Materi IPA Kelas 9 Semester 2 Kurikulum 2013 – Mata pelajaran IPA adalah salah satu pelajaran yang paling penting dan menantang di sekolah. IPA tidak hanya mengajarkan kita tentang ilmu pengetahuan alam, tetapi juga mengembangkan kemampuan berpikir kritis, logis, serta kreatif.
Hingga sekarang pun, mata pelajaran IPA masih diberikan di setiap jenjang sekolah. Termasuk di Sekolah Menengah Pertama kelas 9. Di bulan-bulan ini, setiap sekolah sedang menjalani semester 2 Kurikulum 2013.
Meski sudah lama, belajar IPA dianggap membosankan dan sulit, padahal tidak. Kamu bisa belajar IPA kelas 9 semester 2 Kurikulum 2013 dengan cara menyenangkan dan mudah, asalkan kamu memiliki sumber belajar tepat serta berkualitas. Misalnya buku, alat praktek, atau lain sebagainya.
Termasuk melalui artikel kami. Pada kesempatan kali ini kami akan membahas materi IPA kelas 9 semester 2 kurikulum 2013 secara lengkap serta menarik. Kamu akan mendapatkan penjelasan jelas, contoh nyata, hingga gambar menarik. Untuk dapatkan materinya, silakan bisa simak ulasan di bawah ini hingga selesai.
Materi IPA Kelas 9 Semester 2 Kurikulum 2013
Apakah kamu pernah bermain dengan magnet? Magnet adalah benda yang bisa menarik benda lain yang mengandung besi, nikel, atau kobalt. Magnet terdapat dua kutub, yakni kutub utara serta kutub selatan. Kutub senama akan saling tolak, sedangkan kutub berbeda nama akan saling tarik.
Magnet tidak hanya bisa digunakan untuk bermain, tetapi juga memiliki banyak manfaat dalam produk teknologi. Kamu bisa menemukan magnet di dalam kompas, speaker, kulkas, motor listrik, dan banyak lagi. Magnet juga bisa digunakan untuk menghasilkan listrik, atau sebaliknya, listrik bisa digunakan untuk menghasilkan magnet.
Pada bab ini, kamu akan belajar tentang:
- Sifat-sifat magnet serta bahan magnet
- Medan magnet bumi serta pemanfaatannya
- Gaya Lorentz dan pemanfaatannya
- Induksi elektromagnetik serta pemanfaatannya
- Prinsip elektromagnetik serta pemanfaatannya
Sifat-sifat Magnet dan Bahan Magnet
Magnet adalah benda yang memiliki kemampuan untuk menarik benda lain yang mengandung besi, nikel, atau kobalt. Magnet terdapat dua kutub, yakni kutub utara serta kutub selatan. Kutub senama akan saling tolak, sedangkan kutub berbeda nama akan saling tarik.
Magnet bisa dibuat dengan beberapa cara, yaitu:
- Menggosok benda mengandung besi, nikel, atau kobalt dengan magnet
- Mengalirkan arus listrik pada kawat dililitkan pada benda yang mengandung besi, nikel, atau kobalt
- Memanaskan atau memukul benda yang mengandung besi, nikel, atau kobalt
Berdasarkan sifat kemagnetannya, bahan magnet dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:
- Feromagnetik, yaitu bahan yang memiliki sifat kemagnetan kuat dan tetap, seperti besi, nikel, dan kobalt
- Paramagnetik, yaitu bahan yang memiliki sifat kemagnetan lemah dan sementara, seperti aluminium, magnesium, dan kromium
- Diamagnetik, yaitu bahan yang tidak memiliki sifat kemagnetan atau bahkan menolak magnet, seperti emas, perak, dan tembaga
Medan Magnet Bumi dan Pemanfaatannya
Bumi adalah magnet raksasa yang memiliki dua kutub magnet, yaitu kutub utara magnet dan kutub selatan magnet. Kutub utara magnet bumi berada di dekat kutub selatan geografis bumi, sedangkan kutub selatan magnet bumi berada di dekat kutub utara geografis bumi.
Bumi memiliki medan magnet yang melingkupi permukaannya. Medan magnet bumi dipengaruhi oleh gerakan inti bumi yang terdiri dari besi cair dan nikel. Medan magnet bumi berfungsi untuk melindungi bumi dari radiasi matahari serta partikel bermuatan yang datang dari luar angkasa.
Medan magnet bumi juga memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia, antara lain:
- Kompas adalah alat yang dipakai untuk menentukan arah mata angin. Kompas bekerja dengan cara menunjukkan kutub utara magnet bumi dengan jarum magnetnya.
- Navigasi, yaitu cara untuk menentukan posisi, arah, serta jarak suatu tempat. Navigasi bisa menggunakan medan magnet bumi sebagai acuan, misalnya dengan GPS, radar, atau sonar.
