Termodinamika

Pengertian Termodinamika

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. Termodinamika adalah suatu ilmu yang menggambarkan usaha  untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. Termodinamika berhubungan erat dengan fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika juga berhubungan dengan mekanika statik. Cabang ilmu fisika ini mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, sistem pembatas dan lingkungan. Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, peristiwa meniup kopi panas, perkakas elektronik, Refrigerator, mobil, pembangkit listrik dan industri.

Sistem-Sistem Termodinamika

Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungannya, yakni sebagai berikut :

  1. Sistem terbuka

Sistem yang menyebabkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya suatu aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar. Sistem mesin motor bakar yaitu ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem. Pada sistem terbuka ini, baik massa maupun energi bisa melintasi batas sistem yang sifatnya permeabel. Dengan demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control volume.

Perjanjian yang kita gunakan untuk menganalisis sistem yaitu :

  • Untuk panas (Q) bernilai positif jika diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari sistem
  • Untuk usaha (W) bernilai positif jika keluar dari sistem dan bernilai negatif jika diberikan (masuk) kedalam sistem.
  1. Sistem tertutup

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon.

Sebagaimana gambar sistem tertutup dibawah ini, jika panas diberikan kepada sistem (Qin), maka akan terjadi pengembangan pada zat yang berada didalam sistem. Pengembangan ini akan mengakibatkan piston akan terdorong ke atas (terjadi Wout). Karena sistem ini tidak mengizinkan adanya keluar masuk massa kedalam sistem (massa selalu konstan) maka sistem ini disebut dengan control mass.

Suatu sistem bisa mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

  • Pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
  • Pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding diatermik. Dinding adiabatik yaitu dinding yang menyababkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang lama (lambat). Untuk dinding adiabatik sempurna tidak memungkinkan terjadinya suatu pertukaran kalor antara dua zat. Sedangkan dinding diatermik yaitu dinding yang memungkinkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang singkat (cepat).

  1. Sistem terisolasi

Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut dengan property (koordinat sistem/variabel keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain. Suatu sistem bisa berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, jika masing-masing jenis koordinat sistem tersebut bisa diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem memiliki nilai koordinat yang tetap. Jika koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbang (equilibrium).

A. Teori Kinetik Gas

Teori kinetik gas merupakan teori yang menggunakan tinjauan tentang gerak dan energi artikel zat untuk menyelidiki sifat – sifatzatnya.

  1. Pengertian gas ideal

Gas ideal adalah suatu gas yang memiliki sifat – sifat antara lain :

  1. Gas ideal terdiri atas partikel – partikel dalam jumlah banyak dan antar partikel tidak terjadi gaya tarik – menarik (interaksi)
  2. setiap partikel bergerak dengan arah sembarang
  3. Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan
  4. Setiap tumbukan yang terjadi berlangsung secara lenting sempurna
  5. Partikel gas terdistribusi merata di dalam ruangan
  6. Pada gas ideal berlaku Hukum Newton tentang gerak

 

  1. Persamaan keadaan gas ideal
  2. Hukum Boyle – Gay Lussac

Hukum Boyle – Gay Lussac memenuhi hubungan p (tekanan), volume (V), dan suhu mutlak (T) yaitu :

p V = n R T

Keterangan :

n = Jumlah mol gas

R = tetapan umum gas = 8314 J/mol K = 8,31

  1. Hubungan jumlah mol dengan dengan massa total dan jumlah partikel

n = m/M atau n = N/No

Keterangan :

M = massa relatif partikel( atom atau molekul gas

No = bilangan avogadro = 6,02 x 1023 Partikel /mol

persamaan keadaan gas  menjadi p V = (m/M) R T atau  p V = N k T

Keterangan :

k = tetapan Boltzman =1,38 x 10-23 J/K

k = R / No atau R = k.No

Contoh soal :

  1. Satu mol gas berada dalam tabung yang volumenya 50 liter . Bila suhu gas itu 227oC, Berapa tekanan gas ?.

Diket : n = 1 mol, V = 50 liter = 50 dm3 = 5 x 10-2 m2, R = 8,31 x 103 J / kmol K, T = 227 o C = (227+273) = 500 K

Ditanya : p = ……. ?

Jawab : p V = n R T → p = n R T /V →1 (= 8,31 x 103 (500) /5 x 10-2 = 8,31 x 107 N /m2 = 8,31 x 107 Pa

  1. Berapa volume 5 gram gas oksigen O2 yang berat molekulnya M = 32 kgkmol pada keadaan normal (t = 0o C dan p = 1 atm) ?

diket : m = 5 gram = 5 x 10-3 kg, = M = 32 kg/kmol, R = 8314 J/kmol.K, T = (0 +273) = 273 K, p = 1 atm = 105 N/m2

Dit : V = …… ?

Jawab :  p V = n R T = V = (m / M) . R T / p = m R T / p M = (5 x 10-3)(8314)(273) / (105) (32) = 3,546 x 10-3 m3

Tugas :

  1. Sebuah tangki 300 liter berisi gas oksigen (m = 32 kg/mol) pada suhu 27o C dan tekanan 4 atm. Tentukan massa gas oksigen tersebut.
  2. 6,9 liter gas suhunya 27oC dan bertekanan 60 N/m2. Berapa jumlah partikel gas tersebut (k = 1,38 x 10-23 J/K) ?.
  3. Sebuah tangki 600 liter berisi gas oksigen (m = 32 kg/mol) pada suhu 77o C dan tekanan 8 atm. Tentukan massa gas oksigen tersebut.
  4. 10 liter gas suhunya 77 oC dan bertekanan 120 N/m2. Berapa jumlah partikel gas tersebut (k = 1,38 x 10-23 J/K) ?.
  5. Sebuah tangki 1200 liter berisi gas oksigen (m = 32 kg/mol) pada suhu 87 o C dan tekanan 10 atm. Tentukan massa gas oksigen tersebut.

Tekanan dan energi kinetik

Sejumlah gas dengan N buah partikel berada dalam tabung yang volumenya V . Bila diketahui massa sebuah partikelnya mo dan kecepatannya rata  ratanya v, maka tekanan gas itu memenuhi hubungan :

Contoh soal :

Tentukan energi kinetik rata – rata 5 mol gas  neon  yang volumenya  25 liter dengan tekanan 100 k Pa.

Diket : n = 5 mol,

No = bilangan avogadro = 6,02 x 1023 partikel / mol,

N = n.No = 5.(6,02 x 1023) = 3.01 x 1024 partikel,

V = 25 liter = 25 x 10-3 m3,

p = 100 kPa = 100 x 103 Pa

Ditanya : EK = ……. ?

Jawab :  Ek = (3p V) / (2 N) = (3(100 x 103)(25 x 10-3 ) / 2(3,01 x 1024) = 1,24 x 10-21 Joule

 

Hukum-Hukum Termodinamika

Termodinamika mempunyai hukum-hukum pendukungnya. Hukum-hukum ini menerangkan bagaimana dan apa saja konsep yang harus diperhatikan. Seperti peristiwa perpindahan panas dan kerja pada proses termodinamika. Sejak perumusannya, hukum-hukum ini sudah menjadi hukum penting dalam dunia fisika yang berhubungan dengan termodinamika. Penerapan hukum-hukum ini juga digunakan dalam berbagai bidang seperti bidang ilmu lingkungan, otomotif, ilmu pangan, ilmu kimaia dan lain-lain. Berikut hukum-hukum termodinamika :

  1. Hukum I termodinamika (Kekekalan Energi dalam Sistem)

Energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan. Manusia hanya bisa mengubah bentuk energi dari bentuk energi satu ke energi lainnya. Dalam termodinamika, jika sesuatu diberikan kalor, maka kalor tersebut akan berguna untuk usaha luar dan mengubah energi dalam.
Bunyi Hukum I Termodinamika

untuk setiap proses apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ΔU = Q – W”.

Dimana U menunjukkan sifat dari sebuah sistem, sedangkan W dan Q tidak. W dan Q bukan fungsi Variabel keadaan, tetapi termasuk dalam proses termodinamika yang bisa merubah keadaan. U merupakan fungsi variabel keadaan (P,V,T,n).
W bertanda positif bila sistem melakukan usaha terhadap lingkungan dan negatif jika menerima usaha lingkungan.

