Science

Slider

Gambar tema oleh kelvinjay. Diberdayakan oleh Blogger.

Recent Tube

Biologi

Fisika

Gaya Hidup

Hot News

Kelas 7

Kelas 8

Mengenal Atom

 Mengenal Atom

Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat-sifat kimia unsur tersebut. Atom terdiri dari tiga jenis partikel dasar, yaitu proton, neutron, dan elektron, yang masing-masing memiliki peran penting dalam menentukan sifat atom. Berikut adalah bagian-bagian utama atom:

1. Inti Atom (Nukleus):

  • Proton: Partikel bermuatan positif (+). Jumlah proton dalam inti atom menentukan nomor atom dan identitas unsur. Misalnya, hidrogen memiliki 1 proton, sementara karbon memiliki 6 proton.
  • Neutron: Partikel yang tidak bermuatan (netral). Neutron membantu menstabilkan inti atom dan berperan dalam isotop (variasi unsur yang memiliki jumlah neutron berbeda).

2. Elektron:

  • Elektron: Partikel bermuatan negatif (-) yang mengelilingi inti atom dalam lapisan atau orbit. Elektron bergerak sangat cepat di sekitar inti dan bertanggung jawab atas interaksi kimia atom dengan atom lain. Jumlah elektron pada atom netral sama dengan jumlah proton.

Gambaran Struktur Atom:

Atom bisa dibayangkan seperti sistem tata surya mini. Inti atom (terdiri dari proton dan neutron) adalah pusat atom, dan elektron bergerak mengelilinginya dalam orbit. Namun, tidak seperti planet yang bergerak dalam lintasan tetap, elektron berada dalam awan elektron, yang merupakan wilayah probabilitas di mana elektron kemungkinan besar ditemukan.

Komponen Utama Atom:




Sifat Dasar Atom:

  • Atom secara keseluruhan bersifat netral karena jumlah proton (bermuatan positif) sama dengan jumlah elektron (bermuatan negatif).
  • Atom dapat kehilangan atau mendapatkan elektron, membentuk ion (atom bermuatan). Jika atom kehilangan elektron, ia menjadi kation (ion positif), dan jika atom mendapatkan elektron, ia menjadi anion (ion negatif).

Ukuran Atom:

Atom sangat kecil, dengan ukuran rata-rata sekitar 0,1 hingga 0,5 nanometer (1 nanometer = 1 miliar meter). Karena itu, atom tidak bisa dilihat dengan mata telanjang, tetapi bisa dipelajari menggunakan alat khusus seperti mikroskop elektron.

Peran Atom dalam Kimia:

Atom adalah blok bangunan dari semua materi di alam semesta. Semua zat yang kita lihat dan sentuh, dari air hingga udara, terdiri dari atom-atom yang saling berikatan membentuk molekul. Ketika atom-atom bergabung melalui reaksi kimia, mereka membentuk zat yang lebih kompleks, seperti senyawa kimia.

Kesimpulan: Atom adalah unit dasar dari materi yang terdiri dari inti atom (proton dan neutron) serta elektron yang mengelilinginya. Atom merupakan dasar dari semua unsur dan memainkan peran utama dalam berbagai reaksi dan sifat kimia.



Nomor atom dan nomor massa adalah dua konsep penting dalam memahami sifat unsur dalam tabel periodik. Berikut adalah penjelasannya:

1. Nomor Atom (Z)

  • Definisi: Nomor atom adalah jumlah proton dalam inti atom suatu unsur.
  • Pentingnya: Nomor atom menentukan identitas unsur tersebut. Misalnya, unsur dengan nomor atom 1 adalah hidrogen, sementara nomor atom 6 adalah karbon.
  • Lokasi di Tabel Periodik: Nomor atom biasanya ditulis di atas simbol unsur dalam tabel periodik.

Contoh:

  • Hidrogen (H) memiliki nomor atom 1, artinya ada 1 proton dalam inti atom hidrogen.
  • Oksigen (O) memiliki nomor atom 8, artinya ada 8 proton dalam inti atom oksigen.

