bab 1. pengukuran - Fisika Review

1
BAB 1. PENGUKURAN
A. BESARAN DAN SATUAN
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan
dengan angka.
Satuan adalah ukuran besaran.
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan
besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.
Di dalam ilmu fisika dikenal dua besaran, yaitu besaran pokok dan
besaran turunan.
1. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan
lebih dahulu sesuai dengan Sistem Internasional (SI). Dalam fisika
ada 7 besaran pokok yang harus diingat, yaitu :
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Besaran Pokok
Panjang
Massa
Waktu
Kuat Arus
Suhu
Intensitas Cahaya
Jumlah Zat
Satuan
meter
kilogram
sekon
ampere
kelvin
candela
mol
Singkatan
m
kg
s
A
K
Cd
mol
2. Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang dibentuk atau diturunkan dari
besaran pokok. Berikut beberapa contoh besaran turunan.
No
Besaran Turunan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Luas
Volume
Kecepatan
Percepatan
Gaya
Energi
Satuan
MKS
CGS
2
2
m
cm
3
3
m
cm
m/s
cm/s
2
2
m/s
cm/s
Newton (N)
dyne
Joule (J)
erg
Berdasakan nilai dan arahnya, besaran ada dua yaitu besaran skalar
dan besaran vektor.
• Besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai nilai dan arah.
Contohnya : gaya, kecepatan dan percepatan
•
Besaran skalar, yaitu besaran yang hanya mempunyai nilai dan
tidak mempunyai arah. Contohnya: panjang, waktu, massa
3. Sistem Satuan
Dalam sistem satuan dikenal singkatan, awalan, dan pangkat
bilangan sepuluh seperti
Awalan
Yotta
Zetta
Eksa
Peta
Tera
Giga
Mega
kilo
hekto
deka
desi
centi
mili
mikro
nano
piko
Femto
Atto
Zepto
Yokto
Simbol
Y
Z
E
P
T
G
M
k
h
da
d
c
m
μ
n
p
f
a
z
y
Konversi
24
10
21
10
18
10
15
10
12
10
9
10
6
10
3
10
2
10
1
10
-1
10
-2
10
-3
10
-6
10
-9
10
-12
10
-15
10
-18
10
-21
10
-24
10
Contoh: 15 nm = ..... m
-9
= 15 × 10 m atau 0,000 000 015 m
© fisikareview.wordpress.com
a. Satuan Internasional (SI)
Pada tahun 1960 ditetapkan sistem satuan yang berlaku secara
internasional yang berfungsi sebagai satuan standar dan disebut
Sistem Internasional (SI).
Syarat Satuan Internasional :
(1) Tetap, tidak mengalami perubahan dalam keadaan apapun.
(2) Bersifat internasional, sehingga dapat dipakai di manapun
(3) Mudah ditiru oleh setiap orang yang menggunakan.
b. Satuan MKS (meter-kilogram-sekon)
• Panjang; satuannya meter (m).
• Massa; satuannya kilogram (kg).
• Waktu; satuannya sekon (s).
c. Satuan CGS (centimeter-gram-sekon)
• Panjang; satuannya centimeter (cm).
• Massa; satuannya gram (g).
• Waktu; satuannya sekon (s).
d. Satuan Baku dan Tidak Baku
• Satuan baku; satuan yang sudah diakui secara internasional
sehingga dapat digunakan di negara manapun. Contoh: meter,
kilogram dan liter.
• Satuan tidak baku; satuan yang tidak diakui secara internasional,
sehingga hanya digunakan di daerah tertentu saja. Contoh:
hasta, depa, jengkal, dan gayung.
B. PENGUKURAN
Ada dua macam kesalahan pada pengukuran, yaitu sebagai berikut
a. Kesalahan karena alat ukur yang digunakan tidak berfungsi
dengan baik. Contoh:
- Kesalahan titik nol (zerro error) adalah kesalahan
pengukuran yang disebabkan oleh bacaan alat ukur tidak
tepat pada posisi nol.
- Skala alat ukur tidak jelas atau kurang bisa dibaca.
b. kesalahan yang dilakukan oleh manusia yang melakukan
pengukuran. Contoh:
- Kesalahan paralaks (paralax error) adalah kesalahan
pembacaan alat ukur yang disebabkan oleh posisi mata yang
tidak tepat/miring
- Kesalahan penggunaan alat ukur, misal tidak memulai
pengukuran dari skala terkecil
1. Pengukuran Panjang
Standar panjang dalam SI adalah meter (m). Satu meter didefinisikan
sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama
selang waktu 1/299.792.458 sekon.
Alat ukur besaran panjang diantaranya:
a. Pita ukur
b. Mistar, memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm
c. Jangka sorong, memiliki ketelitian 0,1 mm atau 0,01 cm
d. Mikrometer sekrup, memiliki ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm
Cara Pengukuran Panjang
1. Mistar & Pita Ukur
Hasil Pengukuran: 2,3 cm
2. Jangka Sorong
Jangka sorong memiliki 2 jenis skala
a. skala utama (dalam satuan cm)
b. skala noninus (dalam satuan mm)
Hasil pengukuran pada jangka sorong:
1. Skala utama: 2,8 cm
2. Skala noninus: 0,01 cm x 4 = 0,04 cm
3. Hasil pengukuran: 2,8 + 0,04 = 2,84 cm
2
3. Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup memiliki 2 jenis skala
a. skala utama (dalam satuan mm)
b. skala noninus (dalam satuan mm)
Hasil pengukuran pada mikrometer sekrup:
1. Skala utama: 15 mm
2. Skala noninus: 0,01 mm x 33 = 0,33 mm
3. Hasil pengukuran: 15 + 0,33 = 15,33 mm
2. Pengukuran Massa
Massa suatu benda adalah banyaknya zat yang terkandung dalam
suatu benda. Satuan massa dalam SI adalah kilogram (kg). Alat ukur
massa dinamakan neraca. Beberapa jenis neraca yang sering
digunakan adalah:
a. Neraca pasar, biasa disebut timbangan.
b. Neraca dua lengan yang sama.
c. Neraca tiga lengan.
d. Neraca kimia, biasa digunakan untuk mengukur massa yang kecil
(dalam gram).
e. Neraca elektronik/digital, hasil pengukuran langsung terbaca di
layar.
3. Pengukuran Waktu
Satuan standar untuk waktu adalah sekon (s) atau detik. Satu sekon
didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom Cesium-133
untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali.
Beberapa alat ukur besaran waktu:
a. Jam matahari, jam air, jam pasir, yang digunakan di zaman dulu.
b. Arloji, banyak digunakan untuk menetukan terjadinya suatu
peristiwa.
c. Stopwatch, untuk mengukur selang waktu yang singkat.
Misalnya : selang waktu pelari.
4. Pengukuran Kuat Arus Listrik
Alat ukur arus listrik dinamakan amperemeter. Bagian terpenting
dari amperemeter adalah galvanometer. Galvanometer bekerja
dengan prinsip gaya antara medan magnet dengan kumparan
berarus
5. Pengukuran Suhu
Alat ukur suhu dinamakan termometer. Termometer terdiri dari
banyak jenis. Pada umumnya termometer dibagi menjadi dua yaitu
termometer non-logam dan termometer logam.
Jenis-jenis termometer akan dijelaskan secara rinci di BAB SUHU
6. Pengukuran Intensitas Cahaya
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran intensitas cahaya
disebut candlemeter atau luxmeter
7. Pengukuran Jumlah Zat
Jumlah zat tidak dapat diukur secara langsung, tetapi dilakukan
dengan cara mengukur massa zat terlebih dahulu.
Tambahan:
Beberapa konversi satuan yang penting
1 ton = 1000 kg
1 kw (kuintal) = 100 kg
1 ons = 0,1 kg
2
1 ha = hm
3
1 L (liter) = 1 dm
3
1 mL (mililiter) = 1 cm
1 jam = 60 menit
1 menit = 60 s
1 jam = 3600 s
© fisikareview.wordpress.com
3
BAB 2. SUHU
Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas
atau dinginnya suatu benda.
Satuan suhu dalam SI adalah Kelvin (K)
Alat untuk mengukur suhu adalah termometer
A. JENIS-JENIS TERMOMETER
Sifat-sifat fisika zat yang dapat digunakan untuk membuat
termometer adalah :
a. pemuaian volume cairan dalam suatu pipa kapiler
b. Hambatan listrik pada seutas kawat platina
c. Beda potensial pada suatu termokopel
d. Pemuaian panjang keping bimetal
e. Muai tekanan gas pada volum tetap
f. Radiasi yang dipancarkan benda mis: pirometer
Sifat mutlak yang dibutuhkan oleh sebuah termometer:
a. Skalanya mudah dibaca
b. Aman untuk digunakan
c. Kepekaan pengukurannya
d. Jangkauan suhu yang mampu diukur
1. Termometer Cairan
Termometer yang berisi cairan disebut termometer cairan. Contoh:
termometer raksa dan termometer alkohol.
a. Termometer Raksa
Keuntungan
a. mudah dilihat karena mengkilap
b. Volume raksa berubah secara
teratur ketika terjadi perubahan
suhu
c. tidak membasahi kaca
d. Jangkauan suhu raksa cukup
o
o
lebar (-40 C - 350 C)
e. dapat terpanasi secara merata
sehingga menunjukkan suhu
dengan cepat dan tepat
b. Termometer Alkohol
Keuntungan
a. lebih murah dibandingkan
dengan raksa
b. teliti karena untuk kenaikan
suhu yang kecil, alkohol mengalami
perubahan volum yang lebih besar
c. Alkohol dapat mengukur suhu
yang sangat rendah (dingin) karena
titik beku Alkohol sangat rendah,
o
yaitu -122 C
Kerugian
a. harganya mahal
b. termasuk zat berbahaya
(disebut juga air keras)
c. tidak dapat digunakan
untuk mengukur suhu yang
sangat rendah (misalnya suhu
di kutub )
Kerugian
a. membasahi dinding kaca
b. tidak berwarna, sehingga
harus diberi warna dulu agar
mudah dilihat
c. memiliki titik didih rendah,
o
yaitu 78 C sehingga
pemakaiannya terbatas
Alasan tidak dipakainya air sebagai pengisi pipa termometer:
(1) Air mebasahi dinding kaca sehingga meninggalkan titik-titik air
pada kaca dan ini akan mempersulit membaca ketinggian air
pada tabung
(2) Air tidak berwarna sehingga sulit dibaca
o
o
(3) Jangkauan suhu air terbatas (0 C – 100 C)
(4) Perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya dinaikkan
(5) Hasil bacaan yang didapat kurang teliti karena air termasuk
penghantar panas yang sangat jelek
c. Beberapa Termometer Cairan dalam Keseharian
1. Termometer Klinis :
• Biasanya digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu tubuh
manusia
• Cairan yang digunakan untuk mengisi pipa adalah raksa
o
o
• Skala suhu diantara 35 C s/d 42 C
2. Termometer Dinding :
• Digunakan untuk mengukur suhu ruangan
• Skala yang digunakan mengcakup suhu di atas dan di bawah
suhu yang dapat terjadi dalam ruang
o
o
• Skala suhu diantara -50 C s/d 50 C
•
•
Berisi alkohol dan raksa
Skala yang digunakan ada 2 yaitu skala minimum dan skala
maksimum
2. Termometer-Termometer Lainnya
a. Termometer Gas
• Prinsip: Jika suhu naik, tekanan gas naik dan dihasilkan beda
ketinggian yang lebih besar
• Lebih teliti dari termometer cairan
o
o
• Lebar jangkauan suhu -250 C s.d 1500 C
b. Termometer Platina
• Prinsip: ketika suhu naik, hambatan platina naik
o
o
• Keuntungan: jangkauan suhunya lebar (-250 C s.d 1500 C),
teliti, dan peka
• Kerugian: suhu tidak dapat dibaca secara langsung dan
pembacaannya lambat sehingga tidak cocok untuk mengukur
suhu yang berubah-ubah
c. Termometer Termistor
• Prinsip: ketika suhu naik, hambatan Turín
• Keuntungan: dapat dihubungkan ke rangkain lain atau komputer
o
o
• Kerugian: jangkauan suhu terbatas yaitu -25 C s.d 180 C
d. Termometer Termokopel
• Prinsip: suhu berbeda akan menghasilkan arus listrik yang
berbeda
o
o
• Keuntungan: jangkauan suhunya besar ( 100 C s.d 1500 C ),
ukuran termometer kecil, dapat mengukur suhu dengan cepat
dan dapat dihubungkan ke rangkaian lain atau komputer
• Kerugian: kurang teliti jika dibandingkan termometer gas dan
temometer platina
e. Termometer Bimetal
• Prinsip: makin besar suhu, keping bimetal makin melengkung
untuk menunjukkan suhu yang lebih besar
f. Pirometer
• Merupakan termometer yang digunakan untuk mengukur suhu
o
yang sangat tinggi (diatas 1000 C ) seperti suhu peleburan
logam atau suhu permukaan matahari
• Prinsip: mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda tersebut
• Jenis: Pirometer optik dan pirometer radiasi total
B. SKALA TERMOMETER
Untuk menentukan skala sebuah termometer diperlukan dua titik
tetap yaitu titik ketika zat mengalami perubahan wujud (melebur
dan mendidih). Titik tetap ketika zat melebur disebut titik tetap
bawah. Titik tetap ketika zat mendidih disebut titik tetap atas.
o
o
Biasanya dipakai titik beku es 0 C dan titik didih air 100 C
Kalibrasi Termometer
Kalibrasi Termometer adalah proses memberi skala pada sebuah
termometer polos.
Langkah-langkah Kalibrasi:
a. Menentukan titik tetap bawah
b. Menentukan titik tetap atas
c. Membagi jarak antara kedua titik tersebut menjadi beberapa
bagian yang sama
d. Dapat memperluas skala di bawah titik tetap bawah dan di atas
titik tetap atas
Skala Termometer Celsius
o
Skala suhu Celsius ditetapkan berdasarkan titik lebur es (0 C) dan
o
titik didih air (100 C) diusulkan pertama kali oleh astronom swedia
bernama Anders Celsius
Skala Termometer Fahrenheit
o
o
Titik beku es 32 F dan titik didih air 212 F
Skala Termometer Reamur
o
o
Titik beku es 0 R dan titik didih air 80 R
Skala Termometer Kelvin
Titik beku es 273 K dan titik didih air 373 K
Suhul Nol Mutlak = 0 K = −273 C, suhu dimana partikel-partikel
berhenti bergerak.
o
3. Termometer maksimum minimum six bellani :
• Digunakan dalam rumah kaca
© fisikareview.wordpress.com
4
C. MENGUBAH SKALA SUHU TERMOMETER
Cara untuk mengubah suhu, antara lain:
a. menggunakan cara kalibrasi termometer
Contoh:
o
o
Suhu 50 F = _________ C
x−0
100
=
50 − 32 180
180 x = 1800
x = 10 0 F
b. menggunakan rumus perbandingan suhu
Perbandingan Skala
= (100 − 0) : (212 − 32) : (80 − 0) : (373 − 273)
= 100 : 180 : 80 : 100
= 5:9:4:5
Rumus Perbandingan Suhu
C : ( F − 32 ) : R : ( K − 273 ) = 5 : 9 : 4 : 5
Perubahan Suhu (∆T)
∆T = perubahan suhu, kenaikan suhu, penurunan suhu, perbedaan
suhu.
Rumus Perbandingan Perubahan Suhu
∆ C : ∆ F : ∆ R : ∆K = 5 : 9 : 4 : 5
© fisikareview.wordpress.com
5
BAB 3. ZAT DAN WUJUDNYA
A. WUJUD ZAT
Zat adalah segala sesuatu yang memiliki massa (m) dan menempati
ruang (V). Ada 3 jenis wujud zat yaitu padat, cair dan gas.
1. Sifat-Sifat Wujud Zat
Wujud
Bentuk
Volume
Padat
Tetap
Tetap
Cair
Berubah
Tetap
gas
Berubah
Berubah
Sifat Partikel
• Susunan partikel berdekatan
dan teratur
• Gaya tarik antar partikel
sangat kuat
• Gerak Partikel hanya
bergetar pada tempatnya
• Susunan partikel agak
berjauhan dan kurang teratur
• Gaya tarik antar partikel
lemah dan mudah dipisahkan
• Gerak partikel bebas, tetapi
tidak meninggalkan
kelompoknya
• Susunan partikel berjauhan
dan tidak teratur
• Gaya tarik antar partikel
sangat lemah (tidak ada)
• Gerak partikel sangat bebas,
cepat dan menyebar
5. Meniskus Cekung dan Meniskus Cembung
Meniskus Cekung: permukaan cairan dalam tabung reaksi
berbentuk cekung disebabkan karena Adhesi antara dinding tabung
dengan cairan lebih besar dari Kohesi antar cairan dalam tabung.
Meniskus Cembung: permukaan cairan dalam tabung reaksi
berbentuk cembung disebabkan karena Kohesi antar cairan dalam
tabung lebih besar dari Adhesi antara dinding tabung dengan cairan.
6. Kapilaritas
Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya permukaan zat cair di
dalam pipa kapiler.
Manfaat Kapilaritas:
Naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor, naiknya air melalui
akar tumbuhan, sifat mengisap air pada handuk, tissue, dan kain
Kerugian Kapilaritas:
Merembesnya air membasahi dinding rumah dan dapat merusak
dinding rumah
2. Perubahan Wujud Zat
7. Tegangan Permukaan Zat Cair
Adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang
sehingga permukaannya seperti ditutupi lapisan elastis.
Membeku yaitu perubahan wujud zat dari cair ke padat.
Mencair atau melebur yaitu perubahan wujud zat dari padat ke
cair.
Mengkristal yaitu perubahan wujud zat dari gas ke padat.
Menyublim yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas.
Menguap yaitu perubahan wujud zat dari cair ke gas.
Mengembun yaitu perubahan wujud zat dari gas ke cair.
