MODUL FISIKA XI IPA Semester Genap TP 2223

MODUL FISIKA XI IPA Halo GoNz 35 !!! Yuk BELAJAR FISIKA bersama Pak Bambang dan Bu Indri Semester GANJIL SMA KOLOSE GONZAGA

SUHU DAN KALOR

DAFTAR ISI 1 2 Bab II Suhu dan Kalor 3 Daftar isi 4 Tujuan Pembelajaran 5 Pengenalan Tokoh Fisika 6 Suhu 6 Alat Pengukur Suhu 7 Penentuan Skala Suhu 8 Kalor 9 Perubahan Wujud Zat 10 Asas Black 13 Pemuaian Zat 13 Perpindahan Kalor 14 15 Konduksi 16 Konveksi 17 Radiasi 18 Latihan 2.1 Refleksi Diri Glosarium

TUJUAN PEMBELAJARAN Pada materi Suhu dan Kalor ini kita akan mempelajari beberapa hal : Mengkonsepkan karakteristik termal suatu bahan. Menerapkan karakteristik termal suatu bahan, terutama terkait dengan kapasitas dan konduktivitas kalor dalam kehidupan sehari hari.

Mengenal Tokoh Fisika Seorang fiskawan yang berperan besar dalam berbagai penenmuan. Salah satunya membuat termometer dengan memanfaatkan pemuaian gas. Galileo Galilei 1564 - 1642 Joseph Black Ahli fisika dan pada tahun 1728 - 1799 1760 merupakan orang pertama yang menyatakan prinsip Asas Black yaitu prinsip mengenai perbedaan antara suhu dan kalor.

Suhu Apa yang kalian rasakan saat makan es krim ? Enak ? Seger? Dingin ? mengapa ya kita bisa merasakan dingin saat makan es krim ? Suhu suatu benda dapat kita rasakan dengan anggota tubuh kita, terutama telapak tangan kita. Syaraf yang berada di telapak tangan kita merasakan suhu benda dan diteruskan ke otak kita sehingga kita bisa menyatakan panas atau dingin benda tersebut. Aktivitas 1 \"Konversi Suhu\" Apa yang kalian pikirkan tentang suhu ?? Mengapa kita harus mengetahui satuan - satuan suhu dalam mengukur derajat panas/dinginnya suatu benda/ sistem ? Bagaimana termometer bekerja?

Ukuran kemampuan suatu zat, atau lebih umum dari sistem fisik apa pun, untuk mentransfer energi panas ke sistem fisik lain. Suhu Derajat panas Salah satu dari atau dinginnya berbagai ukuran suatu benda atau numerik standar kemampuan ini, lingkungan. seperti skala Kelvin, Fahrenheit, dan Celsius. Cara kerja Termometer Ketika suhu cairan dalam termometer meningkat, volumenya meningkat. Cairan tertutup dalam kolom kaca (atau plastik) yang tinggi dan sempit dengan luas penampang konstan. Peningkatan volume demikian karena perubahan ketinggian cairan dalam kolom. Peningkatan volume, dan dengan demikian ketinggian kolom cairan, sebanding dengan peningkatan suhu. Hubungan antara suhu dan tinggi kolom adalah linier pada rentang suhu kecil yang digunakan termometer.

Alat Pengukur Suhu Ruang Hampa kPeehnigduunpaaannsteehramroi mhaertie:r dalam Pipa Kapiler TAierrmRaomkseater DTeigrimtaoml eter TGeurnmometer Tangkai Kaca dengan dinding tebal Air Raksa Pentola n dengan dinding tipis Penentuan Skala Suhu Titik didih air 212 80 373 180 80 100 100 Skala 100 32 0 273 0 Titik lebur es Perbandingan Skala Saat melakukan pengukuran suhu C:F:R:K dengan suatu termometer, kita 5:9:4:5 memerlukan acuan yaitu titik didih dan titik beku air.

Kalor Perhatikan eksperimen di bawah ini! Apa yang akan terjadi apabila kita mencampurkan segelas air es dengan segelas air panas? Air panas akan melepaskan sebagian kalornya sehingga suhunya turun dan air dingin akan menerima kalor sehingga air es air panas ??? suhunya naik. Perpindahan kalor dari air panas ke air dingin menyebabkan suhu air menjadi berubah. Berdasarkan fakta eksperimen semakin besar kalor yang diberikan semakin besar pula kenaikan suhunya. Semakin besar massa benda semakin banyak kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya. Maka memenuhi persamaan : Q = m.c.∆T Kapasitas kalor suatu benda adalah jumlah umlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu benda tersebut dinaikkan atau diturunkan 1 K atau 1oC. atau C = mc Ket: Q = Kalor yang dibutuhkan (J) m = massa benda (Kg) ∆c = kalor jenis (J/kg ) T = Perubahan Suhu (K) C = Kapasitas Kalor (J/K)