2. Nomor Massa (A)

  • Definisi: Nomor massa adalah jumlah total proton dan neutron dalam inti atom.
  • Rumus : Nomor Massa = Jumlah Proton+Jumlah Neutron
  • Pentingnya: Nomor massa menunjukkan massa atom suatu unsur. Proton dan neutron memiliki massa hampir sama, sementara massa elektron sangat kecil sehingga bisa diabaikan.

Contoh:

  • Isotop karbon yang paling umum adalah karbon-12 (⁶C), yang memiliki 6 proton dan 6 neutron. Jadi, nomor massa karbon-12 adalah 12.
  • Oksigen-16 (⁸O) memiliki 8 proton dan 8 neutron, jadi nomor massanya adalah 16.

Hubungan Nomor Atom dan Nomor Massa:

  • Nomor atom (Z): Menentukan identitas unsur dan posisinya dalam tabel periodik. Setiap unsur memiliki nomor atom yang unik.
  • Nomor massa (A): Bervariasi antara isotop unsur yang sama karena isotop memiliki jumlah neutron yang berbeda. Misalnya, karbon memiliki isotop karbon-12 (6 proton dan 6 neutron) dan karbon-14 (6 proton dan 8 neutron).

Contoh Tabel:


Kesimpulan:

  • Nomor atom: Jumlah proton, yang menentukan identitas unsur.
  • Nomor massa: Jumlah proton + neutron, yang menentukan massa atom.

Tabel periodik biasanya menyajikan nomor atom untuk setiap unsur, sementara nomor massa sering dinyatakan dalam bentuk massa atom rata-rata yang mempertimbangkan berbagai isotop dari unsur tersebut.

ATOM Bermuatan (ION)

Atom bermuatan disebut ion. Ion terbentuk ketika atom kehilangan atau mendapatkan elektron, sehingga jumlah elektron tidak lagi seimbang dengan jumlah proton. Karena proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif, perubahan jumlah elektron menyebabkan atom memiliki muatan. Ada dua jenis ion:

1. Kation (Ion Bermuatan Positif):

Atom yang kehilangan elektron akan memiliki lebih banyak proton daripada elektron, sehingga muatannya menjadi positif. Ion ini disebut kation.

Contoh:

  • Atom natrium (Na) kehilangan 1 elektron menjadi Na⁺.
  • Atom magnesium (Mg) kehilangan 2 elektron menjadi Mg²⁺.

2. Anion (Ion Bermuatan Negatif):

Atom yang mendapatkan elektron akan memiliki lebih banyak elektron daripada proton, sehingga muatannya menjadi negatif. Ion ini disebut anion.

Contoh:

  • Atom klor (Cl) mendapatkan 1 elektron menjadi Cl⁻.
  • Atom oksigen (O) mendapatkan 2 elektron menjadi O²⁻.

Dalam keadaan netral, atom memiliki jumlah proton dan elektron yang sama, sehingga muatannya seimbang. Namun, ketika elektron ditambahkan atau dihilangkan, atom tersebut menjadi bermuatan.

Contoh Sederhana:

  • Na (netral): 11 proton, 11 elektron.
  • Na⁺ (kation): 11 proton, 10 elektron → bermuatan positif.
  • Cl (netral): 17 proton, 17 elektron.
  • Cl⁻ (anion): 17 proton, 18 elektron → bermuatan negatif.

Ion-ion ini berperan penting dalam berbagai proses kimia, seperti pembentukan garam (Na⁺ + Cl⁻ → NaCl) dan aliran listrik dalam larutan (elektrolit).


Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah.


 

A. Apa Itu  Sains?

 Sains adalah Biologi

BIOLOGI adalah ilmu tentang makhluk hidup. Ada banyak cabang cabang dalam Biologi. Misalnya, Zoologi  adalah ilmu tentang binatang; Botani  ilmu tentang tumbuhan; Entomologi ilmu tentang serangga; dan  Mikrobiologi ilmu tentang makhluk hidup yang  sangat kecil  dan hanya bisa  terlihat dengan bantuan mikroskop.

Sains adalah Fisika

FISIKA adalah ilmu tentang gejala dan  fenomena alam  dan  sifat  benda-benda di sekitar kita termasuk tentang perpindahan dan  energi. Beberapa cabang ilmu Fisika, misalnya Mekanika adalah ilmu tentang gerak benda; Elektronika ilmu tentang arus listrik dan magnet; dan  Optika  Geometris tentang alat-alat optik.

