KB 1 membahas materi, energi, dan gelombang. Materi dibahas dari pengertian, perubahan fisika dan kimia, serta klasifikasi berdasarkan wujud dan komposisi. Energi membahas definisi, hukum kekekalan, dan bentuk-bentuknya. Gelombang dibahas dari proses terjadinya, jenisnya berdasarkan medium dan arah, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

1. Kegiatan Belajar 1
MATERI - ENERGI – GELOMBANG
A. Pendahuluan
Pada Kegiatan Belajar (KB) 1 ini Anda akan diajak mempelajari tiga sub kegiatan
belajar (SKB) yaitu :
SKB 1 : Materi dan Perubahannya
SKB 2 : Energi, dan
SKB 3 : Gelombang
Secara garis besar pokok-pokok belajar pada Kegiatan Belajar 1 ini adalah seperti
pada Tabel 1.1.
Materi Energi Gelombang
1. Hakikat materi 1. Definisi energi 1. Hakikat gelombang
2. Perubahan materi 2. Hukum kekekalan energi 2. Mengidentifikasi peristiwa
(fisika dan 3. Bentuk-bentuk energi yang berkaitan dengan
kimiawi) dan perubahannya gelombang
3. Pemisahan campur dalam kehidupan sehari- 3. Proses terjadinya
an hari gelombang
4. Pesawat sederhana 4. Jenis-jenis gelombang
5. Jenis pesawat berdasarkan medium
sederhana perambatannya
6. Keuntungan mekanis 5. Jenis-jenis gelombang
pada pesawat berdasarkan arah rambat
sederhana gelombang
7. Manfaat pesawat sederh 6. Pengertian cahaya
ana 7. Sifat-sifat cahaya
8. Suhu, kalor dan 8. Hukum pemantulan
peristiwa yang cahaya pada cermin datar
menyertainya 9. Peristiwa-peristiwa yang
9. Konversi suhu dengan memanfaatkan sifat-sifat
skala suhu cahaya dalam kehidupan
Celcius, Reamur, sehari-hari
Fahrenheit Dan Kelvin. 10. Menjelaskan syarat
10. Peristiwa suhu dan kalor terjadinya gelombang
dalam kehidupan sehari- bunyi.
hari 11. Menjelaskan sifat-sifat
11. Bentuk bunyi dan sumber bunyi.
perpindahan kalor pada 12. Menjelaskan perbedaan
benda (konduksi, bunyi berdasarkan
konveksi dan radiasi) frekuensinya.
13. Mengidentifikasi contoh

2. kegiatan, teknologi atau
peristiwa yang
memanfaatkan gelombang
bunyi.
Secara khusus tujuan pembelajaran pada KB 1 ini adalah:
1. Menjelaskan pengertian materi dan klasifikasi materi
2. Menganalisis perubahan materi (fisika dan kimiawi) dalam
kehidupan sehari-hari
3. Menganalisis cara pemisahan campuran
4. Memahami konsep energi
5. Memahami hukum kekekalan energi.
6. Menganalisis bentuk-bentuk energi dan perubahannya dalam kehidupan
sehari-hari
7. Memahami konsep pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari
8. Menghitung Keuntungan mekanis pesawat sederhana
9. Menganalisis manfaat pesawat sederhana dalam memecahkan
permasalahan kehidupan sehari-hari.
10. Memahami hakekat suhu dan kalor dan peristiwa yang menyertainya
11. Melakukan perhitungan konversi suhu dengan menggunakan skala
suhu Celcius, Reamur, Fahrenheit Dan Kelvin.
12. Mengidentifikasi peristiwa suhu dan kalor dalam kehidupan sehari-hari
13. Memahami berbagai cara perpindahan kalor pada benda (konduksi,
konveksi dan radiasi)
14. Mengidentifikasi peristiwa yang berkaitan dengan gelombang dalam
kehidupan sehari-hari
15. Memahami konsep getaran
16. Memahami hakekat gelombang
17. Mengidentifikasi proses terjadinya gelombang
18. Mengelompokkan jenis-jenis gelombang berdasarkan medium
perambatannya
19. Memahami jenis-jenis gelombang berdasarkan medium perambatannya
20. Memahami jenis jenis gelombang berdasarkan arah rambat gelombang

3. 21. Menjelaskan pengertian cahaya.
22. Memahami sifat-sifat cahaya.
23. Memahami hukum pemantukan cahaya pada cermin
24. Mengidentifikasi peristiwa-peristiwa dalam kehidupan sehari-hari
yang memanfaatkan sifat-sifat cahaya.
25. Menjelaskan syarat terjadinya gelombang bunyi.
26. Menjelaskan sifat-sifat bunyi dan sumber bunyi.
27. Menjelaskan perbedaan bunyi berdasarkan frekuensinya.
28. Mengidentifikasi contoh kegiatan, teknologi atau peristiwa
yang memanfaatkan gelombang bunyi.
Ada beberapa petunjuk belajar yang mesti Anda perhatikan sebelum belajar lebih
jauh tentang KB 1. Hal ini agar tujuan pembelajaran dapat tercapai secara
optimal:
1. Perluas pengetahuan dan wawasan Anda dengan banyak membaca dan
mempelajari sumber bacaan dari berbagai literatur (jurnal, surat kabar,
majalah) ataupun sumber-sumber lain yang relevan.
2. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan tugas-tugas dan
soal-soal yang tersedia pada setiap SKB. Dalami pula video-video terkait
dalam link-link yang tersedia, maupun melalui kegiatan diskusi dengan
mahasiswa dan ataupun teman sejawat. Hal ini berguna untuk
membantu pemahaman Anda secara mendalam.
-SELAMAT BELAJAR-

4. Sub Kegiatan Belajar 1
MATERI DAN PERUBAHANNYA
Pengantar
Mengawali kegiatan belajar pertama ini, kita lakukan beberapa curah gagasan
terlebih dahulu. Pernakah Anda mengamati beberapa peristiwa berikut:
1. Membuat sobekan-sobekan kecil pada kertas, plastik, atau kain?
2. Membakar kertas, plastik, kain, kayu atau sejenisnya?
3. Menyalakan lilin?
4. Membuat es batu di Kulkas?
5. Melihat embun di pagi hari?
6. Es batu mencair saat disimpan di suhu ruangan ?
7. Besi yang berkarat?
Jawaban-jawaban Anda dapat dituangkan pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Analisis peristiwa tentang fenomena materi dan perubahannya
No Peristiwa Temuan-temuan spesifik yang didapat
dari fenomena
1. Kertas disobek kecil-kecil Ukuran berubah, ....
2. .... ....
3. .... ....
4. .... ....
5. .... ....
6. .... ....
7. .... ....
Secara garis besar perubahan yang terjadi pada peristiwa tersebut dapat
digolongkan menjadi dua, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.
Perubahan fisika memiliki sifat yaitu tidak kekal, misal air setelah menjadi es
dapat kembali jadi air, atau lilin yang mencair dapat menjadi padat kembali.
Sedangkan pada perubahan kimia terbentuk zat baru yang sifatnya berbeda dari

5. zat semula, dan hampir tak mungkin kembali lagi ke bentuk zat asal baik bentuk
maupun sifatnya dan setiap perubahannya selalu disertai dengan efek panas.
Jika kita analisa peristiwa-peristiwa pada Tabel 1.2 di atas, terdapat objek benda
yang menunjukkan keberadaannya sebagai materi, dan ada penyebab yang
menyebabkan benda-benda tersebut berubah dari satu bentuk ke bentuk lain,
dari satu ukuran ke ukuran lain, dari satu fase ke fase lain. Kira-kira apa saja
penyebab perubahan tersebut. Cobalah analisa, tuangkan hasilnya ke dalam
Tabel 1.3.
Tabel 1.3. Analisis Penyebab perubahan-perubahan pada benda
No Peristiwa Penyebab
1. Kertas menjadi kecil-kecil ....
saat disobek
2 .... ....
3 .... ....
4 .... ....
5 .... ....
6 .... ....
7 .... ....
Jika kita analisa pada beberapa peristiwa di atas, pada hakikatnya semua yang
tampak di alam ini adalah gabungan atau salah satu dari dua substansi alam
yaitu materi dan energi. Kesemuanya terlihat berbeda, tapi hakikat kealamannya
sama yaitu berkenaan dengan materi dan atau energi. Keberadaan manusia
menjadi lebih dari sekedar materi dan energi. Manusia memang materi dan
energi, dan pada saat yang sama ia mempelajari serta memanfaatkan materi dan
energi, termasuk di dalamnya masalah gelombang.
Pada SKB 1 ini Anda akan diajak bersama memahami hakikat materi, perubahan
materi, serta peristiwa-peristiwa yang menyertai di dalamnya.
a. Materi
Materi? Apa yang yang terlintas dalam pikiran Anda tentang materi? Semoga
bukan urusan tentang harta semata ya.. . Materi dalam konteks ini adalah
segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Segala sesuatu

6. tersebut bisa sesuatu yang tampak (zat cair cair dan zat padat) ataupun yang
tidak tampak (zat gas). Materi menempati ruang memiliki maksud bahwa benda
dapat ditempatkan dalam suatu ruang atau wadah tertentu sedangkan memiliki
massa memiliki maksud bahwa benda yang termasuk materi dapat diukur,
ditimbang dengan menggunakan alat ukur tertentu yaitu neraca atau timbangan.
Lalu, apa hubungan materi dan massa?, untuk dapat menjawab ini Anda dapat
melakukan beberapa analisa, misalnya beras yang massa nya 0,5 Kg dengan
beras yang massanya 1 Kg apakah jumlah materinya sama atau semakin
banyak?. Itu menandakan semakin besar massa suatu benda, semakin banyak
pula materi yang terkandung didalamnya, dan begitu sebaliknya. Berdasarkan
pemaparan di atas syarat benda dikatakan sebagai materi (zat) adalah memiliki
massa dan menempati ruang.
massa adalah ukuran ketahanan materi terhadap suatu gaya, yang ditandai
dengan perubahan kecepatannya, sebagaimana dirumuskan oleh Newton:
F = m a.
Berdasarkan persamaan tersebut, massa dapat diukur dengan memberikan gaya
F pada suatu materi dan diukur percepatannya. Tetapi sangat sulit membuat
gaya yang konstan, Karena banyak gaya lain yang mengganggu, maka dipakai
gaya gravitasi untuk menentukan massa:
W = m g W = gaya gravitasi satuannya (kg.m.s-2
)
m = massa satuannya (kg)
g = percepatan gravitasi satuannya (m/s-2
)
Gaya gravitasi sering dikenal dengan istilah berat (bobot). Gaya gravitasi (g)
bergantung pada jarak benda dengan pusat bumi, semakin dekat dengan pusat
bumi semakin besar gaya gravitasnya, maka nilai W dan g di suatu tempat akan
mengalami perbedaan tergantung keberadaan benda, sedangkan massa tetap (m