Contoh: Jarum dapat terapung di atas permukaan zat cair, nyamuk
dapat berjalan di atas permukaan air, dll
B. MASSA JENIS ZAT
Massa Jenis zat adalah perbandingan massa zat (m) dengan
volumenya (V)
=
3. Perubahan Wujud Zat Menurut Teori Partikel
ρ = massa jenis zat (kg/m ) (g/cm )
m = massa zat (kg) (g)
3
3
V = volume zat (m ) ( cm )
3
3
3
Satuan SI untuk massa jenis adalah kg/m
3
3
Ingat: massa jenis air adalah 1000 kg/m (ρair = 1000 kg/m )
(1) Zat padat dipanaskan, partikel bergerak makin cepat, lama
kelamaan jarak antar partikel makin besar dan gaya tarik antar
partikel semakin kecil sehingga berubah wujud menjadi cairan
(2) Cairan bila dipanaskan terus, maka gerakan partikel makin
besar, dan makin bebas. Jarak antar partikel semakin jauh dan
gaya tarik antar partikel semakin kecil sehingga berubah wujud
menjadi gas
(3) Gas akan meyebar memisahkan diri dari kelompoknya.
4. Kohesi dan Adhesi
Kohesi adalah gaya tarik antar partikel-partikel yang sejenis. Contoh:
gaya tarik antar partikel kayu pada sepotong kayu, gaya tarik antar
partikel plastik pada penggaris
Adhesi adalah gaya tarik antar partikel-partikel yang tidak sejenis.
Contoh: gaya tarik antar partikel tinta dengan partikel kertas, gaya
tarik antar partikel kapur dengan partikel papan
© fisikareview.wordpress.com
Massa Jenis Campuran
Adalah massa total zat dibandingkan dengan volume total zat
ρ=
m +m
V +V
1
2
1
2
Perbandingan massa jenis 2 zat dimana volume kedua zat sama
ρ
ρ
cairanA
cairanB
=
m
m
cairanA
cairanB
Catatan: Konversi satuan massa jenis
3
3
g/cm
kg/m (dikalikan 1000)
3
3
g/cm (dibagi 1000)
kg/m
6
BAB 4. PEMUAIAN
Apabila zat dipanaskan, energinya akan bertambah, partikelpartikelnya akan bergerak lebih cepat, akibatnya jarak antar
partikelnya bertambah, hal inilah yang menyebabkan terjadinya
pemuaian.
Zat padat dapat mengalami muai panjang, luas dan volume
Zat cair dapat mengalami muai volume
Gas dapat mengalami muai volume dan/atau tekanan
C. PEMUAIAN VOLUME
Jika pada suhu mula-mula (t1) volume benda adalah V1, setelah
dipanaskan sampai suhu t2, volume benda menjadi V2, maka
pertambahan volume benda, dapat dihitung dengan rumus:
∆V = V1.γ .∆t
3
3
3
3
3
3
∆V = pertambahan volume
V1 = Volume mula-mula
(m , cm , mm )
γ
(/ C, /K)
(m , cm , mm )
o
= koefisien muai volume
A. PEMUAIAN PANJANG PADA ZAT PADAT
Dari percobaan musschenbroek, diperoleh kesimpulan bahwa
pertambahan panjang logam yang dipanaskan bergantung kepada
a. panjang logam mula-mula (l1)
b. jenis logam (α)
c. kenaikan suhu (∆t)
Untuk mencari volume akhir benda (V2), dipakai rumus
Jika pada suhu mula-mula (t1) panjang benda adalah l1, setelah
dipanaskan sampai suhu t2, panjang benda menjadi l2, maka
pertambahan panjang benda, dapat dihitung dengan rumus:
Catatan: Koefisien muai luas = tiga kali koefisien muai panjangnya
(m, cm, mm)
o
(/ C, /K)
o
∆t = perubahan suhu
V2 = V1 (1 + γ .∆t )
atau
( C, K)
Untuk mencari panjang akhir benda (l2), dipakai rumus
l2 = l1 + ∆l
atau
l2 = l1 (1 + α .∆t )
koefisien muai panjang () benda bergantung pada jenis bendanya.
Makin besar koefisien muainya, makin mudah benda untuk memuai.
Tabel koefisien muai panjang berbagai jenis zat
o
Jenis Zat
Koefisien muai panjang ( / C) (/ K)
-6
Timah hitam
0,000029 = 29 x 10
-6
Aluminium
0,000024 = 24 x 10
-6
Perunggu
0,000019 = 19 x 10
-6
Tembaga
0,000017 = 17 x 10
-6
Besi
0,000012 = 12 x 10
-6
Baja
0,000011 = 11 x 10
-6
Kaca biasa
0,000009 = 9 x 10
-6
Grafit
0,000008 = 8 x 10
-6
Kaca pyrex
0,000003 = 3 x 10
-6
Berlian
0,000001 = 1 x 10
2
2
2
2
2
2
(m , cm , mm )
β = koefisien muai luas
(/ C, /K)
∆t = perubahan suhu
( C, K)
(m , cm , mm )
o
o
Untuk mencari luas akhir benda (A2), dipakai rumus
A2 = A1 (1 + β .∆t )
Catatan: Koefisien muai luas = dua kali koefisien muai panjangnya
© fisikareview.wordpress.com
o
o
Ini berarti bahwa volume air paling kecil pada suhu 4 C, bukan pada
o
o
0 C dan massa jenis air paling besar pada suhu 4 C
Rumus muai volume atau tekanan gas (Hukum Boyle-Gay-Lussac)
adalah:
∆A = pertambahan luas
A1 = luas mula-mula
β = 2.α
o
Sifat pemuaian air (dari 0 C−4 C) inilah yang disebut dengan
anomali air (keanehan air)
E. PEMUAIAN GAS
Gas dapat mengalami muai volume (V) dan muai tekanan (p).
Koefisien muai volume gas adalah 1/273 K = 0,00367/K
∆A = A1.β .∆t
atau
D. ANOMALI AIR
o
o
Air jika dipanaskan dari suhu 0 C sampai suhu 4 C, volumenya tidak
o
bertambah, melainkan berkurang. Di atas 4 C, jika dipanaskan maka
volumenya akan bertambah.
Contoh anomali air dalam keseharian: Pada suatu danau yang
dilapisi es, akan terdapat air di bawah lapisan es tersebut, karena
o
pada bagian bawah, suhu air adalah 4 C
B. PEMUAIAN LUAS PADA ZAT PADAT
Jika pada suhu mula-mula (t1) luas benda adalah A1, setelah
dipanaskan sampai suhu t2, luas benda menjadi A2, maka
pertambahan luas benda, dapat dihitung dengan rumus:
A2 = A1 + ∆A
V2 = V1 + ∆V
( C, K)
Tabel koefisien muai volume berbagai jenis zat
o
Jenis Zat
Koefisien muai volume ( / C) (/ K)
-3
Alkohol
0,00112 = 1,12 x 10
-3
Benzena
0,00124 = 1,24 x 10
-3
Raksa
0,0018 = 1,8 x 10
-3
Bensin
0,0096 = 9,6 x 10
(m, cm, mm)
α = koefisien muai panjang
∆t = perubahan suhu
γ = 3.α
∆l = l1.α .∆t
∆l = pertambahan panjang
l1 = panjang mula-mula
o
p .V
T
1
1
p1 = tekanan gas awal
p2 = tekanan gas akhir
V1 = volume gas awal
V2 = volume gas akhir
T1 = suhu mutlak gas awal
T2 = suhu mutlak gas akhir
1
=
p .V
T
2
2
2
(Pa, atm, cmHg)
(Pa, atm, cmHg)
3
3
(m , L, cm )
3
3
(m , L, cm )
(K)
(K)
7
BAB 5. KALOR DAN PERPINDAHANNYA
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang mengalir dari benda
bersuhu lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
Dalam sistem SI satuan kalor dinyatakan dalam Joule (J).
Sedangkan satuan lain yang digunakan adalah Kalori (kal).
1 kal = 4,2 J
1 J = 0,24 kal
A.PENGARUH KALOR TERHADAP SUATU ZAT
1. Mengubah Suhu Zat
Apabila suatu zat menyerap kalor, maka suhu zat itu naik.
(Q bertanda postiif)
Apabila suatu zat melepaskan kalor, maka suhu zat itu akan
turun. (Q bertanda negatif)
Besarnya kalor yang diserap atau dilepas dirumuskan:
= . . ∆
Dengan:
Q = kalor (J) (kal)
m = massa zat (kg)
o
c = kalor jenis zat (J/kg C)
o
ΔT = perubahan suhu ( C)
Kalor Jenis (c) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk
o
menaikkan suhu 1 kg (atau 1 g) zat sebesar 1 C.
Kapasitas kalor (C) adalah banyaknya kalor yang diperlukan
o
untuk menaikkan suhu 1 C.
= . = . ∆
2. Merubah Wujud Zat
Jika suatu benda diberi kalor, benda tersebut dapat mengalami
perubahan wujud dari satu bentuk ke bentuk lain. Wujud zat
tersebut dapat berupa padat, cair, atau gas. Pada saat terjadi
perubahan wujud suhu benda tidak berubah.
Perubahan wujud zat akibat kalor dapat digambarkan sebagai
berikut:
b. Menguap, Mengembun, dan Mendidih
Menguap adalah perubahan wujud zat dari zat cair menjadi gas.
Sebaliknya mengembun adalah perubahan wujud dari gas menjadi
zat cair.
# Menguap
Faktor-faktor yang mempercepat penguapan adalah
(1) Memanaskan atau menaikkan suhu.
(2) Memperluas permukaan.
(3) Meniupkan udara kering di atas permukaan.
(4) Mengurangi tekanan pada permukaan.
# Mendidih
• Zat cair dikatakan mendidih jika gelembung-gelembung uap
terjadi di dalam seluruh zat cair dan dapat meninggalkan zat
cair.
•
Kalor uap (U) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk
menguapkan 1 kg zat cair menjadi 1 kg gas pada titik didihnya.
•
Rumus :
•
Titik didih adalah suhu ketika zat mendidih
•
Titik didih suatu zat dipengaruhi oleh beberapa faktor:
- Tekanan; semakin besar tekanan pada zat, semakin besar
titik didihnya.
- Ketidakmurnian zat dapat menaikkan titik didih.
=
c. Menyublim
Menyublim adalah perubahan wujud dari zat padat menjadi gas
tanpa melalui fase cair. Sebaliknya mengkristal adalah perubahan
wujud gas menjadi padat. Contoh zat yang dapat menyublim adalah
kapur barus, naftalin.
DIHAPAL!!!
L = 80 kal/g atau 80 kkal/kg atau 336.000 J/kg,
U = 540 kal/g atau 540 kkal/kg atau 2.256.000 J/kg
0
0
0
cair = 1 kal/g C atau 1 kkal/kg C atau 4200 J/kg C
0
0
0
ces = 0,5 kal/g C atau 0,5 kkal/kg C atau 2100 J/kg C
0
0
0
cuap = 0,48 kal/g C atau 0,48 kkal/kg C atau 2010 J/kg C
3. Diagram Kalor
Diagram kalor menunjukkan proses perubahan suhu atau wujud dari
suatu zat
o
o
Cth: Diagram kalor untuk mengubah es -40 C menjadi uap 120 C
a. Melebur dan membeku
• Melebur adalah perubahan wujud dari zat padat menjadi zat
cair. Sebaliknya membeku adalah perubahan wujud dari zat cair
menjadi zat padat.
•
Kalor lebur (L) adalah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 1
kg zat padat menjadi 1 kg zat cair pada titik leburnya
•
Kalor beku adalah kalor yang dilepaskan pada waktu 1 kg zat
membeku menjadi 1 kg zat padat pada titik bekunya.
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
=
•
Rumus:
•
Titik lebur adalah suhu ketika zat melebur.
•
Titik lebur dipengaruhi oleh beberapa faktor:
- Tekanan; jika tekanan pada zat dinaikkan, titik lebur zat
akan turun.
- Ketidakmurnian Zat; titik lebur es dapat diturunkan menjadi
o
di bawah 0 C dengan cara menambah garam pada
campuran es dan air.
© fisikareview.wordpress.com
Untuk mempermudah pengerjaan soal-soal kalor, sebaiknya
menggunakan diagram kalor
B. PERUBAHAN ENERGI LISTRIK MENJADI KALOR
Air dapat dipanaskan dengan alat pemanas air (heater). Prinsip kerja
heater adalah mengubah energi listrik menjadi kalor.
Rumus:
=
W = energi lisrtik (J)
P = daya (W)
t = waktu (s)
8
Jika semua energi listrik diubah menjadi kalor, maka:
=
= ∆
C. PERPINDAHAN KALOR
Secara alamiah kalor dapat berpindah dari benda yang suhunya
tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Ada tiga cara
perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Konduksi atau Hantaran
Konduksi atau hantaran adalah perpindahan kalor melalui zat tanpa
disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konduksi terjadi
pada zat padat.
- Konduktor: zat yang dapat menghantarkan kalor dengan baik.
Contohnya logam.
- Isolator: Zat yang buruk dalam menghantarkan kalor. Contohnya
plastik, wol, kaca, kayu.
2. Konveksi atau Aliran
Konveksi atau aliran adalah perpindahan kalor yang disertai dengan
perpindahan partikel-partikel zat tersebut yang disebabkan adanya
perbedaan massa jenis zat. Konveksi terjadi pada gas dan zat cair.
Contoh:
a. Pada peristiwa air mendidih. Partikel-partikel air bagian bawah
lebih cepat panas sehingga lebih ringan. Partikel air bagian
bawah akan naik dan partikel air bagian atas akan turun.
b. Terjadinya angin laut. Pada siang hari daratan lebih cepat panas
dari pada laut, maka udara di atas daratan naik dan udara sejuk
di atas laut bergerak ke daratan karena tekanan udara di atas
permukaan laut lebih besar, maka terjadilah angin laut yang
bertiup dari laut ke daratan. Sebaliknya pada malam hari
daratan lebih cepat dingin dari pada laut, sehingga udara
bergerak dari daratan ke laut yang disebut dengan angin darat.
c. Cerobong asap
d. Sistem ventilasi rumah
e. Sistem pendingin mobil (radiator)
f. Lemari es
3. Radiasi atau Pancaran
Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara (medium).
Contoh: Sinar matahari sampai ke bumi melalui radiasi.
• Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap dan juga
pemancar kalor yang baik.
• Permukaan yang putih dan mengkilat adalah penyerap dan juga
pemancar kalor yang buruk.
• Alat yang digunakan untuk mengetahui pemancaran kalor
adalah termoskop.
Beberapa pemanfaatan dari sifat permukaan yang memancarkan
kalor dengan baik dan buruk antara lain:
(1) Sirip-sirip pendingin yang terdapat di belakang lemari es dicat
hitam dan kusam agar memancarkan radiasi ke lingkungan
sekitarnya
(2) Panel surya pemanas dicat hitam agar dapat menyerap radiasi
dari matahari
(3) Rumah dicat putih agar dapat memantulkan kalor radiasi dari
sinar Matahari
(4) Bagian dalam termos dilapisi perak mengkilap agar
memantulkan radiasi kembali ke dalam termos
D. PENERAPAN PRINSIP PERPINDAHAN KALOR
1. Termos Air Panas
•
•
•
•
Bagian dalam dibuat kaca yang mengkilat agar kalor dari air
panas tidak diserap dinding.
Bagian luar dibuat kaca mengkilat agar tidak terjadi radiasi.
Ruang hampa untuk mencegah aliran kalor secara konveksi.
Gabus berfungsi sebagai isolator untuk mencegah konduksi.
© fisikareview.wordpress.com
2. Setrika Listrik
Prinsip kerjanya mengubah energi listrik menjadi panas yang
dialirkan pada alas besi tebal bagian bawah setrika secara konduksi.
3. Radiator
Radiator adalah alat pendingin mesin mobil dengan prinsip konveksi
E. AZAS BLACK
Jika sejumlah zat bersuhu tinggi dicampur dengan sejumlah zat lain
yang suhunya rendah, maka akan dicapai suhu kesetimbangan, di
mana zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat
yang suhunya rendah akan menerima kalor tersebut.
= Untuk mengerjakan soal-soal berprinsip azas black, sebaiknya
menggunakan diagram kalor
0
Contoh: Diagram untuk pencampuran 100 g es –5 C dengan 200 g
0
air 30 C
= = + ! + "
9
BAB 6. GERAK LURUS
A. PENGERTIAN GERAK
Sebuah benda dikatakan bergerak apabila kedudukan benda
tersebut berubah terhadap titik acuan.
Titik acuan adalah suatu titik di mana kita mulai mengukur
perubahan kedudukan suatu benda.
Gerak bersifat relatif, artinya suatu benda dapat dikatakan bergerak
terhadap suatu benda tertentu, tetapi belum tentu dikatakan
bergerak terhadap benda lainnya.
Contoh: seseorang yang mengemudikan mobil dikatakan bergerak
jika titik acuannya adalah pohon yang di pinggir jalan Akan tetapi jika
titik acuannya adalah kursi pengemudi, maka pengemudi dikatakan
diam.
Akibatnya:
a. benda yang bergerak dapat kelihatan bergerak
b. benda yang bergerak dapat kelihatan diam
c. benda yang diam dapat kelihatan bergerak (gerak semu)
Gerak semu adalah gerak di mana suatu benda yang diam tampak
seolah-olah bergerak. Contohnya: pada saat kita berada di dalam
mobil yang berjalan, tampak pohon-pohon yang dilalui bergerak
melewati kita.
B. JARAK DAN PERPINDAHAN
Jarak adalah panjang seluruh lintasan yang ditempuh benda. Jarak
merupakan besaran skalar, artinya mempunyai nilai tetapi tidak
mempunyai arah.
# =
Rumus:
∆* *! − *
=
∆
! − # = kecepatan rata-rata
X1 = posisi benda pada saat t1
X2 = posisi benda pada saat t2
Δt = selang waktu
Satuan SI untuk kelajuan dan kecepatan adalah m/s
Alat ukur kecepatan disebut velocitometer
Alat ukur kelajuan disebut spidometer
Alat ukur jarak disebut odometer
D. GERAK LURUS PADA LINTASAN HORIZONTAL
Lintasan adalah titik-titik yang dilalui oleh benda ketika bergerak.