Q bertanda positif jika sistem menerima kalor dari lingkungan dan negatif jika melepas kalor pada lingkungan.
Perubahan energi dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan oleh sistem dan tidak bergantung pada proses yang terjadi. Pada hukum ini tidak ada petunjuk adanya arah perubahan dan batasan-batasan lain.

Rumus Hukum Termodinamika I

Secara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = ∆U+W

Dengan ketentuan, jika:
Q(+) → sistem menerima kalor
OR → sistem melepas kalor
W(+) → sistem melakukan usaha
W(-) → sistem dikenai usaha
∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam
∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam

ΔU = Q − W
Keterangan :
ΔU = perubahan energi dalam (joule)
Q = kalor (joule)
W = usaha (joule)

Proses-proses
Isobaris → tekanan tetap
Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0
Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0
Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0
Siklus → daur → ΔU = 0

Persamaan Keadaan Gas

Hukum Gay-Lussac
Tekanan tetap → V/T = Konstan → V1/T1 = V2/T2

Hukum Charles
Volume tetap → P/T = Konstan → P1/T1 = P2/T2

Hukum Boyle
Suhu tetap → PV = Konstan → P1V1 = P2V2

P, V, T Berubah (non adiabatis)
(P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2)

Adiabatis
P1V1 γ= P2V2γ
T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1
γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv

Usaha
W = P(ΔV) → Isobaris
W = 0 → Isokhoris
W = nRT ln (V2 / V1) → Isotermis
W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik)

Keterangan :
T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)
P = tekanan (Pa = N/m2)
V = volume (m3)
n = jumlah mol
1 liter = 10−3m3
1 atm = 105 Pa ( atau ikut soal!)
Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693

Mesin Carnot
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
η = ( W / Q1 ) x 100%
W = Q1 − Q2

Keterangan :
η = efisiensi mesin Carnot (%)
Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin)
Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin)
W = usaha (joule)
Q1 = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule)
Q2 = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule)

Contoh Soal 

Suatu gas mempunyai volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Bila tekanan gas yaitu 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut ??
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)

Pembahasan

Diketahui :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris → Tekanan Tetap

Ditanya W ??

Dijawab :

W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule

  1. Hukum II termodinamika (Arah reaksi sistem dan batasan)

Hukum kedua ini membatasi perubahan energi mana yang bisa terjadi dan yang tidak. Pembatasan ini dinyatakan dengan berbagi cara, yaitu :

“Hukum II termodinamika dalam menyatakan aliran kalorKalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya”

Hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor
Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar.

Hukum II termodinamika dalam pernyataan entropi (besaran termodinamika yang menyertai suatu perubahan setiap keadaan dari awal sampai akhir sistem dan menyatakan ketidakteraturan suatu sistem)
Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketia proses irreversible terjadi.

  1. Hukum III termodinamika
    Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut (temperatur Kelvin) semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.hukum ini jugga menyatakn bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol

 

PERPINDAHAN KALOR

Perpindahan Kalor

Kalor dapat berpindah dari satu benda ke benda lain dengan tiga buah cara yaitu :

a.  Perpindahan kalor secara konduksi

b. Perpindahan kalor secara konveksi

c. Perpindahan kalor secara radiasi

A. Konduksi

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui medium perantara tanpa mengalami perpindahan medium. Biasanya perpindahan kalor ini terjadi pada benda padat. Misalnya Sebuah sendok salah satu ujungnya dicelupkan pada air yang panas maka lama – lama kelamaan  ujung yang lain akan menjadi panas.

B. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor melalui medium perantara di mana medium tersebut ikut berpindah. Contoh perpindahan kalor secara konveksi yaitu terjadinya angin laut dan angin darat.

C. Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan zat perantara. Contoh perpindahan kalor secara radiasi yaitu sampainya sinar matahari ke bumi.

 

Kalor

KALOR

  1. Pengertian Kalor

Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Ternyata benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.

  1. Satuan kalor :

Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Joule menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan kalor yang umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan kalor. 1 kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya nai 1°C. Hubungan satuan kalori dengan joule adalah

1 kal = 4,2 J   atau   1 J = 0,24 kal

 

  1. Pengaruh Kalor Terhadap Benda
  2. Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor yang diterima oleh benda dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan kepada air, maka suhu air bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan makin banyak pula perubahan pada suhu air. Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda.

Benda yang melepaskan kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan diatas meja akan melepaskan kalor ke udara  karena air panas melepaskan kalor, maka suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi air dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.

  1. Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Kalor menyebabkan perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat dan es batu. Cokelat yang kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Demikian juga dengan es batu yang diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu mencair Berarti es batu berubah wujud dari padat menjadi cair.

Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor diantara :

1)      Perubahan wujud dari padat menjadi cair dan sebaliknya. Contoh fenomena ini terjadi pada lilin yang sedang menyala.

2)      Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini terjadi pada peristiwa memasak air dan terjadinya fenomena hujan.

3)      Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya. Peristiwa ini terjadi pada kapur  barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus menjadi gas. Sedangkan benda gas yang berubah menjadi benda padat dicontohkan pada asap kenalpot. Asap nkenalpot berubah menjadi jelaga (benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam kenalpot.

  1. Menguap, Mengembun dan Mendidih
  2. Melebur dan Membeku

Melebur merupakan peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Sedangkan membeku adalah yaitu perubahan bentuk zat dari cair menjadi padat.

Untuk melebur, zat memerlukan kalor, dan pada waktu melebur suhu zat tetap. Sebaliknya untuk membeku, zat melepaskan kalor, dan pada waktu membeku, suhu zat tetap.

Kalor yang diperlukan  untuk meleburkan 1 Kg zat padat menjadi 1 Kg zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang dilepaskan pada waktu 1 Kg zat cair membeku menjadi 1 Kg zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku. Jika banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat yang massanya m Kg untuk melebur adalah Q Joule, maka kalor lebur (L) dapat kita tulis:

L = Q / m

Dimana:

L = Kalor Lebur (J/Kg)

Q = Banyaknya kalor (J)

m = Massa (Kg)

  1. Persamaan Kalor

Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda.

Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut makin tinggi. Berarti kalor sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita merangkum semua factor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik adalah:

Q = m c Δt

Dimana:

Q = Banyaknya Kalor (J)

m = Massa (Kg)

c = Kalor jenis benda (J/Kg oC)

Δt = Perubaha suhu (oC)

Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1 oC.

  1. Perpindahan Kalor
  2. Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. Partikel – partikel benda tersebut hanya bergetar. Contoh sendok yang dipanaskan.

  1. Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Contoh yang sederhana adalah proses mencairnya es batu yang dimasukkan ke dalam air panas.

  1. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara. ketika kita duduk dan mengelilingi api unggun, kita  merasakan hangat walaupun kita tidak bersentukan dengan apinya secara langsung.

  1. Peralatan Yang Memanfaatkan Sifat Kalor

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai peralatan yang memanfaatkan sifat kalor diantaranya:

  1. Kulkas

Kulkas dimanfaatkan untuk mendinginkan atau mengawetkan makanan dan minuman. Daging

  1. Alat penyulingan air

Benda lain yang memanfaatkan sifat kalor adalah alat penyuling air (destilasi).

  1. Asas Black

Ketika kita memasukkan es batu kedalam air panas ternyata suhu air  turun. Suhu air itu turun karena air melepaskan kalor ke es batu. Sementara itu, es batu mencair atau berubah wujud karena mendapat kalor dari air panas. besranya kalor yang dilepas dan kalor yang diterima oleh benda yang bercampur pertama kali diketahui oleh Joseph Black (1720-1799), seorang ilmuan Inggris.

