2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis haturkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Elektronik Lembar Kerja Peserta Didik (E- LKPD) berbasis Discovery Learning pada pokok bahasan Listrik Dinamis, E-LKPD ini disusun berdasarkan Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar dengan menggunakan kurikulum 2013 untuk sekolah menengah atas (SMA) kelas XI Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberi arahan selama penyusunan E-LKPD Fisika berbasis Discovery Learning ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada validator yang telah memvalidasi E-LKPD ini serta semua pihak yang telah membantu dan berpartisipasi dalam penyusunan E-LKPD ini baik secara langsung maupun tidak langsung E-LKPD ini disusun dengan harapan agar digunakan sebagai sumber belajar peserta didik baik di sekolah maupun di tempat untuk menambah pengetahuan bagi peserta didik kelas XI. Penulis menyadari banyak kekurang dan E-KPD in pleh sebab diharapkan suzant dan masukan dan pembaca untuk menyempurnakan E-LKPD ini. Medan, 18 April 2023 Kelompok 5
3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ............................................................................................................ 2 DAFTAR ISI ............................................................................................................................ 3 LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ..................................................................................... 4 A. Kompetensi Inti ........................................................................................................... 4 B. Kompetensi Dasar....................................................................................................... 4 C. Indikator Pencapaian Kompetensi............................................................................ 5 D. Tujuan Pembelajaran .................................................................................................. 5 LISTRIK DINAMIS................................................................................................................. 6 A. Pengertian Arus Listrik .............................................................................................. 6 B. Hukum Ohm................................................................................................................ 6 C. Rangkaian Hambatan pada Rangkaian Listrik....................................................... 7 D. Hukum Kirchoff .......................................................................................................... 7 E. Buah-buahan ................................................................................................................ 8 KEGIATAN LISTRIK MAGNET........................................................................................ 10 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................ 13
4 A. KOMPETENSI INTI 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. 2. Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. 3. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, dan damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahn dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinnya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan B. KOMPETENSI DASAR 1. Menganalisis energi listrik dapat diperoleh dari berbagai sumber termasuk buah dan sayur. 2. Menganalisis dengan mengidentifikasi buah yang pailng cocok untuk menghasilkan listrik 3. Menganalisis fenomenan induksi hubungan antara ph buah dengan konduktivitas listrik dalam kehidupan sehari hari LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Mata pelajaran : Fisika Materi : Listrik Dinamis Kelas/Semester : Tahun Ajaran : Alokasi Waktu :
5 C. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI 1. Menjelaskan pengertian muatan energi listrik yang diperoleh dari buah 2. Menganalisi faktor faktor yang mempengaruhi muatan energi listrik pada buah,koin dan paku 3. Menunjukkan keterampilan dalam melakukan kegiatan pratikum untuk membuktikan adanya muatan energi listrik 4. Menunjukkan keterampilan dalam mengkomunikasikan hasil diskusi kelompok D. TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Mahasiswa dapat mengidentifikasi buah yang pailng cocok untuk menghasilkan listrik 2. Mahasiswa dapat mempelajari hubungan antara pH buah dengan konduktivitas listrik 3. Mahasiswa dapat Mempraktekan percobaan untuk materi listrik dalam sistemkehidupan sehari-hari. 4. Mahasiswa dapat mengembangkan keterampilan eksperimental
6 A. Pengertian Arus Listrik Pengerian Arus Listrik Elektron bebas adalah elektron yang tidak terikat pada satu inti atom, atau meskipun terikat ia merupakan elektron yang letaknya jauh dari inti sehingga hanya mendapatkan gaya tarik yang kecil saja. Arus listrik adalah partikel-partikel bermuatan listrik positif yang bergerak dari kutub positif ke kutub negatif baterai atau sumber tegangan. Dengan demikian diketahui bahwa arus listrik memiliki ciri sebagai berikut: a. Arus listrik adalah aliran partikel-partikel bermuatan positif b. Arah arus listrik berlawana dengan arah arus elektron c. Arus listrik mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Kuat arus listrik (1) didefinisikan sebagai banyaknya muatan yang mengalir dalam satu detik sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai: Arus listrik adalah muatan listrik dari satu tempat ke tempat yang lain. Arah dari arus listrik berlawanan dengan arah mengalirnya elektron. Arus listrik sebenarnya adalah aliran partikel bermuatan negatif (elektron bebas). B. Hukum Ohm Hukum Ohm berasal dari hasil percobaan George Simon Ohm (1787- 1854) yang menunjukkan adanya hubungan antara arus, beda potensial, dan hambatan: "kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung penghantar tersebut dan berbanding terbalik dengan hambatannya". Secara matematis ditulis: LISTRIK DINAMIS
