Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan disiplin ilmu yang mempelajari fenomena alam secara sistematis. Pada tingkat Sekolah Menengah Pertama (SMP) kelas 7 semester 2, materi IPA yang dibahas mencakup konsep gerak dan interaksi benda. Topik ini menjadi dasar pemahaman konsep fisika yang lebih kompleks pada jenjang pendidikan selanjutnya.

Dalam bab ini, siswa akan mempelajari berbagai konsep fundamental, seperti Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), Hukum Newton, gaya gesek, gaya pegas, usaha, dan energi. Pemahaman mendalam tentang konsep-konsep ini sangat penting untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis dan kemampuan problem solving dalam bidang sains.

Konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang bergerak lurus dengan percepatan tetap. Percepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan suatu benda dalam satuan waktu.

Rumus GLBB

• Kecepatan akhir (v) = kecepatan awal (u) + percepatan (a) x waktu (t)
• Jarak tempuh (s) = kecepatan awal (u) x waktu (t) + 1/2 x percepatan (a) x waktu² (t²)
• Kecepatan kuadrat (v²) = kecepatan awal kuadrat (u²) + 2 x percepatan (a) x jarak tempuh (s)

Contoh Soal GLBB

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s dan mengalami percepatan 5 m/s ² . Hitung jarak tempuh mobil setelah 10 detik.

Diketahui:

• Kecepatan awal (u) = 20 m/s
• Percepatan (a) = 5 m/s²
• Waktu (t) = 10 s

Mencari:

• Jarak tempuh (s)

Penyelesaian:

s = u x t + 1/2 x a x t ²

s = 20 m/s x 10 s + 1/2 x 5 m/s ² x (10 s) ²

s = 200 m + 250 m

s = 450 m

Jadi, jarak tempuh mobil setelah 10 detik adalah 450 m.

Hukum Newton II

Hukum Newton II merupakan salah satu prinsip dasar dalam mekanika klasik yang menjelaskan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan suatu benda.

Konsep Gaya, Massa, dan Percepatan

Dalam hukum Newton II, terdapat tiga konsep utama:

• Gaya: Dorongan atau tarikan yang menyebabkan perubahan gerak benda.
• Massa: Sifat benda yang mengukur ketahanannya terhadap perubahan gerak.
• Percepatan: Laju perubahan kecepatan suatu benda.

Pernyataan Hukum Newton II

Hukum Newton II menyatakan bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya.

F = m – a

Dimana:

• F adalah gaya total (dalam Newton)
• m adalah massa benda (dalam kilogram)
• a adalah percepatan benda (dalam meter per sekon kuadrat)

Penerapan Hukum Newton II dalam Kehidupan Sehari-hari

Hukum Newton II memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

• Gerak mobil yang dipercepat atau diperlambat
• Gerak benda yang dilempar ke atas
• Gerak roket yang lepas landas

Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang timbul ketika dua permukaan bersentuhan dan bergerak relatif satu sama lain. Gaya ini selalu berlawanan arah dengan arah gerak relatif tersebut.

Jenis-jenis Gaya Gesek

• Gaya Gesek Statis: Gaya gesek yang terjadi ketika dua permukaan bersentuhan tetapi tidak bergerak relatif.
• Gaya Gesek Kinetis: Gaya gesek yang terjadi ketika dua permukaan bersentuhan dan bergerak relatif satu sama lain.
• Gaya Gesek Gulung: Gaya gesek yang terjadi ketika suatu benda menggelinding pada permukaan lain.

Contoh Penerapan Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

• Ban mobil mencengkeram jalan saat melaju, mencegah mobil tergelincir.
• Rem pada sepeda dan kendaraan lainnya menggunakan gaya gesek untuk menghentikan atau memperlambat pergerakan.
• Sabuk pengaman pada kendaraan menggunakan gaya gesek untuk menahan penumpang di tempatnya saat terjadi tabrakan.

Gaya Pegas

Gaya pegas adalah gaya yang bekerja pada suatu benda yang dikenai gaya tarik atau tekan, sehingga menyebabkan benda tersebut mengalami perubahan bentuk atau panjang.

Gaya pegas berbanding lurus dengan besarnya pertambahan panjang atau perpendekan pegas.

Rumus Hukum Hooke

Rumus Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya pegas (F), konstanta pegas (k), dan pertambahan panjang atau perpendekan pegas (x):

F = k x

di mana:

• F adalah gaya pegas (dalam Newton)
• k adalah konstanta pegas (dalam Newton/meter)
• x adalah pertambahan panjang atau perpendekan pegas (dalam meter)

Contoh Penerapan Gaya Pegas

Gaya pegas memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

• Pegas pada kasur dan sofa
• Pegas pada timbangan
• Pegas pada jam tangan mekanik
• Pegas pada alat pengukur tekanan
• Pegas pada suspensi kendaraan

Usaha dan Energi

Usaha dan energi adalah dua konsep penting dalam fisika yang terkait dengan perubahan dan gerakan benda. Usaha adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dalam suatu jarak, sedangkan energi adalah kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha.

Jenis-Jenis Energi

• Energi kinetik: Energi yang dimiliki benda karena geraknya.
• Energi potensial: Energi yang dimiliki benda karena posisinya atau keadaannya.
• Energi listrik: Energi yang berhubungan dengan aliran muatan listrik.
• Energi panas: Energi yang berhubungan dengan gerakan acak molekul.
• Energi kimia: Energi yang tersimpan dalam ikatan kimia.

Penerapan Usaha dan Energi dalam Kehidupan Sehari-hari

• Ketika kita mendorong atau menarik benda, kita melakukan usaha untuk memindahkan benda tersebut.
• Energi kinetik digunakan dalam kendaraan yang bergerak.
• Energi potensial digunakan dalam benda yang berada di ketinggian, seperti air di bendungan.
• Energi listrik digunakan dalam peralatan elektronik.
• Energi panas digunakan untuk memasak dan menghangatkan ruangan.

Ringkasan Terakhir

Konsep gerak dan interaksi benda dalam IPA Kelas 7 Semester 2 halaman 26 memberikan landasan yang kuat untuk mempelajari fisika secara lebih mendalam. Dengan memahami konsep-konsep ini, siswa dapat memahami berbagai fenomena alam yang terjadi di sekitar mereka. Selain itu, pemahaman ini juga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga siswa dapat menjadi individu yang melek sains dan mampu menghadapi tantangan dunia modern.

Jawaban untuk Pertanyaan Umum

Apa itu Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)?

GLBB adalah gerak benda yang memiliki kecepatan awal, bergerak dengan percepatan tetap, dan bergerak sepanjang garis lurus.

Bagaimana cara menghitung usaha?

Usaha dihitung dengan mengalikan gaya yang bekerja pada benda dengan jarak perpindahan benda searah gaya.

Apa saja jenis-jenis energi?

Jenis-jenis energi antara lain energi kinetik, energi potensial, energi listrik, energi panas, dan energi kimia.