Perubahan wujud Zat Kalor yang diterima atau dilepaskan suatu zat dapat mengakibatkan pada perubahan wujud suatu zat. Ketika sedang berubah wujud, walaupun terdapat pelepasan atau penyerapan kalor tetapi tidak digunakan untuk menaikkan atau menurunkan suhu. Kalor ini disebut Kalor laten atau L. Kalor laten adalah kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya per satuan massa. Secara matematis : Q = mL Ket : L = Kalor Laten (J/kg) Q = Kalor yang di butuhkan saat perubahan wujud ( J) m= massa zat (kg) Grafik Perubahan wujud Zat

Asas Black Asas Black merupakan bentuk lain dari hukum kekekalan energi. \"Jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor yang diterima”. Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yangsuhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah memenuhi persamaan : Ket:

Pemuaian Zat Apa yang akan terjadi ketika kita memanaskan suatu benda ? Ketika benda dipanaskan, atom-atom dalam benda tersebut bergerak semakin cepat. Akibatnya molekul- molekul benda bergerak saling menjauh, sehingga volume benda semakin membesar. Peristiwa bertambahnya volume akibat adanya kalor mengenai benda, dikenal dengan pemuaian. Pemuaian Panjang Pernahkan kalian memperhatikan rel kereta api di siang hari?? Nah salah satu contoh penerapan pemuain panjang bisa kita lihat dari peristiwa pemuaian rel kereta api Ket

Pemuaian Luas Yuk sekarang kita amati jendela kamar atau jendela rumah masing masing ! Apa yang kalian dapatkan ??? Nah ternyata kaca jenda tersebut diberi sedikit cela/ ruang. Lohh kenapaa ya ??saat kaca dijendela terus menerus terkena panas sinar matahari kaca bisa pecah. Namun saat di beri cela ada ruang untuk terjadi pemuaian pada kaca tersebut sehingga kaca pun tidak akan pecah. Ket Pemuaian Volume Apa yang akan terjadi apabila kita membawa balon di bawah sinar matahari terik ???

DORRR Meletus!! Balon yg dibiarkan lama terkena panas sinar matahari akan meletus. Kok bisa ya?? Yapp bisa dong karena ternyata panas matahari membuat molekul udara di dalam balon bergerak semakin cepat yang akhirnya membuat balon tersebut mengalami pemuaian. Ket Perpindahan Kalor Konduksi Yuk siapkan secangkir air panas dan masukan sebuah sendok logam. Lalu setelah beberapa saat pegang sendok tersebut ? apa kalian rasakan? mengapa hal ini bisa terjadi ? yapp... ketika kita mencelupkan sendok logam kedalam secangkir air panas. Setelah beberapa saat kita merasakan bahwa sendok ikut menjadi panas. LOH KOK BISA ??? Bisa dong karena antara sendok dan air panas memiliki perbedaan suhu dan saling berdekatan. dan Nah peristiwa tersebut dinamakan dengan peristiwa konduksi.

Ket : Q = jumlah kalor yang mengalir (J atau kal) k = konduktivitas termal (J/s m C) ∆t = selang waktu (s) ∆T = perbedaan suhu antara benda dengan fluida (C) A = luas penampang benda (m2 ) Konveksi Saat membuka jendela kamar, maka akan terjadi aliran panas dari luar kamar ke dalam kamar kita, dan kamar kita ikut menjadi panas. Nah peristiwa ini dinamakan dengan konveksi. Syarat terjadinya konveksi yaitu ada perbedaan suhu dari dua benda, dan ada aliran dari zat cair atau gasnya. Ket : Q = jumlah kalor yang mengalir (J atau kal) ∆h = koefisien konveksi (J/s.m. C atau J/s.m.K) T = perbedaan suhu antara benda dengan fluida (C) A = luas penampang benda (m2 )

Radiasi Kalau tangan kita dekat dengan lampu yang berpijar, maka terasa panas. Wah kenapa ya ??? Dari peristiwa diatas, panas dipindahkan melalui cara radiasi. Perpindahan panas secara radiasi dari suatu benda ke bdenda yang lain dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya Panas yang dipancarkan Ket : P =H = Energi yang dipancarkan persatuan waktu (Watt) ≤e = emisitas bahan (0 < e 1) σ = tetapan Stefan-Boltzmann T = suhu mutlak (K) A = luas penampang benda (m2 )