7. = w/g tetap). Besar percepatan gravitasi di daerah khatulistiwa rata-rata adalah
9,8 ms_2
.
Berkenaan dengan mengenal dan memahami materi, Anda dapat mempelajari
identitas dan sifat-sifat yang melekat. Pada dasarnya sifat umum materi pada
umumnya dapat dianalisa sifat fisiknya melalui indera-indera yang kita miliki.
Misalnya melalui indera penglihatan, kita dapat membedakan ukuran meja
berbentuk bulat dan meja berbentuk kotak. Melalui indera penglihatan kita dapat
membedakan sepatu berwarna merah dan sepatu berwarna hitam, melalui indera
peraba kita dapat membedakan permukaan meja yang halus dan permukaan
meja yang kasar.
Mempelajari identitas dan sifat-sifat materi, secara umum tergambar pada
penjelasan berikut:
Ada dua macam sifat materi berdasarkan hubungannya dengan kuantitas
(jumlah) suatu materi, yaitu: sifat ekstensif dan sifat intesif.
1. Sifat ekstensif adalah sifat yang bergantung pada banyak sedikitnya
jumlah zat atau materinya, misalnya volume, massa, berat, massa jenis.
2. Sifat intensif, adalah sifat yang tidak bergantung pada banyak sedikitnya
jumlah zat atau materinya, misalnya: suhu, wujud suatu zat, indeks bias,
titik beku, titik didih.
b. Klasifikasi materi
Pengklasifikasian materi pada umumnya didasarkan pada karakteristik tertentu,
perbedaaan karakteristik inilah yang menyebabkan beberapa pengelompokkan.
Klasifikasi ini dilakukan para ilmuan agar lebih mudah dipelajari dan disusun
secara sistematis. Ada 3 dasar utama pengelompokkan sebuah materi, yaitu:
1. Materi berdasarkan kuat lemahnya menghantarkan panas (kalor) atau
arus listrik, yaitu Isolator dan Konduktor
2. Materi berdasarkan tingkat wujudnya yaitu padat, cair dan gas, dan
3. Materi berdasarkan komposisinya yaitu zat tunggal dan campuran.
Pada kajian SKB 1 yang akan diperdalam lebih lanjut adalah klasifikasi
berdasarkan wujud zat dan berdasarkan komposisinya.

8. 1. Klasifikasi Materi Berdasarkan Wujud Zat
Materi (zat) berdasarkan wujud zat ini terbagi menjadi 3, zat padat, zat cair dan
zat gas.
Gambar 1.1. Materi berdasarkan tingkat wujud zat
Memahami tentang zat padat, zat cair dan zat gas pada kesempatan kali ini,
tentu bukanlah hal yang baru, materi ini sudah kita kenal sejak duduk di sekolah
dasar, sekolah menengah pertama ataupun sekolah menengah atas.
Sebelum kita lanjut pada bahasan berikutnya, Cobalah Anda analisa benda-benda
yang termasuk zat padat, cair atau gas yang ada di sekitar anda. Tuangkan
hasilnya pada tabel 1.4.
Tabel 1.4. Tabel analisa contoh-contoh benda yang termasuk zat padat, cair dan
gas
No Contoh benda Klasifikasi materi/Zat
Padat (√) Cair (√) Gas (√)
1. .... .... .... ....
2 .... .... .... ....
3 .... .... .... ....
4 .... .... .... ....
5 .... .... .... ....
6 .... .... .... ....
7 .... .... .... ....
8 .... .... .... ....
9 .... .... .... ....
10 .... .... .... ....

9. Perbedaan ketiga jenis zat/materi tersebut secara ilustrasi tergambar seperti
pada Tabel 1.5.
Tabel 1.5. Perbedaan materi berdasarkan wujudnya
Susuna Partikel
Ciri-Cirinya
 antara partikelnya  gerak antar partikel  gerak antar partikel
memiliki gaya tarik tidak terlalu kuat lemah
menarik yang kuat  letak molekul  letak molekul sangat
 letak molekulnya berjauhan berjauhan

teratur  gerak partikel dapat  gerak partikel bebas,
gerak antar partikel berpindah, tetapi tetapi tidak dapat
terbatas, hanya tidak terpisah dari meninggalkan
bergetar kelompoknya kelompoknya
 bentuk dan  bentuknya berubah-  bentuk dan
volumenya tetap ubah mengikuti volumenya berubah-
wadah dan ubah
volumenya tetap
Klasifikasi zat/materi berdasarkan tingkat wujud zat tersebut secara ilustrasi
dapat Anda lihat di link : https://www.youtube.com/watch?v=jmm1J2yI9tk
Jika kita lihat Tabel 5. Manakah dari beberapa ciri di atas yang bisa dilakukan
praktik sederhana di dalam kelas? Ya. Tepat! Yaitu tentang bentuk dan volume
zat. Bentuk dan Volume zat dapat diamati secara langsung dan dapat dicoba
bersama anak-anak di kelas. Selamat mencoba.
Adapun berdasarkan komposisinya, materi diklasifikasikan menjadi dua yaitu zat
tunggal dan campuran. Pertama; Zat tunggal terdiri dari unsur (logam dan
nonlogam) dan senyawa terdiri dari senyawa organik dan anorganik. Kedua;
campuran secara umum terbagi menjadi dua jenis yaitu campuran homogen dan

10. campuran heterogen. Klasifikasi materi/zat berdasarkan komposisinya tergambar
pada Gambar 1.
Materi
Zat
Campuran
Tunggal
Unsur Senyawa Homogen Heterogen
Logam
Non
Organik Anorganik Koloid Suspensi
Logam
Atom
Gambar 1.2. Klasifikasi materi berdasarkan komposisinya
Secara rinci istiilah-istilah tersebut dijelaskan secara singkat pada penjelasan
berikut:
a. Unsur merupakan materi atau zat tunggal yang tidak dapat diuraikan
kembali menjadi zat lain yang baru lebih sederhana. Contoh, emas, besi ,
oksigen, seng, baja, hidrogen, oksigen, fosfor, belerang, tembaga. dll.
Partikel-partikel unsurnya disebut atom.
b. Senyawa merupakan gabungan zat atau materi yang terdiri atas dua
unsur atau lebih dengan jumlah perbandingan tertentu (tetap), dengan
sifat-sifat pembentuknya memiliki sifat yang berbeda dengan sifat
senyawanya sendiri. Misalnya garam dapur, urea, air, asam asetat, asam
nitrat karbondioksida, karbon monoksida, oksigen, dll.
c. Campuran merupakan gabungan antara dua macam materi atau lebih
dengan sifat-sifat campurannnya masih memiliki sifat-sifat asli zat
pembentuknya.
d. Campuran homogen merupakan gabungan dua atau lebih dari zat tunggal
(senyawa), dengan perbandingan sembarang, yang partikelnya menyebar
merata sehingga terbentuk satu wujud (fasa). Fasa merupakan

11. keadaan dimana materi (zat) menjadi homogen yang sifat dan
komposisinya sama antara satu bagian dengan bagian lain. Contohnya
larutan gula, larutan garam, larutan alkohol.
e. Campuran heterogen merupakan gabungan dua atau lebih dari zat
tunggal, dengan perbandingan sembarang yang memiliki perbedaan fasa.
Contohnya pada saat kita mencampurkan air dan minyak sayur atau
minyak tanah, walaupun sudah diaduk atau dikocok, maka campurannnya
akar terbentuk dua fasa.
Campuran heterogen secara umum dikelompokkan menjadi dua, yaitu
Suspensi dan Koloid. Contoh koloid misalnya mentega, susu, asap, jelly,
kabut, agar-agar, sedangkan contoh Suspensi misalnya cat, lumpur
dengan air, air keruh, dan sirup, air dengan minyak.
Campuran dapat dipisahkan melalui berbagai cara, misalnya:
1. Penyaringan (filtrasi)
Merupakan pemisahan campuran yang dilakukan berdasarkan perbedaaan
ukuran partikelnya.
Contohnya : memisahkan pasir dengan air, pemisahan bubuk kopi pada air
kopi
2. Penyulingan (destilasi)
Yaitu teknik pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan titik
didih dari komponen-komponen zat penyusunnya
Contohya : pemisahan air dari air teh, pemisahan alkohol dari larutannya
3. Penyubliman
Yaitu teknik pemisahan campuran yang didasarkan sifat zat penyusun
campuran yang berubah wujud dari padat ke gas ataupun sebaliknya.
Contohnya : pemurnian belerang dari belerang yang tercampuri
4. Kromatografi
Yaitu teknik pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan
kecepatan (merambat atau meresap) antara partikel-partikel zat yang
menyusun campuran dalam medium tertentu (kertas, pelat)

12. Contohnya : pemisahan komponen penyusun warna tinta hitam.
Ada beberapa cara pemisahan campuran secara fisika, yaitu sebagai berikut:
a. Dekantasi, merupakan teknik pemisahan campuran secara fisika dengan cara
menuangkan zat cairnya, sehingga partikel zat yang lebih besar tertinggal di
dalam gelas. pemisahan zat dengan cara dekantasi ini akan lebih efektif jika
ukuran partikel zat nya sangat tajam perbedaannya, umumnya teknik
dekantasi ini dilakukan untuk memisahkan zat padat dari zat cair yang tidak
saling larut pada suhu tertentu. Walaupun teknik ini mampu memisahkan
antara zat padat dan zat cairnya, akan tetapi hasilnya tidak lebih baik dari
proses filtrasi atau penyaringan yang menggunakan kertas saring, atau
sejenisnya.
b. Penyaringan (filtrasi), merupakan teknik pemisahan campuran (zat padat dari
zat cair) berdasarkan perbedaan ukuran partikelnya dengan menggunakan
media kertas saring atau sejenisnya. Perhatikan gambar.
Gambar 1.3 Proses Pemisahan Campuran dengan teknik penyaringan
c. Destilasi (penyulingan) merupakan teknik pemisahan campuran dengan
berdasarkan pemisahan perbedaan titik didihnya yang cukup besar, biasanya
dilakukan untuk memisahkan dua zat cair atau lebih. Misalnya memisahkan
campuran etanol dengan air. Seperti Anda ketahui pada tekanan 1 atm, titik
didih air adalah 100o
C sedangkan titik didih alkohol 78o
C. Oleh karena
perbedaan titik didih yang sangat besar ini, maka teknik pemisahan
campuran dengan destilasi ini adalah cocok digunakan.

