MODUL FISIKA X IPA SEMESTER GENAP

MODUL FISIKA X IPA HALOW GONZ 34 !!!! BELAJAR FISIKA YUK bersama Pak Adi dan Bu Indri SMA KOLESE GONZAGA

VEKTOR

Pada materi vektor ini kita akan mempelajari beberapa hal : Membedakan besaran skalar dan vektor Menuliskan notasi vektor Mengoperasikan vektor secara segitiga dan poligon Menguraikan komponen vektor

Besaran Besaran Skalar Vektor Jarak Perpindahan Usaha Gaya Kelajuan Kecepatan Energi Momentum Massa Berat Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar atau nilai Besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah

Besar dan Arah Vektor Dua vektor arah Dua vektor arah nya dan nilainya sama beda dan nilainya sama Dua vektor arah nya Dua vektor arah nya sama dan nilainya beda beda dan nilainya beda

Vektor biasanya di tulis dengan huruf yang di bold atau diberi tanda panah. Titik A : pangkal vektor Titik B: ujung vektor Tanda panah : arah vektor AB Panjang anak panah menunjukkan nilai atau besar dari besaran vektor Arah anak panah menunjukkan arah besaran vektor yang diwakilinya

Metode Segitiga Nah ada dua vektor yaitu vektor A dan vektor B seperti di bawah ini Contoh penerapan metode segitiga =+ =+

1. Gambarkanlah hasil operasi vektor di bawah ini menggunakan metode segitiga a. = + b. = + c. = + d. = + Nah, untuk pembahasannya scan di bawah ini ya .... atau bisa akses link di bawah ini https://youtu.be/ZqrbdqXLqVY

2. Tuliskan hasil persamaan operasi vektor di bawah ini menggunakan metode segitiga a. b. c. d. Nah, untuk pembahasannya scan di bawah ini ya .... atau bisa akses link di bawah ini https://youtu.be/eKHv_c_0144

3. Mitha berjalan dari SMA Kolese Gonzaga 50 m ke arah barat kemudian berbelok ke selatan menuju Pejaten Vilage sejauh 30 m dan belok lagi ke timur sejauh 10 m. Perpindahan yang dilakukan oleh Mitha dari posisi awal adalah . . . Ans: 50 m Nah, untuk pembahasannya scan di sini ya ....

Metode Poligon Nah dalam metode poligon biasanya terdapat dua atau lebih vektor bisa di operasikan Contoh penerapan metode Poligon = ++ = ++

1. Tuliskan hasil persamaan operasi vektor di bawah ini menggunakan metode poligon. = = = Nah, untuk pembahasannya scan di atas ini ya ....

Metode Jajar Genjang Nah sebelum belajar metode jajar genjang yuk kita mempelajari mengenai trigoniometri Besar panjang vektor resultan Arah vektor resultan

1. Dua buah vektor gaya masing- masing 10 N dan 6N saling mengapit sudut 120˚. Tentukan besar resultan kedua vektor tersebut ! Nah, untuk pembahasannya scan di samping ini ya ....

Besar komponen vektor F pada sumbu x : Besar komponen vektor F pada sumbu y : Besar atau panjang vektor F : Arah vektor F :

Penguraian Vektor Besar atau panjang vektor F : Arah vektor F :

Mari Kita Membuat

Perkalian Titik (dot product) Perkalian titik dari dua vektor A dan B dinotasikan sebagai A . B (dibaca A dot B) Dapat di definisikan sebagai suatu skalar hasil kali dari besar kedua vektor yang di apit sudut kosinus. A . B = AB cos Noted: Beberapa hal yang terkait dengan Bila perkalian titik perkalian titik : digunakan dalam vektor satuan, maka : 1. Berlaku hukum komulatif A.B=B.A 2. Memenuhi Hukum distribusi A(B+C)=AB+BC 3. Apabila kedua vektor saling tegak lurus maka A.B = 0 4. Apabila kedua vektor searah maka A.B=AB 5. Apabila kedua vektor berlawanan arah maka A.B= - AB

