Kita Belajar IPA

Sabtu, 18 November 2017

Jumat, 17 November 2017

Jenis Jenis Tumbukan

November 17, 2017

Sumber : fisikareview.wordpress.com

Tumbukan Lenting Sempurna (Perfectly Elastic Collision)Tumbukan lenting sempurna terjadi antara dua benda jika gaya yang bekerja pada kedua benda merupakan gaya konservatif sehingga energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama

2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (Perfectly Inelastic)

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda akan bersatu dan bergerak bersama-sama dengan kecepatan yang sama

3. Tumbukan Lenting Sebagian

Dalam tumbukan lenting sempurna ∆v’ = −∆v atau −∆v’/ ∆v = 1
Rasio dari −∆v’/ ∆v disebut sebagai koefisien restitusi (e)

Koefisien restitusi (e) adalah negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan, untuk tumbukan satu dimensi.

Contoh Soal

Dua buah benda bergerak saling mendekati dan bertumbukan secara lenting sempurna seperti ditunjukkan pada gambar. Hitunglah kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan

Fisika

Hukum Kekekalan Momentum

November 17, 2017

Hukum kekekalan momentum adalah salah satu hukum dasar yang ada dalam ilmu Fisika. Hukum ini menyatakan bahwa “Momentum total dua buah benda sebelum bertumbukan adalah sama setelah bertumbukan”. Pernyataan ini mengisyaratkan bahwa nilai momentum total ketika benda bertumbukan adalah konstan atau tidak berubah. Untuk memahami hukum ini, dapat kita mulai dengan memahami Hukum ketiga Newton tentang Aksi-Reaksi.

Bayangkan tabrakan antara dua buah benda; benda 1 dan benda 2. Dalam Hukum ketiga Newton, gaya yang bekerja ketika bertabrakan adalah sama besar tetapi berlawanan arah. Dalam bahasa matematis dapat dituliskan dengan:

F1 = – F2

Gaya yang bekerja pada masing-masing benda yang bertumbukan terjadi selama selang waktu tertentu. Terlepas dari lama tidaknya kontak gaya itu terjadi, selang waktu ini sama untuk benda 1 dan benda 2. Artinya bahwa, selang waktu bekerjanya gaya dari benda 1 kepada benda 2 sama dengan selang waktu bekerjanya gaya benda 2 kepada benda 1. Dapat dituliskan dengan:

t1 = t2

Sebagai konsekuensi dari gaya yang bekerja pada kedua benda adalah sama besar/berlawanan arah dan selang waktu terjadinya gaya tersebut juga sama, maka implus yang terjadi pada dua benda tersebut nilanya sama dan berlawanan arah. Dalam persamaan matematis, dituliskan dengan:

F1*t1 = – F2*t2

Dari teori perubahan implus-momentum, bahwa implus yang terjadi pada suatu benda sama dengan perubahan momentumnya. Dengan demikian, karena setiap benda mangalami implus yang sama besar dan berlawanan arah maka secara logis setiap benda itu juga mengalami perubahan memomentum yang sama besar dan berlawanan arah. Secara matematis, dituliskan:

Persamaan di atas adalah salah satu dari pernyataan hukum kekekalan momentum. Dalam setiap tumbukan, perubahan momentum benda 1 sama dengan dan berlawanan arah dari perubahan momentum benda 2.

Sumber : artikelnesia.com

Fisika

Konsep Impuls dan Momentum

November 17, 2017

Impuls merupakan suatu besaran yang erat hubungannya dengan tumbukan. Misalnya ketika seorang petinju memukul lawannya maka dikatakan lawannya ini menerima impuls atau ketika palu memukul batu bata maka batu bata hancur akibat menerima impuls.Impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya impulsif rata-rata () dan selang waktu (∆t) selama gaya impulsif itu bekerja.
Secara matematis