Sains adalah Kimia

KIMIA adalah ilmu tentang berbagai hal mengenai materi, yaitu  terbuat dari  apa,  sifat  dan perubahan dalam suatu reaksi kimia.  Cabang ilmu Kimia antara lain,  Farmasi yaitu  ilmu tentang obat[1]obatan; Radiokimia tentang zat-zat radioaktif; Kimia Organik tentang bahan- bahan kimia  yang  ada  pada makhluk hidup; serta Kimia Anorganik tentang bahan kimia dalam benda-benda.

Sains adalah Geologi

GEOLOGI adalah ilmu mengenai Bumi dan  perubahannya. Beberapa cabang ilmu Geologi antara lain,  Vulkanologi yaitu  ilmu tentang gunung berapi; Seismologi yaitu  ilmu tentang gempa bumi;  serta Palentologi yaitu  ilmu tentang fosil yang  dapat membantu kita mengetahui umur suatu tempat dan  kebudayaan zaman itu

Sains adalah Astronomi

ASTRONOMI adalah ilmu tentang planet, bintang dan  alam  semesta. Semua benda langit dipelajari dalam astronomi termasuk Matahari dan  terjadinya gerhana, komet, dan  asteroid.

Sains adalah Ekologi

EKOLOGI adalah ilmu tentang interaksi atau hubungan timbal balik  balik  antara makhluk hidup dengan lingkungan di sekitarnya. Bidang ilmu ini membahas tentang berbagai masalah lingkungan, misalnya polusi  udara, tanah, dan  air,  serta efek perubahan iklim dan kepunahan hewan tertentu.

Jadi apakah sebenarnya Sains itu?

“Sains adalah ilmu pengetahuan sistematis tentang alam  dan  dunia fisik” (https://kbbi.web.id/sains, 23 September 2020).

B. Laboratorium  IPA

Setiap ruangan memiliki alat-alat khusus sesuai fungsi  ruangan tersebut. Demikian pula ruang laboratorium IPA yang  berbeda dibandingkan ruang kelas. Laboratorium biasanya digunakan untuk melakukan percobaan atau eksperimen.

1.  Alat-alat Laboratorium IPA

Di dalam laboratorium terdapat alat-alat yang  digunakan oleh para ilmuwan untuk melakukan eksperimen dan  membuat pengamatan dengan tepat dan  akurat.



Berikut ini beberapa alat  laboratorium yang  akan di gunakan untuk berbagai percobaan IPA

·       gelas ukur (untuk mengukur bahan)

·         spatula (untuk mencampur bahan)

·         gelas kimia tabung reaksi

·         labu  Erlenmeyer (untuk mengamati benda berukuran sangat kecil)

·         mikroskop (untuk mengukur dengan tingkat ketelitian sampai seperseratus milimeter)

·         vernier caliper (untuk mengukur bahan)

·         neraca pegas

·         thermometer

·         (untuk mengamankan/menjepit alat  lain)

·         segitiga porselen tang krusibel statif

·         bosshead

·         klem

 

Ada banyak lagi alat-alat laboratorium lainnya, seperti : cawan petri, cermin, lensa, garpu tala, berbagai jenis  logam, kabel listrik dan  bola lampu serta macam-macam alat  ukur lainnya.

 2.  Menggambar Diagram Alat-alat Laboratorium

 Sering kali dalam membuat laporan percobaan, kalian perlu menggambarkan susunan alat yang  digunakan dalam percobaan tersebut. Sesuai kesepakatan ahli Sains di seluruh dunia, diagram alat  digambarkan dalam bentuk 2-dimensi (2D), yaitu  berupa kurva dan  garis.

 Berikut ini Diagram alat  digambarkan dalam bentuk 2-dimensi

 C. Merancang Percobaan

 Ilmuwan Sains bekerja seperti detektif dalam hal mengamati, bertanya, melakukan penyelidikan, mengumpulkan bukti-bukti lalu menyimpulkan. Cara kerja seperti ini disebut sebagai metode ilmiah.