Perkalian silang (cross product) Perkalian titik dari dua vektor A dan B dinotasikan sebagai (dibaca A cross B) AxB Dapat di definisikan sebagai suatu vektor yang tegak lurus bidang dimana kedua vektor berada dan hasil kali dari besar kedua vektor yang di apit sudut sinus A x B = AB sin Noted: Bila perkalian silang Beberapa hal yang terkait dengan digunakan dalam perkalian silang : vektor satuan, maka : 1. Tidak berlaku hukum komulatif AxB= -B xA 2. Apabila kedua vektor saling tegak lurus maka A.B = 1 3. Apabila kedua vektor segaris kerja, dapat searah atau berlawanan maka A x B = 0

1.Sebuah gaya F=(2i+3j) melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah sejauh r =(4i+aj). Apabila usaha yang dilakukan sebesar 26 J, maka nilai a sebesar . . .

1.Empat buah vektor memiliki besar dan arah seperti gambar di bawah ini. Buatlah persamaan resultan vektor tersebut ! 2. Dua buah vektor memiliki besar yang sama yaitu 12 N. Apabila besar resultan kedua vektor itu sama dengan 5 N, tentukan sudut apitnya! 3. Jika sebuah vektor 16 N, diuraikan menjadi dua vektor yang saling tegak lurus dan yang salah satunya membentuk sudut 30˚dengan vektor itu. Tentukan besar tiap vektornya

4. Sebuah kapal bergerak dengan kecepatan 15 m/s meninggalkan garis pantai (sumbu x positif) pada arah 120˚. Jika garis yang tegak lurus garis pantai dianggap sebagai sumbu y, tentukan besar komponen vektor kecepatan pada sumbu x dan sumbu y! 5. Tiga buah gaya setitik tangkap ditunjukan sepeerti gambar. Tentukan besar resultan dan arahnya.

GERAK HARMONIK SEDERHANA

Pada materi Gerak Harmonis Sederhana ini kita akan mempelajari beberapa hal : Karakteristik Gerak Harmonik Sederhana Hukum Hooke Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana Gerak Harmonik Sederhana pada pegas Gerak Harmonik Sederhana pada bandul sederhana

Benda yang bergetar atau bergerak bolak - balik (periodik ) Gerakannya selalu melewati posisi kesetimbangan. Percepatan atau gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan posisi/ simpangan benda. Arah percepatan atau gaya yang bekerja pada benda selalu mengarah ke posisi kesetimbangan.

\"Simpangan sebuah pegas sebanding dengan gaya yang ∆kerjakan\" F= k x x Keterangan : F = Gaya Pegas (N) ∆k = konstanta pegas x = perubahan panjang (m) Nah, untuk lebih jelas lagi yuk cobain eksperimen pegas menggunakan phet simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/masses- and-springs-basics/latest/masses-and-springs- basics_en.html

Periode Didefiniskan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu osilasi sempurna. Frekuensi Didefiniskan sebagai jumlah osilasi sempurna per satuan waktu . Ket : T = Periode (s) f = Frekuensi (Hz) Amplitudo Didefinisikan simpangan maksimum dari osilasi sebuah benda dari posisi setimbang.

Kecepatan Sudut Didefiniskan sebagai jumlah perubahan sudut osilasi persatuan waktu. ω=2πf Ket : ω = kecepatan sudut Persamaan Simpangan pada GHS Ket : y = simpangan GHS (m) v = kecepatan (m/s) a = percepatan (m/s2 ) A = Amplitudo (m)

Kecepatan Maksimum Percepatan Maksimum

Periode sistem pegas beban Di bawah ini salah satu sebanding dengan akar kuadrat penerapan GHS pada sebuah massa beban m dan berbanding pegas yang diberi beban. terbalik dengan akar kuadrat konstanta pegas k”. https://phet.colorado.edu/sims/html/m asses-and-springs-basics/latest/masses- and-springs-basics_en.html Maka, dapat memenuhi persamaan : Dengan: T = Periode pegas(s) m = massa beban (kg) k = konstanta pegas

