Sunday, September 24, 2017

Tugas makalah
MATERI DAN ENERGI
 “ COLOUR PROPERTIES ”










OLEH :
SUCI ANGRAYANI OKTAVIA
15010107025 

PROGRAM STUDI TADRIS IPA
FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI
KENDARI
2016




KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kita hanya kepada Allah SWT atas segala karunia dan rahmat yang tiada terhitung sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah kami pada mata kuliah Materi dan Energi yang berjudul ‘’COLOURS PROPERTIES’’ dengan tepat waktu dengan lancar  walaupun ada sedikit hambatan namun dapat kami selesaikan shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah ke pada nabi ALLAH Muhammad SAW berkatnyalah sehingga saat ini kita dapat merasakan nikmatnya iman dan islam.
Dalam penulisan makalah kami ini kami menyadari sepenuhnya bahwa tulisan kami masih jauh dari kata sempurnah oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami butuhkan walaupun demikian kami tetap mengharap agar tulisan kami ini dapat membantu  kawan sekalian dalam melakukan proses pembelajaran.


Kendari, Desember 2016



                                                                                          Penulis 








DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR 
DAFTAR ISI 
BAB I PENDAHULUAN 
A. Latar belakang 
B. Rumusan masalah 
C. Tujuan 
BAB II PEMBAHASAN 
A. Pengertian warna dan gelombang 
B. Teori warna
C. Warna Berdasarkan Panjang gelombang
D. Proses Kerja Terjadinya Warna
BAB II PENUTUP
A. Kesimpulan
B. Saran
DAFTAR  PUSTAKA









BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
          Warna adalah sesuatu yang diterima oleh mata manusia dari cahaya atau sinar yang dipantulkan oleh benda-benda yang dikenainya. Identitas suatu warna ditentukan panjang gelombang cahaya tersebut. Sebagai contoh warna biru memiliki panjang gelombang 460 nanometer. Panjang gelombang warna yang masih bisa ditangkap mata manusia berkisar antara 380-780 nanometer. Dalam peralatan optis, warna bisa pula berarti interpretasi otak terhadap campuran tiga warna primer cahaya: merah, hijau, biru yang digabungkan dalam komposisi tertentu. Misalnya pencampuran 100% merah, 0% hijau, dan 100% biru akan menghasilkan interpretasi warna magenta.
         Dalam seni rupa, warna bisa berarti pantulan tertentu dari cahaya yang dipengaruhi oleh pigmen yang terdapat di permukaan benda. Misalnya pencampuran pigmen magenta dan cyan dengan proporsi tepat dan disinari cahaya putih sempurna akan menghasilkan sensasi mirip warna merah. Setiap warna mampu memberikan kesan dan identitas tertentu sesuai kondisi sosial pengamatnya. Misalnya warna putih akan memberi kesan suci dan dingin di daerah Barat karena berasosiasi dengan salju. Sementara di kebanyakan negara Timur warna putih memberi kesan kematian dan sangat menakutkan karena berasosiasi dengan kain kafan (meskipun secara teoritis sebenarnya putih bukanlah warna).
       Di dalam ilmu warna, hitam dianggap sebagai ketidakhadiran seluruh jenis gelombang warna. Sementara putih dianggap sebagai representasi kehadiran seluruh gelombang warna dengan proporsi seimbang. Secara ilmiah, keduanya bukanlah warna, meskipun bisa dihadirkan dalam bentuk pigmen.





B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini yaitu :
1. Apa pengertian warna dan gelombang ?
2. Bagaimana teori warna menurut Sir Issac Newton ?
3. Bagaimana warna yang terjadi berdasarkan panjang gelombang ?
4. Bagaimana proses kerja terjadinya warna ?

C. Tujuan 
Adapun tujuan penulisan pada makalah ini yaitu :
1. Untuk mengetahui apa pengertian dari warna dan gelombang.
2. Untuk mengetahui teori warna menurut Sir Issac Newton.
3. Untuk mengetahui warna yang terjadi berdasarkan panjang gelombang.
4. Untuk mengetahui proses kerja terjadinya warna.









BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Warna dan Gelombang
          Warna dapat didefinisikan sebagai bagian dari indera pengelihatan, atau sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Proses terlihatnya warna adalah dikarenakan adanya cahaya yang menimpa suatu benda, dan benda tersebut memantulkan cahaya ke mata (retina) kita hingga terlihatlah warna. Benda berwarna merah karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan warna merah dan menyerap warna lainnya. Benda berwarna hitam karena sifat pigmen benda tersebut menyerap semua warna. Sebaliknya suatu benda berwarna putih karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan semua warna. Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya gelombang membawa energi. Dengan kata lain, gelombang merupakan getaran yang merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang. Jadi, gelombang adalah getaran yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi (tenaga).
B. Teori Warna
a. Teori Pengenalan warna menurut Newton (1642 – 1727) adalah sebagai berikut:
         Pembahasan mengenai keberadaan warna secara ilmiah dimulai dari hasil temuan Sir Isaac Newton yang dimuat dalam bukunya “Optics”(1704). Ia mengungkapkan bahwa warna itu ada dalam cahaya. Hanya cahaya satu – satunya sumber warna bagi setiap benda. Asumsi yang dikemukan oleh Newton didasarkan pada penemuannya dalam sebuah eksperimen. Di dalam sebuah ruangan gelap, seberkas cahaya putih matahari diloloskan lewat lubang kecil dan menerpa sebuah prisma. Ternyata cahaya putih matahari yang bagi kita tidak tampak berwarna, oleh prisma tersebut dipecahkan menjadi susunan cahaya berwarna yang tampak di mata sebagai cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu, yang kemudian dikenal sebagai susunan spektrum dalam cahaya. Jika spektrum cahaya tersebut  dikumpulkan dan diloloskan kembali melalui sebuah prisma, cahaya tersebut kembali menjadi cahaya putih. Jadi,cahaya putih (seperti cahaya matahari) sesungguhnya merupakan gabungan cahaya berwarna dalam spectrum.

Gambar 2.1 Spektrum Cahaya pada Prisma
Newton kemudian menyimpulkan bahwa benda-benda sama sekali tidak berwarna tanpa ada cahaya yang menyentuhnya. Sebuah benda tampak kuning karena fotoreseptor (penangkap/penerima cahaya) pada mata manusia menangkap cahaya kuning yang dipantulkan oleh benda tersebut. Sebuah apel tampak merah bukan karena apel tersebut berwarna merah, tetapi karena apel tersebut hanya memantulkan cahaya merah dan menyerap warna cahaya lainnya dalam spektrum.

Gambar 2.2 Mata Melihat Apel Berwarna Merah

Cahaya yang dipantulkan hanya merah, lainnya diserap. Maka warna yang tampak pada pengamat adalah merah. Sebuah benda berwarna putih karena benda tersebut memantulkan semua cahaya spektrum yang menimpanya dan tidak satupun diserapnya. Dan sebuah benda tampak hitam, jika benda tersebut menyerap semua unsur warna cahaya dalam spektrum dan tidak satu pun dipantulkan atau benda tersebut berada dalam gelap. Cahaya adalah satu-satunya sumber warna dan benda-benda yang tampak berwarna semuanya hanyalah pemantul, penyerap dan penerus warna-warna dalam cahaya. 


C.  Warna Berdasarkan Panjang gelombang
Setiap warna mempunyai panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda. Bentuknya dapat ditunjukkan dalam suatu bentuk gelombang sinusoida. Berikut gambar gelombang dari berbagai macam frekuensi warna:


Gambar 2.3 Gelombang frekuensi warna cahaya

Tabel 2.1 Warna dan Panjang Gelombang
Dalam ilmu fisika, warna merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang antara 390 hingga 780 nm. Panjang gelombang ini mengacu pada panjang gelombang yang bisa ditangkap oleh mata manusia dalam kondisi normal tanpa alat apapun. Identitas suatu warna ditentukan panjang gelombang cahaya tersebut. Sebagai contoh warna biru memiliki panjang gelombang 450-495 nm dan warna merah antara 620-750 nm. Warna yang memiliki panjang gelombang dibawah 380 nm dikenal dengan ultraviolet sedangkan diatas 750 nm, dikenal dengan infrared. Warna Ultraviolet dan infrared ini tidak dapat dilihat oleh mata manusia normal tanpa alat. Beberapa hewan seperti lebah dan beberapa serangga lainya dapat menangkap cahaya ultraviolet, kemampuan ini membantu mereka mencari madu di bunga.
Pada tahun 1670-1672, Isaac Newton melakukan penelitian, warna cahaya putih jika terurai dalam prisma kaca akan menghasilkan spektrum warna pelangi: Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Nila dan Violet.
D. Proses Kerja Terjadinya Warna
Untuk melihat sebuah warna secara sempurna, ada 2 unsur yang sangat penting yaitu mata sebagai media dan cahaya sebagai sumber warna.
Mata sebagai media warna
Mata adalah media untuk menangkap warna dari sumbernya dan bekerja sama dengan otak untuk memproses suatu model realita di dalam pikiran. Bagian-bagian mata memiliki fungsi dan peran sendiri dalam menangkap cahaya dan dibagian paling belakang mata yaitu retina yang merupakan jaringan kerja dari saraf yang sensitif menyalurkan ke otak.
Mata dapat melihat perbedaan panjang gelombang dan retina pada mata adalah mediator antara dunia nyata dan otak dimana terjadi proses yang membentuk suatu model realita di dalam pikiran. Perasaan akan mencatat situasi lingkungan yang tidak tampak, kemudian otak yang merakit seluruh variasi dan menjawab hubungan warna yang satu dengan lainnya.
Mata kita dapat melihat warna karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda dengan pigmen warna tertentu yang kita lihat. Kita melihat benda berwarna kuning, karena benda (yang memiliki pigmen kuning)  tersebut memantulkan spektrum cahaya warna merah dan hijau, warna lainnya diserap oleh benda tersebut. Cahaya merah dan hijau ini kemudian masuk ke kornea dan dibiaskan oleh lensa mata, pada akhirnya ditangkap oleh retina. Di dalam retina mata terdapat sekitar 6,5 juta Sel Kerucut (Cones/Rods), yang peka terhadap cahaya, di sinilah terjadi proses filterisasi cahaya merah dan hijau yang masuk tadi. Informasi warna ini kemudian diteruskan oleh saraf-saraf optik ke otak.
Warna tidak mempunyai sifat, tetapi warna dapat menciptakan perpektif sifat dalam otak manusia dan secara tidak langsung juga mempengaruhi emosi manusia.  Perpektif yang dihasilkan akan yang berbeda-beda terhadap sekelompok orang di waktu dan tempat yang berbeda pula tergantung oleh beberapa faktor (budaya, geografi dan lain-lain). Contoh warna hitam pada budaya barat, berarti berduka/kematian, tetapi di sebagian budaya Asia, warna duka/kematian adalah warana sebaliknya, yaitu putih.
Cahaya sebagai sumber warna 
Cahaya terdiri dari seberkas sinar yang memiliki panjang gelombang dan getaran yang frekuensinya berbeda-beda. Perbedaan gelombang cahaya inilah yang menciptakan perbedaan warna. Panjang gelombang warna yang masih bisa ditangkap mata manusia berkisar antara 400-700 nanometer dengan frekuensi antara 3,8.104 - 3,8.10-4 . Bila gelombang tersebut memasuki mata, maka akan terjadi yang disebut dengan sensasi warna.
E. Mengidentifikasi Warna
  Mengidentifikasi Perbedaan Warna Menggunakan CIE L*a*b* Koordinat
Ditetapkan oleh Komisi Internationale de l’Eclairage (CIE), ruang warna L*a*b* dimodelkan setelah teori warna lainnya yang menyatakan bahwa dua warna tidak bisa merah dan hijau pada waktu yang sama atau kuning dan biru pada saat yang sama waktu. Seperti ditunjukkan di bawah, L* menunjukkan Light/terang, a* adalah koordinat merah / hijau , dan b* adalah koordinat kuning / biru. Delta/ perbedaan untuk L* (ΔL*), a* (Δa*) dan b* (Δb*) bisa positif (+) atau negatif (-). Total perbedaan, Delta E (ΔE*), selalu positif.
ΔL* (L* sampel dikurangi L* standar)=perbedaan terang dan gelap (+ =lebih terang,– = gelap)
Δa* (a* sampel minus a* standar) = perbedaan merah dan hijau (+ = merah, – = hijau)
Δb* (b* sampel dikurangi b* standar) = perbedaan kuning dan biru (+ = lebih kuning, – = biru)
ΔE* = Total perbedaan warna
Untuk menentukan warna total perbedaan antara ketiga koordinat, rumus berikut digunakan:


Bandingkan Apple 1 ke Apple 2 (lihat Gambar 1)

Gambar 1
Melihat nilai L*a*b* untuk setiap apel pada Gambar 1, kita dapat menentukan secara obyektif bahwa warna kedua apel tidak sama. Nilai-nilai ini memberitahu kita bahwa Apple 2 (sampel) lebih terang, kurang merah, dan lebih berwarna kuning dari Apple 1 (standar). Jika kita menempatkan nilai-nilai ΔL* = + 4,03, Δa* = – 3.05, dan Δb* = + 1.04 ke dalam persamaan perbedaan warna, dapat ditentukan bahwa warna total perbedaan antara dua apel adalah 5.16.
  Mengidentifikasi Perbedaan Warna Menggunakan CIE L*C*H* Koordinat
Ruang warna L*C*h warna mirip dengan L*a*b*, tetapi menggambarkan warna berbeda menggunakan koordinat silinder bukan koordinat persegi panjang. Dalam ruang warna ini, L* menunjukkan terang/gelap, C* mewakili kroma, dan h* adalah sudut rona/warna. Chroma dan hue dihitung dari koordinat a* dan b* di L*a*b*. Delta untuk terang/gelap (ΔL*), kroma (ΔC *), dan hue (ΔH *) bisa positif (+) atau negatif (-). Ini dinyatakan sebagai:
ΔL* (L* sampel dikurangi L* standar) = perbedaan terang dan gelap (+ = ringan, – = gelap)
ΔC* (C* sampel dikurangi C* standar) = perbedaan chroma (+ = cerah, – = kusam)
ΔH* (H* sampel dikurangi H* standar) = perbedaan Hue




Bandingkan Apple 1 ke Apple 2 (lihat Gambar 2)

