Berikut ini adalah materi gaya magnet, gaya gravitasi dan gaya gesek lengkap dengan contohnya
adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Gaya tidak dapat dilihat. Kita hanya
dapat melihat efek atau akibat dari gaya. Gaya yang bekerja pada suatu benda
dapat berupa tarikan dan dorongan.
dapat mengubah arah benda. Gaya dapat menggerakkan benda yang diam. Gaya dapat mengubah
kecepatan gerak benda dan menghentikan benda.
Jenis-jenis
Gaya
A. Gaya
magnet
Apakah
magnet itu? Magnet adalah bahan yang dapat menarik beberapa logam tertentu.
Benda-benda yang terbuat dari besi atau baja dapat ditarik oleh magnet. Magnet
mengeluarkan gaya yang disebut gaya magnet. Gaya magnet merupakan gaya
tak sentuh atau gaya tak kontak. Gaya ini dapat bekerja meski tidak
bersentuhan.
Tidak
semua benda mengalami gaya magnet. Benda yang menerima gaya magnet dikatakan
bersifat magnetis. Benda yang menolak gaya magnet dikatakan bersifat
nonmagnetis.
Ada benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet. Ada benda yang
ditarik lemah oleh magnet. Ada pula benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet.
Berdasarkan sifat kemagnetannya, benda digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:
* Feromagnetik,
yaitu benda yang memiliki sifat kemagnetan kuat.
* Paramagnetik,
yaitu benda yang memiliki sifat kemagnetan lemah.
* Diamagnetik,
yaitu benda yang tidak memiliki sifat kemagnetan.
Memahami
Sifat Kemagnetan Benda
Alat
dan bahan:
1.
Benda-benda yang termasuk logam, seperti: sendok, paku, jarum, serat dalam
kabel, serat dalam uang, dan peniti!
2.
Benda-benda yang bukan dari logam, seperti: penghapus, pensil, bolpoin dari
plastik, dan tusuk gigi!
3. Sebuah magnet
batang.
Langkah-langkah:
1.
Dekatkan magnet batang pada benda-benda dari logam satu per satu! Amati
pengaruh gaya magnet terhadap benda tersebut!
2.
Dekatkan magnet batang pada benda-benda bukan logam satu per satu! Amati
pengaruh gaya magnet terhadap benda tersebut!
3.
Catatlah hasil pengamatanmu !
Jawablah
beberapa pertanyaan berikut!
1. Benda-benda
manakah yang bersifat magnetis?
2. Benda-benda
manakah yang bersifat nonmagnetis?
3. Mengapa
benda-benda yang bukan dari logam tidak dapat ditarikoleh gaya magnet?
Magnet hanya
dapat menarik logam-logam tertentu. Logam dari besi, nikel, kobalt,
dan baja dapat ditarik oleh magnet. Ketika logam ditarik oleh magnet, logam
itu akan bergerak dan menghasilkan gaya.
Gerak logam menuju magnet
tersebut membutuhkan energi. Logam dari
aluminium, perak, dan tembaga tidak dapat ditarik oleh magnet. Magnet
pun tidak dapat menarik benda-benda yang bukan logam, seperti
plastik, kertas, dan daun.
Kekuatan
gaya magnet
Bagaimana
kekuatan gaya magnet bekerja pada sebuah benda? Untuk mengetahuinya, mari
lakukan berikut ini
Mengetahui
Kekuatan Gaya Magnet
Alat
dan bahan:
- Serbuk besi.
- Sebuah magnet
U.
- Selembar
karton putih tipis.
Langkah-langkah:
1. Mintalah
temanmu untuk membentangkan karton. Lalu, taburkan serbuk besi di atasnya!
2. Kemudian,
dekatkan magnet dari bawah karton tepat di tengah-tengahnya!
3.
Ketuklah karton, lalu gambarlah pola yang dibentuk serbuk besi !
Jawablah
beberapa pertanyaan berikut!
1. Apa yang
terjadi dengan serbuk besi?
2.
Bagaimana pola serbuk besi yang terbentuk? Apa kesimpulanmu?
Bagaimana hasil
pengamatanmu dalam? Kamu tentu melihat bahwa serbuk besi
tertarik oleh magnet. Serbuk besi tersebut akan mengitari magnet dan membentuk
pola-pola garis tertentu.
