BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Mata pelajaran fisika yang merupakan bagian dari rumpun sains saat ini pembelajarannya belum dapat berjalan dengan semestinya. Hal ini disebabkan karena konsep fisika sering disampaikan oleh guru sebagai sebuah fakta dan bukan merupakan sebagai gejala alam yang harus diamati, diukur dan didiskusikan. Menurut Priyono (2004) dalam Kunandar (2007), “bekal kecakapan yang diperoleh dari lembaga pendidikan tidak memadai untuk dipergunakan secara mandiri, karena yang dipelajari di lembaga pendidikan sering kali hanya terpaku pada teori, sehingga peserta didik kurang inovatif dan kreatif”.
Dalam hal ini untuk menunjang pemahaman siswa dalam pelajaran fisika terutama pada mata pelajaran energi, kita bisa mengamati perubahan konversi energi dari energi listrik menjadi energi gerak. Mengingat sederhannya alat ini diharapkan siswa terutama siswa SMP yang masih pada masa transisi dari konkret ke tahap abstrak, bisa melihat proses ini dengan jelas. Sehingga timbul pertanyaan-pertanyaan yang natinya akan terpecahkan bersama-sama. Bagi siswa SMA dan mahasiswa, bisa menganalisa kaitan antara energi listrik dan energi mekanik khususnya energi gerak secara teoritis. Sehinnga secara teori sederhana dengan mengabaikan faktor-faktor yang lain kita akan mendapatkan korelasi sederhana antara keduanya.
Selain daripada itu alat ini juga dibuat agar siswa lebih antusias dalam mempelajari ilmu fisika karena melihat penerapannya dalam kehidupan, sehingga para siswa akan lebih creatif dan inovatif lagi dalam menyajikan ilmu fisika dalam bentuk sebuah alat yang biasa dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-harinya.
B. Rumusan Masalah
Bagaimana menunjukan perubahan konversi energi dari energi listrik menjadi energi gerak atau energi listrik menjadi energi mekanik?
C. Tujuan
Untuk mengamati proses perubahan energi listrik dengan sumber tegangan yang berbeda-beda terhadap energi gerak.
D. Manfaat
- Bagi siswa
Alat ini diharapkan dapat menjelaskan konsep dasar fisika dengan peragaan sebuah alat
- Bagi mahasiswa
Dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan, sehingga ilmu-ilmu alam dapat dijelaskan dengan ilmu fisika.
- Bagi para pembaca
Semoga makalah ini dapat memberikan informasi yang berharga dalam menambah khasanah ilmu pengetahuan dalam ilmu fisika khususnya, sehingga para pelaku pendidikan dapat menerapakan ilmu fisika dalam bentuk fakta bukan hanya teori.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Energi
Segala sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan energi. Untuk bertahan hidup kita membutuhkan energi yang diperoleh dari makanan. Setiap kendaraan membutuhkan energi untuk bergerak dan energi itu diperoleh dari bahan bakar. Hewan juga membutuhkan energi untuk hidup, sebagaimana manusia dan tumbuhan.
Energi merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep yang sangat erat kaitannya dengan usaha adalah konsep energi. Secara sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan usaha. Definisi yang sederhana ini sebenarnya kurang tepat atau kurang valid untuk beberapa jenis energi (misalnya energi panas atau energi cahaya tidak dapat melakukan kerja). Definisi tersebut hanya bersifat umum. Secara umum, tanpa energi kita tidak dapat melakukan kerja. Sebagai contoh, jika kita mendorong sepeda motor yang mogok, usaha alias kerja yang kita lakukan menggerakan sepeda motor tersebut.
Pada saat yang sama, energi kimia dalam tubuh kita menjadi berkurang, karena sebagian energi kimia dalam tubuh berubah menjadi energi kinetik sepeda motor. Usaha dilakukan ketika energi dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Contoh ini juga menjelaskan salah satu konsep penting dalam sains, yakni kekekalan energi. Jumlah total energi pada sistem dan lingkungan bersifat kekal alias tetap. Energi tidak pernah hilang, tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Mengenai Hukum Kekekalan Energi akan kita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri.