 “Metode ilmiah  adalah cara atau pendekatan yang  dipakai dalam penelitian suatu ilmu” (https://kbbi.web. id/metode, 23 September 2020).

Tahapan-tahapan dalam metode ilmiah  tersebut dilakukan secara berurutan, yaitu  sebagai berikut.

  1. Melakukan pengamatan atau observasi.
  2. Membuat hipotesis dan  mengidentifikasi variabel.
  3. Membuat rancangan percobaan.
  4. Melakukan eksperimen atau percobaan.
  5. Mengumpulkan dan  menyajikan data.
  6. Menarik kesimpulan.

 1.  Pengamatan dalam Sains

 Pada saat menciptakan suatu penemuan, ide para ilmuwan Sains biasanya diilhami dari pengamatan yang  mereka lakukan di lingkungan sekitarnya. Dari pengamatan mereka inilah, munculnya pertanyaan yang  akan mereka teliti. Pertanyaan ini mereka uji dalam suatu penelitian. Inilah  tahapan pertama dalam metode ilmiah.

 2.  Penentuan Tujuan Percobaan

 Dari pengamatan di lingkungan sekitar, maka kita  menentukan dulu  masalah yang  akan diteliti. Dalam  konteks percobaan IPA, masalah ini dapat dituliskan dalam bentuk pertanyaan atau dalam bentuk pernyataan untuk diuji, yang  disebut juga  dengan tujuan percobaan.

 Tujuan percobaan haruslah dapat diuji, dapat dilakukan dan  bukan merupakan pendapat pribadi.

 3.  Menuliskan Hipotesis (Dugaan)

 Hipotesis merupakan perkiraan sementara atau dugaan dari  jawaban terhadap tujuan percobaan yang  akan diselidiki.

 Dengan kata  lain,  hipotesis itu harus bersifat logis atau masuk akal.  Hipotesis semakin lengkap apabila didukung oleh alasan dari  segi  ilmu Sains atau ilmiah.

 4.  Variabel-variabel

 Suatu variabel adalah faktor, kondisi, unsur, yang  dapat berupa angka atau jenis-jenis yang menentukan dalam suatu percobaan. Suatu percobaan memiliki tiga  macam variabel, yaitu variabel bebas, terikat dan  kontrol.

 “Variabel bebas adalah faktor, hal, atau unsur yang  dianggap dapat menentukan variabel lainnya” (https://kbbi.web.id/variabel, 23 September 2020).

Sedangkan “variabel terikat adalah gejala yang  muncul atau berubah dalam pola yang  teratur dan  biasa diamati atau karena berubahnya variabel lain”

(https://kbbi.web.id/variabel, 23 September 2020).

 Adapun variabel kontrol adalah faktor yang  dibuat tetap sama selama percobaan.

 5.  Prosedur Percobaan

 Dalam  merancang percobaan kita  perlu mempersiapkan segala alat-alat dan  bahan-bahan yang  diperlukan dan  membuat urutan langkah[1]langkah yang  rinci  yang  akan dilakukan dalam percobaan tersebut, agar tidak  ada  yang  terlupakan. Urutan langkah-langkah ini disebut juga  dengan prosedur percobaan.

 Berikut ini tahapan dalam merancang suatu percobaan.

  1. Menentukan tujuan percobaan berdasarkan pengamatan keadaan sekitar.
  2. Menuliskan hipotesis atau dugaan sementara hasil  percobaan.
  3. Mengidentifikasi variabel-variabel terkait dalam percobaan.
  4. Mendaftarkan alat  dan  bahan yang  dibutuhkan.
  5. Menuliskan prosedur percobaan.

 D. Pengukuran

 1.  Pengamatan Selama Eksperimen

 Pengamatan yang  dilakukan selama percobaan dapat dilakukan secara kualitatif, yaitu deskripsi dengan menggunakan kata-kata saja.

Pengamatan juga  dapat dilakukan secara kuantitatif atau dinyatakan dalam angka-angka. Pengukuran sangat penting dilakukan dalam suatu eksperimen untuk dapat memperoleh jawaban atas tujuan percobaan kita.  Pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan dalam Sains.