13. Gambar 1.4. Proses Pemisahan Campuran dengan teknik Destilasi
d. Rekristalisasi merupakan teknik yang tidak jauh berbeda dengan teknik
pemisahan campuran kristalisasi, akan tetapi perbedaanya adalah pemisahan
ini selain didasarkan pada menguapakan zat pelarut dari zat terlarutnya,
tetapi juga mendinginkan kembali. Proses mendinginkan kembali ini
memanfaatkan perbedaan titik beku komponen-komponen penyusun
campurannya. Contohnya pemisahan garam dari larutan garam dalam air.
Larutan dipanaskan perlahan-lahan sampai tepat jenuh kemudian dibiarkan
dingin dan garam akan mengkristal, lalu disaring.
Gambar 1.5 Proses Pemisahan Campuran dengan kristalisasi

14. c. Perubahan Materi
Masih ingatkah Anda ketika diawal diminta untuk menganalisa penyebab
perubahan yang terjadi pada peristiwa-peristiwa yang Anda jumpai pada Tabel 1.
Misalnya kenapa kertas yang awalnya berbentuk lembaran berubah menjadi
sobekan-sobekan kecil. Apakah ada energi yang menyebabkan perubahan
tersebut?, kenapa ketika yang asalnya air (zat cair) ketika dikulkas menjadi es
batu, apakah ada energi yang mempengaruhinya?. Karena pengaruh energilah
komposisi materi tersebut berubah dari satu komposisi ke komposisi lainnya, atau
dari suatu tingkat wujud ke tingkat wujud lainnya. Secara umum perubahan
wujud dibedakan menjadi dua jenis yaitu perubahan fisis/fisika dan perubahan
kimia.
1. Perubahan Fisis/fisika
Perubahan fisis/fisika merupakan perubahan pada suatu materi yang tidak
menyebabkan pembentukan materi baru; artinya unsur-unsur penyusunnya akan
tetap sama dengan zat semula dan dapat dikembalikan ke wujud semula
(reversible) walaupun tidak melalui reaksi kimia. contohnya adalah perubahan
bentuk, ukuran, dan wujud benda (zat). Skema Perubahan wujud zat (fiska)
tergambarkan dalam skema berikut:
Gas
1 4
2 3
5
Padat Cair
6
Gambar 1.6: Siklus perubahan tingkat wujud
Keterangan:
1 = menyublim 4 = mengembun
2 = deposisi 5 = membeku
3 = menguap 6 = mencair
Sekarang cobalah Anda menganalisa peristiwa perubahan wujud yang ada di
sekitar Anda, hasilnya tuangkan dalam Tabel. 1.6.

15. Tabel.1.6. Contoh peristiwa perubahan wujud
No Peristiwa perubahan Contoh peristiwa
wujud
1 Mencair ....
2 Membeku ....
3 menyublim ....
4 Deposisi ....
5 Menguap ....
6 Mengembun ....
2. Perubahan Kimia
Perubahan kimia merupakan kebalikan dari perubahan fisis/fisika. Jika perubahan
fisika perubahannya tidak menyebabkan terbentuknya materi baru, maka pada
perubahan kimia ini perubahannya dapat menyebabkan terbentuknya zat baru
yang yang unsur-unsur penyusunnya berbeda dengan zat asalnya. Hal ini
disebabkan karena adanya reaksi kimia.
Peristiwa perubahan kimia banyak kita temukan dalam kehidupan sehari-hari dan
ada di sekitar lingkungan kita, Sekarang cobalah Anda analisa contoh perubahan
kimia yang ada di lingkungan sekitar Anda.
Tabel.1.7. Contoh Peristiwa Perubahan Kimia
No Peristiwa perubahan Kimia Contoh peristiwa
1 Fermentasi (peragian) Pembuatan tape, pembuatan tempe....
2 Dekomposisi (pembusukan) ....
3 Sintesis (pembentukan ....
senyawa)
4 Analisis (penguaraian ....
senyawa)
5 Oksidasi ....
6 Peristiwa pernapasan pada ....
mahluk hidup

16. Sub Kegiatan Belajar 2
ENERGI
Pengantar
Energi, sebuah kata yang tidak asing ditelinga kita, ia dekat dengan keseharian
kita semua. Energi merupakan konsep penting yang harus kita ketahui bersama,
peserta didik dan termasuk Anda para pendidik. Pada sub Kegiatan Belajar (SKB)
ini Anda akan diajak mengenal lebih dekat tentang energi dan perubahan yang
menyertainya. Secara lebih rinci pada SKB 2 ini pokok-pokok materi meliputi:
1. Hakikat energi
2. Hukum kekekalan energi.
3. Bentuk-bentuk energi dan perubahannya
4. Hakikat pesawat sederhana
5. Jenis-jenis pesawat sederhana
6. Menghitung keuntungan mekanis pada pesawat sederhana
7. Manfaat pesawat sederhana dalam memecahkan permasalahan
kehidupan sehari-hari.
8. Hakikat suhu dan kalor dan peristiwa yang menyertainya
9. Konversi suhu dengan menggunakan Termometer skala
suhu Celcius, Reamur, Fahrenheit Dan Kelvin.
10. Peristiwa suhu dan kalor dalam kehidupan sehari-hari
11. Bentuk perpindahan kalor pada benda (konduksi, konveksi dan radiasi)
a. Konsep Energi
Mendalami konsep energi sebaiknya kita mulai dari menganalisa peristiwa-
peristiwa yang ada disekitar Anda terlebih dahulu.
Tabel 2.1. Analisa kebutuhan Energi
No Aktivitas sehari-hari Energi yang Sumber bahan baku
digunakan energi
1. Memasak air dengan Listrik/kimia/panas ....
water heater /kompor
gas/tungku
2. Memasak nasi dengan Listrik/panas/kimia ....
Rice Cooker/tungku

17. 3. .... .... ....
4. .... .... ....
5. .... .... ....
6 .... .... ....
Jika kita analisa tabel 2.1. Energi memiliki peran penting dalam kehidupan
manusia, pekerjaan-pekerjaan kita akan lebih mudah dikerjakan, ringan, efektif
dan efisien. Berbicara tentang energi, maka akan melekat padanya juga tentang
bahan baku energi itu sendiri. Sekarang Anda coba pikirkan apa yang terjadi
seandainya alat-alat tadi tidak ada sumber bahan bakunya? Apakah alat-alat tadi
akan bekerja dengan optimal? tentu tidak bukan?.
Oleh karenanya memahami konsep energi ini adalah sesuatu yang kompleks,
tidak hanya mempelajari konsep energi semata, akan tetapi para pebelajar juga
harus berpikir bagaimana sumber energi (bahan baku) itu tetap lestari, terjaga
dengan baik, maka tentu konsekuensinya adalah harus menjaga dan merawat
lingkungan alam sekitar dengan baik pula.
Tabel 2.1 juga memberikan gambaran secara jelas bahwa kegiatan-kegiatan
manusia akan berjalan dengan baik, jika alat-alat yang digunakan manusia untuk
beraktivitasnya tersebut ditunjang dengan energi yang cukup, energi yang cukup
tentu juga harus ditopang oleh sumber energi yang cukup pula. Oleh karenanya
dapat disimpulkan bahwa benda dikatakan memiliki sebuah energi jika benda
tersebut dapat melakukan kerja atau usaha secara optimal, dengan kata lain
Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Energi dalam
satuan internasional, satuannya dinyatakan dalam joule (J) atau kalori (kal).
Sekarang Anda coba pikirkan kembali, apakah aktivitas bergerak, berpikir,
bekerja dan bernafasnya seseorang memerlukan energi? Jelaskan kenapa? Ya.
Tepat! Salah satu jawabannya adalah tanpa energi kita tidak mampu bekerja,
bergerak, berpikir dan bahkan mungkin tidak akan mampu menarik

18. nafas. Demikian juga makhluk dan benda-benda di alam ini tidak akan
mengalami perubahan jika tidak ada energi.
Jika kita tilik kembali materi SKB 1 tentang materi dan perubahannya bagian
perubahan materi, pada bagian ini mengisyaratkan bahwa materi pasti
mengalami perubahan, baik fisika maupun kimia, dengan demikian setiap materi
mengandung dan terkait dengan energi.
Bila materi berubah akan disertai perubahan energinya, maka energi adalah
sesuatu yang menyertai perubahan materi itu. Berkenaan dengan energi yang
dikandung sebelum dan sesudah perubahan dikenal dengan dua istilah yaitu
eksotermik dan endotermik. 1) Eksotermik adalah kondisi dimana energi yang
dikandung materi sebelum perubahan lebih besar dari sesudahnya, maka akan
keluar sejumlah energi. 2) endotermik jika energi materi sebelum perubahan
lebih kecil dari sesudahnya, maka akan diserap sejumlah energi.
b. Sumber energi
Sumber energi secara umum ada dua yaitu:
1. Renewable (dapat diperbaharui): misalnya air (air terjun dan ombak laut),
cahaya matahari , dan angin.
2. Unrenewable (tidak dapat diperbaharui) misalnya nuklir fosil (bahan bakar
minyak dan gas)
c. Bentuk energi dan perubahannya
Pernakah Anda mendengar “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan”?. Ya. Istilah ini adalah istilah populer untuk menggambarkan
kondisi dimana materi itu sejatinya tidak hilang, ia hanya bermetamorfosa dari
satu bentuk ke bentuk lain, dari satu ukuran ke ukuran lain, dari satu posisi ke
posisi lain, dari wujud yang satu ke wujud yang lain. Disinilah esensi dari sebuah
energi itu, kemampuan melakukan metamorfosa dari satu bentuk ke bentuk yang
lain itulah ia dipahami sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.