  1. Bila dua benda bercampur maka benda yang panas akan memberikan kalor kepada benda yang dingin hingga suhu keduanya sama.
  2. Banyaknya kalor yang dilepas oleh benda yang panas sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh benda yang dingin

Pernyataan diatas dapat diringkas sebagai berikut: Kalor yang dilepas oleh suatu benda sama dengan kalor yang diterima benda lain. Pernyataan ini dikenal dengan Asas Black. Yang ditulis dengan pernyataan

Kalor Lepas = kalor terima

Q lepas = Q terima

Soal – soal suhu dan kalor :

  1. Kalor yang dilepas apabla 15 gram air bersuhu 100o C didinginkan hingga suhu 20 oC adalah ….(Kalor jenis air 1 Kal/gr o C.
  2. Panas sebesar 2 kilo joule diberikan pada sepotong logam bermassa 2500 gr yang memiliki suhu 30 oC. Jika kalor jenis logam 0,2 kalorigr oC, tentukan suhu akhir logam
  3. 500 gram es bersuhu −12oC dipanaskan hingga suhu −2oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam satuan joule!
  4. 500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam kilokalori!
  5. 500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!
  6. 500 gram es bersuhu −10oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!
  7.  Sepotong es bermassa 100 gram  bersuhu 0°C dimasukkan kedalam secangkir air bermassa 200 gram bersuhu 50°C. Jika kalor jenis es 0.5 kal/gr oC sedangkan kalor jenis air 1 kal /gr oC. Hitunglah suhu akhir campuran es dan air !.

SUHU

Suhu dan Kalor

  • Suhu adalah derajat panas yang dimiliki oleh suatu benda.
  • Kalor adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang disebabkan oleh bergetarnya partikel – partikel penyusun benda tersebut

TERMOMETER

  • Termometer adalah alat ukur suhu suatu benda atau sistem
  • Termometer memamfaatkan sifat pemuaian zat akibat perubahan suhu
  • Termometer analog menggunakan kolom raksa atau alkohol

SKALA TERMOMETER

Skala termometer yang umum digunakan adalah skala Kelvin, skala reamur, skala fahrenheit dan skala reamur

termometer

Gambar Perbandingan skala termometer

Rumus konversi suhu kusus

termometer

Contoh :

konversikan suhu 20º C menjadi skalar reamur ?

Diketa : Tº C = 20 º C

Ditanya : Tº R = …….. ?

Jawab :

termometer

Tugas :

Konversikan skala termometer di bawah menggunakan  rumus yang benar !

a.    20 °R  menjadi celcius, Fahrenheir dan kelvin

b.    68 °F menjadi celcius, reamur dan kelvin

Rumus konversi suhu secara umum :

termometer

Keterangan :

Tc = suhu termometer celcius

TTBc = titik tetap bawah termometer celcius

TTAc = titik tetap atas termometer celcius

Tx = suhu termometer x

TTBx = titik tetap bawah termometer x

TTAx = titik tetap atas termometer x

Air mendidih bersuhu 30 °C termometer X mempunyai TTA 150 °X dan TTB -50 °X termometer Y mempunyai TTA 130 °Y dan TTB 30 °Y. Tentukan berapa suhu air mendidih menurut termometer X dan Y.

Diket : Tc =  30 °C, TTAc =100 °C,     TTBc = 0 °C

TTAX   = 130 °X, TTBX = -50 °X ,  TTAY   = 130 °Y, TTBY = 30 °Y

Ditanya : Tx dan Ty …… ?

Jawab :

termometer

termometer

Tugas :

a. hitunglah Ty

b. Air mendidih bersuhu 90 °C termometer X mempunyai TTA 180 °X dan TTB -20 °X termometer Y mempunyai TTA 150 °Y dan TTB 20 °Y. Tentukan berapa suhu air mendidih menurut termometer X dan Y.

 

 

Elastisitas

Pernahkah kamu menarik atau menekan karet gelang atau pegas ?. Apakah yang terjadi pada karet atau pegas tersebut ?. Untuk mengetahui jawabannya bisa dipelajari pada presentasi berikut , dengan cara Klik gambar di bawah :

elastisitas

Untuk melakukan percobaan yang berhubungan dengan sifat elstisitas bahan dapat di Klik gambar di bawah :

elastis01

Untuk melakukan percobaan yang berhubungan dengan Hukum Hooke dapat di klik gambar di bawah :

elastis01

untuk melakukan percobaan yang berhubungan dengan rangkaian pegas dapat di klik pada gambar di bawah :

elastis03

Elastisitas atau sifat elastis adaah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan .

Benda benda yang memiliki sifat elastis dinamakan benda elastis sedangkan benda yang tidak memiliki sifat elastis dinamakan benda plastis.

Prubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). Perhatikan Gambar 3.4 yang menunjukkan sebuah benda elastis dengan panjang L0 dan luas penampang A diberikan gaya F sehingga bertambah panjang ΔL . Dalam keadaan ini, dikatakan benda mengalami tegangan.

01

A. Tegangan

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

σ = F/A

Keterangan :

σ = tegangan (N/m²)

F = gaya ( N)

A = luas penampang (m²)

B. Regangan

Adapun regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula dinyatakan:

e = ΔL /Lo

Keterangan :

e =regangan

ΔL = perubahan panjang benda (m)

Lo = panjang awal benda (m)

C.  Modulus Elastisitas (Modulus Young)

ada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:

E = σ/e

E = (FLo / (A.ΔL)

dengan:

E = modulus Young (N/m2)

F = gaya (N)

Lo = panjang mula-mula (m)

ΔL = pertambahan panjang (m)

A = luas penampang (m2)

Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel 3.1. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m2.

01

Contoh soal :

  1. Sebuah kawat dengan luas penampang 2 mm2, kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 5,4 N sehingga bertambah panjang sebesar 5 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 30 cm, berpakah modulus elastisitas dari kawat tersebut?
    a. 1,53 x 106 N/m2
    b. 1,3 x 106 N/m2
    c. 1,65 x 106 N/m2
    d. 1,62 x 106 N/m2
    Jawab
    Diketahui
    A = 2 mm2 = 2.10-6 m
    F = 5,4 N
    Δl = 5 cm = 5.10-2 m
    lo = 30 cm = 3.10-1 m
    Modulus young = [5,4 x 3.10-1]/[2.10-6 x 5.10-2] = 1,62.106 N/m2 (jawaban d)

2. Sebuah batang besi yang panjangnya 2 m, penampangnya berukuran 4 mm x 2 mm. Modulus elastisitas besi tersebut adalah 105 N/mm2. Jika pada ujung batang ditarik dengan gaya 40 N. Berapa pertambahan panjang besi tersebut?
a. 1 mm
b. 0,1 mm
c. 0,01 mm
d. 0,001 mm
Pembahasan
Diketahui

lo = 2 m = 2.103 mm
A = 8 mm2
σ = 105 N/mm2
F = 40 N

maka
Δl = [F.lo]/[A.E] = [40.2.103]/[ 8.105] = 0,1 mm (jawaban b)

C. HUKUM HOOKE

hukum Hooke (elastisitas) yang berbunyi :
“Perubahan bentuk benda elastis akan sebanding dengan gaya yang bekerja padanya sampai batas tertentu (batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan ditambah hingga melebihi batas elastisitas benda maka benda akam mengalami deformasi (perubahan bentuk) permanen”.
Karakteristik yang dimiliki masing-masing pegas ini dinyatakan sebagai tetapan gaya dari pegas tersebut. Pegas yang mudah teregang seperti karet gelang memiliki tetapan gaya yang kecil. Sebaliknya pegas yang sulit teregang seperti pegas baja memiliki tetapan gaya yang besar. Secara umum apa yang ditemukan Hooke bisa dinyatakan sebagai berikut:
F = k. x
Keterangan:
F = Gaya yang diberikan pada pegas (N)
k = Tetapan gaya pegas (N/m)
x = Pertambahan panjang pegas (m)
Contoh soal Hukum Hooke
Sebuah balok yang bermassa 225 gram digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 35 cm. Berapa panjang pegas mula-mula jika konstanta pegas 45 N/m ?
Di ketahui :
m = 225 gram =0,225 kg
X2 = 35 cm
K : 45 N/m
Ditanya :
X1 . . . .
Jawab :
F = k . Δx
F = w = m. g = 0.225 kg . 10s/m2 = 2.25 N
F = k . Δx
2.25 N = 45 N/m .Δx
2.25 N / 45 N/m = Δx
0.05 m = Δx
5 cm = Δx
Δx = x2 – x1
5 cm = 35 cm – x1
30 cm = x1
Jadi panjang pegas mula-mula 30 cm

D. Energi Potensial Pegas

Besar energi potensial sebuah pegas dapat dihitung dari grafik hubungan gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas tersebut.
Ep = ½ F . x
Ep = ½ (k . x) . x
Keterangan:
Ep = energi potensial pegas (joule)
k = tetapan gaya pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)
contoh soal energi potensial pegas

Diketahui sebuah pegas memiliki beban 3 kg dan digantung secara vertikal pada sebuah statif. Jika pegas tersebut bertambah panjang 5 cm maka perubahan energi potensial pegas benda tersebut adalah? (g = 10 m/s²)

Diketahui:

Masaa (m)                                        = 3 kg

Pertambahan panjang pegas (x) = 5 cm = 0,05 m

Percepatan gravitasi (g)                = 10 m/s²

Ditanya: energi potensial pegas?