- Penelitian, yaitu kegiatan untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Penelitian bisa menggunakan medan magnet bumi sebagai objek, misalnya dengan magnetometer, spektrometer, atau geofisika.
Gaya Lorentz dan Pemanfaatannya
Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami oleh kawat berarus listrik yang berada dalam medan magnet. Gaya Lorentz bergantung pada besarnya arus listrik, panjang kawat, kuat medan magnet, serta sudut antara arus listrik dan medan magnet.
Gaya Lorentz bisa ditulis dengan rumus:
F=BILsinθ
di mana:
- F adalah gaya Lorentz (newton)
- B adalah kuat medan magnet (tesla)
- I adalah arus listrik (ampere)
- L adalah panjang kawat (meter)
- θ adalah sudut antara arus listrik serta medan magnet (derajat)
Gaya Lorentz memiliki banyak pemanfaatan dalam produk teknologi, antara lain:
- Motor listrik, yaitu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik bekerja dengan cara memutar kumparan yang berarus listrik dalam medan magnet. Gaya Lorentz yang dialami oleh kumparan menyebabkan kumparan berputar.
- Bel listrik, yaitu alat yang menghasilkan bunyi sebagai tanda atau isyarat. Bel listrik bekerja dengan cara menarik palu yang berada di dekat kumparan yang berarus listrik dalam medan magnet. Gaya Lorentz dialami oleh kumparan menyebabkan kumparan menarik palu kemudian memukul lonceng.
- Relay, yaitu alat yang digunakan untuk mengendalikan arus listrik dengan arus listrik lainnya. Relay bekerja dengan cara menarik kontak yang berada di dekat kumparan yang berarus listrik dalam medan magnet. Gaya Lorentz yang dialami oleh kumparan menyebabkan kumparan menarik kontak yang kemudian menghubungkan atau memutuskan arus listrik lainnya.
Induksi Elektromagnetik dan Pemanfaatannya
Induksi elektromagnetik merupakan peristiwa terjadinya timbulnya arus listrik akibat adanya perugantian fluks magnetik. Fluks magnetik merupakan banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang. Jika fluks magnetik yang melalui suatu kawat konduktor atau kumparan berubah, maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL) di dalam kawat atau kumparan tersebut. GGL induksi ini akan menghasilkan arus listrik yang disebut arus induksi.
Induksi elektromagnetik pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Inggris, Michael Faraday, pada tahun 1831. Faraday melakukan percobaan dengan menggunakan dua kumparan kawat yang diletakkan berdekatan. Ia mengalirkan arus listrik pada salah satu kumparan dan mengamati apa yang terjadi pada kumparan lainnya.
Ia menemukan bahwa ketika arus listrik pada kumparan pertama dihidupkan atau dimatikan, jarum galvanometer yang terhubung dengan kumparan kedua akan menyimpang. Ini menunjukkan bahwa ada arus listrik yang timbul pada kumparan kedua akibat perubahan arus listrik pada kumparan pertama.
Faraday menyimpulkan bahwa perubahan arus listrik pada kumparan pertama menyebabkan perubahan medan magnet yang melalui kumparan kedua. Perubahan medan magnet inilah yang menginduksi GGL dan arus listrik pada kumparan kedua. Faraday juga menemukan bahwa arus induksi akan semakin besar jika:
- Perubahan fluks magnetik semakin besar
- Perubahan fluks magnetik semakin cepat
- Jumlah lilitan kawat semakin banyak
- Kawat memiliki hambatan kecil
Induksi elektromagnetik memiliki banyak pemanfaatan dalam produk teknologi, antara lain:
- Generator listrik, yaitu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator listrik bekerja dengan cara memutar kumparan kawat dalam medan magnet. Perubahan fluks magnetik yang melalui kumparan akan menginduksi GGL dan arus listrik pada kumparan.
- Transformator, yaitu alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Transformator bekerja dengan cara mengalirkan arus listrik pada kumparan primer yang berdekatan dengan kumparan sekunder. Perubahan arus listrik pada kumparan primer akan menginduksi GGL dan arus listrik pada kumparan sekunder. Besarnya perbandingan tegangan antara kumparan primer dan sekunder bergantung pada jumlah lilitan kawat pada masing-masing kumparan.
- Motor listrik, yaitu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik bekerja dengan cara mengalirkan arus listrik pada kumparan yang berada dalam medan magnet. Arus listrik pada kumparan akan menghasilkan medan magnet sendiri yang berinteraksi dengan medan magnet luar. Interaksi ini akan menghasilkan gaya Lorentz yang menyebabkan kumparan berputar.
- Bel listrik, yaitu alat yang menghasilkan bunyi sebagai tanda atau isyarat. Bel listrik bekerja dengan cara mengalirkan arus listrik pada kumparan yang berada dekat dengan palu dan lonceng. Arus listrik pada kumparan akan menghasilkan medan magnet yang menarik palu. Palu kemudian akan memukul lonceng dan menghasilkan bunyi. Ketika arus listrik diputus, medan magnet pada kumparan akan hilang dan palu akan kembali ke posisi semula karena pegas.
- Pengisian nirkabel, yaitu teknologi yang memungkinkan pengisian baterai tanpa menggunakan kabel. Pengisian nirkabel bekerja dengan cara mengalirkan arus listrik pada kumparan pengirim yang berdekatan dengan kumparan penerima. Arus listrik pada kumparan pengirim akan menghasilkan medan magnet yang menginduksi GGL dan arus listrik pada kumparan penerima. Arus listrik pada kumparan penerima kemudian digunakan untuk mengisi baterai.
Prinsip Elektromagnetik dan Pemanfaatannya
Prinsip elektromagnetik adalah prinsip yang menggambarkan hubungan antara medan listrik dan medan magnet. Prinsip ini menyatakan bahwa:
- Medan listrik berubah-ubah dapat menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah, begitu sebaliknya.
- Medan listrik dan medan magnet berubah-ubah dapat merambat sebagai gelombang elektromagnetik di ruang hampa.
- Gelombang elektromagnetik dapat membawa energi dan momentum dari satu tempat ke tempat lain.
Prinsip elektromagnetik pertama kali dirumuskan oleh ilmuwan Skotlandia, James Clerk Maxwell, pada tahun 1864. Maxwell menyusun empat persamaan yang menggabungkan hukum-hukum dasar elektromagnetisme, yaitu:
- Hukum Gauss untuk medan listrik, menyatakan bahwa fluks medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan total muatan listrik yang ada di dalam permukaan tersebut.
- Hukum Gauss untuk medan magnet, menyatakan bahwa fluks medan magnet yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan nol, karena tidak ada muatan magnet monopole.
- Hukum Faraday, menyatakan bahwa GGL induksi yang timbul pada suatu rangkaian tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melalui rangkaian tersebut.
- Hukum Ampere, menyatakan bahwa sirkulasi medan magnet sepanjang suatu kontur tertutup sebanding dengan total arus listrik yang menembus kontur tersebut, termasuk arus listrik yang disebabkan oleh perubahan medan listrik.
Empat persamaan Maxwell ini dapat ditulis dalam bentuk diferensial sebagai berikut:
∇⋅E=ϵ0ρ
∇⋅B=0
∇×E=−∂t∂B
∇×B=μ0J+μ0ϵ0∂t∂E
di mana:
- E = medan listrik (volt per meter)
- B = medan magnet (tesla)
- ρ = rapat muatan listrik (coulomb per meter kubik)
- J = rapat arus listrik (ampere per meter persegi)
- ϵ0 = permitivitas vakum (8.85×10−12 farad per meter)
- μ0 = permeabilitas vakum (4π×10−7 henry per meter)
- ∇ = operator nabla atau del (∇=∂x∂i+∂y∂j+∂z∂k)
Prinsip elektromagnetik memiliki banyak pemanfaatan dalam produk teknologi, antara lain:
- Gelombang radio, yaitu gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi antara 3 kHz hingga 300 GHz. Gelombang radio digunakan untuk mentransmisikan informasi, seperti suara, gambar, hingga data, melalui udara atau ruang hampa. Contoh produk teknologi yang menggunakan gelombang radio adalah radio, televisi, telepon seluler, radar, serta satelit.
- Cahaya tampak, yakni gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi antara 430 THz hingga 750 THz. Cahaya tampak adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang bisa dilihat oleh indra penglihat. Cahaya tampak mempunyai berbagai warna, tergantung pada panjang gelombangnya. Contoh produk teknologi yang menggunakan cahaya tampak adalah lampu, kamera, layar, serta laser.
- Sinar X, yaitu gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi antara 30 PHz hingga 30 EHz. Sinar X adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki energi tinggi serta daya tembus besar. Sinar X dapat digunakan untuk melihat struktur dalam dari suatu benda atau tubuh manusia. Contoh produk teknologi yang menggunakan sinar X adalah mesin rontgen, tomografi komputer, serta terapi radiasi.
Download Materi IPA Kelas 9 Semester 2 Kurikulum 2013
Sebagai pelengkap, kami juga menyediakan sumber bacaan yang tentu berguna bagi semua kelas 9 SMP. Barangkali kamu belum membutuhkan buku materi IPA kelas 9 semester 2 Kurikulum 2013, silakan download di link berikut:
Kesimpulan
Demikianlah pembahasan tentang materi IPA kelas 9 semester 2 Kurikulum 2013 bab 6 kemagnetan serta pemanfaatannya dalam produk teknologi. Semoga bermanfaat dan menambah wawasan kamu. Jangan lupa untuk selalu belajar serta berlatih soal-soal IPA agar kamu semakin mahir dan siap menghadapi ujian.
