HUKUM NEWTON

A. STANDAR KOMPETENSI Mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan mekanika klasik sistem diskret.

B. KOMPETENSI DASAR Menjelaskan Hukum Newton sebagai konsep dasar dinamika dan mengaplikasikannya dalam persoalan-persoalan dinamika sederhana.

C. TUJUAN Menentukan koefisien gesek statis.

D. DASAR TEORI Menurut hukum I Newton, “Benda yang diam akan cenderung diam dan benda yang bergerak lurus beraturan akan cenderung tetap bergerak lurus beraturan sebelum ada resultan gaya yang bekerja pada benda”. Jadi, jika ∑ = 0F , kemungkinan benda diam atau bergerak lurus beraturan.

Jika sebuah benda dipengaruhi gaya F, maka: 1. F < fs maks, maka benda belum bergerak atau gaya gesek saat itu fs = F. 2. F = fs maks, maka benda tepat akan bergerak, fs maks= μs.N. 3. F > fs maks, maka benda bergerak, fk = μk.N.

E. ALAT DAN BAHAN 1. Bidang miring 2. Balok 3. Busur derajat

F. CARA KERJA 1. Letakkan balok A pada bidang miring, seperti pada gambar

di samping. 2. Aturlah sehingga balok tepat akan bergerak. 3. Catatlah sudut kemiringan bidang. 4. Lakukan dengan 5 kali percobaan. 5. Ulangi langkah 1 - 4 dengan menggunakan balok yang berbeda.

G. HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA 1. Sudut kemiringan bidang: Balok A = ... Balok B = ... Balok C = ... 2. Gambarlah gaya-gaya yang bekerja pada balok! 3. Benda tepat akan bergerak apabila.... 4. buktikan bahwa μs = tanα

I. KESIMPULAN 1. Hitung μs (koefisien gesekan statis) benda pada bidang miring = tanα (kemiringan benda). 2. μs balok A = ... μs balok B = ... μs balok C = ...

J. PERTANYAAN 1. Ada berapa macam gaya gesekan? Jelaskan! 2. Tergantung pada apasajakah koefisien gesekan suatu benda?

α

TITIK BERAT A. STANDAR KOMPETENSI

Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinyu dalam menyelesaikan masalah.

B. KOMPETENSI DASAR

Memformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan momen inersia berdasarkan

Hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar.

C. TUJUAN

Menemukan hubungan antara gaya berat W dan letak titik berat dan titik pusat massa.

D. DASAR TEORI

Pada gambar di samping, karena seimbang maka resultan momen gaya = 0,

sehingga T dan W segaris.

E. ALAT DAN BAHAN

1. Statif 3. Jarum 5. Mistar

2. Karton 4. Benang 6. Timbangan

F. CARA KERJA

1. Gunting karton dengan bentuk sembarang dan timbang (m).

2. Tentukan titik berat Z dengan cara menggantung karton di titik A, B, dan C.

3. Gunting karton menurut AA’ atau BB’ atau CC’.

4. Timbang masing-masing bagian (m1 dan m2).

5. Tentukan titik berat bagian 1, Z1 (x1,y1) dan bagian 2, Z2 (x2,y2) dengan cara seperti no.2.

6. Menghitung x.m dan y.m.

7. Menghitung x1.m1 +x2.m2 dan y1.m1+y2.m2.

8. Membandingkan xm dan x1.m1+x2.m2.

9. Membandingkan y.m dan y1.m1+y2.m2.

G. HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA

(x,y) = ...

(x1,y1) = ...

(x2,y2) = ...

2211 ... WxWxWxcm +=

..... 2211 =+

=W

WxWxxcm

2211 ... WyWyWycm +=

..... 2211 =+

=W

WyWyycm

I. KESIMPULAN

AYUNAN

A. TUJUAN Menentukan besarnya percepatan gravitasi dengan ayunan sederhana.

B. DASAR TEORI Gerak harmonik adalah gerak bolak-balik terhadap titik setimbang. Contoh gerak harmonik adalah ayunan sederhana.