19. Bentuk energi pada dasarnya terbagi menjadi dua macam yaitu energi potensial
dan energi kinetik, gabungan dari kedua energi tersebut merupakan energi
mekanik. Namun ada juga bentuk energi yang memiliki sumber berbeda.
a) Energi kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerak atau
kecepatannya. Besarnya energi kinetik suatu benda bergantung pada massa dan
kecepatan benda.
Benda bermassa m bergerak horizontal dengan kecepatan v
maka Ek benda secara persamaan dapat dinyatakan sebagai beikut
Ek = ½ m.v2
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan gerak benda (ms-1
)
b. Energi potensial
m
h
Gambar 2.1
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki suatu benda
karena posisi kedudukannya (ketinggian) terhadap gaya
tarikan gravitasi. Jika pada Energi kinetik bergantung pada
besarnya massa dan kecepatan, maka Ep Besarnya
bergantung pada massa dan ketinggian (h). Secara
matematis dapat dinyatakan persamaannya sebagai berikut:
Ep = m g h
Keterangan:
Ep = Energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (ms-2
)
h = posisi ketinggian terhadap tanah (m)
Contoh Soal:

20. 1. Sebuah Sukun berada pada ketinggian 7 m dari permukaan tanah. Bila
massa buah Sukun 500 gr. Percepatan grafitasinya 10 N/kg, tentukan
energi potensialnya ?
2. Sebuah kendaraan bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Bila massa
mobil itu 900 kg, tentukan energi kinetiknya ?
Jawab:
1. Penyelesaian
h = 7 m m = 500 g =0,5 kg g = 10 N/kg Maka energi potensial
yang dimiliki mangga adalah :
Ep = mgh
= 0,7 kg x 10 N/kg x 7m
= 49 J
2. Penyelesaian
V = 72 km/jam = 20 m/s
M = 900 kg
Energi kinetik mobil adalah :
Ek 
=
1 mv2
2
1 900kg20m / s2
2
= 1 900kg400m2 / s2 
2
= 180.000 J
c) Energi Mekanik
Energi mekanik merupakan energi total yang dimiliki benda. Energi mekanik juga
dapat dikatakan jumlah energi kinetik dan potensial. Secara matematis dapat
dirumuskan:
Em = Energi Potensial (J)
Em = Ek+Ep Ek = Energi Kinetik (J)
Ep = Energi Potensial (J)

21. d) Energi panas (kalor)
Berbicara tentang energi panas, kita lihat dulu beberapa peristiwa dalam
kehidupan sehari-hari Anda. Pernakah anda memasak air? Bagian manakah yang
dipanasi dari teko tersebut? Jika bagian bawah dipanasi, apa yang terjadi pada
air dan teko? Apakah kedudukan air berubah? Mengapa bisa berubah? apakah
bagian atas teko akan terasa panas juga? Mengapa demikian?. Energi panas
(kalor) yang karenanya sebagai energi, maka ia dapat berpindah dari satu tempat
ke tempat lainnya, dari satu keadaan ke keadaan lainnya.
Mempelajari tentang panas tidak lepas dari kajian tentang suhu. Suhu
merupakan derajat panas atau dinginnya suatu benda. Derajat panas atau
dinginnya suatu benda ini tidak secara otomatis menunjukkan banyaknya panas
pada benda benda tersebut. Maksudnya suhu air dalam satu gelas mungkin sama
dengan suhu air panas yang mengisi penuh sebuah termos, tetapi jumlah panas
(kalornya) nya jelas berbeda. Besarnya energi panas yang mengalir pada suatu
benda dapat ditentukan dari besarnya perubahan suhu, massa benda, dan kalor
jenis.
c. Perhitungan Suhu (Skala suhu Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan
Kelvin)
Derajat panas dinginnya suatu benda pada umumnya diukur dengan
menggunakan alat ukur suhu yaitu termometer. Prinsip kerja dari termometer
adalah terjadinya perubahan zat yang disebabkan panas. Perubahan tersebut
seperti perubahan volume, warna, atau perubahan nilai hambatan listrik suatu
bahan.
Termometer dalam pengggunaannya menggunakan beberapa skala yaitu skala
suhu Celcius, skala suhu Reamur, skala suhu Farenheit, dan skala suhu Kelvin.
Keempat macam skala suhu dalam termometer tersebut tentunya memiliki
karakteristik yang berbeda-beda. Penetapan skala pada termometer
menggunakan dua titik acuan yaitu penetapan titik tetap bawah menggunakan

22. es murni yang sedang melebur pada tekanan 1 atmosfer, adapun titik tetap atas
menggunakan air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atmosfer (76cmHg).
Berikut penjelasan lebih lanjut mengenai skala-skala suhu yang dipergunakan
dalam termometer.
a. Skala Suhu Celcius
Skala suhu Celcius termasuk skala suhu yang paling banyak digunakan
dalam kehidupan sehari-hari. Skala ini ditetapkan oleh Anders Celcius
(1701-1744), seorang ahli fisika dari Swedia. Anders Celcius menetapkan
titik tetap bahwa berdasarkan titik beku air sama dengan 0 derajat, dan
titik didih air sama dengan 100 derajat sebagai titik tetap atas. Di antara
jarak kedua titik tersebut dibagi menjadi 100 satuan derajat. Skala Celcius
memiliki satuan derajat Celcius yang ditulis 0
C.
b. Skala Suhu Kelvin
Skala Kelvin tidak dikalibrasi berdasarkan titik lebur es dan titik didih air,
tetapi dikalibrasi berdasarkan energi yang dimiliki oleh partikel-partikel
dalam benda. Apabila suhu benda turun, gerak partikel lambat.
Sebaliknya, apabila suhu benda naik gerak partikel cepat. Ketika suhu
benda mencapai –273,15o
C, biasanya dibulatkan menjadi –273o
C,
partikel-partikel tidak bergerak sama sekali. Suhu –273o
C merupakan
suhu paling rendah yang dapat dimiliki benda. Oleh karena itu, suhu
–273o
C dinamakan suhu nol mutlak. Perbandingan skala suhunya adalah
100.
c. Skala Suhu Reamur
Skala suhu Reamur dinamai oleh Rene Antoine Ferchault de Reamur dari
Perancis, Ia adalah orang yang pertama kali mengusulkan termometer ini
(1731). Titik beku air skala suhu ini adalah adalah 0 derajat Reamur,
sedangkan titik didih air 80 derajat Reamur. Penulisan nilai suhu skala
Reamur, misalnya 30 dejarat Reamur, ditulis 300
R. Skala ini mulanya
dibuat dengan alkohol, jadi termometer Reamur yang dibuat dengan

23. raksa sebenarnya bukan termometer Reamur sejati. Saat ini skala Reamur
jarang digunakan kecuali di Industri permen dan keju. Perbandingan
Skala suhunya adalah 80.
d. Skala Suhu Fahrenheit
Skala suhu Fahrenheit, sering digunakan di
Amerika. Suhu titik lebur es 32oF dan suhu titik
didih air 212o
F. Perbandingan skala suhunya 180.
Berdasarkan pemaparan beberapa skala suhu tersebut, ilustarasi
perbadingannnya seperti pada gambar 2.2. Dari gambar ini dapat dilihat
perbandingan skala antara titik beku atau titik bawah dan titik didih atau titik atas
dari skala-skala tersebut.
Gambar. 2.2. Konversi skala Suhu pada Termometer
Jika kita cermati skala suhu di atas dapat kita tuliskan beberapa temuan.
Skala suhu Celcius Farenheit-32 Reamur Kelvin-
0
C 0
F-32 0
R K-273
Selisih titik 100 : 20 180 : 20 80 : 20 100 : 20
didih-titik
beku
Pembanding 5 9 4 5

24. Perbandingan mengkonversi skala suhu Celcius ke skala lainnya :
Skala Celcius ke Skala Reamur Skala Reamur ke Skala Celcius
fTC = 5
TR. 7TR = 4
Tc
4 5
Skala Celcius ke Skala Farenheit Skala Farenheit ke Skala Celcius
76TC = 5
(TF – 32) TF = 9
(TC +32)
9 5
Skala Celcius ke Skala Kelvin Skala Kelvin ke Skala Celcius
5
hfTK = TC + 273
ttTC = (TK – 273)5
d. Perpindahan Kalor pada Benda
Perpindahan kalor? Jika kita pahami konsep perpindahan, pada dasarnya segala
sesuatu yang berpindah terjadi karena ada perbedaan, dan pada konteks ini
perpindahan kalor (panas) lebih disebabkan karena adanya perbedaan suhu.
Perbedaan suhu inilah yang menjadi penyebab berpindahnya Kalor. Kalor dari
suatu benda yang bersuhu tinggi ke benda lain yang bersuhu rendah.
Benda yang bersuhu tinggi cenderung melepas atau mengeluarkan kalor,
begitupun sebaliknya, benda bersuhu rendah cenderung menerima atau
menyerap Kalor.
Kalor dapat mengubah wujud materi atau zat. Perubahan wujud zat bergantung
pada jumlah kalor yang diterima atau jumlah kalor yang dilepaskan oleh zat yang
bersangkutan. Dari berbagai kenyataan ini kita dapat simpulkan, bahwa
1. kalor (panas) dapat mengubah suhu suatu benda. Perubahan suhu ini
terjadi karena perpindahan kalor yang terjadi diantara zatnya.
2. Kalor juga dapat merubah wujud suatu benda. Perubahan wujud ini
terjadi karena perpindahan panas (kalor) yang terjadi pada zatnya juga.
Sekarang analisalah beberapa perubahan wujud ini, pada proses perubahan
wujud manakah yang menyerap dan menerima kalor.
Tabel 2.1 Kebutuhan energi dalam proses perubahan wujud zat
Menyerap=menerima Kalor Melepas Kalor
Melebur/mencair : padat ....

25. menjadi cair
.... ....
.... ....
.... ....
Berbicara mengenai perpindahan kalor, maka kita mengenal setidaknya ada tiga
cara terjadinya perpindahan kalor, yaitu melalui cara konduksi, cara konveksi,
dan cara radiasi.
1. Konduksi
Konsep Konduksi pada prinsipnya akan terjadi jika ada perbedaan panas pada
benda itu sendiri. Bagaimana cara kita menciptakan perbedaan panas itu? Tepat
sekali, salah satu ujung benda (misalnya besi) kita beri perlakuan dengan cara
didekatkan kepada sumber panas, atau kita bisa beri sumber panas, maka akan
terjadi perbedaan panas antara besi bagian yang dekat dengan sumber panas
dengan yang jauh dengan sumber panas. Perbedaan panas inilah yang akan
menyebabkan panas akan berpindah dari besi yang panas ke besi yang dingin.
Konsep inilah kemudian yang dikenal dengan konsep Konduksi. Konduksi secara
definitif adalah proses pemindahan panas (kalor) melalui suatu zat perantara
tanpa disertai perpindahan partikel zatnya.
Contoh peristiwa konduksi dalam kehidupan sehari-hari adalah saat Anda
memasak dengan menggunakan panci berbahan alumunium atau baja, maka api
dari kompor akan memanaskan bagian dasar panci yang kemudian panas akan
disebar ke seluruh permukaan badan panci. Peristiwa konduksi pada umumnya
terjadi pada zat padat.
Agar Anda dapat memahami konsep konduksi, carilah peristiwa konduksi
disekitar Anda yang termasuk konduksi.
Peristiwa Konduksi dalam 1. ....
kehidupan sehari-hari
2. ....
3. ....

