Materi IPA BAB 8 Energi

TujuanPembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran ini siswa diharapkan dapat:

1. Mengenal sumber energy panas dan bunyi yang terdapat di lingkungan sekitar beserta sifat-sifatnya
2. Menjelaskan berbagai energi alternatif dan cara penggunaannya.
3. Membuat suatu model untuk menunjukkan konsep perubahan energi gerak.
4. Menjelaskan konsep perubahan energi bunyi melalui penggunaan alat musik.

Terompet yang kita tiup dapat berbunyi. Kincir angin dapat berputar. Pakaian yang kita jemur dapat kering. Semuanya itu dikarenakan adanya energi. Ada banyak energy di sekitar kita, diantaranya energi panas dan bunyi.

Gambar8.2. Energi bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari

A. Energi Panas dan Sifatnya

1.  Sumber Energi Panas

Matahari merupakan sumber energi panas terbesar. Energi panas tersebut berasal dari sinar matahari. Oleh karena itu, kita dapat merasakan panasnya sinar matahari. Tanpa matahari, tidak mungkin akan ada kehidupan. Energi panas juga dapat terjadi karena adanya gesekan benda-benda. Pada saat cuaca dingin orang-orang menggesekkan kedua tangannya.

Kegiatan8.1 ENERGIPANASAKIBATGESEKAN

Tujuan:

Siswamemahamipengaruhgesekanduabendaterhadapenergipanas.

Alat dan bahan:

Duabuahpenggarismika

Langkah-langkah:

1.        Permukaan kedua penggaris mika digesekkan satu dengan yang lain.

2.        Penggaris tersebut ditempelkan ketubuhmu.

3.        Apa yang kamu rasakan?

4.        Kedua penggaris digesekkan kembali dengan waktu yang lebih lama.

5.        Penggaris tersebut ditempelkan ketubuhmu.

6.        Apakah yang kamu rasakan? Simpulan hasil kegiatan tersebut dituliskan dibuku tugasmu.

2.  PanasDapatBerpindahkeTempatyangLebihDingin

Tanganyang memegang es menjadi dingin. Bahkan, tangan dapat menjadi kaku karena kedinginan, karena panas dari tubuh kita berpindah kees. Es mendapatkan panas dari tubuh kita. Sehingga lama-kelamaan akan mencair. Jika berada di dekat tungku api, lama-kelamaan tubuh akan menjadi panas. Perpindahan panas dapat terjadi karena adanya perbedaan suhu. Peristiwa perpindahan panas dapat dibedakan menjadi tiga. Ada konduksi, konveksi, dan radiasi.

a.  Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui benda padat tanpa aliran zat. Logam adalah penghantar panas yang baik. Contohnya besi, baja, atau aluminium. Benda - benda ini disebut konduktor. Konduktor adalah penghantar panas yang baik. Panas dari ujung sendok akan merambat keseluruh bagian. Hal ini terjadi tanpa melalui aliran zat. Pegangan panic atau penggorengan biasanya terbuat dari kayu agar pegangan panci tidak menjadi panas. Kayu merupakan benda yang tidak dapat menghantarkan panas. Benda yang tidak menghantarkan panas disebut isolator.

b.  Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas dengan disertai aliran zat. Misalnya, saat kamu memasak air dipanci menggunakan kompor. Suhu air dalam panic yang dipanaskan akan bertambah panas. Akibatnya airpun menjadi panas. Perpindahan panas dari panic menuju air disertai aliran zat.

c.  Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui zat perantara. Misalnya, panas matahari dan panas dari tungku pembakaran yang merambat ketubuh kita. Panas sinar matahari merambat tanpa melalui zat perantara. Panas tungku api dapat menghangatkan tubuh kita. Panas tersebut merambat tanpa melalui zat perantara.

Perlu Diingat!

•         Benda-benda yang menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor.

•         Benda-benda yang tidak dapat menghantarkan panas disebut isolator.

•         Semua benda yang menghasilkan panas disebut sumber energy panas.

•         Benda panas dapat menjadi dingin atau sebaliknya karena adanya perpindahan panas.