7 C. Rangkaian Hambatan pada Rangkaian Listrik 1. Rangkaian seri adalah rangkaian yang tidak memiliki percabangan Hambatan pengganti dari beberapa penghambat yang disusun secara seri adalah jumlah dari setiap hambatan. 2. Rangkalan Paralel adalah rangkaian yang mengandung titik percabangan arus, beda potensial pada hambatan yang berasal dari titik percabangan dan titik pertemuan yang sama nilainya sama. D. Hukum Kirchoff (1) Hukum I Kirchoff (Kirchoff's current law, KCL) Jumlah arus yang memasuki percabangan atau node atau simpul sama dengan arus yang meninggalkan percabangan atau node atau simpul. Bunyi hukum kirchoff: Jumlah kuat arus yang menuju titik percabangan sama dengan kuat arus yang
8 meninggalkan titik percabangan. (2) Hukum II Kirchoff (Kirchoff's voltage law, KVL) Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan nol, atau penjumlahan tegangan pada setiap komponen penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai sama dengan nol. Buah sering dijadikan sebagai makanan, minuman dan sumber vitamin untuk sistem pertahanan tubuh ternyata memiliki kemampuan untuk menghasilkan energi listrik. Keasaman pada beberapa jenis buah mampu menghasilkan energi listrik karena bersifat elektrolit. Buah-buahan yang mengandung asam mineral berupa asam klorida dan asam sitrat, merupakan elektrolit kuat yang terurai sempurna menjadi ion dalam larutan air. E. Buah-buahan Buah-buahan selain memiliki asam, juga banyak mengandung air, sehingga apabilaada dua logam yang berbeda dicelupkan, pada larutan buah-buahan dan sayuran tersebut akan timbul beda potensial antara logam dan air sehingga terjadilah potensial elektroda yang dapat menghasilkan arus listrik juga. Energi listrik dapat dihasilkan dari berbagai jenis buah yang bersifat asam, sedangkan tingkat keasaman buah berbeda-beda antara buah yang satu dengan yang lain. Dimana tingkat keasaman dapat diukur dengan pH yang dimiliki, semakin tinggi tingkat keasaman maka pH akan semakin rendah dan demikian pula sebaliknya. Keragaman nilai pH ini tentu saja akan menghasilkan energi listrik yang beragam pula. Rangkaian listrik adalah sambungan alat-alat listrik yang sederhana di mana terdapat paling sedikit satu jalan tertutup yang dapat dilalui arus. (Hayt dan Kemmerly, 1991: 3). Teori rangkaian listrik berasal dari hukum dasar fisika yang ditemukan oleh Coulomb (1885), Ohm (1827), Faraday (1831) dan Kirchhoff (1857). Ada dua besaranfisika yang menjadi besaran dasar yaitu muatan listrik dan energi
9 listrik. Namun besaranyang paling sering diolah dalam analisis rangkaian listrik adalah arus, tegangan dan daya.Arus Listrik merupakan aliran elektron-elektron dari atom ke atom yang terjadi pada sebuah penghantar dengan kecepatan dalam waktu tertentu. Penyebab timbulnya arus listrik tersebut dikarenakan adanya beda potensial pada kedua ujung penghantar yang terjadi karena mendapatkan suatu tenaga untuk mendorong elektron - elektron tersebut berpindah - pindah tempat. Kecepatan perpindahan arus listrik ini dapat disebut laju arus yang dapat ditulis dengan I dengan satuan ampere. Arus listrik dibedakan menjadi 2 yaitu Arus bolak balik (Alternating Current) dan Arus Searah (Direct Current). Pengukuran daya listrik dengan ohmmeter, ampermeter dan voltmeter. Daya listrik adalah energi yang dibawa oleh elektron yang bergerak tiap satuan waktu. Karena ada arusyang mengalir dalam rangkaian maka akan ada konversi energi listrik menjadi energi bentuk lain.
10 A. Judul Percobaan: Pembuktian Sumber Listrik Dari Buah B. Langkah Kerja Proyek a. Identifikasi lah jenis-jenis buah-buahan yang dapat mengantarkan listrik b. Rancanglah Projek kerja termasuk metode yang akan digunakan dalam pengujian aliranlistrik pada buah-buahan yang akan di gunakan sebagai bahan uji dengan terlebih dahulu mencari informasi dari berbagai referensi, khususnya artikel dari jurnal ilmiah. c. Mengamati hasil uji coba pada buah-buahan yang menghasilkan listrik lalu tuliskan kedalam lembar pengamatan C. Alat a. 4 buah kabel penjepit buaya b. Cutter c. 4 buah koin logam d. 4 buah paku e. 1 buah lampu LED D.Bahan a. Jeruk nipis 4 buah b. Lemon 4 buah c. Pisang 4 buah d. Kentang 4 buah e. Tomat 4 buah KEGIATAN LISTRIK MAGNET
11 E. Langkah Kerja a. Siapkan alat dan bahan b. Gunakan cutter untuk membuat celah pada jeruk nipis sesuai ukuran koin di keempat jeruk nipis c. Masukan setengah bagian koin ke dalam celah jeruk nipis yang telah di potong yang berfungsi sebagai kutub (+), lalu setiap jeruk nipis ditusuk paku yang berfungsi sebagaikutub negatif (-) dalam satu bagian jeruk nipis yang sama d. lempengan koin pada jeruk nipis kemudian dihubungkan dengan paku pada jeruk nipis yang lain menggunakan kabel penjepit buaya seperti pada gambar e. Kemudian ujung penjepit buaya dihubungkan ke lampu LED sepeti pada gambar f. Setelah itu amati apakah lampu menyala atau tidak g. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk keempat buah lainnya
12 F. Lembar Data Pengamatan Tabel 1. Pengamatan listrik pada buah-buahan Buah-buahan Nyala Lampu Lampu Tidak Menyala Terang Redu p Jeruk nipis Lemon Pisang Kentang Tomat G. Pertanyaan dan Jawaban 1. Bagaimana cara menetukan muatan energi listrik yang diperoleh pada buah lemon? 2. Bagaimana hubungan antara lampu led, paku dan logam dengan buah lemon? 3. Faktor - faktor apa saja yang mempengaruhi lampu led bisa menyala? 4. Mengapa terdapat kegagalan dalam proses menyalanya lampu led pada buah lemon? 5. Bagaimana pengaruh buat lemon pada muatan energi listrik? H. Kesimpulan Berdasarkan hasil identifikasi dan diskusi yang telah dilakukan, tulislah kesimpulan yang kalian dapat pada kegiatan praktikum tersebut!
