Pages

Minggu, 06 November 2011

MATERI FISIKA

HUKUM OHM

Ohm yang dimaksud diatas bukan om om biasa tetapi Ohm yang luar biasa. Ohm diambil dari nama tokoh fisika George Simon Ohm. Dia merupakan ilmuan yang berhasil menentukan hubungan antara beda potensial dengan arus listrik. Selain tiu dia juga menenmukan bahwa perbandingan antara beda potensial di suatu beban listrik dengan arus yang mengalir pada beban listrik tersebut menghasilkan angka yang konstan. Konstanta ini kemudian di kenal dengan Hambatan listrik (R). Untuk menghargai jasanya maka satuan Hambatan listrik adalah Ohm (Ω).
Bunyi hukum Ohm hampir setiap buku berbeda beda, mungkin karena Mbah Ohm udah keduluan meninggal. Tetapi secara garis besar semuanya hampir sama, dari hasil semedi sambil membaca buku fisika penulis dapat merangkum ada 2 bunyi hukum Ohm yaitu :
  1. Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm).
  2. Perbandingan antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.
Keduanya menghasilkan persamaan yang sama, tinggal anda menyukai dan menyakini yang mana silakan pilih saja karena keduanya benar dan ada buku literaturnya.
Fungsi utama hukum Ohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter. Kesimpulan akhir hukum Ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian konsep yang sering salah pada siswa adalah hambatan listrik dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik. Konsep ini salah, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.
Konsep Hambatan Listrik
Misalkan kita punya sebatang kawat, maka didalam kawat itu sebenarnya punya jutaan elektron yang bergerak secara acak dengan kelajuan 10 pangkat 5 m/s. Wah cepat banget ya, itu katanya Prof. Yohanes surya, saya juga belum lihat elektron. Karena yang bilang Prof ya percaya aja. Ketika kawat ini tidak kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron akan bergerak disekitar tempat nya saja, dia tidak akan bisa jauh-jauh dari tempatnya semula. Kenapa kok begitu? Karena disekitarnya berdesak – desakan dengan elektron lain dan juga ada pengaruh gaya ikat inti (katanya para ahli).
Bagaimana jika kawat tersebut kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron mulai mengalir (bukan bergerak ditempatnya lho) dengan kelajuan 1 mm/s. Kok bisa mengalir? konon katanya energi yang diperoleh dari sumber tegangan digunakan elektron untuk berpindah, dan saat berpindah elektron juga mengeluarkan energi (baca fisika zat padat). Dalam perjalanannya elektron juga mendapat halangan elektron – elektron yang lain. Besarnya halangan yang dialami elektron inilah yang disebut dengan hambatan listrik suatu benda.
Seperti penjelasan awal tadi Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbading lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbading terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya.. Inilah alasan mengapa kabel tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu.
Secara matematika dapat dituliskan : R = ρ.L/A
Dimana ρ adalah hambatan jenis (ohm/m)
L adalah panjang benda (m)
A adalah luas penampang (m kuadrat) biasanya luas penampang bentuknya lingkaran.
PENGERTIAN USAHA
Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Jika gaya dilambangkan dengan F dan perpindahan dengan s maka secara matematika Usaha dapat dituliskan menjadi
W = F.s
dimana : W = Usaha (Joule)
F = Gaya (N)
s = Perpindahan (m)
Kata – kata usaha sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, tapi pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari tidak sama persis dengan pengertian usaha dalam fisika. Tetapi jika kita menggunakan ilmu makna maka pengertiannya akan sama.
Usaha dalam kehidupan sehari – hari merupakan kegiatan yang dilakukan seseorang untuk mencukupi kebutuhan hidupnya. Bila kita perhatikan dengan seksama maka ketika orang mencari uang dia juga mengeluarkan gaya / energi dan untuk mendapatkan uang dia harus melakukan perpindahan / bergerak, dari sini maka pengertian usaha dalam kehidupan dengan di fisika hampir sama.
Selain pengertian di atas jika dihubungkan dengan energi maka Usaha dapat didefinisikan sebagai Besarnya perubahan energi yang digunakan, sehingga selain persamaan diatas Usaha juga dapat dirumuskan :
W = ΔE
Sedangkan Energi itu ada bermacam -  macam. Sebagai contoh energi potensial, kinetik, dan mekanik. Sehingga Usaha juga dapat dihitung dengan menggunakan perubahan energi potensial, kinetik atau mekanik.
USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT
Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos θ dalam persamaan tersebut. Dimana θ adalah besar sudut antara gaya terhadap perpindahan.
Hasil akhir persamaannya menjadi :
W = Fcos θ.s
Perhatikan gambar di bawah ini


