DoniNurdians

Selasa, 07 Maret 2017

Materi Fluida Statis

Doni Nurdiansyah 3/07/2017 09:27:00 AM 0

Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat car, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir.

1. Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang persatuan luas bidang tersebut. Bidang atau permukaan yang dikenai gaya disebut bidang tekan. Gaya yang diberikan pada bidang tekan disebut gaya tekan. Tekanan dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

p = tekanan, satuan pascal (pa)

F = gaya tekan, satuannya Newton (N)

A = luas bidang tekan , satuaanya 1m²

Konversi satuan tekanan dituliskan sebagai berikut:

1 pa = 1 N/m²

1 bar = 1,0 x 10⁵Pa

1 atm = 101.321 Pa

1 atm = 760 mmHg

2. Tekanan Mutlak

Penunjukan tekanan dalam ruang tertutup oleh alat ukur tekanan disebut tekanan terukur atau tekanan gauge. Alat ukur tekanan pada alat semprot dinamakan manometer tertutup. Udara di bumi atau yang dinamakan atmosfer memiliki tekanan ke segala arah. Tekanan atmosfer dapat diukur menggunakan barometer. Tekanan mutlak dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

p = tekanan mutlak

p_A = tekanan atmosfer

p_G= tekanan terukur

Tekanan hidrostatik merupakan tekanan terukur. Tekanan mutlak di dalam fluida merupakan jumlah dari tekanan hidrostatik dengan tekanan atmosfer. Persamaannya dituliskan sebagai berikut.

3. Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan suatu zat cair didefinisikan sebagai gaya setiap satuan panjang. Tegangan permukaan zat cair dituliskan dalam persamaan berikut.

Keterangan:

ϒ = tegangan permukaan

F = gaya ( N)

ℓ = panjang permukaan (m)

Selain pada zat cair, tegangan permukaan juga terjadi pada selaput sabun. Padaselaput sabun tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu permukaan persatuan panjang permukaan pada arah tegak lurus terhadap gaya tersebut. Besar tegangan permukaan suatu benda yang dipengaruhi oleh selaput sabun dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :

w = berat kawat penutup (N)

L = panjang kawat penutup (m)

ϒ = tegangan permukaan zat cair (N/m)

4. Kapilaritas

Kapilaritas merupakan peristiwa naik turunnya zat cair dalam pipa kapiler (pipa sempit). Kapilaritas dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi antara zat cair dengan dinding kapiler.

Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa. Kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

h = kenaikan dan penurunan permukaan fluida dalam pipa kapiler (m)

θ = sudut kotak derajat (derajat)

r = jari-jari pipa kapiler (m)

ρ= massa jenis zat cair (kg/m²)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

5. Hukum-Hukum Dasar Fluida Statis

a. Hukum Pascal

Bunyi hukum pascal :

“Tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup diteruskan tanpa berkurang ke tiap titik dalam fluida dan ke dinding bejana.”

Hukum Pascal dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan

P1 , p2 = tekanan pada piston 1 dan 2

F1 , F2 = gaya tekan pada piston 1 dan 2

A1 , A2 = luas penampang pada piston 1 dan 2

b. Hukum Archimedes

Bunyi Hukum Archimedes

“Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan.”

Hukum Archimedes dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :

F_A = gaya ke atas (N)

ρ_F = massa jenis fluida (kg/m³)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

V_b= volume fluida yang dipindahkan atau volume benda yang tercelup (m³)

Mengapung

Benda mengapung jika gaya apung iebih besar daripada berat benda.

Syarat benda mengapung:

ρ_F > ρ_b

keterangan :

ρ_F= massa jenis fluida (kg/m3)

ρ_b = massa jenis benda (kg/m3)

Melayang

Benda akan melayang jika gaya apung sama dengan berat benda.

Syarat benda melayang:

ρ_F = ρ_b

Tenggelam

Benda akan tenggelam jika gaya apung lebih kecil daripada berat benda.

Syarat benda tenggelam:

ρ_F < ρ_b

Materi Kelas XI Read more

Senin, 06 Maret 2017

Materi Elastisitas dan Hukum Hooke

Doni Nurdiansyah 3/06/2017 11:05:00 AM 0

Kali ini saya akan membahas Materi Elastisitas dan Hukum Hooke yang merupakan materi yang penting dalam pelajaran fisika.

Elastisitas

Dalam fisika, elastisitas adalah kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya diaplikasikan padanya. Jika bahan tersebut elastis, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya dihilangkan.