Jawab:

EP =  ½ k x²

EP = ½ (600 x 0,05)²

EP = (300)(0,0025)

EP = 0,75 Joule

E. Susunan Pegas
1. Susunan pegas seri
01
Pada pegas yang dirangkai secara seri untuk menentukan pegas pengganti seri dengan menggunakan persamaan :

 01

2. Susunan pegas paralel

01

 Untuk menentukan besarnya konstanta pegas pengganti pada pegas yang yang disusun secara paralel seperti persamaan di bawah ini :
01
Keterangan :
kp =Konstanta pengganti paralel (N/m-1 )

k1,2,3 = konstanta pegas 1, 2, 3 dst (N/m-1 )

ks = Konstanta pengganti seri (N/m-1 )

01

01

Soal – soal

  1. Sebuah kawat dengan luas penampang 1 mm2, kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 6 N sehingga bertambah panjang sebesar 3 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 60 cm, berapakah modulus elastisitas dari kawat tersebut?
  2. Sebuah batang besi yang panjangnya 0,5 m, penampangnya berukuran 2 mm x 2 mm. Modulus elastisitas besi tersebut adalah 105 N/mm2. Jika pada ujung batang ditarik dengan gaya 20 N. Berapa pertambahan panjang besi tersebut?
  3. Sebuah balok yang bermassa 500 gram digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 5 cm. Berapa panjang pegas mula-mula jika konstanta pegas 45 N/m ?
  4. Diketahui sebuah pegas memiliki beban 3 kg dan digantung secara vertikal pada sebuah statif. Jika pegas tersebut bertambah panjang 5 cm maka perubahan energi potensial pegas benda tersebut adalah? (g = 10 m/s²)
  5. Dua buah pegas dengan konstanta 100 N/m dan 300 N/m , jika kedua pegas itu dirangkai dan dihubungkan dengan gaya 30 N. Hitunglah pertambahan panjang pegas jika dirangkai secara :
    a. seri
    b. paralel

Listrik Dinamis

A. Arus Listrik

Arus listrik adalah jumlah muatan yang mengalir melalui penampang penghantar tiap satuan waktu. Besaran ini dilambangkan dengan I dan dinyatakan dalam satuan ampere. Jika besar jumlah muatan yang mengalir q dalam waktu t sekon maka besar arus listrik secara matematis dapat ditulis :

01

Keterangan :

I = kuat arus (A)

q = muatan (C)

t = waktu (s)

Jika terdapat N elektron yang mengalir , total muatan q adalah :

q = N e

Keterangan :

q = muatan listrik (C)

N = jumlah muatan

e = 1,6 x 10-19 / C

Rapat arus listrik didefinisikan sebagai besar arus yang mengalir dalam tiap  satuan luas penampang aliran  dan dilambangkan dengan J. Jika luas penampang aliran adalah A, rapat arus listrik dapat dituliskan dengan :

01

Keterangan :

J = rapat muatan (A/m²)

I = Arus listrik (A)

A = luas penampang penghantar (m²)

Contoh soal arus listrik

  1. Sebuah penghantar tembaga memiliki luas penampang 0.5 mm² di aliri arus listrik 1 A dalam waktu 5 sekon, jika  e = 1,6 x 10-19 / C. Hitunglah :

a. Muatan listrik

b. Jumlah muatan

c. rapat muatan

B. Hambatan dan hambat jenis

  1. Hambatan

Setiap konduktor memiliki kemampuan untuk menghantarkan arus listrik. Jika kedua penghantar diberi beda potensial yang sama besar pada kedua ujung tiap penghantar , besar arus listrik yang mengalir pada tiap penghantar akan berbeda. Hambatan pada suatu penghantar didefinisikan sebagai perbandingan antaravbeda potensial (V) pada kedua ujung penghantar dengan besar kuat arus  (I)yang melewati pengntar. Atau ditulis dengan persamaan :

01

Keterangan :

R = hambatan (Ω / ohm)

V = tegangan / beda potensial (volt)

I = arus listrik (volt)

2. Hambatan Jenis

Sesuatu yang berhubungan dengan hambatan dan merupakan karakteristik bahan merupakan hambatan jenis bahan. Hambatan jenis bahan ini didefinisikan sebagai perbandingan antara medan listrik E terhadap rapat arus Jdi dalam suatu bahan atau ditulis :

01

sedangkan untuk hambatan jenis dapat ditulis dengan persamaan :

01

keterangan :

R = hambatan sepotong kawat (ohm)

l = panjang penghantar (m)

A = luas penampang (m²)

ρ = hambatan jenis (ohm. m)

Contoh soal hambatan :

2. Sebuah penghantar memiliki luas penampang 0.5 mm² dan panjang nya 10 meter dialiri arus listrik sebesar 2 A dan tegangan 10 volt. Hitunglah berapa besar hambatan dan hambat jenisnya ?.

3. Dua kawat A dan B sejenis, panjang kawat B = 2 kali panjang kawat A sedang luas penampangnya ½ kali luas penampang kawat A. Hitunglah perbandingan tahanan kawat A dan B!

Disamping faktor-faktor diatas, hambat jenis kawat dipengaruhi oleh suhu. Dirumuskan :

01

Dimana:

rt = hambat jenis setelah suhu dinaikkan ( Ωm)

ro = hambat jenis mula-mula ( Ωm)

a  = koefisien suhu ( o C-1 )

∆t = perubahan suhu (o C)

Sehingga hambatan kawat dapat dirumuskan:

01

Dimana:

Rt = hambat jenis setelah suhu dinaikkan (Ωm)

Ro = hambat jenis mula-mula (Ωm)

a = koefisien suhu ( o C-1 )

t = perubahan suhu (o C)

Dari uraian diatas dapat disimpulkan hambatan suatu penghantar bergantung pada:
1. panjang penghantar

2. luas penampang penghantar
3. hambatan jenis penghantar
4. suhu penghantar

4. Diketahui hambatan jenis suatu kawat pada suhu 25 oC sebesar 10-6 Ωm dengan koefisien suhu 0,005/ o C. Maka hambat jenis logam tersebut pada suhu 125 o C adalah…..

Rangkaian Arus Searah

  1. Hukum Kirchoff

Hukum Kirchoff berbunyi :

“Jumlah arus listrik yang memasuki percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang meninggalkan percabangan”.

01

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 1 dapat dituliskan sebagai berikut:

01

l_1 = l_2 + l_3

Keterangan :

ΣImasuk = Jumlah arus masuk

ΣIkeluar = jumlah arus keluar

 

Rangkaian resistor

a. Rangkaian seri

Rangkaian resistor disebut seri apabila beberapa resistor disambung / dirangkai secara berurutan atau berderet. Bentuk rangkaian resistor seri yaitu ujung resistor pertama disambung dengan pangkal resistor kedua dengan pangkal resistor yang lain dan seterusnya sesuai dengan nilai yang diinginkan.

Untuk menghitung hambatan pengganti (Rs) suatu rangkaian resistor yaitu dengan menjumlahkan nilai masing-masing hambatan resistor pada rangkaian tersebut.