Gerak Lurus adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis
lurus.
Ada 2 jenis gerak lurus, yaitu: gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak
lurus berubah beraturan (GLBB)
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang
lintasannya lurus dan kecepatannya selalu tetap. Benda yang
melakukan gerak lurus beraturan dalam selang waktu yang sama
akan menempuh jarak yang sama.
-
Grafik GLB
-
Bila diselidiki dengan pewaktu ketik (ticker timer), akan
diperoleh hasil berikut :
-
Rumus:
-
INGAT: Pada GLB, v tetap, a = 0
Pada grafik v-t, untuk mencari jarak (s) sama dengan luas daerah
yang dibatasi oleh grafik.
Perpindahan adalah perubahan kedudukan atau posisi suatu benda.
Benda dikatakan melakukan perpindahan jika posisinya berubah.
Perpindahan merupakan besaran vektor, artinya mempunyai arah
dan nilai.
Contoh: seekor tikus berjalan dari A ke B sejauh 100 m, kemudian
dari B ke C sejauh 50 m dan terakhir dari C ke D sejauh 100 m seperti
pada gambar berikut
Jarak = AB + BC + CD
= 100 + 50 + 100 = 250 m
Perpindahan = AD = 50 m
C. KELAJUAN DAN KECEPATAN
1. Kelajuan
Kelajuan suatu benda adalah perbandingan antara jarak yang
ditempuh benda terhadap waktu tempuhnya. Kelajuan merupakan
besaran skalar.
Rumus:
=
& = . &
Jarak = Luas 1 + Luas 2
= Luas persegi panjang + Luas
trapesium
v = kelajuan (m/s) (km/jam)
s = jarak (m) (km)
t = waktu (s) (jam)
Jika laju benda berubah setiap saat, maka dapat kita cari laju rataratanya. Kelajuan rata-rata adalah hasil bagi antara jarak total yang
ditempuh dengan waktu totaknya.
# =
'( ' + '! + '" + ⋯
=
(
+ ! + " + ⋯
Jika data yang diberikan adalah kecepatan (v) dan waktu (t) maka
kelajuan rata-rata dapat ditentukan dengan rumus:
+ ! ! + " " + ⋯
# =
+ ! + " + ⋯
2. Kecepatan
Kecepatan suatu benda adalah perbandingan antara perpindahan
dengan waktu tempuhnya. Kecepatan merupakan besaran vektor.
Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perpindahan dengan
selang waktu
© fisikareview.wordpress.com
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak suatu benda yang
lintasannya garis lurus, dan kecepatannya mengalami perubahan
yang sama setiap sekon. Perubahan kecepatan setiap satuan waktu
disebut percepatan. Jika perubahan kecepatan selalu sama dalam
selang waktu yang sama maka benda bergerak dengan percepatan
tetap. Secara matematis, percepatan rata-rata dirumuskan sbb:
$% =
∆ ! − =
∆
! − $% = percepatan rata-rata (m/s )
v1 = kecepatan benda pada saat t1
v2 = kecepatan benda pada saat t2
Δt = selang waktu (s)
Δv = perubahan kecepatan (m/s)
2
10
Rumus – Rumus GLBB:
= ( ± $. 1
& = ( . ±
$. !
2
! = ( ! ± 2. $. &
Dengan:
vo = kecepatan mula-mula benda (m/s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
s = jarak yang ditempuh (m)
t = waktu (s)
2
a = percepatan benda (m/s )
GLBB dipercepat
GLBB dipercepat adalah GLBB yang kecepatannya bertambah setiap
saat. Contoh:
- Benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu
- Benda yang meluncur dari puncak bidang miring
- Meterorit jatuh ke bumi
- Anak-anak meluncuri seluncuran
Untuk GLBB dipercepat nilai percepatan adalah positif (a > 0)
Grafik GLBB dipercepat:
2
Besar percepatan gravitasi g = 9,8 m/s . Dalam soal biasanya
2
diketahui g = 10 m/s untuk memudahkan perhitungan.
Gerak Vertikal merupakan GLBB, oleh karena itu rumus untuk gerak
vertikal sama dengan rumus GLBB, yaitu:
= ( ± .. 1
ℎ = ( . ±
.. !
2
! = ( ! ± 2. .. ℎ
Lambang percepatan a digantikan dengan g
Lambang perpindahan s digantikan dengan h (ketinggian benda)
1. Gerak Vertikal Ke Bawah
Adalah gerak vertikal suatu benda yang dijatuhkan dari suatu
ketinggian tertentu.
Pada gerak vertikal ke bawah, nilai percepatan gravitasi (g) adalah
positif.
2. Gerak Jatuh Bebas
Adalah gerak vertikal suatu benda yang dijatuhkan dari suatu
ketinggian tanpa kecepatan awal.
Ingat: pada gerak jatuh bebas vo = 0 m/s
3. Gerak Vertikal ke Atas
Adalah gerak vertikal suatu benda yang dilemparkan ke atas.
Pada gerak vertikal ke bawah, nilai percepatan gravitasi (g) adalah
negatif.
Ingat: pada ketinggian maksimum vt = 0 m/s
Bila diselidiki dengan ticker timer diperoleh sbb :
GLBB diperlambat
GLBB diperlambat adalah GLBB yang kecepatannya berkurang setiap
saat. Contohnya:
- Bola yang dilemparkan vertikal ke atas
- Mobil yang bergerak dengan kecepatan tertentu kemudian
direm sehingga kecepatannya berkurang setiap saat dan
akhirnya berhenti.
- Bola menggelinding ke atas bidang miring
Untuk GLBB dipercepat nilai percepatan adalah negatif (a < 0)
Grafik GLBB diperlambat:
Bila diselidiki dengan ticker timer diperoleh sbb :
INGAT: Pada GLBB, v berubah secara teratur, a tetap
E. GERAK LURUS PADA LINTASAN VERTIKAL
Gerak vertikal merupakan adalah suatu gerak benda yang
menempuh lintasan vertikal terhadap tanah.
Dalam gerak vertikal, percepatan yang dialami benda adalah
percepatan gravitasi (g).
© fisikareview.wordpress.com
Catatan:
Untuk konversi satuan
11
BAB 7. GAYA DAN PERCEPATAN
Gaya adalah suatu dorongan/tarikan pada suatu partikel/benda.
Akibat gaya pada suatu benda:
(1) Kecepatan benda berubah
(2) Benda diam menjadi bergerak.
(3) Benda bergerak menjadi diam.
(4) Arah gerak benda berubah.
(5) Bentuk dan ukuran benda berubah.
Alat untuk mengukur gaya adalah Neraca Pegas atau dinamomenter
2
Satuan gaya menurut SI adalah Newton (N) (kg m/s )
A. JENIS-JENIS GAYA
Berdasarkan penyebabnya, gaya dapat dibagi menjadi:
a. Gaya gravitasi yaitu gaya tarik oleh bumi.
b. Gaya magnet yaitu gaya yang berasal dari magnet.
c. Gaya mesin yaitu gaya yang berasal dari mesin.
d. Gaya pegas yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas.
e. Gaya listrik yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik.
Berdasarkan sifatnya, gaya dapat dibagi menjadi:
a. Gaya sentuh; yaitu gaya yang titik kerja gayanya bersentuhan
langsung dengan bendanya. Contohnya: gaya otot, gaya pegas,
gaya gesekan, gaya tegangan tali, gaya normal
b. Gaya tak sentuh (gaya medan); yaitu gaya yang titik kerja
gayanya tidak bersentuhan dengan bendanya. Contohnya: gaya
magnet, gaya listrik, gaya gravitasi.
B. MELUKIS GAYA
Gaya merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah.
Panjang anak panah menunjukkan besarnya gaya, sedangkan arah
panah menunjukkan arah gaya.
Artinya gaya sebesar 3 N ke kanan atau dalam arah OP
O = titik tangkap gaya
Panjang OP = besar gaya
Arah anak panah sebagai arah gaya
C. RESULTAN (PENJUMLAHAN) DAN SELISIH GAYA, (ΣF)
Beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda dalam satu garis
kerja dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakan resultan gaya.
R = F1 + F2 + F3 + …
R = Resultan gaya
F = + (jika arah gaya ke kanan atau ke atas)
F = - (jika arah gaya ke kiri atau ke bawah)
Gaya-gaya Searah
R = F1+F2
Gaya-gaya yang Berlawanan Arah
D. GAYA GESEKAN (FRICTION) (f)
Gaya gesekan adalah gaya yang berlawanan dengan arah
kecenderungan gerak benda. Gaya gesekan timbul karena
persentuhan langsung antara dua permukaan benda.
Gaya gesekan dapat terjadi pada zat padat, cair dan udara.
Gaya gesekan di udara dan di zat cair dipengaruhi oleh luas
bentangan benda. Cth: gesekan udara penerjun payung, gesekan
angin pada mobil yang melaju, gesekan air pada kapal.
Untuk mengurangi gaya gesekan di udara dan zat cair, maka bentuk
benda dibuat lebih pipih (streamline). Misalnya: desain mobil balap,
pesawat terbang, kapal selam, dll
Gaya gesekan pada permukaan zat padat dipengaruhi oleh:
1. kekasaran permukaan zat padat yang bersentuhan
2. gaya normal.
Gaya gesekan pada permukaan zat padat tidak dipengaruhi luas
bidang sentuh antara permukaan benda yang bersentuhan.
Gaya gesekan ada dua yaitu:
a. Gaya gesekan statis (fs) adalah gaya gesekan yang dialami benda
ketika masih diam (belum bergerak). Besar gaya gesekan statis dari
nol sampai nilai maksimum tertentu. Gaya gesekan statis maksimum
dialami benda yang akan mulai bergerak.
b. Gaya gesekan kinetis (fk) adalah gaya gesekan yang dialami benda
ketika benda telah bergerak. Gaya gesekan kinetis besarnya tetap
dan selalu lebih kecil dari gaya gesekan statis maksimum.
Cara memperkecil gaya gesekan:
(1) Memperlicin permukaan, misalnya dengan memberi minyak
pelumas.
(2) Menaruh benda di atas roda-roda sehingga lebih mudah
bergerak.
(3) Memisahkan kedua permukaan yang akan bersentuhan dengan
udara.
Gaya gesekan yang menguntungkan:
(1) Gaya gesekan pada rem, misalnya piringan rem sepeda motor
yang digunakan untuk memperlambat laju sepeda motor.
(2) Gaya gesekan antara ban mobil yang dibuat bergerigi dengan
permukaan jalan agar tidak selip.
(3) Gaya gesekan antara tangan dengan benda yang kita pegang,
sehingga benda dapat dibawa ke mana-mana.
(4) Gaya gesekan antara kaki dan permukaan jalan, sehingga kita
dapat berjalan tanpa tergelincir.
Gaya gesekan yang merugikan:
(1) Gaya gesekan antara ban kenderaan dengan jalan sehingga ban
cepat aus dan tipis.
(2) Gaya gesekan antara sepatu dengan lantai sehingga tumit
sepatu cepat tipis.
(3) Gaya gesekan antara angin dengan mobil yang menghambat
lajunya mobil, dapat diatasi dengan mendesain mobil
streamline (aerodinamis). Mobil dengan desain streamline
disebut juga mobil aerodinamis.
(4) Gaya gesekan antara kopling dengan mesin mobil menimbulkan
panas sehingga mesin mobil cepat aus.
E. BERAT BENDA / GAYA BERAT / GAYA GRAVITASI (w)
Massa adalah ukuran banyaknya zat yang dikandung suatu benda.
Berat benda adalah besarnya gaya tarik bumi yang bekerja pada
benda yang bermassa. Arah gaya berat selalu ke pusat bumi dan
besarnya tidak konstan, bergantung pada percepatan gravitasi bumi.
0 = . .
R = F1-F2
Gaya-gaya yang Seimbang
dengan:
w = berat benda (N)
m = massa benda (kg)
2
2
g = percepatan gravitasi (m/s ) = 10 m/s
ingat: massa benda selalu tetap (konstan) sedangkan berat dapat
berubah-ubah tergantung pada tempatnya (percepatan gravitasinya)
F1 = F2
R = F1- F2 = 0
© fisikareview.wordpress.com
Misalnya Budi bermassa 40 kg jika berada di bumi pergi ke bulan,
massa Budi di bulan juga 40 kg, sedangkan berat Budi di bulan akan
berbeda dengan berat Budi di bumi karena percepatan gravitasi
bulan lebih kecil dari percepatan gravitasi bumi
12
F. HUKUM NEWTON
1. Hukum I Newton
“Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol
(seimbang), maka benda yang mula-mula diam akan terus diam
(mempertahankan keadaan diam), sedangkan jika benda mula-mula
bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (GLB).”
Benda sedang diam; atau
ΣF = 0
Benda
sedang
bergerak
kecepatan tetap (GLB)
dengan
Hukum I Newton disebut juga hukum “kelembaman” (inersia)
(kemalasan)
Inersia adalah sifat benda yang cenderung mempertahankan
keadaan geraknya (diam atau bergerak)
Contoh penerapan hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari:
1. Jika kita sedang naik mobil, tiba-tiba mobil direm, kita akan
terdorong ke depan. Hal ini disebabkan kita tadinya akan
bergerak ke depan sehingga ingin terus bergerak ke depan
meskipun mobil direm.
2. Pemain ice skating akan terus meluncur pada lintasannya, jika
tidak ada gaya luar yang mempengaruhinya
3. Satelit akan terus meluncur pada lintasannya, karena dalam
keadaan seimbang.
2. Hukum II Newton
“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada
suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan
resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”
$ =
12
12 = . $
atau
2
Dimana: ΣF = resultan gaya (kg m/s ) (N)
m = massa benda (kg)
2
a = percepatan benda (m/s )
Contoh hukum II Newton:
(1) Diperlukan gaya yang lebih besar untuk mendorong truk
daripada mendorong sedan.
(2) Untuk benda yang massanya lebih kecil apabila didorong akan
menghasilkan percepatan yang lebih besar.
(3) Ketika supir menginjak pedal gas, mobil bergerak lebih cepat.
(4) Buah kelapa jatuh dari pohon akibat gaya berat.
(5) Balok yang didorong di lantai dapat berhenti akibat gaya
gesekan.
3. Hukum III Newton
Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua (disebut
aksi), maka benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda
pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan (disebut
reaksi)
Ciri-ciri pasangan gaya aksi-reaksi:
(1) besarnya sama,
(2) arahnya berlawanan,
(3) bekerja pada dua benda yang berbeda.
123 = 123
Contoh Hukum III Newton:
(1) Ketika peluru ditembakkan dari sebuah senapan yang kita
pegang, maka senapan akan terdorong ke belakang. Hal ini
disebabkan adanya gaya yang bekerja pada senapan akibat
peluru.
(2) Ketika kaki menendang tembok dengan keras, maka tembok
akan memberikan gaya yang sama besarnya pada kaki,
akibatnya kaki menjadi sakit.
(3) Ketika kaki mendorong lantai ke belakang, maka lantai akan
mendorong kaki ke depan, akibatnya badan kita berjalan maju
ke depan.
(4) Ketika kaki mendorong lantai ke bawah dengan gaya yang lebih
besar dari berat badan, maka lantai mendorong badan ke atas
dengan gaya yang sama besarnya, akibatnya badan meloncat ke
udara.
© fisikareview.wordpress.com
(5) Ketika seekor kuda menarik sebuah kereta, kaki kuda
mendorong tanah ke belakang, maka gaya yang menyebabkan
kuda bergerak maju adalah gaya yang dikerjakan tanah pada
kaki kuda.
(6) Gaya tarik menarik antar benda yang bermassa.
(7) Gaya tarik menarik antara dua muatan tidak sejenis.
(8) Gaya tolak menolak antara dua muatan sejenis.
13
BAB 8. USAHA, ENERGI DAN PESAWAT
SEDERHANA
A. USAHA
Suatu gaya yang bekerja pada benda dikatakan melakukan usaha jika
gaya tersebut menyebabkan benda berpindah tempat.
Jika benda tidak berpindah, maka usahanya nol
Jika gaya tegak lurus arah perpindahannya, maka usahanya nol
Jika benda berpindah dengan kecepatan tetap, maka usahanya
nol
Jika gaya dan perpindahannya searah, maka usahanya positif
Jika gaya dan perpindahannya berlawanan arah, maka usahanya
negatif
Satuan SI untuk usaha adalah Joule
= 12. &
Dimana:
W = usaha (J)
ΣF = resultan gaya (N)
s = perpindahan (m)
B. ENERGI
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha
1. Bentuk-bentuk energi
a. Energi potensial; energi potensial gravitasi bumi adalah energi
yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya terhadap
bumi.
5 = . .. ℎ
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
2
g = percepatan gravitasi (m/s )
h = ketinggian (m)
b. Energi kinetik; energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya
atau kelajuannya
1
53 = . . !
2
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
56 = 57 + 53
2. Hukum Kekekalan Energi
“Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan,
namum dapat berubah dari satu bentuk yang lain.”
→ Energi mekanik
→ Energi kimia
→ Energi bunyi
© fisikareview.wordpress.com
→ Energi listrik
→ Energi kalor
Energi kimia
Energi cahaya
→ Energi listrik
→ Energi kalor
→ Energi listrik
→ Energi kimia
4. Hukum Kekekalan Energi Mekanik
56 = 56!
53 + 57 = 53! + 57!
1
1
. . ! + . .. ℎ = . . ! ! + . .. ℎ!