Elastisitas (elasticity) juga dapat diartikan sebagai kemampuan (ability) dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan.

a. Tegangan (stress)

Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Tegangan dalam elastisitas dirumuskan:

Tegangan sama seperti tekanan, ia memiliki satuan Pascal (Pa) atau N/m2

b. Regangan (strain)

Regangan dalam elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda tersebut sebelum gaya luar bekerja padanya. Regangan dirumuskan:

Karena regangan adalah perbandingan dari dua besaran yang sejenis maka ia hanya seperti koefisien (tanpa punya satuan).

c. Modulus Elastis (Modulus Young)

Definisi dari modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan. Di rumuskan :

jika kita menguraikan rumus tegangan dan regangan di dapat persamaan :

Hukum Hooke

Hukum hooke berbunyi : “Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus/sebanding dengan gaya tariknya”.

Secara matematis hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

F = Gaya luar yang diberikan (N)

k = Konstanta pegas (N/m)

Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)

Susunan Pegas

a. Susunan Seri

b. Susunan Paralel

Materi Kelas XI Read more

Minggu, 05 Maret 2017

Materi Dinamika Rotasi, Titik Berat dan Keseimbangan Benda Tegar

Doni Nurdiansyah 3/05/2017 12:00:00 AM 0

Benda dapat melakukan berbagai jenis gerakan. Benda dapat bergerak lurus dan berpindah tempat. Gerakan semacam ini disebut gerak translasi. Benda juga dapat melakukan gerakan berputar (rotasi).

Gerak rotasi yaitu gerakan memutar dari suatu benda terhadap titik tertentu. Sebagai contoh yaitu gerak rotasi gasing. Pada gasing, titik yang menjadi acuan perputaran yaitu ujung tumpuan saat gasing berputar.

1. Dinamika Rotasi

a. Momen Gaya (Torsi)

Momen gaya atau torsi merupaka besaran fisika yang menyebabkan benda berputar atau bergerak secara rotasi.

Dari gambar di samping dapat diperoleh persamaan momen gaya :

Dengan :

τ = Momen gaya atau torsi (N.m)

F = Gaya (N)

r = Lengan Momen (m)

b. Momen Inersia

Inersia adalah kecenderungan benda untuk mempertahankan keadaannya ( tetap diam atau bergerak). Benda yang sukar bergerak dikatakan memiliki inersia yang besar. Begitu juga bumi yang selalu dalam keadaan berotasi memiliki inersia rotasi.

Jadi Momen Inersia adalah ukuran dari besarnya kecenderungan berotasi yang ditentukan oleh keadaaan benda atau partikel penyusunnya.

Kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan keadaannya yang diam atau bergerak lurus beraturan disebut inersia. Inersia disebut juga lembam. Keadaan alami benda ini berkaitan erat dengan hukum I Newton. Oleh karena itu, hukum I Newton disebut juga hukum inersia atau hukum kelembaman.

Momen Inersia pada Titik Partikel

Momen inersia dari titik partikel tersebut dinyatakan sebagai hasil kali massa partikel dengan kuadrat jarak partikel ke sumbu putar (jari-jari). Dengan demikian momen inersia titik partikel dapat dinyatakan dengan:

dengan :

I = Momen Inersia (Kg m2)

m = Massa partikel (Kg)

r = Jari-jari Rotasi (m)

Momen Inersia pada benda tegar

Benda tegar diartikan sebagai benda yang ukurannya tidak berubah ketika diberikan gaya. Sifat dari benda tegar adalah ukuran benda lebih besar dari pada lintasannya. Secara matematis persamaan momen inersia pada benda tegar dapat diturunkan dari persamaan :

Dari persamaan tersebut, dapat diturunkan besarnya momen inersia untuk masing- masing benda tegar , yang dinyatakan dalam tabel berikut.

c. Hubungan Momen Gaya dan Momen Inersia

Hubungan antara momen gaya dan momen dapat dapat dinyatakan sebagai berikut :

Dengan α adalah percepatan sudut (rad/s2)

d. Energi Kinetik Rotasi

Ketika sebuah benda berotasi maka besar energy kinetic yang dimilikinya adalah sebanding dengan hasil kali momen inersia dan kuadrat kecepatan sudutnya. Secara matematis dapat ditulis :

Menggelinding

Ketika sebuah benda menggelinding, maka benda tersebut melakukan dua gerak sekaligus yakni gerak translasi dan gerak rotasi, maka benda ini dikatakan mengelinding. Sehinggan energi kinetiknya adalah penjumlahan energi kinetik translasi dan energi kinetic rotasi.