Pegas disusun Seri Pegas disusun Pararel

https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum- lab/latest/pendulum-lab_en.html “Periode bandul sebanding dengan akar kuadrat panjang tali dan berbanding terbalik dengan akar kuadrat percepatan gravitasi”. Maka memenuhi persamaan : Ket: T = Periode pegas(s) l = panjang tali (m) g = percepatan gravitasi (m/s2)

https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum- lab/latest/pendulum-lab_en.html Energi Potensial Pegas Sebuah pegas dengan konstanta pegas k yang teregang sejauh x dari kesetimbangannya akan memiliki energi potensial, sebesar : Ket : Ep = Energi Potensial Pegas (J) k = konstanta pegas x = panjang perubahan pegas( )

Energi kinetik Pegas Sebuah benda bermassa m, bergerak dengan kelajuan v memiliki energi kinetik sebesar: Ket : Ek = Energi kinetik Pegas (J) m = massa beban (kg) v = panjang perubahan pegas(m/s) Energi Total Saat simpangan maksimum (A=maks), kecepatannya nol ( v= 0), maka: Ket : Ek = Energi total (J) k = konstanta pegas A = amplitudo (m)

1.Lima buah pegas di susun secara pararel yang masing – masing mempunyai ketetapan 20 N/m. Kemudian ujung bawahnya digantungi beban 50 N. Hitunglah energi potensialnya ! 2.Tentukan periode pegas apabila sebuah beban bermassa 100 gr digantungkan pada sebuah pegas yang meregang sejauh 10 cm ! 3.Berapakah panjang pendulum pada jam besar yang berdetak sekali setiap detik? Berapa periode jam dengan pendulum yang panjangnya 1 m ? 4.Simpangan x dari sebuah getaran partikel diberikan oleh persamaan y=2 sin (10πt+20X) Dimana y, dalam cm dan t dalam sekon, Tentukan frekuensi, periode dan kecepatan sudut. 5.Perhatikan gambar di bawah ini! Tentukan nilai konstanta pegas A dan nilai konstanta pegas B ! F(N) A B

USAHA DAN ENERGI

DAFTAR ISI Energi Kinetik Usaha dalam Fisika Energi Potensial Hukum kekekalan Energi Mekanik Daya

Energi Kinetik Sebuah benda bermassa ������, bergerak dengan kelajuan ������ dapat dirumuskan : Ket : m = massa benda (kg) v = kecepatan (m/s) Latihan Soal 3.1

Usaha dalam fisika Usaha didefinisikan sebagai kemampuan sebuah gaya dalam melakukan suatu perpindahan. s Pemain basket mengerjakan Penjaga gawang mengerjakan usaha positif ketika melempar usaha negatif untuk bola. menghentikan bola. Ket : = Usaha Luar = Perubahan Energi Kinetik

Usaha oleh Gaya Tetap Komponen gayanya mempunyai arah yang berbeda dengan gerakan mrt, namun diimbangin dengan gaya reaksi dari rel. Syarat suatu usaha terjadi apabila ada gaya yang searah dengan arah gerakan. Ketika gaya F mempunyai arah yang sama dengan arah vektor x, maka gaya F meningkatkan energi kinetik benda sehingga usaha bernilai positif. Ketika gaya F mempunyai arah yang berlawanan dengan arah vektor x, maka gaya menurunkan energi kinetik benda sehingga usaha bernilai negatif.

