ENERGI

 

Energi

Energi merupakan salah satu konsep paling penting dalam ilmu pengetahuan. Energi tidak dapat didefinisikan secara ringkas saja. Akan tetapi pada materi kali ini karena energi berhubungan dengan usaha, maka energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi gerak, energi yang dimiliki benda atau objek karena geraknya. Energi kinetik berasal dari kata Yunani kinetikos yang artinya bergerak. Jadi, kamu pasti tahu kan kalau setiap benda yang bergerak maka benda tersebut memiliki energi kinetik

Rumus Energi Kinetik dinotasikan dengan:

Dimana,

 = Energi Kinetik benda (Joule)

 = massa benda (kg)

 = kecepatan benda (m/s2)

Usaha merupakan besarnya energi. Pada konteks ini, usaha merupakan perubahan energi. Hubungan usaha dengan Energi Kinetik dinotasikan dengan:

Mau latihan soal? Yuk jawab pertanyaan di Forum StudioBelajar.com

Dimana,

 = Usaha yang dilakukan benda (Joule)

 = perubahan Energi Kinetik (Joule)

 = perubahan kecepatan (m/s2)

Energi Potensial

Saat benda bergerak, dapat dikatakan benda memiliki energi kinetik. Akan tetapi, benda juga kemungkinan memiliki Energi Potensial. Energi Potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya. Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi atau selanjutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda memiliki energi potensial yang besar jika massanya semakin besar dan ketinggiannya semakin tinggi.

Rumus Energi Potensial dinotasikan dengan:

Dimana,

 = Energi Potensial benda (Joule)

= kecepatan gravitasi (9,8 m/s2)

 = ketinggian benda (m)

Hubungan usaha dengan Energi Potensial dinotasikan dengan:

Dimana,

 = perubahan ketinggian (m)

Energi Mekanik

Energi Mekanik merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan gerak. Nah, kedua tipe energi diatas yakni Energi Kinetik dan Energi Potensial merupakan bagian dari Energi Mekanik.

Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:

Energi Mekanik yang dimiliki suatu benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi. Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan Hukum kekekalan energi dinotasikan dengan:

Dimana,

 = Energi Mekanik benda (Joule)

= energi mekanik di posisi 1

= energi mekanik di posisi 2

Contoh Soal Usaha dan Energi

Kotak bermassa M dengan bagian atas terbuka bergerak sepanjang bidang datar tanpa gesekan dengan kecepatan v1. Benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak, sementara kotak tetap bergerak dengan laju v2. Beberapa saat kemudian, benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak dan kotak terus bergerak dengan kecepatan v3. Dari kasus ini, pernyataan yang BENAR adalah …. (Fisika Simak UI 2013)

(1) v2 = vi(2) v2 = vi(3) v3 = vi(4) v3 = v2

SOLUSI:

Dalam penyelesaian ini menggunakan prinsip hukum kekekalan energi [∆E= 0]. Karena kotak tidak mengalami perpindahan ketinggian, maka tidak ada gaya potensial yang terjadi sehingga perubahan energi yang terjadi hanya energi kinetik.

Diketahui,

• m1 = M.
• m2 = 5/4M.
• m3 = 2M.

Kita cari semua komponen yang ditanyakan dengan menggunakan Persamaan Hukum Kekekalan Energi:

((1) BENAR dan (2) SALAH)

((4) SALAH)

((3) BENAR)

Jawaban: B

(B) Jika (1) dan (3) yang benar

Read More

PENGERTIAN DAN CONTOH MOMENTUM DAALAM FISIKA

Topik kali ini menyajikan tentang pengertian Momentun dan contohnya, mungkin ada sebagian yang masih belum begitu faham mengenai momentum tersebut. Tidak ada salahnya bila pada laman ini memberikan informasi sederhana tentang momentum diantara banyak laman yang juga sama menyajikan tentang topik ini. Momentum adalah istilah fisika mengacu pada kuantitas gerak dan massa yang dimiliki suatu objek.