Rumus :

01

Keterangan :
Rs = Hambatan pengganti pada rangkaian seri (Ω)
R1 = Nilai hambatan pada resistor 1(Ω)
R2 = Nilai hambatan pada resistor 2(Ω)
R3 = Nilai hambatan pada resistor 3(Ω)
Rn = Nilai hambatan pada resistor paling akhir pada suatu rangkaian (Ω)

Contoh soal :

01

Tiga buah resistor akan dirangkai secara seri, masing-masing nilai resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, R3 = 100Ω. berapakah nilai dari hambatan pengganti rangkaian tersebut?
Diketahui : R1 = 10Ω
R2 = 47Ω
R3 = 100Ω
Ditanya    : Rs = ?
Jawab       :

b. Rangkaian Resistor Paralel (Jajar)

Rangkaian resistor dapat disebut rangkaian paralel apabila beberapa resistor dirangkai secara berjajar. Bentuk rangkaian resistor paralel adalah pangkal resistor pertama disambung dengan pangkal resitor kedua dan seterusnya sesuai dengan nilai yang diinginkan.

Nilai hambatan pengganti (Rp) selalu lebih kecil dari nilai resistor-resistor yang ada pada rangkaian resistor paralel, dapat juga ditulis dengan :

Rumus :

01

Keterangan :
Rp = Nilai hambatan pengganti pada rangkaian paralel (Ω)

Contoh soal :

01

tiga buah resistor akan dirangkai secara paralel, nilai masing-masing resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, R3 = 100Ω, berapakah nilai hambatan pengganti pada rangkaian paralel tersebut?
Diketahui : R1 = 10Ω
R2 = 47Ω
R3 = 100Ω
Ditanya    : Rp = ?
Jawab       :

1. Rangkaian Resistor Seri-paralel
Contoh soal :
01
Berapakah nilai hambatan pengganti pada rangkaian tersebut?
Diketahui : R1 = 10Ω
R2 = 47Ω
R3 = 100Ω
Ditanya    : Rt = ?
Jawab       :

Hukum Kichoff II

Bunyi hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut:

“Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol”

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 2 dapat dinyatakan sebagai berikut:

\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0

Contoh Soal 1:

Perhatikan gambar rangkaian tertutup dibawah ini!

contoh soal hukum kirchhoff

Apabila R_1 = 2 \Omega, R_2 = 4 \Omega dan R_3 = 6 \Omega, maka kuat arus yang mangalir pada rangkaian adalah …

Jawaban:

Kita terlebih dahulu tentukan arah arus dan arah loop, dalam hal ini kita akan menentukan arah loop searah dengan arah jarum jam.

arah loop rangkaian kirchhoff 2

Dengan menerapkan hukum Kirchhoff 2, kita akan dapatkan nilai arus listrik sebagai berikut:

\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0

i \cdot R_1 - E_1 + i \cdot R_2 + i \cdot R_3 + E_2 = 0

i (R_1 + R_2 + R_3) + E_2 - E_1 = 0

i (2 \Omega + 4 \Omega + 6 \Omega) + 3V - 9V = 0

12i - 6V = 0

12i = 6V maka i = 0.5 A

Rangkaian Sumber Tegangan

Pada dasarnya, Baterai dapat dirangkai secara Seri maupun Paralel. Tetapi hasil Output dari kedua Rangkaian tersebut akan berbeda. Rangkaian Seri Baterai akan meningkatkan Tegangan (Voltage) Output Baterai sedangkan Current/Arus Listriknya (Ampere) akan tetap sama. Hal ini Berbeda dengan Rangkaian Paralel Baterai yang akan meningkatkan Current/Arus Listrik (Ampere) tetapi Tegangan (Voltage) Outputnya akan tetap sama. Untuk lebih jelas, mari kita melihat Rangkaian Seri dan Paralel Baterai di bawah ini :

01

4 buah Baterai yang masing-masing bertegangan 1,5 Volt dan 1.000 miliampere per jam (mAh) akan menghasilkan 6 Volt Tegangan  tetapi kapasitas arus Listriknya (Current) akan tetap yaitu 1.000 miliampere per jam (mAh).

Vtot = Vbat1 +Vbat2 + Vbat3 + Vbat4
Vtot = 1,5V + 1,5V + 1,5V + 1,5V
Vtot = 6 V

Rangkaian Paralel Baterai

01

Rangkaian Paralel yang terdiri dari 4 buah Baterai. Tegangan yang dihasilkan dari Rangkaian Paralel adalah sama yaitu 1,5 Volt tetapi Current atau kapasitas arus listrik yang dihasilkan adalah 4.000 mAH (miliampere per Jam) yaitu total dari semua kapasitas arus listrik pada Baterai.

Untuk baterai yang dirangkai paralel besarnya baterai keseluruhan sama dengan besarnya masing  masing baterai sedangkan arus  totalnya sama dengan jumlah arus masing  masing baterai

tot = Ibat1 +Ibat2 + Ibat3 + Ibat4
Itot = 1.000mAh + 1.000mAh + 1.000mAh + 1.000mAh
Itot = 4.000mAh

Soal – soal :

  1. Perhatikan gambar berikut :

01

Jika I1 sebesar 2A dan I3 sebesar 4 A berapakah besarnya arus yang mengalir pada I3 ?.

2. tiga buah hambatan yang masing  masing besarnya 10 ohm, 30 ohm dan 60 ohm . Hitunglah besarnya hambatan penggantinya jika dirangkai secara :

a. seri

b. paralel

3. Perhatikan gambar di bawah ini :

01

Jika R1 = 30 ohm, R2 = 20 ohm dan R3 = 50  ohm . Hitunglah besarnya hambatan totalnya.

4.  Perhatikan gambar berikut

01

Jika E1 = 6 volt dan E2 = 12 volt serta besarnya R1 = 2 ohm, R2 = 4 ohm , R3 =6 ohm. Hitunglah besarnya arus yang mengalir pada rangkaian di atas.

5. 3 buah baterai yang besarnya masing  masing 9 volt, 6 volt dan 4,5 volt dihubungkan dengan sebuah beban . berapakah tegangan totalnya jika baterai tersebut dirangkai secara :

a. seri

b. paralel

 

Momentum dan Inpuls

A. Momentum

Momentum menyatakan ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda , yang besarnya didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatangerak benda tersebut.

p = m . v

Keterangan :

p = momentum (Kg.m/s)

m = massa (Kg)

v = kecepatan benda (m/s)

Contoh soal :

Sebuah bola yang diam dan bermassa 100 gr dipukul dengan batang kayu sehingga bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Berapakah momentum yang dimiliki oleh benda tersebut.

diket :

m = 100 gr = 0,1 Kg

v = 5 m/s

Ditanya :

p = ……. ?

Jawab :

p = m . v = 0.1 . 5 = 0.5 Kg m/s

B. Inpuls

Inpuls didefinisikan sebagai hasil kali dari gaya inpulsif. yang bekerja pada benda dengan selang waktu gaya tersebut bekerja. Gaya inpulsif sendiri merupakan gaya yang bekerja dengan selang waktu yang relatif sangat singkat.

I = F . Δt

Keterangan :

I = inpuls (Ns)

F = gaya inpulsif (N)

Δt = selang waktu (s)

Inpuls yang bekerja pada benda menyebabkan perubahan momentum benda tersebut, sehingga inpuls bisa juga bisa didefinisikan  sebagai perubahan momentum benda.

I = ∆p

I = P akhir  – P awal

Keterangan :

I = inpuls ( N s)

∆p= perubahan momentum (Kg m/s)

P awal = momentum awal benda (Kg m/s)

= P akhir = momentum akhir benda (Kg m/s)

Contoh soal :

Sebuah bola yang diam dan bermassa 100 gram dipukul dengan gaya F yang bekerja selama 0,25 sekon pada bola. Setelah bola dipukul kecepatannya menjadi 10 m/s maka besar gaya adalah …..

Diket :

m = 100 gr = 0,1 Kg

Δt = 0,25 s

v = 10 m/s

Dit : F = ……. ?

Jawab :

I = Δp

I . ∆t = m ( v2 – v1 )

F . 0,25 = 0.1 (10 – 0)

F = 8 N

C. Hukum Kkekalan Momentum

Tumbukan adalah peristiwa di mana dua dua atau lebih benda saling berinteraksi yang menyebabkan perubahan momentum masing  masing benda.

