zat dan kalor
DESCRIPTION
Zat dan Kalor. Pendahuluan Zat Padat. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Zat dan Kalor
Pendahuluan Zat Padat
Apabila gaya yang diterapkan terhadap suatu bahan dihilangkan, bahan tersebut akan kembali ke bentuknya semula, contohnya pegas dan karet. Ada juga benda yang mengalami bentuk secara permanen jika dikenai gaya, contohnya tanah liat dan lilin. Untuk membedakan karakteristik kedua jenis benda ini, benda dikatakan memiliki sifat elastis
Elastisitas
Untuk memahami elastisitas benda dapat dilakukan percobaan menggunakan pegas. Jika hasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara gaya berat benda (F) dengan pertambahan panjang pegas (x), akan tampak pada grafik berikut
Dari grafik:•Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x•Garis A – B : batas linearitas pegas•Garis 0 – B : daerah elastis•Garis B – C : daerah plastis
0 Pertambahan panjang x
Batas elastisitasBatas
linearitas
Daerah elastis
Daerah plastis
Gay
a F Titik patah
A
B
C
Tegangan dan ReganganAda tiga jenis perubahan bentuk benda: regangan , mampatan, dan geseran
Perubahan bentuk benda terjadi karena gaya yang bekerja pada benda, disebut tegangan.Tegangan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas
Jika benda diberi gaya, akan mengalami perubahan panjang. Perbandingan perubahan panjang mula-mula dengan panjang benda disebut regangan
A
F
F = gaya (N)A = luas (m2) = Tegangan (N/m2)
0L
L L= perubahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m) = regangan
mampatan regangan geseran
ModulusModulus (E) merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan
Pada benda elastis, dikenal sebagai modulus Young
E
0LL
AF
Y
LA
LFY
.
. 0
Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas pada daerah elastis pegas.
Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi), pegas akan mengadakan gaya yang besarnya sama tetapi arah berlawanan
Hukum Hooke
xkF
xkF
FF
p
p
F = gaya pada pegas (N)x = pertambahan panjang (m)k = tetapan pegas (N/m)
Fp = gaya pegas
Perbandingan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang pegas (x) merupakan garis lurus (k), seperti pada grafik
F
x
k
Susunan PegasUntuk memperoleh konstanta pegas sesuai yang diinginkan, pegas dapat disusun seri, paralel, dan seri-paralel (campuran)
Apa itu tekanan hidrostatik ???
Tekanan hidrostatik : tekanan oleh zat cair
Darimana asalnya ???
Dari gaya hidrostatik
Apa itu gaya hidrostatik ???
Gaya yang berasal dari berat air
Apa yang mempengaruhi tekanan hidrostatik ???
h ρ
Apakah jumlah air mempengaruhi tekanan
hidrostatik ???
Bila semakin dalam, bagaimana tekanan hidrostatiknya ???
Membuat bukit
pasir !!!
Asyiknya mencoba
Isi gelas dengan air dan pasir, lalu aduk. Apa yang terjadi ? Koq bisa begitu ???
Asyiknya mencoba
Bagian bawah sebuah botol plastik diberi tiga lubang (lihat gambar). Kemudian botol diisi air. Lubang C akan memancarkan air paling jauh. Mengapa?
A
B
C
Tekanan hidrostatik tergantung:
massa jenis zat cair kg/m3
percepatan gravitasi m/s2
kedalaman m
Orang yang menyelam dalam laut mengalami tekanan hidrostatik yang besar dari air laut di sekelilingnya. Telinga para penyelam akan
terasa sakit apabila menyelam semakin dalam.
Tekanan Zat Cair & Tekanan Zat Cair & Tekanan Benda PadatTekanan Benda Padat
Apa yang membedakan tekanan zat cairzat cair dan tekanan benda padat ???
Asyiknya mencoba
Mengapa air mancurnya sama ???
