PERENCANAAN

PEMBUATAN ROKET

A.      TUJUAN

Aplikasi HKM untuk pembentukan roket mini

B.      Bahan – bahan

1.       Tabung Redoxon / CDR

2.       Redoxon / CDR

3.       Air

4.       Kertas Hias

5.       Lem

6.       Gunting

C.      Prinsip Kerja

Sistem Sembur

Roket terlempar karena semburan hasil ledakan bahan kimia berupa redoxon yang berada dalam badan roket. Semburan bahan kimia ke bawah sehingga roket terdorong ke atas.

D.      Cara Kerja

1.       Mempersiapkan alat dan bahan

2.       Memecah redoxon menjadi lebih kecil lalu dimasukkan ke dalam tabung.

3.       Menuangkan air secukupnya ke dalam tabung redoxon

4.       Menutup tabung dan diletakkan diatas dasar yang datar dengan posisi tutup di bagian bawah.

5.       Roket akan melesat ke atas selang beberapa detik.

E.       Hasil Proyek

1.       Bagan Roket

2.       Video Roket

       Video menyusul pak karena ada masalah dalam file videonya...

       Nanti akan diperbarui lagi

TUGAS USAHA DAN ENERGI

Usaha dan Energi

PENGERTIAN USAHA
Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan.

W = F.s

W = Usaha (Joule)
F = Gaya (N)
s = Perpindahan (m)

Soal :

USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT

Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos θ dalam persamaan tersebut. Dimana θ adalah besar sudut antara gaya terhadap perpindahan.

Hasil akhir persamaannya menjadi :

W = Fcos θ.s

Perhatikan gambar di bawah ini

Soal :

Diketahui : F = 100 N ; S = 8 m ; α = 60°

Jawab      :

W = F. S. Cos θ

= 100 * 8 * Cos 60

= 100 * 8 * ¹/₂

= 400 Joule

2.        Gaya konservatif 

Ketika benda bergerak ke atas, arah perpindahan benda keatas, sebaliknya arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) ke bawah. Arah perpindahan benda berlawanan dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha negatif.

W₁ = F s = w h (cos 180) = w h (-1) = – w h = – m g h

Ketika benda bergerak ke bawah menuju posisinya semula, arah perpindahan benda ke bawah dan arah gaya gravitasi juga ke bawah. Arah perpindahan benda sama dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha positif.

W₂ = F s = w h (cos 0) = w h (1) = w h

Usaha total yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda selama benda bergerak ke atas lalu bergerak ke bawah sama dengan nol.

W_total = W₁ + W₂ = – w h + w h = 0

Selama benda bergerak di atas bidang miring, hanya komponen horisontal gaya gravitasi (w sin q) yang melakukan usaha pada benda. Ketika benda bergerak dari lembah menuju puncak bidang miring, arah perpindahan berlawanan dengan arah komponen horisontal gaya gravitasi (w sin q) karenanya gaya gravitasi melakukan usaha negatif.

Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda selama benda bergerak dari lembah menuju puncak.

W₁ = – F s = – (w sin q)(s) = – w s sin q

Karena sin q = h / s atau h = s sin teta maka rumus di atas diubah menjadi

W₁ = – w h = – m g h

Ketika benda bergerak dari puncak menuju lembah, perpindahan searah dengan komponen horisontal gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha positif.

W₂ = w h = m g h

Usaha total

Wtotal = – m g h + m g h = 0

Contoh soal

Tinjau sebuah benda yang bergerak vertikal ke atas lalu benda tersebut bergerak vertikal ke bawah menuju posisinya semula.

Ketika benda bergerak ke atas, arah perpindahan benda ke atas, sebaliknya arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) ke bawah. Arah perpindahan benda berlawanan dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha negatif.

Pembahasan

W₁   = F s

         = w h (cos 180)

         = w h (-1)

         = – 1*10*1

         = – 10

Ketika benda bergerak ke bawah menuju posisinya semula, arah perpindahan benda ke bawah dan arah gaya gravitasi juga ke bawah. Arah perpindahan benda sama dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha positif.

W₂   = F s

         = w h (cos 0)

         = w h (1)

         = 10*1*1

         = 10

Usaha total yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda selama benda bergerak ke atas lalu bergerak ke bawah sama dengan nol.

Wtotal = W₁ + W₂

            = – 10 + 10

            = 0

 Energi Kinetik

                Sebelm ketia membahas tentang energi keinetik lebih dahulu kita mengetahui tentang pengertian energi, Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Jadi Energi kinetik adalah bagian energi yang berhubungan dengan gerakan suatu benda.

                                                            Ek = 1/2 m v²

Keterangan:

    Ek  = energi kinetik

     m  = massa benda

     v   = kecepatan linier benda

Contoh soal

Sebuah sepeda yang massanya 40 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan besar energi kinetik sepeda tersebut

Pembahasan

Ek = 1/2 m v²

     = 1/2 x 40 x 10²

     = 2000 joule

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang memperngaruhi benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut yang mana kecenderungan tersebut menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut.

              Ep = m g h

Ep = Energi Potensial

m   = Massa benda

g    = Gravitasi

h    = Ketinggian

Contoh soal

Buah mangga bermassa 1 kg tergatung pada tangkainya yang berada pada ketinggian 2 m dari atas tanah. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan besar energi potensial yang dimiliki oleh buah mangga tadi! 

Pembahasan

Energi potensial gravitasi

Ep = m x g x h

      = 1 x 10 x 2

      = 20 joule

Hubungan Usaha dengan Energi Kinetik dan Energi Potensial

Perpindahan benda ke arah vertical yang berkaitan dengan energy potensial dinyatakan sebagai ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut

W = Ep2-Ep1

W = F x s = -m.g.h               Arah vertical ke bawah

W = F x s = m.g.h                Arah vertical ke atas

Penulisan matematis rumus :

W = Δ Ep
W = Ep₂ – Ep₁
W = m g (h₂ – h₁)

Keterangan      :

W        = Usaha                                   (Nm=Joule)

F          = Gaya                                    (N)

s           = Perpindahan                         (m)

m         = Massa                                   (kg)

g          = Percepatan gravitasi              (N/kg) = 10 N/kg atau 9.8 N/kg

h          = Ketinggian benda                 (m)

Ep₁      = Energi potensial awal (J)
Ep₂      = Energi potensial akhir            (J)

Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik

W = Ek2-Ek1

Ek = ½ m v2

Keterangan      :

W        = Usaha                                   (Nm=Joule)

Ek₁      = Energi kinetik awal                (J)
Ek₂      = Energi kinetik akhir               (J)

3. Memindahkan barang sembarang

                a. Tanpa Gesekan

W=0

                W= EM₂=EM₁

Untuk dua kedudukan berbeda dalam system terisolasi, misalnya posisi 1 dan posisi 2, hukum kekekalan energy mekanik dinyatakan oleh.

                EP1 + EK1 = EP2 + EK2

                Mgh₁ + ½ mv₁² = mgh₂ + ½ mv₂²

                       

                b. Ada Gesekan

                W=EM₂

                         c. Daya

suatu mesin didefinisikan sebagai laju mesin melakukan suatu usaha atau usaha yang dilakukan mesin tiap satuan waktu.

P = W/t

Satuan P:             1 watt = 1 joule / sekon

                                                1 kW = 1000 watt

                                                1 hp = 746 W

hp = horse power (daya kuda)

Daftar Pustaka

http://alljabbar.wordpress.com/2010/08/30/usaha-dan-energi-2/

http://gurumuda.net/gaya-konservatif.htm

A. Latar Belakang

            Bicara tentang fungsi vektor, ada sebaiknya jika kita tahu terlebih dahulu apa itu vektor. Dalam fisika kita mengenal vektor sebagai sebuah besaran yang memiliki nilai dan arah. Sedangkan dalam matematika vektor adalah anggota dari ruang vektor. Secara geometris, vektor dapat disajikan dengan ruas garih berarah. Panjang ruas garis menyatakan besar vektor dan anak panah menyatakan arah vektor.

            Pada dasarnya, setiap bagian dari matematika memiliki fungsi masing-masing. Baik fungsi matematikanya, maupun penerapannya dalam kehidupan. Tidak terkecuali dengan vektor. Secara matematis, kita kadang-kadang menyatakan bahwa sebuah fungsi vektor A (x,y,z) mendefinisikan suatu medan vektor karena mengaitkan suatu vektor dengan setiap titik di suatu daerah. Sementara dari segi kehidupan manusianya, vektor berfungsi misalnya dalam hal teknologi GPS.

B. Rumusan Masalah

            Melalui latar belakang ini, maka yag menjadi rumusan masalah dalam karya ilmiah ini adalah :

1.      Apakah yang dimaksud dengan vektor itu?

2.      Bagaimana fungsi vektor dilihat dari segi duniawi?

C. Tujuan

1.      Mengetahui apa yang dimaksud dengan vektor

2.      Mengetahui fungsi vektor dilihat dari segi duniawi

D. Pembahasan

            Vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Untuk menyatakan suatu vektor dapat dilakukan pada bidang datar atau bidang koordinat kartesius dengan menggambarkan ruas garis dengan anak panah di salah satu ujungnya. Panjang ruas mewakili besasr vektor dan anak panah mewakili arah vektor. Vektor disimbolkan dengan huruf tebal atau huruf yang digari bawahi.

            Macam-macam vektor :

1.      Vektor satuan   : vektor yang memiliki arah, meskipun hanya bernilai satu

2.      Vektor nol         : vektor yang titik awal dan akhirnya sama

3.      Vektor posisi     : vektor yang menempati posisi pada bidang kartesius

4.      Vektor resultan : vektor yang menjadi hasil dari semua vektor

E. Fungsi :

            Fungi vektor secara duniawi :

           

            Dalam dunia manusia ini, memang kita dapat melihat fungsi dari vektor.

1.      Sarana transportasi darat, laut, maupun udara masing-masing memiliki peluang yang sama untuk terjadinya kecelakaan. Apabila kecelakaan terjadi di tengah lautan lepas tentunya kapal yang mengalami kerusakan harus dibawa ke pelabuhan terdekat untuk segera diperbaiki. Untuk menarik kapal tersebut dibutuhkan dua buah kapal dengan dilengkapi kawat baja. Agar kapal dapat sampai ke pelabuhan yang dituju dan posisi kapal selama perjalanan tetap stabil besar gaya yang dibutuhkan oleh masing-masing kapal penarik dan sudut yang di bentuk oleh kawat baja harus diperhitungkan dengan cermat.

2.      Dalam Navigasi, vektor berpengaruh besar terhadap keberadaan suatu lokasi ditinjau dari tempat yang bergerak (kendaraan atau lainnya). Teknologi ini disebut Global Positioning System atau GPS. Dimana sistem ini memberitahukan lokasi di permukaan bumi walaupun tempatnya bergerak. Sehingga, suatu kendaraan dapat tahu keberadaannya dan dimana lokasi tujuannya. Karena itu vektor sangat berperan penting dalam Navigasi contohnya vector yang digunakan untuk Sistem Navigasi Pesawat Terbang (ATC = Air Traffic Control). Semua pesawat terbang dilengkapi dengan sistem navigasi agar pesawat tidak tersesat dalam melakukan penerbangan. Panel-panel instrument navigasi pada kokpit pesawat memberikan berbagai informasi untuk sistem navigasi mulai dari informasi tentang arah dan ketinggian pesawat.

3.      Dalam sains komputer vektor digunakan untuk pembuatan grafis. Grafis adalah gambar yang tersusun dari koordinat-koordinat. Dengan demikian sumber gambar yang muncul pada layar monitor komputer terdiri atas titik-titik yang mempunyai nilai koordinat. Layar Monitor berfungsi sebagai sumbu koordinat x dan y. Grafis vektor adalah objek gambar yang dibentuk melalui kombinasi titik-titik dan garis dengan menggunakan rumusan matematika tertentu. Contoh software yang menggunakan vektor adalah CorelDRAW dan Adobe Illustrator.

4.      Ketika penerjun menjatuhkan diri dari kapal, tempat ia jatuh tidak tepat di bawah kapal, tetapi jauh melenceng karena adanya dua vektor gaya yaitu gaya gravitasi dan gaya dorong angin.

5.      Saat perahu menyebrangi sungai, makan kecepatan perahu yang sebenarnya merupakan kecepatan gerak perahu dan kecepatan air.

6.      Dalam suatu kejadian seorang pemanah menarik anak panah dari busurnya, sebenarnya arah gerak anak panah merupakan penjumlahan vektor gaya tarik tali dari kedua unjung busur tersebut.

7.      Metode vektor juga diaplikasikan terhadap seseorang yang sedang bermain layang-layang. Sehingga arah layang-layang yang sedang terbang tidak lurus terhadap orang yang memegang tali layangan. Dengan demikian orang tersebut dapat melihat layangan lebih jelas karena ada pengaruh vektor.

8.      Pada saat seorang anak bermain jungkat-jungkit, pada bidang miring menggunakan gaya vektor, sehingga anak tersebut tidak jatuh dari bidang miring itu.

9.      Pesawat terbang yang ingin terbang dan mendarat menggunakan metode vektor, sehingga ketika turun tidak langsung jatuh kebawah, tapi melalui arah vektor yang disesuaikan. Dengan demikian orang-orang yang berada didalamnya pun tidak jatuh atau terombang-ambing.

F. Kesimpulan

           

            Jika dilihat dalam hal ini, vector memiliki berbagai fungsi dimana dapat membantu kelangsungan hidup kita serta memudahkan manusia dalam menjalani kehidupan masing – masing. Hal tersebut dapat kita lihat dalam penggunaan vektor dalam GPS, ATC, dll. Sehingga vektor memiliki peran yang penting dalam kehidupan kita. Jika tidak ada ATC (Air Traffic Control), kecelakaan antar pesawat di udara akan banyak terjadi.

G. Daftar Pusataka

                     restiaeunkyu.wordpress.com/2013/07/09/karya-ilmiah-analisis-vektor/9 Juli 2013; Sabtu, 14 September 2013, pukul 13.25.40