PENJELASAN ENERGI POTENSIAL ELASTIS

Penjelasan Energi Potensial Elastis-- apakah anda pernah memiliki sebuah alat pelontar seperti ketapel? cobalah tarik karet pada ketapel anda dan rasakan adanya gaya yang malawan arah tarikan anda. Jika gaya tarikan anda dilepas maka ketapel akan melemparkan benda yang anda taruh sebagai peluru. Pertanyaan yang kemudian muncul adalah tenaga apa yang sebenarnya dimiliki oleh ketapel? Untuk mengetahuinya lebih jelas,silahkan lanjut membaca. Tapi sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. 

Di SMP anda telah belajar fisika tentang usaha. Usaha dapat dihitung sebagai luas daerah di bawah grafik F dan perpindahan s. Menggunakan cara yang sama, usaha yang dilakukan untuk menarik pegas juga dapat dihitung sebagai luas daerah di bawah  grafik F dan pertambahan  panjang pegas adalah deltaX.

Grafik hubungan antara gaya F yang bekerja dengan pertambahan panjang deltaX.

Anda dapat menghitung luas daerah yang diarsir pada gambar grafik di atas dengan menggunakan rumus luas segitiga.

Seluruh usaha W yang dilakukan oleh gaya F tersimpan menjadi energi potensial elastis pegas karena tidak terjadi perubahan energi kinetik pegas. Oleh karena itu, sebuah pegas yang memilki konstanta pegas k dan terentang sejauh deltaX dari keadaan setimbangnya, memiliki energi potensial elastis sebesar: 

Contoh penggunaan pegas yaitu pada ketapel atau ayunan bayi. jika ketapel direnggangkan kemudian dilepaskan ketapel dapat melontarkan batu. Dalam hal ini, energo potensial elastis akan berubah menjadi energi kinetik batu:

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

PEMBUKTIAN SEDERHANA HUKUM GRAVITASI NEWTON

Pembuktian sederhana hukum gravitasi newton---Newton membuktikan hukum gravitasinya dengan mengamati gerakan bulan. Bulan mengelilingi bumi satu kali dalam 27,3 hari. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. Lintasannya mirip lingkaran berjari-jari 3,8 x 10^8 m. Menurut teori gerak melingkar, benda bergerak melingkar karena dipercepat oleh percepatan sentripetal yang arahnya menuju pusat lingkaran. Besar percepatan yang menyebabkan lintasan bulan berbentuk lingkaran adalah sebagai berikut.

Sekarang hitunglah besar percepatan sentripetal ini dengan menggunakan rumus Newton.

Terlihat bahwa hasil perhitungan ini ternyata sama dengan hasil pengamatan. Ini membuktikan bahwa rumus Newton dapat dipertanggungjawabkan!

Pembuktian sederhana hukum gravitasi Newton memberi dampak yang sangat besar terhadap asumsi manusia yang menganggap Bumi adalah pusat alam semesta. Dengan adanya pengamatan Newton yang mengatakan bahwa bumu mengitari matahari pada lintasan tertentu serta dapat dibuktikan dengan ilmu pengetahuan maka para ilmuan dan astronom dapat menerima asumsi tersebut.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI GRAVITASI

Sejarah Perkembangan Toeri Gravitasi--Sejak zaman Yunani Kuno, orang sudah berusaha menjelaskan tentang kinematika sistem tata surya. Oleh karena itu, sebelum membahas hukum gravitasi Newton, ada baiknya apabila Anda juga memahami pemikiran sebelum Newton menemukan hukum gravitasi. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. Plato (427 – 347 SM) ilmuwan yunani mengemukakan bahwa bintang

dan bulan bergerak mengelilingi bumi membentuk lintasan lingkaran sempurna. Claudius Ptolemaus pada abad ke-2 M juga memberikan pendapat yang serupa yang disebut teori geosentris. Teori ini menyatakan bumi sebagai pusat tata surya, sedangkan planet lain, bulan dan matahari berputar mengelilingi bumi. Namun, pendapat dari kedua tokoh tersebut tidak dapat menjelaskan gerakan yang rumit dari planet-planet. Nicolaus Copernicus, ilmuwan asal Polandia, mencoba mencari jawaban yang lebih sederhana dari kelemahan pendapat Plato dan Ptolemaus. Ia mengemukakan bahwa matahari sebagai pusat sistem planet dan planetplanet lain termasuk bumi mengitari matahari.

Anggapan Copernicus memberikan dasar yang kuat untuk mengembangkan pandangan mengenai tata

surya. Namun, pertentangan pendapat di kalangan ilmuwan masih tetap ada.

Hal ini mendorong para ilmuwan untuk mendapatkan data pengamatan yang lebih teliti dan konkret.