T = periode (s) l = panjang tali (m) g = percepatan gravitasi

C. ALAT DAN BAHAN 1. Bola ayunan dengan benang 4. Stopwatch 2. Statif 5. Busur 3. Penggaris

D. CARA KERJA 1. Susunlah alat seperti pada gambar. 2. Ukur panjang tali yang digunakan (l) sepanjang 30 cm. 3. Ayunkan bandul dan catat waktunya ketika terjadi 10 kali ayunan. (ingat: sudut

simpangan maksimum 10o). 4. Isikan data pada tabel hasil pengamatan. 5. Ubahlah panjang tali menjadi 40, 50, 60, dan 70 cm. 6. Tentukan besarnya percepatan gravitasi. 7. Ulangi langkah 1-6 dengan sudut simpangan yang berbeda hingga diperoleh 2 variasi

sudut simpangan.

E. HASIL PENGAMATAN No. Sudut simpangan l (cm) Waktu 10 getaran (s) T (s) g (m/s2)

1.

2.

3.

4.

F. ANALISA DATA

Bandingkan besarnya g hasil percobaan dengan g sesungguhnya! Samakah hasilnya? Jelaskan!

G. KESIMPULAN

H. PERTANYAAN 1. Bagaimana periode getaran ayunan jika tali diperpanjang 4 kali? 2. Bagaimana periode getaran jika benda semula bermassa 100 gram diganti benda

bermassa 200 gram?

ELASTISITAS

A. TUJUAN • Menentukan konstanta elastik. • Membuat grafik hubungan gaya (F) terhadap pertambahan panjang (∆ x). • Menentukan besarnya periode getaran.

B. DASAR TEORI Benda elastis adalah benda yang jika diberi gaya akan berubah bentuknya dan jika gaya ditiadakan akan kembali ke bentuk semula. Hubungan gaya dengan pertambahan panjang dirumuskan oleh Hooke sebagai berikut:

F = gaya (N) f = frekuensi (Hz) k = konstanta (N/m) m = massa beban (kg) ∆x = pertambahan panjang (m)

C. ALAT DAN BAHAN 1. Karet / pegas / bahan elastis 4. Stopwatch 2. Statif 5. Beban 3. Penggaris

D. CARA KERJA 1. Susunlah alat seperti gambar. 2. Ukur panjang mula-mula pegas yang akan digunakan. 3. Gantungkan beban pada pegas, ukur panjang pegas pada saat diberi beban, kemudian

tentukan pertambahan panjangnya dari panjang pegas sebelum diberi beban (∆ x). Isikan data pada tabel hasil pengamatan.

4. Tentukan besarnya periode berdasarkan percobaan dengan menggunakan stopwatch.

5. Hitunglah besarnya periode dengan menggunakan rumus .

6. Ulangi langkah 1-6 dengan massa beban yang berbeda hingga diperoleh 10 variasi massa. (Ingat: gaya yang berlaku pada percobaan ini adalah gaya berat).

E. HASIL PENGAMATAN No. m x Gaya (N) x’ ∆x = x – x’ k (N/m)

1.

2.

3.

Konstanta elastisitas rata-rata = …. Grafik hubungan F(N) dengan ∆x (m) = … (gunakan kertas millimeter)

Besarnya periode berdasarkan rumus = ….

F. KESIMPULAN Bandingkan besarnya periode hasil percobaan dan periode berdasarkan rumus! Samakah hasilnya? Mengapa hal itu bisa terjadi?

G. PERTANYAAN 1. Bagaimana bentuk grafik hubungan gaya (F) terhadap pertambahan panjang? 2. Faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya konstanta suatu benda elastis?

LENSA

A. STANDAR KOMPETENSI Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik.

B. KOMPETENSI DASAR Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari. C. TUJUAN Menentukan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dan focus lensa cembung. D. DASAR TEORI 1. Fokus pada lensa: - tempat bayangan untuk benda tak hingga. - tempat benda untuk bayangan tak hingga.

2. Hubungan antara jarak benda (s), jarak bayangan (s’), dan fokus (f) '

111ssf

+=

E. ALAT DAN BAHAN 1. Lensa cembung 3. Sumber cahaya 2. Layar 4. Kit lensa F. CARA KERJA 1. Susun alat dan bahan seperti gambar berikut. 2. Hitung fokus lensa sesungguhnya dengan cara arahkan lensa pada objek, atur hingga muncul bayangan

yang paling jelas. 3. Atur jarak benda dan lensa (s) mulai 20 cm. 4. Geser layar mendekati dan menjauhi lensa sampai diperoleh bayangan yang paling jelas pada layar. 5. Ukur jarak lensa ke layar (s’). 6. Ulangi langkah 1 – 5 dengan mengganti s menjadi 30 cm, 40 cm, dan 50 cm. 7. Masukkan data hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan. G. HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA 1. f lensa sesungguhnya = ………… (dari hasil kerja nomor 2)