2
2
5. Hubungan antar usaha dan energi
Usaha sama dengan perubahan energi
C. DAYA
Daya adalah usaha atau perubahan energi setiap satuan waktu
2. &
=
= 2. =
P = daya (W) (Watt) (hp)
F = gaya (N)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
s = perpindahan (m)
1 hp = 746 watt
hp = horse power
Dengan menggunakan pesawat
keuntungan mekanis (KM)
89 =
d. Energi kimia; energi yang tersimpan dalam zat, atau bahan
bakar
e. Energi listrik; energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang
bergerak melalui kabel
f. Energi kalor (panas); energi yang dihasilkan oleh gerak internal
partikel-partikel dalam suatu zat
g. Energi bunyi; energi yang dihasilkan oleh getaran partikelpartikel udara di sekitar sebuah sumber bunyi
h. Energi cahaya; energi yang dihasilkan oleh radiasi gelombang
elektromagnetik
i. Energi nuklir; energi yang dihasilkan oleh reaksi inti atom
Energi listrik
→ Energi bunyi
Energi
mekanik
D. PESAWAT SEDERHANA
Pesawat sederhana berfungsi untuk mempermudah usaha bukan
untuk memperkecil usaha
c. Energi mekanik; energi yang berkaitan dengan gerak atau
kemampuan untuk bergerak.
→ Energi kalor
Benda yang saling
bergesekan
Gong atau bedok yang
dipukul
Turbin, dinamo, generator
Bahan bakar ketika
memasak
Pemakaian aki, baterai
Menjemur pakaian
Solar sel
Mengubah struktur kimia
pada kamera film
= ∆5 = ∆53
Satuan SI untuk energi adalah Joule
3. Perubahan Bentuk Energi
Energi Asal
Energi Akhir
→ Energi cahaya
→ Energi kalor
Contoh
Lampu, senter
Setrika listrik, kompor listrik,
solder, lampu
Kipas angin, motor listrik,
jam tangan, jam dinding
Pengisian aki
Mikrofon, organ, dan alat
musik lainnya
sederhana
akan
diperoleh
0
2
Jenis-Jenis Pesawat Sederhana:
1. Tuas/Pengungkit
Tuas adalah pesawat sederhana yang berbentuk batang keras
sempit yang dapat berputar di sekitar titik tumpu, contohnya
linggris.
Rumus:
2 × :; = 0 × :<
F = kuasa (N)
w = berat beban (N)
lF = lengan kuasa (m)
lw = lengan beban (m)
Rumus panjang tuas:
l = lF + lw
Keuntungan mekanis:
89 =
0 :;
=
2 :<
14
Tuas berfungsi memperbesar gaya, sehingga usaha lebih mudah
dilakukan, tetapi tidak mengurangi usaha yang harus dilakukan
s = panjang bidang miring
h = tinggi bidang miring
Tuas dikelompokkan menjadi 3 yaitu:
a. Tuas kelas pertama; titik tumpu selalu berada di antara kuasa
dan beban. Contoh : linggris, gunting, tang, dan pembuka kaleng,
sekop, dongkrak mobil, lengan yang mengangkat barbell
Contoh bidang miring: baji, sekrup, tangga, pisau, kapak, jalan ke
gunung
b. Tuas kelas kedua; kuasa dan beban berada pada sisi yang sama
dari titik tumpu, dan beban lebih dekat ke titik tumpu daripada
kuasa. Contoh : catut, pembuka botol, dan stapler, gerobak pasir
c. Tuas kelas ketiga; beban dan kuasa berada pada sisi yang sama
dari titik tumpu, tetapi kuasa lebih dekat ke titik tumpu daripada
beban. Contoh: sapu
2. Katrol
Katrol berfungsi mengangkat benda dengan mudah. Cara kerja
katrol sama dengan prinsip tuas.
a. Katrol tunggal tetap
• Fungsi: mengubah arah gaya
• KM = 1, sehingga F = w
• O = titik tumpu
OA = lengan kuasa
OB = lengan beban
• Rumus usaha:
W = beban x kenaikan beban
W = w x Sw
b. katrol tunggal bergerak
• Fungsi: memperbesar gaya, kuasa
• KM = 2, sehingga F = ½ w
• Rumus usaha:
W = beban x kenaikan beban
W = w x Sw
• O = titik tumpu,
OA = lengan beban
OB = lengan kuasa
Untuk sistem katrol (takal) yaitu sistem yang terdiri dari beberapa
buah katrol maka keuntungan mekanis takal sama dengan banyak
tali penanggung beban.
3. Bidang Miring
Bidang miring adalah suatu permukaan miring yang penampangnya
berbentuk segitiga.
Rumus:
0. ℎ = 2. &
Keuntungan mekanis:
89 =
0 &
=
2 ℎ
© fisikareview.wordpress.com
15
BAB 9. TEKANAN
A. TEKANAN PADA ZAT PADAT
Tekanan adalah gaya per satuan luas bidang di mana gaya tersebut
bekerja
Rumus:
P=
2. Bejana Berhubungan
Jika bejana berhubungan diisi zat cair sejenis maka tinggi
permukaan zat cair akan sama
Jika bejana berhubungan diisi zat cair tidak sejenis maka tinggi
permukaan zat cair tidak sama
F
A
Dengan:
2
P = tekanan (N/m ) atau Pa
F = gaya tekan (N)
2
A = luas bidang tekan (m )
5
Ingat: 1 atm = 76 cmHg = 10 Pa
B. TEKANAN DALAM ZAT CAIR
Tekanan yang dakibatkan oleh zat cair pada kedalaman tertentu
disebut tekanan hidostatis
Sifat tekanan hidrostatis:
• Pada kedalaman yang sama, tekanan sama besar dan ke segala
arah
• Semakin ke dalam tekanannya semakin besar
• Bergantung pada massa jenis cairan
• Bergantung pada percepatan gravitasi bumi
• Tidak bergantung pada bentuk wadahnya
Rumus:
P
1
=
P
2
atau
ρ .h = ρ .h
1
1
2
2
Dengan:
3
3
ρ1 = massa jenis cairan 1 (kg/m ) (g/cm )
3
3
ρ1 = massa jenis cairan 2 (kg/m ) (g/cm )
h1 = tinggi zat cair 1 dari bidang batas titik (cm)
h2 = tinggi zat cair 2 dari bidang batas titik (cm)
3. Hukum Archimedes
“Setiap benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam
zat cair akan mendapat gaya ke atas(FA) sebesar berat zat cair yang
didesak oleh benda itu“
Rumus:
Rumus:
> = . .. ℎ
> = '. ℎ
Dengan:
P = tekanan hidrostatis di titik A (Pa)
3
ρ = massa jenis cairan (kg/m )
2
g = percepatan gravitasi (m/s )
h = kedalaman (m)
3
S = berat jenis (N/m )
1. Hukum Pascal
Hukum Pascal dikemukakan oleh ‘Blaise Pascal’ yang berbunyi:
“Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan
diteruskan ke segala arah dengan sama besar”
F
A
= wu − wa =
ρ .g V
a
Dengan:
FA = gaya angkat ke atas pada benda (N)
Wu = berat benda di udara
Wa = berat benda di dalam zat cair (N)
3
ρ = massa jenis cairan (kg/m )
2
g = percepatan gravitasi bumi (m/s )
3
Va = volume benda yang tercelup (m )
Dengan adanya gaya angkat ke atas pada benda, maka benda dapat
terapung, melayang, dan tenggelam
a. Benda terapung; ρ benda < ρ cairan
b. Benda melayang; ρ benda = ρ cairan
c. Benda tenggelam; ρ benda > ρ cairan
Ingat: untuk benda melayang atau terapung berlaku
0 = 2=
Penerapan hukum archimedes antara lain:
Jembatan ponton (jembatan apung), balon udara, kapal laut dan
kapal selam, hidrometer (alat untuk mengukur massa jenis zat cair),
galangan kapal
C. TEKANAN GAS
Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Karena
udara mempunyai berat, maka menyebabkan adanya tekanan dalam
udara yang disebut tekanan atmosfer. Arah tekanan ini ke segala
arah
P
F
F
1
2
=
A
A
1
1
=
P
atau
2
2
F
F
1
2
= d
d
2
1
2
2
Ingat: Tekanan sama bukan gaya
Dengan:
F1 = gaya pada penampang A1 (N)
F2 = gaya pada penampang A2 (N)
2
A1 = luas penampang 1 (m )
2
A2 = luas penampang 2 (m )
Manfaat hukum Pascal yaitu dengan gaya yang kecil dapat
dihasilkan gaya yang besar.
Alat–Alat yang bekerja berdasarkan Hukum Pascal yaitu: dongkrak
hidrolik, pompa hidrolik ban sepeda, rem hidrolik, alat pengangkat
mobil hidrolik, kursi dokter gigi atau pemangkas rambut, elevator
hidrolik.
© fisikareview.wordpress.com
1. Tekanan Gas Dalam Ruang Terbuka
Torricelli berhasil mengukur tekanan udara di ruang terbuka dengan
alat barometer
Dari hasil percobaan didapatkan :
a. Tekanan udara akibat lapisan atmosfer bumi tepat di
permukaan laut adalah sekitar 76 cm air raksa atau 76 cmHg
yang disebut dengan satu atmosfer (1 atm)
b. Setiap kenaikan 100 m dari permukaan laut tekanan udara
berkurang 1 cmHg
Apabila percobaan Torricelli menggunakan air, maka tinggi air yang
dapat ditahan oleh udara sekitar 10 meter.
16
Rumus Barometer raksa terbuka:
?@ = A76 −
3. Hukum Boyle
Robert Boyle menyatakan bahwa:
“hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup adalah
konstan“
ℎ
E F.
100
ℎ = G76 − HI * 100 Rumus:
Alat-alat yang berkerja berdasarkan hukum Boyle:
Manometer air raksa terbuka, manometer air raksa tertutup,
manometer logam, pompa air, pompa udara, pipet, siphon, pompa
tekanan udara, botol setan, tempat minum burung.
Dimana:
Pudara = tekanan udara (cmHg)
h = ketinggian tempat (m)
2. Tekanan Gas Dalam Ruang Tertutup
Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan
udara di dalam ruang tertutup
a. Manometer zat cair terbuka
J = ( + .ℎ
J = ( − .ℎ
Pgas = tekanan gas (cmHg) (atm)
P0 = tekanan udara luar (cmHg) (atm)
3
ρ = massa jenis zat (kg/m )
2
g = percepatan gravitasi (m/s )
h = kedalaman zat cair (m)
Jika zat cair adalah raksa maka:
J = ( + ℎ
J = ( − ℎ
b. Manometer raksa tertutup
J = GℎI F.
c. Manometer Air Terbuka
J = AL +
ℎ
E F.
13,6
© fisikareview.wordpress.com
K = ! K!
17
BAB 10. GETARAN DAN GELOMBANG
A. GETARAN
Getaran adalah gerak bolak-balik suatu benda melalui titik seimbang
secara periodik.
Satu getaran adalah satu kali melakukan gerak bolak balik.
A-O-B-O-A = 1 getaran (n=1)
O-B-O-A-O = 1 getaran (n=1)
B-O-A-O-B = 1 getaran (n=1)
A-O-B = ½ getaran (n= ½)
O-B-O = ½ getaran (n= ½)
Puncak
Dasar
Bukit
Lembah
Amplitudo
A-O = ¼ getaran (n= ¼)
O-B = ¼ getaran (n= ¼)
B,F
D,H
ABC, EFG
CDE, GHI
BB’, DD’, FF’, HH’
A – C – E , E –G – I
B – F (puncak ke puncak)
D – H (dasar ke dasar)
Panjang satu gelombang (O)
Dibaca: lambda
Titik O adalah titik keseimbangan
1. Simpangan dan Amplitudo
Simpangan getaran adalah posisi partikel yang bergetar terhadap
titik keseimbangannya.
Amplitudo getaran (A) adalah simpangan maksimum suatu getaran.
b. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya
sejajar terhadap arah rambatannya.
Contoh: gelombang pada slinki dan gelombang bunyi.
Panjang satu gelombang (λ) adalah jarak 1 renggangan dan 1
rapatan; jarak pusat rapatan ke pusat rapatan; atau jarak pusat
renggangan ke pusat renggangan.
2. Periode dan Frekuensi
Periode (T) getaran adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai
satu kali getaran.
Frekuensi (f) getaran adalah banyaknya getaran tiap satuan waktu.
Rumus:
t
=
n
n
S=
t
1
=
f
Dengan:
T = periode (s)
f = frekuensi (1/s) (Hz)
t = waktu yang diperlukan untuk melakukan sejumlah getaran (s)
n = jumlah getaran dalam waktu t sekon
B. GELOMBANG
Gelombang adalah getaran yang merambat. Dalam perambatannya
gelombang memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain,
sedangkan medium yang dilaluinya tidak ikut merambat.
Menurut mediumnya gelombang dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Gelombang mekanik; gelombang yang dalam perambatannya
memerlukan medium perantara.
Contoh: gelombang bunyi, gelombang pada tali, gelombang air.
b. Gelombang elektromagnetik; gelombang yang dapat merambat
di ruang hampa/tanpa medium.
Contoh: cahaya, gelombang radar, gelombang radio.
Menurut arah rambatnya, gelombang dapat dibagi menjadi dua,
yaitu:
a. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya
tegak lurus terhadap arah rambatannya.
Contoh: gelombang pada tali, gelombang cahaya, gelombang
permukaan air.
© fisikareview.wordpress.com
1. Periode dan Frekuensi gelombang
Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan untuk
menempuh satu panjang gelombang.
Frekuensi gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi
setiap sekon.
Hubungan frekuensi dengan periode gelombang
=
t
n
S=
n
t
=
1
f
2. Cepat rambat gelombang
Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang
dibagi dengan waktu untuk merambat.
=
&
Hubungan panjang gelombang, periode, frekuensi dan cepat
rambat
=
λ
T
= λ. f
18
BAB 11. BUNYI
A. SIFAT-SIFAT BUNYI
Bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar.
Bunyi merupakan gelombang longitudinal, sehingga merambat
dalam bentuk rapatan dan regangan molekul-molekul medium
yang dilaluinya.
Bunyi termasuk gelombang mekanik, karena memerlukan
medium (padat, cair, gas) untuk merambat.
Bunyi merambat paling baik dalam zat padat dan paling buruk
dalam gas.
Bunyi dapat mengalami pemantulan.
B. CEPAT RAMBAT BUNYI
Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak
sumber bunyi ke pendengar dengan selang waktu yang diperlukan
bunyi untuk merambat sampai ke pendengar.
&
=
Dimana:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
s = jarak sumber bunyi ke pendengar (m)
t = waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat (s)
Pada gelombang bunyi juga berlaku rumus
= O. S
Dimana:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
λ = panjang gelombang bunyi (m)
f = frekuensi bunyi (Hz)
1. Pengaruh suhu pada cepat rambat bunyi
Semakin tinggi suhu udara, semakin besar cepat rambatnya
Semakin rendah suhu udara, semakin kecil cepat rambatnya
= L + 0,6. Dimana:
o
v = cepat rambat bunyi pada suhu t C
o
vo= cepat rambat bunyi pada suhu 0 C = 332 m/s
o
t = suhu udara ( C)
Dentum, yaitu bunyi yang frekuensinya tinggi tetapi masih
didengar oleh telinga manusia. Contoh: bunyi bom
Warna bunyi/timbre/kualitas bunyi adalah perbedaan nada yang
dihasilkan sumber bunyi, meskipun frekuensinya sama. Contoh:
nada seruling, gitar, piano tetap dapat dibedakan bunyinya
meskipun frekuensinya sama
Warna bunyi berbeda disebabkan oleh bentuk gelombang yang
berbeda
Bentuk gelombang bunyi berbeda karena adanya perbedaan
frekuensi nada-nada atas, tetapi frekuensi nada dasarnya sama
4. Frekuensi Bunyi pada Interval Nada
Perbandingan frekuensi nada (interval nada)
Perbandingan frekuensi nada dengan nada C
C
D
E
F
G
A
B
C
C
C
C
C
C
C
C
C
:
:
:
:
:
:
:
:
1
:
oktaf
=
=
=
=
=
=
=
=
2
24
27
30
32
36
40
45
48
:
:
:
:
:
:
:
:
:
3
kuint
24
24
24
24
24
24
24
24
:
=
=
=
=
=
=
=
=
4
1
9
5
4
3
5
15
2
:
kuart
:
:
:
:
:
:
:
:
1
8
4
3
2
3
8
1
prime
sekunde
terts
kuart
kuint
sext
septime
oktaf
5 → DIHAPAL!!!
terts
C. HUKUM MARSENNE
Menurut Marsenne, faktor – faktor yang mempengaruhi frekuensi
bunyi seutas senar atau dawai:
1. Panjang senar; semakin panjang senarnya semakin rendah
frekuensinya
2. Luas penampang; semakin besar luas penampangnya, semakin
rendah frekuensinya
3. Massa jenis senar; semakin besar massa jenisnya, semakin
rendah frekuensinya
4. Tegangan senar; semakin besar tegangan senar, semakin tinggi
frekuensinya
Rumus Marsenne
3
Syarat untuk terjadi dan terdengarnya bunyi yaitu:
(1) Adanya benda yang bergetar (sumber bunyi)
(2) Adanya zat perantara (medium)
(3) Adanya penerima yang berada di dekat sumber
2. Jenis-jenis bunyi berdasarkan frekuensinya
1. Infrasonik
• infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz
• infrasonik dapat didengar oleh jangkrik, anjing
2. Audiosonik
• Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya berkisar 20 Hz –
20.000 Hz
• Audiosonik dapat didengar oleh telinga manusia
3. Ultrasonik
• Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz
• Ultrasonik dapat didengar oleh lumba-lumba dan kelelawar
• Ultrasonik dimanfaatkan untuk :
a. Kaca mata tuna netra
b. Ultrasonografi (USG)
c. Membunuh bakteri dalam makanan yang akan diawetkan
d. Mencampur logam agar merata
e. Mengukur kedalaman laut
3. Macam-macam bunyi
Nada, yaitu bunyi yang frekuensinya tetap dan teratur
Tinggi rendahnya nada pada bunyi tergantung pada frekuensi
bunyi
Kuat lemahnya bunyi tergantung pada amplitudo bunyi
Desah, yaitu bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Contoh:
suara angin, suara ombak
© fisikareview.wordpress.com
S=
1
X
2 . W
ρ = massa jenis senar (kg/m )
f = frekuensi senar (Hz)
L = panjang senar (m)
T = tegangan senar (N)
2
A = luas penampang senar (m )
Untuk perbandingan dua buah senar berlaku
S! V! . . VW
=
S V . ! . VW!