Hukum Pascal
Tekanan yang dialami oleh zat cair akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar
Bejana Pascal
Tekanan diteruskan ke semua bejana
dengan sama besar
Sama tinggi
Penerapan Hukum Pascal
Pengangkat mobil
A1
F1F2
A2
Pengangkat mobil
Tekanan pada penampang yang lebih kecil (A1) diteruskan pada penampang yang lebih besar (A2)
A1 < A2
Asyiknya mengungkap rahasia
Cara kerja pengangkat mobil
Penerapan Hukum Pascal
Jarum suntik
Bejana berhubungan
Jika pendorong kedua suntikan ditempelkan dan diadu, suntikan mana yang terdorong ?
Asyiknya mencoba
Bejana Berhubungan
Pada kondisi kesetimbangan : tekanan di titik A1 = tekanan di titik A2
A B C
Paradoks Hidrostatik
Bejana mana yang menampung volume air paling besar ???
Bejana A
paling kecil ???
Bejana B
A B C
Paradoks Hidrostatik
Bejana mana yang mempunyai berat air paling besar ???
Bejana A
paling kecil ???
Bejana B
A B C
Paradoks Hidrostatik
Bejana mana yang menampung massa air paling besar ???
Bejana A
paling kecil ???
Bejana B
Dasar bejana mana yang mendapat
tekanan paling besar ???
A B C
Paradoks Hidrostatik
Mengapa ???
Sama besar
Paradoks Hidrostatik
A B C
Bejana A : gaya berat air yang mengenai sisi miring ditahan oleh sisi miring. Berat efektif yang
ditanggung berasal dari air yang diarsir saja.
Jadi, PA = PC
Bejana B : tekanan akibat air yang tidak diarsir dinetralisir oleh bagian yang miring. Tekanan air
hanya disebabkan oleh bagian yang diarsir.
A B C
Paradoks Hidrostatik
Jadi, PB = PC
Benda yang dimasukkan ke dalam air akan terasa lebih ringan.
Benarkan demikian ???
Asyiknya mencoba
Air
Cincin dalam air seolah-olah lebih
ringan !! Mengapa ???
Hukum Archimedes
Cincin atau batu di dalam air seolah-olah lebih ringan karena air memberikan gaya apung pada cincin.
Semua benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan menerima gaya ke atas yang disebut gaya apung.
Apa kira-kira yang menyebabkan gaya
apung ???
Dari atas ada yang menarik
atau
Air menekan ke segala arah.Tekanan memberikan gaya dorong.Air di atas benda menekan benda ke bawah.Air di bawah benda menekan benda ke atas.
Pb
Pa
A
B
Penyebab Gaya Apung
Pa = tekanan di A
Pb = tekanan di B
Pb
Pa
A
B
Penyebab gaya apung
Ada perbedaan tekanan
Pb > Pa
Apakah gaya apung bisa diukur ??? Bagaimana caranya ???
Asyiknya mencoba
Ditimbang di udara
Ditimbang di dalam air
Kok lebih kecil di air ???
Kemana berat yang hilang ???
Mengukur Gaya Apung
Gaya apung/gaya ke atas = berat zat cair yang dipindahkan/tumpah
7 kg4 kg
3 kg air
Apa saja faktor-faktor yang
mempengaruhi gaya apung ???
Gaya Apung
Cairan yang berbeda menimbulkan gaya apung yang berbeda.
W1 = berat di udara
W2 = berat di dalam air
W3 = berat di dalam sirupAir Sirup
Gaya Apung
Kubus bervolume V1
Kubus bervolume V2
Bila volume benda yang dicelupkan berbeda, maka besar gaya apung/gaya ke atas, juga berbeda.
Besi pejal Balok plastisin
Massa besi pejal = massa balok plastisin
Dua benda bervolume sama, berbeda massa dicelupkan ke dalam cairan yg sama.
Balok plastisinBesi pejal
Massa yang berbeda tidak mempengaruhi
gaya apung
Apabila air yang tumpah ditampung,
maka volume air yang tumpah sama !!!
Bagaimana volume air yang tumpah ???
Bagaimana penunjukan timbangan ???