Tabel hasil pengamatan s (cm) 1/s s’ (cm) 1/s’

20 30 40 50

2. Dari data tersebut, buktikan bahwa '

111ssf

+=

3. Gambar grafik hubungan 1/s (x) dan 1/s’ (y) H. KESIMPULAN …………….. I. PERTANYAAN 1. Apa yang dimaksud bayangan nyata pada lensa? 2. Bagaimana sifat bayangan jika benda diletakkan di ruang 1, 2, dan 3 di depan lensa cembung?

Power Supply

Lampu Objek Lensa

Layar

KISI DIFRAKSI

A. STANDAR KOMPETENSI Menerapkan prinsip dan konsep gejala gelombang dan optik dalam menyelesaikan masalah.

B. KOMPETENSI DASAR Melakukan kajian ilmiah untuk mengenali gejala dan cirri-ciri gelombang secara umum serta penerapannya.

C. TUJUAN Menentukan λ biru dan λ merah.

D. DASAR TEORI Cahaya memiliki sifat sebagai gelombang, sehingga cahaya mengalami difraksi dan interferensi. Syarat terjadinya difraksi adalah koheren dan selisih fase tetap. Difraksi cahaya dapat terjadi jika cahaya melalui kisi. Kisi adalah celah sempit sejajar yang jumlahnya sangat banyak. Konstanta kisi (d) adalah jarak antara dua celah yang berdekatan. Rumus interferensi kisi dapat dituliskan sebagai:

λmlpd=

.

d = konstanta kisi p = jarak titik terang pusat l = jarak kisi ke layar m = orde λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan

E. ALAT DAN BAHAN 1. Power supply 3. Kisi 5. Lensa 2. Lampu 12 volt 4. Layar 6. Mistar

F. CARA KERJA 1. Susun alat dan bahan seperti pada gambar. Tentukan kisi yang akan digunakan 2. Nyalakan power supply. Amati pola yang terjadi pada layar. 3. Ubah-ubahlah posisi lensa, kisi, dan layar sehingga pada layar terjadi pola garis terang-gelap. 4. Ukur jarak kisi ke layar. 5. Ukur jarak salah satu warna terang ke terang pusat (p). 6. Tentukan konstanta kisi (d) dengan melihat spesifikasi kisi yang digunakan. (ingat 1 inch = 2,5 cm). 7. Isikan data pada tabel hasil pengamatan.

G. HASIL PENGAMATAN No. Warna Cahaya l (cm) m p d λ (m)

H. KESIMPULAN 1. Hitung besar λ menurut percobaan:

λ merah = ….m λ kuning = ….m λ biru = ….m

2. Besar λ menurut buku referensi: λ merah = 6 x 10-7m λ kuning = 5 x 10-7m λ biru = 4 x 10-7m

I. PERTANYAAN

1. Warna apa yang paling dekat dengan terang pusat? 2. Sebutkan urutan panjang gelombang warna cahaya dari yang paling besar!

Power

Supply

Lampu Lensa Kisi

Layar

PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

A. TUJUAN

1. Menyelidiki sifat pembiasan pada kaca plan paralel. 2. Membandingkan besarnya pergeseran sinar yang masuk dengan sinar yang keluar kaca plan

paralel dari hasil pengukuran langsung dengan hasil perhitungan. 3. Menentukan indeks bias kaca. 4. Menemukan hubungan antara sinar datang, sinar pantul dan ketebalan kaca.

B. ALAT DAN BAHAN

1. Kaca plan paralel 4. Styrofoam 2. Busur derajat 5. Jarum pentul 3. Kertas

C. LANGKAH PERCOBAAN

1. Letakkan styrofoam di atas meja. Ambil kertas dan tempelkan pada styrofoam. 2. Ambil kaca plan paralel dan ukur ketebalannya (d). Letakkan kaca plan paralel di atas

kertas grafik lalu gambar bagian tepi kaca tersebut. 3. Buat garis normal (N1) pada bagian pinggir kaca. 4. Buatlah sudut datang (i1) dan masukkan hasil pengukuran besarnya sudut datang pada

tabel. 5. Tancapkan dua jarum pentul pada ujung-ujung sinar datang yang telah digambar. 6. Amati kedua jarum pentul yang ditancapkan pada sinar datang dari sisi kaca yang lain

dengan menancapkan dua jarum pentul lagi agar kedua jarum pentul tersebut kelihatan berimpit dengan jarum pentul yang tertancap pada sinar datang.