D. RESONANSI
Resonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda bila benda lain
bergetar didekatnya.
Frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi benda
yang ikut bergetar
Misalnya pada gambar, jika bandul A digetarkan maka bandul C
ikut bergetar (beresonansi)
Rumus Panjang kolom udara
Y
= O
4
L = panjang kolom udara
λ = panjang gelombang
Resonansi pertama (n=1)
Resonansi kedua (n=3)
Resonansi ketiga (n=5), dst
19
E. PEMANTULAN BUNYI
1. Hukum Pemantulan Bunyi
a. Bunyi datang, bunyi pantul dan garis normal terletak pada satu
bidang datar.
b.
Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)
2. Macam-macam bunyi pantul
(a) Bunyi pantul yang bersamaan dengan bunyi asli
Bunyi ini terjadi jika jarak antara sumber bunyi dengan dinding
pemantul cukup dekat. Bunyi ini memperkuat bunyi asli.
Misalnya di dalam kamar, di ruang kelas.
(b) Gaung/kerdam adalah bunyi pantul yang sebagian bersamaan
dengan bunyi aslinya, sehingga bunyi aslinya tidak jelas. Bunyi ini
terjadi jika jarak antara sumber dengan dinding pemantul agak
jauh. Misalnya di dalam gedung bioskop
Misalkan kita mengucapkan kata “matahari”
Bunyi asli
: Ma – ta
– ha – ri
Bunyi pantul
Ma – ta – ha – ri
Terdengar
: Ma
– ri
(c) Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli
selesai diucapkan. Bunyi ini tejadi jika jarak antara sumber
dengan dinding pemantul cukup jauh. Misalnya di lereng bukit
dan lembah
Misalkan kita mengucapkan kata “matahari”
Bunyi asli
: Ma – ta – ha – ri
Bunyi pantul
Ma – ta – ha – ri
Terdengar
: Ma – ta – ha – ri – Ma – ta – ha – ri
Zat-zat yang dapat menyerap bunyi yang diterimanya disebut zat
peredam bunyi. Misalnya karpet, karet, karton, busa, wol, gabus,
dsb.
3. Manfaat Bunyi Pantul
(1) Mengukur kedalaman laut
(2) Survey geofisika
(3) Ultrasonografi (USG)
(4) Kacamata tunanetra
(5) Mendeteksi cacat dan retak pada logam
(6) Mengukur ketebalan pelat logam
(7) Menentukan cepat rambat bunyi di udara
(8) Sebagai sonar
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat bunyi
1. Amplitudo sumber bunyi
2. Jarak antara sumber bunyi dengan pendengar
3. Adanya resonansi
4. Adanya dinding pemantul
Rumus pemantulan bunyi:
=
& 2[
=
d = jarak bunyi ke dinding pemantul (m)
t = waktu (s)
F. EFEK DOPPLER
Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi yang terdengar oleh
pendengar karena gerak sumber bunyi atau pendengar. Jika sumber
bunyi mendekati pendengar, maka pendengar akan menerima
getaran yang lebih banyak sehingga frekuensi bunyi lebih tinggi.
Sebaliknya, jika sumber bunyi menjauhi pendengar, pendengar akan
menerima getaran lebih sedikit sehingga frekuensi bunyi lebih
rendah, tetapi frekuensi asal tidak berubah.
© fisikareview.wordpress.com
20
Bagian-bagian cermin cekung
BAB 12. CAHAYA
Cahaya merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik
sehingga dapat merambat tanpa memerlukan medium perantara
(vakum).
Sifat-sifat cahaya:
(1) merambat lurus
(2) memiliki energi dalam bentuk radiasi
(3) dapat dipantulkan
(4) dapat dibiaskan
(5) dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi),
perpaduan (interferensi), lenturan (difraksi), pengutuban
(polarisasi)
Identifikasi cahaya
Merupakan gelombang elektromagnetik, dapat merambat
melalui vakum (hampa udara)
Merupakan gelombang transversal
Kelajuan cahaya (c) = 300 000 000 m/s
Cahaya merambat menurut garis lurus, sehingga apabila mengenai
suatu benda dapat menghasilkan bayangan. Bayang-bayang terdiri
dari bayang-bayang gelap (umbra) dan bayang-bayang kabur
(penumbra)
A. PEMANTULAN CAHAYA (REFLECTION)
Cahaya dapat dipantulkan. Ada 2 jenis pemantulan cahaya yaitu :
1. Pemantulan teratur adalah pemantulan yang terjadi jika
permukaan benda yang memantulkan rata (licin/mengkilap) dan
halus
2. Pemantulan baur (difus) adalah pemantulan yang terjadi jika
permukaan benda yang memantulkan tidak rata atau kasar
1. Hukum pemantulan Cahaya
1. Sinar datang, garis normal, sinar pantul, berpotongan pada satu
titik dan terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)
2. Pemantulan pada cermin datar
Sifat-sifat bayangan pada cermin datar
1. maya (di belakang cermin, tidak dapat ditangkap layar)
2. sama besar dengan bendanya
3. tegak
4. menghadap terbalik dengan bendanya
5. jarak benda ke cermin = jarak bayangan dari cermin
Catatan:
1. Apabila cermin digeser sejauh x cm, maka jarak antara
bayangan awal dan bayangan akhir bergeser sejauh 2x cm
2. Untuk melihat bayangan seluruh badan kita, panjang
cermin minimal yang diperlukan = setengah dari tinggi
seluruh badan
3. Untuk dua cermin datar yang membentuk sudut α, dapat
menghasilkan bayangan sebanyak Y =
"\L
]
−1
3. Pemantulan pada cermin lengkung
a. Pemantulan Cahaya pada cermin cekung (concave mirror)
Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya sehingga disebut
cermin konvergen
© fisikareview.wordpress.com
Keterangan:
M = R = 2f = pusat kelengkungan cermin, jari-jari
F = titik fokus, titik api
O = titik pusat bidang cermin
Ruang I diantara O dan F
Ruang III > OM
Ruang II diantara F dan M
Ruang IV di belakang cermin
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
1. sinar datang sejajar dengan sumbu utama cermin, dipantulkan
melalui titik fokus
2.
sinar datang melalui titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu
utama cermin
3.
sinar datang melalui titik pusat kelengkungan M, dipantulkan
melalui titik pusat kelengkungan tsb
Cara menghafal sifat bayangan
1. Ruang benda + Ruang bayangan = 5
2. Jika bayangan di depan cermin: nyata, terbalik
Jika bayangan di belakang cermin: maya, tegak
3. Jika ruang bayangan > ruang benda: bayangan diperbesar
Jika ruang bayangan < ruang benda: bayangan diperkecil
4. Jika benda yang terletak di depan cermin digerakkan mendekati
cermin maka diperoleh bayangan makin besar.
Penggunaan cermin cekung: untuk berdandan, pemantul pada
lampu sorot mobil dan lampu senter
b. Pemantulan pada cermin cembung (conveks mirror)
Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya sehingga disebut
dengan cermin divergen.
Bagian-bagian cermin cembung
Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung
1. sinar datang sejajar dengan sumbu utama cermin, dipantulkan
seolah-olah datang dari titik fokus f
21
2. Sinar datang menuju titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu
utama cermin
3. sinar datang menuju titik pusat kelengkungan M, dipantulkan
seolah-olah dari titik pusat kelengkungan tsb.
Rapat atau tidaknya medium ditentukan berdasarkan angka indeks
bias mediumnya (n). Makin besar nilai indeks bias mediumnnya
maka semakin rapat mediumnya.
Medium
Vakum
Udara
Air
Gelas
Intan
Indeks bias
1,0000
1,0003 = 1
1,33 = 4/3
1,5 – 1,9
2,42
Sewaktu cahaya merambat dari suatu medium ke medium lainnya
maka:
1. cepat rambat gelombang berubah (v)
2. panjang gelombang berubah (λ)
3. frekuensi gelombang cahaya tetap (f)
Sifat bayangan pada cermin cembung selalu: maya, tegak,
diperkecil. (karena benda selalu di ruang IV, sehingga bayangan
selalu di ruang I)
Penggunaan cermin cembung: kaca spion mobil, kaca yang
dipasang pada persimpangan jalan
4. Rumus pembentukan bayangan pada cermin
1 1 1
= +
S & &′
_
S=
2
9=`
&K
ℎK
`=
&
ℎ
S=
&. &′
& + &′
&′. S
&=
&′ − S
&. S
&′ =
&−S
Keterangan:
f = fokus cermin
s = jarak benda ke cermin
’
s = jarak bayangan ke cermin
M = perbersaran cermin
h = tinggi benda
’
h = tinggi bayangan
Perjanjian tanda pada cermin
s bertanda + jika benda terletak di depan cermin (benda nyata)
s bertanda – jika benda terletak di belakang cermin (benda maya)
s’ bertanda + jika bayangan di depan cermin (bayangan nyata)
s’ bertanda – jika bayangan di belakang cermin (bayangan maya)
f dan R bertanda + untuk cermin cekung
f dan R bertanda – untuk cermin cembung
B. PEMBIASAN CAHAYA (REFRACTION)
Pembiasan adalah peristiwa pembelokan cahaya pada saat
mengenai bidang batas antara dua medium yang berbeda
kerapatannya.
Y=
Rumus pembiasan cahaya
Y = ! Y!
O Y = O! Y!
Keterangan:
8
c = cepat rambat cahaya dalam vakum/udara (3 × 10 m/s)
n1 = indeks bias medium 1
n2 = indeks bias medium 2
λ1 = panjang gelombang pada medium 1
λ2 = panjang gelombang pada medium 2
v1 = cepat rambat gelombang pada medium 1
v2 = cepat rambat gelombang pada medium 2
Ketika cahaya melewati dua medium yang berbeda, selain
mengalami pembiasan, cahaya juga mengalami pemantulan
2. Pemantulan Sempurna
Keterangan:
o
(1) Sinar datang tegak lurus (sudut datang 0 ) dari air ke udara,
tidak dibiaskan tetapi diteruskan
(2) Sinar datang dari air ke udara dibiaskan menjauhi garis normal
o
(3) Sinar datang dari air ke udara, dibiaskan maksimum 90 . Sudut
datang ini disebut sudut kritis (sudut batas).
(4) Sinar datang lebih besar dari sudut kritis, tidak mengalami
pembiasan lagi, tetapi mengalami pemantulan sempurna.
3. Syarat terjadinya pemantulan sempurna
1. Sinar harus datang dari medium lebih rapat ke medium kurang
rapat.
2. Sudut datang harus lebih besar dari sudut kritis (ik)
0
1. Hukum Snellius tentang Pembiasan
Hukum I Snellius: “sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak
pada satu bidang datar.”
Hukum II Snellius: “jika sinar datang dari medium kurang rapat ke
medium lebih rapat, maka sinar dibelokkan mendekati garis normal;
dan sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat,
maka sinar dibelokkan menjauhi garis normal.
Sudut kritis adalah sudut datang yang menghasilkan sudut bias 90
Contoh pemantulan sempurna:
1. fatamorgana: permukaan jalan tampak berair
2. pemantulan sempurna pada kabel serat optic
3. berlian tampak berkilau
4. pemantulan sempurna pada prisma kaca,dll.
4. Pembiasan cahaya pada lensa
Lensa adalah benda optik tembus cahaya yang dibatasi oleh dua
permukaan bidang lengkung
a. Pembiasan cahaya pada lensa cembung (convex lens)
Lensa cembung bersifat mengumpulkan cahaya sehingga disebut
lensa konvergen
Jenis-jenis lensa cembung
1. Lensa Cembung rangkap (bikonbeks)
2. Lensa Cembung yang datar (Plan-konveks)
3. Lensa Cembung yang cekung (Konveks-konkaf)
© fisikareview.wordpress.com
22
Bagian-bagian lensa cembung
2. sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif f2, dibiaskan
sejajar sumbu utama
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung
1. sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
aktif f1
3. sinar datang melalui titik pusat optik O, diteruskan tanpa
dibiaskan
Sifat bayangan pada lensa cekung selalu: maya, tegak, diperkecil.
2. sinar datang melalui titik fokus pasif f2, dibiaskan sejajar sumbu
utama
Penggunaan lensa cekung: kacamata rabun jauh, lensa pada
teropong panggung (Galileo), dsb.
5. Rumus Pembentukan bayangan pada lensa
1 1 1
= +
S & &′
3. sinar datang melalui titik pusat optik O, diteruskan tanpa
dibiaskan
S=
9=`
_
2
&K
ℎK
`=
&
ℎ
S=
&=
&′ =
&. &′
& + &′
&′. S
&′ − S
&. S
&−S
6. Kekuatan Lensa
Cara menghafal sifat bayangan pada lensa cembung sama dengan
pada cermin cekung
Penggunaan lensa cembung: kacamata rabun dekat, lup (kaca
pembesar), lensa-lensa pada teropong, mikroskop, dsb.
b. Pembiasan pada lensa cekung (concave lens)
Lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya sehingga disebut
dengan lensa divergen
Jenis-jenis lensa cekung
1. Lensa Cekung rangkap (bikonkaf)
2. Lensa Cekung yang datar (Plan-konkaf)
3. Lensa Cekung yang cembung (Konkaf-konveks)
Bagian – bagian lensa cekung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung
1. sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan akan
berasal dari titik fokus aktif f1
© fisikareview.wordpress.com
=
1
100
=
SGI SGI
Untuk menambah kekuatan lensa kita dapat gunakan gabungan
lensa dengan sumbu utama dan bidang batas kedua lensa saling
berhimpit satu sama lain. Dari penggabungan lensa ini maka akan
didapatkan fokus gabungan yang memenuhi hubungan
1
SJa
=
1 1 1
1
+ + + ⋯+
S S! S"
Sb
Ja = + ! + " … + b
Keterangan:
f = fokus lensa
s = jarak benda ke lensa
’
s = jarak bayangan ke lensa
M = perbesaran lensa
P = kekuatan lensa (dioptri)
Perjanjian tanda pada lensa
s bertanda + jika benda terletak di depan lensa (benda nyata)
s bertanda – jika benda terletak di belakang lensa (benda maya)
s’ bertanda + jika bayangan di belakang lensa (bayangan nyata)
s’ bertanda – jika bayangan di depan lensa (bayangan maya)
f dan R bertanda + untuk lensa cembung atau konveks
f dan R bertanda – untuk lensa cekung atau konkaf
23
BAB 13. ALAT-ALAT OPTIK
A. MATA
1. Bagian-bagian mata
b) Rabun dekat/ terang jauh/ farsighted (hipermetropi)
• Mata rabun dekat dapat melihat benda jauh, tetapi tidak dapat
melihat benda dekat
• PP > 25 cm dan PR = ~
• Ketika melihat benda dekat (berakomodasi maksimum)
bayangan jatuh di belakang retina
• Untuk mengoreksi hipermetropi digunakan lensa cembung yang
bersifat konvergen
• Pada lensa kacamata berlaku s’ = - PP dan s = 25 cm
=
Kornea mata
(cornea)
Iris
Pupil
Lensa mata
Retina
Aqueous
humour
Otot siliar
(Ciliary muscle)
Saraf mata
(Optic nerve)
Lapisan terluar mata yang dilapisi selaput bening
dan berfungsi menerima dan meneruskan
cahaya yang masuk pada mata, serta melindungi
bagian mata
Selaput tipis yang membentuk celah lingkaran
dan berfungsi memberi warna pada mata
Celah lingkaran yang dibentuk iris dan berfungsi
mengatur banyaknya (intensitas) cahaya yang
masuk ke dalam mata
Berbentuk cembung, elastis, dan bening dan
berfungsi untuk membiaskan cahaya dari benda
supaya terbentuk bayangan pada retina
Tempat jatuhnya cahaya yang masuk ke mata
Cairan di depan lensa mata untuk membiaskan
cahaya ke dalam mata
Otot yang mengatur cembung pipihnya lensa
mata atau yang mengatur jarak fokus lensa mata
Berfungsi meneruskan rangsangan bayangan dari
retina menuju ke otak
100 100
−
&
P = kekuatan lensa (dioptri)
c) Mata tua (Presbiop)
• Mata tua sulit melihat benda jauh maupun dekat
• PP > 25 cm dan PR = jarak tertentu
• Untuk mengoreksi presbiop digunakan lensa rangkap (bifocal)
yaitu lensa atas cekung dan lensa bawah cembung
d) Astigmatis
Astigmatis disebabkan oleh kornea atau lensa yang kurang bundar
sehingga benda titik difokuskan sebagai garis pendek, yang
mengaburkan bayangan. Hal ini dikarenakan kornea berbentuk sferis
dengan bagian silindrisnya bertumpuk.
e) Katarak atau glukoma
B. KAMERA
Bagian-bagian kamera
Bayangan yang dibentuk oleh mata bersifat nyata, terbalik dan
diperkecil
Daya akomodasi mata adalah kemampuan mata untuk
mencembung atau memipihkan lensa mata
Ketika mata dalam keadaan cembung minimum (paling pipih)
untuk melihat sesuatu pada jarak paling jauh yang masih dapat
dilihat oleh mata (titik jauh mata) dikatakan mata tidak
berakomodasi
Ketika mata dalam keadaan cembung maksimum untuk melihat
sesuatu pada jarak paling dekat (titik dekat mata) yang masih
dapat dilihat oleh mata dikatakan mata berakomodasi
maksimum
Titik dekat mata (Punctum Proximum = PP) adalah titik terdekat
yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas
Titik jauh mata (Punctum Remotum = PR) adalah titik terjauh
yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas
Lensa
Aperture (diafragma)
Film
Memfokuskan objek
Mengatur banyaknya cahaya yang masuk
Tempat jatuh bayangan yang difokuskan
Bayangan yang dihasilkan oleh kamera bersifat nyata, terbalik dan
diperkecil
Rumus pada kamera sama dengan rumus pada lensa
Rumus Pergeseran Lensa Kamera
[ = &′3> − &′<
Jika d bertanda – artinya lensa digeser ke dalam (mendekati film)
Jika d bertanda + artinya lensa digeser ke luar (menjauhi film)
Untuk mata normal (emetropi) : PP = 25 cm dan PR = ~
2. Cacat Mata
a) Rabun jauh/ terang dekat/ nearsighted (miopi)
• Mata rabun jauh dapat melihat benda dekat, tetapi tidak dapat
melihat benda jauh
• PP < 25 cm dan PR = jarak tertentu (x)
• Ketika melihat benda jauh (tanpa akomodasi) bayangan jatuh di
depan retina
• Untuk mengoreksi miopi digunakan lensa cekung yang bersifat
divergen
100
• Pada lensa kacamata berlaku s’ = - PR dan s = ~
=−
_
© fisikareview.wordpress.com
C. SLIDE PROYEKTOR
• Slide proyektor digunakan untuk memproyeksikan sebuah benda
diapositif sehingga diperoleh bayangan nyata, terbalik dan
diperbesar pada layar.
