LAPORAN PROJEK FISIKA DINAMO SEPEDA KAYUH
NAMA KELOMPOK 8 : 1. Fitria Arifatil Ia 2. San!a Y"a Prata#a $. S%t!&'"(i ).
SI P*I OFF E +11
Jl. Semarang no. no. 5 Malang Malang Website : http://www.um.ac.id
0
Kata Pengantar
Puji Puji syukur syukur kehadi kehadirat rat Allah Allah SWT atas Rahmat Rahmat dan Karuni Karunia-Ny a-Nyaa kami kami dapat dapat menye menyelesai lesaikan kan lapora laporan n ini dengan dengan cara cara dikema dikemass dan disajik disajikan an dengan dengan format format dan bahasa sederhana namun penuh manfaat manfaat Tidak Tidak lupa saya ucapkan ucapkan kepada dosen pembimbing dan teman-teman yang telah memberikan dukungan dalam dalam menye menyelesa lesaika ikan n lapora laporan n ini! ini! Penuli Penuliss menyad menyadari ari bah"a bah"a dalam dalam penuli penulisan san lapo lapora ran n
ini ini
masih asih bany anyak keku kekura ran ngan gan
oleh leh
seb sebab itu itu
penul enulis is san sangat gat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun! #an semoga dengan selesainya laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman-teman! $aporan ini sebagai tindak lanjut dari projek yang kami buat yaitu tentang %#inamo pada Sepeda Kayuh& dan juga untuk memenuhi tugas mata kuliah 'isika Teknik! Teknik!
(alang )* No+ember ,))
Penyusun
1
Daftar Isi
Kata Pengantar ..........................................................................................1 #aftar .si.................................................................................................. 2
/A/ . P0N#A12$2AN )!) $atar /elakang.................................................................................... 3 )!, Rumusan masalah................................................................................3 )!3 Tujuan!.............................................................................................. 3 /A/ .. KA4.AN ,!)
Pengertian 2mum..............................................................................
,!,
Searah Sepeda................................................................................... 5
,!3
4enis-jenis Sepeda!.............................................................................!
,!5
Prinsip Kerja 2mum pada #inamo Sepeda ............................................"
,!*
Komponen - komponen! ......................................................................#
,!6
Teori 7 teori fisika!........................................................................... 12
,!8 Study Kasus!....................................................................................1" /A/ ... P0N2T2P 3!) Kesimpulan....................................................................................... 21 #aftar Rujukan........................................................................................ 22
2
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
.lmu fisika sebenarnya banyak sekali yang kita gunaka sehari 7 hari namum sering kali kita tak sadar dengan itu! #an jika mendengar tentang elajaran fisika pasti bayangan sulitlah yang muncul dibenak kita! #engan kita mempelajarinya dengan pengalikasian 7 pengaplikasiansecara langsung atau simulasi maka kita akan lebih mudah untuk menguasai fisika!
1.2 Rumusan masalah
#alam fisika tentu pengaplikasiannya sangat banyak sekali dalam kehidupan sehari 7 hari dalam hal ini kita akan membahas tenang cara kerja dinamo pada sepeda kayuh yang bisa menyalakan lampu penerang dijalan!
1.3 Tujuan!
Tujuan laporan ini adalah untuk meningkatkan pengetahuan lebih dalam tentang ilmu fisika yaitu utamanya tentang induksi elektromagnetik dan cara kerja dinamo pada sepeda kayuh yang dapat menyalakan lampu
BAB II
3
PEMBAHASAN DINAMO PADA SEPEDA
2.1 Pengertian Umm
Kita telah mengenal tentang sepeda yaitu transportasi yang biasanya di pakai untuk kegiatan kita sehari-hari dengan cara yang manual! Kebanyakan sepeda di gunakan pada pagi siang atau sore hari dimana masih ada cahaya!
Tetapi
sepeda
juga
mempunyai
penerang yang terletak pada ban roda depan! Penerang sebagai
tersebut
menggunakan
penghasil
cahaya
dinamo yang
diimplementasikan ke lampu! #inamo sepeda ini hanya menyalakan lampu depan dan belakang!