Gaya membentuk sudut
USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA)
Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas, berikut ini peristiwa yang usahanya bernilai nol

  • Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan. F tidak sama dengan nol dan s sama dengan nol, contohnya adalah ketika kita mendorong tembok. Walaupun kita sudah mengeluarkan gaya tetapi tembok tidak berpindah maka kita dikatakan tidak melakukan usaha.
  • Gaya penyebab tidak ada tetapi terjadi perpindahan. Contohnya adalah ketika kita bermain sky dan kita sedang ber GLB maka resultan gayanya sama dengan nol tetapi kita mengalami perpindahan. Kejadian ini juga tergolong usaha bernilai nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha.
  • Gaya dan perpindahan membentuk sudut 90 derajat. Contohnya ketika kita menenteng tas dan berjalan maju, sudut yang dibentuk gaya penyebab dengan perpindahan yang dihasilkan adalah 90 derajat. Jika kita masukkan kedalam persamaan gaya yang membentuk sudut maka akan kita peroleh hasil Usaha sama dengan nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha.
Latihan soal
  1. Jelaskan pengertian usaha yang terjadi pada benda bergerak karena gaya !
  2. Balok kayu yang berada diatas permukaan kasar ditarik dengan gaya F seperti
    gambar dibawah, sehingga bergeser sejauh S :

Tulislah persamaan usaha yang terjadi dan lengkapi satuan dari besaran-bersaran
tersebut !
.
Menang dalam kompentensi OSN merupakan sebuah prestasi yang patut dibanggakan. Tetapi untuk menang dibutuhkan persipan yang sangat matang, pelatihan dan keterampilan sangat menentukan keberhasilan.
Faktor lain yang sangat menentukan adalah faktor keberuntungan, ini penting karena orang beruntung bisa mengalahkan orang yang sangat pintar.
Untuk latihan anda bisa mengerjakan soal – soal OSN meliputi OSN tingkat kabupaten, propinsi, dan 
Mengutip yang disampaikan tomsamcong (gurunya kera sakti) dia mengatakan bahwa indahnya dunia, cantiknya wanita hanyalah sebatas cahaya. Ketika tidak ada cahaya maka tidak akan ada indahnya dunia dan cantiknya wanita, ini membuktikan bahwa di dunia yang serba fana dan maya ini cahaya sangatlah penting.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan secara radiasi dan arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Sehingga cahaya juga tergolong gelombang transversal. Ada kata-kata penting yang sering kita lupakan dan dianggap sama yaitu cahaya dan sinar . Sebenarnya cahaya dan sinar secara maknawi ada bedanya, sinar merupakan seberkas cahaya sedangkan kumpulan sinar akan membentuk cahaya. Lalu sebenarnya matahari itu bercahaya atau bersinar? jawabannya ada dihati anda.
Sebelum kita membahas lebih dalam tentang cahaya maka kita harus tahu dulu apa saja sifat-sifat cahaya itu. Berikut ini beberapa sifat cahaya yang penulis ketahui :
  1. Termasuk gelombang elektromagnetik
  2. Termasuk gelombang transversal
  3. Dipancarkan secara radiasi
  4. Dapat dipantulkan
  5. Dapat dibiaskan
  6. Dapat mengalami interferensi
  7. Dapat mengalami dispersi
  8. Merambat lurus
  9. Berkelajuan 300.000.000 m/s pada ruang hampa
  10. dll
Dari sekian banyak sifat cahaya, akan kita bahas khususnya pada sifat dapat dipantulkan dan dapat dibiaskan. Hal ini karena untuk materi fisika SMP hanya sampai di bab itu saja. Tobe continue….
Pada tulisan terdahulu telah dijelaskan tentang medan magnet disekitar kawat berarus yang diteliti oleh Oersted. Penelitian ini menjadi dasar munculnya elektromagnetik.
Apa itu elektromagnetik? Kata mudahnya elektromagentik itu perubahan energi listrik menjadi medan magnet. Jadi dalam bab elektromagnetik ini kita akan diajak untuk mendalami apakah benar listrik bisa menimbulkan medan magnet.
Bab kedua setelah medan magnet disekitar kawat berarus adalah medan magnet pada solenoida (kumparan yang dialiri arus listrik). Pada sub bab solenoida ini anda akan diajak menentukan kutub magnet yang timbul pada solesoida bia dialiri oleh arus listrik. Catatan penting arus listrik yang dimaksud disini adalah arus listrik searah (DC).
Untuk menentukan kutub solenoida, akan digunakan aturan tangan kanan yaitu :
  1. Ibu jari menunjukkan arah kutub utara
  2. Jari-jari yang lain menunjukkan arah arus listrik pada kawat bagian luar
Agar lebih jelas anda bisa melihat gambar berikut :
Anda bisa klik link berikut : gambar 1
Aplikasi konsep elektromagetik ini dapat dilihat pada alat sebagai berikut : Telepon, bel, relai, pengangkat barang bekas dll.
Untuk memperbesar kuat medan magnet pada elektromagnetik dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu memperbesar arus listrik, memperbanyak lilitan dan memberi inti besi pada tengah kumparan.
Oleh: alljabbar | Juni 8, 2008

BUNYI

Bunyi merupakan gelombang mekanik yang dalam perambatannya arahnya sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal).
Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:
  1. Ada sumber bunyi
  2. Ada medium (udara)
  3. Ada pendengar
Sifat-sifat bunyi meliputi :
  • Merambat membutuhkan medium
  • Merupakan gelombang longitudinal
  • Dapat dipantulkan
Karakteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain  :
Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur.
Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
Warna bunyi adalah bunyi yang frekuensinya sama tetapi terdengar berbeda.
Dentum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak.
Cepat rambat bunyi
Karena bunyi merupakan gelombang  maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :
  1. Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.
  2. Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat. Hubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis (v = v0 + 0,6.t) dimana v0 adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium.
Bunyi bedasarkan frekuensinya dibedakan menjadi 3 macam yaitu
  • Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Makhluk yang bisa mendengan bunyii infrasonik adalah jangkrik.
  • Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. atau bunyi yang dapat didengar manusia.
  • Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebihdari 20 kHz. makhluk yang dapat mendengar ultrasonik adalah lumba-lumba.
Persamaan yang digunakan dalam bab bunyi sama dengan pada bab gelombang yaitu v = s/t
BUNYI PANTUL
Bunyi pantul dibedakan menjadi 3 macam yaitu :
  1. Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)
  2. Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter.
  3. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter
Perbedaan antara Nada dengan Desah, Nada adalah bunyi yang mempunyai frekuensi teratur sedangkan Desah adalah bunyi yang mempunyai frekuensi tidak teratur.
Beberapa manfaat gelombang bunyi dalam hal ini adalah pantulan gelombang bunyi adalah
  1. dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut disini yang digunakan adalah bunyi ultrasonik
  2. mendeteksi janin dalam rahim, biasanya menggunakan bunyi infrasonik
  3. mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain.
  4. diciptakannya speaker termasuk manfaat dari bunyi audiosonik.
Persamaan yang digunakan dalam bunyi sama dengan dalam gelombang yaitu v = s/t. Untuk bunyi pantul digunakan persamaan v = 2.s/t
Gelombang didefinisikan sebagai energi getaran yang merambat. Dalam kehidupan sehari-hari banyak orang berfikir bahwa yang merambat dalam gelombang adalah getarannya atau partikelnya, hal ini sedikit tidak benar karena yang merambat dalam gelombang adalah energi yang dipunyai getaran tersebut. Dari sini timbul benarkan medium yang digunakan gelombang tidak ikut merambat? padahal pada kenyataannya terjadi aliran air di laut yang luas. Menurut aliran air dilaut itu tidak disebabkab oleh gelombang tetapi lebih disebabkan oleh perbedaan suhu pada air laut. Tapi mungkin juga akan terjadi perpindahan partikel medium, ketika gelombang melalui medium zat gas yang ikatan antar partikelnya sangat lemah maka sangat dimungkinkan partikel udara tersebut berpindah posisi karena terkena energi gelombang. Walau perpindahan partikelnya tidak akan bisa jauh tetapi sudah bisa dikatakan bahwa partikel medium ikut berpindah.
Gelombang berdasarkan mediumnya dibedakan menjadi 2 macam
  • Gelombang mekanik yaitu gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi.
  • Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh gelombang elekromagnetik adalah gelombang cahaya.
Gelombang berdasarkan arah rambatnya dibedakan menjadi 2 macam
  • Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang bunyi.
  • Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya gelombang cahaya.
Besaran dalam gelombang hampir sama dengan besaran dalam getaran. Besarannya adalah sebagai berikut ini:
  1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu gelombang.
  2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon.
  3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.
  4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.
  5. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1 periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.
Persamaan yang digunakan dalam gelombang adalah sebagai berikut :
T = t/n
f = n/t
dan
T = 1/f
f = 1/T
dimana : T adalah periode (s)
t adalah waktu (s)
n adalah banyaknya gelombang (kali)
f adalah frekuensi (Hz)
Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan ;
v = λ.f atau v = λ/T
Dimana λ adalah panjang gelombang (m)
v  adalah cepat rambat gelombang (m/s)
Getaran didefinisikan sebagai gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan. Titik kesetimbangan adalah titik dimana saat benda diam. Contoh getaran adalah gerak bandul atau ayunan, gendang yang dipukul, dan lain-lain.
Yang sering membuat kita bingung adalah apakah gerak jarum jam dan gerak kipas angin termasuk getaran? Jawabnya tidak karena gerak jarum jam dan gerak kipas angin tidak mempunyai titik kesetimbangan atau dalam arti titik kesetimbangannya dapat diletakkan dimana saja. Gerak jarum jam dan gerak kipas angin termasuk gerak melingkar.
Ada beberapa besaran yang perlu diperhatikan dalam mempelajari getaran yaitu:
  1. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi tiap satuan waktu, atau didefinisikan sebagai banyaknya getaran yang terjadi setiap satu sekon. Frekuensi dilambangkan dengan f dan bersatuan Hz (dibaca Hertz)
  2. Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran. Periode dilambangkan dengan T dan bersatuan sekon.
  3. Simpangan adalah jarak yang ditempuh benda bergetar dan dihitung dari titik kesetimbangan. Simpangan dilambangkan dengan y dan bersatuan meter.
  4. Amplitudo adalah simpangan maksimum yang ditempuh benda bergetar. Amplitudo dilambangkan dengan A dan bersatuan meter.
Hal penting lain yang harus diketahui dalam belajar tentang getaran adalah sebagai berikut :
Untuk getaran pada bandul massa bandul dan amplitudo tidak mempengaruhi besarnya frekuensi dan periode. Tetapi massa mempengaruhi besarnya frekuensi dan periode pada getaran pegas (getaran selaras).
Berikut ini hubungan antara frekuensi dengan periode
f = n/t sedangkan T = t/n. Bila kedua persamaan ini digabungkan maka akan diperoleh persamaan baru yaitu f = 1/T atau T = 1/f.
Hubungan diatas mempunyai arti bahwa antara frekuensi dan periode hubungannya berbanding terbalik yaitu bila frekuensi besar maka periodenya akan kecil, begitu juga sebaliknya bila periodenya besar maka frekuensinya akan kecil.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar