SKL UN Tahun 2008-2009

SKL UN Tahun 2009-2010 sampai saat ini belum keluar. Untuk mempersiapkan UN Tahun 2009-2010 dapat mengacu pada SKL tahun 2008-2009 karena pengalaman menunjukkan bahwa SKL tiap tahun tidak jauh berbeda.

SKL TAHUN 2008-2009 BISA DIDOWNLOAD DI SINI semua SKL mapel yang di-UN semua program baik IPA, IPS dan Bahasa.

Artikel Gravitasi

NAMA : DIYAH TRIANDINI
KELAS : XI IA 1
NO.ABS :13

HUKUM GRAVITASI NEWTON

Sebelum mencetuskan Hukum Gravitasi Universal, eyang Newton telah melakukan perhitungan untuk menentukan besar gaya gravitasi yang diberikan bumi pada bulan sebagaimana besar gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda-benda di permukaan bumi. Sebagaimana yang kita ketahui, besar percepatan gravitasi di bumi adalah 9,8 m/s2. Jika gaya gravitasi bumi mempercepat benda di bumi dengan percepatan 9,8 m/s2, berapakah percepatan di bulan ? karena bulan bergerak melingkar beraturan (gerakan melingkar bulan hampir beraturan), maka percepatan sentripetal bulan dihitung menggunakan rumus percepatan sentripetal Gerak melingkar beraturan.

Diketahui orbit bulan yang hampir bulat mempunyai jari-jari sekitar 384.000 km dan periode (waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran) adalah 27,3 hari. Dengan demikian, percepatan bulan terhadap bumi adalah

Jadi percepatan gravitasi bulan terhadap bumi 3600 kali lebih kecil dibandingkan dengan percepatan gravitasi bumi terhadap benda-benda di permukaan bumi. Bulan berjarak 384.000 km dari bumi. Jarak bulan dengan bumi ini sama dengan 60 kali jari-jari bumi (jari-jari bumi = 6380 km). Jika jarak bulan dari bumi (60 kali jari-jari bumi) dikuadratkan, maka hasilnya sama dengan 3600 (60 x 60 = 602 = 3600). Angka 3600 yang diperoleh dengan mengkuadratkan 60 hasilnya sama dengan Percepatan bulan terhadap bumi, sebagaimana hasil yang diperoleh melalui perhitungan.

Berdasarkan perhitungan ini, eyang newton menyimpulkan bahwa besar gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi pada setiap benda semakin berkurang terhadap kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

Selain faktor jarak, Eyang Newton juga menyadari bahwa gaya gravitasi juga bergantung pada massa benda. Pada Hukum III Newton kita belajar bahwa jika ada gaya aksi maka ada gaya reaksi. Ketika bumi memberikan gaya aksi berupa gaya gravitasi kepada benda lain, maka benda tersebut memberikan gaya reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap bumi. Karena besarnya gaya aksi dan reaksi sama, maka besar gaya gravitasi juga harus sebanding dengan massa dua benda yang berinteraksi. Berdasarkan penalaran ini, eyang Newton menyatakan hubungan antara massa dan gaya gravitasi. Secara matematis ditulis sbb :

MB adalah massa bumi, Mb adalah massa benda lain dan r adalah jarak antara pusat bumi dan pusat benda lain.

Setelah membuat penalaran mengenai hubungan antara besar gaya gravitasi dengan massa dan jarak, eyang Newton membuat penalaran baru berkaitan dengan gerakan planet yang selalu berada pada orbitnya ketika mengitari matahari. Eyang menyatakan bahwa jika planet-planet selalu berada pada orbitnya, maka pasti ada gaya gravitasi yang bekerja antara matahari dan planet serta gaya gravitasi antara planet, sehingga benda langit tersebut tetap berada pada orbitnya masing-masing. Luar biasa pemikiran eyang Newton ini. Tidak puas dengan penalarannya di atas, ia menyatakan bahwa jika gaya gravitasi bekerja antara bumi dan benda-benda di permukaan bumi, serta antara matahari dan planet-planet maka mengapa gaya gravitasi tidak bekerja pada semua benda ?

Akhirnya, setelah bertele-tele dan terseok-seok, kita tiba pada inti pembahasan panjang lebar ini. Eyang Newton pun mencetuskan Hukum Gravitasi Universal dan mengumumkannya pada tahun 1687, hukum yang sangat terkenal dan berlaku baik di indonesia, amerika atau afrika bahkan di seluruh penjuru alam semesta. Hukum gravitasi Universal itu berbunyi demikian :

Semua benda di alam semesta menarik semua benda lain dengan gaya sebanding dengan hasil kali massa benda-benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda tersebut.

Secara matematis, besar gaya gravitasi antara partikel dapat ditulis sbb :

Fg adalah besar gaya gravitasi pada salah satu partikel, m1 dan m2 adalah massa kedua partikel, r adalah jarak antara kedua partikel.

G adalah konstanta universal yang diperoleh dari hasil pengukuran secara eksperimen. 100 tahun setelah eyang Newton mencetuskan hukum Gravitasi Universal, pada tahun 1978, Henry Cavendish berhasil mengukur gaya yang sangat kecil antara dua benda, mirip seperti dua bola. Melalui pengukuran tersebut, Henry membuktikan dengan sangat tepat persamaan Hukum Gravitasi Universal di atas. Perbaikan penting dibuat oleh Poyting dan Boys pada abad kesembilan belas. Nilai G yang diakui sekarang = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2

Contoh soal 1 :

Seorang guru fisika sedang duduk di depan kelas dan seorang murid sedang duduk di bagian belakang ruangan kelas. Massa guru tersebut adalah 60 kg dan massa siswa 70 kg (siswa gendut). Jika pusat mereka (yang dimakudkan di sini bukan pusat yang terletak di depan perut manusia) berjarak 10 meter, berapa besar gaya gravitasi yang diberikan oleh guru dan murid satu sama lain ?

Panduan jawaban :

Gampang, tinggal dimasukkan aja nilai-nilai telah diketahui ke dalam persamaan Hukum Newton tentang Gravitasi

Ya, gayanya sangat kecil…

Hasil Diskusi Kelompok tentang Usaha

Hasil Diskusi Kelompok tentang Energi Kinetik

Video Energi Kinetik1


Nama Kelompok :
Kelas XI IA3
1. Dewi Andini Saputri (09)

2. M. Hawik Alwillyan (20)

3. Rafila Raka Anjari (23)

4. Ribka Gisella Gartika (25)

5. Selvia Novian Alfionita (30)

6. Wisnu Aryo Warsanto (34)

Energi Kinetik
Pengertian
Energi kinetic adalah energy yang dimiliki benda karena geraknya (kecepatannya). Anak panah yang lepas dari busurnya memiliki energy kinetic sehingga anak panah dapat melakukan usaha, yaitu menancap pada target.
Nama energy kinetic diperkenalkan pertama kali oleh Lord Keluin, fisikawan Inggris. Kata “kinetic” berasal dari bahasa yunani yang berarti “gerak”.

Untuk menurunkan persamaan energi kinetik, bayangkanlah sebuah benda bermassa m sedang bergerak pada lintasan lurus dengan laju awal vo.
Agar benda dipercepat beraturan sampai bergerak dengan laju v maka pada benda tersebut harus diberikan gaya total yang konstan dan searah dengan arah gerak benda sejauh s. Untuk itu dilakukan usaha alias kerja pada benda tersebut sebesar W = F s. Besar gaya F = m a.

Karena benda memiliki laju awal vo, laju akhir vt dan bergerak sejauh s, maka untuk menghitung nilai percepatan a, kita menggunakan persamaan vt2 = vo2 + 2as.

Kita subtitusikan nilai percepatan a ke dalam persamaan gaya F = m a, untuk menentukan besar usaha :
Persamaan ini menjelaskan usaha total yang dikerjakan pada benda. Karena W = EK maka kita dapat menyimpulkan bahwa besar energi kinetik translasi pada benda tersebut adalah :
W = EK = ½ mv2

Rumus Energi Kinetik




Hubungan Energi Dengan Massa dan Kecepatan
Energi kinetik (EK) sebanding dengan massa benda m dan kecepatannya (v2) . Jika massa dilipatgandakan, energi kinetik meningkat 2 kali lipat karena hanya dikalikan dengan 2 kalinya. Akan tetapi, jika kecepatan dilipatgandakan, energi kinetik meningkat 4 kali lipat karena dikuadratkan kecepatannya.
Soal – Soal Energi Kinetik
A. Soal dari LKS

1. Sebuah benda jatuh dari tempat yang tingginya 80 m. Jika energy potensialnya mula – mula sebesar 4000 joule dan g = 10 m/s2 , maka hitunglah :
a. Massa benda tersebut
b. Waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tanah
c. Kecepatan benda ketika membentur tanah
d. Energi kinetic benda tepat sebelum sampai tanah
Jawaban:
a. Ep = m . g . h c. v1 = v0 + g . t
4000 = m . 10 . 80 = 0 + 10 . 4
m = 5 kg = 40 m/s

b. h = ½ g . t2 d. Ek = ½ m . v12
80 = ½ . 10 .t2 = ½ . 5 . 402
t = 4s = 4000 joule

2. Sebuah benda mempunyai massa 0,4 kg dilemparkan vertikal ke atas dan kembali lagi ke pelempar dalam waktu 6 sekon. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s2. Energi kinetik setelah bergerak selama 4 sekon adalah……
Diket : m = 0,4 kg V0 = 0
t2 = 6 sekon
g = 10 m/s2
Ditanya : Ek saat t = 4s
Jawab : Vt = V0 + q . t Ek = ½ m v t2
= 0 + 10 . 4 = ½ . 0,4 . 402
= 40 m/s2 = 0,2 . 1600
= 320 J

3. Berapakah perbandingan energi kinetik dua orang yang massanya memiliki perbandingan 2 :1 dan sedang bergerak dengan perbandingan kecepatan 1: 3 ……?
Diket : m = 2 : 1 m1 = 2 m2 = 1
V = 1 : 3 v1 = 1 v2 = 3
Ditanya : Perbandingan Ek ….?
Jawab : Ek1 : Ek2
½ m . v2 : ½ m . v2
½ . 2 . 12 : ½ . 1 . 32
1 : 4 ½
2 : 9

B. Buatan sendiri

1. Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah :
a) energi kinetik bola tersebut
b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ?
Jawaban :
a) Energi Kinetik bola
EK= ½ mv2 = ½ (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule
b) Usaha total
W = EK2 – EK1
EK2 = 67,5 Joule
EK1 = ½ mv2 = ½ m (0) = 0 — laju awal bola (vo) = 0
Dengan demikian, usaha total :
W = 67,5 Joule – 0 = 67,5 Joule

2. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak lurus dengan kecepatan 80 km/jam. Berapakah Energi Kinetik mobil tersebut ?
Jawaban:
Diketahui : m = 1000kg
V = 80 km/ jam = 22,222 m/s
Ditanya : Ek = ……… joule?
Jawab : Ek = ½ . m .v2
= ½ . 1000 . 22,2222
= ½ . 1000 . 493,81
= 246.908,642 joule

3. Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Berapa energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut ?

jawaban :
Diketahui : m = 1000 kg
v = 15 m/s
Ditanyakan : Ek = ……… ?
Jawab :
Ek = ½ m.v2
Ek = ½ 1000 kg.(15 m/s)2
Ek = ½ 1000 kg.225 m2/s2
Ek = 112500 kg m2/s2
Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh mobil tersebut adalah 112500 joule.