Dalam fisika, momentum atau pusa adalah besaran yang berhubungan dengan kecepatan dan massa suatu benda. momentum dilambangkan dengan huruf ‘p’, secara matematis momentum dapat dirumuskan : p= m . v

p = momentum, m = massa, v = kecepatan / viscositas (dalam fluida)
Momentum akan berubah seiring dengan perubahan massa dan kecepatan. Semakin cepat pergerakan suatu materi/benda akan semakin besar juga momentumnya.

Semakin besar momentum, maka semakin dahsyat kekuatan yang dimiliki oleh suatu benda. Jika materi dalam keadaan diam, maka momentumnya sama dengan nol. Sebaliknya semakin cepat pergerakannya, semakin besar juga momentumnya. (Filosofi : Jika manusia tidak mau bergerak / malas, maka hasil kerjanya sama dengan nol).

Dari persamaan di atas, tampak bahwa momentum (p) berbanding lurus dengan massa (m) dan kecepatan (v). Semakin besar kecepatan benda, maka semakin besar juga momentum sebuah benda. Demikian juga, semakin besar massa sebuah benda, maka momentum benda tersebut juga bertambah besar.

Perlu anda ingat bahwa momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Jadi walaupun seorang berbadan gendut, momentum orang tersebut = 0 apabila dia diam alias tidak bergerak. Jadi momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda tersebut. kita tidak bisa meninjau momentum suatu benda hanya berdasarkan massa atau kecepatannya saja.

Contoh Momentum

Contohnya begini, sebut saja mobil gurumuda dan mobil gurutua. Apabila kedua mobil ini bermassa sama tetapi mobil gurumuda bergerak lebih kencang (v lebih besar) daripada mobil gurutua, maka momentum mobil gurumuda lebih besar dibandingkan dengan momentum mobil gurutua. Contoh lain, misalnya mobil gurumuda memiliki massa besar, sedangkan mobil gurutua bermassa kecil. Apabila kedua mobil ini kebut2an di jalan dengan kecepatan yang sama, maka tentu saja momentum mobil gurumuda lebih besar dibandingkan dengan momentum mobil gurutua.

Read More

MATERI KELAS X KURIKULUM 2013 : GERAK

Dalam fisika, gerak suatu benda harus dikaitkan dengan titik acuan. Jika kedudukan benda tersebut terhadap titik acuan berubah, maka benda tersebut disebut bergerak terhadap titik acuan itu. Jika kedudukan benda tersebut tetap terhadap titik acuan, maka benda tersebut tidak bisa dikatakan bergerak terhadap titik acuan tersebut.

 a. Jarak dan Perpindahan    

 

Jika suatu benda bergerak, maka benda itu akan berubah posisi. Perubahan posisi benda pada waktu tertentu disebut dengan perpindahan. Sedangkan panjang lintasan yang sebenarnya yang ditempuh oleh benda selama bergerak disebut jarak. Jarak dan perpindahan dapat ditentukan dengan persamaan matematis sebagai berikut;  

 

                 dengan x = posisi benda 

Perpindahan memiliki besar dan arah maka perpindahan merupakan besaran vektor. Sedangkan jarak hanya besaran yang berupa nilai tanpa arah, sehingga jarak merupakan besaran skalar.

b. Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan dan kecepatan adalah dua buah besaran fisika yang berbeda arti. Kelajuan adalah jarak yang ditempuh benda tiap satuan waktu, sedangkan kecepatan adalah perpindahan benda tiap satuan waktu. Kelajuan dan kecepatan dinyatakan dalam satuan seperti kilometer/jam, mil/jam atau meter/sekon. Tetapi dalam SI satuan laju dan kecepatan adalah meter/sekon (m/s). Kelajuan merupakan besaran skalar, sehingga selalu bernilai positif, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga dapat bernilai positif atau negatif.

1) Kelajuan dan Kecepatan Rata-rata 
Kelajuan rata-rata adalah jarak tempuh dibagi selang waktu. Kelajuan rata-rata dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut. 

  

Sedangkan kecepatan rata-rata adalah perpindahan tiap selang waktu. Kecepatan rata-rata dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.  