 2.  Besaran

 Besaran adalah istilah yang  digunakan untuk menunjukkan pada sesuatu yang  bisa  diukur dan  memiliki nilai.  Contoh yang  diberikan di atas adalah volume  air yang  diukur dengan menggunakan gelas ukur, juga  suhu air setelah dipanaskan. Volume  dan  suhu adalah contoh besaran. Ada lagi banyak contoh besaran lainnya, misalnya panjang, massa, waktu, berat dan  sebagainya. Dalam  ilmu Sains, dikenal dua  macam besaran, yaitu  besaran pokok  dan besaran turunan.

Besaran Pokok adalah besaran yang  dijadikan dasar untuk menetapkan besaran lainnya.

Besaran Turunan adalah besaran yang  ditetapkan berdasarkan besaran pokok

Panjang dan  waktu adalah besaran pokok  sementara kecepatan adalah besaran turunan karena kecepatan dihitung dari  besaran pokok.  Ada lebih  banyak besaran turunan dibandingkan besaran pokok.

Tujuh  Besaran Pokok dan  Beberapa Contoh Besaran Turunan Disertai Satuan Standar Internasional (SI)

(Ingat PA WA I SU KA MA JU)



 3.  Satuan

 Dalam  melakukan pengukuran, agar seragam maka dianggap perlu untuk menetapkan suatu pembanding dalam pengukuran. Pembanding ini tetap, tidak  berubah-ubah dan  dapat digunakan secara umum di mana saja.  Inilah  yang  disebut sebagai satuan baku.

 4.  Teknik Pengukuran yang Benar

 Pemilihan alat  ukur  sangat penting agar dapat memperoleh hasil  percobaan yang  akurat. Pengukuran pun  perlu dilakukan dengan cermat agar hasilnya tepat.

Hal-hal  yang  harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran yaitu  sebagai berikut.

 Selalu perhatikan bahwa alat  ukur  yang  digunakan selalu pada angka 0 sebelum kalian mulai  mengukur.

  1. Pastikan alat  ukur  yang  digunakan sudah mengukur secara tepat, misalnya jika mengukur suhu cairan, termometer ada  di dalam cairan, bukan di atasnya juga  tidak menyentuh wadah cairan. Bila mengukur waktu, stopwatch dinyalakan tepat pada saat percobaan mulai  dilakukan, dan  dihentikan tepat pada saat percobaan telah selesai.
  2. Selalu catat pengukuran disertai satuannya. Gunakan simbol  satuan yang  benar.
  3. Hindari kesalahan paralaks, di mana pengamatan tidak  dilakukan sejajar dengan skala benda terukur. Mata  kalian perlu sejajar dengan pembacaan skala pengukuran. Apabila terjadi kesalahan paralaks, maka hasil  pengukuran bisa  terlalu rendah atau terlalu tinggi dari  yang  semestinya.
  4. Segera mencatat hasil  pengukuran. Jangan mengandalkan ingatan saja  karena keterbatasan manusia mengingat.
  5. Cairan biasanya memiliki bentuk yang  tidak  rata atau cembung sehingga dalam mengukur volume  cairan, selalu bacalah skala pada sisi cembung cairan tersebut.

 E. Pelaporan Hasil Percobaan

 1.  Penyajian Data  Percobaan

 Setelah melakukan pengukuran dalam penyelidikan, hasilnya perlu kita  tunjukkan dalam bentuk yang  mudah dipahami oleh pembaca. Oleh karena itu digunakan bentuk tabel yang dilengkapi dengan besaran dan  satuan. Hasil  pengukuran ini sering disebut sebagai data percobaan.

Data  percobaan haruslah bisa  menjawab tujuan percobaan yang  telah kita  tetapkan dalam rancangan percobaan tersebut. Dengan kata  lain menyatakan hubungan antara variabel bebas dan  variabel terikat.

 2.  Menarik Kesimpulan

 Setelah menyajikan data, tentunya kita  perlu menyimpulkan hasil  percobaan kita.  Inilah bagian akhir dari  suatu penelitian, yaitu  menulis kesimpulan dari  data percobaan.

 3.  Melaporkan Hasil Percobaan secara Lengkap

 Suatu penelitian perlu dilaporkan secara lengkap agar percobaan tersebut dapat diulangi oleh peneliti Sains lainnya. Laporan ini terdiri atas rancangan dan  hasil  percobaan.

Bagian-bagian dari  suatu laporan percobaan adalah sebagai berikut.

a.      Tujuan Percobaan

b.      Hipotesis

c.       Variabel

d.      Alat dan  Bahan

e.      Prosedur

f.        Pengumpulan & Pengolahan Data  Percobaan

g.      Kesimpulan

 

Usaha dan Pesawat Sederhana

 


Kompetensi Dasar 

3.3 Memahami konsep usaha, pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia.

4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari.


Usaha

Suatu gaya yang bekerja pada benda dikatakan melakukan usaha bila gaya tersebut menyebabkan

benda berpindah. Usaha merupakan besaran skalar karena tidak memiliki arah dan hanya memiliki besar.

Perpindahan suatu benda bergantung pada besar gaya yang mengenainya. Makin besar gaya yang

mengenai suatu benda, maka makin jauh pula perpindahannya sehingga usaha yang dilakukan pun

semakin besar.

Dalam fisika, agar usaha dapat berlangsung, maka harus ada gaya yang dikerahkan hingga menempuh

jarak tertentu. Jadi usaha dalam ilmu fisika didefinisikan sebagai besarnya gaya F yang digunakan untuk

memindahkan benda sejauh S.

1. Perhitungan Usaha

Bagaimana menghitung besarnya usaha? Coba perhatikan pernyataan berikut ini: Eka memindahkan TV ke ruang tamu, sedangkan Rafi memindahkan vas bunga ke ruang tamu dan menaruhnya di samping TV. Dari pernyataan tersebut siapa yang melakukan usaha paling besar?

Besar usaha yang dilakukan bergantung pada besar dan arah gaya yang dikerahkan dan perpindahan benda selama gaya dikenakan. Dari pernyataan tersebut Eka yang paling banyak melakukan usaha, karena untuk memindahkan TV ke ruang tamu perlu gaya yang besar untuk mengangkatnya daripada membawa vas bunga ke ruang tamu.

Ketika sebuah gaya bekerja pada arah yang sama dengan arah gerak benda, usaha dapat dihitung dengan cara berikut.

Jawab:
W = F × S
= 200 N × 2,5 m
= 500 J

Jadi, usaha yang dilakukan untuk memindahkan meja sebesar 500 J.

2. Hubungan Energi dan Usaha

Untuk melaksanakan kegiatan sehari-hari, kalian membutuhkan energi yang dapat kalian peroleh dari makanan. Makanan mengandung energi kimia yang siap untuk diproses di dalam tubuh. Energi yang dihasilkan oleh tubuh dapat digunakan untuk melakukan usaha. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha.

a. Hubungan usaha dengan energi kinetik

Hubungan usaha dan energi pada sebuah energi kinetik ini saling bersinggungan. Dimana energi adalah sebuah kemampuan yang dibutuhkan untuk melakukan sebuah usaha. Dalam sebuah rumus kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dihilangkan akan tetapi bisa diubah.

Energi kinetik sendiri adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak. Dengan demikian jika benda bergerak semakin cepat maka semakin tinggi pula energi kinetik yang dimiliki. Energi ini bisa dilihat dari berbagai benda seperti roda, benda jatuh, dan makhluk yang bergerak.

Jika sebuah benda memiliki masa dan bergerak dengan kecepatan konstan dan diberikan gaya akan berakibat benda bergerak menjauh. Dengan demikian, dapat dihitung usaha dari sebuah gaya konstan berupa hasil kali gaya dengan jarak perpindahan benda. Hubungan usaha dan energi akan saling mendorong dengan hasil usaha yang berbeda tergantung energi yang diberikan.

Dengan demikian jika energi yang diberikan lebih besar maka usaha yang dihasilkan juga lebih besar. Begitupun sebaliknya jika energi kecil maka usaha juga lebih kecil. Hal ini berbanding lurus dengan jarak benda yang bisa ditempuh dengan usaha yang besar maka jarak tempuh juga akan menjadi lebih jauh. 