Tyco Brahe (1546–1601) berhasil menyusun data mengenai gerak planet secara teliti. Data yang Tyco susun kemudian dipelajari oleh Johannes Keppler (1571–1630). Keppler menemukan keteraturan-keteraturan gerak planet. Ia mengungkapkan tiga kaidah mengenai gerak planet, yang sekarang dikenal sebagai hukum I, II, dan III Kepler. Hukum-hukum Kepler tersebut menyatakan:

1. Semua planet bergerak di dalam lintasan elips yang berpusat di satu titik

pusat (matahari).

2. Garis yang menghubungkan sebuah planet ke matahari akan

memberikan luas sapuan yang sama dalam waktu yang sama.

3. Kuadrat dari periode tiap planet  yang mengelilingi matahari sebanding

dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet ke matahari.

Pendapat Copernicus dan hukum Keppler memiliki kesamaan bahwa gaya sebagai penyebab keteraturan gerak planet dalam tata surya. Pada tahun 1687, Isaac Newton membuktikan dalam bukunya yang berjudul “Principia” bahwa gerakan bulan mengelilingi bumi disebabkan oleh pengaruh suatu gaya. Tanpa gaya ini bulan akan bergerak lurus dengan kecepatan tetap. (Sesuai dengan inersia), gaya ini dinamakan gaya gravitasi. Gaya gravitasi memengaruhi gerakan planet-planet dan benda-benda angkasa lainnya. Selain itu, gaya gravitasi juga penyebab mengapa semua benda jatuh menuju permukaan bumi. Pemikiran Newton merupakan buah karya luar biasa karena dapat menyatukan teori mekanika benda di bumi dan mekanika benda di langit. Hal ini dapat dilihat dari penjelasan mengenai gerak jatuh bebas dan gerak planet dalam tata surya.

Apa yang telah  dijelaskan di atas merupakan sejarah perkembangan teori gravitasi secara singkat, namun jika terdapat kekeliruan dalam penulisan atau penjelasannya kami harap anda bisa membantu kami dengan memberikan komentar pada artikel ini.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

PENJELASAN MODULUS YOUNG

Penjelasan Modulus Young---Pada sebuah benda elestis yang dikenai gaya tarik sebesar F akan mengalami regangan atau pemampatan seperti yang telah dibahas pada Hukum Hooke sebelumnya. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping.  Selama gaya F yang bekerja pada benda elastis tidak melampaui batas selastisnya, maka perbandingan antara tegangan dan regangan adalah konstanta. Konstanta tersebut dekenal sebagia modulus eleastis atau molulus young (E). Jadi Modulus Young atau molulus elastis merupakan perbandingan antara tegangan dan renggangan yang dialamai oleh sebuah benda. Secara matematis dapat ditulis secara matematis:

Keterangan:

                    E : Modulus Young (Pascall)

Nilai Modulus Young untuk beberapa jenis benda atau bahan ditunjukan pada tabel berikut.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

CARA MENENTUKAN KONSTANTA GRAVITASI UMUM

Apa itu Gravitasi?

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Gravitasi matahari mengakibatkan benda-benda langit berada pada orbit masing-masing dalam mengitari matahari. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.(baca juga arikel tentang sejarah gravitasi)

Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.

Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.

Cara menentukan nilai kosntanta gravitasi umum--
Nilai G merupakan tetapan umum yang diukur secara eksperimen dan memiliki nilai numerik yang sama untuk semua benda. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. Nilai G ini pertama kali diukur oleh Hernry Cavendish, pada tahun 1798. Cavendish menggunakan peralatan seperti ditujukan pada Gambar berikut!

Cavendish menggunakan alat ini untuk menghitung massa bumi. Dua bola timah hitam digantungkan pada ujung-ujung sebuah tiang yang digantungkan pada kawat sedemikian ruipa sehingga tiang dapat berputar dengan bebas. Batangan yang menyangga dua bila besar diputar sedemikian rupa sehingga bola besar dan bola kecil saling mendekati. Gaya tarik gravitasi antara bola besar dan bola kecil menyebabkan tiang tersebut berputar. Dengan mengukur besar putaran. Cavendish dapat menghitung gaya tarik bola yang massanya diketahui pada jarak tertentu dengan menggunakan hukum gravitasi. Cavendish tidak hanya memperkuat teori gravitasi. Newton, tetapi juga berhasil menentukan nilai G. Nilai yang diterima sampai sekarang ini adalah G = 6,672 x 10^–11 Nm^2/kg^2.

Jika anda tertarik untuk menguji cobakan percobaan terkait cara menentukan konstanta gravitasi umum, tidak ada salahnya untuk mempelajari prinsip kerja alat yang dibuat oleh Cavendish dan menakukan percobaan serupa. 

.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

PENJELASAN KECEPATAN LEPAS

Penjelasan Apa itu kecepatan lepas---Dalam ilmu fisika kita mengenal beberapa jenis kecepatan termasuk di antaranya adalah kecepatan lepas. Namun, apa itu kecepatan lepas? dan bagaimana pengapilkasiannya? Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. 