Bagaimana hasil gambar pola serbuk besi yang kamu
buat? Coba bandingkan
dengan di bawah ini!
menunjukkan bahwa serbuk besi banyak
berkumpul di sekeliling magnet. Daerah sekitar magnet itu mendapat pengaruh
gaya tarik magnet. Daerah di sekitar magnet yang dipengaruhi gaya tarik magnet disebut
medan magnet.
Medan magnet tersusun oleh garis-garis gaya magnet. Di sekitar
kutub magnet, garis-garis gaya magnet tersebut semakin rapat. Sebaliknya,
semakin jauh dari kutub magnet garis-garis gaya magnet semakin tidak rapat.
Kerapatan
garis-garis gaya magnet dapat dipakai untuk menunjukkan kuat lemahnya gaya
magnet. Kutub magnet mempunyai garis-garis gaya yang paling rapat, sehingga
memiliki gaya tarik magnet paling kuat. Sebaliknya, daerah di sekitar kutub
magnet garis-garis gayanya tidak terlalu rapat. Artinya, gaya tarik magnetnya
tidak begitu kuat.
Kekuatan
gaya magnet dapat menembus benda.
Seberapa besar
kekuatan tembus gaya magnet tersebut? Untuk mengetahuinya, coba kamu lakukan berikut!
Kekuatan
Tembus Magnet
Alat
dan bahan:
- Sebuah magnet
batang.
- Lima buah paku
kecil.
- Selembar
kertas, plastik, kaca tipis, dan triplek.
Langkah-langkah:
1. Pegangi
kertas dan letakkan paku di atas kertas!
2. Dekatkan
magnet batang dari bawah kertas!
3 Gerakkan
magnet batang ke kiri dan ke kanan. Amati apa yang terjadi!
4. Gantilah
kertas dengan plastik, kaca tipis, dan triplek.
Lakukan kembali
langkah nomor 3! Amatilah apa yang terjadi!
Jawablah
beberapa pertanyaan berikut!
1. Saat berada
di lembaran manakah paku bergerak kuat?
2.
Saat berada di lembaran manakah paku bergerak lemah atau tidak bergerak sama
sekali? Apa kesimpulanmu?
kamu mengetahui
bahwa reaksi magnet berbedabeda pada tiap lembaran, bukan? Gaya magnet batang
memang dapat menembus benda. Namun, kemampuan tembus gaya tersebut berbeda-beda.
Kemampuan magnet
untuk menembus benda ditentukan oleh beberapa hal berikut.
* Ketebalan benda
yang hendak ditembus oleh gaya magnet.
*
Besarnya gaya yang dimiliki magnet itu. Semakin kuat gaya suatu magnet, semakin
besar kemampuan gaya tariknya untuk menembus suatu benda.
Kutub
Magnet
Magnet mempunyai
dua kutub. Pada keadaan bebas, magnet akan selalu menunjuk ke arah utara dan
selatan. Ujung magnet yang mengarah ke utara disebut kutub utara, sedangkan
ujung magnet yang mengarah ke selatan disebut kutub selatan.
Biasanya kedua
ujung magnet diberi warna yang berbeda untuk membedakan kedua kutub magnet itu.
Apa yang terjadi jika dua buah kutub magnet saling didekatkan?
Kutub-kutub
magnet mempunyai sifat-sifat khusus.
1. Bila dua
magnet yang kutubnya berlainan didekatkan ( kutub utara dan kutub
selatan) maka
kedua magnet tersebut akan saling tarik-menarik.
2. Bila dua
magnet yang kutubnya sama didekatkan (kutub utara dengan utara
atau kutub
selatan dengan selatan) maka kedua magnet tersebut akan saling
tolak-menolak.
Membuat magnet
Magnet dapat
dibedakan menjadi dua jenis, yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam
berasal dari alam. Magnet buatan dibuat oleh manusia. Bagaimana
terjadinya magnet buatan?
Magnet buatan dapat dibuat dari logam-logam yang
dapat ditarik oleh magnet. Misalnya besi dan baja.
Sifat kemagnetan
kedua logam ini berbeda.
* Besi mudah
dijadikan magnet, tetapi kemagnetannya mudah hilang jika dipanaskan atau
* Baja sukar
dijadikan magnet, namun sifat kemagnetannya sukar pula hilang.
Terdapat
beberapa cara pembuatan magnet. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.
1. Menggosok
Magnet yang
digosokkan ke suatu batang besi atau baja dapat menyebabkan batang besi atau
baja mempunyai sifat kemagnetan. Semakin lama waktu penggosokan, semakin lama
pula sifat kemagnetan bertahan di dalam batang besi atau baja tersebut.