Secara matematis, hubungan usaha dengan energi kinetik dapat dirumuskan sebagai berikut.


Contoh Soal:

Sebuah benda yang sedang bergerak mempunyai energi kinetik 500 Joule. Benda tersebut
dipercepat hingga energi kinetiknya 600 Joule. Hitunglah usaha yang dilakukan benda tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Ek1 = 500 J
Ek2 = 600 J
Ditanyakan: W = …?
Jawab:
W= Ek2 – Ek1
    = 600 – 500
    = 100 J

Jadi, usaha yang dilakukan untuk benda tersebut adalah 100 J.

b. Hubungan usaha dengan energi potensial

Hubungan usaha dan energi pada sebuah energi potensial adalah sebagai hasil perkalian dari besaran gaya yang diberikan dan berakibat pada berpindahnya benda. Perpindahan benda yang terkena usaha adalah seorang dengan gaya yang diberikan. Energi potensial sendiri adalah sebuah energi yang masih berada di dalam benda atau bisa dibilang tersembunyi. Karena itulah pada sebuah energi potensial membutuhkan sebuah usaha untuk menggerakkan benda. Dengan demikian hubungan antara usaha serta energi pada hal ini adalah sebuah dorongan untuk mendapatkan sebuah hal.

Energi potensial sendiri ada beberapa macam. Pertama adalah energi pegas atau potensial pegas. Energi ini adalah sebuah energi dari suatu benda uang dimiliki karena kedudukan atau keadaan benda itu sendiri. Kemampuan dari sebuah pegas untuk kembali menuju posisi semula ini yang disebut dengan energi potensial pegas. Besarnya gaya yang dihasilkan bergantung pada pertambahan panjang yang diberikan karena sebuah usaha.

Secara matematis, hubungan antara usaha dengan energi potensial dapat dirumuskan sebagai berikut.


Keterangan:
W = usaha atau kerja (J)
delta Ep = perubahan energi potensial (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)

Contoh Soal:
Sebuah batu bermassa 6 kg jatuh dari ketinggian 15 m ke suatu tempat yang tingginya 5 m. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya berat batu itu?
Penyelesaian:

Diketahui:
m = 6 kg
h1 = 15 m
h2 = 5 m
Ditanyakan: W = …?
Jawab:
W = Ep
    = m × g × (h2 – h1)
    = 6 × 9,8 × (15 – 5)
    = 58,8 × 10
    = 588 J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya berat batu tersebut adalah 588 Joule.


Gerak Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar


Pernahkah kamu berpikir mengapa benda dapat bergerak? Apa yang menyebabkan benda dapat bergerak? Gerak seperti apa yang dilakukan oleh benda saat memperoleh gaya? Apakah lingkungan sekitar benda dapat memengaruhi gerak benda? Agar kamu dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, ayo kita pelajari materi tentang gerak berikut ini dengan penuh semangat!

Kita wajib bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena kita telah diberi tangan dan kaki, sehingga kita dapat dengan mudah mengambil barang-barang yang kita butuhkan atau bergerak menuju suatu tempat yang kita inginkan. Ketika kita bergerak menuju suatu tempat, tentu kita akan melintasi suatu lintasan dengan kecepatan tertentu dan memerlukan waktu tertentu pula. Tahukah kamu bagaimana hubungan antar ketiganya? Pernahkah kamu berpikir bagaimana kaki dan tangan, maupun organ tubuhmu yang lain dapat bergerak? Agar mengetahuinya, ayo pelajari bab ini dengan penuh antusias! 


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


Sebelum kamu mempelajari gerak lurus, perhatikan Gambar 1.2! Coba hitung berapa besar jarak dan perpindahan yang kamu lakukan saat melakukan perjalanan dari rumah ke sekolah dan dari sekolah kembali ke rumah!

Setiap hari kamu berangkat dari rumah ke sekolah kemudian kembali lagi ke rumah. Misalnya, jika diukur jarak rumah ke sekolah 2 km, maka jarak tempuh yang kamu lakukan setiap hari adalah 4 km. Namun perpindahan yang kamu lakukan bernilai nol km. Mengapa demikian? 

Ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan. Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan akhir benda, atau dengan kata lain perpindahan merupakan jarak lurus resultan dari posisi awal sampai posisi akhir. Sekarang pikirkan perjalanan saat kamu pergi dari rumah ke sekolah. Apakah kendaraan yang kamu tumpangi melaju dengan kecepatan tetap? 

Bagaimana kamu dapat mengukur besar kecepatan kendaraan yang kamu tumpangi? 
Perhatikan Gambar 1.3! Pada tersebut tampak seorang atlet yang bergerak lurus beraturan mampu 5 Ilmu Pengetahuan Alam menempuh jarak 30 meter dalam waktu 6 sekon. Dengan kata lain, atlet tersebut mampu menempuh jarak 5 meter setiap sekonnya. Kemampuan atlet dalam menempuh jarak (s) tertentu setiap sekonnya (t) disebut sebagai kelajuan atau secara matematis dapat ditulis:  


Tahukah kamu bagaimana cara mengukur kelajuan kendaraan bermotor? Apakah benar dengan menggunakan speedometer? Ternyata, speedometer yang ada di kendaraan tidak mengukur kecepatan gerak, tetapi mengukur kelajuan. Perhatikan Gambar 1.4!


Angka yang ditunjukkan pada speedometer selalu berubah-ubah. Hal ini menunjukkan kelajuan sesaat mobil yang sedang bergerak. Berdasarkan pernyataan tersebut, dapatkah kamu mendefinisikan apa yang dimaksud dengan kelajuan sesaat? Berdasarkan Gambar 1.4 dapatkah kamu menentukan kelajuan sesaat mobil pada saat 2 sekon, 4 sekon, dan 8 sekon? Pada mobil tertentu, biasanya dilengkapi oleh alat yang disebut dengan Global Positioning System (GPS) untuk menginformasikan posisi, kecepatan, arah, dan waktu secara akurat. Perhatikanlah Gambar 1.5, terlihat pada GPS mobil melaju dengan kelajuan yang tetap, yaitu 20 m/s atau 72 km/jam. Tahukah kamu apa artinya?
Jika kelajuan mengukur jarak tempuh, maka kecepatan mengukur perpindahan (∆s, dengan ∆ adalah perubahan/selisih) gerak benda tiap satuan waktu (t).
Meskipun kelajuan dan kecepatan memiliki definisi konsep yang berbeda, namun pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) besar kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v), serta satuan yang sama (m/s).

Saat melakukan perjalanan dari rumah ke sekolah, kendaraan yang kamu tumpangi akan bergerak dengan kecepatan yang berubah-ubah tiap waktu. Perhatikan Gambar 1.6!
Gambar 1.6 menunjukkan mobil yang sedang bergerak menjauhi lampu lalu lintas akan dipercepat, sedangkan saat mendekati lampu lalu lintas akan diperlambat. Percepatan atau perlambatan mobil tersebut dengan mudah dapat diamati dari adanya perubahan besar kelajuan mobil yang ditunjukkan oleh jarum speedometer atau angka yang muncul pada GPS. Secara matematis, percepatan dapat dirumuskan sebagai berikut.


Setelah melakukan diskusi, apakah kamu telah menemukan besarnya perubahan kecepatan dalam setiap sekon? Berdasarkan data yang terdapat pada Tabel 1.2 dapat diketahui besar perlambatan mobil sebesar 4 m/s2 . Nilai tersebut diperoleh dari:
Karena perubahan kecepatan mobil dalam setiap sekon selalu tetap, maka percepatan gerak mobil adalah tetap sehingga mobil tersebut bergerak lurus berubah beraturan (GLBB). Percepatan benda tidak hanya berlaku pada kendaraan yang sedang bergerak secara horizontal, tetapi juga pada benda yang bergerak secara vertikal. Semua benda yang ada di permukaan bumi mengalami gaya gravitasi bumi. Gaya gravitasi yang dimaksud adalah gaya tarik benda oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan konstan yaitu sebesar 9,8 m/s2 (percepatan gravitasi). Untuk memudahkan dalam perhitungan, percepatan gravitasi bumi dibulatkan menjadi 10 m/s2 .