 

 2) Kelajuan Sesaat dan Kecepatan Sesaat

Kelajuan sesaat adalah besaran skalar yang menyatakan besar kelajuan benda pada waktu tertentu. Pada kendaraan seperti sepeda motor dan mobil biasanya dilengkapi dengan alat pengukur laju sesaat, yaitu spidometer. Sedangkan kecepatan sesaat adalah besaran vektor yang menyatakan kecepatan benda pada waktu tertentu. Jika perpindahan dinyatakan dengan  ∆s dan selang waktu dengan ∆t maka kecepatan pada saat t dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut: 

c. Percepatan dan Perlajuan

Dalam fisika percepatan adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu. Sedangkanperlajuan adalah perubahan kelajuan tiap satuan waktu. Percepatan merupakanbesaran vektor yang mempunyai besar dan arah. Satuan untuk pengukuran percepatan adalah meter per detik kuadrat (m/ ). Percepatan dapat ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.

Percepatan merupakan besaran vektor, maka arah percepatan rata – rata  besarnya adalah ∆v/∆t, sedangkan arah percepatan sesaat sama dengan arah limit dari perubahan vektor kecepatan ( ) dan besarnya adalah  dv/dt

d.  Macam- macam Gerak Lurus 

Di dalam fisika gerak lurus dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Gerak Lurus Beraturan 
Salah satu jenis gerak yang dipelajari dalam fisika adalah gerak dalam lintasan lurus dengan kecepatan atau laju tetap. Gerak yang demikian disebut dengan gerak lurus beraturan. Sebuah benda yang bergerak lurus beraturan akan menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama. 

berdasarkan gambar diatas, seseorang dikatakan bergerak lurus beraturan dalam selang waktu t1 sampai t4, jika jika dalam selang waktu ∆t1 menempuh jarak s1, dalam selang waktu ∆t2 menempuh jarak s2 dan dalam selang waktu ∆t3 menempuh jarak s3 dan ∆t1= ∆t2= ∆t3 serta s1 = s2 = s3

Meskipun konsep gerak lurus beraturan ini hanya sebuah konsep ideal, tetapi asumsi-asumsi dari konsep ini sangat bermanfaat. Benda yang bergerak lurus beraturan  mempunyai kecepatan (laju) tetap, maka grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak ini dapat digambarkan sebagai berikut. 

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda setiap saat dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

V = vo

Sehingga benda yang bergerak lurus beraturan tidak mempunyai percepatan, hal ini karena sesuai dengan persamaan berikut ini, 

Sedangkan, jarak yang ditempuh benda dapat ditentukan berdasarkan luas persegi panjang ABCD pada grafik di atas adalah 

Berdasarkan persamaan di atas, maka grafik jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak lurus beraturan ditunjukkan pada gambar di bawah ini 

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda dapat ditentukan dari kemiringan kurva  s = f (t), yaitu  ν = tan α, Dengan   α = sudut antara kurva dan sumbu t positif.      

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak dengan lintasan lurus dan percepatannya tetap. Benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai perubahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama yaitu;   

 

 Karena benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai percepatan tetap, maka grafik percepatan terhadap waktu dari gerak lurus berubah beraturan dapat digambarkan sebagai berikut: 

 

Berdasarkan grafik, maka percepatan benda setiap saat dapat dinyatakan dengan persamaan  berikut ini.

 a = ao

Sehingga kecepatan benda setiap saat dapat ditentukan dari grafik sebagai berikut:

Berdasarkan persamaan kecepatan benda yang bergerak lurus berubah beraturan, maka grafik kecepatan (ν) terhadap waktu (t) dapat digambarkan sebagai berikut 

Dari gambar di atas maka jarak benda yang ditempuh oleh benda setiap saat dapat ditentukan seperti berikut

Sehingga grafik jarak (s) terhadap waktu (t) dapat dilihat pada gambar dibawah     

Hubungan laju (kecepatan), percepatan dan jarak dari benda yang bergerak lurus berubah beraturan dapat ditentukan dengan persamaan v = vo + at  dan s =  vot + 1/2at2  yaitu:

 

 Sumber:

Trustho Raharjo dan Radiono, Fisika Mekanika, (Surakarta: LPP UNS dan UNS press, 2008) 

Read More

BESARAN VEKTOR

Kelas X Semester 1

Kompetensi Dasar

1.1 Mengukur besaran fisika (massa, panjang, waktu).

1.2 Melakukan penjumlahan vektor.

Materi : Besaran Vektor

Vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Contoh dari besaran ini misalnya perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, dan sebagainya. Untuk menggambarkan vektor digunakan garis berarah yang bertitik pangkal. Panjang garis sebagai nilai vektor dah anak panah menunjukkan arahnya. Simbol vektor menggunakan huruf kapital yang dicetak tebal (bold)  atau miring dengan tanda panah di atasnya.

Menggambar sebuah Vektor
Vektor pada bidang datar mempunyai 2 komponen yaitu pada sumbu x dan sumbu y. Khusus untuk vektor yang segaris dengan sumbu x atau y berarti hanya mempunyai 1 komponen. Komponen vektor adalah vektor yang bekerja menuyusun suatu vektor hasil (resultan vektor). Oleh karenanya vektor bisa dipindahkan titik pangkalnya asalkan tidak berubah besar dan arahnya.

Secara matematis vektor dapat dituliskan A = Ax+Ay dimana A adalah resultan dari komponen-komponenya berupa Ax dan Ay.

Penjumlahan Vekor
Inti dari operasi penjumlahan vektor ialah mencari sebuah vektor yang komponen-komponennya adalah jumlah dari kedua komponen-komponen vektor pembentuknya atau secara sederhana berarti mencari resultan dari 2 vektor. Aga susah memang dipahami dari definisi tertulis. Kita coba memahaminya dengan contoh.

Untuk vektor segaris, resultannya

R = A + B + C + n dst…

Penjumlahan vektor bisa didapat dari persamaan berikut :

Menurut aturan cosinus dalam segitiga,

(OR)2 = (OP)2 + (PR)2 – 2(OP)(PR) cos (180o - α)
(OR)2 = (OP)2 + (PR)2 - 2(OP)(PR) cos (-cos α)
(OR)2 = (OP)2 + (PR)2 - 2(OP)(PR) cos α
Jika OP = A, PR = B, dan Resultan ‘R’ = OR

maka diperoleh persamaan
R2 = A2 + B2 - 2AB cos α

Rumus menghitung resultan vektornya

Dalam penjumlahan vektor sobat hitung bisa menggunakan 2 cara

1. Penjumlahan Vektor dengan cara Jajar Genjang (Pararelogram).

Metode yang digunakan adalah dengan mencari diagonal jajar genjang yang terbentuk dari 2 vektor dan tidak ada pemindahan titik tangkap vektor. 

2. Penjumlahan Vektor dengan Cara Segitiga

pada metode ini dilakukan pemindahan titik tangka vektor 1 ke ujung vektor yang lain kemudian menghubungkan titi tangkap atau titik pangkal vektor pertama dengn titik ujung vektor ke dua. Lihat ilustrasi gambar di bawah ini.

Contoh :

 

Untuk vektor yang lebih dari 2, sama saja. Lakukan satu demi satu hingga ketemu resultan akhirnya.  Dari gambar di atas, V = A + B dan R = V + C atau R  = A + B + C

Pengurangan Vektor

Pengurangan Vektor pada prinsipnya sama dengan penjumlahan, cuma yang membedakan adalah ada salah satu vektor yang  mempunyai arah yang berlawanan. Misalnya vektor A bergerak ke arah timur dan B bergerak ke arah barat maka resultannya

R = A + (-B) = A – B

Contoh Soal

Dua buah vektor sebidang erturut-turut besarnya 8 satuan dan 6 satuan, bertitik tangkap sama dan mengapit sudut 30o Tentukan besar dan arah resultan  vektor tersebut tersebut!

Jawaban :

R = 82 + 62 + 2.6.8.cos 30
R = 64 + 36 + 96 0,5 √3
R = 100 + 48√3

Read More