Secara matematis, energi kinerik total gerak mengelinding dapat ditulis :

e. Hukum kekekalan Momentum Sudut

Jika torsi pada suatu sistem adalah nol maka dL = 0 atau perubahan momentum sudutnya nol, atau momentum sudutnya kekal.

2. Keseimbangan Benda Tegar

Benda tegar adalah benda yang tidak berubah bentuknya karena pengaruh gaya dari luar. Kesetimbangan benda tegar dibedakan menjadi dua, yaitu Kesetimbangan partikel dan Kesetimbangan benda tegar.

a. Kesetimbangan partikel

Partikel adalah benda yang ukurannya dapat diabaikan dan hanya mengalami gerak translasi (tidak mengalami gerak rotasi).

Syarat kesetimbangan partikel :

Keterangan :

ƩFx = Resulan gaya pada komponen sumbu X

ƩFy = Resulan gaya pada komponen sumbu Y

b. Kesetimbangan Benda Tegar

Syarat kesetimbangan benda benda tegar :

3. Titik Berat/Pusat Massa

Titik Berat adalah titik pusat atau titik tangkap gaya berat dari suatu benda atau sistem benda. Titik berat menurut bentuk benda dibedakan menjadi 3 antara lain:

Benda berbentuk garis/kurva, contoh : kabel, lidi, benang, sedotan, dan lain-lain.
Benda berbentuk bidang/luasan, contoh : kertas, karton, triplek, kaca, penggaris, dan lain-lain.
Benda berbentuk bangunan/ruang, contoh : kubus, balok, bola, kerucut, tabung, dan lain-lain

a. Benda berbentuk partikel massa

Apabila sistem benda terdiri dari beberapa benda partikel titik digabung menjadi satu, maka koordinat titik beratnya dirumuskan:

Jadi zo (Xo,Yo)

b. Benda berbentuk garis/kurva

Daftar titik beberapa benda berbentuk garis dapat dilihat dalam lampiran. Apabila sistem benda terdiri dari beberapa benda garis digabung menjadi satu, maka koordinat titik beratnya dirumuskan:

Jadi zo (Xo,Yo)

c. Benda berbentuk bidang/luasan

Daftar titik berat berbagai macam bidang beraturan dan bidang selimut benda dapat dilihat dalam lampiran. Apabila sistem benda terdiri dari bidang gabungan, maka koordinat titik beratnya dirumuskan:

Jadi zo (Xo,Yo)

d. Benda berbentuk volume/ruang (homogen)

Daftar titik berat berbagai macam benda ruang beraturan dapat dilihat dalam lampiran. Apabila sistem benda terdiri dari bidang gabungan benda, maka koordinat titik beratnya dirumuskan:

Bila terbuat dari bahan-bahan yang sama (homogen)

Jadi zo (Xo,Yo)

e. Bila terbuat dari bahan-bahan yang berbeda (heterogen)

Materi Kelas XI Read more

Kamis, 02 Maret 2017

Materi Gerak Harmonik

Doni Nurdiansyah 3/02/2017 10:21:00 AM 0

Kali ini saya kan membahas mengenai Materi Gerak Harmonik. Gerak harmonik adalah gerak bolak - balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan.

Persamaan Simpangan (y)

Simpangan adalah jarak dari titik seimbang pada saat bergetar harmonik. Persamaannya dapat ditulis :

Dengan :

y = Simpangan (m)

A = Amplitudo atau simpangan terjauh (m)

ɵ = sudut fase

karena θ= ω.t, maka persamaan simpangan menjadi

Dengan :

ω = frekuensi sudut (rad/s)

= 2π.f

Persamaan Kecepatan (v)

Persamaan kecepatan diturunkan dari persamaan simpangan sebagai fungsi waktu.

Persamaan Percepatan (a)

Persamaan percepatan diturunkan dari persamaan kecepatan sebagai fungsi waktu.

Gerak Harmonik pada Pegas

Sebuah pegas dikatakan melakukan gerak harmonic, jika pegas tersebut bergerak berayun dari titik seimbang dengan teratur dan menghasilkan periode dan frekuensi yang stabil.

Periode yang dihasilkan adalah :