26. Zat perantara pada peristiwa konduksi pada umumnya memiliki karakteristik
tertentu. Berdasarkan kemampuan kuat lemahnya benda menghantarkan panas,
maka dibedakan menjadi dua kelompok yaitu konduktor dan isolator. Kelompok
Konduktor merupakan kumpulan benda atau zat dimana benda-benda ini dapat
menghantarkan panas dengan sangat baik, bahan-bahan penyusun konduktor ini
biasanya terbuat dari besi, tembaga, baja, emas, alumunium, perak, seng,
kuningan dan sejenisnya. Sedangkan isolator merupakan kelompok benda-benda
yang sukar menghantarkan panas. Biasanya kelompok ini bahan dasar
penyusunnya adalah kayu, karet, kain, kaca, karet, plastik dan sejenisnya.
2. Konveksi
Konveksi istilah yang digunakan untuk peristiwa perpindahan panas melalui zat
perantara pada medium yang mengalir (fluida) yaitu pada zat cair dan gas. Oleh
karenanya konveksi sering dinamakan sebagai peristiwa aliran panas. Kenapa
aliran? Karena peristiwa konveksi ini hanya terjadi pada medium zat yang
mengalir yaitu zat cair dan zat gas saja, dan proses ini akan berlangsung selama
proses pemanasan terjadi.
Contohnya aliran air di panci saat dipanaskan. Pada saat air di panci dipanaskan,
maka bagian air yang paling bawah akan panas terlebih dahulu, pada saat air
yang ada pada bagian bawah panci mengalami panas, maka akan berkurang
massa jenisnya, sehingga akan mengalami proses naik ke permukaan bagian
atas. Tempat air panas yang sudah berpindah ke atas permukaan akan
tergantikan posisinya oleh air yang dingin yang posisi awalnya di atas permukaan
tadi. Air dingin tadi akan mengalami hal serupa dengan air yang panas
sebelumnya. Proses seperti ini akan terus berulang sampai akhirnya seluruh
bagian air menjadi panas.
Contoh lain dari konveksi adalah aliran udara di daerah pantai yang
menyebabkan terjadinya angin darat dan angin laut. Pada prinsipnya adalah
sama dengan peristiwa konveksi pada zat cair. Udara yang terkena panas (kalor)

27. terlebih dahulu, maka massa jenisnya akan kecil. Jika peristiwa ini di siang hari
maka udara yang ada di atas daratan akan mengalami panas terlebih dahulu,
sehingga massa jenis udara di atas daratan lebih kecil dibandingkan massa jenis
udara di atas lautan, oleh karenanya udara di atas daratan akan mengalami
proses naik ke atas permukaan laut, seiring dengan berpindahnya udara yang
ada di atas daratan, udara yang ada di atas lautpun melakukan hal yang sama, ia
akan mengisi udara di atas daratan yang sudah ditinggalkan udara yang
sebelumnya. Proses ini berlanjut seperti membentuk siklus aliran, aliran udaranya
sering dikenal dengan angin darat dan angin laut.
Secara definitif Konveksi dapat disimpulkan sebuah peristiwa perpindahan panas,
yang melalui zat perantara fluida (cair,gas) yang disertaipula dengan
perpindahan partikel zatnya.
Agar lebih memahami, cobalah Anda lihat fenomena pemasangan fentilasi atau
pemasangan AC di rumah. Kenapa pemasangannya selalu di atas, tidak di
bawah? Carilah lebih jauh penjelasannya dari berbagai literatur yang relevan ya.
Semoga berhasil.
3. Radiasi
Jika konveksi istilah lainnya adalah aliran, maka Radiasi mempunyai nama
sinonim yaitu pancaran. Radiasi atau pancaran ialah proses perpindahan panas
(kalor) yang dalam perambatannnya tidak memerlukan zat perantara/medium
perambatannya. Sebagai contoh, panas pancaran sinar matahari ke permukaan
bumi. Panas dari pancaran matahari dapat sampai ke bumi, walaupun jarak
antara bumi dan matahari sangat jauh dan diantara bumi dan matahari terdapat
ruang hampa. Oleh karena itulah maka pancaran matahari termasuk peristiwa
radiasi.
e) Azas Black
Asas Balck pertama kali diukur oleh Joseph Black Pada tahun 1791. Memahami
peristiwa Asas Black akan lebih paham jika kita memulai dengan peristiwa yang

28. sering kita lakukan sehari-hari. Pernakah Anda mencampurkan Air panas dengan
air dingin? Apa tujuan Anda mencampurkan air panas dengan dengan air yang
lebih dingin tadi? Ya. Tepat, secara tidak langsung proses yang Anda lakukan
adalah bagian dari aplikasi peristiwa Asas Black dalam kehidupan sehari-hari.
Pada saat Anda menuangkan air yang memiliki temperatur lebih rendah ke dalam
gelas yang berisi air bertemperatur lebih tinggi, kemudian Anda aduk maka air
akan terasa hangat tidak lagi panas seperti kondisi awal. Mengapa hal ini bisa
terjadi? berikut penjelasannya. Ketika dua zat yang berbeda temperatur
dicampur maka akan terjadi aliran energi atau Perpindahan energi dari benda
yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah.
Aliran energi atau perpindahan energi inilah yang dikenal dengan kalor artinya
zat yang bertemperatur tinggi melepaskan kalor kemudian kalor tersebut diterima
oleh zat yang bertemperatur rendah. Hal ini akan terjadi secara terus-menerus
sehingga temperatur pada kedua zat tersebut akan sama, saat kedua temperatur
zat sama, maka sudah tidak ada lagi aliran energi atau perpindahan energi yang
terjadi. Karena pada prinsipnya aliran energi panas akan terjadi jika terdapat
perbedaan temperatur. Jika sudah tidak ada, maka tidak ada lagi aliran energi
didalamnya.
Pada peristiwa tersebut di atas menunjukkan terjadi perpindahan kalor karena
kalor meninggalkan zat yang bertemperatur tinggi menuju zat yang
bertemperatur rendah. konsep inilah yang dikenal dengan “Asas Black”.
secara rinci Asas Black berbunyi sebagai berikut:
1. Jika dua buah benda yang berbeda temperatur dicampurkan maka benda
yang bertemperatur tinggi memberi kalor pada benda yang
bertemperatur rendah, sehingga temperatur akhirnya sama.
2. kedua jumlah kalor yang diserap benda bertemperatur rendah sama
dengan jumlah kalor yang dilepas benda bertemperatur tinggi.
secara matematis Asas Black dinyatakan dengan persamaan:
Qlepas = Qterima

29. f. Energi dan Usaha
Dalam kehidupan sehari-hari, pernakah Anda mendorong suatu benda? Apa yang
terjadi? Berpindah atau tetap? Jika kita tilik dari konsep fisika, usaha tidak lepas
dari gaya dan perpindahan. Bila gaya bekerja pada sebuah benda sehingga
benda berpindah selama gaya bekerja, maka gaya tersebut melakukan usaha.
Dengan kata lain, seandainya pada saat kita mendorong suatu benda dan benda
itu berpindah, maka kita sudah melakukan usaha. Akan tetapi jika tidak ada
perubahan maka dianggap kita tidak melakukan usaha, apa contohnya? Misal
Anda mendorong tembok rumah, dan tembok tersebut tidak mengalami
perpindahan selama ada gaya yang kita berikan, maka usaha kita dianggap tidak
ada, atau nol.
Usaha secara matematis dirumuskan dalam persamaan
W = F.s
Keterangan
W = usaha (Joule)
F = gaya (Newton)
s = perpidahan benda (meter)
lalu apa hubungan energi dan usaha? hubungan antara usaha dengan energi
dapat tergambar dalam beberapa peristiwa. Sebagai contoh bahan bakar bensin
memiliki energi untuk menggerakan kendaraan bermotor. Usaha pada dasarnya
sama dengan perubahan energi yang terjadi. Oleh karena itu, satuan usaha sama
dengan satuan energi, yaitu joule (J).
g). Pesawat Sederhana
Pernakah Anda melakukan mengungkit sebuah benda? Membuka tutup botol?
Mengangkat air? Memotong kertas? Memotong sayuran? Membuka baut lemari
atau sejenisnya? memotong kuku? dan atau Mengerek bendera? Jika pernah,
apakah Anda melakukan semua kegiatan tersebut dengan tangan kosong atau
menggunakan alat? Jika menggunakan alat. Tuliskan dalam Tabel yang sudah
tersedia.

30. Tabel 2.2. Tabel penggunaan Alat pada kegiatan sehari-hari
No Aktivitas Alat yang dipakai Jenis alat
Rumit Sederhana(√)
(√)
1 Memotong kertas .... .... ....
2 Memotong sayuran .... .... ....
3. .... .... ....
4. .... .... .... ....
5. .... .... .... ....
6. .... .... .... ....
Jika kita analisa, aktivitas sehari-hari kita tidak lepas dari benda-benda tersebut
di atas. Benda-benda yang digunakan untuk membantu tugas kita itu dalam
konsep fisika dinamakan pesawat. Karena tingkat kerumitan pada pesawat yang
sering kita gunakan tersebut sangat simpel (sederhana), maka pesawat-pesawat
tersebut dinamakan dengan pesawat sederhana.
Pesawat sederhana memberikan banyak keuntungan bagi para penggunanya,
antara lain, mempercepat pekerjaan, dan mengubah arah, mengurangi gaya, dan
mengurangi biaya yang yang dikeluarkan. Dengan kata lain semua itu
mempermudah pekerjaan manusia dalam beraktivitas.
Bagian ini akan mengajak Anda memahami konsep pesawat sederhana, definisi,
jenis-jenis pesawat sederhana, menghitung keuntungan mekanis dan
mengaplikasikan keuntungan mekanis dalam kehidupan sehari-hari.
Bagian pesawat sederhana yang akan dibahas pada kesempatan ini adalah tuas,
katrol, roda berporos (gandar), bidang miring, sekrup dan baji.
a) Tuas
Tuas merupakan contoh pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah
efek atau hasil dari gaya. Penggunaan Tuas pada umumnya digunakan untuk

31. mengungkit benda-benda yang berat, dengan tuas benda yang berat dapat
dipindahkan dengan gaya yang lebih kecil. Caranya dengan menaruh salah satu
ujung tuas di bawah batu, kemudian ujung yang lain diangkat dan ditekan.
Gambar 2.4 Penggunaan Tuas
Agar lebih jelas tentang mekanisme kerja tuas (pengungkit), Anda akan diajak
mengenal bagian-bagian penting dalam Tuas.
Gambar 2.5 Bagian-bagian tuas
Keterangan:
W= beban (N)
lb = lengan beban= jarak antara beban dengan titik tumpu (meter)
TT = Titik Tumpu
lk = lengan kuasa (m) = Jarak antara Titik tumpu dengan Kuasa
F = Gaya Kuasa (N)
Memahami kondisi seimbang. Apa itu seimbang? Jika Anda lihat dari gambar 2.5,
apakah kondisi tersebut sudah seimbang? Kemudian, jika diminta untuk
menyeimbangkan, bagian mana yang harus seimbang? Antara mana dengan
mana? Apakah antara sebelah kiri titik tumpu dengan bagian kanan titik tumpu?
Ya. Anda tepat. Tuas akan mengalami keseimbangan jika memenuhi syarat yaitu