13 DAFTAR PUSTAKA Agustin, I Gusti Ayu Tri dab I Nyoman Tika. 2017. Konsep Dasar IPA. Yogyakarta: Ombak Dua Atina. 2015. Tegangan Dan Kuat Arus Listrik Dari Sifat Asam Buah. Jurnal Universitas PGRI Palembang. Volume 12(2) : 28-42
i
i KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis haturkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Elektronik Lembar Kerja Peserta Didik (ELKPDY berbasis Discovery Learning pada pokok bahasan Fluido Statis, E-LKPD mi disusun berdasarkan Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar dengan menggunakan kurikulum 2013 untuk sekolah menengah atas (SMA) kelas XI Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberi arahan selama penyusunan 6-LK.PD Fisika berbasis Discovery Learning ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada validator yang telah memvalidasi E-LKPD ini serta semua pihak yang telah membantu dan berpartisipasi dalam penyusunan E-LKPD ini baik secara langsung maupun tidak langsung E-LKPD ini disuson dengan harapan agar digunakan sebagai sumber belajar u peserta didik baik di sekolah mmmpun di tempat, Ginnya. Potuk menambah pengetahuan bagi peserta didik kelas XL Penulis menyadari banyak kekurang dan E-KPD in pleh sebab diharapkan suzant dan masukan dan pembaca untuk menyempurnakan E-EXPD ini. Medan, 28 Februari 2023 Kelompok 6
ii DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...................................................................................................... i DAFTAR ISI....................................................................................................................ii BAB I ............................................................................................................................... 1 1.1 Dasar Teori............................................................................................................ 1 1.2 Tujuan ................................................................................................................... 1 1.3 Langkah Kerja Proyek........................................................................................... 1 1.4 Alat........................................................................................................................ 2 1.5 Bahan..................................................................................................................... 2 1.6 Langkah Kerja....................................................................................................... 2 BAB II 2.1 Pemantulan Cahaya............................................................................................... 3 2.2 Pembiasan Cahaya ................................................................................................ 6 2.3 Susunan Lensa dengan Sumbu Utama Berimpit................................................... 9 DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 10
1 1.1 Dasar Teori Kata optik berasal dari bahasa Latin, yang artinya tampilan. Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku atau sifat-sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Intinya optika membahas tentang gejala-gejala optik. Bidang optika terbagi menjadi dua, yaitu optik geometri dan optik fisis. Optik geometris atau optik sinar, menjabarkan perambatan cahaya sebagai vektor yang disebut sinar melalui gambargambar geometri dari berkas sinar tersebut. Sedangkan optik fisis menjelaskan gejalagejala yang terjadi pada optik geometri dengan penjabaran matematis, sehingga komponen optik dan sistem kerja cahaya seperti ukuran, posisi, dan pembesaran obyek menjadi lebih jelas. Cermin pertama kali dibuat dari sekeping batu mengkilap seperti obsidian, sebuah kaca vulkanik yang terbentuk secara alami. Cermin yang pertama dibuat pada jaman sebelum maschi (SM) berupa cermin obsidian. Cermin obsidian yang paling tua ditemukan 6.000 SM di Anatolia / Turki. Cermin kaca pertama yang dilapisi logam di abad masehi diciptakan di daerah Sidon (Lebanon) pada abad pertama M. Sedangkan cermin yang dibuat dengan sandaran, dibuat sekitar tahun 77 M. Cermin tersebut diberi sandaran berupa daun emas. Bangsa Romawi merupakan bangsa pertama yang mengembangkan teknik menciptakan cermin walaupun masih agak kasar. Cermin tersebut terbuat dari kaca hembus yang dilapisi dengan timah yang dilelehkan. Bayangan nyata adalah bayangan yang hanya dapat dilihat jika ditangkap dengan layar, sedangkan bayangan maya adalah bayangan yang dapat dilihat melalui cermin. Secara grafis, bayangan nyata adalah bayangan yang dibentuk dari pertemuan sinar datang dan sinar pantul (didatangi sinar pantul), sedangkan bayangan maya adalah bayangan yang dibentuk dari pertemuan sinar datang dan perpanjangan sinar pantul (ditinggalkan sinar pantul). 1.2 Tujuan 1. Menemukan dan mengetahui jumlah bayangan pada dua cermin datar yang membentuk sudut berdasarkan percobaan yang dilakukan. 2. Mengetahui dan membuktikan rumus jumlah bayangan berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan. 1.3 Langkah Kerja Proyek BAB I PENGUJIAN BAYANGAN PADA DUA CERMIN
2 1. Sebelum melaksanakan praktikum terlebih dahulu mencari jenis jenis cermin dari referensi seperti junal dan buku. 2. Rancanglah Projek kerja termasuk metode yang akan digunakan dalam pengujian bayangan pada dua cermin yang akan digunakan. 3. Mengamati hasil uji coba pada dua cermin yang menghasilkan bayangan lalu tuliskan dalam lembar pengamatan. 1.4 Alat 1. 2 buah cermin datar 2. Triplek 3. Alat tulis 4. Gergaji 1.5 Bahan: 1. 1 buah baterai 1.6 Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan 2. Aturlah sudut dua cermin sehingga membentuk sudut 180° 3. Letakan benda pensil/balpoin atau yang lainnya diantara dua cermin datar 4. Amati berapa banyaknya bayangan yang terbentuk pada kedua cermin datar 5. Masukan data pada data pengamatan 6. Ulangi langkah 2-5 untuk sudut 120, 90°, 60°, dan 30°
3 2.1 Pemantulan Cahaya Jika sinar cahaya jatuh pada permukaan benda lalu dibalikkan kembali, kita sebut sinar itu dipantulkan. Ada dua jenis pemantulan cahaya, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Hukum pemantulan: a. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titikdan terletak pada satu bidang datar. b. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r). Secara sistematis dituliskan bahwa: i = r 2.1.1 Pemantulan pada Cermin Datar Sifat-sifat Bayangan pada Cermin Datar Kita mendapatkan 5 sifat yang penting dari bayangan cermin datar, yaitu: a) bayangan cermin sama besar dengan benda yang berada di depan cermin, b) bayangan cermin itu tegak, artinya posisi tegaknya sama dengan posisi tegaknya benda, c) jarak bayangan ke cermin sama jauhnya dengan jarak benda ke cermin, d) bayangan cermin tertukar sisinya, bagian kanan benda menjadi bagian kiri bayangan, e) bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya tidakdapat ditangkap dengan layar. BAB II TEORI