7. Ambil kaca plan paralel dan tarik garis penghubung antara dua jarum pentul pada sinar bias kaca. Tarik garis penghubung antara sinar datang dengan sinar bias.

8. Buat garis normal untuk sinar bias (N2) dan ukur sudut bias kaca (r2), masukkan hasilnya pada tabel.

9. Perpanjang garis normal pertama(N1) dan garis normal kedua (N2). 10. Ukur besar sudut antara garis normal pertama dengan garis penghubung antara sinar datang

dan sinar pantul (r1). 11. Perpanjang sinar bias. Tarik garis yang tegak lurus yang menghubungkan perpanjangan

sinar bias dengan sinar datang (t). Ukur panjang garis yang menghubungkan sinar datang dengan perpanjangan sinar bias tersebut (t). Masukkan hasilnya pada tabel.

12. Ulangi langkah 1-11 sebanyak 2 kali dengan besar sudut datang yang berbeda-beda.

D. DATA HASIL PERCOBAAN No. i1 r1 r2 t (cm) 1. 2.

E. DISKUSI

a. Bandingkanlah hasil t hitung dengan t hasil pengukuran? Jelaskan! b. Bandingkanlah hasil antara sinar datang dengan sinar pantul? c. Berapa besar indeks bias kaca?

F. KESIMPULAN

PEMBIASAN PADA PRISMA

Tujuan

1. Menyelidiki sifat pembiasan pada prisma. 2. Membandingkan besarnya sudut deviasi prisma dari hasil pengukuran langsung dengan hasil

perhitungan. 3. Membandingkan besarnya sudut pembias prisma dari hasil pengukuran langsung dengan hasil

perhitungan.

Alat dan bahan

1. Prisma 4. Busur derajat 2. Kertas 5. Styrofoam 3. Jarum pentul

Langkah percobaan

1. Ambil kertas dan tempelkan pada styrofoam. Ambil prisma dan ukur sudut pembiasnya. Letakkan prisma di atas kertas lalu gambar bagian tepi prisma tersebut.

2. Buat garis normal (N1) pada bagian pinggir prisma. 3. Buat sinar datang (i1) dan masukkan hasil pengukuran besarnya sudut datang pada tabel. 4. Tancapkan dua jarum pentul pada ujung-ujung sinar datang yang telah digambar. 5. Amatilah kedua jarum pentul yang ditancapkan pada sinar datang dari sisi prisma yang lain

dengan menancapkan dua jarum pentul agar kedua jarum pentul tersebut kelihatan berimpit dengan jarum pentul yang tertancap pada sinar datang.

6. Ambil prisma dan tarik garis penghubung antara dua jarum pada sinar bias prisma (r2). 7. Tarik garis penghubung antara sinar datang dengan sinar bias. 8. Buat garis normal untuk sinar bias (N2) dan ukur sudut bias prisma (r2) masukkan hasilnya pada

tabel. 9. Perpanjang garis normal pertama (N1) dan garis normal kedua (N2). 10. Perpanjang sinar datang (i1) dan sinar bias (r2). 11. Ukur besar sudut antara perpanjangan antara sinar pantul dengan perpanjangan sinar bias (δ).

Masukkan dalam tabel. 12. Ukur besar sudut antara perpanjangan garis normal pertama (N1) dengan garis penghubung

antara sinar datang dengan sinar pantul sebagai (r1). 13. Ukur besar sudut antara perpanjangan garis normal kedua (N2) dengan garis penghubung antara

sinar datang dengan sinar pantul sebagai (r2). 14. Ulangi langkah no 1-15 sebanyak dua kali dengan sudut datang yang berbeda beda.

Data Hasil Percobaan

Tabel data

β = ……˚

i1 r1 i2 r2 r1 + i2 i1 + r2 - β δ

Diskusi

a. Bagaimana hasil besarnya sudut deviasi melalui pengukuran langsung dibandingkan dengan sudut deviasi perhitungan? Jelaskan!

b. Bagaimana hasil besarnya sudut pembias prisma (β) melalui pengukuran langsung dibandingkan dengan hasil perhitungan? Jelaskan!

Kesimpulan