32. Bagian kiri titik tumpu = bagian kanan titik tumpu, secara matematik seperti
berikut:
Bagian kiri titik tumpu = bagian kanan titik tumpu
Beban x Lengan beban = lengan kuasa x Kuasa
Beban/Kuasa = lengan kuasa/lengan beban
W/F = lk/lb
 Menghitung Keuntungan mekanis pada Tuas/Pengungkit
Berbicara tentang keuntungan mekanis, maka akan diarahkan tentang manfaat
menggunakan pesawat sederhana. Sebelum Anda diajak mengenal dan
menghitung keuntungan mekanis dari pesawat sederhana ini, Anda harus
memperhatikan syarat kondisi setimbang pada sebuah pesawat sederhana, kunci
sederhana adalah besarnya perkalian besarnya beban dan lengan beban yang
terdapat disebelah kiri titik tumpu harus sama dengan jumlah perkalian gaya
yang diberikan dan lengan kuasanya.
Keuntungan mekanis dari tuas itu adalah perbandingan antara beban dengan
kuasa, jika dituliskan dalam persamaan:
Contoh soal:
1). Sebuah batu beratnya 50 N diangkat dengan menggunakan tuas. Jika gaya
yang diberikan sebesar 25 N, keuntungan mekanisnya adalah.... Penyelesaian:

33. Diketahui: W = 50 N
F = 25 N
Ditanyakan: Km?
Menjawab soal ini sangatlah mudah, tidak perlu mencari panjang lengan kuasa
ataupun lengan beban, cukup substitusikan besaran yang ada, maka : Km = W/F
Km = 50 N/25 N
Km = 2
Maka keuntungan mekanisnya adalah 2.
Menghitung keuntungan mekanis sepintas tampak terlihat begitu mekanistik dan
matematis. Ia tidak mampu menggambarkan fenomena sains yang
sesungguhnya, dan tidak mampu menjadi problem solver dalam memecahkan
masalah sains dalam kehidupan sehari-hari. Sssss tunggu dulu, tetaplah bertahan
membaca dan mempelajari konsep ini, akan kita jelaskan lebih lanjut. Sekarang
cobalah memecahkan masalah no.2 berikut.
2). Jika Anda diminta untuk mengungkit batu bermassa 300 kg, jika disamping
Anda ada 2 buah tongkat A dan B masing-masing dengan panjang 1 meter dan 4
meter. langkah apa yang Anda lakukan? Manakah tongkat yang Anda pilih?
Kenapa? Setelah memilih tongkat tersebut, apa langkah selanjutnya, agar
diperoleh gaya yang dikeluarkan seminim mungkin? Sertakan alasannya?
Jawaban:
....
Jika kita cermati dari soal kedua tersebut, perlu pemahaman lebih mendalam
tentang mempelajari dan memahami keuntungan mekanis pada pesawat
sederhana, agar mendapatkan manfaat dalam kehidupan sehari-hari.
 Jenis Tuas
Tuas dibedakan menjadi tiga macam, perbedaan ini didasarkan pada letak ketiga
komponen pada tuas yaitu posisi titik tumpu (TT), beban (B) dan kuasa (K).

34. 1) Tuas jenis pertama
Tuas jenis pertama ini didasarkan pada kedudukan titik tumpu (TT) berada
diantara titik beban dan titik kuasa. Contohnya: jungkat jungkit, gunting, dll.
2) Tuas Jenis Kedua
Tuas jenis kedua ini didasarkan pada kedudukan titik beban berada diantara
titik tumpu dan titik kuasa. Contohnya: gerobak dorong, dll.
3) Tuas Jenis Ketiga
Tuas jenis ketiga ini didasarkan pada kedudukan titik Kuasa berada diantara
titik tumpu dan titik Beban. Contohnya: alat pemancing ikan, dll.
b) Katrol
Katrol merupakan salah satu pesawat sederhana yang meiliki manfaat
memudahkan pekerjaan manusia dalam hal mengangkat benda ke atas atau ke
arah vertikal. Fungsinya merubah gaya angkat ke atas menjadi gaya tarik
kebawah, sehingga penarikan beban lebih mudah.

35.  Katrol Bebas
Sumber Gambar
http://www.mikirbae.com/2016/01/pesawat-sederhana-pada-rangka-manusia.html
Gambar 2.7 Katrol Bebas
 Menghitung keuntungan mekanis Katrol Bebas

 Menentukan KM katrol Bebas, pada intinya seperti pada tuas dan katrol tetap

 Pada katrol tetap lengan kuasa (lk) = 2 lengan beban (lb)
 Bagian kiri titik tumpu = bagian kanan titik tumpu
 Beban x Lengan beban = lengan kuasa x Kuasa
c) Roda Bergandar/Roda berporos
Istilah Gandar dimasyarakat lebih dikenal dengan istilah “As”. Roda
bergandar/berporos merupakan salah satu pesawat sederhana yang memiliki
manfaat memudahkan pekerjaan manusia dalam memperbesar kecepatan dan
gaya. Fungsinya memungkinkan mempercepat gerak manusia.
Karakteristik roda berporos / bergandar ini memiliki sebuah roda atau pemutar
yang dihubungkan dengan sebuah poros atau gandar yang juga bisa berputar.

36. Secara umum diameter rodanya lebih besar dibandingkan dengan diameter
gandar/porosnya. Keuntungan mekanik dari roda berporos/gandar ini adalah
berupa gaya.
Sumber gambar:
http://ipapesawatsederhana.blogspot.co.id/2014/10/pesawat-sederhana.html
Gambar. 2.8 Roda Bergandar / berporos
Beberapa alat/pesawat yang bekerja berdasarkan prinsip kerja roda bergandar
misalnya beberapa jenis roda (roda sepeda, roda motor, roda mobil, roda
pesawat terbang), setir mobil, setir kapal, dll.
Sumber Gambar:
http://oratoto.blogspot.com/2016/04/makalah-capstan.html
Sumber Gambar
http://www.maribelajar.web.id/2015/02/pesawat-sederhana.html
(a) (b)

37. Gambar.2.9 (a) Kapstan (mesin penarik tali tambat pada kapal), (b) roda sepeda
d) Bidang Miring
Bidang miring merupakan salah satu pesawat sederhana yang memanfaatkan
konsep panjang lintasan dan ketinggian. Bidang miring digunakan untuk
mempermudah usaha, tetapi tidak mengurangi besarnya usaha yang dilakukan.
Dengan menggunakan bidang miring, maka kuasa untuk menarik atau
mendorong beban menjadi lebih kecil dibandingkan ketika beban harus diangkat
langsung.
Keuntungan mekanik dari penggunaan bidang miring dirumuskan :
Sumber gambar: https://arsyadriyadi.blogspot.co.id/2011/08/bidang-miring.html
Gambar 2.10 Ilustrasi Bidang Miring
Keuntungan mekanis dari bidang miring dituliskan dalam persamaan:
W = Beban (N)
F = gaya dorong (N)
l = panjang lintasan bidang miring (m)
h = ketinggian bidang miring (m)
Contoh soal

38. 1. Ahmad menimbah air dari sumur menggunakan katrol, jika massa air yang
diambil adalah 2 kg. (9,8 m.s-2
)
a. Berapakan keuntungan mekanisnya?
b. Berapakah gaya yang diperlukan untuk menarik tali tersebut ?
c. Apakah tingkat kemudahannya sama antara menimbah air menggunakan
katrol dengan yang tidak menggunakan katrol
Penyelesaian :
a. Keuntungan menggunakan katrol tetap selalu 1.
b. Karena keuntungan katrol tetap adalah 1, maka besarnya gaya yang
dikeluarkan sama dengan berat beban (W=F).
Besarnya W didapatkan dari perkalian massa dan gaya gravitasi bumi
W = m.g
W = 2 kg x 9,8 m. s-
2
W = 19,6 kg. m. s-
2
W = 19,6 Newton
Karena W=F, Maka besarnya F adalah 19,6 Newton.
c. Walaupun gaya yang dikeluarkan sama dengan saat menimba air tanpa
menggunakan katrol, akan tetapi tingkat kemudahannya berbeda.
Menimbah air menggunakan katrol akan terasa lebih muda, hal ini arah
gaya yang kita lakukan saat mengeret timbah arahnya searah dengan
arah gaya gravitasi bumi.
2. Ali memindahkan peti menggunakan pengungkit, jika panjang pengungkit 12
meter, jarak titik tumpu ke titik beban 2 meter, dan bebannya adalah 500 N.
Berapakah:
a. Berapakan keuntungan mekaniknya?
b. Berapakah gaya yang diperlukan untuk mengungkit peti tersebut ?
Penyelesaian :
a. Keuntungan mekanik pengungkit
Jadi keuntungan mekanisnya adalah 5

39. b. Gaya yang dikeluarkan adalah
Jadi, gaya yang harus dikeluarkan untuk memindahkan peti adalah 100 N.

40. Sub Kegiatan Belajar 3
GELOMBANG
Pengantar
Pada Sub kegiatan belajar (SKB) 3 ini, Anda akan diajak mempelajari tiga pokok
kajian yaitu :
SKB 1 : Hakikat gelombang
SKB 2 : Cahaya
SKB 3 : Bunyi
Secara garis besar pokok-pokok belajar pada SKB 3 ini adalah seperti pada Tabel
3.1.
Tabel 3.1. Garis-garis besar pokok-pokok materi SKB 3 pada KB 1.
Gelombang Cahaya Bunyi
1. Hakikat gelombang 1. Pengertian cahaya 1. Hakikat bunyi
2. Mengidentifikasi 2. Pemantulan cahaya 2. Syarat terjadinya bunyi
peristiwa yang 3. Hukum pemantukan 3. Ciri-ciri gelombang bunyi
berkaitan dengan cahaya pada cermin 4. Jenis bunyi berdasarkan
gelombang datar frekuensinya
3. Proses terjadinya 4. Peristiwa-peristiwa 5. Karakteristik gelombang
gelombang yang memanfaatkan bunyi
4. Jenis-jenis gelombang sifat-sifat cahaya dalam
berdasarkan medium kehidupan sehari-hari
perambatannya
5. Jenis jenis gelombang
berdasarkan arah
rambat gelombang
Tujuan belajar pada SKB 3 pada KB 1 adalah agar Anda memahami konsep-
konsep penting yang menyertai dari konsep tersebut. Secara umum tujuan
pembelajaran pada SKB 1 ini adalah :
1. Menganalisis masalah sehari-hari yang berkaitan dengan suhu dan kalor
2. Memahami konsep gelombang
3. Menjelaskan konsep cahaya dan berbagai sifat serta manfaatnya dalam
kehidupan sehari-hari.
4. Menjelaskan konsep gelombang bunyi serta manfaatnya dalam kehidupan
sehari-hari.

41. Gelombang? Apakah Anda pernah mendengar kata gelombang? Gelombang air,
gelombang bunyi, gelombang radio, gelombang cahaya, gelombang air,
gelombang tali dan gelombang-gelombang lainnya. Lalu apa itu gelombang?
Mempelajari konsep gelombang, sebaiknya kita kenali terlebih dahulu konsep
prasyaratnya yaitu “Getaran”. Memahami konsep gelombang selalu beririsan dan
melekat didalamnya yaitu konsep getaran. Lalu apa itu getaran? Getaran dalam
konsep fisika didefiniskan sebagai gerakan/peristiwa bolak-balik suatu benda
secara teratur melalui titik kesetimbangan. Konsep getaran dapat kita pahami
melalui beberapa contoh sederhana misalnya getaran pada bandul sederhana
yang digantung, getaran senar gitar pada saat dipetik, getaran pada ujung
penggaris yang diberi dorongan/tarikan ke bawah dan dilepaskan. Perhatikan
ilustrasi Gambar 3.1.
A. Kondisi Setimbang
Sumber gambar:
http://idschool.net/smp/fisika-smp/contoh-soal-getaran-dan-gelombang/
Gambar 3.1 Ilustrasi konsep getaran
Konsep getaran penuh pada ilustrasi bandul seperti pada gambar di atas adalah,
kondisi pada saat bandul dalam kondisi setimbang (A) diberi simpangan sejauh
(C) kemudian dilepas, maka bandul akan bergerak bolak-balik secara teratur
melalui titik setimbang yaitu (A). Peristiwa inilah yang disebut “Getaran“.
Gerakan bandul dari posisi C-A-B-A-C disebut dengan getaran penuh, adapun
gerakan dari C-A-B disebut getaran setengah penuh.

42. 1. Gelombang
a. Pengertian Gelombang
Pernakah Anda melihat fenomena ombak di laut, riak-riak air di sungai atau
kolam? Jika kita amati lebih dalam, peristiwa-peristiwa tersebut memiliki
karakteristik yang sama satu dengan yang lainnya yaitu adanya gerakan
perpindahan air, adanya gunungan air (lekukan naik turun), dan mengarah ke
tempat (titik) tertentu. Gerakan atau riak-riak air yang membentuk lekukan
turun-naik inilah yang disebut dengan gelombang air.
Sumber gambar:
https://pixabay.com/en/drip-liquid-blue-water-wave-101068/
Sumber gambar:
http://www.detoursenfrance.fr/portfolios/le
vagues-en-bretagne-4072
-spectacle-des-
(a) (b)
Gambar 3.2 (a) Gelombang air di kolam., (b) gelombang air laut
Lalu, bagaimana gelombang-gelombang air itu dapat terjadi? dengan kata lain
bagaimana proses terjadinya gelombang-gelombang itu? menjawab hal ini dapat
kita lakukan dengan beberapa percobaan sederhana berikut.
1. Siapakan air dalam wadah, kondisikan ruangan dalam kondisi tertutup
2. Diamkan air, jangan diberi perlakuan apapun (digerakkan, dicemplungkan
benda, diteteskan air, atau sejenisnya? Pertanyaannya adalah jika air
dalam wadah tadi tidak diberi perlakuan digeser, digerakkan, diangkat,
ditiup, diteteskan dan sejenisnya, apakah terjadi gelombang air?
3. Sekarang cobalah kegiatan kedua, air yang dalam kondisi tadi, coba anda
geser, tetesi air, tiupkan angin dan lainnya yang bisa membuat air tidak
lagi diam. Pertanyaannya adalah apakah terjadi gelombang?
Kalau begitu apa syarat utama terjadainya gelombang dari ilustrasi percobaan di
atas? Ya. Tepat sekali, air bergelombang terjadi karena ada perlakuan (ditetesi,

43. dicelupkan benda, digoyang, dibenturkan dan sejenisnya), perlakuan ini dikenal
dalam fisika adalah sebagai usikan (gangguan). Usikan-usikan inilah yang
menyebabkan gelombang. Usikan atau getaran tidak lain adalah energi yang
berpindah bukan medium airnya.
Konsep inipun berlaku pada peristiwa-peristiwa gelombang yang terjadi dalam
konteks sempit dan konteks jenis-jenis gelombang yang lebih luas. Peristiwa
gelombang akan terjadi jika ada usikan, getaran dan energi. Usikan, getaran atau
energi tersebut akan mengalami perambatan ke arah tertentu membentuk
gelombang-gelombang yang lama kelamaan gelombang-gelombang tersebut
tidak lagi terlihat. Oleh karenanya, konsep gelombang dapat didefiniskan sebagai
peristiwa perambatan usikan (gangguan) yang besarnya berubah terhadap waktu
yang menuju pada arah tertentu.
Gangguan pada permukaan air tadi berlangsung secara periodik. Gangguan yang
berlangsung secara periodik sepanjang waktu inilah yang disebut dengan
getaran. Oleh karenanya kita dapat katakan bahwa gelombang merupakan
getaran yang merambat. Sangat penting dipahami kembali bahwa dalam
perambatan gelombang yang berpindah bukan zat perantaranya (medium
perantaranya) tetapi getaran dari gelombang tersebut. Pada perambatan
(perpindahan) ini energi berpindah sebagai getaran, getaran ini menggetarkan
medium yang dilaluinya sehingga membentuk gelombang.
b. Jenis-jenis gelombang
Gelombang secara umum dapat dikelompokkan bermacam-macam. Perbedaan ini
tergantung dari kriteria yang digunakan. Ada kriteria yang didasari pada arah
rambat dan arah getarnya, ada juga yang didasarkan pada medium
perambatannnya.
 Gelombang berdasarkan medium perambatan dibagi menjadi dua
yaitu:

44. 1. Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium untuk
perambatannya. Misalnya gelombang air, gelombang slinki, gelombang
bunyi.
2. Gelombang elektromagnetik; gelombang yang mampu merambat baik
terdapat medium ataupun tidak ada medium perambatan. Misalny
gelombang radio gelombang cahaya, gelombang radar, gelombang tv.
 Gelombang berdasarkan arah rambat dan arah getarnya.
1. Gelombang longitudinal;
Gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Misalnya
gelombang pada slinki dan gelombang bunyi,
Sumber Gambar
http://blajar-pintar.blogspot.co.id/2012/02/besaran-pada-gelombang.html
Sumber Gambar
https://rumushitung.com/2014/02/19/materi-gelombang-fisika/
Gambar 3.3 Ilustrasi Arah rambat dan arah getaran pada gelombang longitudinal
2. Gelombang transversal;
Gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Ciri
pada gelombang transversal ini adalah gelombangnya membentuk
lembah dan bukit secara bergantian. Contohnya gelombang permukaan
air, gelombang cahaya, dan gelombang senar.

45. Sumber Gambar
https://rumushitung.com/2014/02/19/materi-gelombang-fisika/
Gambar 3.3 Gelombang pada pegas (longitudinal) dan tali (transversal)
Bila sebuah kita berikan usikan pada tali disalah satu ujungnya, maka kita telah
memberi energi pada tali tersebut, pada bagian tali itu akan terjadi suatu bukit
dan lembah seperti pada Gambar 3.3. Bukit dan lembah yang terjadi secara
periodik dalam suatu medium disebut getaran pada gelombang transversal.
c. Sifat-sifat Umum Gelombang
1) Gelombang dapat dibelokkan
2) Gelombang dapat dipantulkan
3) Gelombang dapat digabungkan
4) Gelombang dapat dilenturkan
1) Gelombang dapat dibelokkan (dibiaskan)
Gelombang dapat dibelokkan biasanya dipengaruhi karena perbedaan
medium perambatannya. Artinya pada kasus ini gelombang melewati dua
atau lebih medium yang berbeda, misalnya udara dengan kaca, atau bisa
juga gelombang datang dari udara ke kaca lalu ke air, dsb.
Bila suatu gelombang dengan frekuensi tertentu memasuki medium yang
berbeda, maka akan terjadi perubahan pada kecepatan (v) dan panjang
gelombang (λ). Perubahan kecepatan tersebut dibarengi dengan peristiwa
pembelokan arah gelombang yang disebut dengan pembiasan atau
pembelokkan. Jika gelombang datang dari medium yang kerapannnya
renggang ke medium yang kerapannya rapat, maka gelombang akan
dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya.

46. 2) Gelombang dapat dipantulkan
Contoh yang sering kita temui adalah pada gelombang bunyi (peristiwa
gema dan gaung), dan gelombang cahaya (peristiwa pemantulan cahaya
pada cermin).
3) Gelombang dapat digabungkan (interferensi)
Gelombang dapat digabungkan, dapat kita lihat fenomenanya pada peristiwa
alat musik yang dimainkan secara bersama. Pada permainan alat musik
walaupun alat musiknya berbeda-beda, frekuensinya berbeda beda,
merambat pada medium yang sama yaitu udara, dan dimainkan bersama-
sama, akan tetapi kita masih dapat membedakan suara khas dari masing-
masing alat musik yang sedang dimainkan tersebut. Suara-suara tersebut
tidak saling mempengaruhi satu sama lain, seakan-akan berdiri sendiri tanpa
benturan.
4) Gelombang dapat dilenturkan (refraksi)
Peristiwa ini terjadi pada saat gelombang yang awalnya lurus terhalang
celah sempit, sehingga terbentuklah gelombang baru yang arahnya
menyebar merambat ke segalah arah menyerupai lingkaran setelah melewati
celah kecil.
2. Gelombang Cahaya
Pada bagian jenis gelombang materi sebelumnya sudah dijelaskan, bahwa salah
satu contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya. Gelombang
yang dengan medium atau tanpa medium perambatannya (ruang hampa) dapat
merambat dengan baik. Cahaya merupakan gelombang elekromagnetik yang
dapat dilihat oleh mata manusia, kecepatan cahayanya senilai 3 x 108
m/s. Ia
mampu merambat ke segala arah.
Memahami konsep cahaya adalah salah satu bagian kecil yang harus dipahami
oleh Anda para pendidik. Hal ini tidak lepas dari aktivitas kita termasuk anak-
anak yang membutuhkan cahaya, baik untuk bercermin, penerangan, ataupun
untuk kepentingan lainnya dibidang teknologi yang lebih kompleks. Kita dapat