Pada peristiwa tumbukan berlaku Hukum Kekekalan Momentum system

yang bunyinya : Pada peristiwa tumbukan , momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum akhir sistem setelah tumbukan , dengan syarat tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.

p awal = p akir x

pa + p = pa’ + pb

ma .va + mb . vb = ma va’ + mb . vb

Keterangan :

ma = massa benda a (Kg)

mb = massa benda b (Kg)

va dan vb  = kecepatan awal benda a dan b (m/s)

va’ dan vb’ = kecepatan akhir benda a dan b (m/s)

Contoh soal

Sebuah peluru bermassa 15 Kg ditembakkan ditembakkan tepat  pada sebuah ayunan balistik yang bermassa 1,5 Kg , sehingga peluru tertanam pada balok kayu  ayunan. Pada saat ayunan mencapai tinggi maksimum , kawat ayunan membentuk sudut 60° terhadap arah vertikal. Jika panjang kawat 2 m. Hitunglah kecepatan peluru !.

DINAMIKA ROTASI

A. Momen Inersia

Momen Inersia Setiap benda yang  bergerak memiliki memiliki energi kinetik, baik bergerak secara rotasi dan translasi. Pada gerak rotasi berlaku energi kinetik : rs01 Sedangkan pada gerak rotasi berlaku persamaan berikut : rs02 Energi kinetik titik dapat dituliskan dalam bentuk persamaan : rs03 Sedangkan energi total yag terdapat pada benda adalah :

rs04

Persamaan di atas menyatakan energi kinetik rotasi total pada benda. Berdasarkan persamaan di atas besaran yang selalu konstan adalah ω. Besaran yang menunjukkan resistensi benda terhadap gaya yang menyebabkan benda melakukan gerak rotasi dinamakan torsi. yang dapat dirumuskan sebagai berikut :

I = m r2

Keterangan :

I = momen inersia (Kg.m²)

m = massa benda (Kg)

r = jarak titik benda ke sumbu rotasi (m)

Tabel momen inersia beberapa benda tegar

rs05

Contoh soal : Sebuah benda berbentuk cincin homogen memiliki jari – jari  2 m dan massa 10 Kgmemiliki sumbu putar pada titik pusat lingkaran cincin

B. Momen Gaya ( Torsi)

Momen Gaya (Torsi) Jika sebuah gaya  F sebuah benda dengan vektor posisi r terhadap titik asal , maka pada benda itu bekerja sebuah torsi (τ ). Momen gaya atau torsi adalah penyebab suatu benda mengalami perubahan gerak rotasi .  Atau ditulis dengan persamaan :

τ = r x F

Keterangan :

τ = Momen gaya / Torsi (N m)

r = lengan gaya (m)

F = gaya (N)

Untuk gaya yang membentuk sudut θ terhadap lengan gaya , maka persamaan torsi menjadi :

τ = F r sin θ

Untuk arah gaya yang searah dengan arah jarum jam maka torsi akan bernilai pisitif sedangkan jika arah gaya berlawanan dengan arah jarum jam maka torsi akan bernilai negatif.

Contoh soal :

Perhatikan gambar berikut :

rs06

 Perhatikan gambar di atas! Pada batang AC yang massanya diabaikan bekerja 3 gaya yang besar dan arahnya seperti pada gam- bar. Tentukan momen gaya total terhadap: a. titik A    . b. titik B

Diket :

F1 = 10 N, F2 = 10 N, F3 = 10 N

rab = 4 cm , rbc = 4 cm

θ1 = 30° , θ2 = 30° , θ3 = 90°

Ditanya : a. τA ……. ?. b.  τB…… ?

Jawab :

a.  τA = τ1 + τ2 + τ3 τA = (F1 . sin 30°. 0) + (F2 . AB . sin 30°) – (F3 . AC . sin 90° τA = 0 + 20 – 80 = -60  Ncm b.  τB = τ1 + τ2 + τ3 τB = (F1 . AB sin 30° . 0) + (F2 . 0) – (F3 . BC . sin 90°) τB = 20 + 0 – 40 = -20  Ncm

Kesetimbangan Benda Tegar Syarat Kesetimbangan Benda tegar Sebuah benda dikatakan mengalami kesetimbangan jika memenuhi dua kesetimbangan : a. Kesetimbangan translasi  jika resultan gaya – gaya yang bekerja sama dengan nol (Σ F = 0 ) b. Kesetimbangan rotasi .  Jika  resultan torsi yang bekerja pada benda sama dengan nol (Σ τ = 0 ) Jika kedua syarat ini dipenuhi oleh sebuah benda maka benda dikatakan mengalami kesetimbangan benda tegar. Contoh soal : Perhatikan gambar di bawah ini : rs07 Gambar di atas melukiskan sebuah benda yang beratnya 300 N digantung dengan tali AB dan BC. Dalam keadaan setimbang hitung gaya tegang tali AB dan BC. Diketahui :   rs08 w = 300 N Ditanya : a. gaya tegang tali AB     b. gaya tegang tali BC Jawab : rs09 rs10 rs11

Hubungan Antara Torsi dan Percepatan Anguler

Perhatikan pada sebuah pintu, jika daun pintu dikenai gaya baik gaya tarik maupun gaya dorong maka pintu akan tertutup ini menunjukkan bahwa ada torsi yang bekerja pada pintu, sebaliknya jika sumbu putar pintu atau engsel yang dikenai gaya berarpapun besarnya pintu tidak akan menutup. Terdapat hubungan antara percepatan linier dengan percepatan anguler yaitu :

a = α r

τ = m (α r) r = mr² α

τ = I α

 Dari persamaan di atas dapat dijelaskan yaitu setiap titik yang berotasi memiliki kecepatan dan percepatan inier yang berbeda tergantung jarak titik terhadap sumbu putar tetapi kecepatan dan percepatan angulernya besarnya selalu sama.

Momentum Sudut

Momentum sudut menyatakan tingkat kesukaran untuk menahan gerak rotasi suatu benda tegar. Besar momentum sudut diberikan oleh persamaan berikut :

L = I ω

L = momentum sudut (Kg. m²/s)

I = momen inersia (Kg m² )

ω = kecepatan sudut (rad / s)

Jika benda atau sistem tidak mengalami gaya eksternal , maka berlaku Hukum kekekalan Momentum sudut

 L awal = L akhir 

D. Energi Kinetik Rotasi

Untuk benda bergerak rotasi , memiliki energi kinetik yang berhubungan dengan gerak benda , yang disebut dengan energi kinetik rotasi.

Besarnya energi kinetik rotasi diberikan oleh persamaan berikut :

EK = ½ . I.ω²

Keterangan :

EK = energi kinetik rotasi ( Joule)

I = momen inersia (Kg m² )

ω = kecepatan sudut (rad/s)

Energi Kinetik Benda Menggelinding

Untuk benda menggelinding selain gerak berputar benda mengalami gerak translasi , akibatnya benda memiliki energi kinetik rotasi dan energi kinetik translasi.

EK = EKtran + EK rot = ½ m v2 + ½ I ω2

Keterangan :

EK = energi kinetik (joule)

EKtran = energi kinetik translasi (joule)

EK rot= energi kinetik rotasi (joule)

Kerjakan latihan soal berikut

Welcome to your Latihan Momentum

 



      1. Ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda dinamakan ......




 

2. Besarnya momentum suatu benda tergantung pada .......

3. Momentum suatu benda yang bergerak akan semakin besar jika ......

4. Suatu benda yang massanya 100 grbergerak dengan kecepetan 100 / s. Tentukan momentum benda tersebut .

5. Suatu benda yang massanya 10 Kgbergerak dengan kecepatan tertentu sehingga memiliki momentum 100 Kg m / s. Tentukan kecepatan benda tersebut !.

6. Inpuls didefinisikan sebagai .......

7. Gaya yang bekerja dengan selang waktu t relatif singkat dinamakan ......

8. Satuan dari besaran inpus adalah .....

8. Suatu benda yang dikenai inpuls akan menyebabkan .........

9. Satuan lain dari inpuls adalah .......

11. Sebuah bola bermassa 0,1 kg mula-mula diam, kemudian setelah dipukul dengan tongkat dan kecepatan bola menjadi 20 m/s. Hitunglah besarnya impuls dari gaya pemukul tersebut!