4. Sebuah gaya sebesar 6 N bekerja pada sebuah balok bermassa 2kg secara horizontal selama 4s. Hitunglah energy kinetic akhir yang di miliki balok.
Jawab :





Dari hukum II Newton
α = F/m =6 N / 2kg = 3m/s2
Dari rumus GLBB untuk kecepatan
V = α . t = (3m/s2) (4s) = 12 m/s
Energi kinetic akhir yang dimiliki balok
Ek = ½ m v2
= ½. 2 . 122
= 144 joule

5. Jika suatu benda mempunyai Energi kinetic sebesar 2.312 joule yang bergerak dengan kecepatan 17 m/s, Berapakah massa benda yang dimiliki oleh benda tersebut ?
Jawaban :
Diketahui : Ek = 2.312 joule
v = 17 m/s
Ditanya : m = …….. kg
Jawab : Ek = ½ . m . v2
2.312 = ½ . m . 172
2.312 = ½ . m . 289
2.312 / 289 = ½ m
8 = ½ m
16 = m

6. Berapa usaha yang diperlukan untuk mempercepat gerak sepeda motor bermassa 200 kg dari 5 m/s sampai 20 m/s ?
jawaban :
Pertanyaan soal di atas adalah berapa usaha total yang diperlukan untuk mempercepat gerak motor.
W = EK2 – EK1
Sekarang kita hitung terlebih dahulu EK1 dan EK2
EK1 = ½ mv12 = ½ (200 kg) (5 m/s)2 = 2500 J
EK2 = ½ mv22 = ½ (200 kg) (20 m/s)2 = 40.000 J
Energi total :
W = 40.000 J – 2.500 J
W = 37.500 J

Hasil Diskusi Kelompok tentang Energi Potensial

HASIL DISKUSI
KELOMPOK 3

Materi : USAHA & ENERGI
Pembahasan : Energi Potensial
Anggota : Fatoni Kurniawan
Hamid Rifki Baharun
Hilda C. Amri
Kelik Bayu Susatyo
Linda Kusuma
Linda Lestari
Luthfi Ramadhani

A. TUJUAN

Tujuan kami adalah untuk memahami pengertian Energi Potensial serta memahami aplikasi Energi Potensial yang ada di dalam kehidupan sehari- hari.
B. LKITASAN TEORI
Energi Potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena letaknya. Jadi, kita akan mengamati bagaimana Energi Potensial bisa terjadi.

C. PERMASALAHAN

Dalam kehidupan sehari- hari kita mengetahui bahwa karet ketapel yang kita regangkan memiliki energi potensial. Karet ketapel dapat melontarkan batu karena adanya energi potensial pada karet yang diregangkan. Demikian juga busur yang ditarik oleh pemanah dapat menggerakan anak panah, karena terdapat energi potensial pada busur yang diregangkan. Contoh lain adalah pegas yang ditekan atau diregangkan. Energi potensial pada tiga contoh ini disebut senergi potensial elastik. Energi kimia pada makanan yang kita makan atau energi kimia pada bahan bakar juga termasuk energi potensial. Ketika makanan di makan atau bahan bakar mengalami pembakaran, baru energi kimia yang terdapat pada makanan atau bahan bakar tersebut dapat dimanfaatkan. Energi magnet juga termasuk energi potensial. Ketika kita memegang sesuatu yang terbuat dari besi di dekat magnet, pada benda tersebut sebenarnya bekerja energi potensial magnet. Ketika kita melepaskan benda yang kita pegang (paku, misalnya), dalam waktu singkat paku tersebut bergerak menuju magnet dan menempel pada magnet. Perlu dipahami bahwa paku memiliki energi potensial magnet ketika berada jarak tertentu dari magnet; ketika menempel pada magnet, energi potensial bernilai nol.
Contoh yang paling umum dari energi potensial adalah energi potensial gravitasi. Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi ketika sedang menggelayut pada tangkainya. Demikian juga ketika kita berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah (misalnya di atap rumah atau di dalam pesawat). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi. Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi (misalnya buah mangga jatuh dari pohon). Untuk memudahkan pemahaman kita, lakukan percobaan sederhana berikut ini. Pancangkan sebuah paku di tanah. Angkatlah sebuah batu yang ukurannya agak besar dan jatuhkan batu tegak lurus pada paku tersebut. Amati bahwa paku tersebut terpancang semakin dalam akibat usaha alias kerja yang dilakukan oleh batu yang kita jatuhkan.
D. PEMBAHASAN
Sekarang mari kita tentukan besar energi potensial gravitasi sebuah benda di dekat permukaan bumi. Misalnya kita mengangkat sebuah batu bermassa m. gaya angkat yang kita berikan pada batu paling tidak sama dengan gaya berat yang bekerja pada batu tersebut, yakni mg (massa kali percepatan gravitasi). Untuk mengangkat batu dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian h, maka kita harus melakukan usaha yang besarnya sama dengan hasil kali gaya berat batu (W = mg) dengan ketinggian h. Ingat ya, arah gaya angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu, yakni ke atas… FA = gaya angkat
W = FA . s = (m)(-g) (s) = – mg(h2-h1) —– persamaan 1
Tkita negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah…



Dengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 – h1
EP = mgh —— persamaan 2
Berdasarkan persamaan EP di atas, tampak bahwa makin tinggi (h) benda di atas permukaan tanah, makin besar EP yang dimiliki benda tersebut. Ingat ya, EP gravitasi bergantung pada jarak vertikal alias ketinggian benda di atas titik acuan tertentu. Biasanya kita tetapkan tanah sebagai titik acuan jika benda mulai bergerak dari permukaan tanah atau gerakan benda menuju permukaan tanah. Apabila kita memegang sebuah buku pada ketinggian tertentu di atas meja, kita bisa memilih meja sebagai titik acuan atau kita juga bisa menentukan permukaan lantai sebagai titik acuan. Jika kita tetapkan permukaan meja sebagai titik acuan maka h alias ketinggian buku kita ukur dari permukaan meja. Apabila kita tetapkan tanah sebagai titik acuan maka ketinggian buku (h) kita ukur dari permukaan lantai.
Jika kita gabungkan persamaan 1 dengan persamaan 2 :


Persamaan ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya yang menggerakan benda dari h1 ke h2 (tanpa percepatan) sama dengan perubahan energi potensial benda antara h1 dan h2. Setiap bentuk energi potensial memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu dan dapat dinyatakan sama dengan EP gravitasi. Secara umum, perubahan EP yang memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu, sama dengan usaha yang dilakukan gaya jika benda dipindahkan dari kedudukan pertama ke kedudukan kedua. Dalam makna yang lebih sempit, bisa dinyatakan bahwa perubahan EP merupakan usaha yang diperlukan oleh suatu gaya luar untuk memindahkan benda antara dua titik, tanpa percepatan.
Sebagaimana dijelaskan pada bagian awal tulisan ini, selain energi potensial gravitasi terdapat juga energi potensial elastis. EP elestis berhubungan dengan benda-benda yang elastis, misalnya pegas. Mari kita bayangkan sebuah pegas yang ditekan dengan tangan. Apabila kita melepaskan tekanan pada pegas, maka pegas tersebut melakukan usaha pada tangan kita. Efek yang dirasakan adalah tangan kita terasa seperti di dorong. Apabila kita menempelkan sebuah benda pada ujung pegas, kemudian pegas tersebut kita tekan, maka setelah dilepaskan benda yang berada di ujung pegas pasti terlempar…. perhatikan gambar di bawah. Jika dirimu mempunyai koleksi pegas, baik di rumah maupun di sekolah, silahkan melakukan percobaan ini untuk membuktikannya….


Ketika berada dalam keadaan diam, setiap pegas memiliki panjang alami, seperti ditunjukkan gambar a (lihat gambar di bawah). Jika pegas di tekan sejauh x dari panjang alami, diperlukan gaya sebesar FT (gaya tekan) yang nilainya berbanding lurus dengan x, yakni :
FT = kx


k adalah konstanta pegas (ukuran kelenturan/elastisitas pegas) dan besarnya tetap. Ketika ditekan, pegas memberikan gaya reaksi, yang besarnya sama dengan gaya tekan tetapi arahnya berlawanan. gaya reaksi pegas tersebut dikenal sebagai gaya pemulih. Besarnya gaya pemulih adalah :
FP = -kx
Tkita minus menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan arah dengan gaya tekan. Ini adalah persamaan hukum Hooke. Persamaan ini berlaku apabila pegas tidak ditekan sampai melewati batas elastisitasnya (x tidak sangat besar).
Untuk menghitung Energi Potensial pegas yang ditekan atau diregangkan, terlebih dahulu kita hitung gaya usaha yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Kita tidak bisa menggunakan persamaan W = F s = F x, karena gaya tekan atau gaya regang yang kita berikan pada pegas selalu berubah-ubah selama pegas ditekan. Ketika menekan pegas misalnya, semakin besar x, gaya tekan kita juga semakin besar. Beda dengan gaya angkat yang besarnya tetap ketika kita mengangkat batu. Lalu bagaimana cara mengakalinya ?
Kita menggunakan gaya rata-rata. Gaya tekan atau gaya regang selalu berubah, dari F = 0 ketika x = 0 sampai F = kx (ketika pegas tertekan atau teregang sejauh x). Besar gaya rata-rata adalah :

x merupakan jarak total pegas yang teregang atau pegas yang tertekan (bandingkan dengan gambar di atas).
Usaha yang dilakukan adalah :

Nah, akhirnya kita menemukan persamaan Energi Potensial elastis (EP Pegas)….

E. SOAL – SOAL
1. Jelaskan pengertian energy potensial!
Energi Potensial adalah Energi yang dimilki benda karena letaknya.
2. Tuliskan rumus energy potensial disertai keterangannya!
a. Energi Potensial Gravitasi Konstan




b. Energi Potensial Gravitasi Newton




c. Energi Potensial Elastis Pegas





3. Bagaimana hubungan energy potensial dengan :
a. Massa?
Energi Potensial terhadap massa berbanding lurus. Jika massanya semakin besar maka Energi Potensialnya juga semakin besar pula.
b. Ketinggian?
Energi Potensial terhadap tinggi berbanding lurus. Jika tingginya semakin besar maka semakin besar pula Energi Potensialnya.
4. Sebutkan contoh aplikasi energy potensial dalam kehidupan sehari-hari minimal 3!
a. Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi ketika sedang menggelayut pada tangkainya.
b. Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah.
c. Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal.

5. Kerjakan soal-soal energy potensial :
a. Dari LKS Fisika!
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal!
:

1. Sebuah batu yang massanya 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas sehingga mencapai ketinggian maksimum 10 m. Jika g = 10 m/s2, maka besarnya energi potensial pada batu pada ketinggian tersebut adalah...