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis energi. Energi kimia pada bahan bakar membantu kita menggerakan kendaraan, demikian juga energi kimia pada makanan membantu makhluk hidup bertahan hidup dan melakukan kerja. Dengan adanya energi listrik, kita bisa menonton TV atau menyalakan komputer sehingga bisa bermain game sepuasnya. Ini hanya beberapa contoh dari sekian banyak jenis energi dalam kehidupan kita. Misalnya ketika kita menyalakan lampu neon, energi listrik berubah menjadi energi cahaya. Energi listrik juga bisa berubah menjadi energi panas (setrika listrik), energi gerak (kipas angin) dan sebagainya. Banyak sekali contoh dalam kehidupan kita, dirimu bisa memikirkan contoh lainnya. Secara umum, energi bermanfaat bagi kita ketika energi mengalami perubahan bentuk, misalnya energi listrik berubah menjadi energi gerak (kipas angin), atau energi kimia berubah menjadi energi gerak (mesin kendaraan).
B. Energi Listrik
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Maka pengertian energi listrik adalah kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan usaha listrik (kemampuan yang diperlukan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik yang lain). Energi listrik juga merupakan energi akhir yang dibutuhkan bagi peralatan listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain. Energi yang dihasilkan ini dapat berasal dari berbagai sumber misalnya, air, minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari dan lainnya. Energi ini besarnya dari beberapa volt sampai ribuan hingga jutaan volt. Energi listrik dilambangkan dengan W.
Sedangkan perumusan yang digunakan untuk menentukan besar energi listrik adalah : W = Q.V
keterangan :
W = Energi listrik ( Joule)
Q = Muatan listrik ( Coulomb)
V = Beda potensial ( Volt )
Karena I = Q/t maka diperoleh perumusan
W = (I.t).V
W = V.I.t
Apabila persamaan tersebut dihubungkan dengan hukum Ohm ( V = I.R) maka diperoleh perumusan
W = I.R.I.t
Satuan energi listrik lain yang sering digunakan adalah kalori, dimana 1 kalori sama dengan 0,24 Joule selain itu juga menggunakan satuan kWh (kilowatt jam).
C.Pemanfaatan Energi Listrik
Energi listrik dapat diubah-ubah menjadi berbagai bentuk energi yang lain.Energi listrik menjadi energi kalor, alat yang digunakan yaitu setrika listrik, ceret listrik, kompor listrik , dll. Energi listrik menjadi energi cahaya, alat yang digunakan yaitu lampu pijar, lampu neon, dll.Energi listrik menjadi energi gerak, alat yang digunakan yaitu kipas angin, penghisap debu, dll dan masih banyak lagi penggunaan energi listrik. Di antara peralatan listrik di rumah kita, kita mungkin mempunyai pengering rambut, beberapa lampu, pesawat TV, stereo, oven microwave, kulkas dan kompor listrik. Masing-masing mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, misalnya energi cahaya, energi kinetik, energi bunyi, atau energi panas. Berapa besarnya energi listrik yang diubah menjadi energi bentuk lain? dan berapa lajunya? Energi yang di catu pada rangkaian dapat digunakan dengan beberapa cara yang berbeda. Motor merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Lampu listrik merubah energi listrik menjadi cahaya. Sayangnya tidak semua energi yang diberikan ke motor atau ke lampu dapat dimanfaatkan. Cahaya, khususnya cahaya lampu pijar menimbulkan panas. Motor terlalu panas untuk disentuh. Dalam setiap kasus, ada sejumlah energi yang diubah menjadi panas
.
D. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Gerak
Alat yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak pada umumnya menggunakan motor listrik. Pada motor listrik, arus listrik mengaril melalui kumparan, untuk menimbulkan medan magnet, sehingga as motor berputar.putaran as motor inilah yang dimanfaatkan untuk menggerakan kipas angin, bor listrik, belender, mobil – mobilan, dan alat lain.
BAB III
METODOLOGI
A. Cara membuat dan Cara kerja alat
Alat dan Bahan :
| Ø Motor (dinamo) Ø Pipa Ø Baling-baling Ø Papan kayu | Ø Kabel Ø Baterai @ 4.5 volt Ø Sakelar (penjepit listrik) Ø CD (compact disc) |
Cara membuat alat
1. Siapkan alat dan bahan
2. Hubungkan motor dengan kabel.
3. ubangi pipa secukupnya sebesar motor penggerak sebagai tempat meletakan motor penggerak.
4. Hubungkan ujung motor dengan baling-baling, kemudian masukan kedalam pipa yang telah dilubangi tadi.
5. Hubungkan kabel yang telah disambugkan dengan motor tadi ke sumber tegangan.
6. Rangkai sumber tegangan dengan rangkain seri.
Cara Kerja Alat
- Alat yang telah dipasang seperti gambar, dihubungkan dengan sumber tegangan yang telah dirangkain seri.
- Setelah melihat putaran baling-baling sebelum ditambahkan CD. Tambahkan CD pada baling-baling dengan sumber tegangan yang berbeda-beda
- amati bagaimana putaran baling-baling dengan kedua sumber tegangan yang berbeda, dan amati putaran baling-baling sebelum dan setelah ditambahkan CD.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL
Tabel 4.1 Data hasil pengamatan
| Jenis rangkaian pada tegangan | Tegangan sumber (Volt) | Massa baling-baling | Putaran baling-baling |
| Seri
| 4.5 | Sebelum ditambahkan CD | Cukup keras |
| Setelah ditambahkan CD | Kurang keras |
| 9 | Sebelum ditambahkan CD | Keras (lebih keras dari tegangan 4.5 volt) |
| Setelah ditambahkan CD | Kurang keras |
B. PEMBAHASAN
dari hasil percobaan diatas dapat dijelaskan bahwa pada rangkain seri nyala lampu indikator lebih terang daripada rangkaian paralel dan putaran baling-baling juga semakin keras saat dihubungkan dengan tgangan yang dirangkai seri dibandingkan dengan tegangan paralel. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
pada saat tegangan dihubungkan dengan sumber tegangn 4.5 V ssebelum ditambahkan CD baling-baling berputar cukup keras, setelah ditambahkan dengan CD baling –baling bergerak cukup lambat.
pada saat sumber tegangan dirangkai seri maka sumber tegangan total pada rangkaian tersebut adalah V1 + V2= V,jadi tegangan yang mengalir adalah 9 V, dengan sumber tegangan tersebut sebelum ditambahkan CD baling-baling berputar keras, setelah ditambahkan CD baling-baling berputar tidak terlalu keras. Dari pembahasan tersebut kita akan mencari hubungan antara keduanya secara teori sederhana, dari formulasi daya dapat dijabarkan sebagai berikut: P = dw/dt, dengan menganggap w = Ek=1/2 mv2
2Vit = mv2 dari formulasi tersebut dapat dijelaskan bahwa kecepatan berbanding lurus tegangan dan kuat arus, dan massa berbanding terbalik dengan massa, sehigga dengan kata lain dapat dikatakan bahwa semakin besar tegangan dan kuat arus yang mengalir maka kecepatannya semakin besar, dan kecepatan akan berkurang jika massanya semakin besar, dan ini sesuai dengan hasil pengamatan diatas.
BAB V
KESIMPULAN
A. Kesimpulan
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan:
· semakin besar kuat arus yang mengalir maka baling-baling akan berputar semakin cepat.
· Pada sumber tegangan yang dirangkai seri baling-baling semakin cepat berputar .
· Putaran baling-baling berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan massa baling-baling.