4 Gambar 7.1 Pemantulan pada cermin datar Apabila sudut apit dua buah cermin datar besarnya diubah-ubah, makasecara empiris jumlah bayangan yang dihasilkan memenuhi hubungan: 2.1.2 Pemantulan Pada Cermin Lengkung Cermin lengkung merupakan bagian dari permukaan sebuah bola yang berongga yang melewati pusat bola dan tegak lurus terhadap permukaan adalah sumbu utama cermin. Jika cahaya dipantulkan dari sisi dalam bola, maka cermin disebut cermin cekung. Sebaliknya, jika cahaya dipantulkan dari sisi luar bola, maka cermin disebut cermin cembung. Cermin Cekung Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul pada suatu titik yang dinamakan titik fokus (F) cermin. Jarak fokus cermin dapat dituliskan sebagai berikut: Dari semua cara yang mungkin untuk melukiskan sinar yang berasal dari sebuah benda menuju sebuah cermin, hanya ada 3 yang utama dan berguna untuk menentukan lokasi bayangan, yaitu: 1) sinar datang yang paralel dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus, 2) sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan paralel dengan sumbu utama, 3) sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkanmelalui titik itu juga. (1)
5 f M (1) f M (2) f M (3) (2) (3) Gambar 7.2 Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung Cermin cembung Cermin cembung adalah bagian dari sebuah bola yang memantulkan sinar dari bagian luar bola. Cermin cembung bersifat divergen, yaitu bersifat memencarkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan berpencar. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung mengacu pada argumen yang sama dengan pemantulan pada cermin cekung, maka dapat dirumuskan aturan pelukisan diagram sinar untuk cermin cembung sebagai berikut: 1) sinar datang yang paralel dengan sumbu utama dipantulkan seolaholah berasal dari titik fokus, 2) sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan paralel dengan sumbu utama, 3) sinar datang yang menuju pusat kelengkungan dipantulkan melalui lintasan yang sama. M f
6 Gambar 7.3 Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung Pembentukan bayangan pada cermin cembung: Gambar 7.4 Pembentukan bayangan pada cermin cekung Rumus cermin lengkung(cekung&cembung) Dimana: f = jarak fokus cermin s = jarak benda ke cermin s‟ = jarak bayangan ke cermin M = perbesaran bayangan h‟= tinggi bayanganh = tinggi benda 2.2 Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Sebagai contoh sebatang tongkat yang sebagiannya tercelup di dalam kolam berisi air dan bening akan terlihat patah. 2.2.1 Indeks Bias Mutlak Indeks bias mutlak suatu medium didefinisikan sebagai perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa (c) terhadap cepat rambat cahaya di medium tersebut (v). ini dapat dirumuskan sebagai:
7 dimana : - n = indeks bias - c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108 m/s) - v = laju cahaya dalam zat 2.2.2 Pembiasan Pada Lensa Lensa adalah benda bening yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat membiaskan atau meneruskan hampir semua cahaya yang melaluinya. Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung atau lensa positif dan lensa cekung atau lensa negatif. Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung Setiap lensa mempunyai dua buah titik fokus di sebelah kiri dan kanannya,tetapi ke dua jarak fokus ke lensanya sama. Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagianbagian lensa cembung di bawah ini: Gambar 7.10 Pembentukan bayangan pada lensa cembung SU : sumbu utama O : titik pusat optik lensa f1 dan f2 : titik api (fokus) lensa. O - f1 dan O - f2 : f = jarak titik api lensa. R1 dan R2 : jari-jari kelengkungan lensa. I, II, III : nomor ruang untuk meletakkan benda (I), (II), (III), (IV) : nomor ruang untuk bayangan benda Pembentukan bayangan pada lensa cembung dan sifat bayangannya
8 Benda terletak lebih jauh dari dua jarak fokus (di ruang III) Gambar 7.11 Penentuan sifat bayangan pada lensa cembung Sifat bayangan yang terjadi: - nyata (dibelakang lensa) - terbalik - di ruang (II) - diperkecil (dari III ke (II)) Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung Lensa cekung bersifat seperti cermin cembung. Oleh karena itu, lensa cekung mempunyai titik api (fokus) yang dinyatakan dengan negatif. Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagian- bagian lensa cekung di bawah ini: Gambar 7.13 Pembentukan bayangan pada lensa cekung SU : sumbu utama O : titik pusat optik lensa f1 dan f2 : titik api (fokus) lensa. O - f1 dan O - f2 : f = jarak titik api lensa. R1 dan R2 : jari-jari kelengkungan lensa. Lensa cekung hanya dapat membentuk satu macam bayangan, yaitu bayangan maya dari benda yang terletak di depan lensa dengan sembarang penempatan. Pembentukan bayangan pada lensa cekung dan sifat bayangannya
9 Gambar 7.14 Penentuan sifat bayangan pada lensa cekung Sifat bayangan yang terjadi: - maya (di depan lensa) - tegak dan diperkecil 2.3 Susunan Lensa dengan Sumbu Utama Berimpit Alat-alat optik seperti mikroskop dan teropong terdiri dari susunan beberapa buah lensa berjarak tertentu dengan sumbu utama berimpit. Pembentukan bayangan pada susunan lensa seperti ini dapat dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut: Bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama dianggap sebagai bendauntuk lensa kedua, bayangan lensa kedua dianggap sebagai benda untuk lensa ketiga, demikian seterusnya. Jika bayangan dari lensa yang satu terletak di depan lensa berikutnya, maka bayangan ini dianggap sebagai benda nyata bagi lensa kedua tersebut dan jarak benda s bertanda positif. Akan tetapi jika bayangan dan lensa pertama tadi terletak di belakang lensa berikutnya, maka bayangan ini dianggap sebagai benda maya bagi lensa kedua tersebut dan jarak benda s sekarang bertanda negatif. Untuk dua buah lensa berlaku hubungan dengan: d = s1‟ + s2 d = jarak kedua lensa, sI‟= jarak bayangan lensa pertama s2 = jarak benda lensa kedua
10 DAFTAR PUSTAKA Setiyanto, Budi., dkk. 2021. Panduan Praktikum Telekomunikasi Dasar Dan Telekomunikasi Lanjut Laboratorium Sistem Frekuensi Tinggi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Sugiyono, Vani. 2009. jurus Sakti Menaklukkan Fisika SMA 1,2 & 3. Surabaya: PT Kawan Pustaka. Prasodjo, Budi., dkk. 2007. IPA 2B Terpadu. Jakarta: Yudhistira. Nurlina dan Riskawati. 2017. Fisika Dasar I. Makassar: LPP Unismuh Makassar.
1 HALAMAN JUDUL v Dosen Pengampu : Rajo Hasim Lubis S.Pd., M.Pd Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) Berbasis Instruksi FLUIDA DINAMIS NAMA KELOMPOK : ANGGOTA KELOMPOK : KELAS : Kelompok 7 : 1. Maya Panjaitan 2. Renata Silalahi 3. Vanni Sibarani 4. Yelsa Sitanggang
2 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) yang berjudul Fluida Dinamis. Kami ingin menulis sebuah buku yang dapat digunakan untuk pembelajaran, baik di kelas maupun di luar kelas. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) ini berisi tentang materi Fluida Dinamis dan dengan adanya LKPD ini, diharapkan para peserta didik dapat memahami materi yang telah disampaikan pada LKPD ini. Dalam LKPD ini disajikan beberapa materi untuk menuntun siswa dalam melakukan kegiatan praktikum berupa eksperimen dan pengamatannya Akhirnya, penulis mengucapkan terima kasih dan selamat menggunakan buku ini. Penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari Bapak/Ibu guru dan Siswa yang telah membantu atau mendukung dalam pembuatan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) ini. Medan, 21 Februari 2023 Kelompok 7
3 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................................................................1 KATA PENGANTAR..............................................................................................................2 DAFTAR ISI.............................................................................................................................3 LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK...................................................................................4 A. KOMPETENSI INTI ....................................................Error! Bookmark not defined. B. KOMPETENSI DASAR...............................................Error! Bookmark not defined. C. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI............Error! Bookmark not defined. D. TUJUAN PEMBELAJARAN ................................................................................. …..5 FLUIDA DINAMIS ...................................................................Error! Bookmark not defined. A. PENGERTIAN FLUIDA DINAMIS..............................................................................5 B. KARAKTERISTIK FLUIDA DINAMIS.....................Error! Bookmark not defined. C. HUKUM BERNOULLI................................................Error! Bookmark not defined. D. AIR MANCUR HERON ..............................................Error! Bookmark not defined. KEGIATAN FLUIDA DINAMIS.............................................Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA.................................................................Error! Bookmark not defined.
4 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. 2. Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 3. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, dan damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahn dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinnya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan 1. Menerapkan prinsip fluida dinamis dalam teknologi 2. Membuat dan menguji proyek sederhana yang menerapkan prinsip dinamika fluida 1. Menjelaskan penyelesaian masalah terkait penerapan azas Bernoulli 2. Menganalisis hukum Bernoulli dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Mata Pelajaran : Fisika Materi : Fluida Dinamis Kelas/Semester : Tahun Ajaran : Alokasi Waktu : LEMBAR KERJA PESERTA A. KOMPETENS I INTI B. KOMPETENSI DASAR C. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
5 3. Menganalisis hubungan antara kecepatan aliran dengan tekanan fluida 4. Mempresentasikan laporan hasil produk tiruan aplikasi azas Bernoulli 1. Siswa dapat menjelaskan prinsip bernoulli pada fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari 2. Siswa dapat menganalisis prinsip bernoulli pada fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari 3. Siswa dapat menerapkan prinsip bernoulli pada fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari D. TUJUAN PEMBELAJARAN
6 Fluida dinamis merupakan fluida dalam keadaan bergerak. Seperti halnya yang sering kita lihat air kran yang mengisi bak mandi, atau air terjun, dan banyak lainnya. Fluida ideal memiliki aliran stationer, yaitu aliran fluida yang melalui suatu titik tertentu akan memiliki kecepatan yang sama. Jika fluida mengalir dalam suatu pipa dengan luas penampang A dengan kecepatan v. Setelah / detik fluida dari titik x berpindah sejauh vr ke titik y. Volume air yang mengalir dalam detik adalah : V = s ∙ A V = s ∙ t ∙ A dengan : V = volume fluida ( ) v = kecepatan alir fluida (m/s) t = waktu (s) A = luas penampang pipa ( ) Debit air adalah jumlah air yang mengalir setiap waktu atau boleh diartikan banyaknya volume air yang mengalir setiap waktu. Berdasarkan pengertian diatas, rumus empiris dari debit air adalah : Q = V/t Ket : Q = Debit Air ( /s) V = Volume ( ) t = waktu (s) Jika kita hubungkan dengan kecepatan aliran air dan luas penampang pipa dan mulut kran maka persamaan diatas dapat dirubah menjadi: Karena volume V = A ∙ h, maka : FLUIDA DINAMIS A. PENGERTIAN FLUIDA DINAMIS
7 Q = A ∙ h/t Q = A ∙ v Ket : A = luas penampang ( ) v = kecepatan aliran air (m/s) Beberapa karakteristik yang dimiliki oleh fluida dinamis yaitu : 1. Inkompresibel (tidak termampatkan) artinya volume atau massa jenis fluida tidak berubah. ketika ditekan. Zat cair merupakan contoh fluida inkompresibel sedangkan zat gas pada umumnya merupakan fluida yang kompresibel. 2. Irrotasional (tidak berotasi) artinya suatu benda atau bola kecil yang diletakkan di sembarang titik dalam aliran tersebut tidak berotasi terhadap pusat massanya. 3. Alirannya tunak (steady) artinya kecepatan fluida pada tiap titik tidak berubah dari waktu ke waktu. Fluida yang mengalir dengan kecepatan rendah, alirannya dapat dianggap sebagai aliran tunak. Tetapi, begitu kecepatannya sangat besar, alirannya tidak tunak lagi. Alirannya menjadi bergejolak yang disebut aliran turbulen. 4. Viskositasnya nol (tidak mengalami hambatan ketika bergerak) artinya kita menganggap aliran fluida tidak mengalami hambatan atau fluida tidak kental. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa tekanan dari fluida yang bergerak seperti udara berkurang ketika fluida tersebut bergerak lebih cepat. Hukum Bernoulli ditemukan oleh Daniel Bernoulli, seorang matematikawan Swiss yang menemukannya pada 1700-an. Bernoulli menggunakan dasar matematika untuk merumuskan hukumnya. Terdapat beberapa Asumsi Hukum Bernoulli diantaranya : Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible) dan nonviscous. Tidak ada kehilangan energi akibat gesekan antara fluida dan dinding pipa. B. KARAKTERISTIK FLUIDA DINAMIS C. HUKUM BERNOULLI
8 Tidak ada energi panas yang ditransfer melintasi batas-batas pipa untuk cairan baik sebagai keuntungan atau kerugian panas. Tidak ada pompa di bagian pipa Aliran fluida laminar (bersifat tetap) Rumus Hukum Bernoulli : Dari persamaan diatas, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal. Keterangan : P = Tekanan (Pascal) v = kecepatan (m/s) = massa jenis fluida (kg/ ) h = ketinggian (m) g = percepatan gravitasi (9,8 m/ ) Air mancur heron adalah salah satu alat hidrolik yang memancurkan air tanpa memerlukan sumber energi aktifasi listrik layaknya air mancur pada umumnya. Air mancur ini ditemukan pertama kali oleh Hero dari Alexandria (namanya dieja sebagai Heron), yang merupakan seorang ilmuan Matematika/Fisika Yunani yang aktif dikota Alexandria. Salah satu bentuk air mancur heron dapat dilihat dari gambar berikut. D. AIR MANCUR HERON
9 Air mancur ini terdiri dari tiga bagian : Wadah A, di dalamnya terdapat selang yang memancurkan air, kemudian terdapat wadah B dan C yang sebagian terisi air. Bagianbagiannya dihubungkan oleh selang. Wadah A dihubungkan dengan selang ke Wadah C. Dari Wadah C dihubungkan dengan selang ke wadah B, lalu dari Wadah B dihubungkan dengan selang ke Wadah A. Air mancur ini akan bekerja apabila diisi dengan air melalui wadah A, hingga air mengalir pada wadah C, lalu dari Wadah C air akan naik menuju Wadah B melalui selang. Dari Wadah B dengan perlahan air akan naik menuju Wadah A melalui selang.
10 Untuk mengetahui dan membuktikan cara kerja hukum bernouli pada pembuatan air mancur heron. NO. NAMA ALAT DAN BAHAN JUMLAH 1. Botol bekas 500 mL 3 buah 2. Pipet plastik 1 buah 3. Selang Secukupnya 4. Cutter 1 buah 5. Gunting 1 buah 6. Lem tembak Secukupnya 7. Pewarna makanan Secukupnya 8. Air Secukupnya 9. Paku 1 buah KEGIATAN FLUIDA DINAMIS Judul Percobaan : Penerapan Hukum Bernoulli Pada Air Mancur Heron Kelas : Kelompok : Nama Kelompok : A. TUJUAN PERCOBAAN B. ALAT DAN BAHAN
11 1. Rekatkan dua buah tutup botol Adan B dengan posisi berlawanan arah menggunakan lem tembak. 2. Lalu tutup botol yang telah disatukan diberi 2 buah lubang menggunakan paku panas. 3. Masukan sedotan pada lubang botol A dan botol B yang sudah dilubangi. 4. Kemudian pasang tutup botol A ke botol A, begitu juga dengan tutup botol B 5. Selanjutnya lubangi salal satu botol A dibagian bawah, botol B lubagi botol bagian bawa juga dan pada botol C lubangi 2 lubang atas dan bawah. 6. Kemudian disekitar tutup botol yang berada pada lubang di beri lem agar tutup botol menutupi lubang yang telah dibuat 7. Masukkan selang 30 cm baru saja di buat dari lubang botol A ke lubang bawah botol C, kemudian pada selang 15 cm, masukkan dari lubang botol B ke lubang botol C atas tidak lupa pada sekitar lubang yang telah terisi pipet direkatkan menggunakan lem 8. Pastikan tidak ada kebocoran, dan alat sudah siap untuk diuji coba. 9. Masukkan air yang sudah diberi warna, lalu amati hasil percobaan tersebut. C. PROSEDUR PERCOBAAN
12 D. HASIL PENGAMATAN
13 Rohman, Agus. 2021. Buku Ajar Fluida Berbasis Creative Responsibility. Pekalongan : PT. Nasya Expanding Management. Yuberti. 2014. Konsep Materi Fisika Dasar 2. Bandar Lampung : Anugrah Utama Raharja (AURA) DAFTAR PUSTAKA
1 Nama Kelompok : Anggota Kelompok : Kelas : LISTRIK MAGNET DOSEN PENGAMPU: Rajo Hasim Lubis S.Pd., M.Pd. Kelompok 8: 1. Angin Jonatan Sinaga 2. Firmansyah Simanjuntak 3. Muhammad Ropinur 4. Sumardi Rivandi Sitohang LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD) BERBASIS INSTRUKSI FISIKA
2 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) yang berjudul Listrik Magnet. Kami ingin menulis sebuah buku yang dapat digunakan untuk pembelajaran, baik di kelas maupun di luar kelas. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) ini berisi tentang materi Listrik Magnet dan dengan adanya LKPD ini, diharapkan para peserta didik dapat memahami materi yang telah disampaikan pada LKPD ini. Dalam LKPD ini disajikan beberapa materi untuk menuntun siswa dalam melakukan kegiatan praktikum berupa eksperimen dan pengamatannya serta adanya latihan soal untuk dapat mengasah kemampuan peserta didik dalam menganalisis. Akhirnya, penulis mengucapkan terima kasih dan selamat menggunakan buku ini. Penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari Bapak/Ibu guru dan Siswa yang telah membantu atau mendukung dalam pembuatan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) ini. Medan, 21 April 2023 Kelompok 8