1.Lala melakukan eksperimen dengan mengukur sebuah suhu zat cair menggunakan termometer celcius diperoleh angka 30 derajat Celcius. Kemudian lala melakukan pengukuran menggunakan termometer lain dan diperoleh suhu sebesar 24 derajat Celcius. Berdasarkan percobaan tersebut termometer apa yang Lala gunakan? Jelaskan! 2.Ryan menuangkan air panas bersuhu 90 derajat celcius ke dalam mangkuk aluminum yang bermassa 0,2 kg. Apabila suhu awal mangkuk tersebut 27 derajat Celcius, kalor jenis aluminium 900 J/kgoC, dan kalor jenis air 4.200 J/kgoC. Tentukan suhu setimbangnya! (anggap tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan) 3.Jelaskan mengapa botol termos berkualitas tinggi memiliki lapisan vakum sebagai komponen utama dari kemampuan isolasinya.

Refleksi Diri 1. Apakah aku sudah memahami materi Suhu dan Kalor dengan baik ? 2. Materi apa paling ku sukai dan membuatku bersemangat? 3.Materi apa yang membuatku terkendala ? 4. Core Values apa yang aku dapatkan setelah mempelajari suhu dan kalor ?Sertakan contoh konkretnya!

Glosarium Suhu : derajat panas atau dingin yang dirasakan Kalor indera Kalor jenis : proses transfer energi dari suatu zat ke Kalor Laten zat lainnya dengan di ikuti perubahan suhu Koefisien muai panjang :jumlah kalor yang diperlukan untuk Kapasitas Kalor menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K : kalor yang dibutuhkan benda untuk Azas Black mengubah wujudnya per satuan massa : perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan panjang mula-mula zat, untuk tiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu : Jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu benda tersebut dinaikkan atau diturunkan 1K atau 1oC pada : pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah

Konduksi Glosarium Konveksi Radasi : peristiwa perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel partikelnya : perambatan kalor yang disertai perpindahan massa atau perpindahan partikel partikel zat perantaranya seperti partikel udara : perpindahan kalor pada suatu zat tanpa melalui zat antar

Gerak harmonik sederhana ,Elastisitas dan hukum hooke

TUJUAN PEMBELAJARAN 1.Karakteristik Gerak Harmonik Sederhana 2.Hukum Hooke 3.Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana 4.Gerak Harmonik Sederhana pada pegas 5.Gerak Harmonik Sederhana pada bandul sederhana HUKUM HOOKE \"Simpangan sebuah pegas sebanding dengan gaya yang kerjakan\" ∆F= k . 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

Besaran Fisika Pada GHS 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”. 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/pendul um-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 Anilai koBnstanta pegas B ! F(N)

TUJUAN PEMBELAJARAN Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari - hari Melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan. Mengolah data dan menelaah percobaan hukum Hooke dalam permasalahan kehidupan sehari -hari. Elastisitas Coba kamu amati gambar diatas, pernahkah kamu bermain plastisin? menariknya dan membuat bentuk mainan, bagaimana bentuk plastisin jika ditarik? Apa yang terjadi jika tarikannya dilepaskan? Apakah plastisin tersebut kembali kebentuk semula atau tidak

YUK EKSPERIMEN... Mari kita coba.... Alat dan Bahan yang digunakan: 1. Karet gelang 2. Pegas 3. Tanah liat 4. Plastisin 5. Benda lainnya Prosedur Kerja 1. Ambillah karet gelang, lalu berikan gaya (tarik) dan amati apa yang terjadi. Kemudian catatlah dalam tabel pengamatan 2. Lakukan langkah pertama pada pegas, tanah liat, dan plastisin. Pertanyaan Panduan Setelah menuliskan hasil pengamatan pada tabel diatas, jawablah pertanyaan dibawah ini! 1. Apakah yang dimaksud dengan elastisitas? 2. Mengapa benda-benda tersebut berubah bentuk? 3. Sebutkan contoh-contoh benda lain yang memiliki sifat elastis dan plastis dalam kehidupan sehari-hari? Kesimpulan Tulislah kesimpulan yang kamu dapatkan sesuai tabel pengamatan dan jawaban dari beberapa pertanyaan. Hubungkan dengan rumusan masalah dan hipotesis yang kamu buat sebelumnya!!!