12. Sebuah bola dengan massa 50 gram dilemparkan mendatar dengan kecepatan 6 m/s ke kanan, bola mengenai dinding dan dipantulkan dengan kecepatan 4 m/s ke kiri. Hitunglah besar impuls yang dikerjakan dinding pada bola!

01

13. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam, kemudian dipukul sehingga bola meluncur dengan kelajuan 150 m/s. Bila lamanya pemukul menyentuh bola 0,1 detik, maka besar gaya pemukul adalah ...

14. Perhatikan gambar berikut!

01

Bola A bergerak ke arah kanan dengan kecepatan 2 m/s menumbuk bola B yang sedang diam, jika setelah tumbukan bola A dan B menyatu, maka hitunglah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan!

15. Perhatikan gambar berikut!

01

Bola pertama bergerak ke kanan dengan kecepatan 30 m/s menuju bola kedua yang sedang bergerak ke kiri dengan kecepatan 10 m/s sehingga terjadi tumbukan lenting sempurna. Jika masing-masing bola bermassa 1 kg, maka hitunglah kecepatan bola pertama dan kedua setelah bertumbukan!

16. Bola bermassa 100 gram dihubungkan dengan seutas tali yang panjangnya 30 cm seperti pada gambar. Momen inersia bola terhadap sumbu AB adalah…

01

17. Massa bola m1 adalah 100 gram dan massa bola m2 adalah 200 gram. Kedua bola dihubungkan dengan kawat yang mempunyai panjang 60 cm dan massanya diabaikan. Sumbu AB terletak di tengah-tengah kawat. Momen inersia sistem kedua bola terhadap sumbu AB adalah…

01

18. Momen inersia sebuah benda yang berotasi terhadap titik tetap dipengaruhi oleh ….

19. Dua bola masing-masing massanya m1 = 2 kg dan m2 = 3 kg dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa seperti pada gambar.
01

Jika sistem bola diputar pada sumbu di titik a, besar momen inersia sistem bola adalah ….

20. Tentukan momen gaya yang dialami benda pada gambar di bawah ini!

01

21. Jika diketahui jarak F1 ke P = 4 m dan Jarak F2 ke P = 2 m, maka tentukan torsi total yang dialami benda pada gambar di bawah ini!

01

22. Sebuah batang homogen bermassa 3 kg dan panjang 40 cm, diberi beban 2 kg pada salah satu ujungnya dan ujung lainnya sebagai tumpu. Jika F sebesar 280 N mengarah ke atas bekerja pada jarak 5 cm dari titik tumpu, maka hitunglah momen gayanya.

01


 

Listrik Statis

1. Muatan Listrik

Listrik statik adalah muatan listrik yang berada dalam keadaan diam. Gejala listrik statik ini dapat diamat i pada penggaris plastik yang digosok gosokkan pada rambut yang menarik potongan potongan kertas kecil.

a. Sifat-sifat Muatan Listrik

1)  Muatan listrik dibagi dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif.
2)  Muatan listrik sejenis tolak-menolak dan muatan listrik tak sejenis tarik-menarik.

b. Terjadinya Muatan Listrik

Benda-benda menjadi bermuatan karena muatan negatif
(elektron) dipindahkan dari satu benda ke benda lainnya. Muatan elementer adalah 1 e = 1,60 . 10-19  C.

1) Sebuah benda dapat dimuati listrik misalnya dengan cara menggosokkan benda lain. Jika batang ebonit digosok dengan kain wol, maka ebonit bermuatan listrik negatif hal ini dikarenakan elektron pada kain wol berpindah ke ebonit, sedangkan jika kaca digosok dengan kain sutra, maka kaca bermuatan listrik positif kejadian ini disebabkan elektron pada kaca berpindah ke kain sutra.
2) Konduktor adalah zat yang mudah dilalui/ menyimpan muatan listrik. Contoh: besi, tembaga.
3)  Isolator adalah zat yang sulit dilalui/menyimpan muatan listrik. Contoh: karet, kaca.

2. Muatan Coulomb

Besarnya gaya tarik dan gaya tolak antara muatan listrik, dinyatakan pertama kali oleh Charles Augustin Coulomb. Bunyi hukum Coulomb: “Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.”

01

dengan

F = gaya tarik/tolak (N)

q1 = besarnya muatan listrik 2 (C)

q = besarnya muatan listrik 1 (C)
r = jarak antara dua muatan
dimana

k = 9.109  Nm2/C2

Hukum Coulomb merupakan persamaan vektor, sehingga arah gaya tarik/tolak sesuai dengan  interaksi muatan kedua benda.

01

3. Medan listrik
Medan l istr ik adalah ruang diseki tar benda bermuatan listrik yang masih memiliki gaya listrik. Garis- garis medan listrik disebut garis gaya
a.  Garis-garis gaya lebih rapat pada daerah dengan medan listrik tinggi dan lebih renggang pada daerah dengan medan  listrik rendah.
b. Garis-gar is gaya t idak pernah berpotongan dan selalu keluar dari muatan posit if dan masuk ke muatan negat if.

01

Gambar : garis gaya listrik

4. Kuat Medan Listrik
Kuat medan l istrik adalah besarnya gaya tarik menarik atau tolak-menolak dibagi besar muatan di titik itu.  Misal: anggap titik merupakan muatan positif

01

dengan
k = 9.109  Nm2/C2
q = rnuatan listrik (C)

r =  jarak kedua muatan (m)
E = kuat medan listrik (N/C)

01

Gambar : kuat medan listrik

q = positif  maka menjauhi q
q = negative maka mendekati q
Untuk muatan titik yang tersebar, kuat medan listrik di suatu  t i t ik akibat muatan-muatan adalah penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan.

01

Contoh Soal
Berapa besar muatan agar pada titik yang berjarak 25 cm dari muatan inti terdapat medan listrik sebesar 1,2 N/C !
Pembahasan:

01

01

01

5. Energi Potensial dan Potensial Listrik

a. Energi Potensial (Ep )

Energi potensial sebuah muatan di suatu  titik adalah usaha untuk memindahkan muatan  uji dari  tempat ang jauh tak terhingga ke suatu titik yang berjarak r dari muatan uji. Dirumuskan:

01

dengan
Ep= energi potensial (J)

qo= muatan sumber (C)
q  = muatan uji (C)
r  = jarak dua muatan (m)

b. Potensial Listrik (V)
Potensial listrik adalah usaha untuk memindahkan muatan positif sebesar 1 satuan dari tempat  tak terhingga ke titik itu, dirumuskan:

01

Potensial antara A dan B sering disebut sebagai beda potensial

Contoh Soal
Sebuah proton dilepas dari keadaan diam kedalam medan listrik 2.104
V/m arah sumbu X. Proton bergerak dari titik P dan Q yang berjarak 0,1 m.
a. hitung perubahan potensial listrik antara P dan Q.
b. hitung perubahan energi potensial proton selama menempuh jarak tersebut.

01

01

6. Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang konduktor tiap detik.

01

1 Ampere adalah besarnya kuat arus listrik di suatu titik penghantar yang dilewati muatan 1 coulomb tiap detik.

7. Kapasitor
Bila kedua konduktor yang bentuknya sebarang dan netral, dihubungkan dengan sebuah baterai hingga timbul beda potensial V di antara keduanya dan muatan masing-masing konduktor + q dan – q. Susunan kedua konduktor disebut kapasitor.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa muatan kapasitor sebanding dengan beda potensial kedua konduktor.

q ∼ V

q  = C . V

dengan C adalah kapasitas kapasitor dengan  satuan farad. Satuan farad diambi l dari nama Michael Faraday, tokoh yang mengembangkan konsep kapasitas. Satuan yang lebih kecil dan sering digunakan adalah µFdan pF.

1 µF=10-6  F

1 pF = 10-12  F

a. Bentuk kapasitor
1)  Kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F)
2)  Kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105
pF)
3)  Kapasitor variabel (besar kapasitas bisa diubah-ubah dengan ni la i kapasi tas maksimum 500 pF)

b. Fungsi kapasitor
1) Memilih frekuensi pada radio penerima (tuner).
2) Meratakan fluktuasi tegangan dari keluaran catu daya (adaptor).
3)  Memisahkan arus bolak-balik dari arus searah (filter).
4) Mer edam loncatan bunga api da lam  rangkaian saklar dan sistem pengapian mobil/motor.
5) Menghemat daya listrik dalam rangkaian  lampu TL.
6) Sebagai catu daya cadangan ketika listrik PLN padam.