D. LUP (KACA PEMBESAR)
- Lup adalah lensa cembung yang dapat dipakai untuk melihat
benda yang sangat kecil karena lup memiliki perbesaran anguler
- Perbesaran anguler (Ma) adalah perbandingan ukuran anguler
yang dilihat oleh alat optik (θ) dengan yang dilihat oleh mata
telanjang (θ0)
- Untuk melihat bayangan pada lup dengan jelas benda harus
diletakkan di antara O dan F atau di ruang I
- Sifat bayangan yang dihasilkan lup : maya, tegak, dan diperbesar
- Penggunaan normal sebuah lup adalah untuk mata berakomodasi
maksimum
24
- Perbesaran Lup untuk emetrop (PP = 25 cm atau 30 cm, PR = ~)
Tanpa akomodasi
9 =
S
Akomodasi maksimum
9 =
+1
S
E. MIKROSKOP
- Mikroskop dipakai untuk melihat benda yang sangat kecil dan
memiliki perbesaran anguler yang lebih besar dari lup
- Terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif (dekat ke
benda) dan lensa okuler (dekat ke mata)
- Jarak fokus okuler (fok) lebih besar dari jarak fokus lensa objektif
(fob)
S(3 > S(a
- Letak benda harus di antara fob dan 2f0b
S(a < &(a < 2S(a
- Sifat bayangan pada lensa objektif : nyata, terbalik, diperbesar
- Sifat bayangan pada lensa okuler : maya, tegak, diperbesar
- Sifat bayangan akhir oleh mikroskop : maya, terbalik, diperbesar
Rumus Mikroskop
9 = 9(a × 9(3
&′(a
9(a =
&(a
9(3 =
9(3 =
77
g
atau
+1
S
Panjang mikroskop (d)
Untuk mata tidak berakomodasi
[ = &′(a + S(3
Untuk mata berakomoadasi
[ = &′(a + &(3
Pemakaian normal mikroskop adalah
dengan mata berakomodasi maksimum
Rumus Perbesaran Anguler Teropong
Untuk mata tidak berakomodasi
S(a
9=
S(3
Untuk mata berakomoadasi
S(a
9=
&(3
Panjang Teropong (d)
Untuk mata tidak berakomodasi
[ = S(a + S(3
Untuk mata berakomoadasi
[ = S(a + &(3
Pemakaian normal teropong adalah
dengan mata tidak berakomodasi
b. Teropong Bumi (Yojana)
- Terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif) dan lensa
okuler dan di antara kedua lensa terdapat lensa pembalik
- Lensa pembalik (cembung) berfungsi hanya untuk membalikkan
bayangan tanpa disertai perbesaran bayangan
Panjang Teropong (d)
Untuk mata tidak berakomodasi
[ = S(a + S(3 + 4S
Untuk mata berakomoadasi maksimum
[ = S(a + &(3 + 4S
F. TEROPONG ATAU TELESKOP
- Teropong dipakai untuk melihat benda yang sangat jauh agar
tampak lebih dekat dan jelas
- Ada 2 jenis utama teropong
a. Teropong bias: disusun dari beberapa lensa
cth: teropong bintang/astronomi, teropong bumi, teropong
panggung (Galileo)
b. Teropong pantul: disusun dari lensa dan cermin
cth: teropong antariksa Hubble
a. Teropong Bintang/Astronomi
- Terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif (dekat ke
benda) dan lensa okuler (dekat ke mata)
- Jarak fokus lensa objektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler
S(a > S(3
- Sifat bayangan pada lensa objektif: nyata, terbalik, diperkecil
- Sifat bayangan pada lensa okuler: maya, tegak, diperbesar
- Sifat bayangan akhir: maya, terbalik, diperbersar
© fisikareview.wordpress.com
c. Teropong Panggung (galileo)
- Terdiri dari dua lensa, yaitu lensa objektif cembung dan lensa
okuler cekung
- Jarak fokus lensa objektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler
S(a > S(3
25
Rumus Perbesaran Anguler Teropong
S(a
9=
S(3
Panjang Teropong (d)
[ = S(a + S(3
fok bertanda (–) karena lensa okuler
adalah lensa cekung
d. Teropong Prisma (Binoculer)
- Terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif) dan lensa
okuler dan di antara kedua lensa terdapat lensa pembalik
- Lensa pembalik adalah sepasang prisma segitiga siku-siku. Prisma
ini memakai prinsip pemantulan sempurna untuk membalikkan
bayangan supaya menjadi tegak dari semula.
G. PERISKOP
Sebuah periskop terdiri atas satu lensa positif (cembung) sebagai
objektif dan dua prisma siku-siku sama kaki serta satu lensa positif
sebagai okuler. Periskop biasanya digunakan pada kapal selam untuk
mengintai kapal-kapal musuh atau melihat benda-benda di atas
permukaan laut.
© fisikareview.wordpress.com
26
BAB 14. LISTRIK STATIS
A. ATOM
1. Model Atom
Semua benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil
yang disebut atom.
Atom terdiri atas inti atom (nucleon) yang terletak di tengahtengah dan dikelilingi oleh elektron yang berada dikulitnya.
Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Inti atom bermuatan
positif.
b. Muatan Listrik secara Konduksi
Bahan konduktor dapat diberi muatan listrik dengan cara konduksi.
Bahan konduktor adalah bahan tertentu yang memungkinkan
sejumlah elektron mengalir secara bebas pada keseluruhan badan
sehingga dapat menghantarkan muatan listrik, sedangkan bahan
isolator adalah bahan yang sangat sukar atau sama sekali tidak
menghantarkan muatan listrik.
Dalam memberi muatan secara konduksi terjadi kontak langsung
antara kedua benda, dan elektron mengalir dari satu benda ke
benda lainnya.
c. Muatan Listrik secara Induksi
Induksi adalah pemisahan muatan listrik dalam suatu penghantar
karena penghantar itu didekati oleh benda bermuatan listrik. Jika
benda yang digunakan untuk menginduksi bermuatan listrik negatif,
maka muatan listrik yang diperoleh adalah muatan listrik positif,
demikian sebaliknya.
B. ELEKTROSKOP
Fungsi elektroskop ada dua, yaitu:
1. Untuk mendeteksi adanya muatan listrik pada sebuah benda.
Proton; partikel yang bermuatan positif.
o
mp = 1,674.10-27 kg
o
qp = +1,6.10-19 C
Elektron; partikel yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi
inti atom dan dapat berpindah ke atom lain (mudah lepas).
o
me = 9,11.10-31 kg
o
qe = +1,6.10-19 C
Neutron; partikel yang tidak bermuatan atau netral.
o
mn =1,674.10-27 kg
2. Jenis-Jenis Muatan
Atom tidak bermuatan (netral), apabila jumlah proton sama
dengan jumlah electron.
Atom bermuatan positif, apabila jumlah proton lebih banyak dari
pada jumlah elektron.
Atom bermuatan negatif, apabila jumlah elekron lebih banyak
dari pada jumlah proton.
Benda yang bermuatan listrik sejenis akan tolak menolak dan
yang tidak sejenis akan tarik menarik
Untuk memberi muatan listrik pada suatu benda dapat dilakukan
dengan 3 cara yaitu: secara gosokan, sentuhan (konduksi), dan
induksi.
a. Muatan listrik dengan cara menggosok
Ketika mistar plastik kita gosokkan pada kain wol, terjadi
perpindahan elektron dari kain wol ke mistar sehingga mistar akan
kelebihan elektron dan kain wol akan kekurangan elektron. Karena
mistar kelebihan elektron, maka bermuatan negatif sedangkan kain
wol akan bermuatan positif karena kekurangan elektron. Contoh
benda yang dapat bermuatan listrik karena digosok dengan benda
lain sebagai berikut:
Keterangan
Plastik digosok dengan kain wol
Sisir digosok dengan rambut
Ebonit digosok dengan kain wol
Kaca digosok dengan kain sutera
© fisikareview.wordpress.com
Jenis muatan benda
Plastik (-)
Wol (+)
Sisir (-)
Rambut(+)
Ebonit(-)
Wol (+)
Kaca (+)
Sutera(-)
Jika kepala elektroskop netral, maka daun-daunnya dalam keadaan
tertutup. Tetapi, bila disentuhkan dengan benda bermuatan listrik,
maka daunnya akan terbuka/mekar. Makin banyak muatan listrik
yang disentuhkan, makin besar pula daun-daun elektroskop terbuka.
2. Untuk menguji jenis muatan listrik pada benda.
Elektroskop yang telah bermuatan listrik dapat digunakan untuk
mengetahui jenis muatan benda.
• Jika daun elektroskop makin kuncup, berarti muatan listrik
kepala elektroskop dan benda yang didekatkan tidak sejenis.
• Jika daun elektroskop makin mekar, berarti muatan listrik kepala
elektroskop dan benda yang didekatkan sejenis.
Misalkan kita memiliki elektroskop yang bermuatan positif.
- Jika benda bermuatan positif kita dekatkan maka daun
elektoskop makin mekar.
- Jika benda bermuatan negatif kita dekatkan maka daun
elektroskop makin kuncup.
C. MUATAN LISTRIK PADA KONDUKTOR
1. Generator Van de Graff
Generator Van de Graff
27
Muatan listrik yang diperoleh dengan cara menggosok sangat kecil.
Untuk memperoleh muatan listrik yang sangat besar digunakanlah
generator Van de Graff. Alat ini bekerja berdasarkan gesekan yang
dapat menimbulkan induksi listrik.
2. Distribusi Muatan
Pada permukaan luar konduktor berongga
distribusi muatan listrik terpusat pada
lengkung yang tajam.
D. HUKUM COULOMB
1. Gaya Coulomb
Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak antara dua muatan
listrik sebanding dengan besarnya muatan listrik masing-masing dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua
muatan tersebut.
2 = h.
Dengan:
F
Q1, Q2
R
k
!
i!
= gaya coulomb (N, dyne)
= besarnya muatan benda pertama dan kedua (C, μC)
= jarak antara dua muatan (m, cm)
9
2 -2
= konstanta = 9.10 N.m .C atau
2
-2
1 dyne.cm . μC
2. Medan listrik
Medan listrik adalah daerah di sekitar suatu muatan listrik yang
masih dipengaruhi oleh gaya listrik atau gaya coulomb.
Arah Medan listrik adalah menjauhi muatan positif dan mendekati
muatan negatif seperti pada gambar berikut:
E. POTENSIAL LISTRIK
1. Potensial listrik
Potensial listrik adalah energi potensial per satuan muatan listrik.
K =
Dengan:
V = potensial listrik (Volt) (V)
W = energi potensial listrik (J)
Q = muatan listrik (C)
2. Aliran Muatan Listrik
Bola A mempunyai potensial lebih tinggi daripada bola B karena
mempunyai muatan yang lebih banyak.
Proton mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.
Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Arus listrik searah dengan arah aliran proton dan berlawanan
dengan aliran elektron.
Bila kedua muatan disentuhkan maka akan terjadi perpindahan
elektron sehingga jumlah kedua muatan benda menjadi sama
© fisikareview.wordpress.com
28
BAB 15. LISTRIK DINAMIS
A. MUATAN DAN ARUS LISTRIK
Pengertian arus listrik ada 2 yaitu:
1. Arus elektron
Aliran elektron-elektron melalui konduktor dari potensial rendah ke
potensial tinggi. (dari terminal negatif ke terminal positif)
2. Arus proton (arus konvensional)
Aliran proton melalui konduktor dari potensial tinggi ke potensial
rendah. (dari terminal positif ke terminal negatif)
•
Rangkaian seri memperbesar hambatan suatu rangkaian
_ = _ + _! + _" + ⋯
•
Besar kuat arus yang melalui tiap hambatan sama besar
k = k = k! = k"
•
Besar tegangan pada ujung hambatan pengganti sama dengan
penjumlahan tegangan masing-masing resistor
K = K + K! + K"
•
Susunan seri berfungsi sebagai pembagi tegangan
K : K! : K" : … = _ : _! : _" : …
K =
_
_!
_"
K ; K! =
K ; K" =
K
_
_
_ b. Susunan paralel
Syarat arus listrik dapat mengalir adalah:
(1) Rangkaian tertutup
(2) Ada beda potensial antara kedua ujung penghantar
Besarnya kuat arus listrik (I) dapat didefinisikan sebagai banyaknya
muatan listrik (Q) yang mengalir melalui penampang seutas kawat
penghantar per satuan waktu (t)
k=
= Y. m
l
Dimana:
I = kuat arus listrik (ampere) (A)
n = jumlah elektron
Q = muatan listrik (coulomb) (C)
-19
e = muatan elementer = 1,6 × 10 coulomb
t = selang waktu (sekon) (s)
B. HUKUM OHM
“Tegangan (V) pada komponen listrik sebanding dengan kuat arus
listrik (I) yang mengalir melalui komponen tersebut asalkan suhu
komponen dijaga tetap”
K = k. _ $$n k =
K
_
Besar hambatan listrik pada kawat penghantar
_=
W
ρ = hambat jenis kawat (Ω m)
L = panjang kawat (m)
2
A = luas penampang kawat (m )
C. HUKUM KIRCHOFF I
“Pada rangkaian listrik yang bercabang, jumlah kuat arus yang
masuk pada suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang
keluar dari titik cabang itu.”
1k?3 = 1k3?
D. SUSUNAN RANGKAIAN HAMBATAN LISTRIK
a. Susunan seri
•
Rangkaian paralel memperkecil hambatan suatu rangkaian
•
Besar tegangan yang melalui tiap hambatan sama besar
1
1
1
1
=
+
+
+⋯
_ _ _! _"
K = K = K! = K"
•
Besar kuat arus pada ujung hambatan pengganti sama dengan
penjumlahan kuat arus masing-masing resistor
k = k + k! + k"
•
Susunan paralel berfungsi sebagai pembagi arus
k : k! : k" : … =
k =
1 1 1
: : :…
_ _! _"
_
_
_
k ; k! =
k ; k" =
k
_ _! _" E. KONSEP GAYA GERAK LISTRIK (ELECTROMOTIVEFORCE) (EMF) (Ε)
DAN TEGANGAN JEPIT (V)
Kutub-kutub sumber tegangan sebelum mengalirkan arus disebut
gaya gerak listrik (GGL) atau emf (electromotiveforce), sedangkan
kutub-kutub sumber tegangan selama megalirkan arus disebut
beda potensial atau tegangan jepit (V).
K = q − k. i
k. _ = q − k. i
q
k=
_+i
r = hambatan dalam sumber arus (batere) (Ω)
F. SUSUNAN ELEMEN (BATERAI)
1. Susunan seri
q = q + q! + q" + ⋯
i = i + i! + i" + ⋯
2. Susunan paralel
© fisikareview.wordpress.com
q = q = q! = q"
1
1 1 1
= + + +⋯
i i i! i"
29
G. JEMBATAN WHEATSTONE
Syarat supaya rangkaian merupakan jembatan wheatstone adalah:
“hasil kali dua resistor yang saling berhadapan sama besar”
Syarat jembatan wheatstone
R1 R4 = R2 R3
X L2 = R L1
Arus pada Galvanometer = 0 A
H. AMPEREMETER DAN VOLTMETER
1. Amperemeter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik dan biasanya
dihubungkan seri dengan rangkaian yang akan diukur besar kuat
arusnya.
Cara membaca amperemeter
r=
&h$:$ s$Y. [rnYtnh
× u$$& nhni
&h$:$ HmYnℎ
Batas ukur arus: 0 – 10 mA – 100 mA – 1 A – 5 A
2. Voltmeter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dan
biasanya dihubungkan paralel dengan rangkaian yang akan diukur
besar tegangan listriknya.
Cara membaca voltmeter
K=
&h$:$ s$Y. [rnYtnh
× u$$& nhni
&h$:$ HmYnℎ
© fisikareview.wordpress.com
30
BAB 16. SUMBER ARUS LISTRIK
Pada tahun 1789 ahli anatomi Italia, Luigi Galvani, secara tak
sengaja melihat kaki kodok yang sudah mati bisa terkejut saat pisau
bedahnya menyentuh saraf kaki kodok. Ia berpendapat bahwa efek
kejutan ini berkaitan dengan listrik yang dihasilkan pada saraf dan
otot kaki kodok.