Apa itu elastisitas ?? Nah dalam kehidupan sehari-hari penerapannya bisa kalian temukan pada penggunaan shockbreaker pada kendaraan bermotor maupun mobil. Gambar shockbreaker ketika kita sedang berkendaraan dan melewati jalan berlubang, maka pengendara akan menekan pegas sehingga termampatkan. Pegas akan kembali ke bentuk semula pada jalan rata. Dengan demikian, pengendara hanya merasakan sedikit kejutan. Nah, jadi Elastisitas dapat kita definisikan sebagai kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya saat gaya luar yang diberikan dihilangkan. Akan tetapi apabila gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya benda akan berubah bentuk. Mengapa pegas tersebut dapat kembali ke bentuk semula? Apa manfaat pegas pada produk teknologi lainnya? Yuk simak dan pelajari dengan saksama! Elastisitas ??? Bila gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya benda akan berubah bentuk. Perubahan bentuk hanya terjadi pada bagian yang diberi gaya, dan tegangannya disebut tegangan geser. Ada tiga jenis besaran yang mencirikan perubahan bentuk untuk bahan padat, yaitu tegangan, regangan, mampatan. 4

Tegangan Tegangan tarik adalah σ= F/A besarnya gaya tarik yang bekerja pada permukaan Gaya (N) benda per satuan luas dan Luas (m2 dirumuskan Tegangan= Regangan Tarik ∆pertambahan panjang ( ������ ) ε= ΔL/L pada suatu benda yang diberi gaya tarikan pada permukaan yang berseberangan dibandingkan dengan panjang mula-mula (������0) pertambahan panjang(m) Regangan = Panjang awal (m) Modulus Young Modulus Young merupakan E= σ/ε perbandingan antara tegangan dengan regangan yang di alami Modulus Young= tegangan oleh benda elastis. Setiap benda regangan memiliki batas elastis masing - masing.

Tabel 1.1 Modulus elastisitas berbagai zat Gambar 1.2 Batas linear dan elastisitas

Nah sekarang yuk temukan salah satu penerapan materi elastisitas di sekitarmu...... Penerapan pegas dalam kehidupan sehari - hari 1.Sistem suspensi kendaraan bermotor -untuk meredam kejutan 2. Pegas pada setir kemudi (melindungi pengemudi apabila terjadi tabrakan). Yuk sekarang bergabung dalam kelompok yang sudah di bagi, kita akan bermain games : 1.Pecahkan TTS 2.Asah otak

1. Dani melakukan percobaan dengan seutas kawat dengan panjang L dan jari-jari r dijepit dengan kuat di salah satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik dengan gaya F, panjang kawat bertambah sebesar x, kawat lain dari bahan yang sama dan jari-jari sama, dengan panjangnya 3L ditarik dengan gaya yang sama, Berapa pertambahan panjang yang dialami kaawat tersebut? 2.Jika kita merentangkan sebuah karet gelang dan melepaskannya kembali, apa yang akan terjadi? Mengapa demikian? Dan bagaimana jika kita merentangkan karet tersebut dengan gaya yang terlalu besar? Mengapa demikian? 3. Gambarkan grafik sifat elastik kawat yang melukiskan hubungan antara gaya (F) yang bekerja pada kawat dan pertambahan panjang l yang diakibatkan oleh gaya. 4. Perhatikan kurva tegangan-regangan seutas kawat pada gambar. Besar modulus elastisitas atau Modulus Young (dalam Pa) untuk kawat tersebut adalah....

Refleksi Diri 1. Apakah aku sudah memahami materi Elastisitas dan Hukum Hooke dengan baik ? 2.Materi apa paling ku sukai dan membuatku bersemangat? 3.Materi apa yang membuatku terkendala ? 4. Hal yang kalian dapatkan dari materi tersebut ! 5.Core Values apa yang aku dapatkan setelah mempelajari Elastisitas dan Hukum Hooke ?Sertakan contoh konkretnya!

Amplitudo Glosarium Getaran : Besarnya simpangan maksimum pada sebuah ayunan atau pegas Gelombang : Gerakan bolak-balik dari satu titik kembali Frekuensi ke titik semula : Getaran yang terjadi terus menerus Periode : Jumlah getaran atau gelombang dalam satuan waktu Kecepatan : Waktu yang dibutuhkan oleh getaran atau Gelombang gelombang untuk melakukan satu kali Gaya Pemulih getaran atau satu kali gelombang : jarak yang ditempuh oleh gelombang setiap satu-satuan waktu : gaya pada pegas yang mengembalikan pegas ke panjang semula, jika pegas ditekan atau ditarik

Daftar Pustaka Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika. Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga Haliday, David, dkk. 2005. Fisika dasar Edisi 7 Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga Kanginan, Martheen. 2017.Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta : Penerbit Erlangga Subagya, Hari. 2017. .Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta : Bumi Aksara Tippler, Paul A,1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik,Jilid 1. Jakarta: Erlangga,