Suatu keadaan agar gaya dapat dikatakan melakukan usaha : • Benda harus berpindah • Gaya harus searah dengan perpindahan W = F ������ s W = (F cos������)s W = F cos������ s Apabila gaya yang diberikan pada sebuah benda lebih dari satu, maka berlaku persamaan : ������������������������ = ������1 + ������2 + ������3

Latihan Soal 3.2 1.Gaya 15 N diberikan pada benda yang diam bermassa 25 kg pada permukaan horizontal tanpa gesekan selama 10 s. Tentukan : a. Kelajuan akhir benda b. Perubahan EK c. Energi yang dipindahkan kebenda d. Usaha yang dilakukan oleh gaya F e. Usaha yang dilakukan gaya reaksi pada benda

Grafik Gaya Terhadap Posisi (N) untuk mencari usaha total maka dapat diperoleh dari persamaan : Wtotal = ������1 − ������2 Wtotal = luas daerah

Latihan Soal 3.3 1. Perhatikan grafik di bawah ini ! Grafik tersebut adalah grafik gaya terhadap posisi sebuah benda ketika berada dalam keadaan diam di atas bidang miring yang licin. Jika gaya yang dikerjakan pada benda sejajar dengan arah gerakannya, tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya antara a. Antara x = 0 m dan x = 4 m b. Antara x = 4 m dan x = 6 m c. Antara x = 0 m dan x = 10 m

Energi Potensial Suatu benda yang memiliki massa dan berada pada suatu ketinggian akan memilki Energi Potensial. Nah biasa kita kenal sebagai Energi Potensial Gravitasi, dan bisa diperoleh dari persamaan: KET : Ep = Energi Potensial (J) m = massa benda (Kg) h = ketinggian (m) Hubungan usaha dengan energi potensial : Nah, di materi ∆W = Ep akhir - Ep awal sebelumnya kita juga W = Ep sudah mempelajari mengenai Energi Potensial Pegas.

Energi Potensial Yuk, sekarang kita pelajari Energi potensial lebih dalam lagi. Nah di bawah ada sebuah ilustrasi ruang belajar. Sebuah lampu yang massanya 500 gram digantungkan di atas meja terlihat seperti pada gambar di samping ini. a. Hitunglah Energi Potensial lampu terhadap meja b. Hitunglah Energi Potensial lampu terhadap lantai c. Bagaimana hubungan antara ketinggian terhadap energi potensial ?

Energi Mekanik Nah peristiwa energi mekanik biasanya kita alami saat bermain di taman hiburan Salah satunya saat kita atau saat kita main bermain role coaster perosotan di waterboom Hukum Kekekalan Energi Mekanik \" suatu sistem dinamis yang konservatif, besar energi mekanik suatu benda selalu tetap.\"

Hukum Kekekalan Energi Mekanik Yuk untuk memahami lebih dalam kita coba eksperimen phet simulation Energi Mekanik https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate- park/latest/energy-skate-park_en.html Hukum Kekekalan mekanik berkaitan dengan hubungan antara usaha dan energi, baik energi kinetik maupun potensial. ∆ ∆Ep = Ek Ep akhir - Ep awal = Ek akhir - Ek awal Ep + Ek = Ep + EK EM = EM

Daya Nah, maka kita bisa tuliskan nih dalam persamaan : Ket : P = Daya (Watt) W = Usaha (J) t = waktu (s) Apabila, usaha yang dilakukan dalam satuan waktu tertentu , maka : Ket : ∆P = Daya (Watt) E =Perubahan Energi ∆Kinetik atau Potensial ( J) t=Perubahan waktu (s) Presentase Efesiensi

Latihan Soal 3.4 1.Sebuah mobil dari keadaan diam menjadi bergerak dengan kelajuan v. Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan sebesar P. Berapakah jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menaikan kelajuan mobil dari v menjadi 2v ? 2.Sebuah benda yang massanya 3 kg karena pengaruh suatu gaya kecepatannya berubah dari 12 m/s menjadi 20 m/s dalam waktu 5 s. Berapakah besar daya yang bekerja pada benda tersebut ? 3.Sebuah bola dijatuhkan dengan kecepatan 5 m/s dari ketinggian 10 m di atas tanah. Jika massa benda tersebut 4 kg, Tentukan besar energi kinetik dan kecepatan benda saat menyentuh tanah ! 4.Hitunglah energi potensial bola bermassa 10 kg yang berada di atas meja dengan ketinggian 0,6 m terhadap: a. lantai b. Meja c. Rak