EP = mgh = [0,2 m/s][10 m][10 m/s2]= 20J

2. Grafik (F – x) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah ... 1,6 joule









3. Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya ? anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s2.
Panduan jawaban :
EP = mgh
EP = (0,2 kg) (10 m/s2) (10 m)
EP = 20 Kg m2/s2 = 20 N.m = 20 Joule
4. Seekor monyet bermassa 5 kg berayun dari satu dahan ke dahan lain yang lebih tinggi 2 meter. Berapakah perubahan energi potensial monyet tersebut ? g = 10 m/s2
Panduan jawaban :
Soal ini sangat gampang… kita tetapkan dahan pertama sebagai titik acuan, di mana h = 0. Kita hanya perlu menghitung EP monyet ketika berada pada dahan kedua…
EP = mgh = (5 kg) (10 m/s2) (2 m)
EP = 100 Joule
Dengan demikian, perubahan energi potensial monyet = 100 Joule.
5. Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal. Jika orang tersebut tersebut berada 0,5 meter tepat di atas kepala buruh pelabuhan, hitunglah energi potensial karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah!
EP karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah
Ketinggian total karung beras dari permukaan tanah = 1,5 m + 0,5 m = 2 meter
Dengan demikian,
EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (2 m)
EP = 1000 Joule
6. Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal. Jika orang tersebut tersebut berada 0,5 meter tepat di atas kepala buruh pelabuhan, hitunglah energi potensial karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan!

EP karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan
Kedudukan karung beras diukur dari kepala buruh pelabuhan adalah 0,5 meter.
EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (0,5 m)
EP = 250 Joule
7. Sebuah batu kecil dijatuhkan dari ketinggian 12 m di atas. Tentukan kelajuan batu saat berada pada ketinggian 2,0 m di atas tanah!
h1 = 12 m
h2 = 2,0 m
jadi jawabanya adalah m/s
8. Pada soal nomor 6 si atas tentukan kelajuan batu sesaat sebelum menyentuh tanah! Jawabanya adalah m/s
9. Dari ketinggian 90 m di atas tanah, sebuah roket diluncurkan dengan kelajuan 40 m/s membentuk sudut 370 terhadap horizontal. Gunakan hukum kekekalan energi untuk menghitung kelajuan roket pada saat ketinggianya setengah dari ketinggian awal! Jawabanya adalah 43,9 m/s.



F. KESIMPULAN
Dari kesimpulan di atas dapatlah kita simpulkan bahwa Energi Potensial merupakan hasil perkalian dari massa, gravitasi dan ketinggian. Energi Potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena letaknya. Energi Potensial dapat dibagi menjadi 3 yaitu : Energi Potensial Gravitasi Konstan, Energi Potensial Gravitasi Newton, dan Energi Potensial Elastis Pegas.

Hasil Diskusi Kelompok tentang Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hasil Diskusi Kelompok tentang Energi Mekanik

HASIL DISKUSI KELOMPOK 4 KELAS XI IA1
”ENERGI MEKANIK”

ANGGOTA
MUTIARA SARI W
NAWANG KUSUMA
NITRIA DAMAYANTI
NURUL AYU A
NURUL FAIZAH
RISKA DEASY A.P
ROSSY ANITA S


PENDAHULUAN

A. Tujuan
Memahami pengertian energi mekanik, mengetahui cara dan menghitung energi mekanik, serta memahami hubungan energi mekanik dengan cara :
a. Melakukan penghitungan jumlah energi mekanik setiap saat.
b. Mengetahui enegri kinetik, energi potensial serta mengetahui pula contoh aplikasi energi mekanik dalam kehidupan sehari hari.

B. Landasan Teori
Dalam kehidupan kita sehari hari terdapat banyak sekali jenis energi, selain energi potensial dan energi kinetik pada benda-benda biasa ( skala makroskopis ) terdapat juga bentuk energi lain misalnya; energi mekanik, energi mekanik ini merupakan penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potensial secara tidak kita sadari, energi mekanik sering juga diaplikasikan dalam kehidupan kita sehari-hari, contohnya kelapa jatuh dari pohonnya, ketika melempar bola keatas ,dan masih banyak lagi.
Untuk lebih jelasnya, mari kita bahas bersama-sama mengenai energi makanik.

C. Permasalahan
1. Jelaskan pengertian energi mekanik ?
2. Tuliskan rumus enegri mekanik, disertai keterangannya ?
3. Bagaimana hubungan energi mekanik dengan
a. Jumlah energi mekanik setiap saat ? dan,
b. Energi kinetik dan energi potensial ?
4. Sebutkan contoh aplikasi energi mekanik dalam kehidupan sehari-hari minimal tiga contoh ?
a. Kerjakan soal-soal energi mekanik dari LKS fisika.
b. Pertanyaan yang di buat sendiri, minimal 8 pertanyaan ?

D. Pembahasan
1. Pengertian
Energi mekanik adalah energi yang di miliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

2. Rumus
Em = Ek+Ep Atau Ek1+Ep1 =Ek2+Ep2

½m. V1² +M.g.h1 = ½m.V2² + m.g.h2


Keterangan :
M : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi ( M/s² )
h1 : ketinggian benda dari titik A sampai tanah(M)
h2 : ketinggian benda dari titik B sampai tanah(M)
V1 : kecepatan awal benda di titik A (m/s)
V2 : kecepatan awal benda di titik B (m/s)

3. Energi Mekanik
a. Hubungan energi mekanik dengan jumlah energi mekanik setiap saat.
Jumlah total energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek) sama dengan energi mekanik (Em).
Secara sistematis dapat ditulis :

Em = Ep + Ek

Ketika benda berada pada kedudukan awal (h1), energi mekanik benda adalah :
Em1 = Ep1 + Ek1