Menghitung Gaya Apung
percepatan gravitasi (g) m/s2
Gaya apung (Fa ) tergantung :
volume benda (V) m3
massa jenis cairan (ρc ) kg /m3
Fa
V
ρc
Fa = ρ V g Newton
Tenggelam, Melayang, dan Terapung
Tenggelam, ρbenda > ρcairan
Melayang, ρbenda = ρcairan
Terapung, ρbenda < ρcairan
Magic egg trick
Asyiknya mencoba
Penerapan Hukum Archimedes
Kapal selam
Asyiknya mencoba
Prinsip Archimedes: Eksperimen kapal
selam
Cara kerja kapal selam
Asyiknya mengungkap rahasia
ρair > ρminyak
Mengapa kompor minyak yang terbakar tidak dapat dipadamkan dengan air ?
Asyiknya mengungkap rahasia
Asyiknya mengungkap rahasia
Rahasia balon gas
Udara panas
Tekanan Atmosfir
Lapisan bumi yang berisi udara : atmosfir
78 % nitrogen, 20 % oksigen, dan 1 % gas-
gas lainnya.
Mempunyai berat → menyebabkan adanya tekanan udara.
Tekanan ini besarnya 1 atmosfir atau 1,01×105 Pa
Tekanan udara dapat mengangkat seorang pria dewasa.
Bagaimana meremukkan kaleng
tanpa kekuatan manusia ???
Asyiknya mencoba
Asyiknya mencoba
A B C
!!! Air masuk ke dalam gelas !!!
Asyiknya mencoba
Telur masuk ke dalam botol !!! Koq bisa ???
Bisa keluar lagi ga ???
Mengukur Tekanan Atmosfir
Pipa Torricelli
Tekanan di A = tekanan di B
Air raksa
raksa = massa jenis raksa
hraksa = ketinggian raksa
g = percepatan gravitasi
PA = Patmosfir = berbanding lurus dengan :
Mengerjakan soal tanpa rumus
Sebuah peti memiliki luas alas 4 m2.
Tekanan yang dikerjakan oleh alas peti tersebut sebesar 8000 Pa. Berapakah massa peti tersebut?
Jawab:
tekanan = 1 Pa luas = 1 m2 gaya = 1 N
tekanan = 1.000 Pa luas = 1 m2 gaya = 1.000 N
tekanan = 8.000 Pa luas = 1 m2 gaya = 8.000 N
tekanan = 8.000 Pa luas = 4 m2 gaya = 32.000 N
gaya 32.000 N massa 3.200 kgg = 10 m/s2
Karno beratnya 600 N, tidur di atas meja paku. Luas tubuh Karno yang terkena paku 2m2. Hitung tekanan yang dialami tubuh Karno akibat reaksi paku pada tubuh Karno.
Tekanan : gaya yang bekerja pada satu satuan luas. Jadi, tekanan paku pada tubuh Karno adalah 600 N / 2 m2 = 300 N/m2.
Sebuah dengan ketinggian 900 meter di atas permukaan laut. Setiap kali naik 100 meter, tekanan udara turun 1 cmHg. Tekanan udara pada permukaan laut 76 cmHg. Hitung tekanan udara di tempat tersebut.
Setiap kali naik 100 meter, tekanan udara turun sebesar 1 cmHg. Karena tinggi tempat 900 meter, maka tekanan udara turun 900/100 = 9 cmHg. Jadi, tekanan udara di tempat itu adalah 76 cmHg – 9 cmHg = 67 cmHg.
Suatu balon helium massanya 18 kg; mendapat gaya apung sebesar 1250 N. Hitung berapa beban yang bisa dibawa balon helium.
Agar balon dapat terbang, berat beban tidak boleh > gaya apung yang bekerja pada balon. Yaitu, tidak boleh lebih dari 1250 N.
Jadi, massa beban yang diperbolehkan = 1250 N/10 ms2 = 125 kg. Karena massa helium 18 kg, massa yang boleh ditambahkan = 125 kg – 18 kg = 107 kg