Gelas yang berisi air dingin maka permukaan gelas tersebut terdapat titik-titik air. Hal itu terjadi karena udara di luar gelas mengalami .... a. Penguapan b. Peresapan c. Pengembunan d. Penyubliman Proses yang terjadi di atas merupakan salah satu proses alamiah yang disebut kondensasi. Kondensasi atau pengembunan adalah proses perubahan wujud zat dari gas menajdi cair. c. pengembunanLachman, 1989) Pada umumnya zat cair memiliki permukaan mendatar, tetapi apabila zat cair bersentuhan dengan zat padat atau dinding bejana, maka permukaan bagian tepi yang bersentuhan dengan dinding akan melengkung. Gejala melengkungnya permukaan zat cair disebut ministus. (Yazid, 2004) Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu
Melihat fenomena alam hanya dengan eksperimen yang Teman-Teman! Yuk, kita bereksperimen lagi. Kali ini kita akan mencoba eksperimen Anti Gravity Water. Hmm … Penasaran seperti apa eksperimennya? Tonton sampai habis, ya. Alat dan Bahan Gelas Kecil Air Kertas tebal atau kertas karton yang dilaminasi plastik Pewarna makanan opsional Cara Pengerjaan 1. Beri pewarna makanan 3 tetes ke air 2. Tuangkan air sampai memenuhi setengah gelas 3. Tutup ujung gelas dengan kartu pos yang sudah dilaminasi 4. Balikkan Gelas yang berisi air dan apa yang terjadi? Untuk leih jelasnya kamu bisa lihat video di bawah ini, dan kamu juga bisa melihat video lainnya di link ini yah! 😀 Hmm … kok bisa ya gelas berisi air nggak tumpah saat dibalik dengan kertas yang tebal? Simak penjelasannya, yuk! Air tidak tumpah setelah diberi kertas karena adanya gaya tekanan udara, gaya adhesi, serta tekanan kolom pada permukaan air sebelah atas. Minggu depan bakalan ada eksperimen apa ya? Ada yang bisa tebak? Teman Gallileolei bisa cek eksperimen lainnya di link ini, ya!
Permukaancairan cenderung mendatar sebab molekul-molekul carian di bagian permukaan yang miring akan mengalami komponen gaya tegangan muka ke arah yang melawan kemiringan. Tetapi tidaklah demikian halnya dengan molekul-molekul cairan disebelah tepi bejana. Pernahkah kalian memasukkan batang pensil atau sedotan ke dalam gelas bening berisi air jernih? Jika belum pernah, coba kalian lakukan sendiri dan amati apa yang terjadi. Sebuah pensil, sedotan, atau benda-benda padat berbentuk batangan seperti sendok, kayu, logam dan sebagainya apabila dimasukkan ke dalam gelas berisi air maka akan terlihat seolah-olah patah atau bengkok seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Bisakah kalian menjelaskan bagaimana fenomena tersebut bisa terjadi dengan menggunakan konsep fisika? Peristiwa batang pensil tampak bengkok di dalam gelas berisi air merupakan salah satu ilusi optik yang dapat dijelaskan dengan menggunakan prinsip pembiasan cahaya dan komponen-komponennya seperti Hukum Snellius dan indeks bias. Masih ingatkah kalian apa yang dimaksud dengan pembiasan cahaya, indeks bias, dan konsep Hukum Snellius? Mari kita ulas secara singkat. Pembiasan Cahaya Sebagai gelombang elektromagnetik, cahaya akan dipantulkan atau dibiaskan saat melewati bidang batas antara dua medium. Ketika cahaya dari udara melewati bidang batas antara air dan udara, maka sebagian kecil dari cahaya akan dipantulkan dan sisanya akan diteruskan. Karena terdapat perbedaan kerapatan optik indeks bias antara udara dan air, maka arah berkas cahaya yang datang dari udara tidak akan sama dengan arah berkas cahaya di dalam air. Karena hal tersebut, maka cahaya akan dibelokkan. Peristiwa ini disebut dengan pembiasan cahaya. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Pembiasan atau difraksi cahaya adalah adalah peristiwa pembelokan arah cahaya ketika melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda kerapatan optik atau indeks biasnya. Pembiasan cahaya terjadi akibat kecapatan cahaya berbeda pada setiap medium. Ada dua syarat terjadinya proses pembiasan cahaya, yaitu Cahaya merambat melalui dua medium yang memiliki perbedaan kerapatan optik, misalnya udara dengan air, udara dengan kaca, air dengan kaca, dan sebagainya. Cahaya yang datang harus miring pada batas dua medium, karena jika tegak lurus maka tidak akan mengalami proses pembiasan. Cahaya yang datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat ex. kaca ke udara harus menghasilkan sudut bias lebih kecil dari 90°. Hal ini karena jika sinar bias sama dengan 90° maka cahaya tidak akan memasuki medium kedua. Sedangkan jika sudut bias lebih besar dari 90° maka akan terjadi peristiwa pemantulan sempurna. Indeks Bias Setiap medium mempunyai suatu indeks bias tertentu, yang merupakan suatu ukuran seberapa besar suatu bahan membiaskan cahaya. Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam zat tersebut. Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar daripada di dalam zat lain. Oleh karena itu, indeks bias zat lain selain udara selalu lebih besar dari 1. Semakin besar indeks bias suatu zat maka semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat tersebut. Besarnya pembiasan juga bergantung pada panjang gelombang cahaya. Dalam spektrum cahaya tampak, panjang gelombang cahaya bervariasi dari gelombang merah yang terpanjang sampai gelombang ungu yang terpendek. Berikut ini adalah beberapa contoh indeks bias beberapa medium yang disajikan dalam bentuk tabel. Tabel Indeks Bias Berbagai Medium Medium Indeks Bias Ruang hampa vakum 1,0000 Udara 1,0003 Air 20°C 1,3300 Kaca kwartz 1,4590 Kaca plexi 1,5100 Kaca kerona 1,5200 Kaca flinta 1,6200 Hukum Snellius Pembiasan terjadi apabila cahaya melewati batas dua medium. Seberkas cahaya sinar yang datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal. Ini berarti, sudut datang θi lebih besar daripada sudut bias θr. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal permukaan. Sementara, sudut bias adalah sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal. Perhatikan gambar berikut. Hubungan antara sinar datang, sudut datang, dengan sinar bias dan sudut bias ditemukan secara eksperimental oleh Willlebrord Snellius pada tahun 1621. Hubungan yang diberikan dikenal sebagai Hukum Snellius pada pembiasan cahaya, atau sering disebut saja dengan Hukum Pembiasan. Bunyi Hukum Pembiasan Snellius ini adalah sebagai berikut. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak dalam satu bidang datar. Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias pada dua medium yang berbeda merupakan bilangan tetap yang disebut indeks bias. Selain kedua pernyataan Hukum Snellius di atas, masih ada hal lain yang berlaku pada peristiwa pembiasan cahaya, yaitu sebagai berikut. 1. Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. 2. Jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. 