B. Energi Bunyi dan Sifatnya

1.  Sumber-Sumber Bunyi

Semua benda yang dapat menimbulkan bunyi disebut sumber bunyi. Alat music seperti seruling dan gitar dapat menimbulkan bunyi. Oleh karena itu disebut sumber bunyi. Cobalah pegang tenggorokanmu saat kamu berbicara atau menyanyi. Apa yang kamu rasakan pada tenggorokaanmu? Kamu akan merasakan tenggorokanmu bergetar. Berapa kali getaran yang kamurasakan? Banyak getaran yang terjadi dalam satu detik disebut dengan frekuensi. Satuan untuk frekuensi adalah hertz(Hz).

Sumber bunyi ada yang menghasilkan bunyi bernada. Bunyi bernada adalah bunyi yang frekuensinya teratur. Bunyi tidak bernada disebut desah. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Frekuensi yang dapat didengar manusia berkisar 20–20.000 Hz. Bunyi yang memiliki  frekuensi 20–2.000Hz disebut dengan audiosonik. Bunyiyang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz disebut infrasonik. Bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20.000 Hz disebut dengan ultrasonik. Manusia tidak dapat mendengar bunyi infrasonic dan ultrasonik. Hanya hewan tertentu yang dapat mendengar bunyi tersebut. Contoh hewan yang dapat mendengar bunyi infrasonic adalah jangkrik. Kelelawar merupakan hewan yang dapat mendengar bunyi ultrasonik.

a.  Bunyibernada

Bunyi bernada dihasilkan oleh beberapa alat musik. Ada alat musik petik, tiup, gesek, dan papan tuts.

1)  Alat music petik

Alat music petik dibunyikan dengan cara dipetik. Biasanya menggunakan senar (dawai). Dengan memetik senar, alat musik tersebut akan menghasilkan bunyi. Coba kamu sebutkan contoh  alat music petik lainnya.

2)  Alat music tiup

Seruling yang kita tiup dapat berbunyi. Udara dalam seruling bergetar saat ditiup. Pada seruling terdapat beberapa lubang. Lubang-lubang tersebut berfungsi untuk mengatur panjang getaran udara. Dengan menutup lubang, kitaapat menimbulkan nada yang bervariasi.

3)  Alat music papan tuts

Piano merupakan salah satu contoh alat music papan tuts. Caranya dengan menekan tuts pada alat musik tersebut. Oleh karena itu, piano dapat menghasilkan bunyi. Tekanan pada tuts membuat dawai pada masing-masing tuts bergetar. Adakah alat music tuts lainnya selain piano? teratur. Contohnya gendang, gong, tamborin, dan rebana. Alat music ini digunakan dengan cara dipukul.

b.	Bunyi tak bernada

2.  Perambatan Bunyi pada Benda Padat, Cair dan Gas

a.  Bunyi merambat melalui benda padat

Kecepatan rambat bunyi berbeda pada benda padat, cair, dan gas. Bunyi merambat lebih cepat pada benda padat.

Kegiatan 8.2 BUNYI MERAMBAT PADA BENDA PADAT

Tujuan:

Siswa memahami bahwa bunyi merambat melalui benda padat.

Alat dan bahan:

1.        Meja

2.        Uang logam

Langkah-langkah:

1.        Salah satu telinga ditempelkan diatas meja.

2.        Uang logam diketukkan di atas meja.

3.        Angkat kepalamu, kembali ke posisi semula.

4.        Uang logam diketukkan di atas meja. Sama seperti tekanan pada ketukan semula.

5.        Hasil pengamatan dicatat di buku tugas. Apakah suara ketukan uang logam di atas meja dapat terdengar?

6.        Kesimpulan dituliskan di buku tugasmu.

b.  Bunyi merambat melalui benda cair

Bunyi juga merambat melalui benda cair. Untuk membuktikannya, lakukan kegiatan berikut ini.

Kegiatan 8.3 BUNYI MERAMBAT PADA BENDA CAIR

Tujuan:

Siswa memahami bahwa bunyi merambat melalui benda cair melalui percobaan.

Alat dalam bahan:

1.        Dua buah batu

2.        Air dalam bak

Langkah - langkah:

1.        Kedua batu dibenturkan di dalam air. Hal yang terjadi diamati.

2.        Salah satu telingamu ditempelkan diatas permukaan air bak. Mintalah salah satu temanmu untuk mengetukkan kedua batu dalam air. Hal yang terjadi diamati.