Membuat
Magnet dengan Cara Menggosok
Alat
dan bahan:
- Sebuah
lempengan besi.
- Sebuah magnet
batang.
- Lima buah
peniti.
Langkah-langkah:
1.
Gosoklah lempengan besi dengan magnet batang sebanyak 30 kali dengan arah
gosokan tetap!
2. Lalu, dekatkan
lempengan besi pada peniti. Amati apa yang terjadi!
3.
Jika tidak ada reaksi apapun dari peniti, ulangi langkah nomor 2, lalu kembali
dekatkan lempengan pada peniti!
2. Mengalirkan
arus listrik
Magnet
dapat dibuat dengan cara mengalirkan listrik pada lilitan kawat logam. Magnet yang dibuat dengan cara memberi aliran
listrik disebut elektromagnet. Elektromagnet pertama kali ditemukan oleh Hans
Christian Oersted pada tahun 1819.
Elektromagnet bersifat sementara.
Artinya, jika arus listrik diputus, sifat magnet itu akan hilang. Kita dapat
membuat elektromagnet mempunyai kekuatan lebih besar dengan menambah jumlah
baterai dan menambah jumlah lilitan.
Elektromagnet dipakai dalam beraneka macam
alat modern. Elektromagnet yang besar sering dipergunakan untuk mengangkut benda-benda
dari besi. Misalnya, untuk memindahkan mobil-mobil rongsokan yang akan dilebur.
Membuat
Magnet dengan Aliran Listrik
Alat
dan bahan:
- Sebuah paku
- Kawat
- Dua buah batu
baterai
- Sebuah saklar
- Lima buah paku
payung
Langkah-langkah:
1. Lilitkan
kawat pada paku sebanyak
15 lilitan!
2. Hubungkan
ujung-ujung kawat
pada batu
baterai dan saklar. Rangkailah seperti gambar 3.12!
3. Dekatkan
ujung paku pada paku payung itu. Amati yang terjadi
pada paku
payung!
3. Menginduksi
magnet.
Pembuatan magnet
dengan cara induksi adalah dengan mendekatkan logam pada magnet. Logam itu akan
mempunyai sifat seperti magnet. Namun, sifat kemagnetannya hanya bersifat
sementara
Membuat Magnet dengan Cara Induksi
Alat
dan bahan:
- Sebuah paku
(ukuran 5 cm).
- Sebuah magnet
U.
- Lima buah paku
payung.
Langkah-langkah:
1. Pegang magnet
U dan salah satu
ujung magnet
pada paku!
2. Lalu, dengan
tetap memegang magnet
U, dekatkan
ujung paku pada
paku payung!
3. Amati dan
catat yang terjadi!
Penggunaan gaya magnet dalam kehidupan
sehari-hari
Dalam kehidupan
sehari-hari magnet memberi banyak manfaat. Ada beberapa alat rumah tangga yang menggunakan
magnet.
Magnet digunakan
pada alat-alat berikut.
a.
b. Bel listrik
untuk menggerakkan pemukul lonceng.
c. Papan catur
agar buah catur tidak mudah terguling.
d. Kompas
sebagai penunjuk arah utara-selatan.
e. Dinamo sepeda
dan generator untuk membangkitkan tenaga listrik.
B. Gaya
gravitasi
Pernahkah
kamu melihat buah yang jatuh dari pohonnya? Ke mana arah jatuhnya buah
tersebut? Buah kelapa itu jatuh ke bumi. Tidak hanya buah, benda-benda lain
jika dijatuhkan dari ketinggian tertentu juga akan bergerak turun menuju bumi.
Misalnya kelereng atau bola yang menggelinding di atas meja akan jatuh ke
lantai. Penerjun payung yang keluar dari pesawat juga akan jatuh ke bawah
menuju bumi. Gerak jatuhnya benda-benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi.
Apakah semua benda yang dilempar ke atas juga akan dipengaruhi oleh gaya
gravitasi?
Mengetahui
Arah Tarikan Gravitasi Bumi
1.
Sediakan sebuah bola kasti atau bola tenis!
2.
Lemparkan bola tersebut ke atas! Mintalah seorang temanmu untuk memperhatikan arah
jatuhnya bola tersebut!
3.
Ulangi langkah kegiatan nomor 2 dengan melempar bola ke depan!
4.
Bagaimana arah jatuhnya bola setiap kali dilempar?
5.
Tulislah laporan dan kesimpulan kegiatan ini! Selanjutnya, kumpulkan laporan
itu kepada
bapak
atau ibu guru!
6.
Simpan bola kasti yang telah selesai kamu gunakan!
Gaya
gravitasi ditemukan oleh Isaac Newton. Beliau terinspirasi oleh sebuah
apel yang jatuh dari pohon di depan rumahnya. Gaya gravitasi bumi sering
disebut juga gaya tarik bumi.
Kecepatan benda-benda yang jatuh ke bumi
tidak selalu sama. Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui faktor-faktor yang
memengaruhi kecepatan jatuh sebuah benda ke bumi.
Membandingkan
Kecepatan Jatuh Dua Benda yang Berbeda
1.
Sediakan dua lembar kertas HVS dan pena beserta tutupnya!
2.
Berdirilah di atas meja atau kursi!
3.
Remaslah selembar kertas hingga membentuk bulatan! Jatuhkan bulatan kertas dan lembaran
kertas bersama-sama dari ketinggian yang sama! Benda mana yang lebih dahulu
mencapai tanah? Catatlah hasil pengamatanmu!
4.
Jatuhkan pena dan tutupnya secara bersama-sama dari ketinggian yang sama!
Mintalah seorang temanmu untuk mengamati kecepatan kedua benda tersebut sampai
di tanah!
a. Benda mana
yang lebih berat?
b. Benda apa
yang lebih dahulu mencapai lantai?
Catatlah hasil pengamatanmu!
5.
Tulislah laporan kegiatan ini beserta kesimpulannya! Presentasikan di depan
kelas, kemudian diskusikan dengan teman-temanmu!
6.
Buanglah kertas yang telah kamu remas ke tempat sampah agar tidak mengotori
kelasmu!
Catatan:
Lakukan kegiatan ini di dalam kelas bersama gurumu!
Perhatikan
kegiatan yang telah kamu lakukan! Apakah bulatan kertas lebih dahulu mencapai
lantai daripada lembaran kertas? Nah, berdasarkan percobaan tersebut dapat
disimpulkan bahwa gaya gravitasi tidak dipengaruhi oleh berat benda.
Gaya ini
dipengaruhi oleh gaya penghambat yang dikenal sebagai gaya gesek. Gaya gesek
bersifat menahan gerak benda sehingga gerak jatuhnya benda lebih lambat. Arah
gaya gesek berlawanan dengan gaya yang ditahannya. Jadi arah gaya gravitasi
berlawanan dengan gaya gesek.
Gaya
gravitasi bumi menyebabkan benda-benda yang ada di bumi tidak terlempar ke
angkasa luar. Selain itu, gaya gravitasi membuat kita dapat berjalan di atas
tanah. Gaya gravitasi juga menyebabkan semua yang ada di bumi mempunyai berat
sehingga tidak melayang-layang di udara.
Kekuatan gaya gravitasi bumi terhadap
benda tergantung pada jarak benda dari pusat bumi. Semakin jauh letak suatu
benda dari pusat bumi, gaya gravitasinya semakin kecil.
Berdasarkan
uraian dan kegiatan yang telah kamu lakukan diperoleh kesimpulan sebagai
berikut.
1.
Gaya gravitasi dapat menimbulkan energi gerak.
2.
Semakin jauh jarak benda dari bumi, gaya gravitasi yang memengaruhinya semakin kecil.
3.
Benda yang lebih luas permukaannya akan lebih lambat jatuh ke bawah.
C. Gaya
Gesek
Coba
dorong sebuah kardus di lantai! Ketika kamu mendorong kardus terjadi gesekan
antara permukaan kardus dengan lantai. Gaya gesekan tersebut akan menghambat gerakan
kardus. Kekuatan hambatan akibat gesekan inilah yang disebut gaya gesek.
Jadi, Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua permukaan
benda Adakah perbedaan gaya gesek pada permukaan yang kasar dan halus? Lakukan kegiatan
berikut untuk mengetahuinya
Membandingkan
Gerak Benda pada Dua Permukaan yang Berbeda
Alat
dan bahan:
-
Mobil mainan.
-
Kain kasar dengan panjang lebih kurang 50 cm.
-
Papan kayu dengan panjang lebih kurang 50 cm.
-
Plastik tebal dengan panjang lebih kurang 50 cm.
-
Dua buah batu bata.
Langkah-langkah:
1.
Tumpuklah 2 buah batu bata dan letakkan papan kayu di atasnya. Lapisi papan kayu dengan kain kasar!
2.
Luncurkan mobil mainan dari puncak papan!
3.
Ganti kain kasar denganplastik! Luncurkan kembali mobil mainan dari puncak
papan!
4.
Amati dan bandingkan hasil kedua kegiatan itu!
5.
Apa kesimpulanmu ?
Berdasarkan
kegiatan yang telah kamu lakukan dapat disimpulkan bahwa semakin kasar
permukaan benda, semakin besar pula gaya geseknya. Hal ini berarti gerakan benda
semakin terhambat jika gaya gesekan semakin besar.
Demikian sebaliknya jika permukaan
licin. Pada permukaan licin, gaya gesekan yang terjadi juga kecil. Akibatnya, benda
itu semakin mudah bergerak pada permukaan tersebut.
Memperkecil
dan Memperbesar Gaya Gesek Suatu Benda
1.
Sediakan papan dan koin-koin karambolserta bedak tabur atau pati kanji!
2.
Letakkan koin-koin pada papan karambol!
3.
Gerakkan koin-koin tersebut seperti padapermainan karambol!
4.
Taburkan bedak secara merata pada papankarambol!
5.
Gerakkan lagi koin-koin tersebut!
6.
Perhatikan gerakan koin-koin saat papanditaburi dan tidak ditaburi bedak!
7.
a. Pada keadaan manakah koin lebih mudah bergerak?
b. Apa pengaruh bedak pada papan karambol?
8.
Catat dalam bukumu hasil-hasil kegiatan ini!
Berdasarkan
kegiatan di depan, dapat diambil kesimpulan bahwa memperhalus permukaan benda
yang
bergesekan dapat memperkecil gaya gesek. Dalam kehidupan sehari-hari, kamu
tentu pernah
melakukan
tindakan untuk memperkecil gaya gesek. Misalnya ketika kamu memberi minyak
pelumas pada rantai sepeda. Akibatnya sepedamu lebih mudah dikayuh.
Akan
tetapi, gaya gesek juga dapat memberikan manfaat dalam kehidupan kita. Ketika
berjalan, kita tidak akan tergelincir karena adanya gaya gesek. Sepatu yang
kita pakai akan bergesekan dengan lantai sehingga timbul gaya gesek. Alas
sepatu yang terbuat dari karet dan dibuat beralur-alur dapat menghasilkan gaya
gesek yang besar.
Gaya gesek juga dimanfaatkan pada saat kita mengerem sepeda.
Rem sepeda akan mencengkeram roda untuk menghambat perputaran roda. Kampas rem
sepeda akan memberikan gaya gesek terhadap pelek. Gaya gesek juga terjadi
antara ban sepeda dengan jalan. Ban sepeda biasanya dibuat beralur-alur
sehingga ketika direm mendadak tidak akan tergelincir. Model alur juga terdapat
pada ban kendaraan bermotor dan ban mobil.
Ada
beberapa kerugian yang ditimbulkan oleh gaya gesek. Salah satunya yaitu
menghambat gerakan benda. Kardus ketika didorong di lantai yang kasar akan
terasa lebih berat dibandingkan di lantai yang halus.
Hal ini disebabkan oleh gaya
gesek yang menahannya. Gaya gesek dalam peristiwa ini dapat diperkecil dengan
cara memasang roda di bawah beban. Pemasangan roda ini sangat bermanfaat ketika
kita mendorong benda yang berat, tetapi tenaga orang yang mendorong kurang.
Roda yang menggelinding menyebabkan benda di atasnya mudah bergerak.
Gaya gesek
yang ditimbulkan dengan cara ini akan lebih kecil karena hanya sebagian kecil
pemukaan roda yang menyentuh permukaan jalan. Roda juga sering dipasang pada
meja atau kursi agar mudah digeser.
Selain
menghambat gerakan, gaya gesek juga mengakibatkan permukaan yang bergesekan
cepat aus. Misalnya alas sepatu menjadi tipis karena sering bergesekan dengan
lantai atau tanah. Gigi gir sepeda juga cepat tumpul akibat sering bergesekan dengan
rantai.
Berdasarkan
uraian dan kegiatan yang telah kamu lakukan, dapat diperoleh kesimpulan
berikut.
1.
Benda yang lebih halus akan menimbulkan gaya gesek yang lebih kecil.
2.
Semakin kecil luas permukaan benda yang bersentuhan, gaya geseknya semakin kecil.
Cakupan materi sudah sesuai
BalasHapusmdh2an bermanfaat
BalasHapus