Ketika benda berada pada kedudukan akhir (h2), energi mekanik benda adalah :

Em2 = Ep2 + Ek2

Apabila tidak ada gaya tak-konservatif yang bEkerja pada benda maka energi mekanik benda pada posisi awal sama dengan energi mekanik benda pada posisi akhir.
Secara matematis kita tulis :
Em1 = Em2

Jadi, energi mekanik sama dengan jumlah energi mekanik setiap saat, hal ini dikarenakan energi mekanik selalu bernilai tetap ( konstan ) meskipun jumlah energi kinetik dan energi pontesialnya berubah-ubah.

b. Hubungan energi mekanik dengan energi kinetik dan energi potensial.
Jumlah total energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) disebut energi mekanik (Em) ketika terjadi perubahan energi dari EP menjadi Ek atau Ek menjadi Ep, walaupun salah

satunya berkurang, bentuk energi lainnya bertambah, misalnya ketika EP berkurang, besarnya EK bertambah, demikian juga ketika EK berkurang, pada saat yang sama besar Ep bertambah total energinya tetap sama, yakni energi mekanik. energi mekanik (Em) selalu tetap alias kekal selama terjadi perubahan energi antara Ep dan Ek.

4. Contoh aplikasi energi mekanik dlam kehidupan sehari-hari
a. Peristiwa jatuhnya buah mangga dari pohon.
Buah mangga yang menggelayut di tangkai memiliki energi potensial pada saat buah jatuh, energi potensialnya berkurang sepanjang lintasan geraknya menuju ke tanah. Ketika mulai jatuh, energi potensial berkurang karena Ep berubah bentuk menjadi energi kinetik. Pada saat hendak mancapai tanah, energi kinetik menjadi sangat besar, sedangkan Ep sangat kecil, sedangkan energi mekaniknya tetap (konstan) semakin dekat dengan permukaan tanah,
jarak buah mangga semakin kecil sehingga Ep-nya menjadi kecil, sebaliknya semakin mendekati tanah energi kinetik semakin besar karena gerakan mangga makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi yang konstan ketika tiba di

permukaan tanah, energi potensial dan energi kinetik buah mangga hilang, karena tinggi (h) dan kecepatan (v) = 0.
b. Lempar Tangkap Bola Pada Permainan Sirkus.
Pada saat badut bermain lempar tangkap bola terjadi perubahan energi yaitu energi kinetik menjadi energi potensial dan sebaliknya. Ketika bola dilempar ini berarti badut memberikan energi kinetik pada bola sehingga bola akan naik ke atas bersamaan dengan naiknya bola energi kinetik berkurang sedangkan energi potensial bertambah. sampai di titik tertinggi semua energi kinetik berubah menjadi energi potensial ,kemudian bola mulai bergerak turun. Pada saat ini energi potensial bola mulai berkurang sedangkan energi kinetiknya bertambah namun energi mekaniknya selalu konstan ,ketika bola ditangkap kembali, energi potensial bola telah diubah seluruhnya menjadi energi kinetik. Besarnya energi kinetik saat bola mulai di lempar dengan saat di tangkap adalah sama .

c. Pelompat Galah Ketika Melewati Papan Perintang
Seorang pelompat galah mula-mula berlari sambil membawa galah. Ketika dekat dengan tujuan dia menancapkan galah,

sehingga terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial galah ( energi kelenturan/elastisitas galah ) proses selanjutnya adalah perubahan energi potensial menjadi energi potensial gravitasi karena pelompat berada pada ketinggian tertentu dan energi kinetik untuk melepaskan pelompat dari peganganya dengan kecepatan awal tertentu.

d. Batu dan Ketapel yang Di renggangkan
Energi potensial yang tersimpan pada ketapel yang direnggangkan dapat berubah menjadi energi kinetik batu apabila ketapel kita lepas.

e. Melempar Benda Tegak Lurus Ke Atas
Kita melemparkan sebuah benda tegak lurus ke atas, setelah bergerak ke atas mencapai ketinggian maksimum, benda akan jatuh tegak lurus ke tanah .ketika dilemparkan ke atas benda tersebut bergerak dengan ketika dilemparkan ke atas ,benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga ia memiliki energi kinetik (Ek= ½mv² ).selama pergerakan di udara ,tejadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial.

Semakin ke atas, kecepatan bola semakin kecil, sedangkan jarak benda dari tanah makin besar sehingga Ek benda menjadi kecil dan Ep-nya bertambah besar, ketika mencapai titik tertinggi kecepatan benda = 0, sehingga Ek juga bernilai nol. Ek benda seluruhnya berubah menjadi Ep, karena ketika benda mencapai ketinggian, kecepatan benda = 0, sehingga Ek juga bernilai nol. Ek benda seluruhnya berubah menjadi Ep, karena ketika benda bernilai maksimum (Ep = m g h ), karena pengaruh gravitasi benda tersebut kembali ke bawah .sepanjang lintasan terjadi perubahan Ep menjadi Ek semakin ke bawah Ep semakin berkurang, sedangkan Ek semakin bertambah. Ep berkurang karena ketika jaruh, ketinggian alias jarak vertikal makin kecil. Ek bertambah karena ketika bergerak ke bawah, kecepatan benda makin besar akibat adanya percepatan gravitasi yang bernilai tetap ,kecepatan benda bertambah secara teratur akibat adanya percepatan gravitas, benda kehilangan Ek selama bergerak ke atas, tetapi Ek diperoleh kembali ketika bargerak ke bawah.

5 . Pertanyaan dari LKS fisika
a. Sebuah batu massa 100 gr di lemparkan dengan kecepatan awal 10 m/s condong ke atas terhadap horizontal.

Energi mekaniknya batu pada saat ketinggian 2m dari tanah adalah ..... (9=10 m/s)
Penyelesaian
Energi Mekanik sebelum di lempar akan sama dengan Energi Mekanik pada kedudukan 2m diatas tanah. Jadi Em awal =
Em = Ek+Ep
Em = ½mv² + mgh
Em = ½.0,1.10² +0,1.10.4 = 9 joule

b. Membuat Soal
1. sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas. Pada ketinggian 5 m, kecepatan bola menjadi 10 m/s .jika 9 = 10 m/s²
Penyelesaian :
m : 0,2
h : 5m
v :10 m/s
g : 10 m/s
Em = Ek +Ep
Em = ½mv² + mgh

Em = ½.0,2.10² +0,2.10.5
Em = 20 joule
2. Sebuah bola basket 0,5 kg di lempar dengan kecepatan 8 m/s tentukan energi kinetik bola tersebut !
Penyelesaian :
m : 0,5kg
v : 8 m/s
Ek = ½ mv ²
Ek = ½ . 0,5.8
Ek = 16 joule

3. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 5m, jika g : 10 m/s² ,tentukan energi potensialnya !
Penyelasaian :
m : 2 kg
h : 5 m
g : 10 m/s²
Ep = mgh
Ep = 2.10.5
Ep = 100 joule



4. Sebuah bola tennis yang bermassa 100 gr dilemparkan vertical ke atas pada ketinggian 7 m ,kecepat bola menjadi 5 m/s dan g = 10 m/s²

Penyelesaian :
m : 0,1 kg
h : 7 m
v : 5 m/s
g : 10 m/s²
Em = Ek+Ep
Em = ½mv² + mgh
Em = ½.0,1.5 + 0,1.10.7
Em = 8,25 joule

5. Sebuah benda dengan massa 1 kg di dorong dari permukaan meja hingga kecepatan saat lepas dari meja 2 m/s. Jika g =10 m/s²
Tentukan energi mekanik benda pada saat tingginya dari tanah ini ?
Penyelesaian :
m : 1 kg
Vt : 2 m/s
g : 10 m/s
h : 1 m
Em = Ek+Ep
Em = ½mv +mgh
Em = ½.1.2 +1.10.1
Em = 12 joule

6. Sebuah bermassa 5 kg di lempar dengan kecepatan 15 m/s dari ketinggian 25 m . tentukan besar energi mekaniknya ?
Penyelesaian :
m : 5 kg
v : 15 m/s
h : 2 m
g : 10 m/s²
Em = Ek + Ep
Em = ½mv²+mgh
Em = ½.5.2² +5.10.2
Em = 110 joule

7. Sebuah balok 5 kg di dorong bergerak ke atas dengan kecepatan awal balok barhenti setelah bergerak 3 m ada bidang miring yang membentuk sudut 30 terhadap energi potensial, tentukan :
a. energi kinetik
b. enegri potensial
Penyelesaian :
m = 5 kg
Vo = 8 m/s
s = 3 m
 = 30
a. Ek =½mv²
Ek =½.5.8²
Ek=160 joule
b. Ep = mgh
Ep = mg ( s sin 30)
Ep = 5 .10 ( 3sin 30)
Ep = 50 ( 3. ½ )
Ep = 50 .3/2
Ep = 75 joule

8. Sebuah bola besi bermassa 2 kg di dorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibior meja 4 m/s. Hitunglah energi mekanik partikel pada saat keringgian 1 meter dari tanah ( g =10 m/s²) , jika tinggi meja 2 meter.
Penyelesaian :
Energi Mekanik di ujung permukaan meja akan sama dengan Energi Mekanik pada kedudukan 1 m di atas tanah.
m: 2 kg
v: 4 m/s
g: 10 m/s²
h: 2 m
Em = Ek+Ep
Em = ½m.V²+mgh
Em = ½.2.4²+2.10.2
Em = 56 joule .
E. KESIMPULAN
Dari uraian di atas,dapat kita simpulkan bahwa energi mekanik merupakan penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial. Ketika terjadi energi dari Ep menjadi Ek atau sebaliknya,walaupun salah satunya berkurang bentuk energi lainnya bertambah, meskipun Ep dan Ek berubah-ubah,namun total Em tetap sama (konstan).

Materi Diskusi Usaha dan Energi Kelas XI

Tugas Fisika untuk Kelas XI IA1,2,3. Kelas dibagi dalam 5 kelompok, anggota kelompok sebagai berikut:
Kel 1 ( no 1-7) Kel 2 (no 8-14) Kel 3 (no 15-21) Kel 4( no 22-28) Kel 5 (no 29 -36). Hasil diskusi diketik dan dikumpulkan dalam hardcopy dan soft copy disertai identitas anggota kelompok dan kelas mulai tanggal 28 September 2009 ( setelah liburan lebaran). Satu kelompok 1 laporan dan laporan yang bagus akan di upload pada blog ini.


A. Usaha (kel 1)
1. Jelaskan pengertian usaha
2. Tuliskan rumus usaha disertai keterangannya
3. Bagaimana hubungan usaha dengan
a. Gaya
b. Jarak
c. Sudut yang dibentuk antara gaya dan jarak
4. Sebutkan contoh aplikasi usaha dalam kehidupan sehari-hari minimal 3
5. Kerjakan soal-soal usaha
a. Dari LKS Fisika
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal

B.Energi Kinetik (kel 2)
1. Jelaskan pengertian energy kinetik
2. Tuliskan rumus energy kinetic disertai keterangannya
3. Bagaimana hubungan energy kinetic dengan
a. massa
b. kecepatan
4. Sebutkan contoh aplikasi energy kinetic dalam kehidupan sehari-hari minimal 3
5. Kerjakan soal-soal energy kinetic
a. Dari LKS Fisika
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal

C.Energi Potensial (kel 3)
1. Jelaskan pengertian energy potensial
2. Tuliskan rumus energy potensial disertai keterangannya
3. Bagaimana hubungan energy potensial dengan
a. massa
b. ketinggian
4. Sebutkan contoh aplikasi energy potensial dalam kehidupan sehari-hari minimal 3
5. Kerjakan soal-soal energy potensial
a. Dari LKS Fisika
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal

D. Energi Mekanik (kel 4)
1. Jelaskan pengertian energy mekanik
2. Tuliskan rumus energy mekanik disertai keterangannya
3. Bagaimana hubungan energy mekanik dengan
a. Jumlah energy mekanik setiap saat
b. Energy kinetic dan energy potensial
4. Sebutkan contoh aplikasi usaha dalam kehidupan sehari-hari minimal 3
5. Kerjakan soal-soal energy mekanik
a. Dari LKS Fisika
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal

E.Hukum kekekalan energy mekanik (kel 5)
1. Jelaskan pengertian hukum kekekalan eneri mekanik
2. Tuliskan rumus hukum kekekalan eneri mekanik disertai keterangannya
3. Bagaimana hubungan hukum kekekalan eneri mekanik dengan
a. Jumlah energy mekanik setiap saat
b. Pada peristiwa benda dijatuhkan bebas pada ketinggian tertentu
4. Sebutkan contoh aplikasi hukum kekekalan eneri mekanik dlm kehidupan sehari-hari minimal 3
5. Kerjakan soal-soal hukum kekekalan energy mekanik
a. Dari LKS Fisika
b. Soal yang dibuat sendiri minimal 8 soal

SOAL ULANGAN GRAVITASI DAN GHS KELAS XI IA

1.Dua buah benda A dan B memiliki massa masing-masing 16 kg dan 25 kg. Benda A terletak pada (0,0) dan B terletak pada (9,0). Sebuah benda C bermassa 12 kg diletakkan diantara A dan B sedemikian rupa sehingga C sama dengan nol. Tentukan koordinat C.


2. Sebuah benda bergetar dengan persamaan simpangan : y = 0.5 sin 0.3πt. Semua satuan dalam SI. Tentukan
a. amplitudo
b. kecepatan anguler
c. frekuensi
d. perioda
e. sudut fase pada t=1 sekon
f. fase pada t=1 sekon
g. beda fase pada t=0.5 sekon dan t=1sekon
h. simpagannya pada saat fasenya 1/3
i. kecepatan getar pada saat fasenya 1/3
j. percepatan getar pada saat fasenya 1/3
k. energi total
l. energi kinetic pada saat fasenya 1/3
m. energi potensial pada saat fasenya 1/3

SOAL ULANGAN PERSAMAAN GERAK KELAS XI IA

1. Sebuah benda bergerak dengan persamaan posisi r=(3t2+6t-4)i +(2t2+5t)j , semua satuan dalam SI. Tentukan
a. vector posisi benda pada t = 2 sekon
b. vector kecepatan rata-rata dan besarnya kecepatan rata-rata benda pada t=1s s.d t=2s.
c. vector kecepatan dan besarnya benda pada t=2s.
d. vector percepatan rata-rata dan besarnya percepatan rata-rata benda pada t=1s s.d t=2s.
e. vector percepatan dan besarnya percepatan benda pada t=1s s.d t=2s.

2. Sebuah benda mempunyai persamaan kecepatan vx= 2t+2 dan vy= t-3. Semua satuan dalam sekon. Tentukan:
a. posisi benda pada t=1 sekon jika posisi benda mula-mula (5,3)m.
b. percepatan benda pada t=10 sekon


3. Sebuah benda dilemparkan dengan kecepatan awal 40 m/s dengan sudut eevasi α (tg α =4/3). g=10 m/s2. Tentukan
a. posisi bola setelah 2 sekon
b. kecepatan benda pada t=2 sekon
c. waktu yang diperlukan sampai titik puncak
d. koordinat titik puncak
e. waktu di udara
f. koordinat jarak tembak maksimum

SOAL ULANGAN GELOMBANG KELAS XII IA

1. Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan simpangan : y = 0.5 sin (0.3πt -0.4πx). Semua satuan dalam SI. Tentukan
a. amplitudo
b. kecepatan anguler
c. frekuensi
d. perioda
e. bilangan gelombang
f. panjang gelombang
g. kecepatan rambat
h. sudut fase pada t=1 sekon pada x=0.5 m
i. fase pada t=1 sekon pada x=0.5m
j. beda fase pada pada x=0.5 m dan x=0.8m
k. simpangannya pada saat t=1s pada x=0.5 m
l. kecepatan getar pada saat t=1s pada x=0.5m
m. percepatan getar pada saat t=1s pada x=0.5m
n. energi total
o. energi kinetic pada saat fasenya 1/3
p. energi potensial pada saat fasenya 1/3

2. Seutas tali panjangnya 250 cm digetarkan naik-turun sehingga terjadi gelombang stasioner dengan ujung bebas. Jika letak simpul ke 4 terjadi pada jarak 215 cm dari asal getran, tentukan
a. panjang gelombang
b. perut ke 10 dari asal getaran
c. simpul ke 12 dari asal getaran


3. Seutas tali panjangnya 200 cm digetarkan naik-turun sehingga terjadi gelombang stasioner dengan ujung terikat. Jika letak simpul ke 5 terjadi pada jarak 30 cm dari ujung terikat, tentukan
a. panjang gelombang
b. perut ke 10 dari asal getaran
c. simpul ke 12 dari asal getaran
Diketahui: