File Guru Fisika SMA

Sabtu, 14 April 2012

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Setelah mempelajari materi pembelajaran gerak lurus beraturan (GLB) diharapkan anda dapat :

menjelaskan karakterisktik gerak lurus beraturan (GLB) melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaranterkait
menerapkan besaran-besaran fisika dalam gerak lurus beraturan (GLB) dalam bentuk persamaan dan menggunakannyadalam pemecahan masalah sehari-hari.

Kemampuan Prasyarat :

Sebelum mempelajari materi gerak lurus beraturan (GLB) anda harus sudah menguasai konsep tentang :

pengertian gerak lurus
besaran-besaran yang berkaitan dengan gerak lurus
konversi satuan dari besaran-besaran yang berkaitan dengan gerak lurus

Pengertian Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan kecepatan tetap.

Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap. Kecepatan tetap yaitu benda menempuh

jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 75 km/jsm atau 1,25

km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan pada

gerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan, gerak lurus

beraturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kelajuan tetap.

Grafik perpindahan terhadap waktu (s-t) pada

GLB

Grafik perpindahan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada

gambar bahwa grafik jarak/perpindahan (s) terhadap waktu (t) berbentuk garis lurus miring ke atas melalui titik asal

koordinat O (0,0). Apabila ditinjau dari kemiringan grafik, maka tan α = v

Dengan demikian jika grafik jarak terhadap waktu (s-t) dari dua benda yang bergerak beraturan

berbeda kemiringannya, maka grafik dengan sudut kemiringan besar menunjukkan kecepatan lebih besar.

Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v-t) pada

GLB

Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik v-t berbentuk garis lurus mendatar. Bentuk ini menunjukkan bahwa pada GLB, kecepatan suatu benda selalu tetap untuk selang waktu kapanpun.

Hubungan jarak, kecepatan, dan selang waktu pada GLB

Pada gerak lurus beraturan kecepatan suatu benda selalu tetap. Jika diperhatikan kembali grafik v-t pada GLB, maka jarak/perpindahan (s) merupakan luas daerah yang dibatasi oleh v dan t.

Pada gambar di bawah ini tampak bahwa jarak/perpindahan sama dengan luas persegipanjang dengan panjang t dan lebar v.

Secara matematis : s = v. t

Dibawah ini adalah animasi grafik kecepatan konstan dalam format flash. Untuk menjalankannya komputer anda harus memiliki FlashPlayer.

Contoh Soal Untuk memahami konsep gerak lurus beraturan :

Dua sepeda motor bergerak saling mendekati pada lintasan lurus dengan arah berlawanan. Sepeda

motor A bergerak ke barat dengan kecepatan tetap 30 km/jam, sedangkan sepeda motor B bergerak ke timur dengan kecepatan 45

km/jam. Sebelum bergerak, kedua sepeda motor terpisah sejauh 150 km.

(a). kapan dan dimana kedua sepeda motor berpapasan? (b). gambarkan grafik hubungan v-t

untuk kedua sepeda motor itu? (c). tentukan jarak tempuh kedua sepeda motor saat berpapasan menggunakan grafik v-t

tersebut.

Pembahasan :

(a). Misalkan kedua sepeda motor berpapasan di titik O.

dari gambar di atas diperoleh AO + BO = 150 km atau 150 km = 30km/jam.t + 45km/jam.t, sehingga diperoleh

t = 150 km/75 km/jam = 2 jam.

Jadi AO = 30 km/jam.2 jam = 60 km, sedangkan BO = 45 km/jam.2 jam=90 km

Kesimpulan, kedua sepeda motor berpapasan setelah bergerak selama 2 jam. Tempat

berpapasan adalah setelah sepeda motor A bergerak ke arah barat sejah 60 km atau setelah sepeda motor B bergerak ke arah

timur sejauh 90 km.

(b). Grarik v-t untuk kedua sepeda motor

(c). Jarak tempuh sepeda motor A = luas bangun A = panjang X lebar = 2 jam X 30 km/Jam = 60 km

Jarak tempuh sepeda motor B = luas bangun B = panjang X lebar = 2 jam X 45 km/jam = 90 km

Anda dapat melakukan praktek ticker timer pada link ini.Praktek Ticker Timer

Rabu, 11 April 2012

Astronom Indonesia Temukan Tata Surya Tertua

Johny Setiawan, astronom Indonesia, beserta astronom Eropa berhasil menemukan tata surya tertua. Dunia baru tersebut terdiri atas satu bintang yang dikelilingi oleh dua planet.

Tata surya tersebut dikatakan tertua karena berumur 12,8 miliar tahun, hanya 900 juta tahun lebih muda dari semesta yang tercipta lewat Big Bang pada 13,7 miliar tahun lalu.

Bintang induk pada tata surya tersebut diberi nama HIP 11952 sesuai penamaan obyek dari katalog Hipparcos. Sementara kedua planet yang mengorbit bintang tersebut diberi nama HIP 11952 b dan HIP 11952 c.

HIP 11952 juga dijuluki "Sannatana". Dalam bahasa Sansekerta, kata tersebut berarti abadi atau purba, sesuai dengan keunikan tata surya baru ini.

Sistem keplanetan yang baru saja ditemukan ini diperkirakan terbentuk saat galaksi Bimasakti masih bayi atau bahkan belum terbentuk. Jarak tata surya ini bahkan tak jauh, hanya 375 tahun cahaya dari Bumi.

"Ini sama perumpamaannya dengan menemukan benda arkeologi di pekarangan rumah sendiri," ungkap Johny lewat e-mail yang diterima Kompas.com, Jumat (23/3/2012) lalu.

Dua planet yang mengitari HIP 11952 ditemukan dengan metode kecepatan radial. Teknik ini didasarkan pada observasi gerakan bintang induk akibat planet-planet yang mengelilinginya.

Penelitian dilakukan pada tahun 2009-2011 menggunakan spektrometer FEROS (Fibre-fed Extended Range Optical Range Spectograph) pada teleskop 2,2 meter di Observatorium La Silla, Cile.

Berdasarkan penelitian, diketahui bahwa dua planet di tata surya baru ini ialah planet gas raksasa berukuran 0,8 dan 2,9 kali Jupiter. Masing-masing berevolusi dengan periode 7 dan 290 hari.

Anomali

Tata surya baru ini bisa dikatakan anomali. Pasalnya, bintang induk pada sistem keplanetan ini miskin logam, diperkirakan hanya 1 persen dari kandungan logam Matahari.

Teori saat ini menyatakan bahwa bintang-bintang dengan kandungan logam tinggi cenderung memiliki peluang lebih besar untuk memiliki planet, dan sebaliknya.

Sejauh ini, HIP 11952b dan HIP 11952c adalah temuan planet kedua yang mengelilingi bintang miskin logam. Tahun 2010, ditemukan planet yang mengelilingi HIP 13044 yang juga miskin logam.

Berdasarkan hasil penelitian, Johny mengatakan, "Kedua planet yang mengitari HIP 11952 membuktikan bahwa planet-planet ternyata memang dapat terbentuk di sekitar bintang yang kandungan logamnya sedikit."

Tak cuma itu, Johny yang bertahun-tahun bekerja di Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, Jerman, mengatakan bahwa planet di sekelilling bintang melarat logam mungkin umum.

Observasi pada bintang-bintang tua masih diperlukan untuk mengonfirmasi hal tersebut. Tim peneliti masih akan terus mencari jawabannya.

Secara lebih luas, secara teoritis diketahui bahwa lingkungan awal semesta hanya terdiri atas hidrogen dan helium. Unsur-unsur logam yang lebih berat terbentuk lewat proses lebih lanjut seperti supernova.

Penelitian ini menunjukkan bahwa manusia bisa berharap adanya planet-planet purba yang terbentuk pada awal semesta, walau kondisinya dipandang kurang memungkinkan.

Hasil penelitian Johny dipublikasikan di jurnal Astronomy and Astrophysics yang terbit minggu ini. Johny kini mengabdi di Kedutaan Besar Republik Indonesia di Berlin.

Selasa, 10 April 2012

Fisika Tentang Gerak

Mekanika dan Gerak

Fisika studi banyak jenis gerak dan Motion pasukan adalah salah satu topik penting dalam fisika. Segala sesuatu di alam semesta bergerak. Ini mungkin hanya sedikit gerakan dan sangat sangat lambat, tetapi gerakan tidak terjadi. Jangan lupa bahwa bahkan jika Anda tampaknya masih berdiri, Bumi bergerak mengelilingi Matahari, dan Matahari bergerak di sekitar galaksi kita. Gerakan ini tidak pernah berhenti. Motion merupakan salah satu bagian dari apa fisika sebut mekanik. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah menemukan beberapa aturan atau hukum yang menjelaskan gerak dan penyebab perubahan gerak. Ada juga hukum khusus ketika Anda mencapai kecepatan cahaya atau ketika fisikawan melihat hal-hal yang sangat kecil seperti atom.

Percepatan dan Perlambatan

Fisika gerak adalah tentang kekuatan. Pasukan perlu bertindak atas objek untuk mendapatkannya bergerak, atau untuk mengubah gerakannya. Perubahan gerak tidak akan terjadi pada mereka sendiri. Jadi bagaimana semua gerakan ini diukur? Fisikawan menggunakan beberapa istilah dasar ketika mereka melihat gerak. Seberapa cepat sebuah objek bergerak, kecepatan atau Velocity, dapat dipengaruhi oleh kekuatan. (Catatan: Meskipun 'kecepatan' dan 'kelajuan' yang sering digunakan pada saat yang sama, mereka sebenarnya memiliki arti yang berbeda.)

Mobil ini emas murni memiliki massa, kecepatan, dan tingkat Akselerasi percepatan adalah twist pada gagasan kecepatan. Percepatan adalah ukuran berapa banyak kecepatan dari suatu objek perubahan dalam waktu tertentu (biasanya dalam satu detik). Kecepatan baik bisa menambah atau mengurangi dari waktu ke waktu. Misa adalah ide besar dalam gerakan. Massa adalah jumlah sesuatu ada, dan diukur dalam gram (atau kilogram). Sebuah mobil memiliki massa lebih besar dari bola bisbol.

Sederhana dan Kompleks Gerakan

Ada dua ide utama saat Anda mempelajari mekanika. Ide pertama adalah bahwa ada gerakan-gerakan sederhana, seperti jika Anda bergerak dalam garis lurus, atau jika dua benda sedang bergerak ke arah satu sama lain dalam garis lurus. Gerakan sederhana akan objek bergerak pada kecepatan konstan. Studi Sedikit lebih rumit akan melihat objek yang mempercepat atau memperlambat, dimana pasukan harus bertindak.

Ada juga gerakan lebih kompleks ketika arah obyek berubah. Ini akan melibatkan gerakan melengkung seperti gerakan memutar, atau gerakan bola yang dilemparkan di udara. Untuk gerakan kompleks seperti terjadi, pasukan juga harus bertindak, tetapi pada sudut untuk gerakan.

Untuk benar-benar memahami gerak, Anda harus berpikir tentang kekuatan, akselerasi, energi, pekerjaan, dan massa. Ini semua adalah bagian dari mekanika.

Senin, 09 April 2012

SOAL UJIAN NASIONAL MAPEL FISIKA TAHUN 2012

Ini adalah soal latihan Ujian Nasional Mapel Fisika SMA tahun 2012.. silahkan anda download. terimakasih.

Uap surya Membantu Coax Minyak Berat dari Old Fields

Minyak Coalinga lapangan di California telah memompa minyak mentah sejak 1887, dan sisa minyak yang sudah lebih berat dan lebih berat dan semakin sulit untuk mengekstrak-tetapi segera akan mendapatkan dorongan dari matahari. Secara khusus, bidang tua akan menggunakan uap yang dihasilkan oleh sinar matahari terkonsentrasi untuk membantu mencairkan sisa minyak berat dan membuat mereka cukup cair yang akan dipompa ke permukaan.

"Ini operasi dan menyediakan sebagian besar uap yang dihasilkan untuk mendukung enhanced oil recovery," jelas Jerry Lomax, wakil presiden energi muncul di Chevron, perusahaan energi yang mendanai proyek. Idenya adalah untuk "mengubah foton menjadi uap matahari dan kemudian ... mendapatkan ke lapangan minyak injektor."

Chevron bermitra dengan BrightSource Energy, sebuah perusahaan yang mendesain dan membangun berkonsentrasi pembangkit listrik tenaga surya, untuk membangun sebuah versi dari teknologi yang di ladang minyak Coalinga. Mereka telah membangun lebih dari 7.000 cermin pada perangkat mekanik dikenal sebagai heliostats-untuk melacak matahari pada 65 hektar dan berkonsentrasi sinar matahari dari daerah yang luas ke titik di atas sebuah menara 327-kaki tinggi. Di dalam menara itu, air berubah menjadi uap pada tekanan sebesar 700 pon per inci persegi dan suhu rata-rata 500 derajat Fahrenheit. Itu uap mengalir ke penukar panas, di mana ternyata air dari ladang minyak menjadi uap sehingga dapat dipompa kembali bawah tanah untuk melonggarkan sisa minyak. Semua mengatakan, pompa menara daya sistem keluar 350 barel uap satu jam, yang akan digunakan untuk melengkapi air matang menjadi uap dengan membakar gas alam jika pengujian berjalan dengan baik.

"Ini adalah 5 persen tambahan bagi mereka," kata Lomax, "dan mereka menyimpan gas alam yang banyak." Seperti berdiri, pompa Chevron hampir 8.000 barel "setara minyak" per hari dari lapangan Coalinga.

Selama 2012, Chevron akan menentukan bagaimana diandalkan uap surya, serta jenis volume uap dapat mengharapkan berbagai kondisi. Tahun depan, kelistrikan, sekali berada di tempat, uap surya akan mulai melengkapi bahwa dari pembakaran gas alam. "Uap surya akan selalu menjadi augmentasi dari sumber bahan bakar alternatif tradisional, seperti gas alam, sehingga kita memiliki 24-jam cakupan," kata Lomax. Pada hari-hari tercerah, sistem ini dapat menghasilkan uap hampir 12 jam sehari, tetapi Chevron akan menyelidiki apakah layak untuk menjalankan sebuah ladang minyak secara eksklusif pada uap surya sebagai bagian dari proyek percontohan.

Minyak berat adalah bagian besar dari minyak baru yang diproduksi di seluruh dunia, apakah minyak dari pasir tar Kanada atau mentah lebih tebal dari Indonesia. Chevron telah membawa 150.000 barel aspal di California sendirian dan sekitar 500.000 barel per hari di seluruh dunia. Uap harus surya itu terbukti berhasil di California di San Joaquin Valley-mungkin masuk akal untuk mendapatkan lebih banyak minyak dari lapangan di tempat-tempat seperti zona partisi antara Arab Saudi dan Kuwait atau Indonesia. "Ketiga lokasi memiliki situs dengan sinar matahari yang cukup dan jumlah yang banyak dari areal datar dekat ladang minyak di mana Anda dapat mencakup bidang surya skala ini," kata Lomax, dan perusahaan juga mempelajari apakah uap surya mungkin masuk akal untuk kompleks yang menyuling minyak atau memproduksi petrokimia, yang keduanya menggunakan banyak panas.

Tentu saja, ladang minyak yang tidak ramah atau tempat paling bersih untuk cermin yang harus tetap sangat halus untuk menjadi efektif. Sejauh ini, perusahaan minyak hanya rusak salah satu heliostats dengan menjalankan ke dalamnya dengan mesin dan telah pitting awak manusia terhadap mesin pembersih otomatis. "Mesin ini menggunakan air sedikit kurang dari kru manual," ujar Lomax.

Chevron dan BrightSource bukan perusahaan hanya mengejar teknologi. GlassPoint bertujuan untuk menciptakan uap bahkan lebih murah surya dengan menempatkan cermin di dalam rumah kaca. Mereka kemudian bisa lebih ringan karena mereka dilindungi dari angin dan perlu dibersihkan lebih sering. Perusahaan ini memiliki demonstrasinya sendiri proyek dengan Perusahaan Minyak Berry dekat McKittrick, California

Tapi akan "menantang" untuk setiap uap surya untuk bersaing dengan turunnya harga gas alam, Lomax mengatakan, yang menunjukkan teknologi hanya dapat menemukan masa depan di tempat di mana gas alam tidak tersedia atau mahal. Apapun, Chevron melihat teknologi uap surya sebagai alat lain untuk mengatasi meningkatnya permintaan energi global. Pada akhirnya, harga minyak membunuh revolusi surya pertama dan kedua, tapi sekarang surya dapat membantu memperpanjang masa pemerintahan minyak.

Senin, 02 April 2012

Hukum Bernoulli

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.

Hukum Bernoulli

Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).

