materi tengah semester genap

USAHA, ENERGI, DAN PESAWAT SEDERHANA

A.Usaha

Usaha adalah

upaya

untuk

memindahkan suatu benda/beban pada
jarak tertentu, Jika dirumuskan adalah
sebagai berikut,

W = F. s
Keterangan:
W = usaha (joule)
F = gaya (Newton)
s = jarak perpindahan benda (m)

B.Daya

Semakin cepat manusia atau alat teknik
dalam melakukan usaha dikatakan memiliki
kemampuan tinggi. Dalam fisika, tinggi
rendahnya kemampuan disebut dengan
daya. Daya juga dapat diartikan usaha
persatuan waktu atau perubahan energi
persatuan waktu.Daya dirumuskan sebagai
berikut.

Satuan daya yang lebih kecil adalah
erg/sekon. Satuan daya ukuran bear
adalah kilowatt, megawatt, dan daya
kuda (horse power). Kesetaraan satuan
daya dapat dilihat sebagai berikut.
1 kiloWatt (kW) = 103 Watt (W)
1 tenaga kuda (hp) = 0,745 kW
1 kW = 1,34 hp

C.Energi Kinetik

Energi

kinetik adalah

energi

yang

dimiliki

benda

karena

geraknya

(kecepatan).

Energi

kinetik

jika

dituliskan dalam bentuk persamaan
seperti berikut.

D.Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang
dimiliki

benda

karena

posisi

kedudukannya (ketinggian) terhadap
gaya tarikan gravitasi. Energi potensial
jika

dituliskan

dalam

persamaan

matematis seperti berikut.

E.Energi Mekanik

Energi mekanik merupakan energi total
yang dimiliki benda. Energi mekanik
juga dapat dikatakan jumlah energi
kinetik dan energi potensial. Apabila
energi

mekanik

dituliskan

dalam

persamaan seperti berikut.

F.Pesawat Sederhana
Alat yang digunakan untuk memudahkan
pekerjaan manusia dikenal dengan pesawat
sederhana. Dengan menggunakan pesawat
sederhana,

orang

dapat

melakukan

pekerjaan lebih baik, lebih cepat, dan lebih
murah. Dalam kehidupan sehari-hari, orang
menggunakan pesawat sederhana untuk
tujuan-tujuan berikut ini.
1. Mengubah Energi
2. Memindahkan energi

3. Memperbesar kecepatan
4. Mengubah arah
Ada beberapa jenis pesawat sederhana yang
perlu kita ketahui diantaranya:

1. Pengungkit (Tuas)
Tuas digunakan untuk mengungkit beban.
Dengan adanya tuas, benda yang berat
dapat dipindahkan dengan gaya yang kecil.
Konsep tuas dapat dilihat melalui gambar
berikut.

Berdasarkan gambar di atas, tuas akan
mengalami

keseimbangan

ketika

memenuhi persamaan berikut.

Keuntungan mekanis dari tuas dituliskan
dalam persamaan berikut.

Tuas dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:
a.Tuas jenis pertama

Tuas jenis pertama adalah tuas dengan
susunan titik tumpu diantara titik beban
dan titik kuasa. Pada prinsip kerja tuas
jenis pertama, semakin jauh jarak
kuasa ke titik tumpu maka semakin
kecil gaya/kuasa yang dibutuhkan
untuk mengangkat beban suatu benda.
Contoh tuas jenis pertama yaitu
gunting, jungkat jungkit, dan tang, dll.

bTuas jenis kedua

Tuas jenis kedua adalah tuas dengan
susunan titik beban diantara titik kuasa
dan titik tumpu. Pada prinsip kerja tuas
jenis kedua, lengan gaya/kuasa selalu
lebih panjang dibandingkan lengan
beban. Hal ini memungkinkan gaya
yang diperlukan untuk mengangkat
beban menjadi lebih kecil Contoh tuas

jenis kedua yaitu gerobak dorong,
pembuka botol, dll.

cTuas jenis ketiga

Tuas jenis ketiga adalah tuas dengan
susunan titik kuasa diantara titik beban
dan titik tumpu. Pada prinsip kerja tuas
jenis ketiga, semakin dekat jarak titik
kuasa ke titik tumpu, maka semakin
kecil gaya yang dibutuhkan untuk
mengangkat

beban

suatu

benda.