Fisika

Energi Potensial dan Gaya Konservatif

November 17, 2017

Energi potensial adalah ketika sebuah objek memiliki potensi untuk menciptakan energi kinetik atau bentuk lain yang terkait dengan energi. Dalam kasus seperti itu, berarti objek dalam keadaan kesetimbangan, di mana ada kekuatan yang mencoba untuk menggerakan materi dan kekuatan lain yang sama mencegah gerakan itu.
Sebuah contoh yang baik dari keseimbangan ini adalah kekuatan yang menekan pegas dan gaya internal dari pegas yang mencoba untuk menolak tekanan tersebut. gaya internal pegas dianggap sebagai energi potensial terkompresi. Jenis-jenis energi potensial adalah elastis, gravitasi, kimia, listrik dan nuklir. Ketika energi potensial dilepaskan, dapat diterapkan untuk melakukan pekerjaan.
pegas

Keseimbangan dan Energi Potensial

Energi potensial adalah ketika dua kekuatan yang sama dalam arah yang berlawanan dimasukan ke dalam suatu objek.
Kekuatan menyebabkan Akselerasi
Ketika Anda menerapkan gaya pada suatu benda, akan mempercepat kekuatan yang sedang diterapkan, menurut Newton Hukum II dan persamaan:
F = ma
dimana
F adalah gaya yang diterapkan dalam newton (N)
m adalah massa dalam kilogram (kg)
adalah akselerasi yang dihasilkan dalam meter detik-squared (m/s2)
Catatan: 1N = 1kg-m/s².
Kekuatan resistif dapat mengakibatkan energi potensial
Tapi persamaan sederhana ini atau hubungan berjalan di bawah asumsi bahwa tidak ada kekuatan lain menolak gerakan itu. Jika ada suatu kekuatan seperti gesekan yang tahan gerak, percepatan akan menjadi = (F – Fr) / m, di mana Fr adalah kekuatan resistif.
Sekarang jika Fr sama dengan gaya yang diberikan F, percepatan dan gerakan akan menjadi nol. Tapi jika gaya F masih diterapkan, maka ada energi potensial yang akan dirilis segera setelah Fr diambil atau dikurangi.

Jenis Energi Potensial

Ada situasi ketika sebuah benda memiliki potensi untuk mulai bergerak dan mendapatkan energi kinetik. Sering ada gaya yang bekerja pada objek, tetapi kekuatan belum cukup untuk memindahkan objek tersebut. Jenis-jenis energi potensial adalah:

elastis
gravitasi
kimia
elektris
nuklir

Gaya konservatif bukan nama sebuah gaya, seperti gaya gravitasi, gaya gesek dll. Gaya konservatif menjelaskan sifat suatu gaya. Apabila usaha total yang dilakukan oleh suatu gaya pada sebuah benda, selama benda berpindah menjauhi posisinya semula hingga benda tersebut kembali lagi ke posisinya semula, sama dengan nol, maka gaya tersebut termasuk gaya konservatif. Suatu gaya disebut konservatif jika usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada suatu benda tidak bergantung pada lintasan yang dilalui benda tetapi hanya bergantung pada perubahan posisi awal dan posisi akhir.

Pengertian gaya konservatif lebih mudah dipahami jika anda telah memahami pengertian usaha dalam fisika. Pelajari dua contoh soal berikut agar anda memahami pengertian gaya konservatif.

Contoh 1

Tinjau sebuah benda yang bergerak vertikal ke atas lalu benda tersebut bergerak vertikal ke bawah menuju posisinya semula.

Ketika benda bergerak ke atas, arah perpindahan benda ke atas, sebaliknya arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) ke bawah. Arah perpindahan benda berlawanan dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha negatif.

W₁ = F s = w h (cos 180) = w h (-1) = – w h = – m g h

Ketika benda bergerak ke bawah menuju posisinya semula, arah perpindahan benda ke bawah dan arah gaya gravitasi juga ke bawah. Arah perpindahan benda sama dengan arah gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha positif.

W₂ = F s = w h (cos 0) = w h (1) = w h

Usaha total yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda selama benda bergerak ke atas lalu bergerak ke bawah sama dengan nol.