3 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL........................................................................................... 1 KATA PENGANTAR......................................................................................... 2 DAFTAR ISI........................................................................................................ 3 LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK.............................................................. 4 A. Kompetensi Inti......................................................................................... 4 B. Kompetensi Dasar..................................................................................... 4 C. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................ 5 D. Tujuan Pembelajaran ................................................................................ 5 LISTRIKS STATIS ............................................................................................ 6 A. Medan Magnetik Induksi .......................................................................... 6 B. Medan Magnet .......................................................................................... 7 C. Hukum Faraday......................................................................................... 8 KEGIATAN 1 LISTRIK MAGNET................................................................. 10 KEGIATAN 2 LISTRIK MAGNET................................................................. 14 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 20
4 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. 2. Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 3. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, dan damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahn dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinnya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan 3.2 Menganalisis muatan listrik, gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus 3.3 Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi 3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari 4.3 Melakukan percobaan tentang induksi magnetik dan gaya magnetik disekitar kawat berarus listrik berikut presentasi hasilnya 4.4 Melakukan percobaan tentang induksi elektromagnetik berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Mata Pelajaran : Fisika Materi : Listrik Magnet Kelas/Semester : Tahun Ajaran : Alokasi Waktu : A. KOMPETENSI INTI B. KOMPETENSI DASAR
5 3.2.1 Menjelaskan pengertian muatan listrik, kuat medan listrik, dan gaya listrik. 3.3.2 Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi 3.3.3 Menganalisis arah kuat medan magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik 3.3.4 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi kuat medan magnet pada kawat lurus berarus listrik. 3.3.5 Menganalisis besar kuat medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat lurus berarus listrik 4.4.1 Menunjukkan keterampilan dalam melakukan kegiatan praktikum untuk membuktikan adanya medan magnetik 4.4.2 Menunjukkan keterampilan dalam mengkomunikasikan hasil diskusi kelompok 1. Setelah membaca literatur mengenai gejala kelistrikan, mahasiswa dapat menjelaskan pengertian listrik magnet dengan tepat. 2. Mahasiswa dapat melakukan percobaan ggl induksi dan medan magnet disekitar kawat yang dialiri arus listrik 3. Mahasiswa mampu mengolah data percobaan listrik magnet sesuai dengan langkahlangkah pada LKPD melalui diskusi kelompok. 4. Setelah melakukan diskusi, mahasiswa dapat mempresentasikan hasil percobaan listrik magnet dengan benar C. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI D. TUJUAN PEMBELAJARAN
6 Pada umumnya, medan magnetik muncul di sekitar magnet. Bendabenda yang memiliki sifat kemagnetan akan terpengaruh oleh medan magnetik itu. Sesuatu yang mengejutkan, bila di sekitar benda yang bukan termasuk magnetik terdapat medan magnetik. Peristiwa keanehan itu pertama kali ditemukan oleh Oersted. Hans Christian Oersted pada tahun 1820 menemukan bahwa arus listrik dalam sebuah kawat penghantar dapat menghasilkan efek magnetik. Efek magnetik yang ditimbulkan oleh arus tersebut dapat membelokkan arah jarum kompas. Kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik akan meningkat sejalan dengan besarnya arus yang mengalir. Arah medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik sejalan dengan arah garis-garis medan yang melingkari kawat konduktor. Perubahan arah arus listrik akan mempengaruhi arah medan magnet yang dihasilkan. Hukum Oersted digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti pada pembuatan elektromagnet, motor listrik, dan perangkat elektronik lainnya. Hukum Oersted terkait erat dengan hukum Faraday, yang menjelaskan hubungan antara medan magnet dan arus listrik yang terinduksi dalam kawat yang bergerak melintasi medan magnet. Secara matematis, rumus dari percobaan Oersted adalah sebagai berikut: Keterangan: B = Induksi magnetik W/m2 µ0 = permeabilitas Wb/Am I = Kuat arus (A) a = jari-jari lilitan (m) Berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa penyimpangan jarum kompas ternyata disebabkan oleh medan magnetik yang ditimbulkan saat penghantar dialiri arus listrik. Medan magnetik yang timbul akibat adanya arus listrik inilah yang disebut medan magnetik induksi. Medan magnetik induksi disimbolkan dengan huruf B dengan satuan weber/m2 atau Tesla. Medan magnetik merupakan besaran vektor. FISIKA LISTRIK MAGNET A. Medan Magnetik Induksi