3. Jika sinar datang tegak lurus batas dua medium, maka sinar tidak dibiaskan melainkan diteruskan. Penjelasan Mengapa Pensil Tampak Seolah Patah Ketika sebagian batang pensil tercelup ke dalam gelas kaca berisi air, maka sinar datang yang berasal dari batang pensil yang tercelup tersebut akan melewati tiga medium, yaitu air, kaca gelas, dan udara hingga akhirnya sampai ke mata kita sebagai pengamat. Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah gambar berikut ini. Sinar datang 1 berasal dari ujung pensil yang tercelup air merambat melalui medium air. Ketika mencapai medium kaca gelas maka sinar cahaya tersebut akan dibiaskan mendekati garis normal. Hal ini dikarenakan indeks bias kaca lebih besar daripada indeks bias air sehingga kerapatan optik kaca lebih besar lebih rapat daripada air lebih renggang. Kemudian dari medium kaca, sinar cahaya bergerak keluar menuju udara. Karena indeks bias udara lebih kecil daripada kaca, maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal dan menghasilkan sinar bias 1. Sinar bias 1 ini kemudian mencapai mata kita. Hal yang sama juga berlaku untuk sinar datang 2. Setelah terjadi pembiasan dari air ke kaca dan ke udara maka dihasilkan sinar bias 2 dan sinar bias ini juga menuju mata kita. Kemudian, perpanjangan sinar bias 1 dan sinar bias 2 ini akan berpotongan di satu titik. Nah, di titik inilah tempat terbentuknya bayangan semu dari batang pensil yang tercelup air. Bayangan semu inilah yang dilihat oleh mata kita. Karena bayangan semu ini letakknya tidak tepat atau sedikit bergeser dari posisi benda aslinya, maka oleh mata kita akan tampak seolah batang pensil yang tercelup air tersebut patah atau bengkok.gayake samping dan ke dalam sehingga ƩF= 0 ke arah bawah. Cairan akan memperkecil permukaannya akibat gaya tersebut sehingga berusaha untuk menyusut sekuat mungkin. Hal ini menyebabkan permukaan cairan seolah-olah membentuk lapisan elastis di permukaan tegangan permukaan •Setetes cairan akan cenderung berbentuk bola karenanya.
Soal dan Jawaban Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari 1. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi besarnya tekanan adalah .... a. Gaya tekan dan massa benda b. Gaya tekan dan gaya gravitasi c. Gaya tekan dan luas bidang tekan d. Gaya gravitasi dan luas bidang tekan 2. Upaya yang dapat dilakukan untuk mendapatkan tekanan yang besar adalah .... a. Mengurangi gaya tekan dan memperkecil luas bidang b. Mengurangi gaya tekan dan memperbesar luas bidang c. Meningkatkan gaya tekan dan memperkecil luas bidang d. Meningkatkan gaya tekan dan memperbesar luas bidang 3. Pada tanah berlumpur, bekas kaki ayam lebih dalam daripada bekas kaki itik. Dari pernyataan berikut yang benar adalah .... a. Luas kaki ayam sama dengan luas kaki itik b. Luas kaki ayam tidak sama dengan luas kaki itik c. Luas kaki ayam lebih kecil daripada luas kaki itik d. Luas kaki ayam lebih besar daripada luas kaki itik 4. Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas permukaan bidang tekan. Berdasarkan definisi tersebut, maka tekanan dapat dirumuskan dengan .... a. P = A/F b. P = c. P = d. P = F/A 5. Seorang murid mendorong gerobak dengan kedua tangannya dengan gaya 90 N. Jika luas sebuah telapak tangan adalah 150 cm2, maka tekanan yang diberikan murid tersebut adalah .... a. N/m2 b. N/m2 c. N/m2 d. N/m2 Pembahasan F = 90 N A = 2 X 150 cm2 = 300 cm2 = 0,0300 m2 P = F/A = 90/0,0300 = N/m2 6. Sebuah benda diberi gaya 10 N dapat menghasilkan tekanan sebesar N/m2, maka luas permukaan benda tersebut adalah .... a. 500 m2 b. 0,02 m2 c. 0,002 m2 