagaimana gerakan burung di tempat yang hampa udara? Coba pikirkan apa yang akan terjadi pada burung, diskusikan dengan temanmu!

CONTOH CONTOH SOAL GERAK BENDA DAN PEMBAHASANNYA

1. Seorang anak mendorong benda dengan gaya 80 N sehingga benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu. Jika massa benda tersebut 8 kg, hitunglah percepatan benda tersebut?

Diketahui:
F = 80 N
m = 8 kg
ditanyakan: a  = ?
jawab:
a = F/m
a = 80 N/8 kg
a = 10 m/s2
Jadi percepatan benda tersebut adalah 10 m/s2

2. Indah mendorong sebuah meja dengan gaya 100 N sehingga meja tersebut berpindah dengan percepatan 2 m/s2. Hitunglah berapa massa meja tersebut?

Diketahui:

F = 100 N
a = 2 m/s2

ditanyakan: m  = ?
jawab:
a = F/m => m = F/a
m = 100 N/(2 m/s2)
m = 50 kg
Jadi massa meja tersebut adalah 50 kg
3. Haha dan Hihi mendorong sebuah lemari ke kanan secara bersamaan. Jika gaya yang dikeluarkan oleh Haha dan Hihi secara berturut-turut 40 N dan 50 N maka berapa total gaya yang dikeluarkan keduanya? Dan hitung massa lemari tersebut jika lemari tersebut berpindah dengan percepatan 0,5 m/s2?
Diketahui:
F1 = 40 N
F2 = 50 N
a = 0,5 m/s2
ditanyakan:
R = ?
m = ?
Jawab:
Sekarang hitung terlebih dahulu berapa resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut.
R = F1+F2
R = 40 N + 50 N
R = 90 N
Jadi resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut adalah 90 N
Dengan menggunakan hasil dari resultan gaya tersebut sekarang kita hitung massa lemari tersebut dengan menggunakan konsep hukum II newton.
m = F/a => m = R/a
m = 90 N/(0,5 m/s2)
m = 180 kg
Jadi massa lemari tesebut adalah 180 kg.
4. Sebuah tali ditarik ke kanan dengan gaya 100 N dan ditarik ke kiri dengan gaya 40 N. Berapa resultan gaya yang dikenakan pada tali tersebut dan ke mana arah resultan gaya tersebut?
Diketahui:
F1 = 100 N
F2 = -40 N
Ditanyakan: R = ?
Jawab:
R = F1+F2
R = 100 N- 40 N
R = 60 N ke kanan
Jadi resultan gayanya 60 N ke kanan
5. Wahyu memiliki massa 40 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 hitunglah berat Wahyu?
Diketahui:
m = 40 kg
g = 10 m/s2
Ditanyakan:
w = ?
Jawab:
w = m.g
w = 40 kg. 10 m/s2
w = 400 N
Jadi berat wahyu adalah 400 N