Kecepatan lepas adalah kecepatan minimum suatu benda agar saat benda tersebut dilemparkan ke atas tidak dapat kembali lagi. Kecepatan lepas sangat dibutuhkan untuk menempatkan satelit buatan pada orbitnya atau pesawat ruang angkasa. Besarnya kecepatan lepas yang diperlukan oleh suatu benda sangat erat kaitannya dengan energi potensial gravitasi yang dialami oleh benda tersebut. Besar kecepatan lepas dirumuskan sebagai berikut:

Kecepatan lepas (vl) tidak bergantung pada massa benda. Namun, untuk mempercepat benda sampai mencapai kecepatan lepas diperlukan energi yang sangat besar dan tentunya bergantung pada massa benda yang ditembakkan. Sebuah benda yang ditembakkan dari bumi dengan besar kecepatan v1, kecepatannya akan nol pada jarak yang tak terhingga, dan jika lebih kecil dari vl benda akan jatuh lagi ke bumi.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

HUKUM HOOKE

Hukum Hooke - Sebuah benda yang dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk misalnya perubahan volume dan panjangnya. Misalnya sebuah pegas akan bertambah panjang akan bertambah panjang dari panjang semula apabila dikenai gaya hingga bata tertentu. Agar lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut. Tapi Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. 

Pemberian gaya sebesar F akan akan mengakibatkan perubahan panjang pada pegas. Besar gaya F berbanding lurus dengan perubahan panjang pegas yang secara matematis dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Keterangan:

Persamaan di atas dapat di artikan bahwa "Jika gaya ditarik hingga sebelum melampaui batas elestisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas akan berbanding lurus dengan gaya tariknya".

Pernyataan tersebut pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang dituhaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di Londen yang mengalami kebakaran pada Tahun 1666. Oleh karena itu penjelasan di atas dikenal sebagai Hukum Hooke.

Hubungan Hukum Hooke dan Modulus Young adalah sebagia berikut:

Hubungan antara tetapan/konstanta gaya (k)  dengan modulus Young (E), dapat dituliskan sebagai berikut:

Sifat pegas seperti yang dikemukakan oleh Hooke tidak terbatas pada pegas yang diregangkan. Pada pegas yang dimampatkan juga berlaku Hukum Hooke, selama pegas berada pada daerah elastis. sifat pegas seperti itu banyak digunkan didalam kehidupan sehari-hari, misalnya neraca pegas, pada pegas mesin, dan peredam kejut pada kendaraan bermotor.

Garafik pada gambar di atas gaya terhadap penambahan panjang untuk seutas kawat aluminium yang panajangnya 2mdan luas penampang 2 mm^2. Titik A disebut batas eleastisitas, penambahan panjang sebanding dengan gaya tarik. Daerah OA disebut daerah elastis dan berlaku Hukum Hooke. Pada daerah OA, jika  gaya tarik dihilangkan maka pegas akan kembali ke bentuk semula.

Jika pegas ditarik hingga melampaui batas maksimum elestisitas pegas maka kawat akan memasuki daerah plastik. Pada daerah ini pertambahan panjang tidak lagi berbanding lurus dengan gaya tarik yang diberikan, yang berarti hukum Hooke tidak lagi berlaku. Jika gaya tarik ditiadakan pada kondisi ini, maka kawat tidak akan kembali kekondisi semula. Gaya maksimum yang dapat diberikan pada kawat tampa mematahkannya terjadi di titik B atau disebut titik tekuk. saat mencapai puncak titik C, bahkan akan putus atau patah. Oleh karena itu, titik C disebut titik patah/putus.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik

PRINSIP KERJA LUP SEBAGAI ALAT OPTIK

Prinsip kerja LUP sebagai alat optik----- Dikehidupan sehari-hari, manusia tidak pernah lepas dari optik. Optik merupakan merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang membahas mengenai perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Jenis-jenis optik sangat beragam seperti mata, lup, teleskop, periskop, toropong, kacamata, microskop, dll. Pada kesempatan ini kita khusus membahas tentang Prinsip Kerja LUP sebagai alat optik. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. 
Lup adalah alat optik yang hanya mempunyai satu lensa. Lup digunakan untuk melihat benda yang kecil agar tampak lebih besar. Lup ini sering digunakan oleh tukang servis arloji, tukang servis barang elektronik, dan sebagainya. Prinsip kerja
lup dapat dijelaskan pada Gambar 1.

Gambar 1

Gambar 2

Jika suatu benda  yang tingginya y berada pada titik fokussuatu lensa maka bayangan terbentuk di retina, seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3

Suatu lensa cembung dengan panjang fokusnya f (f < X), diletakkan di depan mata dan digunakan untuk melihat benda yang diletakkan di titik fokus lensa tersebut, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4.

Sekian penjelasan dari prinsip kerja LUP sebagai alat optik, jika ada yang kurang dalam artikel ini mohon dikomentari untuk peningkatan artikel kami ke depannya.

Read More »

Add Comment

Unknown Fisika Klasik