3.        Hasil pengamatanmu dicatat dibuku tugas. Dapatkah kamu mendengar bunyi benturan kedua batu dalam air?

4.        Simpulan dari kegiatan yang kamu lakukan dituliskan di buku tugas.

Kecepatan rambat bunyi melalui benda cair lebih besar dibandingkan benda gas. Saat telinga ditempelkan diatas permukaan air, bunyi tersebut terdengar lebih keras.

c.  Bunyi merambat melalui benda gas

Jika kita berada di luarangkasa, kita tidak dapat berbincang-bincang. Hal ini karena di luar angkasa tidak ada udara. Bunyi petir yang kita dengar merambat melalui udara. Tanpa udara, kita tidak akan mendengar suara. Kicauan burung dan ayam berkokok dapat didengar karena ada udara. Sumber bunyi yang jauhpun dapat terdengar. Semakin jauh sumber bunyi, semakin lemah bunyi itu terdengar. Semakin dekat sumber bunyi, semakin kuat bunyi terdengar. Gejala ini disebut efek Doppler.

3.  Pemantulan dalam Penyerapan Bunyi

a.  Pemantulan bunyi

1)  Gema

Gema adalah pantulan bunyi yang terdengar lengkap sesudah bunyi asli. Ketika berteriak di gua, suara merambat melalui udara ke dinding gua. Selanjutnya, bunyi dipantulkan kedinding gua yang lain. Gema biasanya terjadi di tempat-tempat dengan permukaan keras dan rapat.

2)  Gaung

Gaung adalah pantulan bunyi yang terdengar sebelum bunyi asli selesai diucapkan. Hal ini karena jarak sumber bunyi dan dinding pemantul jauh. Terjadinya gaung menyebabkan suara asli tidak terdengar jelas.

Perlu Diingat!

•       Bunyi pantul yang terdengar lengkap sesudah bunyi asli disebut gema.

•       Bunyi pantul yang hanya sebagian tiba bersama dengan bunyi asli sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas disebut gaung.

3)  Bunyi pantul yang memperkeras bunyi asli

Dalam ruang kosong tertutup yang sempit yang memiliki permukaan dinding yang keras dan rapat. Bunyi pantul yang terdengar akan meperkeras suara aslinya. Hal ini karena jarak yang terlalu dekat antara sumber bunyi dan dinding pemantul.

b.  Penyerapan bunyi

Penyerapan bunyi terjadi jika perambatan dihalangi benda yang permukaannya lunak.Contohnya busa, karet, karung goni, atau serbuk gergaji. Benda-benda yang menyerap bunyi biasa disebut peredam bunyi. Dinding gedung bioskop dilapisi peredam bunyi supaya tidak terjadi gaung.

C. Energi Alternatif dan Penggunaannya

Ada beberapa energi alternatif yaitu:

1.  Matahari

Matahari adalah sumber energy panas terbesar di dunia. Energi ini dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan manusia. Bumi menjadi terang karena adanya cahaya matahari. Oleh karena itu, siang hari kita tidak menyalakan lampu. Cahaya matahari digunakan tumbuhan hijau untuk berfotosintesis. Tanpa matahari, tumbuhan tidak dapat berfotosintesis. Energi matahari juga dapat diubah menjadi energi listrik. Oleh karena itu, matahari digunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari.

2.  Air Terjun

Air terjun sering disebut dengan batu bara putih. Hal ini karena air terjun juga dapat menghasilkan energi. Air terjun mengalir dari tempat yang tinggi. Aliran air terjun dapat ditampung menjadi energi gerak (kinetik). Oleh karena itu, air terjun digunakan sebagai pembangkit listrik. Hal ini disebut pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Air terjun juga digunakan untuk pengairan sawah dan tempat wisata.

3.  Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Angin dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif. Dua tempat dengan tekanan udara berbeda dapat menghasilkan angin. Angin mengalir dari tempat bertekanan tinggi menuju tekanan rendah.

Perhatikan gerakan daun pada pohon. Gerakan daun pada pohon sering berubah-ubah. Hal ini menunjukkan bahwa arah angin juga berubah-ubah. Angin dapat diubah menjadi energy listrik. Angin menggerakkan turbin sehingga menghasilkan energy listrik. Angin juga dapat mengeringkan pakaian, meskipun tanpa matahari.

Dengan angin, perahu layar dapat bergerak. Oleh karena itu, perahu dapat mengarungi lautan meskipun tanpa mesin. Energi alternative angin tidak menimbulkan polusi. Energi angin dapat menghasilkan listrik dengan alat aerogenerator. Aerogenerator berbentuk seperti menara yang di puncaknya dipasang kincir angin. Perputaran kincir angin akan menyebabkan generator menghasilkan listrik. Angin dibedakan menjadi tiga macam. Ada angin laut, angin darat, dan angin musim.

Aerogenerator adalah alat untuk mengubah angin menjadi energy listrik.

a.  Angin laut

Angin laut bergerak dari laut menuju ke darat. Udara di darat akan lebih cepat panas daripada udara di laut. Oleh karena itu, tekanan udara didaratakan menurun. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya angin laut. Angin laut terjadi pada siang hari. Angin laut dimanfaatkan para nelayan untuk menggerakkan perahu layarnya.

b.  Angin darat

Angin darat adalah angin yang mengalir dari darat menuju ke laut. Udara di darat pada malam hari lebih dingin dari pada siang hari. Pada malam hari tekanan udara di laut lebih rendah daripada di darat. Daratan lebih cepat melepaskan panas sehingga udara di laut naik. Angin darat terjadi pada malam hari.

c.  Angin musim

Perbedaan tekanan di dua daerah sangat besar. Akibatnya, angin bertiup sangat kencang. Contohnya badai, angin ribut, dan angin topan. Arah angin musim sering berubah-ubah sesuai musimnya.

4.  Panas Bumi

Pancaran air panas ini disebut geyser. Geyser terjadi karena lapisan batuan di pusat Bumi sangat panas. Akibatnya, air mengalir dari dalam tanah kepermukaan dalam bentuk uap. Sumber panas Bumi juga dapat digunakan untuk nergi listrik. Uap air penghasil listrik disebut Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).

Sumber energy bahan bakar fosil tidak dapat diperbarui. Selain itu, bahan bakar fosil dapat menimbulkan polusi. Sumber energi alternatif mempunyai beberapa kegunaan berikut.

a.    Matahari, air terjun, angin, dan panas bumi tidak akan habis. Karena itu, dapat digunakan terus-menerus.

b.    Sumber energy alternative menghasilkan energy yang sangat besar.

c.    Sumber energy alternative tidak menimbulkan polusi.

D. Membuat Karya dengan Menerapkan Konsep Perubahan Energi Gerak

1.  Membuat Roket-roketan

Alat dan bahan yang kamu butuhkan:

1.	1. Kertas karton	3.	Karet
2.	2. Balon	4.	Lem kertas

Caramembuat:

  

1.    Tabung tanpa alas dan tutup dari kertas karton dibuat. Ukuran panjang 29 cm dan lebar 20 cm.

2.    Kerucut dibuat dari kertas karton. Dia meter alas lebih luas dari pada diameter alas tabung. Gambar 8.15 diamati.

3.    Kerucut ditempelkan disalah satu ujung tabung.

4.    Supaya dapat berdiri, bangun datar seperti gambar di atas dibuat empat buah. Bangun diatas ini akan digunakan sebagai kaki roket.

5.    Balon dimasukkan ke dalam tabung. Balon tersebut ditiup hingga mengembang sesuai bentuk tabung. Mulut tabung diikat dengan karet.

6.    Roket buatanmu diluncurkan dengan melepaskan karet padam ulut tabung.

7.    Roket yang dibuat dapat meluncur saat karet dilepaskan. Hal ini karena udara dalam balon menekan keluar.  Akibatnya, model roket tersebut terdorong keatas.

2.  Membuat Pesawat Terbang dari Kertas

Alatdanbahanyangkamubutuhkan:

1.	1. Kertas	4.	Penggaris
2.	2. Gunting	5.	Lem kertas
3.	3. Pensil

Cara membuat:

1.  Kertas berukuran 15 u 20 cm disiapkan.

2.  Kertas dilipat seperti gambar dibawah ini.

3.  Kepala pesawat dibentuk seperti gambar dibawah ini.

4.  Sayap pesawat dilipat kembali seperti gambar dibawah ini.

 5.  Model pesawat dilemparkan ke udara.Gerakannya diamati.

Pesawat kertas dapat melayang-layang karena gerakan udara di sekitarnya. Keseimbangan pada sayap dapat memengaruhi gerakan terbang pesawat tersebut. Sayap pesawat yang besar mengakibatkan waktu terbangnya lebihlama. Hal ini karena hambatan udara pada sayap semakin besar. Untuk mengurangi gesekan, bagian kepala pesawat dibuat runcing.

3.  Membuat Model Parasut

Alat dan bahan yang kamu butuhkan:

1.	1. Selembar plastik	3.	Boneka kayu
2.	2.  Tali rafia	4.	Gunting

Cara membuat:

1.        Lingkaran dari plastic dibuat dengan diameter 20cm.

2.        Lubang dibuat disekeliling lingkaran tersebut.

3.        Tali dimasukkan ke dalam lubang-lubang yang telah dibuat, kemudian diikat.

4.        Ujung-ujung tali disatu kan dan ikat pada boneka kayu.

5.        Parasut yang kamu buat dilemparkan ke udara. Hal yang terjadi diamati.

Pada saat dilepaskan ke udara, parasut akan mengembang. Selanjutnya, parasut turun kembali dengan pelan-pelan. Hal ini karena adanya tekanan udara yang menghambat parasut. Permukaan yang semakin luas membuat parasut lebih lama melayang. Semakin lebar parasut, tekanan udaranya semakin menghambat laju turunnya parasut.

E.  Membuat Karya dengan Menerapkan Konsep Bunyi

1.  Membuat Gitar Sederhana

Alat dan bahan yang kamu butuhkan:

1.        Kotak terbuat dari kayu (p:40, l:20, t:10)cm

2.        Senar/dawai (4buah)

3.        Paku dan palu

4.        Kayu penyangga

Cara membuat:

1.        Lubang dibuat diatas permukaan kayu dengan diameter 7 cm.

2.        Kayu ditempatkan sebagai penyangga senar. Letakkanlah pada sisi kanan dan kiri kotak kayu.

3.        Pada bagian tepi kanan dan kiri, paku ditempatkan. Masing-masing empat buah.

4.        Senar diikat pada paku melewati kayu penyangga.

5.        Senar pada gitar yang kamu buat dipetik.

6.        Apakah terdengar bunyi dari gitar tersebut?

Bunyi pada gitar berasal dari getaran senar. Getaran senar merambat diudara, kemudian didengar oleh telinga. Hal ini yang disebut sebagai bunyi.

2.  Membuat Terompet Sederhana

Alat dan bahan yang kamu butuhkan:

1.	1. Kertas karton	3.	Gunting
2.	2. Bambu kecil	4.	Lem

Cara membuat:

1.        Karton digunting seperti gambar dibawah ini.

2.        Guntingan karton digulung menyerupai bentuk kerucut.

3.        Kertas karton lainnya diambil. Selanjutnya, gunting berbentuk persegi panjang.

Potongan kertas tersebut digulung. Tempelkan pada bentuk kerucut yang kamu buat. Susunlah hingga menyerupai bentuk terompet.

                          

5.        Salah satu ujung bambu dipotong serong. Kertas disisipkan pada bagian bawah bambu yang sudah dipotong.

6.        Bambu tersebut dimasukkan ke dalam ujung terompet.

7.        Terompet yang kamu buat siap ditiup.

•       Apakah kamu telah memahami sumber-sumber energy panas yang ada di lingkunganmu?

•       Sulitkah membuat model konsep perubahan energy gerak?

•       Apakah kamu telah menggunakan energi alternatif dalam keseharian.

Rangkuman:

1.        Matahari adalah sumber energi panas yang terbesar.

2.        Panas dapat berpindah dari tempat panas ke tempat yang lebih dingin.

3.        Perpindahan panas melalui benda padat tanpa aliran zat disebut konduksi.

4.        Perpindahan panas yang disertai aliran zat disebut konveksi.

5.        Perpindahan panas tanpa melalui zat perantara disebut radiasi.

6.        Sumber bunyi adalah semua benda yang dapat menimbulkan bunyi.

7.        Bunyi yang frekuensinya teratur menghasilkan nada.

8.        Bunyi merambat melalui benda padat, cair, dan gas.

9.        Pemantulan terjadi jika perambatan bunyi terhalang benda yang permukaannya keras.

10.    Pemantulan bunyi dapat mengakibatkan gema dan gaung. Pemantulan bunyi juga dapat memperkeras bunyi asli.

11.    Penyerapan terjadi jika perambatan bunyi terhalang benda yang permukaannya lunak.

12.    Matahari, airterjun, angin, dan panas bumi dapat menjadi energi alternatif.

13.    Keuntungan dari penggunaan sumber alternative adalah sebagai berikut.

a.       Dapat digunakan terus menerus karena tidak akan habis.

b.      Menghasilkan energi yang sangat besar.

c.       Tidak menimbulkan pencemaran lingkungan.