Contoh tuas jenis ketiga yaitu pinset,
alat pemancing ikan, dll.

2. Bidang Miring
Bidang

miring merupakan

salah

satu

pesawat sederhana yang digunakan untuk
mempermudah

usaha

tetapi

tidak

mengurangi usaha yang dilakukan. Contoh
penerapan bidang miring dapat dilihat
melalui gambar berikut.

Persamaan dari bidang miring sebagai
berikut.

Bidang miring sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Penggunaan bidang
miring dalam kehidupan sehari-hari seperti
berikut.
aMembantu memindahkan benda ke

dalam bak truk.

bTangga selalu dipasang miring.

cJalan di daerah pegunungan dibuat

berkelok-kelok.

dPisau, sekrup, kapak, dll.

3. Katrol
Katrol adalah salah satu pesawat sederhana
untuk memudahkan pekerjaan manusia
mengangkat benda ke atas atau vertikal.
Katrol juga berfungsi mengubah gaya
angkat ke atas menjadi gaya tarik ke bawah
sehingga penarikan beban lebih mudah.
Ada tiga jenis pemasangan katrol dalam
kehidupan antara lain:

Sumber

:

https://fisika.id/2015/03/21/usaha-energi-
dan-pesawat-sederhana/ diakses tanggal 24
Oktober 2023

2

View publication stats

RANGKUMAN MATERI GETARAN DAN GELOMBANG
MATA PELAJARAN IPA TERPADU KELAS 8


Getaran
A.Pengertian getaran
Getraran adalah : gerak bolak-balik benda secara teratur

melalui titik keseimbangan.Salah satu ciri getaran adalah
adanya Amplitudo (simpang terbesar suatu getaran).
B.Periode dan frekuensi getaran
Setiap benda yang bergetar selalu memiliki frekuensi dan

periode getar. Periodeadalah waktu yang di perlukan benda
untuk melakukan satu kali getaran.Periode dinyatakan dalam
satuan sekon.

Ferkuensi adalah jumlah getran dalam satu sekon. Satuan

ferkuensi adalah hertz (Hz). Periode dan Frekuensi dapat
dinyatakan dalam persamaan matematika serta hubungannya
sebagai berikut :

Gelombang
A.Pengertian gelombang

Gelombang adalah getran yang merambat. Gelombang

terjadi karna adanya sumber getaran. Pada perambatanya
gelombang merambatkan energy gelombang,sedangakan
perantaranya tidak ikut merambat.
B.Macam-macam gelombang menurut zat perantaranya

1)Gelombang

mekanik

: gelombang

yang

perambatanya memerlukan medium. Contoh :
gelombang air dan gelombang bunyi.

2)Gelombang elektrik : gelombang yang dalam

perambatanya tidak memerlukan medium. Contoh
gelombang radio dan gelombang cahaya

C.Macam-macam gelombang menurut arah rambat dan

arah getarannya
1)Gelombang transversal : gelombang yang arah

rambatanya tegak lurus terhadap arah getaranya.
Gelombang transversal berbentuk bukit gelombang
dan lembah gelombang yang merambat. Contoh
gelombang pada tali, permukaan air dan gelombang
cahaya. Gambar gelombang transversal :

Panjang gelombang pada gelombang transversal
adalah panjang suatu gelombang yang terdiri dari
satu bukit dan satu lembah gelombang.panjang
gelombang di lambangkan dengan lamda (

)dan

satuanya adalah meter

2)Gelombang longitudinal : gelombang yang arah

getarnya

sejajar

dengan

arah

rambatnya.

Gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan
renggangan. Contohnya gelombang bunyi. Gambar
gelombang longitudinal :

Panjang gelombang longitudinal adalah panjang satu
gelombang yang terdiri dari satu rapatan dan satu
renggangan.