Contoh Soal
Jika suatu kapasitor yang mempunyai kapasitas 20 pF dihubungkan dengan baterai 3 Volt. Hitunglah muatannya!

01

c. Kapasitor Keping Sejajar
U n t u k me n e n t u k a n k a pasi tas keping sejajar, harus dihitung dulu kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh keping konduktor  l a lu g u na ka n hu k um Gauss.

01

Dengan muatan keping kapasitor terbesar di

permukaannya permukaan Gauss, seperti gambar di atas. Fluks netto yang terdapat pada ruang ini adalah

01

01

dengan C= kapasitas keping sejajar (C)
A= luas keping kapasitor (m2 )
d= jarak antara kedua keping (m)

Contoh Soal
1. Jika suatu kapasitor yang mempunyai kapasitas 20 pF dihubungkan dengan baterai 3 volt. Hitunglah-muatannya!

01

Berapa kapasitas suatu kapasitor keping sejajar yang mempunyai luas 50 cm2 . Jarak antara 2 keping kapasitr itu 2 cm.

01

d. Dielektrik
Adalah bahan bukan konduktor, contoh dielektrik antara lain karet, kaca, dan kertas. Sewaktu dielektrik disel ipkan antara dua keping kapasitor maka kapasitas kapasitor akan naik.

01

01

Contoh Soal

01

e. Energi Kapasitor (W)

Usaha yang dilakukan untuk mengisi muatan sama dengan energi potensial kapasitor. Energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitor.
Dirumuskan:

01

Hitung energi sebuah kapasitor yang bermuatan 200 pF ketika di antara kepingnya diberi potensial 200 V?
Pembahasan:

01

8. Susunan Kapasitor
Seri
Rumus yang berlaku

01

01

b. Paralel

01

01

Contoh Soal
Hitung kapasitor pengganti di antara titik a dan b dalam gambar berikut.Semua kapasitor nilainya 1 µF.

Kerjakan latihan soal di bawah ini.

Welcome to your Latihan Listrik Statis

Empat buah benda bermuatan listrik yaitu P, Q, R, dan S. P menarik Q, dan Q menarik S dan S menolak R. Jika  S bermuatan positip maka ..........
Besar gaya listrik antara dua muatan titik adalah F. Jika jarak keduanya dijadikan dua kali semula, gaya listrik keduanya akan menjadi ...........
Dua keping logam sejajar diberi muatan listrik yang sama besar dan berlawanan tanda. Kuat medan listrik diantara dua keping itu adalah .......
Contoh peristiwa listrik statis adalah ............
Terdapat empat buah bola A,B, C, dan D terletak segaris dan terpisah,pada jarak tertentu.Bola A menarik bola C, bola C menarik bola D sedangkan bola D menarik bola B. Jika di B muatan listrik (+), maka muatan bola yang lain adalah... .
Berikut ini merupakan sifat-sifat muatan listrik, kecuali
Sebuah muatan q= 10 µC, berada dalam medan litrik E =500 N/C. Gaya Coulomb yang bekerja pada muatan tersebut adalah
Bagian atom yang bermuatan negatip adalah  ...
Penggaris plastik bila digosok dengan kain woll akan bermuatan negatip sebab ........
Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan tetap yang tegak lurus pada arah kuat medan
listrik E, akan mengalami gaya yang arahnya ...
Suatu muatan listrik  4µC diletakkan pada jarak 30 cm dari rnuatan. 16 µC. Letak titik yang kuat medan listriknya nol adalah......
Satuan muatan listrik dalam sistem international adalah ...
Dibawah ini adalah material yang paling besar memiliki konstanta dielektrik yaitu.....
Untuk memperoleh kapasitor pengganti yang besar, maka kapasitor dipasang secara ....
Kapasitansi suatu keping sejajar yang bermuatan adalah ......
Sebuah kapasitor keping sejajar berisi udara dengan kapasitas Co dihubungkan dengan sumber tegangan V. Apabila ruang diantara kedua keping kapasitor diisi dengan mika, maka besaran yang tidak berubah adalah ......
Dua buah muatan saling berdekatan dengan besar muatan masing - masing 40 microcoulomb dan - 30 mikrocoulomb dengan jarak pisah 4 cm. Berapakah besar gaya pada muatan masing  masing .
Kapasitor 2F memiliki beda potensial 15 V dihubungkan paralel dengan kapasitor 4F yang beda potensialnya 30 V dengan menghubugkan ujung-ujungnya, maka potensial gabungannya menjadi .....
Dua buah muatan saling berdekatan dengan besar muatan 40 mikrocoulomb dan - 30 mikrocoulomb dengan jarak pisah 4 cm. Berapakah besar gaya pada muatan masing - masing .

Fluida

Percobaan adalah suatu kegiatan yang digunakan untuk melakukan sesuatu dengan cara sekali melakukan jika benar berhenti atau mengembangkan ke yang lebih sempurna tetapi manakala gagal maka akan melakukannya lagi dan lagi, umumnya percobaan bisa dilakukan oleh siapa saja bahkan termasuk hewan biasanya untuk mengetahui sesuatu dengan cara coba dan mencoba.

Praktikum adalah suatu kegiatan yang dilakukan oleh seseorang dengan panduan yang sudah ditentukan, sehingga kegiatannya lebih terarah kepada tujuan yang sudah ditentukan, sehingga hasilnya jelas kadang – kadang praktikum dilakukan didalam suatu area tertentu dan umumnya dinamakan dengan laboratorium.

Eksperimen memiliki makna yang sama dengan percobaan dan praktikum, tetapi jangkauannya lebih luas baik areanya, kegiatannya dan pelaksanaannya. Biasanya waktu yang diperlukan tidak terbatas, bisa satu hari, dua hari, tiga hari bahkan bisa bertahun – tahun sampai tujuan dari eksperimen tercapai.

Tekanan atmosfi

1. Langkah – langkah kegiatan :

  1. Rebuslah telur yang kondisinya baik selama 10 menit
  2. Celupkan telur tersebut kedalam air dingin , selama kira – kira 10 detik dan kupaslah kulitnya
  3. Lipatah sehelai kertas koran ukuran 110 cm x 10 cm 3 kali kedalam arah yang sama
  4. Nyalakan kertas tersebut di ujung yang bawah
  5. Jatuhkan kertas yang sedang menyala ke dalam botol susu  dan lekas – lekas letakkan telur yang sudah terkupas kulitnya ke dalam mulut botol
  6. Telur itu akan bergerak ke atas dan ke bawah dan kemudian masuk ke dalam botol. Mengapa ?

2. Telur keluar sendiri

  1. Iisilah botol untuk kegiatan tekanan atmosfir di atas dengan air
  2. Balikkan botol tersebut  , tahanlah telur ke atas dengan telunjuk dan keluarkan kertas -kertas yang sudah terbakar
  3. Sandarkan kepala kebelakang sehingga muka kita mendatar , teanlah mulut botol rapat – rapat di atas mulut kita sendiri dan hembuslah kuat – kuat ke dalam botol. Angkatlah botol tersebut dan telurnya akan keluar sendiri. Mengapa demikian ?

3. TAR 1

  1. uapilah bagian dalam suatu botol susu di atas ketel pemasak teh (masukkan mulut botol ke dalam lubang ketel) selama satu menit.
  2. carilah penutup botol susudari karton untuk keperluan ini
  3. isilah sebuah kran dengan air hangat
  4. Angkatlah botol tersebut dari mulut keteldengan handuk kemudian, cepat – cepat tegakkanlahdi atas panci, sisipkan penutup botol rapat – rapat, dan tuangkan air hangat di atas penutup botol secara perlahan – lahan dan tetap untuk menjaga supaya tidak kemasukan udara
  5. Dalam waktu dua menit atau kurang kita melihat dan mendengar penutup. penutup akan masuk ke dalam botol dengan nernunyi “tar”, jika tidak demikian tekanlah penutup tersebut perlahan – lahan ke bawah dengan telunjuk jari dan akan terjadi letupan dengan bunyi “Tar”