7 Kaidah tangan kanan menyatakan bahwa, jika kita menggenggam penghantar sehingga ibu jari kita menunjukkan arah arus maka arah genggaman jari yang lain menunjukkan arah medan magnetik induksi di sekitar penghantar. Sedangkan arah medan magnetik di suatu titik searah dengan garis singgung lingkaran di titik tersebut, seperti yang ditunjukkan pada gambar Gaya magnetik atau gaya lorentz adalah gaya yang timbul pada penghantar berarus atau muatan yang bergerak dalam medan magnetik. Gaya Lorentz merupakan nama lain dari gaya magnetik yaitu gaya yang ditimbulkan oleh medan magnet. Kapan akan timbul bila ada interaksi dua medan magnet, contohnya adalah kawat berarus dalam medan magnet, kawat sejajar berarus dan muatan yang bergerak dalam medan magnet. Pada setiap kawat berarus yang diletakkan dalam daerah bermedan magnet maka kawat tersebut akan merasakan gaya magnet. Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. Jika ada sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut berada dalam medan magnetik maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetik atau dikenal juga nama gaya lorentz. Prinsip kerja motor listrik yaitu perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Gaya magnet atau gaya Lorentz merupakan besaran vektor. Arahnya dapat menggunakan kaedah tangan kanan seperti pada Gambar. Ibu jari sebagai arah I, empat jari lain sebagai arah B dan arah gaya Lorentz sesuai dengan arah telapak. Besarnya gaya Lorentz sebanding dengan kuat arus I, induksi magnet B dan panjang kawat l. Jika B membentuk sudut θ terhadap I akan memenuhi persamaan berikut. B. Medan Magnet
8 Besarnya gaya Lorentz dirumuskan sebagai berikut. Persamaan umum : = Perhatikan video berikut untuk memahami konsep gaya Lorenz! Bisakah medan magnet menimbulkan arus listrik kembali. Keadaan sebaliknya inilah yang dipelajari oleh Michael Faraday (1791-1867) seorang ahli fisika berkebangsaan Inggris. Secara eksperimen Faraday menemukan bahwa beda potensial dapat dihasilkan pada ujungujung penghantar atau kumparan dengan memberikan perubahan fluks magnetik. Hasil eksperimennya dirumuskan sebagai berikut. “Ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung suatu penghantar atau kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar atau kumparan tersebut.” Konsep tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Ia menggambarkan medan magnet dengan menggunakan garis-garis gaya, di mana daerah yang medan magnetnya kuat digambarkan garis gaya rapat dan yang kurang kuat digambarkan dengan garis gaya yang C. Hukum Faraday
9 kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki kuat medan yang homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar. Garis gaya magnet dilukiskan dari kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet. Untuk menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut dengan induksi magnet, induksi magnetik menyatakan kerapatan garis gaya magnet. Sedangkan fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam persamaan, sebagai berikut. Apabila magnet batang digerakkan mendekati kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang ke kanan dan sebaliknya jika magnet batang digerakkan menjauhi kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri. Akan tetapi jika magnet batang diam tidak digerakkan, jarum galvanometer juga diam. Jarum galvanometer yang bergerak menunjukkan adanya arus listrik yang timbul di dalam kumparan pada saat terjadi gerak relatif pada magnet batang atau kumparan. Peristiwa ini disebut induksi elektromagnetik, yaitu timbulnya ggl pada ujung-ujung kumparan yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan, ggl yang timbul disebut ggl induksi. Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan oleh Faraday menyimpulkan bahwa besarnya ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan tergantung pada kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupinya. Kesimpulan ini lebih dikenal dengan hukum Faraday yang berbunyi
10 Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan tersebut. Secara matematik hukum faraday dapat dituliskan dalam persamaan : Tanda negatif pada persamaan untuk menyesuaikan dengan hukum Lenz. Perhatikan video berikut untuk memahami konsep hukum Faraday!
11 1. Untuk mengetahui gaya lorentz dan menentukan induksi magnetik di sekitar kawat berarus listrik. 2. Untuk mengetahui pergerakan jarum kompas bergerak disekitar berarus listrik 3. Untuk mengetahui medan magnet di sekitar kawat berarus listrik. No. Nama Alat dan Bahan Jumlah 1. Kompas 1 2. Baterai 1 3. Kawat/Tembaga secukupnya 4. Paku 1 5. Papan secukupnya 6. Isolatif 1 KEGIATAN 1 LISRIK MAGNET Judul Percobaan : MEDAN MAGNET DI SEKITAR KAWAT BERARUS LISTRIK Kelas : Kelompok : Nama Kelompok : A. Tujuan Percobaan Mari Mencoba B. Alat dan Bahan
12 C. Prosedur Percobaan 1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang akan dipraktikumkan 2. Lihat pada gambar rangkaian dibawah ini 3. Ambil papan secukupnya dan tancapkan 2 paku di setiap ujung papan. 4. Sambungkan kawat/tembaga pada paku yang sudah ditancapkan (ujung satu meyatu dengan ujung lainnya dengan kawat/tembaga) 5. Setelah itu, hubungkan kabel pada setiap paku, agar mempermudah gunakan kabel yang berbeda warna. 6. Lalu letakkan kompas di tengah papan yang sudah di rancang untuk mengaliri arus listrik. Perhatikan jarum kompas tepat lurus dengan kawat yg sudah di pasang. 7. Lalu ambil 1 baterei dengan tegangan 9 volt dan hubungkan kabel merah ke kutub (+) dan kabel hitam ke kutub (-) pada baterai. 8. Setelah dihubungkan maka amati jarum kompas yang menyimpang tersebut. 9. Untuk lebih melihat penyimpangan jarum kompas yang besar maka ambil 2 baterai dengan tegangan 9 volt dan sambungkan kabel merah ke kutub (+) dan kabel hitam ke kutub (-) pada baterai. 10. Amati kembali penyimpangan yang terjadi pada jarum kompas. + - Baterai Kawat Tembaga A B