Periode gelombang (T) yaitu waktu yang di prlukan untuk
menempuh satu gelombang,satuanya adalah sekon (s)

Frekuensi gelombang((f) yaitu jumlah gelombang yang
terbentuk dalam satu detik,satuanya adalah Hz (hertz)

Cepat rambat gelombang (v) yaitu jarak yang di tempuh
gelombang dalam waktu satu detik, satuanya adalah
meter/detik (m/s)

Hubungan antara pajang gelombang,periode,frekuensi,
dan cepat rambat gelomabang.

Rumus dasar gelombang adalah :

v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)

D.Macam-macam gelombang menurut amplitudo dan

fasenya
1)Gelombang berjalan adalah gelombang yang

amplitudo dan fasenya sama di setiap titik yang
dilalui gelombng.

2)Gelombng diam (stasioner) adalah gelombang yang

amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di
setiap titik yang dilalui gelombang.

E.Macam-macam gelombang medium perantaranya

1)gelombang mekanik adalah gelombang yang

didalam

perambatannya

memerlukan

medium

perantara. Hampir semua gelombang merupakan
gelombang mekanik.

2)Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang

didalam perambatannya tidak memerlukan medium
perantara. Contoh : sinar gamma (γ), sinar X, sinar
ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang
radar, gelombang TV, gelombang radio.

F.Sifat-sifat gelombang
a. Dipantulkan (Refleksi)

Dalam

pemantulan

gelombang

berlaku

hukum

pemantulan gelombang, yaitu :

Besar sudut datangnya gelombang sama dengan
sudut pantul gelombang.

Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis
normal terletak pada satu bidang datar.

b. Dibiaskan (refraksi)

Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah rambat
gelombang karena melalui medium yang berbeda
kerapatannya.

c. Dipadukan (interferensi)

Perpaduan

gelombang

terjadi

apabila

terdapat

gelombang dengan frekuensi dan beda fase saling
bertemu. Hasil interferensi gelombang akan ada 2, yaitu
konstruktif (saling menguatkan) dan destruktif (saling
melemahkan). Interferensi Konstruktif terjadi saat 2

gelombang bertemu pada fase yang sama, sedangkan
interferensi destruktif terjadi saat 2 gelombang bertemu
pada fase yang berlawanan.

d. Dibelokkan/disebarkan (Difraksi)

Difraksi gelombang adalah pembelokkan/penyebaran
gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Geja
difraksi akan semakin tampak jelas apabila celah yang
dilewati semakin sempit.

e. Dispersi Gelombang

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika
merambat melalui suatu medium. Dispersi tidak akan
terjadi pada gelombang bunyi yang merambat melalui
udara atau ruang hampa. Medium yang dapat
mempertahankan bentuk gelombang tersebut disebut
medium nondispersi.

f. Dispolarisasi (diserap arah getarnya)
Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah
getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu
arah saja. Polarisasi hanya akan terjadi pada gelombang
transversal, karena arah gelombang sesuai dengan arah
polarisasi, dan sebaliknya, akan terserap jika arah
gelombang tidak sesuai dengan arah polarisasi celah
tersebut.

G.Pemanfaatan gelombang

Sangat banyak pemanfaatan dari gelombang dengan

mempertimbangkan berbagai sifat gelombang yang ada di
sekitar kita. Beberapa diantaranya adalah

Gelombang TV dan Radio untuk komunikasi.

Gelombang Micro yang dimanfaatkan untuk memasak
makanan atau yang kita kenal dengan microwave

Gelombang bunyi yang sangat membantu bidang
kesehatan, yaitu Ultrasonik pada peralatan USG
untuk memeriksa ada tidaknya penyakit.

Bunyi

Bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang

bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber
bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan
molekul-molekul udara yang ada disekitarnya. Dengan
demikian, syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang
bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium. Kita dapat
mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan
bunyi.
Syarat bunyi :
1)Ada benda yang bergetar (sumber bunyi)
2)Ada medium yang merambatkan bunyi, dan
3)Ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber

bunyi

Bunyi memiliki cepat rambat yang terbatas. Bunyi

memerlukan waktu untuk berpindah dari satu tempat ke tempat
lain. Cepat rambat bunyi sebenarnya tidak terlampau besar.
Cepat rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan denga cepat
rambat cahaya. Bahkan sekarang orang telah mampu
membuat pesawat yang dapat terbang beberapa kali daripada
cepat rambat bunyi. Cepat rambat bunyi sering dirumuskan
sebagai berikut:

v = cepat rambat bunyi (m/s),
s = jarak sumber ke pengamat (m),
t = selang waktu (s)
Bunyi memiliki sifat :

1.Merupakan gelombang longitudinal
2.Tidak bisa merambat pada ruang hampa
3.Kecepatan rambatnya dipengaruhi oleh kerapatan

medium perambatannya (padat, cair, gas). Paling cepat
pada medium yang kerapatannya tinggi.

4.Dapat mengalami resonansi dan pemantulan.

Bunyi

dapat

mengalami

resonansi.

Apa

itu

resonansi? Pengertian

resonansi adalah

peristiwa

ikut

bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain, karena
frekuensinya sama. Bunyi dapat mengalami pemantulan,
proses pemantulan bunyi dimanfaatkan pada :
Penentuan cepat rambat bunyi

Pendeteksian cacat dan retak pada pipa logam

Survei geofisika

Pengukuran ketebalan pelat logam

Pengukuran kedalaman tempat.

Jenis-jenis bunyi berdasarkan besar frekuensinya
1)Bunyi infrasonik: yaitu bunyi yang frekuensinya kurang

dari 20 Hz, dan dapat didengar oleh anjing, jangkrik,
angsa, dan kuda.

2)Bunyi audiosonik, yaitu bunyi yang frekuensinya berada

antra 20 Hz-20.000 Hz dan dapat didengar manusia.

3)Bunyi untrasonik, yaitu bunyi yang frekuensinya lebih dari

20.000 Hz, dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-
lumba.

Jenis-jenis bunyi berdasarkan sifat frekuensinya
1)Nada, yaitu bunyi yang frekuensinya beraturan.
2)Desah, yaitu bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
3)Gaung atau kerdam, yaitu bunyi pantul yang sebagian

datang bersamaan dengan bunyi asli, sehingga
menggangu bunyi asli.

4)Gema yaitu, bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli,

sehingga memperkuat bunyi asli.

TUGAS MANDIRI LATIHAN SOAL
MATERI GETARAN DAN GELOMBANG
IPA TERPADU KELAS 8 SEMESTER 2

Nama
Kelas
No. Absen
Hari/Tanggal

: ...................................................................................................
: ...................................................................................................
: ...................................................................................................
: ...................................................................................................

Nilai

A. Soal Pilihan Ganda

1.Gerakan bolak-balik melalui titik setimbang disebut . . . .

a. getaran
b. amplitudo
c. periode
d. frekuensi

2.Sebuah bandul bergetar sebanyak 50 kali dalam waktu

25 sekon. Frekuensi bandul tersebut adalah . . . .
a. 2 Hz
b. 5 Hz
c. 10 Hz
d. 100 Hz

3.Periode getar suatu benda yang frekuensinya 4 Hz

adalah . . . .
a. 1,25 sekon
b. 1 sekon
c. 0,5 sekon
d. 0,25 sekon

4.Gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan

arah getarnya adalah . . . .
a. gelombang mekanik
b. gelombang elektromagnetik
c. gelombang transversal
d. gelombang longitudinal

5.Dari gambar pada soal nomor 6, titik D merupakan . . . .

a. amplitudo
b. dasar gelombang
c. puncak gelombang
d. lembah gelombang

6.Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dan

cepat rambat gelombang dirumuskan . . . .
a. v = · f
b. v = f
c. v = f
d. v = f

7.Sebuah tali digetarkan membentuk dua bukit dan satu

lembah sepanjang 12 cm. Jika frekuensi gelombang 4
Hz, besarnya cepat rambat gelombang adalah . . . .
a. 32 cm/s
b. 48 cm/s
c. 0,5 cm/s
d. 2 cm/s