Gambar 2
Melihat L*C*h nilai untuk setiap apel pada Gambar 2, kita dapat menentukan secara obyektif bahwa warna kedua apel tidak sama. Seperti nilai-nilai L*a*b*, nilai-nilai ini memberitahu kita bahwa Apel 2 (sampel) adalah lebih ringan dan kusam dalam penampilan dari Apel 1 (standar). Nilai *ΔH positif dari 1,92 menunjukkan Apel 2 jatuh berlawanan dengan Apel 1 di ruang warna L*C*h . Ini memberitahu kita bahwa Apel 2 kurang merah dari Apel 1.
Instrumen pengukuran warna, seperti colorimeters dan spektrofotometer, dapat mendeteksi perbedaan seperti dibedakan oleh mata manusia dan kemudian langsung menampilkan perbedaan-perbedaan dalam hal numerik. Setelah mengidentifikasi perbedaan warna menggunakan nilai L*a*b* atau L*C*h, harus diputuskan apakah warna sampel dapat diterima atau tidak sesuai dengan batas toleransi.
F. Proses Terbentuknya Pelangi
Pelangi adalah salah satu pemandangan yang paling indah yang ditawarkan alam – saking indahnya, pelangi telah menginspirasi banyak dongeng, lagu, dan legenda. Proses dasar dari proses terjadinya pelangi adalah pembiasan. Cahaya dibelokkan – atau lebih tepatnya, perubahan arah – ketika perjalanan dari satu medium ke lainnya. Hal ini terjadi karena cahaya bergerak dengan kecepatan yang berbeda pada media yang berbeda.

Untuk memahami mengapa cahaya berbelok, bayangkan Anda sedang mendorong keranjang belanja di tempat parkir. Tempat parkir adalah salah satu “media” untuk keranjang belanja Anda. Jika Anda mengerahkan gaya (tenaga) konstan, kecepatan keranjang belanja tergantung pada media permukaan yang dilalui – dalam hal ini, permukaan beraspal di area parkir. Apa yang terjadi ketika Anda mendorong keranjang belanja dari tempat parkir ke daerah berumput? Rumput adalah “media” yang berbeda untuk keranjang belanja. Jika Anda mendorong keranjang langsung ke rumput, laju keranjang akan melambat. Media rumput memberikan lebih banyak perlawanan, sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk memindahkan keranjang belanja.
Tetapi ketika Anda mendorong keranjang ke area rumput pada bagian sudut, hal yang terjadi akan berbeda. Jika roda kanan menyentuh rumput pertama kali, roda kanan akan melambat saat roda kiri masih di jalan aspal. Karena roda kiri bergerak sebentar lebih cepat daripada roda kanan, keranjang belanja akan berbelok ke kanan ketika bergerak ke rumput. Juga sama sebaliknya, jika Anda bergerak pada sudut dari daerah berumput menuju ke daerah beraspal, satu roda akan bergerak lebih cepat sebelum roda yang lain dan arah keranjang akan berubah.
Demikian pula, seberkas cahaya berubah ketika memasuki prisma kaca. Ini adalah sebuah penyederhanaan, tetapi kita bisa memperkirakannya seperti ini: Satu sisi gelombang cahaya melambat sebelum yang lain, sehingga berkas cahaya tersebut berubah arah pada batas antara udara dan kaca (beberapa cahaya benar-benar terpantul pada permukaan prisma, tapi sebagian besar bisa melewati prisma). Kemudian berkas cahaya akan berbelok arah lagi ketika keluar prisma, karena satu sisi gelombang cahaya itu bergerak lebih cepat sebelum yang lain.
Selain membelokkan cahaya secara keseluruhan, prisma memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya. Warna cahaya yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda, yang menyebabkan mereka merambat pada kecepatan yang berbeda ketika mereka bergerak melalui suatu media. Sebuah warna yang bergerak lebih lambat dalam kaca akan berbelok lebih tajam ketika melawati dari udara ke kaca, karena perbedaan kecepatan yang lebih besar. Sebuah warna yang bergerak lebih cepat dalam kaca tidak akan banyak melambat, sehingga akan menekuk kurang tajam. Dengan cara ini, warna yang membentuk cahaya putih dipisahkan menurut frekuensi ketika mereka melewati kaca. Jika kaca membelokkan cahaya dua kali, seperti dalam prisma, Anda dapat melihat warna dipisahkan lebih mudah. Ini disebut dispersi.

Gambar 2.1 Proses Terjadinya Pelangi: Sebuah prisma kaca
 memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya.
Suatu tetes hujan memiliki bentuk dan konsistensi yang berbeda dari prisma kaca, tapi itu mempengaruhi cahaya dengan cara yang sama. Ketika sinar matahari putih menerobos kumpulan rintik hujan pada sudut yang cukup rendah, Anda dapat melihat warna komponen merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila dan ungu – sebuah pelangi. Untuk mudahnya, kita hanya akan melihat warna merah dan ungu, warna cahaya di ujung spektrum cahaya tampak.
Gambar di bawah menunjukkan apa yang terjadi ketika sinar matahari menerobos satu tetes air hujan.