Secara umum lampu yang menyala pada sepeda bukan karena baterai namun melalui prinsip perubahan energi kinetik menjadi energi listrik! 9aitu melalui usaha dan energi manusia memutar roda yang kemudian secara otomatis dinamo pun akan berputar akibatnya gesekan yang terjadi menyebabkan induksi elektromagnetik sehingga lampu bisa menyala! Namun tidak sesederhana itu dalam dinamo pun masih ada sistem yang bekerja agar dinamo bisa berhubungan dengan nyala lampu!
Sedangkan dinamo itu pun sendiri ternasuk dalam generator A: sederhana kecil yang dapat menghasilkan arus listrik yang kecil pula! Terangnya lampu di tentukan oleh cepatnya roda berputar yang mengakibatkan dinamo juga cepat berputar dan arus listrik juga akan besar pula! #inamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap! /ila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat menghasilkan tegangan 6 sampai ), ;olt! 4adi dengan
adanya dinamo pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda pada malam hari!
2.2 Se!ara" Se#e$a
Seperti
ditulis
0nsiklopedia :olumbia nenek moyang sepeda diperkirakan berasal dari Perancis! (enurut kabar sejarah negeri itu sudah sejak
a"al
mengenal roda
dua
abad
alat
ke-)<
transportasi
yang
dinamai
velocipede! /ertahun-tahun +elocipede menjadi satu-satunya is tilah yang merujuk hasil rancang bangun kendaraan dua roda! 9ang pasti konstruksinya belum mengenal besi! (odelnya pun masih sangat =primitif=! Ada yang bilang tanpa engkol pedal tongkat kemudi >setang?! Ada juga yang bilang sudah mengenal engkol dan setang tapi konstruksinya dari kayu! Adalah seorang 4erman bernama Baron Karls Drais von Sauerbronn yang pantas dicatat sebagai salah seorang penyempurna +elocipede! Tahun )<)< +on Sauerbronn membuat alat transportasi roda dua untuk menunjang efisiensi kerjanya! Sebagai kepala penga"as hutan /aden ia memang butuh sarana transportasi bermobilitas tinggi! Tapi model yang dikembangkan tampaknya masih mendua antara sepeda dan kereta kuda! Sehingga masyarakat menjuluki ciptaan sang /aron sebagai dandy horse! /aru pada )<3@ Kirkpatrick MacMillan pandai besi kelahiran Skotlandia membuatkan =mesin= khusus untuk sepeda! Tentu bukan mesin seperti yang dimiliki sepeda motor tapi lebih mirip pendorong yang diaktifkan engkol le"at gerakan turun-naik kaki mengayuh pedal! (ac(illan pun sudah =berani= menghubungkan engkol tadi dengan tongkat kemudi >setang sederhana?! Sedangkan ensiklopedia /ritannica!com mencatat upaya penyempurnaan penemu
5
Perancis 0rnest (ichau pada )<** dengan membuat pemberat engkol hingga laju sepeda lebih stabil! (akin sempurna setelah orang Perancis lainnya Pierre $allement >)<6*? memperkuat roda dengan menambahkan lingkaran besi di sekelilingnya >sekarang dikenal sebagai pelek atau +elg?! $allement juga yang memperkenalkan sepeda dengan roda depan lebih besar daripada roda belakang! Namun kemajuan paling signifikan terjadi saat teknologi pembuatan baja berlubang ditemukan menyusul kian bagusnya teknik penyambungan besi serta penemuan karet sebagai bahan baku ban! Namun faktor safety dan kenyamanan tetap belum terpecahkan! Karena teknologi suspensi >per dan sebagainya? belum ditemukan goyangan dan guncangan sering membuat penunggangnya sakit pinggang! Setengah bercanda masyarakat menjuluki sepeda $allement sebagai boneshaker >penggoyang tulang?! Sehingga tidak heran jika di era )<<-an sepeda tiga roda yang dianggap lebih aman buat "anita dan laki-laki yang kakinya terlalu pendek untuk mengayuh sepeda kon+ensional menjadi begitu populer! Trend sepeda roda dua kembali mendunia setelah berdirinya pabrik sepeda pertama di :o+entry .nggris pada )<<*! Pabrik yang didirikan 4ames Starley ini makin menemukan momentum setelah tahun )<<< 4ohn #unlop menemukan teknologi ban angin! $aju sepeda pun tak lagi berguncang! Penemuan lainnya seperti rem perbandingan gigi yang bisa diganti-ganti rantai setang yang bisa digerakkan dan masih banyak lagi makin menambah daya tarik sepeda! Sejak itu berjuta-juta orang mulai menjadikan sepeda sebagai alat transportasi dengan Amerika dan 0ropa sebagai pionirnya! (eski lambat laun perannya mulai disingkirkan mobil dan sepeda motor sepeda tetap punya pemerhati! /ahkan penggemarnya dikenal sangat fanatik! 2.3 %enis&!enis se#e$a
Kini sepeda mempunyai beragam nama dan model! Pengelompokan biasanya berdasarkan fungsi dan ukurannya! •
Sepeda gunung-digunakan untuk lintasan off-road dengan rangka yang kuat memiliki suspensi dan kombinasi kecepatan sampai ,8!
!
•
Sepeda jalan raya-digunakan untuk balap jalan raya bobot keseluruhan yang ringan ban halus untuk mengurangi gesekan dengan jalan kombinasi kecepatan sampai ,8!
•
Sepeda /(B-/(B merupakan kependekan dari bicycle moto-cross banyak digunakan untuk atraksi!
•
Sepeda mini-termasuk dalam kelompok ini adalah sepeda anak-anak baik beroda dua maupun beroda tiga!
•
Sepeda angkut-termasuk dalam kelompok ini adalah sepeda kumbang sepeda pos!
•
Sepeda lipat-merupakan jenis sepeda yang bisa dilipat dalam hitungan detik sehingga bisa diba"a ke mana-mana dengan mudah!
•
Sepeda /alap - Sepeda yang model handlernya setengah lingkaran dan digunakan untuk balapan!
•
Sepeda 'iie - Sepeda minimalis dengan rangka dan ban beraneka "arna setang pendek dan tidak banyak memiliki kabel-kabel sebagai pengatur tali rem!
2.' Prinsi# Ker!a Umm Dinam( Pa$a Se#e$a
Cenerator atau pembangkit listrik yang sederhana dapat ditemukan pada sepeda! Pada sepeda biasanya dinamo digunakan untuk menyalakan lampu! :aranya ialah bagian atas dinamo >bagian yang dapat berputar? dihubungkan ke roda sepeda! Pada proses itulah terjadi perubalian energi gerak menjadi energi listrik! Cenerator >dinamo? merupakan alat yang prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik! Alat ini pertama kali ditemukan oleh MichaelFaraday.
/erkebalikan dengan motor listrik generator adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik! 0nergi kinetik pada generator dapat juga diperoleh
"
dari angin atau air terjun!#i mulai dari saha manusia sebgai pemutar rotor >bagian dari dinamo yang berputar? agar berputar! /agian utama generator A: terdiri atas magnet permanen >tetap? kumparan >solenoida?! cincin geser dan sikat! Pada generator! perubahan garis gaya magnet diperoleh dengan cara memutar kumparan di dalam medan magnet permanen! Karena dihubungkan dengan cincin geser perputaran kumparan menimbulkan CC$ induksi A:! D.eh karena itu arus induksi yang ditimbulkan berupa arus A:! Adanya arus A: ini ditunjukkan oleh menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat! Sebagaimana percobaan 'araday CC$ induksi yang ditimbulkan oleh generator A: dapat diperbesar dengan caraE •
memperbanyak lilitan kumparan
•
menggunakan magnet permanen yang lebih kuat!
•
mempercepat perputaran kumparan dan menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan!