W_total = W₁ + W₂ = – w h + w h = 0

Misalnya massa benda (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s² dan ketinggian (h) = 1 meter maka W₁ = -10 Joule dan W₂ = 10 Joule. Usaha total = – 10 Joule + 10 Joule = 0

Contoh 2

Tinjau sebuah benda yang berpindah dari lembah menuju puncak lalu berpindah lagi menuju lembah.

Selama benda bergerak di atas bidang miring, hanya komponen horisontal gaya gravitasi (w sin teta) yang melakukan usaha pada benda. Ketika benda bergerak dari lembah menuju puncak bidang miring, arah perpindahan berlawanan dengan arah komponen horisontal gaya gravitasi (w sin teta) karenanya gaya gravitasi melakukan usaha negatif.

Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda selama benda bergerak dari lembah menuju puncak.

W₁ = – F s = – (w sin teta)(s) = – w s sin teta

Karena sin teta = h / s atau h = s sin teta maka rumus di atas diubah menjadi

W₁ = – w h = – m g h

Ketika benda bergerak dari puncak menuju lembah, perpindahan searah dengan komponen horisontal gaya gravitasi karenanya gaya gravitasi melakukan usaha positif.

W₂ = w h = m g h

Usaha total

Wtotal = – m g h + m g h = 0

Misalnya massa benda (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s² dan ketinggian (h) = 1 meter maka W₁ = -10 Joule dan W₂ = 10 Joule. Usaha total = – 10 Joule + 10 Joule = 0

Berdasarkan rumus yang digunakan pada contoh 2, dapat disimpulkan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda ketika benda bergerak melalui bidang miring sejauh s sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda jika benda bergerak tegak lurus sejauh h.

Jadi usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang dilalui tetapi hanya bergantung pada perubahan ketinggian. Dengan kata lain, usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir.

Dua contoh ini menunjukkan bahwa gaya gravitasi termasuk gaya konservatif. Suatu gaya termasuk gaya konservatif jika memenuhi dua syarat. Pertama, usaha total yang dilakukan oleh gaya pada suatu benda selama benda berpindah menjauhi posisi awal hingga kembali lagi ke posisi awal, sama dengan nol bandingkan contoh 1). Kedua, usaha total yang dilakukan oleh gaya pada benda tidak bergantung pada lintasan yang dilalui oleh benda tetapi bergantung pada perubahan posisi (bandingkan contoh 2).

Beberapa gaya yang termasuk gaya konservatif adalah gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet.

Sumber : makeyousmarter.blogspot.co.id

Fisika

Usaha Energi Dan Daya

November 17, 2017

Usaha

Kata usaha dalam kehidupan sehari-hari adalah berbagai aktivitas yang dilakukan manusia. Contohnya, Valentino Rossi berusaha meningkatkan kelajuan motornya untuk menjadi juara dunia Moto GP yang ke delapan kalinya, Ronaldinho berusaha mengecoh penjaga gawang agar dapat mencetak gol, dan Firdaus berusaha mempelajari Fisika untuk persiapan ulangan harian.

Anda pun dikatakan melakukan usaha saat mendorong sebuah kotak yang terletak di atas lantai. Besar usaha yang Anda lakukan bergantung pada besar gaya yang Anda berikan untuk mendorong kotak dan besar perpindahan kotak.

Dalam Fisika, usaha memiliki definisi yang lebih khusus. Jika Anda memberikan gaya konstan F pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sejauh s, usaha W yang dilakukan gaya tersebut dinyatakan dengan:

Sumber : wisatafisika.blogspot.co.id

Usaha

W = F. s

W = F cos α . s = F s cos α

Dimana:

W = usaha yang dilakukan (joule = J)

F = gaya yang bekerja (newton = N)

s = perpindahan (meter = m)

α = sudut antara gaya dan perpindahan benda (derajat)

Terdapat dua persyaratan khusus mengenai definisi usaha dalam Fisika ini. Pertama, gaya yang diberikan pada benda haruslah menyebabkan benda tersebut berpindah sejauh jarak tertentu. Perhatikanlah Gambar berikut.