2. Sel Sekunder
Sel sekunder adalah sel listrik yang dapat dimuati ulang ketika
muatannya telah habis (reaksi kimia dalam sel dapat dibalikkan).
a. Sel Timbal Asam = Akumulator = Aki
• Anoda (kutub positif) = timbal berlapis timbal dioksida
• Katoda (kutub negatif) = timbal (Pb)
• Elektrolit (cairan dalam sel) = asam sulfat encer
Alessandro Volta tidak sependapat dengan Galvani. Ia berpendapat
bahwa kejutan listrik pada kaki kodok disebabkan oleh dua logam
yang berbeda jenis. Untuk menguji hipotesisnya ia melakukan
eksperimen dan berhasil membuat baterai praktis pertama yang
diberi nama tumpukan Volta (Voltaic pile)
1. Sel Primer
Sel primer adalah sel listrik yang tidak dapat dimuati ulang ketika
muatannya telah habis (reaksi kimia dalam sel tidak dapat
dibalikkan).
a. Sel Sederhana = Elemen Daniell
• Anoda (kutub positif) = tembaga (Cu)
• Katoda (kutub negatif) = seng (Zn)
• Elektrolit (cairan dalam sel) = larutan asam sulfat (H2SO4)
• Hanya dapat digunakan dalam waktu singkat, karena terjadi
polarisasi (gelembung-gelembung gas hidrogen menutupi pelat
tembaga) sehingga reaksi kimia tidak dapat berlangsung
b. Baterai = Sel Kering = Elemen Kering
• Anoda (kutub positif) = batang karbon (C)
• Katoda (kutub negatif) = seng (Zn)
• Elektrolit (cairan dalam sel) = amonium klorida (NH4Cl)
• Depolarisator (zat pelindung elektrolit) = mangan dioksida
(MnO2) dicampur serbuk karbon
• Sel kering pertama dibuat oleh Georges Leclanche. Sel
buatannya disebut dengan Sel Leclanche.
Ketika akumulator dipakai: terjadi perubahan energi kimia menjadi
energi listrik.
Pelat timbal dan pelat timbal berlapis timbal dioksida, keduanya
secara perlahan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4) dan larutan
asam sulfat semakin encer (massa jenis berkurang). Pada massa jenis
tertentu, akumulator tidak dapat menghasilkan muatan listrik lagi
(akumulator mati) sehingga perlu diisi ulang.
Ketika akumulator diisi ulang: terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi kimia.
Agar akumulator dapat berfungsi kembali, aki harus dimuati ulang
(di charge) oleh sumber arus searah (DC). Pada anoda, pelat timbal
sulfat berubah kembali menjadi timbal berlapis timbal dioksida, dan
pada katoda timbal sulfat berubah menjadi timbal biasa. Konsentrasi
asam sulfat akan bertambah pekat (massa jenis makin besar).
Hal yang perlu diperhatikan dalam pemuatan ulang aki:
(1) Baterai pengisi (sumber DC) yang digunakan harus memiliki beda
potensial lebih besar dari beda potensial aki
(2) Lebih efektif memuati ulang dengan arus kecil dalam selang
waktu yang lama. Rheostat dapat digunakan untuk mengatur
nilai arus
(3) Selama proses pengisian, konsentrasi asam sulfat bertambah
dan tinggi permukaan cairan turun. Pada ketinggian tertentu,
cairan harus ditambah dengan air suling
(4) Kapasitas aki diukur dalam satuan ampere-jam (ampere-hour,
AH). Kapistas aki 40 AH, berarti aki dapat bekerja selama 40 jam
pada arus 1 A, atau selama 20 menit pada arus 2 A, dst
b. Sel Nicad
• Anoda (kutub positif) = cadmium (Cd)
• Katoda (kutub negatif) = nikel hidroksida
• Elektrolit (cairan dalam sel) = kalium hidroksida
3. Sel-Sel Lain
a. Sel Natrium-Sulfida (NaS)
Sel ini masih dalam tahap pengembangan dan termasuk sel
sekunder. Keuntungan baterai ini adalah baterai ini memberikan
daya dalam jumlah yang sama besar tetapi dengan ukuran baterai
yang lebih kecil dan ringan. Akan tetapi, karena zat kimia harus
dipanasi sampai fase lebur (cair) dan natrium murni adalah sangat
reaktif maka kegagalan bungkus keramik sangat berbahaya
b. Fuel Cell
Fuel cell adalah konverter yang mengubah energi kimia yang
dikandung suatu bahan bakar langsung ke energi listrik. Fuel cell
menggunakan bahan bakar hidogen (H2) dan oksigen (O2). Fuel cell
dikembangkan untuk digunakan dalam mobil listrik. Sisa
pembakaran fuel cell adalah air, sehingga sangat ramah terhadap
lingkungan.
c. Sel Alkalin
• Anoda (kutub positif) = seng (Zn)
• Katoda (kutub negatif) = mangan dioksida (MnO2)
• Elektrolit (cairan dalam sel) = Kalium hidroksida (KOH) dan seng
oksida (ZnO)
• Depolarisator (zat pelindung elektrolit) = mangan dioksida
(MnO2) dicampur serbuk karbon
• Memiliki daya tahan jauh lebih baik dari batere biasa
© fisikareview.wordpress.com
c. Sel Surya (Solar Cell)
Sel surya adalah sel listrik yang mengubah energi matahari langsung
ke energi listrik. Sel ini memiliki dua semikonduktor tak sejenis
(semikonduktor jenis-n dan jenis-p) yang peka terhadap efek
fotolistrik (efek keluarnya elektron dari permukaan material ketika
material dikenai cahaya). Ketika cahaya matahari menumbuk sel
surya, elektron-elektron dibebaskan dari bahan semikonduktor.
Secara alami, semikonduktor jenis-n dan jenis-p memiliki beda
potensial, yang menyebabkan elektron-elektron yang dibebaskan
mengalir melalui rangkaian luar dan mencatu arus listrik ke beban
31
_=
BAB 17. ENERGI DAN DAYA LISTRIK
A. ENERGI LISTRIK
• Energi listrik dihasilkan ketika sumber tegangan melakukan
usaha. Ketika sumber tegangan memindahkan muatan-muatan
maka sumber tegangan melakukan usaha sebesar:
= . K
•
•
Muatan-muatan yang bergerak akan menghasilkan arus listrik
= k. Menurut Hukum Ohm :
K = k. _
Berdasarkan rumusan di atas, dapat diturunkan rumus usaha, sbb
= . K
Energi listrik pada rangkaian yang melalui sebuah resistor/hambatan
dapat dirumuskan:
= K. k. =
= k! . _. K!
.
_
Dengan:
W = energi listrik (J)
Q = muatan listrik (C)
t = waktu (s)
V = tegangan (V)
R = hambatan (Ω)
Jika lampu dipasang pada tegangan yang lebih kecil dari yang
tertulis, maka daya lampu menjadi:
K !
= A E . K
Pp = daya lampu yang terpasang
Pt = daya lampu yang tertulis
Vp = tegangan yang terpasang
Vs = tegangan yang tertulis
Pengaman Lisitrik atau Sekering
Sekering terbuat dari kawat pendek dan tipis yang memiliki titik cair
rendah. Kawat tersebut akan cair dan putus jika dilalui arus yang
melebihi batas tertentu, sehingga rangkaian utama akan putus dan
arus listrik berhenti mengalir.
Fungsi sekering: membatasi arus yang mengalir pada penghantar
Sekering akan putus bila dalam rangkaian listrik terjadi:
- hubungan singkat (korsleting)
- Kelebihan beban
E. BIAYA ENERGI LISTRIK
Harga langganan listrik dihitung berdasarkan banyaknya energi listrik
yang dipakai, dengan satuan energinya dalam kilowatt jam (kWh).
Alat ukur energi listrik yang dipasang PLN kepada pelanggan disebut
meteran listrik.
B. DAYA LISTRIK
Daya listrik adalah besarnya energi listrik tiap satuan waktu.
1 kWh = 1000 × 3600 joule
6
= 3,6 × 10 Joule
Biaya = Energi listrik x tarif listrik per kWh
Rumus:
=
•
K!
= K. k
= k! . _
=
K!
_
x=
(?
× 100%
b
P = Daya listrik (watt)
η = efisiensi (%)
C. HUBUNGAN ENERGI LISTRIK DAN KALOR
Alat-alat listrik seperti setrika listrik, solder listrik dan elemen
pemanas lainnya merupakan peralatan yang memiliki prinsip kerja
mengubah energi listrik menjadi energi kalor
Rumus:
Wlistrik
Qkalor
. = . . w
K. k. = . . w
k! . _. = . . w
K!
. = . . w
_
m = massa (kg)
ΔT = perubahan suhu
o
c = kalor jenis (kal/g C)
D. PERALATAN LISTRIK
Jika sebuah lampu bertuliskan 100 W, 220 V, ini berarti:
• Lampu akan menyerap daya 100 W jika dipasang pada tegangan
220 V.
• Tegangan yang tertulis pada lampu menunjukka tegangan
maksimum yang boleh diberikan pada lampu.
• Jika lampu dipasang pada tegangan yang lebih besar dari yang
tertulis maka lampu akan putus.
• Jika lampu dipasang pada tegangan yang lebih kecil dari yang
tertulis maka lampu akan menyala redup.
• Hambatan lampu bersifat konstan dan dapat dihitung dengan
menggunakan rumus daya listrik yaitu:
© fisikareview.wordpress.com
32
BAB 18. KEMAGNETAN
A. KEMAGNETAN BENDA/BAHAN
Berdasarkan kemagnetannya, bahan-bahan dibedakan menjadi dua
yaitu: bahan magnetik/feromagnetik dan bahan nonmagnetik
1. Bahan magnetik; bahan yang ditarik kuat oleh magnet.
Contohnya: besi, nikel, kobalt.
2. Bahan non magnetik dibagi menjadi:
a. Paramagnetik; bahan yang ditarik lemah oleh magnet kuat.
Contoh: aluminium, platina dan kayu
b. Diamagnetik; bahan yang sedikit ditolak oleh magnet kuat.
Contoh: seng, bismuth, natrium klorida, merkuri, emas
Bahan magnetik juga dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
1. Bahan magnet keras; bahan yang sukar dijadikan magnet tetapi
setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya tahan lama.
Contoh: baja, kobalt, alkomak
2. Bahan magnet lunak; bahan yang mudah dijadikan magnet dan
setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak tahan lama.
Contoh: besi
B. TEORI KEMAGNETAN
Teori kemagnetan dapat digambarkan sebagai berikut:
Batang magnet
:
Domain
:
3. Mengaliri Arus
Jika sebuah besi dililiti kawat berisolasi kemudian kawat dialiri arus
listrik searah (DC), maka besi akan menjadi magnet. Bila arus listrik
diputus maka sifat magnetnya hilang kembali.
Arah medan magnet pada kumparan
Jika tangan kita memegang kumparan maka:
- Arah putaran keempat jari menunjukkan arah arus
- Arah ibu jari menunjukkan kutub utara
D. SIFAT KEMAGNETAN
Sifat Kemagnetan
• Setiap magnet mempunyai dua kutub yaitu kutub utara dan
kutub selatan
• Kutub-kutub magnet yang sejenis akan tolak-menolak
• Kutub-kutub magnet yang tidak sejenis akan tarik-menarik
• Kekuatan magnet paling besar terletak pada kutub-kutubnya.
E. MEDAN MAGNETIK
Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih
dipengaruhi oleh gaya magnet. Medan magnet digambarkan dengan
garis-garis lengkung yang disebut garis gaya magnet.
Magnet elementer :
1. Bahan magnet tersusun dari magnet-magnet elementer yang
membentuk sebuah domain.
2. Pada bahan magnetik, magnet elemeter tersusun secara teratur.
Sedangkan pada bahan nonmagnetic magnet elementer
tersusun secara acak.
3. Pada bahan magnet lunak, magnet elementernya mudah diputar
sehingga mudah dijadikan magnet. Sedangkan pada bahan
magnet keras magnet elementernya sukar diputar sehingga
sukar dijadikan magnet.
4. Jika sebuah magnet batang dipotong-potong menjadi bagian
yang pendek, maka bagian yang pendek juga bersifat magnet
yang memiliki kutub utara dan selatan
5. Magnet dapat rusak atau hilang sifat kemagnetannya. Penyebab
hilangnya sifat kemagnetan antara lain:
- Dipukul-pukul
- Dipanaskan atau dibakar
- Dialiri arus bolak-balik atau AC
C. CARA MEMBUAT MAGNET
1. Induksi
Jika sebuah besi didekatkan pada sebuah magnet permanen (tanpa
menyentuh), maka besi tersebut akan menjadi magnet juga. Kutub
magnet induksi selalu berlawanan dengan kutub magnet permanen.
Jika magnet permanen dijauhkan maka kemagnetan besi akan
hilang.
2. Menggosok
Bahan magnetik dapat dijadikan magnet dengan cara menggosok
ujung magnet permanen dengan arah yang tetap. Ujung terakhir
yang digosok menjadi kutub magnet yang berlawanan dengan ujung
magnet permanen yang digunakan untuk menggosok.
© fisikareview.wordpress.com
Sifat-sifat garis gaya magnet:
• Garis-garis gaya magnet keluar dari kutub utara (U) dan masuk
ke dalam kutub selatan (S)
• Garis gaya magnet tidak pernah saling berpotongan
• Daerah yang garis gayanya rapat menunjukkan memiliki medan
magnet yang kuat. Sebaliknya daerah yang garis-garis gayanya
renggang menunjukkan memiliki medan magnet yang lemah
Medan magnet tidak hanya ada di sekitar magnet saja. Medan
magnet juga dapat ditimbulkan oleh kawat lurus berarus listrik. Hal
ini pertama sekali ditemukan oleh Hans Christian Oersted.
1. Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus
Berdasarkan percobaan diperoleh bahwa:
(a) Semakin jauh dari kawat berarus listrik semakin kecil kuat
medan magnetnya
(b) Semakin besar kuat arus listriknya semakin kuat medan
magnetnya
(c) Pola garis-garis gaya magnet berbentuk lingkaran dengan kawat
sebagai pusatnya
(d) Arah medan magnet tergantung pada arah arus listik. Jika arah
arus listrik diubah, maka arah medan magnet juga berubah
(e) Arah garis-garis gaya magnet dapat ditentukan dengan kaidah
tangan kanan
Bila kawat berarus listrik digenggam dengan tangan kanan,
maka arah arus listrik ditunjukkan oleh ibu jari dan arah
medan magnet searah dengan arah putaran keempat jari lain
33
2. Medan Magnet di Sekitar Kumparan
Kumparan atau solenoida adalah penghantar berisolasi yang
digulung dan dialiri arus listrik
G. GAYA LORENTZ
Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus yang terletak
dalam medan magnet.
Arah medan magnet dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan:
Jika tangan kita memegang kumparan maka:
- Arah putaran keempat jari menunjukkan arah arus
- Arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet
1. Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus
Besarnya gaya Lorentz yang dialami kawat lurus berarus listrik
ditentukan oleh beberapa faktor yaitu:
a. besarnya kuat arus listrik; (i)
b. kuat medan magnetik; (B)
c. panjang kawat lurus yang dipengaruhi (L)
Besar gaya Lorentz
2 = r|
F = gaya Lorentz (N),
L = panjang konduktor (m)
B = kuat medan magnet (N/A.m)
i = kuat arus listrik (A)
3. Elektromagnet
Elektromagnet adalah kumparan yang didalamnya diberi inti besi
lunak
Cara memperbesar kemagnetan:
• Memperbanyak jumlah lilitan
• Memperbesar kuat arus listrik
• Mengganti inti dengan bahan yang lebih bersifat magnetik
Arah gaya Lorentz ditentukan dengan kaidah telapak tangan kanan
“Bila tangan kanan dibuka dengan ibu jari menunjuk arah arus i dan
keempat jari lain yang dirapatkan menunjukkan arah induksi
magnetik B, maka arah telapak tangan kanan menunjukkan arah
gaya Lorentz F”
Peralatan yang menggunakan prinsip elektromagnetik adalah bel
listrik, pesawat telepon, relai (sekring), pesawat telegraf, pesawat
pengangkat benda-benda dari besi
F. KEMAGNETAN BUMI
1. Sifat Kemagnetan Bumi
- Bumi merupakan magnet yang sangat besar
- Kutub utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi
- Kutub selatan magnet bumi berda di sekitar kutub utara bumi
2. Deklinasi
- Deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas dengan
arah utara-selatan yang sebenarnya
- Deklinasi positif, jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke
arah timur.
- Deklinasi negatif, jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke
arah barat.
- Agon; garis-garis pada peta deklinasi yang menunjukkan tempattempat yang besar deklinasinya nol
- Isogon; garis-garis pada peta deklinasi yang menunjukkan
tempat-tempat yang besar deklinasinya sama
2. Gaya Lorentz antara Dua kawat Lurus Panjang dan Sejajar
Dua kawat panjang sejajar berarus akan tarik-menarik jika dialiri
arus yang searah, dan tolak-menolak jika dialiri arus yang
berlawanan.
Besar gaya tarik/tolak
antara dua kawat lurus sejajar
μ0 = 4π × 10 N.A
a = jarak kedua kawat (m)
-7
3. Inklinasi
- Inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas dengan
garis mendatar.
- Inklinasi positif; jika kutub utara jarum kompas menunjuk ke
bawah
- Inklinasi negatif; jika kutub utara jarum kompas menunjuk ke
atas
- Khatulistiwa magnet bumi; tempat-tempat yang mengelilingi
bumi dengan inklinasi nol
0
- Kutub magnet bumi; tempat yang inklinasinya 90
© fisikareview.wordpress.com
2=
}L r r!
.
2~$
-2
Peralatan yang menggunakan prinsip gaya Lorentz adalah sebagai
berikut:
- Motor listrik
- Kipas angin
- Voltmeter
- Galvanometer
- Amperemeter
34
BAB 19. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
A. GGL INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
Gejala induksi elektromagnetik ditemukan oleh Michael Faraday
dan Joseph Henry sebagai efek kebalikan dari penemuan Oersted.
Jika sebuah magnet batang kita gerakkan keluar atau masuk
kumparan, maka jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan akan
berubah, sehingga pada ujung-ujung kumparan akan timbul gaya
gerak listik (GGL) induksi. Karena pada kumparan ada GGL induksi,
maka pada kumparan akan mengalir arus induksi. Tetapi apabila
kutub magnet itu tidak bergerak, maka jumlah garis gaya magnet di
dalam kumparan tetap, sehingga pada ujung-ujung kumparan tidak
muncul GGL induksi. Dari peristiwa di atas dapat disimpulkan bahwa:
• GGl induksi akan muncul jika jumlah garis gaya magnet dalam
kumparan berubah
• Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya arus listrik
ketika sebuah magnet digerakkan di dalam atau di dekat
kumparan
• Arus induksi adalah arus yang mengalir pada kumparan karena
gejala induksi elektromagnetik
Cara memperbesar GGL induksi
1. Memperbanyak jumlah lilitan
2. Mempercepat keluar masuknya magnet
3. Menggunakan magnet yang lebih kuat
Menentukan Arah Arus Induksi Pada Kumparan
Jenis kutub dari ujung kumparan yang dekat dengan kutub magnet
batang yang digerakkan mendekati (masuk) kumparan adalah
sejenis, dan jika digerakkan menjauhi (keluar) kumparan adalah
berlawanan jenis.
Setelah kutub utara dari kumparan diketahui maka untuk
menentukan arah arus induksi digunakan aturan tangan kanan
Jika tangan kita memegang kumparan maka:
• Arah ibu jari menunjukkan kutub utara
• Arah putaran keempat jari menunjukkan arah arus induksi
Jarum Galvanometer akan meyimpang sesuai dengan arah arus
induksi. Seperti pada gambar berikut:
B. GENERATOR DAN DINAMO
Generator adalah mesin yang mengubah energi gerak/kinetik
menjadi energi listrik. Prinsip kerja generator adalah menghasilkan
arus listrik induksi dengan cara memutar kumparan di antara celahcelah kutub utara-selatan magnet
1. Generator AC (Alternative Current)
• Generator AC disebut juga dengan istilah alternator
• Stator: bagian dari generator yang diam yaitu berupa magnet
• Rotor: bagian dari generator yang bergerak yaitu kumparan
• Arus listrik dialirkan ke rangkaian di luar generator melalui sikatsikat karbon yang dihubungkan dengan cincin-cincin generator
• GGL induksi yang dihasilkan generator dapat diperbesar dengan
cara:
(a) Memperbanyak jumlah lilitan kumparan
(b) Mempercepat putaran rotor
(c) Menggunakan magnet yang lebih kuat
(d) Memasukkan inti besi lunak ke dalam kumparan
(elektromagnet)
2. Generator DC (Direct Current)
Generator arus searah, pada dasarnya sama dengan generator arus
bolak-balik. Pada ujung-ujung kumparan dipasang cincin belah yang
bertugas sebagai komutator. Komutator berfungsi mengubah arus
listrik dalam kumparan menjadi searah
3. Dinamo Sepeda
Bagian-bagian dinamo sepeda:
• Stator; bagian dari dinamo yang diam yaitu kumparan
• Rotor; bagian dari dinamo yang bergerak yaitu magnet
Makin cepat sepeda dikayuh, maka makin besar laju perubahan
garis-garis gaya magnetiknya sehingga GGL induksi dan arus induksi
akan semakin besar pula
C. TRANSFORMATOR (TRAFO)
Transformator (disingkat trafo) adalah alat yang digunakan untuk
mengubah suatu tegangan AC tertentu ke tegangan AC lain. Trafo
bisa meningkatkan tegangan, disebut trafo step-up atau bisa
menurunkan tegangan, disebut trafo step-down
Transformator terdiri dari kumparan primer, kumparan sekunder,
dan inti besi.
Cara Kerja Transformator:
(1) Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan arus
bolak-balik sehingga pada kumparan primer terjadi perubahan
garis-garis gaya magnetik
(2) Perubahan garis-garis gaya magnetik pada kumparan primer
akan menginduksi kumparan sekunder sehingga pada kumparan
sekunder muncul arus bolak-balik
Persamaan trafo
Menentukan Arah Arus Induksi Pada Kawat Lurus dengan aturan
telapak tangan kanan
Arah keempat jari menunjukkan arah medan magnetik, B (dari U ke
S), dan arah ibu jari menunjukkan arah gerak kawat (arah kecepatan
v atau arah gaya pada kawat F), maka arah dorong telapak tangan
menunjukkan arah arus induksi, i
K €
=
K €
= ↔
Persamaan trafo ideal
(=100%)
Efisiensi trafo ()
x=
‚ƒ
‚„
=
…ƒ
…„
=
†ƒ
†„
× 100%
D. INDUKTOR RUHMKORFF
Induktor Ruhmkorff adalah suatu alat yang digunakan untuk
menghasilkan tegangan yang sangat tinggi dari arus searah yang
bertegangan rendah. Induktor ini terdiri dari kumparan primer,
kumparan sekunder dan inti besi. Jumlah lilitan sekunder jauh lebih
banyak dari pada jumlah lilitan pad kumparan primer. Sumber
tegangan primer menggunakan baterai. Supaya pada kumparan
terjadi perubahan garis gaya magnetik maka dipasang sebuah
interuptor. Interuptor berfungsi memutus dan menghubungakan
arus listrik.
© fisikareview.wordpress.com
35
BAB 20. TATA SURYA
Tata surya adalah susunan benda-benda langit yang terdiri dari
matahari, planet yang mengelilingi matahari dan juga asteroid,
komet serta benda langit lainnya
Benda-benda langit yang dapat memancarkan cahaya sendiri disebut
sebagai bintang.
A. MATAHARI
• Matahari merupakan benda langit yang dapat memancarkan
cahayanya sendiri sehingga disebut juga sebagai bintang
• Matahari merupakan bintang yang terdekat dengan bumi
• Matahari merupakan pusat tata surya karena planet-planet
bergerak mengelilinginya
27
• Setiap detik matahari memancarkan energi kira-kira 5,6.10 kal
Susunan matahari
a) Inti matahari; tempat berlangsungnya reaksi fusi inti hidrogen
menjadi inti helium
b) Fotosfer; lapisan ini selalu memancarkan cahaya, tampak seperti
gas yang bergerak, dan dapat dilihat dengan teleskop
c) Kromosfer; lapisan ini berada di luar fotosfer dan disebut sebagai
atmosfer matahari. Kromosfer dapat dilihat oleh mata telanjang
ketika gerhana matahari berlangsung
d) Korona; lapisan ini berada di atas kromosfer dan sebagai
atmosfer matahari yang paling luar. Karena bentuknya yang
seperti mahkota maka sering disebut mahkota matahari. Lapisan
korona dapat dilihat sepanjang hari dari permukaan bumi
dengan koronagraf.
B. ANGGOTA TATA SURYA
1. Planet
Ada delapan planet di tata surya yaitu:
Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus
a. Pengelompokan planet
• Berdasarkan bumi sebagai pembatas yaitu:
- Planet inferior: Merkurius, Venus
- Planet superior: Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus
•
-
Berdasarkan sabuk asteroid sebagai pembatas yaitu:
Planet dalam (inner planets): Merkurius, Venus, Bumi, Mars
Planet luar (outer planets): Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus
•
-
Berdasarkan ukuran dan komposisi bahan penyusun yaitu:
Planet terrestrial adalah planet yang berupa batuan, tdd:
Merkurius, Venus, Bumi, Mars
Planet Jovian adalah planet berukuran besar dan tersusun dari
es dan gas hidrogen, tdd:
Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus
-
No
1
2
3
4
5
6
7
8
Planet
Merkurius
Venus
Bumi
Mars
Jupiter
Saturnus
Uranus
Neptunus
Jarak ratarata dari
matahari
(juta km)
58
108
150
228
778
142
282
449
Kala rotasi
Kala revolusi
59 hari
243 hari
23,9 jam
24,6 hari
9,8 jam
10,7 jam
17,24 jam
15,8 jam
88 hari
225 hari
365 hari
1,9 tahun
11,9 tahun
29,5 tahun
84 tahun
164,8 tahun
b. Peredaran Planet-planet
• Revolusi; peredaran planet mengelilingi matahari. Penyebab
revolusi adalah gaya gravitasi matahari
• Orbit; garis edar atau lintasan planet dalam mengelilingi
matahari
• Bidang edar; bidang datar tempat beredarnya planet
mengelilingi matahari. Bidang edar planet bumi disebut bidang
ekliptika
• Arah peredaran planet dalam berevolusi jika dilihat dari kutub
utara bumi adalah berlawanan dengan arah putaran jarum jam
• Kala revolusi; waktu yang diperlukan planet untuk melakukan
satu kali revolusi
© fisikareview.wordpress.com
c. Satelit sebagai pengiring planet
Satelit adalah pengiring planet. Satelit selalu beredar mengelilingi
planetnya dengan arah peredaran sama dengan arah peredaran
planetnya. Bumi kita mempunyai satu buah satelit yaitu bulan.
2. Asteroid
Asteroid, adalah planet-planet kecil (planetoid) yang mengelilingi
matahari. Lintasan asteroid terletak di antara orbit Mars dan Jupiter.
Ukuran asteroid jauh lebih kecil daripada ukuran planet.
3. Meteor dan Meteorit
• Meteoroid adalah batuan-batuan yang terdapat dalam ruang
antarplanet
• Meteor adalah benda angkasa yang berpijar karena bergerak
dengan cepat dan bergesekan dengan udara.
• Meteorit adalah meteor yang jatuh dan sampai di bumi
• Ada tiga jenis meteorit yaitu:
(1) Meteorit logam; memiliki unsur nikel dan besi
(2) Meteorit batuan; memiliki unsur silikon
(3) Meteorit campuran; memiliki unsur logam dan silikon
4. Komet dan Bintang Berekor
Komet adalah benda angkasa yang mengelilingi matahari dengan
orbit yang berbentuk lonjong. Komet terbentuk dari unsur gas dan
debu yang membeku. Bagian-bagian sebuah komet adalah inti,
koma, awan hidrogen, dan ekor komet. Ketika mendekati matahari
komet membentuk ekor yang arahnya menjauhi matahari.
Sebaliknya jika menjauhi matahari ekor komet akan menghilang.
Ekor komet selalu menjauh dari matahari karena dihalau oleh: (1)
angin matahari, (2) tekanan radiasi matahari. Komet yang kelihatan
pada waktu-waktu tertentu disebut komet periodik. Komet yang
sangat terkenal adalah komet Halley yang Nampak setiap 76 tahun
sekali. Komet ini terakhir muncul pada tahun 1986.
C. TEORI ASAL USUL TATA SURYA
1. Asal-Usul Tata Surya
Menurut teori kabut atau nebula oleh Kant-Laplace; Matahari,
planet-planet dan benda angkasa lainnya berasal dari sebuah kabut
yang mengandung gas dan debu yang terutama terdiri dari helium
dan hidrogen. Penyusun tersebut sebagian besar hilang, sisanya
mendingin, lalu menyusut dan berputar. Kabut gas dan debu itu
berputar terus menerus sehingga sebagian dari massa kabut dan gas
akan terlepas membentuk gugusan-gugusan kecil yang akhirnya
membeku menjadi planet, satelit, dan benda angkasa lainnya.
Sedangkan gugusan utama membentuk matahari. Gugusan-gugusan
kecil itu mengelilingi gugusan utama.
2. Hukum Peredaran Planet
a. Teori Geosentris
Teori ini dikemukakan oleh Ptolemeus
Menurut teori ini bumi adalah pusat alam semesta. Artinya bumi
tetap di tempatnya, sedangkan benda langit lainnya mengelilingi
bumi
b. Teori Heliosentris
Teori ini dikemukakan oleh Nicolas Copernicus
Menurut teori ini matahari adalah pusat alam semesta. Artinya
matahari adalah pusat tata surya sedangkan benda langit lainnya
megelilingi matahari. Pendapat Copernicus tersebut dikuatkan oleh
Keppler.
3. Hukum Keppler
Hukum I Keppler: Orbit setiap planet berbentuk elips dengan
matahari terletak pada salah satu fokus elips tersebut
Titik Perihelium adalah titik terdekat planet ke matahari
Titik Aphelium adalah titik terjauh planet ke matahari
Hukum II Keppler: Garis yang menghubungkan planet dan matahari
selama revolusi planet itu, melewati bidang yang sama luasnya
dalam jangka waktu yang sama.
Hukum III Keppler: Periode planet mengelilingi matahari
dipangkatkan dua akan sebanding dengan jarak planet ke matahari
dipangkatkan tiga.
!
_
"
=
! !
_! "
36
4. Gerhana Bulan
Jika sinar matahari yang menuju bulan terhalang oleh Bumi maka
terjadilah gerhana bulan. Gerhana bulan total terjadi di daerah
umbra sedangkan gerhana bulan sebagian terjadi di daerah
penumbra
T1 = waktu revolusi planet pertama
T2 = waktu revolusi planet kedua
R1 = jarak planet pertama ke matahari
R2 = jarak planet kedua ke matahari
D. BUMI
Bumi berbentuk bulat tetapi pepat pada kedua kutubnya dan
menggelembung di sekitar khatulistiwa, sehingga diameter
khatulistiwa lebih panjang dari diameter kutub.
1. Revolusi Bumi
• Revolusi Bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari.
Lintasan peredaran bumi membentuk bidang ekliptika.
• Bumi beredar mengelilingi matahari selama 365,25 hari atau 1
tahun. Tahun yang didasarkan pada lamanya waktu yang
diperlukan bumi untuk mengelilingi matahari disebut tahun
masehi atau tahun syamsiah.
• Akibat revolusi bumi:
1. Gerak semu tahunan matahari
2. Perbedaan lamanya siang dan malam
3. Pergantian musim
4. Terlihatnya rasi bintang yang berbeda dari bulan ke bulan
Waktu
21 Maret – 21 Juni
21 Juni – 23 Sept
23 Sept – 22 Des
22 Des – 21 Maret
Belahan Bumi
Utara
Musim semi
Musim panas
Musim gugur
Musim dingin
Belahan Bumi
Selatan
Musim gugur
Musim dingin
Musim semi
Musim panas
2. Rotasi Bumi
Rotasi adalah perputaran bumi pada porosnya. Arah rotasi adalah
dari barat ke timur. Kala rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4 detik
(±24 jam).
Akibat rotasi bumi:
1. Pergantian siang dan malam
2. Terjadi gerak semu harian matahari
3. Terjadinya perbedaan waktu
4. Bumi pepat pada kedua kutubnya
5. Perbedaan percepatan gravitasi bumi
6. Pembelokan arah angin
7. Pembelokan arus laut
E. BULAN
• Bulan merupakan satelit bumi
• Bulan disebut sebagai benda gelap karena tidak dapat
memancarkan cahaya sendiri, cahaya yang nampak dari bulan
berasal dari pantulan cahaya matahari
• Gaya gravitasi bulan sekitar 1/6 gaya gravitasi bumi
• Bulan tidak mempunyai angkasa sehingga suhu permukaan
bulan mengalami perubahan secara cepat dan menyolok. Selain
itu bunyi tidak dapat merambat di bulan.
1. Gerakan Bulan
Bulan melakukan 3 jenis gerakan
- Berotasi pada porosnya
- Berevolusi mengelilingi bumi
- Bersama-sama bumi mengelilingi matahari
2. Penanggalan
• Satu bulan sideris: waktu yang diperlukan oleh bulan untuk satu
kali berevolusi mengelilingi bumi yaitu selama 27 hari.
•
•
"
Satu bulan sinodis/hijriah: waktu yang diperlukan bulan untuk
beredar dari keadaan bulan baru ke bulan baru berikutnya yaitu
selama 29,5 hari yang sering disebut dengan satu bulan
komariah.
Tahun komariah: sistem penanggalan berdasarkan kala revolusi
bulan terhadap bumi (1 tahun komariah = 354 hari)
3. Posisi Bulan
• Aspek konjungi: kedudukan matahari, bumi dan bulan pada satu
garis lurus dengan bulan di antara matahari dan bumi
• Aspek oposisi: kedudukan matahari, bumi dan bulan pada satu
garis lurus dengan bumi di antara matahari dan bulan
• Fase bulan dalam satu periode sinodik (29,5 hari) adalah:
Bulan baru → sabit → perbani awal → benjol → purnama →
benjol → perbani akhir → sabit → bulan baru
© fisikareview.wordpress.com
5. Gerhana Matahari
Jika sinar matahari yang menuju bumi terhalang oleh bulan maka
terjadilah gerhana matahari
• Bagian bumi yang terletak di daerah umbra mengalami gerhana
matahari total
• Bagian bumi yang terletak di daerah penumbra mengalami
gerhana sebagian
• Bagian bumi yang terkena lanjutan bayang-bayang umbra
mengalami gerhana matahari cincin atau gelang
6. Pasang dan Surut
• Pasang; naiknya permukaan air laut
• Surut; turunnya permukaan air laut
• Pasang dan surut disebabkan oleh adanya gaya gravitasi bulan
dan matahari. Karena jarak bumi ke bulan lebih dekat dari pada
bumi ke matahari maka penyebab utama terjadinya pasang dan
surut adalah gaya gravitasi bulan.
• Pasang besar/purnama/perbani terjadi ketika bulan dan
matahari menghasilkan gaya gravitasi segaris
• Pasang kecil/neap terjadi ketika bulan dan matahari
menghasilkan gaya gravitasi yang saling tegak lurus
• Manfaat pasang surut yaitu:
1. Memudahkan kapal berlayar dan berlabuh
2. Membuat garam di tepi pantai
3. Persawahan pasang-surut
F. SATELIT BUATAN
Macam-macam satelit buatan berdasarkan fungsinya
1. Satelit Cuaca; berfungsi untuk memantau cuaca di seluruh
permukaan bumi
2. Satelit Sumber Daya Alam; berfungsi untuk menemukan sumbersumber daya alam di Bumi
3. Satelit komunikasi; berfungsi untuk komunikasi seperti radio, TV,
telepon. Contoh: satelit palapa
4. Satelit Navigasi; berfungsi sebagai alat penolong jika kapal-kapal
mengalami kesulitan dalam menentukan posisinya karena cuaca
buruk
5. Satelit Penelitian; berfungsi untuk meneliti matahari, bintang,
komet, planet, dan benda langit lainnya
6. Satelit Militer, berfungsi untuk tujuan rahasia militer, misalkan
untuk memata-matai negara musuh