8.Sebuahslinkydigetarkanselama10sekon, menghasilkan 2

rapatan dan 2 renggang- an. Periode gelombang pada
slinky adalah . . . .
a. 5 sekon
b. 15 sekon
c. 10 sekon
d. 20 sekon

9.Frekuensi getaran adalah....

a.jumlah getaran dalam satu menit
b.jumlah satu getaran dalam satu kali
c.waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu

getaran

d.jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik

10.Suatu benda bergetar dengan frekuensi 100 Hz, maka

periode getarannya adalah..... s
a.100
b.0,1
c.0,01
d.0,001

11.Seekor lalat terbang mengepakkan sayap dengan

frekuensi 75 Hz. pernyataan berikut yang tepat sesuai
dengan data tersebut yaitu.....
a.dalam waktu 75 sekon, sayap mengepak sebanyak

satu kali

b.dalam waktu 75 sekon, sayap mengepak sebanyak

75 kali

c.dalam waktu i sekon, sayap mengepak sebanyak 75

kali

d.dalam waktu 1 sekon , sayap mengepak sebanyak 1

kali

12.Yang tidak termasuk gelombang transversal adalah....

a.gelombang air
b.gelombang bunyi
c.gelombang tali
d.gelombang cahaya

13.Gelombang longitudinal dapat merambat di dalam

medium berikut ini, kecuali.......
a.ruang hampa
b.zat padat
c.zat cair
d.gas

14.Periode suatu gelombang yang memiliki panjang

gelombang 96 m dan cepat rambat gelombangnya 32
m/s adalah.......secon
a.2
b.3
c.4
d.5

15.Sebuah tali diayun-ayunkan ke atas bawah sehingga tali

menghasilkan 15 getaran dalam waktu 3 secon. Jika
cepat rambat gelombang 75 cm/s, maka panjang
gelombang tali adalah.......cm
a.15
b.30
c.45

d.60

16.Kuat lemahnya nada dipengaruhi oleh........

a.amplitudo
b.frekuensi
c.cepat rambat
d.waktu

17.Suara gemuruh petir terdengar 2,5 secon sesudah

terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s
maka jarak antara orang yang mendengar dengan kilat
adalah...........m
a.850
b.136
c.85
d.1360

18.Sebuah kapal ekspedisi kedalaman laut menembakkan

gelombang ultrasonik ke dasar laut dan mendengarkan
gelombang pantulnya setelah 5 sekon. Jika cepat rambat
bunyi dalam air laut 1400 m/s. maka kedalaman laut
tersebut adalah … m
a.7000
b.280
c.8888

d.3500

19.Ciri gelombang longitudinal adalah arah rambatannya......

a.berlawanan dengan arah getarannya
b.tegak lurus dengan arah getarannya
c.sejajar dengan arah getarannya
d.melingkar dengan arah getarannya

20.Banyaknya puncak dan lembah pada gambar gelombang

berikut

adalah............

a.2 puncak dan 2 lembah
b.4 puncak dan 4 lembah
c.5 puncak dan 2 lembah
d.5 puncak dan 4 lembah

B. Soal Uraian

25. Sebut dan jelaskan jenis-jenis gelombang berdasarkan arah getarnya !
26. Sebuahbanduldigetarkansebanyak40kali selama 8 sekon. Berapakah periode dan frekuensigetaranbandul ?
27. Sebuah tali yang digetarkan meng- hasilkan 2 bukit dan 3 lembah dengan jarak 45 cm selama 20 sekon. Tentukan besarnya

cepat rambat gelombang !

28. Jelaskan hubungan antara periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang !
29. Gambarkan gelombang tranversal dan longitudinal beserta bagian-bagiannya !
30. Dalam 1 sekon dihasilkan gelombang seperti gambar di bawah ini

a. berapakah frekuensi gelombang tersebut?
b. Bila jarak PQ = 2 cm, maka berapakah ?

JAWABAN

A.Pilihan Ganda

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

A

B

C

D

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

A

B

C

D

B.Uraian

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Tambahkan lembar jawaban bila kurang