Dinam(
#inamo
dibedakan
menjadi
dua
yaitu
dinamo
arus
searah
>#:? dan dinamo arus bolak-balik Prinsip
kerja
>A:?! dinamo
sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan! /agian dinamo yang berputar disebut rotor! /agian dinamo yang tidak bergerak disebut stator! Perbedaan antara dinamo #: dengan dinamo A: terletak pada cincin yang digunakan! Pada dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang disebut cincin belah >komutator?! :incin ini memungkinkan arus listrik yang dihasilkan pada rangkaian luar #inamo berupa arus searah "alaupun di dalam dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik! Adapun pada dinamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda
$
>dua cincin?! Alat pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda! Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda! 4ika roda berputar kumparan atau magnet ikut berputar! Akibatnya timbul CC$ induksi pada ujungujung kumparan dan arus listrik mengalir! (akin cepat gerakan roda sepeda makin cepat magnet
atau
kumparan berputar! (akin besar pula CC$ induksi dan arus listrik yang dihasilkan! 4ika dihubungkan dengan lampu nyala lampu makin terang! CC$ induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat menggunakan magnet yang kuat >besar? jumlah lilitan diperbanyak dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan!
3
K(m#(nen ) k(m#(nen * 1.
Se#e$a 3.1 Kerangka sepeda
#esain roda dan kerangka sepeda yang tepat juga dapat mengurangi tahanan udara! Kerangka sepeda yang berbentuk bulat digantikan oleh rancangan bentuk yang o+al sementara bentuk roda yang bergerigi digantikan oleh bentuk cakram >disc? yang dapat memperkecil turbulensi >gejolak udara? dan drag force saat berputar! 2. +enerat(r A, - Dinam(
Cenerator A: yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda! /agian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak! 4ika magnet tetap diputar perputaran tersebut menimbulkan CC$ induksi pada kumparan! 4ika sebuah lampu pijar >lampu sepeda? dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan! lampu tersebut akan dilalui arus induksi A:! Cenerator A: terdiri dari E - Kumparan - Magnet
#
-
Cincin geser
3. Lam# Lam#
#i!ar adalah
sumber cahaya buatan
yang
dihasilkan
melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi! $ampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk tegangan >+oltase? kerja yang ber+ariasi dari mulai ),* +olt hingga 3 +olt! 0nergi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya seperti lampu pendar dan dioda cahaya maka secara bertahap pada beberapa negara peredaran lampu pijar mulai dibatasi
Konstruksi Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca filamen yang terbuat dari "olfram dasar lampu yang terdiri dari filamen bola lampu gas pengisi dan kaki lampu!
)! /ola lampu ,! Cas bertekanan rendah >argon neon nitrogen?
10
3! 'ilamen "olfram 5! Ka"at penghubung ke kaki tengah *! Ka"at penghubung ke ulir 6! Ka"at penyangga 8! Kaca penyangga
/ola lampu Selubung gelas yang menutup rapat filamen suatu lampu pijar disebut dengan bola lampu! (acam-macam bentuk bola lampu antara lain adalah bentuk bola bentuk jamur bentuk lilin dan bentuk lustre! Warna bola lampu antara lain yaitu bening "arna susu atau buram dan "arna merah hijau biru atau kuning! Cas pengisi Pada a"alnya bagian dalam bola lampu pijar dibuat hampa udara namun belakangan diisi dengan gas mulia bertekanan rendah seperti argon neon kripton dan enon atau gas yang bersifat tidak reaktif seperti nitrogen sehingga filamen tidak teroksidasi! Konstruksi lampu halogen juga menggunakan prinsip yang sama dengan lampu pijar biasa perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk mengisi bola lampu! Kaki lampu
11
#ua jenis kaki lampu adalah kaki lampu berulir dan kaki lampu bayonet yang dapat dibedakan dengan kode huruf 0 >0dison? dan / >/ayonet? diikuti dengan angka yang menunjukkan diameter kaki lampu dalam milimeter seperti 0,8 dan 0)5! Dperasi Pada dasarnya filamen pada sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor! Saat dialiri arus listrik filamen tersebut menjadi sangat panas berkisar antara ,< derajat Kel+in hingga maksimum 38 derajat Kel+in! .ni menyebabkan "arna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya ber"arna kuning kemerahan! Pada temperatur yang sangat tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang kasatmata 1al ini sejalan dengan teori radiasi benda hitam! .ndeks renderasi "arna menyatakan apakah "arna obyek tampak alami apabila diberi cahaya lampu tersebut dan diberi nilai antara sampai ) Angka ) artinya "arna benda yang disinari akan terlihat sesuai dengan "arna aslinya! .ndeks renderasi "arna lampu pijar mendekati )!
2./ 0e(ri ) te(ri fisika
1. Induksi Elektromagnetik (ichael 'araday >)8@)-)<68? seorang ilmu"an berkebangsaan .nggris membuat
hipotesis
>dugaan?
bah"a
medan
magnet
seharusnya
dapat
menimbulkan arus listrik! 2ntuk membuktikan kebenaran hipotesis 'araday! /erdasarkan percobaan ditunjukkan bah"a gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum gal+anometer menyimpang! 4ika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan jarum gal+anometer menyimpang ke kanan! 4ika magnet diam dalam kumparan jarum gal+anometer tidak menyimpang! 4ika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan jarum gal+anometer menyimpang ke kiri! Penyimpangan jarum gal+anometer tersebut menunjukkan bah"a pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik! Peristi"a timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik! Adapun beda potensial yang
12
timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik >CC$? induksi!
Terjadinya CC$ induksi dapat dijelaskan seperti berikut! 4ika kutub utara magnet didekatkan ke kumparan! 4umlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak! Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum gal+anometer! 1al yang sama juga akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan! Akan tetapi
arah simpangan
jarum
gal+anometer berla"anan dengan penyimpangan semula! #engan demikian dapat disimpulkan bah"a penyebab timbulnya CC$ induksi adalah perubahan garis gaya
magnet
yang
dilingkupi
oleh
kumparan!
(enurut 'araday besar CC$ induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan! Artinya makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik makin besar CC$ induksi yang timbul! Adapun yang dimaksud fluks nmgnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang!
CC$ induksi yang dihasilkan berbentuk gelombang sinusoida yang besarnya dapat dinyatakan sebagai
#engan E
N F jumlah lilitan
t F "aktu
2. Usaha dan energi
Pengertian usaha #alam sudut pandang fisika khususnya mekanika usaha mengandung pengertian sebagai segala sesuatu yang dilakukan oleh gaya pada suatu benda sehingga benda itu bergerak! Agar usaha berlangsung maka gaya
13
harus dikerahkan pada suatu benda hingga benda tersebut menempuh jarak tertentu! dapat kita simpulkan bah"a ada dua syarat terjadinya suatu usaha yaituE )! adanya gaya yang bekerja pada suatu bendaG ,! adanya perpindahan yang dialami oleh benda tersebut! #engan demikian usaha didefinisikan sebagai sejumlah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya!
0nergi merupakan konsep yang sangat abstrak! 0nergi tidak memiliki massa tidak dapat diamati dan tidak dapat diukur secara langsung! Akan tetapi kita dapat merasakan perubahannya! Caya konstan ' akan mempercepat benda sesuai dengan hukum .. ne"ton 'F m!a ! jika kita kalikan kedua ruas persamaan ini dengan perpindahan pada ruas kiri akan tampil usaha yang dilakukan gaya pada benda!
Teorema usaha-energi F
-
- Hm
3. Gaya
#alam bersepeda kita akan mengalami 5 gaya utama E gaya angin gaya hambat udara gaya gesekan dan gaya gra+itasi! •
+aa Angin
#alam bersepeda angin yang berhembus berla"anan arah dengan arah gerak si pengendara sepeda merupakan penghambat yang sangat menjengkelkan! 0nergi si pengendara akan terkuras banyak untuk mela"an hambatan angin ini! /ayangkan untuk mempertahankan kecepatan )* kmIjam ditengah angin yang bertiup dengan kecepatan ) kmIjam saja kita akan kehilangan sekitar < kalori setiap menitnya! Tetapi angin juga bisa menjadi faktor yang mempercepat gerakan sepeda jika arah tiupan angin searah dengan arah maju sepeda!
1
•
+aa "amat $ara -$rag f(re
#isamping angin yang bertiup kencang udara sendiri dapat menjadi penghambat bagi si pengendara sepeda! Tubuh manusia yang duduk tegak di atas sepeda merupakan bentuk yang sangat tidak aerodinamik karena mengacaukan aliran udara sehingga memaksakan terbentuknya dua daerah dengan tekanan yang berbeda! #aerah di belakang tubuh pengendara sepeda bertekanan rendah sementara daerah di depan tubuh bertekanan tinggi! /esarnya drag force ini sebenarnya dapat diminimalisasi dengan mengaplikasikan bentuk yang paling aerodinamik yaitu bentuk yang streamline >ramping? yang dapat menembus udara dengan lebih mulus! .ni dilakukan dengan membungkukkan badan! :ara lain untuk memperkecil drag force adalah dengan melakukan teknik drafting yaitu bersepeda beriringan sambil memanfaatkan pusaran-pusaran udara >arus eddy? yang tercipta tepat di belakang pengendara terdepan untuk menarik pengendara berikutnya sehingga energi yang dibutuhkan menjadi lebih kecil Semakin
kecil
jarak
antara
pengendara
terdepan
dengan
pengendara berikutnya semakin efisien penggunaan energi oleh kedua pengendara!
•
+aa +esek
/eberapa macam gaya gesekan yang terjadi saat bersepedaE -
Caya gesekan antara permukaan kulit dengan udara
-
Caya gesekan kelahar sepeda! Caya gesekan kelahar sepeda dapat dikurangi dengan menggunakan oli!
15
-
-
Caya gesekan antara roda dengan jalan! gaya gesekan antara roda dengan jalan >rolling resistance? dapat dikurangi dengan memompa ban cukup keras! Caya gesek dinamo dengan roda sepeda Caya Normal >N? JJ N F " F m g gaya gesek statis >fs?
gesek kinetis fges F fk JJ fges F k N
•
gaa sentrifgal Caya sentrifugal ini besarnya tergantung pada kecepatan
sepeda! Semakin cepat sepeda semakin besar gaya sentrifugalnya! Sehingga pada "aktu sepeda bergerak cepat kita tidak perlu membelokkan sepeda terlalu tajam!
4. Hukum kekekalan energi
1ukum Kekekalan 0nergi = 0nergi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan =4adi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan! Rumus atau persamaan mekanik >berhubungan dengan hukum kekekalan energi? E 0m F 0p L 0k
keterangan 0m F energi mekanik 0p F energi kinetik 0k F energi kinetik
:atatan E Satuan energi adalah joule
1!
2.7 Studi Kasus )! Sebuah sepeda seberat * kg melaju oleh gaya sebesar 5 N diatas lantai kasar yang memepunyai koefisien gesek ,! (aka berapa percepatan sepedaM #iket E 'F 5 N
gF ,
(F * kg
N F*
ja"ab E
f g F g ! N F , ! * F ) 'Fma ' 7 f g F m a 5 7 ) F , a 3 F , a )*
Fa
,! Sebuah kumparan yang terdiri atas * lilitan dan memiliki hambatn * ohm berada dalam medan magnetic yang arahnya sejajar dengan sumbu kumparan! 'luks magnetic yang memasuki kumparan berubah terhadap "aktu sesuai dengan persamaan
sin > 3
? "eber! Tentukanlah E
a! Cgl maksimum antara ujung-ujung kumparan b! /! kuat arus maksimum yang melalui kumparan #iket E N F * lilitan R F * ohm sin > 3
? "eber
4a"ab E a! Cgl antar ujung-ujung kumparan F ->*?
F -* > 3 F -)* cos >3 F
sin sin > 3
?>
? cos >3 ?;
cos
F )* ;
1"
t?O
?O
b! Kuat arus maksimum yang melalui kumparan .m F
F
3! Seorang pengendara sepeda yang mempunyai berat sebesar 3* kg mengayuh sepeda dengan gaya sebesar 6 N! /erapa percepatan kecepatan dan jarak yang ditempuh setelah , detikM >berat sepedaF *kg? #iketE ' F 6 N m pengendaraF 3* kg msepedaF* kg tF, s ;o F ditanyaE aFM ;tFM S>saat tF, s?FM 4a"ab E 'F mtotal ! a 6F >m pengendara L msepeda ? ! a 6 F >3* L *? ! a 6 F 5 ! a )*
Fa
aF )* F )* ! , F ; t 3
F ;t
S F ;o ! t L F ! , L F
at, )!* ! , ,
)* ! 5
F3 m
1$
5! Si A sedang bersepeda dengan kecepatan , dengan perlambatan ,
tiba-tiba mengerm sepedanya
tentukan kecepatan Si A saat 5 detik dan jarak yang
ditempuh si A dari pengereman sampai berhentiQ #iket E ;o F , a F -, t F 5s ditanya E ;>tF5s? F M SFM 4a"abE a! ;t saat tF5s ;t 7 ; F a ! t ;t 7 , F -, ! 5 ;t F , 7 < ;t F ), b! 4arak pengereman sampai berhenti Waktu yang dibutuhkan ;t 7 ; F a ! t 7 , F -, ! t -, F -,t )s F t
S F ; ! t L a t, F , ! ) L >-, ! ) ,? F, L >-)? F ) m
*!
Si A mengayuh sepeda dengan kecepatan a"al ,
! 4ika setelah ) detik telah
menempuh jarak ,, m maka berapa percepatan dan kecepatan akhir si AM #iket E ; F , t F ) s S F ,, m 4a"ab E
S F ; ! t L a t, ,, F ,! ) L a ),
1#
,, F , L * a % * a F -,, L , % * a F -, aF5
;t 7 ; F a t ;t 7 , F 5! ) ;tF 5 L , ;t F 5,
BAB III PENU0UP
20
Kesimpulan E
Secara umum lampu yang menyala pada sepeda bukan karena baterai namun melalui prinsip perubahan energi kinetik menjadi energi listrik! 9aitu melalui usaha dan energi manusia memutar roda yang kemudian secara otomatis dinamo pun akan berputar akibatnya gesekan yang terjadi menyebabkan induksi elektromagnetik sehingga lampu bisa menyala! &omponen ' (omponen )ang diperlu(an adalah *enerator +, - inamo )ang terdiri dari Kumparan Magnet Cincin geser dan ampu. alu Teori 7 teori fisika mendu(ung adalah
)ang
Induksi Elektromagnetik , Usaha dan
energi, aya ( Caya Angin Caya hambat udara >drag force? Caya Cesek gaya sentrifugal. 4ika roda berputar kumparan atau magnet ikut berputar! Akibatnya timbul CC$ induksi pada ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir! (akin cepat gerakan roda sepeda makin cepat magnet atau kumparan berputar! (akin besar pula CC$ induksi dan arus listrik yang dihasilkan! 4ika dihubungkan dengan lampu nyala lampu makin terang! CC$ induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat menggunakan magnet yang kuat >besar? jumlah lilitan diperbanyak dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan!
21
DA40A5 PUS0AKA
)! httpEIIid!"ikipedia!orgI"ikiI$ampupijar ,! httpEII"""!crayonpedia!orgIm"IKonsep.nduksi0lektromagnetik#an PrinsipKerjaAlat9ang(endasarkanPrinsip.nduksi0lektromagneti k@!, 3! httpEIIbosgentongs!comI,)I,I,,Igaya-gerak-listrik-induksi-ggl-medanmagnet-menimbulkan-arus-listrikI
22