Aliran Tak-termampatkan

Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

$p + \rho g h + \frac{1}{2}\rho v^2 = konstan \,$

di mana:

v = kecepatan fluida

g = percepatan gravitasi bumi

h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi

p = tekanan fluida

$\rho$ = densitas fluida

Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:

Aliran bersifat tunak (steady state)
Tidak terdapat gesekan (inviscid)

Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

$p_1 + \rho g h_1 + \frac{1}{2}\rho v_1^2 = p_2 + \rho g h_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2$

Aliran Termampatkan

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:

${v^2 \over 2}+ \phi + w =\mathrm{konstan}$

di mana:

$\phi \,$ = energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan maka $\phi = gh \,$

$w \,$ = entalpi fluida per satuan massa

Catatan: $w = \epsilon + \frac{p}{\rho}$ , di mana $\epsilon \,$ adalah energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik.

LATIHAN.

Mesin pompa air digunakan untuk menyedot air tanah dan mengalirkannya ke tandon penampungan air yang tingginya 8 meter. Perbandingan diameter pipa paralon pada bagian mesin dengan pipa di tandon adalah 3 : 2. Bila tekanan air di mesin 200 kPa dan kecepatan aliran air di tempat itu 4 m/s tentukan :

a. Kecepatan air di pipa pada tandon penampungan air

b. Tekanan air di pipa pada tandon

MOMENTUM

Momentum dalam mekanika klasik

Dalam mekanika klasik, momentum (dilambangkan dengan P) didefinisikan sebagai hasil perkalian dari massa dan kecepatan, sehingga menghasilkan vektor.

Momentum suatu benda (P) yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v didefinisikan sebagai ::

$\mathbf{P}= m \mathbf{v}\,\!$

Massa merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. (Besaran mv kadang-kadang dinyatakan sebagai momentum linier partikel untuk membedakannya dari momentum angular).

Hukum Kekekalan Momentum

Sama seperti energi, dalam kondisi tertentu, momentum suatu sistem akan kekal atau tidak berubah. Untuk memberikan pemahaman mengenai hal tersebut, maka akan digunakan konsep Pusat Massa. Misal jika ada sebuah sistem yang terdiri dari beberapa benda dengan massa $\mathbf{m_1}, \mathbf{m_2}, \mathbf{.....}.$ bergerak dengan kecepatan masing-masing adalah $\mathbf{v_1}, \mathbf{v_2}, \mathbf{.....}.$ , maka kecepatan pusat massa sistem tersebut adalah :

$\mathbf{v_{cm}} = { \displaystyle\sum m_i \mathbf{v}_i \over \displaystyle\sum m_i }.$

Dan jika sistem tersebut bergerak dengan dipercepat dengan percepatan masing-masing adalah $\mathbf{a_1}, \mathbf{a_2}, \mathbf{.....}.$ , maka percepatan pusat massa sistem tersebut adalah :

$\mathbf{a_{cm}} = { \displaystyle\sum m_i \mathbf{a}_i \over \displaystyle\sum m_i }.$

Sekarang jika benda-benda tersebut masing-masing diberi gaya $\mathbf{F_1}, \mathbf{F_2}, \mathbf{.....}.$ , maka benda-benda tersebut masing-masing memiliki percepatan :

$\mathbf{a_{i}} = { \mathbf{F_i} \over m_i }.$

Sehingga percepatan pusat massa sistem dapat dinyatakan sebagai :

$\mathbf{a_{cm}} = { \displaystyle\sum \mathbf{F}_i \over \displaystyle\sum m_i }.$

Notasi $\displaystyle\sum \mathbf{F}_i.$ merupakan notasi yang menyatakan resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut. Jika resultan gaya yang bekerja pada sistem bernilai nol ( $\displaystyle\sum \mathbf{F}_i = 0$ ), maka sistem tersebut tidak dipercepat ( $\displaystyle\sum \mathbf{a}_i = 0$ ). Jika sistem tidak dipercepat, artinya sistem tersebut kecepatan pusat massa sistem tersebut konstan ( $\mathbf{v_{cm}} = constant$ ). Jadi dapat disimpulkan bahwa :

$\displaystyle\sum m_i \mathbf{v}_i = constant.$

Notasi di atas merupakan notasi dari hukum kekekalan momentum. Jadi total momentum suatu sistem akan selalu kekal hanya jika resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut bernilai nol.