Gambar 2.2  Proses Terjadinya Pelangi: 
Ketika sinar matahari menerobos satu tetes air hujan.
Ketika cahaya putih melewati dari udara ke dalam setetes air, warna komponen cahaya melambat ke kecepatan yang berbeda tergantung pada frekuensi mereka. Sinar ungu berbelok pada sudut yang relatif tajam ketika memasuki tetes air hujan itu. Pada sisi kanan dari tetesan, beberapa cahaya menembus kembali ke udara, dan sisanya dipantulkan ke belakang. Beberapa cahaya yang dipantulkan lewat dari sisi kiri tetesan, berbelok saat ia bergerak ke udara lagi.
Dengan cara ini, setiap tetes hujan mendispersikan sinar matahari putih menjadi warna komponennya. Jadi mengapa saat kita melihat pita warna yang lebar, seolah-olah setiap area hujan yang berbeda mendispersikan hanya satu warna saja? Karena kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan. Anda dapat melihat bagaimana proses terjadinya dalam pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.3 Proses Terjadinya Pelangi:
Kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan.
Ketika tetesan air hujan A mendispersikan cahaya, hanya cahaya merah di sudut yang tepat yang memantul persis ke arah mata kita. Cahaya warna lainnya keluar atau memantul dari sudut yang lebih rendah, sehingga arah pantulan tidak tepat ke arah mata kita. Sinar matahari akan menerabas semua tetesan air hujan disekitarnya dengan cara yang sama seperti yang dijelaskan di atas, sehingga mereka semua akan memantulkan cahaya merah ke pengamat.
Tetesan air hujan B jauh lebih rendah di langit, sehingga tidak memantulkan cahaya merah ke mata kita. Pada akhirnya, cahaya ungu keluar pada sudut yang benar untuk memantul ke arah mata kita. Semua tetes air hujan disekitar tetes air hujan B memantulkan cahaya dengan cara yang sama. Tetesan air hujan antara A dan B semua memantulkan warna cahaya yang berbeda ke arah mata pengamat, sehingga pengamat melihat spektrum penuh warna. Jika Anda naik di atas hujan, Anda akan melihat pelangi sebagai lingkaran penuh, karena cahaya akan memantul kembali dari segala penjuru dimana kamu berada. Di darat, kita melihat busur pelangi yang terlihat di atas cakrawala.
Kadang-kadang Anda bisa melihat pelangi ganda — satu pelangi dengan warna tajam dan satu pelangi redup di atasnya. Pelangi redup diproduksi dengan cara yang sama seperti pelangi dengan warna tajam, tapi cahaya tersebut bukan dipantulkan sekali di dalam tetes hujan, melainkan dipantulkan dua kali. Sebagai hasil dari refleksi ganda ini, cahaya keluar dari tetes air hujan pada sudut yang berbeda, jadi kita melihat pelangi tersebut lebih tinggi. Jika Anda perhatikan dengan teliti, Anda akan melihat bahwa warna di dalam pelangi kedua akan berada dalam urutan terbalik dari pelangi utama.








BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat saya ambil dari makalah ini yaitu :
1. Warna dapat didefinisikan sebagai bagian dari indera pengelihatan, atau sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya gelombang membawa energi. 
2. Hasil temuan Sir Isaac Newton Ia mengungkapkan bahwa warna itu ada dalam cahaya. Di dalam sebuah ruangan gelap, seberkas cahaya putih matahari diloloskan lewat lubang kecil dan menerpa sebuah prisma. 
3. Warna biru memiliki panjang gelombang 450-495 nm dan warna merah antara 620-750 nm. Warna yang memiliki panjang gelombang dibawah 380 nm dikenal dengan ultraviolet sedangkan diatas 750 nm, dikenal dengan infrared.
4. Untuk melihat sebuah warna secara sempurna, ada 2 unsur yang sangat penting yaitu mata sebagai media dan cahaya sebagai sumber warna.
B. Saran
Adapun saran yang dapat penulis berikan yaitu penulis sadar bahwa masih banyak kesalahan dan kekurangan dari penulisan makalah ini, jadi diharapkan kritik dan saran yang membangun guna perbaikan makalah kami selanjutnya.




DAFTAR PUSTAKA
Amirla L, Kuswanto H, Purwanto A. Spektrum Cahaya. Yogyakarta: Jurusan Fisika FMIPA UNY,2006.
Billock, V. A. dan Tsou, B. H. 2010. Seeing Forbidden Colors. Scientific American, February 2010, pp. 72-78
Giancoli, Douglas, C., 2001, “Fisika Jilid 2: Edisi Kelima”, Jakarta, Penerbit Erlangga.
Halliday, David dan Resnick. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Lehrman, R. L. 1998. Physics the Easy Way. Barron’s Educational Series.

Thursday, September 21, 2017

Makalah BENTUK-BENTUK ENERGI DAN PERUBAHANNYA

Tugas Individu : Makalah

BENTUK-BENTUK ENERGI DAN PERUBAHANNYA

















Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Individu Semester III
Mata Kuliah Materi Dan Energi

OLEH:

TRI WULANDARI
15010107006


PROGRAM STUDI TADRIS IPA
JURUSAN MATEMATIKA ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI
KENDARI
2016






KATA PENGANTAR

 
    
Assalamualaikum.Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini.
Tujuan penulisan makalah yang berjudul “Bentuk-Bentuk Energi dan Perubahannya ini  adalah sebagai salah satu tugas matakuliahMateri Dan EnergiPenulis sepenuhnya menyadari bahwa dalam  makalah ini masih banyak kekurangan baik dalam penyusunannya maupun penulisannya. Oleh kerena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun penulis harapkan demi kesempurnaan di masa yang akan datang.
Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu baik secara moril maupun secara materil dalam penyusunan makalah ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.

Kendari , Desember  2016


                                                                                                                            Penulis            



DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL
KATA PENGANTAR .................................................................................i
DAFTAR ISI ................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang .................................................. ......................1
B.     Rumusan  Masalah ..................................................................1
C.     Tujuan ......................................................................................1
BAB II PEMBAHASAN
A.    Pengertianpengertian energi.............................................2
B.     Bentuk-bentuk energi.........................................................2
C.     Perubahan energi...............................................................11
BAB III PENUTUP
A.    Kesimpulan.........................................................................13.
B.     Saran...................................................................................13
DAFTAR PUSTAKA

 

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha) atau melakukan sebuah perubahan. Dalam pengertian sehari-hari energi merupakan kemampuan untuk melakukan gerak, jika suatu objek dapat melakukan gerakan maka objek tersebut dikatakan memiliki energi. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi. Proses perubahan bentuk energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya disebut konversi energi. Perubahan energi terjadi apabila usaha sedang dilakukan. Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila mengalami perubahan bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Selain energi kimia masih banyak bentuk energi yang dapat dirasakan manfaatnya saat energi tersebut mengalami perubahan, seperti energi mekanik, energi potensial energi kinetik, energi bunyi dan lain-lain.

B.     Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari latar belakang diatas adalah :
1.      Apa yang dimaksud energi?
2.      Apasaja bentuk-bentuk energi?
3.      Bagaimana proses perubahan energi?
C.   Tujuan
Adapun tujuan dari dibuatnya makalah ini adalah  sebagai berikut :
1.      Agar dapat mengetahui pengertian energi
2.      Agar dapat mengetahui bentuk-bentuk energi
3.      Agar dapat mengetahui proses perubahan energi


BAB II
PEMBAHASAN

A.  Pengertian energi.
            Energi berasal dari bahasa yunani yaitu energia yang berarti kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Namun tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan. Sedangkan dalam pengertian sehari-hari energi merupakan kemampuan untuk melakukan gerak, jika suatu objek mampu untuk melakukan gerakan, maka objek tersebut dikatakan mempunyai energi.

B.     Bentuk-bentuk energi
a)    Energi kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya. Semakin cepet benda bergerak maka semakin besar energi kinetik yang dimilikinya. Energi kinetik sebuah benda dipengaruhi massa dan kecepatan energi itu sebanding dengan massa benda dan kuadrat kecepatan benda. Contoh energi kinetik yaitu, sebuah martil yang sedang mengayun yang melakukan usaha pada paku  yang ditumbuknya, air terjun yang meluncur kebawah dan menghantam dasarnya. Energi pada benda-benda yang bergerak itulah yang disebut energi kinetik.

Secara matematis persamaan energi kinetik dituliskan :
EK = 1/2 mv2
Dimana :
EK = Energi kinetik (Joule)
 m  = massa benda ( kg)
 v   = kecepatan  (m/s)
contoh soal :
1.      Sebuah benda yang massanya 40 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan besar nergi kinetik sepeda tersebut!
Jawab:
Dik     : m = 40 kg
              V = 10 m/s
Dit      : EK =..?
Penye : EK = 1/2 mv2
       EK= 1/2 40 kg. (10 m/s)2
             EK = 1/2 40 kg. 100 m2/s2
        EK = 2000 joule
2.      Sebuah sepeda yang massanya 40 kg bergerak dengan mengeluarkan energi kinetik sebesar 720 Joule. Tentukan kecepatan sepedah tersebut.
Jawab :
Dik : EK = 720 J
m  = 40 kg
Dit : v =...?
Penye : EK = 1/2 mv2
        720 J = 1/2 40 kg v2
        720 J = 20 kg . v2
        v2     = 720 J/20 kg
        v2     = 36 J/kg
        v      = √36 J/kg =  6 m/s
     
                         
Gambar 1. Energi kinetik pada anak panah yang melesat
b)   Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dihasilkan oleh gaya-gaya yang tergantung pada posisi atau konfigurasi sebuah benda relatif terhadap lingkungannya. Pegas pada mainan merupakan  contoh benda yang memiliki energi potensial. Pegas mendapatkan energi potensial karena usaha yang dilakukan pada pegas oleh orang yang memutar kunci mainan. Ketika pegas dilepaskan, benda itu mengarahkan gaya dan menghasilkan usaha yang menjadikan mainan dapat bergerak.
Energi potensial dipengaruhi oleh massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda sehingga secara matematis energi potensial dirumuskan :
EP = m.g.h
Dimana :
EP = energi potensial
g = gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
m = massa (kg)
Energi potensial terbagi menjadi dua jenis yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis.

1.      Energi potensial gravitasi
Sebuah benda dikatakan memiliki energi potensial gravitasi apabila sebuah benda berada pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi. Semakin tinggi sebuah benda dari permukaan bumi maka semakin besar pula energi potensial yang dimilikinya. Energi potensial gravitasi bergantung pada ketinggian vertikal sebuah benda di atas suatu titik acuan tertentu. Misalnya buah di atas pohon.

                          Hasil gambar untuk Energi potensial gravitasi pada buah di atas pohon
              Gambar 2. Energi potensial gravitasi pada buah di atas pohon
2.      Energi potensial elastis
Energi potensial elastis adalah energi yang tersimpan pada benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada benda tersebut.
                                      Hasil gambar untuk Energi potensial elastis pada busur panah

                  Gambar 3. Energi potensial elastis pada busur panah
Contoh soal :
1.      Buah pepaya bermassa 0,5 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 pepaya tadi!
Pembahasan
Energi potensial gravitasi
Ep = m x g x h
Ep = 0,5 x 10 x 2
Ep = 10 joule

2.      Sebuah benda berada pada ketinggian 5 m dari atas tanah. Jika energi potensial benda tersebut adalah 2500 joule dan percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan massa benda tersebut!
Pembahasan
Ep = m x g x h
2500 = m x 10 x 5
2500 = 50 m
m = 2500 / 50
m = 50 kg

c)   Energi mekanik
                      Gambar terkait
Gambar 4. Energi mekanik pada buah yang jatuh dari pohon
Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Mengapa kaki kita terasa sakit saat kejatuhan buah mangga dari atas pohon? Hal itu disebabkan buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi. Buah mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki energi mekanik. Pada saat buah mangga masih berada di pohon, energi mekaniknya sama dengan energi potensialnya. Ketika buah mangga tersebut jatuh sampai di tanah, energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya. Besarnya energi mekanik merupakan penjumlahan antara besarnya energi kinetik dengan energi potensial.
Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi
Contoh Soal
Seekor burung sedang melayang terbang pada ketinggian 10 m di atas tanah dengan kecepatan konstan sebesar 10 m/s. Jika massa burung adalah 2 kg, tentukan:
a) Energi kinetik burung
b) Energi potensial burung
c) Energi mekanik burung

Pembahasan
a) Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 x 2 x 102
Ek = 100 joule

b) Ep = m g h
Ep = 2 x 10 x 10
Ep = 200 joule

c) EM = Ep + Ek
EM = 200 + 100
EM = 300 joule

d)      Energi kimia
Energi kimia adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Energi kimia umumnya pada makanan yang biasa kita konsumsi sehari-hari, makanan tersebut apabila telah mengalami proses pencernaan dalam tubuh, unsur kimia yang terkandung dalam makanan akan mengalami reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia. Ikan, telur, susu, dan makanan lainnya yang dimakan mamusia mengandung energi kimia ketika berlari gaya otot melakukan usaha untuk menggerakan diri pada kecepatan tertentu, setelah lari merasa lelah. Usaha oleh gaya otot ketika berlari mengubah sebagian energi kimia menjadi energi gerak.
Energi kimia yang dilepaskan berguna bagi tubuh kita untuk membantu kerja organ-organ tubuh, menjaga suhu tubuh, dan melakukan aktivitas sehari-hari. Contoh energi kimia lainnya adalah bahan bakarkendaraan, energi kimia pada bahan bakar memiliki energi kimia yang sangat besar sehingga mampu menggerakkan mobil, motor, pesawat dan lainnya.
   
                                    Hasil gambar untuk Energi kimia terkandung dalam makanan     

               Gambar 5. Energi kimia terkandung dalam makanan

e)      energi listrik
 Energi listrik adalah energi yang ditimbulkan oleh benda yang bermuatan listrik. Muatan listrik yang diam (statis) menimbulkan energi potensial listrik, sedangkan muatan listrik yang bergerak (dinamis) menimbulkan arus listrik dan magnet.bagaimana lampu pijar dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya? Filamen pada lampu pijar terbuat dari kawat tungsten yang sangat tipis dan digulung menjadi spiral rangkap. Ketika dialiri arus listrik, filamen lampuini berpijar sampai berwarna putih sehingga lampu memancarkan cahaya. Selain memancarkan cahaya, sebagian energi listrik yang mengalir melalui filamen lampu ini diubah menjadi kalor. Hal ini menyebabkan lampu pijar terasa panas saat kamu sentuh.
Tungsten dipilih sebagai filamen karena bahan ini tahan panas, titik leburnya mencapai 3.400° C, sehingga tungsten dapat berpijar tanpa melebur. Oleh karena filamen lampu mudah terbakar di udara, maka di dalam bola kaca lampu pijar diisi gas argon dan gas nitrogen. Gas ini tidak bereaksi dengan logam panas sehingga filamen tidak terbakar

                           Hasil gambar untuk fisika bola lampu

           Gambar 6. Energi listrik untuk menyalakan lampu

f)        Energi Panas
Energi panas adalah energi ini muncul saat terjadinya perubahan suhu benda, dan menjalar dari bagian yang panas ke bagian yang dingin. Energi ini dapat dideteksi dengan indera peraba dan thermometer. Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.


Hasil gambar untuk energi panas matahari
 
              Gambar 7. Energi panas pada matahari
C.     Perubahan Bentuk-Bentuk Energi
Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi  listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas.
                 Contoh energi kimia dalam baterei kering bermanfaat untuk menyalakan senterketika terjadi perubahan enegi kimia dalam baterei menjadi energi listrik. Energi kimia dalam bahan bakar bermanfaat untuk menggerakan mobil ketika terjadi pembakaran yang segera mengubah energi kimia menjadi energi mekanik. Matahari juga memberiokan banyak manfaat dalam berbagai bentuk perubahan nergi. Matahari adalah sumber energi untuk mahluk hidup, karena menghasilkan energi radiasi yang dapat diubah menjadi bentuk energi lain yang sangat berguan bagi kehidupan. Reaksi nuklir yang terjadi dimatahari mengakibatkan energi termal (kalor), karena itu suhu matahari tetap tinggi walaupun radiasi terus-menerus dipancarkan keruang angkasa. Energi termal tidak langsung diterima dari cahaya matahari melainkan diterima ketika energi radiasi diserap oleh kulit, kemudian terjadi panas yang mengakibatkan temperature tubuh meningkat. Bila energi radiasi telah sampai dibumi, akan terjadi proses perubahan energi seperti :
-    Energi radiasi yang sampai kedaun mampu membangkitkan fotosintesis. Dalam hal ini energi radiasi berubah menjadi energi kimia (gula, tepung), didalam tumbuhan.
-    Energi radiasi yang yang mengenai sel surya (fotosel) mampu membangkitkan energi listrik.
-    Panas yang terasa dikulit kita merupakan proses perubahan bentuk energi dari energi radiasi menjadi energi temal (panas).
-          Air yang menerima energi matahari suhunya akan naik, karena sebagaian energi matahari tersebut berubah menjadi energi termal.
            Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai peristiwa perubahan energi yang eratkaitanya dengan dengan aktivitas sehari-hari. Misalnya seorang yang memasak air. Pada peristiwa ini tejadi perubahan enrgi kimia menjadi energi termal. Selanyutnya energi termal yang dimiliki pleh air akan menyebar  keudara . akibatnya udara disekitar menjadi panas.
           Semua perubahan bentuk energi apabila dipindahkan atau diubah melalui proses apapun tidak terjadi pertambahan dan pengurangan energi dalam proses ini. Fakta ini dikenal sebagai hukum konservasi energi yaitu Energi total tidak akan bertambah atau berkurang di dalam proses apapun, energi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya dan dipindahkan dari benda satu ke benda lainnya, namun jumlah totalnya akan selalu sama.



BAB III
PENUTUP
  A.    Kesimpulan
            Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah Energi berasal dari bahasa yunani yaitu energia yang berarti kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Bentuk-bentuk energi diantaranya energi kinetik, energi potensial, energi mekanik, energi kimia, energi listrik dan energi panas. Kemudian perubahan energi misalnya perubahan energi listrik ke energi cahaya (lampu)

. B.     Saran
            Adapun saran penulis untuk makalah ini adalah diharapkan kepada para pembaca agar memberi saran dan kritikannya agar makalah ini menjadi lebih baik kedepannya.






DAFTAR PUSTAKA
Anam Asratul, dkk. 2013.Pengaruh Variasi Sudut Input Sudu Mangkok Terhadap Kinerja Turbin Kinetik.Jurnal Rekayasa Mesin Vol.4, No.3 Tahun 2013: 199-203
Astra,dkk. 2012. Pengaruh Model Pembe-lajaran Problem Posing Tipe Pre-Solution Posing Terhadap Hasil  Belajar Fisika Dan Karakter Siswa SMA.Jurnal Pendidikan Fisika FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Indonesia.
Giancoli. Douglas C., 2014. Fisika Prinsip Dan Aplikasi. Jakarta :Erlangga
Tipler. 2014. Fisika dasar. Jakarta :Erlangga



[1]  Giancoli Dougles C., FISIKA ( Prinsip dan Aplikasi) (Jakarta : Erlangga, 2014), hlm:178
[2] Douglas, Op. Cit.,180
[3]Douglas, Op. Cit., hlm 195