47. melihat benda-benda di sekeliling kita karena adanya cahaya, bandingkan
dengan kondisi dimana tidak ada cahaya? Tentu kondisinya akan berbeda.
Mata kita mampu melihat benda-benda disekitar salah satunya ada bantuan
cahaya. Benda-benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya.
Contoh lain dari sumber cahaya antara lain: cahaya lilin, cahaya lampu, cahaya
bintang, maupun cahaya dari bulan. Apakah semua sumber cahaya dapat
menghasilkan cahayanya sendiri? Bagaimana dengan bulan? Bulan bercahaya
akan tetapi cahayanya bukan dari dirinya sendiri melainkan hasil pantulan dari
cahaya matahari. Oleh karena kasus ini, maka tidak semua sumber cahaya dapat
menghasilkan cahayanya sendiri.
Pemantulan Cahaya
Salah satu sifat gelombang cahaya adalah dapat dipantulkan. Pemantulan cahaya
erat kaitannya dengan proses melihat manusia.
Mengenai Dipantulkan
Sumber Benda Indera
cahaya Penglihat
Gambar 3.4. Ilustrasi proses melihat
Jenis pemantulan dibagi menjadi dua yaitu pemantulan teratur dan pemantulan
baur (sembarang).
Pernakah Anda bercermin? Apakah terbentuk bayangan yang sama di cermin?
Kenapa pada saat bercermin terbentuk bayangan, hal ini terjadi karena cahaya
mengenai permukaan benda yang rata yaitu cermin datar. cahaya yang
dipantulkan membentuk suatu pola yang teratur, akibatnya cermin dapat
membentuk bayangan benda. Pemantulan ini disebut pemantulan teratur.

48. Sumber gambar:
http://blajar-pintar.blogspot.com/2012/04/pemantulan-cahaya-jenis-dan-hukum.html
Gambar 3.5. Pemantulan teratur
Berbeda halnya dengan pemantulan cahaya teratur yang mengenai benda yang
rata, dan hasil pantulannnya dipantulkan teratur, maka pemantulan yang satunya
adalah pemantulan yang hasil pantulannnya tidak teratur (difus), hal ini
dikarenakan cahaya mengenai benda yang permukaan yang tidak rata, misalnya
pohon, rumah, kertas, kain, dsb. Pemantulan seperti ini disebut pemantulan
baur.
Gambar 3.6. Pemantulan baur pada permukaan bidang yang tidak rata
Peristiwa pemantulan baur dalam kehidupan sehari-hari secara sadar ataupun
tidak terjadi pada saat cahaya dari kendaraan kita mengenai permukaan jalan
yang tidak rata, hal ini tanpa kita sadari peristiwa ini berpengaruh pada tingkat
kejelasan mata memandang jalan terutama di malam hari. Ketidakteraturan hasil
pantulan cahaya pada peristiwa ini menyebabkan cahaya memantul ke segalah
arah termasuk ke mata pengemudi, hal inilah yang menyebabkan jalanan terasa
terang.
Namun beda ceritanya jika jalanan basah karena hujan, permukaan jalanan
menjadi rata akibat genangan air. Kondisi ini menyebabkan cahaya dari
kendaraan kita hanya dipantulkan ke arah tertentu saja, yakni ke arah depan

49. jalanan sehingga pengemudi mengalami kesulitan karena tidak dapat melihat
jalanan di depannya dengan baik.
Pada saat sinar mendatangi permukaan cermin datar, cahaya akan dipantulkan.
Garis yang tegak lurus bidang pantul disebut garisi normal. Pengukuran sudut
datang dan sudut pantul dimulai dari garis ini. Sudut datang (i) adalah sudut
yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar datang (2), sedangkan sudut
pantul r adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3).
(1) (2) (3)
i r
Gambar 3.7. Pemantulan cahaya
Berdasarkan pengamatan dan pengukuran didapatkan bahwa:
(1) sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada bidang yang sama;
(2) besar sudut datang (i) sama dengan besar sudut pantul (r).
Dua pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Snellius untuk pemantulan
cahaya.
Contoh kasus:
Pada gambar di bawah ini manakah sudut datang dan sudut pantul?
Gambar 3.8. Hukum Pemantulan cahaya
Penyelesaian:
Garis (2) pada gambar di atas melukiskan sinar datang ke permukaan cermin
sedangkan garis (1) adalah garis normal. Sudut datang adalah sudut yang
dibentuk oleh sinar datang dan garis normal. Jadi sudut datang adalah b,

50. sedangkan sudut pantul dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3) dan
besarnya sama dengan sudut datang. Pada gambar sudut pantul adalah c.
Lalu bagaimana cara mengukur besarnya sudut pantul? untuk dapat menjawab
ini, hal yang paling sederhana dan dapat dilakukan di sekolah adalah dengan
busur derajat. Langkah-langkahnya adalah:
1. Pastikan titik nol busur (titik tengah
busur derajat) berimpit dengan
pangkal sinar sudut yang akan
diukur.
2. Pastikan garis dasar busur derajat
berimpit dengan salah satu kaki
sudut yang ingin diukur
Sumber gambar:
http://alatukur.web.id/busur-derajat-digunakan-saat-kita-membuat-sudut/
3. Bacalah busur derajat anda secara
tegak lurus, lalu hitung besar sudut
dengan membaca besar sudut antara
sinat pantul dan garis normal.
3. Gelombang Bunyi
Mengingat kembali:
1. Gelombang terjadi karena ada gangguan/usikan
2. Usikan atau ganggguan ini menyebabkan getaran
3. Usikan, gangguan, getaran adalah sebuah energi
4. Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat
dipindahkan dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya
5. Bunyi termasuk contoh gelombang mekanik
6. Bunyi termasuk contoh gelombang longitudinal
Gelombang bunyi sangat erat dalam kehidupan sehari-hari anak dan kita orang
dewasa. Membicarakan gelombang bunyi tidak lepas dari konsep gelombang
yang sudah disampaikan sebelumnya. Bunyi merupakan gelombang longitudinal

51. yang membutuhkan medium dalam perambatannya. Gelombang bunyi dapat
merambat pada medium zat padat, cair dan gas.
Bunyi merupakan salah satu bentuk energi. Getaran dari sumber sumber bunyi
merambat melalui partikel-partikel di udara dalam bentuk rapatan dan
renggangan. Ilustrasi gelombang bunyi bisa sampai terdengar oleh telinga
manusia adalah seperti pada gambar 3.9.
Medium
Sumber Bunyi Pendengar
Gambar 3.9. Ilustrasi proses mendengar
Pada ilustrasi di atas tergambarkan bahwa proses perjalanan gelombang bunyi
sampai ke telinga adalah berawal dari adanya sumber bunyi. Sumber bunyi
merambat melalui medium (zat padat, cair dan gas), dan pendengar yang masih
dalam jangkauan sumber bunyi. Benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi
disebut sumber bunyi.
Bunyi tidak dapat merambat pada ruang hampa udara. Bunyi memiliki cepat
rambatnlebihnkecilndibandingkanndengan cahaya. Oleh karena itu pada peristiwa
petir, bunyi terdengar belakangan setelah cahaya kilat. Cepat rambat bunyi
dipengaruhinolehnmedium perambatannya.
Berkenaan dengan cepat rambat bunyi, ada dua hal penting dalam memahami
cepat rambat bunyi, yaitu (1) medium yang lebih padat/rapat maka akan lebih
mudah dan cepat proses perambatan bunyinya. Semakin padat/rapat susunan
mediumnya makansemakin cepat perambatan bunyinya. Ini semakin

52. menegaskan bahwa medium zat padat adalah medium terbaik jika dibandingkan
dengan medium cair dan gas. (2) Perbedaan suhu medium perambatan
berpengaruh terhadap kecepatan bunyi merambat. Semakin tinggi suhu medium
perambatannya maka semakin cepat bunyi merambat, demikian pula sebaliknya.
b. Sumber Bunyi
Sumber bunyi merupakan sumber utama penyebab terjadinya getaran. Ada
medium, ada pendengar yang baik, tetapi tidak ada sumber bunyi yang
menyebabkan getaran, maka bunyi tidak akan terdengar. Artinya bunyi akan
dapat terdengar jika ketiga syarat tadi terpenuhi dengan baik, jika salah satu
syarat di atas tidak terpenuhi maka bunyi tidak akan terdengar oleh manusia.
Bunyi dihasilkan oleh gangguan rapatan dan renggangan dalam suatu medium
yang dapat meneruskan getaran. Bunyi yang dilepaskan dari sumber bunyi
diberikan pada partikel-partikel mediumnya misalnya udara, maka tiap partikel
medium menerima bunyi dan kemudian memberikannya pada partikel yang ada
di dekatnya. Cara menggetarkannya dapat dipukul, dipetik atau degesek.
c. Suara: gelombang bunyi yang dapat didengar
kenapa sub judulnya ada gelombang bunyi yang dapat didengar? Memangnya
ada gelombang bunyi yang tidak dapat di dengar manusia? Kita lihat penjelasan
berikut:
Gelombang bunyi, ternyata tidak semua gelombang bunyi dapat didengar oleh
manusia. Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi tiga jenis:
1. Ultrasonik; gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz.
Hanya dapat didengar oleh beberapa binatang, misalnya lumba-lumba
dan kelelawar. Tingginya intensitas bunyi pada gelombang ultrasonik
dikembangkan dan dimanfaatkan untuk beberapa teknologi, misalnya
penggunaan USG dalam bidang kesehatan, mesin pendeteksi kedalaman
air laut.

53. 2. Audiosonik ; gelombang bunyi yang memiliki frekuensi antara 20-20.000
Hz (kondisi dimana manusia dapat mendengar)
3. Infrasonik ; gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20 Hz.
Bunyi ini tidak dapat didengar oleh manusia. Hanya beberapa hewan
yang memiliki kemampuan untuk mendengar bunyi ini antara lain
jangkrik, laba-laba, dan anjing.
d. Pemantulan Bunyi
Berdasarkan selang waktu antara bunyi asli dengan bunyi pantulannnya. Bunyi
dibedakan menjadi dua yaitu gema dan gaung.
1. Gema: pemantulan bunyi, dimana bunyi pantul terdengar setelah bunyi
asli selesai diucapkan. Umumnya jarak sumber suara letaknya berjauhan
dengan penghalang gelombang.
2. Gaung; pemantulan bunyi, dimana bunyi pantul terdengar sebelum bunyi
asli selesai diucapkan. Umumnya jarak sumber suara sengan penghalang
gelombang berdekatan.