d. m2 Pembahasan A = F/P = 10/ = 0,002 m2 7. Jika peti dalam posisi berdiri tegak, maka yang menjadi alasnya adalah bidang samping yang ukurannya 1 m x 50 cm. Dengan demikian luas bidang tekannya adalah .... a. 0,5 m2 b. 0,05 m2 c. 0,005 m2 d. 0,0005 m2 Pembahasan A = 1 m x 50 cm = 1 m x 0,5 m = 0,5 m2 8. Berikut ini merupakan penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari, kecuali .... a. Pembuatan permukaan meja dengan bahan kayu yang kuat b. Penggunaan pisau runcing untuk mempermudah pemotongan c. Penggunaan tali yang lebih besar pada ember agar mudah diangkat d. Itik dapat berjalan dengan mudah di lumpur karena kakinya memiliki selaput 9. Zat cair yang diam pada dasar sebuah wadah .... a. Menghasilkan tekanan yang bergantung pada keadaan sekitarnya b. Menghasilkan tekanan yang sama dengan yang dihasilkan oleh zat cair pada bagian atas c. Menghasilkan tekanan yang lebih rendah daripada yang dihasilkan oleh zat cair yang paling atas d. Menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada yang dihasilkan oleh zat cair pada bagian atas 10. Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air kg/m3, jika konstanta gravitasi pada tempat tersebut yakni 10 N/kg. Maka besar tekanan hidrostatisnya ialah ....N/m2. a. b. c. d. Pembahasan P = = x 10 x 3 = N/m2 11. Seorang anak menyelam di kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka tekanan hidrostatis yang dialami anak tersebut adalah .... a. 100 Pa b. Pa c. Pa d. Pa Pembahasan P = = x 10 x 10 = N/m2 atau Pa 12. Permukaan air dalam gelas akan tidak mendatar bila .... a. Gelas digoyang-goyang beberapa saat b. Ke dalam gelas dimasukkan spirtus dan dibiarkan beberapa saat c. Di atas air dituangkan minyak kemudian dibiarkan beberapa saat d. Ke dalam gelas ditambahkan alkohol dan dibiarkan beberapa saat 13. Rem hidrolik pada mobil dibuat berdasarkan hukum .... a. Boyle b. Pascal c. Newton d. Archimedes 14. Sebuah dongkrak hidrolik dengan luas penghisap kecil A1 10 cm2 dan luas penghisap besar A2 60 cm2. Digunakan untuk mengangkat beban N. Gaya tekan yang harus diberikan pada penghisap kecil supaya beban tersebut terangkat adalah .... a. 700 N b. 800 N c. 900 N d. N Pembahasan F1 = F2/A2 X A1 = X 10 = N 15. Benda A, B, dan C bermassa sama tetapi volumenya berbeda. Dimana VA > VB > VC. Ketika dimasukkan ke dalam air semua terapung. Pernyataan yang benar tentang gaya ke atas pada masing-masing benda adalah .... a. Benda A > benda B > benda C b. Benda A benda A, benda B < benda C 16. Sebutir telur dimasukkan ke dalam gelas berisi air. Jika air tersebut ditambahkan garam dalam jumlah yang banyak, maka posisi telur setelah penambahan garam adalah .... a. Telur akan tetap pada posisi semula karena massa jenis telur sama dengan massa jenis larutan b. Telur akan bergerak ke atas karena massa jenis telur lebih besar daripada massa jenis larutan c. Telur akan bergerak ke atas karena massa jenis telur lebih kecil daripada massa jenis larutan d. Telur akan bergerak ke bawah karena massa jenis telur lebih besar daripada massa jenis larutan 17. Sebuah perahu bila berada di sungai akan terapung. Bila perahu tersebut berada di air laut maka badan perahu akan .... a. Melayang b. Tenggelam c. Semakin terapung d. Semakin terbenam 18. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. Setelah ditimbang di dalam air, beratnya menjadi 30 N. Benda tersebut mendapatkan gaya angkat sebesar .... a. 1,67 N b. 20 N c. 80 N d. 1500 N Pembahasan Fa = W – Ws = 50 – 30 = 20 N 19. Perhatikan beberapa alat di bawah ini! 1 Balon udara 2 Kapal selam 3 Rem hidrolik 4 Mesin pengangkat mobil Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes ditunjukkan oleh nomor .... a. 1 dan 2 b. 1 dan 4 c. 2 dan 3 d. 2 dan 4 20. Gaya yang bekerja pada suatu zat cair dalam ruangan tertutup, tekanannya diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan besar yang sama. Pernyataan itu merupakan bunyi hukum .... a. Boyle b. Pascal c. Newton d. Archimedes Bajubasah yang dijemur lama-kelamaan menjadi kering arena air menguap. 3. Minyak kayu putih dalam botol yang dibiarkan terbuka lama -kelamaan akan berkurang volumenya karena menguap. 4. Minyak wangi yang disemprotkan ke pakaian lama- kelamaan baunya tidak harum lagi karena minyak wangi menguap. 5. Benda-benda yang ada di sekitar kita digolongkan menjadi tiga, yaitu benda padat, cair, dan gas. Ketiganya memiliki sifat yang berbeda. Mengapa kamu perlu mengetahui sifat-sifat benda? Salah satu manfaat mengetahui sifatsifat benda ialah kita akan tahu cara memperlakukan benda-benda yang ada di sekitar kita. Salah satu wujud benda adalah padat. Kamu pasti memiliki banyak benda di sekitarmu yang berwujud padat. Kamu dapat memegangnya, dapat memindahkannya tanpa mengubah bentuk aslinya. Benda padat yang ada di sekitarmu dapat diubah dengan beberapa perlakukan seperti diberi panas, diberi tekanan tinggi, atau diberi perlakuan fisik seperti menggunting, menekan, melipat, atau menyobek. Wujud berikutnya adalah cair. Benda-benda cair dapat ditemui dengan mudah di sekitarmu. Air merupakan zat penting dalam kehidupan makhluk hidup yang berwujud cair. Benda cair yang ada di rumahmu biasanya berada dalam sebuah wadah seperi bak kamar mandi, baskom, gelas, atau ketel air. Perhatikanlah bahwa ketika benda cair itu dipindahkan, ia akan berubah mengikuti wadahnya. Jika wadahnya berlubang, benda cair itu akan segera mengalir ke luar dari wadahnya. Jika kamu melihat sungai atau air terjun, air yang ada di dalam badan sungai akan mengalir dari tepat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah. Benda cair juga dapat merambat melalui serat-serat halus dari bahan seperti bahan kain. Benda cair mengisi rongga kecil atau pori-pori bahan tersebut. Wujud benda yang lain adalah gas. Manusia dapat memasukkan dan mengeluarkan gas dari dalam tubuhnya pada saat bernapas. Manusia menghirup gas oksigen dan mengeluarkan gas karbon dioksida. Dengan cara meniup, kamu dapat membuat sebuah balon mengembang. Dengan meniup, kamu juga dapat menggerakkan selembar kertas di tanganmu. Kamu dapat mencium bau napasmu sendiri. Kamu pun dapat mencium bau-bau lainnya yang berupa gas. Dengan memahami sifat gas, manusia menciptakan parfum atau minyak wangi untuk menyebarkan bau dari gas yang dikeluarkan dari wadah parfum tersebut. Namun, apakah kamu dapat melihat wujud gas dengan mata telanjang? Dapatkah kamu mengubah bentuknya? Ayo Mencoba Lakukanlah percobaan-percobaan berikut bersama dengan teman sekelompokmu yang terdiri atas 3–4 orang. Percobaan 1 Alat dan Bahan dua buah pensil penghapus pensil peraut pensil buku catatan Langkah Kegiatan Ambillah pensil yang masih utuh. Perhatikan bentuknya dan gambarlah. Dengan menggunakan penyerut pensil, rautlah bagian ujung pensil hingga dapat digunakan untuk menulis. Perhatikanlah, gambarlah dan bandingkan gambar ini dengan gambar pensil yang utuh sebelumnya. Ambil penghapus pensil, amati bentuknya dan gambarlah. Gosokkan penghapus tersebut ke permukaan meja yang rata dan halus selama beberapa saat. Amati bentuknya, terutama pada bagian yang digosokkan. Gambarlah dan bandingkan dengan gambar sebelumnya. Diskusikan Apakah ujung pensil berubah bentuk setelah diraut? Ya, pensil diraut maka bentuk ujungnya berubah Apakah ujung karet penghapus pensil berubah bentuk setelah digosokkan? Ya, ujung karet penghapus, setelah dipakai berubah. Apakah kesimpulanmu? Bentuk benda padat dapat diubah jika mendapat perlakuan tertentu, misalnya ditumbuk, dipotong atau digosok. Percobaan 2 Alat dan Bahan gelas yang diisi air 3/4 tinggi gelas wadah lain yang transparan nampan atau papan kayu Langkah Kegiatan Letakkan gelas yang berisi air pada permukaan yang rata. Amati dan gambarlah. Letakkan gelas tersebut di atas nampan atau papan kayu. Perlahan, miringkan nampan atau papan kayu tersebut dan jagalah jangan sampai isi gelas tumpah. Perhatikan dengan saksama, lalu gambarlah. Bandingkan dengan gambar sebelumnya. Pindahkan air di dalam gelas ke dalam wadah yang lain. Perhatikan apa yang terjadi. Gambarlah. Tuangkan air tersebut ke atas tanah. Perhatikan apa yang terjadi. Catatlah. Diskusikan Bagaimana bentuk permukaan air di gelas saat sebelum dan sesudah dimiringkan? Permukaan air mendatar saat sebelum dan sesudah dimiringkan. Apakah yang terjadi ketika air dituangkan ke dalam wadah yang lain? Bentuknya mengikuti wadahnya. Bagaimana cara air tersebut dapat mengalir? Air mengalir ke tempat yang lebih rendah. Apa yang terjadi ketika air dituang ke atas tanah? Ke manakah air itu mengalir? Air akan masuk/meresap ke dalam tanah. Apakah kesimpulanmu? Benda cair memiliki sifat Bentuk benda cair tidak tetap, selalu mengikuti bentuk wadahnya, bentuk permukaan benda cair yang tenang selalu datar, benda cair mengalir ke tempat lebih rendah, benda cair menekan ke segala arah, dan benda cair meresap melalui celah-celah kecil. Percobaan 3 Alat dan Bahan gelas plastik ember air buku catatan Langkah Kegiatan Isilah ember air sampai 3/4-nya. Masukkan gelas ke dalam ember dengan posisi menelungkup. Perhatikan apa yang terjadi. Miringkanlah gelas perlahan-lahan di dalam ember. Amati apa yang keluar dari gelas tersebut. Diskusikan Apakah yang terjadi pada saat kamu membenamkan gelas tersebut? Mengapa? Gelas akan terangkat ke atas karena di dalam gelas berisi udara. Apa yang terjadi pada saat gelas dimiringkan? Mengapa hal itu terjadi? Ketika gelas dimiringkan akan keluar gelembung udara karena dalam gelas berii udara. Apakah kesimpulanmu dari percobaan ini? Benda gas memiliki sifat mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya, benda gas menekan ke segala arah, dan benda gas terdapat di segala tempat. Berdasarkan percobaan di atas, buatlah sebuah laporan percobaan dengan menggunakan poster. Dalam poster, jelaskan perbedaan sifat ketiga wujud benda tersebut. Lengkapi dengan gambar dan keterangan yang diperlukan untuk menjelaskannya. Presentasikanlah postermu di dalam sebuah kegiatan galeri berjalan dengan percaya diri Benda-benda di alam semesta ini dibagi menjadi tiga jenis, yaitu benda padat, benda cair, dan benda gas. Setiap jenis benda mempunyai sifat yang membedakannya dari jenis benda lain. Bahkan sesama benda padat pun mempunyai sifat yang berbeda dari benda padat lain.