Walaupun orang tersebut mendorong dinding tembok hingga tenaganya habis, dinding tembok tersebut tidak berpindah. Dalam Fisika, usaha yang dilakukan orang tersebut terhadap dinding tembok sama dengan nol atau ia dikatakan tidak melakukan usaha pada dinding tembok karena tidak terjadi perpindahan pada objek kerja/usaha yaitu dinding tembok.

Kedua, agar suatu gaya dapat melakukan usaha pada benda, gaya tersebut harus memiliki komponen arah yang paralel terhadap arah perpindahan. Perhatikanlah Gambar berikut.

Putu menarik kereta api mainan dengan menggunakan tali sehingga gaya tariknya membentuk sudut α terhadap bidang horizontal dan kereta api mainan tersebut berpindah sejauh s. Dengan demikian, gaya yang bekerja pada kereta api mainan membentuk sudut α terhadap arah perpindahannya. Oleh karena itu, besar usaha yang dilakukan gaya tersebut dinyatakan dengan persamaan:

W = F cos α . s = F s cos α

dengan α = sudut antara gaya dan perpindahan benda (derajat).

Energi

Energi suatu benda adalah suatu ukuran kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Satuan untuk mengukur energi adalah joule (J).

Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena pengaruh tempat atau kedudukan benda tersebut. Energi potensial disebut juga sebagai energi diam karena benda yang berada dalam keadaan diam dapat memiliki energi potensial. Jika sebuah benda bergerak atau berubah posisinya maka benda tersebut mengalami perubahan energi potensial.

Contoh Soal

Berapakah energi potensial sebuah benda yang memiliki massa sebesar 10 kgyang berada pada ketinggian 1,2 m, jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s²?

Penyelesaian:

Dik: m = 10 kg

h = 1,2 m

g = 10 m/s²

Dit: Ep= ............?

Jawab:

Ep = m . g . h = 10 . 10 . 1,2 = 120 J

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh gerakannya. Jadi setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Energi kinetik benda yang bergerak adalah energi benda yang dimiliki oleh benda karena geraknya (kecepatannya) yang secara matematis dirumuskan dengan:

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya terhadap sebuah benda sama dengan penambahan energi kinetik dari benda tersebut.

Energi Mekanik

Dalam proses melakukan usaha, benda yang melakukan usaha itu memindahkan energi yang dimilikinya ke benda lain. Energi yang dimiliki benda agar benda itu dapat melakukan usaha dinamakan energi mekanik.

Perhatikanlah gambar di atas. Beban yang ditarik sampai di ketinggian hmemiliki energi mekanik dalam bentuk energi potensial. Saat tali yang menahan berat beban digunting, energi berubah menjadi energi kinetik. Selanjutnya, saat beban menumbuk pasak yang terletak di bawahnya, beban tersebut memberikan gaya yang menyebabkan pasak terbenam ke dalam tanah. Beban itu dikatakan melakukan usaha pada pasak. Dengan demikian, energi mekanik dapat didefinisikan sebagai jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda, atau disebut juga energi total. Besarnya energi mekanik suatu benda selalu tetap, sedangkan energi kinetik dan energi potensialnya dapat berubah-ubah. Penulisannya secara matematis adalah sebagai berikut.

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Benda yang jatuh bebas akan mengalami perubahan energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Perhatikanlah berikut.

Suatu bola dilepaskan dari suatu ketinggian sehingga saat bola berada pada ketinggian h₁ dari permukaan tanah, bola itu memiliki v₁. Setelah mencapai ketinggian h₂ dari permukaan tanah, kecepatan benda berubah menjadi v₂. Saat bola benda berada di ketinggian h₁, energi potensial gravitasinya adalahEP₁ dan energi kinetiknya EK₁. Saat benda mencapai ketinggian h₂, energi potensialnya dinyatakan sebagai EP₂ dan energi kinetiknya EK₂. Anda telah mempelajari bahwa perubahan energi kinetik dan energi potensial benda adalah usaha yang dilakukan gaya pada benda. Dengan demikian, dapat dituliskan: