Tuesday, March 4, 2014

1. Besaran Pokok dan Besaran Turunan

A. Besaran Pokok (Base Quantities)

Besaran yang digunakan dalam fisika dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok (Base Quantities) dan besaran turunan (Derived Quantities). Besaran pokok adalah besaran adalah besaran yang satuannya didefinisikan terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Besaran pokok (base Quantities) ada tujuh buah. Ketujuh besaran pokok tersebut dapat kamu lihat pada tabel berikut ini,
NoBesaranSatuanLambang Satuan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
panjang
massa
waktu
suhu
kuat arus
intensitas cahaya
jumlah zat
meter
kilogram
sekon
kelvin
ampere
kandela
mol
m
kg
s
K
A
cd
mol
1.  Standar dan Alat Ukur Panjang
Panjang adalah jarak antara dua titik di dalam ruang. Menurut satuan SI, besaran panjang dinyatakan dalam meter. Satu meter sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Besaran panjang diukur dengan menggunakan mistar , stikmeter (meteran gulung), jangka sorong, dan mikrometer skrup. Adapun ketelitian dari masing masing alat tersebut adalah sebagai berikut :
  • Mistar (ruler)  memiliki ketelitian 1 mm
  • stikmeter (measuring tape) memiliki ketelitian 1 mm
  • Jangka sorong (Vernier Calipers) ketelitiannya 0,1 mm
  • Mikrometer Skrup (micrometer screw gauge) ketelitiannya 0,01 mm
2.  Standar dan Alat Ukur Massa
Massa suatu benda adalah banyak zat yang dikandung benda tersebut. Menurut satuan SI, satuan massa adalah kilogram (kg). Dalam kehidupan sehari hari, kita sering menggunakan istilah berat. Misalnya, berat badan Budi 55 kg. Menurut fisika ungkapan tersebut tidak tepat, karena 55 kg adalah massa badan Budi. Berat dalam fisika memiliki pengertian yang berbeda dengan berat dalam kehidupan sehari hari. Menurut fisika, berat adalah gaya yang dialami oleh suatu benda yang mempunyai massa yang diakibatkan karena adanya gaya tarik bumi. Sesuai dengan pengertian ini, maka berat suatu benda di tempat tempat yang berlainan mungkin berbeda beda tergantung besarnya gaya grafitasi di tempat tersebut.
Satu kilogram didefinisikan sebagai massa dari suatu silinder yang dibuat dari campuran platina-iridium yang disebut kiligram standar, yang disimpan di Lembaga berat dan ukuran Internasional di Paris, Perancis. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran massa adalah neraca. Terdapat beberapa jenis neraca, antara lain neraca duduk, neraca elektronik, dan neraca lengan.
3.  Standar dan Alat Ukur Waktu
Satuan standar untuk waktu adalah seko atau detik. Satu sekon didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran waktu antara lain arloji dan  stopwatch.
4.  Standar dan Alat Ukur Suhu
thermometer1Suhu merupakan derajat panas dinginnya suatu benda. Satuan standar untuk suhu adalah Kelvin. Satuan lain yang sering digunakan di Indonesia adalah derajat Celcius, sedangkan di Amerika dan Inggris pada umumnya menggunakan derajat fahrenheit. Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Untuk mengetahui lebih jauh tentang suhu, akan dibahas lebih rinci pada artikel berikutnya.

B. Besaran Turunan (Derived Quantities)

Besaran turunan adalah besaran yang satuan satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Jumlah besaran turunan sangat banyak, semakin berkembangnya ilmu fisika, dimungkinkan akan muncul lagi besaran turunan yang baru. Contoh besaran turunan yang sekarang dikenal dapat kamu lihat pada tabel berikut ini.
No.BesaranSatuan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
luas
volume
kecepatan
gaya
massa jenis
daya
usaha
meter persegi
meter kubik
meter per sekon
newton
kilogram per meter kubik
watt
joule


2.Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan lurus yang dalam waktu sama benda menempuh jarak yang sama. Gerak lurus beraturan (GLB) juga dapat didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang menempuh lintasan lurus dengan kelajuan tetap.
Dalam kehidupan sehari-hari, jarang ditemui contoh benda yang bergerak lurus dengan kecepatan tetap. Misalnya, sebuah mobil yang bergerak dengan kelajuan 80 km/jam, kadang-kadang harus memperlambat kendaraannya ketika ada kendaraan lain di depannya atau bahkan dipercepat untuk mendahuluinya.
Gerak lurus kereta api dan gerak mobil di jalan tol yang bergerak secara stabil bisa dianggap sebagai contoh  gerak lurus dalam keseharian.

Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut. 
GLB, gerak lurus beraturan
Kedudukan sebuah mobil yang sedang bergerak lurus beraturan
Dari gambar di atas, tampak bahwa setiap perubahan 1 sekon, mobil tersebut menempuh jarak yang sama, yaitu 10 m.
Dengan kata lain mobil tersebut mempunyai kecepatan yang sama, yaitu 10 m/s.

Grafik jarak terhadap waktu untuk gerak lurus beraturan
Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan tetap yaitu 10 m/s dapat ditunjukkan dengan tabel dan grafik sebagai berikut.
gerak lurus beraturan, glb
Tabel hubungan waktu dan jarak pada GLB
gerak lurus beraturan, glb
grafik hubungan waktu dan jarak pada GLB

Pada gerak luru beraturan, berlaku persamaan :
rumus kecepatan, glb, gerak lurus beraturan
dengan
v = kecepatan (m/s)
s = perpindahan (m)
t = waktu yang diperlukan (s)
Dari persamaan itu, dapat dicari posisi suatu benda yang dirumuskan dengan :
s = v.t

Contoh soal GLB
Sebuah mobil bergerak di sebuah jalan tol. Pada jarak 5 kilometer dari pintu gerbang tol, mobil bergerak dengan kelajuan tetap 90 km/jam  selama 20 menit. Tentukan :
a. jarak yang ditempuh mobil selama 20 menit
b. posisi mobil dari gerbang jalan tol

Penyelesaian
jarak mula-mula s0 = 5 km
kecepatan (v) = 90 km/jam
waktu (t) = 20 menit = 1/3 jam

a. jarak yang ditempuh mobil selama 20 menit
s = v. t = (90 km/jam).(1/3 jam) = 30 km

b. posisi mobil dari gerbang jalan tol 
s = s0 + v.t = 5 + 30 = 30 km


3.GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
Sebagaimana dijelaskan di depan bahwa sebuah benda yang bergerak tidak selalu memiliki kecepatan yang konstan dan lintasan lurus. Dalam Dalam kehidupan seharihari, setiap benda cenderung untuk mempercepat dan memperlambat secara tidak beraturan.

Gerak lurus yang memiliki kecepatan berubah secara beraturan disebut gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Benda yang bergerak berubah beraturan dapat berupa bertambah beraturan (dipercepat) atau berkurang beraturan (diperlambat).
Photobucket
Gambar di atas menunjukkan grafik sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan dari keadaan awal v0. Setelah t sekon, besar kecepatan benda itu berubah menjadi vt. Dari persamaan itu diperoleh :


sehinggan diperoleh persamaan :

Keterangan :
vt = besar kecepatan pada t sekon (m/s)
v0 = besar kecepatan awal (m/s)
a = besar percepatan (m/s2)
t = waktu (s)
Jarak yang ditempuh benda pada saat t detik dapat dituliskan dengan persamaan berikut :

Dari persamaan di atas diperoleh hubungan S, v, dan a pada gerak GLBB seperti persamaan di bawah :





Photobucket

Sebuah mobil mula-mula bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Karena jalannya sepi dan lurus pengemudinya mempercepat mobilnya sebesar 0,5 m/s2 hingga kecepatannya menjadi 30 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh mobil selama itu?
Penyelesaian :
v0 = 10 m/s
vt = 30 m/s
a = 0,5 m/s2
Jarak yang ditempuh benda memenuhi :





Konsep gerak lurus berubah beraturan dapat diaplikasikan untuk menganalisis peristiwa gerak vertikal dan gerak jatuh bebas.

Gerak Vertikal
Photobucket 
Benda jatuh tentu tidak asing lagi bagi kalian. Bahkan mungkin kalian pernah jatuh dari pohon. Benda jatuh ini merupakan contoh dari gerak lurus dengan percepatan tetap (GLBB) yaitu sama dengan percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi dapat digunakan pembulatan sebesar g = 10 m/s2. Percepatan gravitasi ini juga bekerja pada benda yang dilemparkan ke atas tetapi akan memperlambat gerak benda. Sehingga secara umum percepatan gravitasi berlaku untuk gerak vertikal.

 
 
 
v0 = kecepatan awal benda (m/s)
h = ketinggian benda (m)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
t = waktu gerak (s)
Gerak Jatuh Bebas Seperti penjelasan di depan, gerak jatuh termasuk gerak vertikal. Tetapi apa yang dimaksud dengan jatuh bebas? Kata bebas ditambahkan untuk gerak jatuh yang tidak memiliki kecepatan awal (v0 = 0).
 
 
 
Jadi setiap benda jatuh dari ketinggian h seperti pada gambar, waktu dapat ditentukan menggunakan persamaan di atas. 
Untuk mendapatkan kecepatan jatuh benda yaitu kecepatan benda ,jatuh sesaat sampai di tanah dapat ditentukan dengan persamaan berikut : 
 
Untuk menguji pemahaman kalian pada pokok bahasan Gerak dalam Satu Dimensi, mari kita coba selesaikan latihan soal yang tersedia

4.Notasi Ilmiah dan Angka Penting


Dalam fisika sering dijumpai biangan yang sangat kecil atau sangat besar. Sebagai contoh misalkan massa elektron kira-kira 0,0000000000000000000000000000000911 kg tentunya untuk membaca itu kita akan merasa kesulitan menyebutkannya. Ada cara mudah untuk menuliskan bilangan tersebut yaitu dengan notasi ilmiah. Notasi ilmiah adalah cara menuliskan suatu bilangan balam bentuk sebagai berikut:
a,… x 10n
keterangan:
a = bilangan asli dari 1 sampai 9 (bilangan penting)
n = pangkat bilangan bulat (orde)
berdasarkan cara tersebut maka massa elektron dapat ditulis 9,11 x 10-31.
Selain dengan notasi ilmiah bisa juga kita menggunakan awalan untuk bilangan 10n. Misal, 109 biasa disebut dengan “giga” jadi bilangan 2 x 109 bisa juga ditulis 2 giga.
Angka Penting
Hasil pengukuran yang telah Anda lakukan dengan menggunakan alat ukur adalah nilai data hasil pengukuran. Nilai ini berupa angka-angka dan termasuk angka penting. Jadi, definisi dari angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, termasuk angka terakhir yang ditaksir atau diragukan. Angka-angka penting ini terdiri atas angka-angka pasti dan satu angka taksiran yang sesuai dengan tingkat ketelitian alat ukur yang digunakan.
Semua angka-angka hasil pengukuran adalah bagian dari angka penting. Namun, tidak semua angka hasil pengukuran merupakan angka penting. Berikut ini merupakan aturan penulisan nilai dari hasil pengukuran.
a. Semua angka bukan nol merupakan angka penting. Jadi, 548 memiliki 3 angka penting dan 1,871 memiliki 4 angka penting.
b. Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol termasuk angka penting. Jadi, 2,022 memiliki 4 angka penting.
c. Angka nol yang terletak di sebelah kanan tanda koma dan angka bukan nol termasuk angka penting.
d. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik yang terletak di sebelah kiri maupun di sebelah kanan koma desimal, bukan angka penting.
Jadi, 0,63 memiliki 2 angka penting dan 0,008 memiliki 1 angka penting. Hal ini akan lebih mudah terlihat jika ditulis 63 × 10–2 dan 8 × 10–3. Dalam penulisan hasil pengukuran, ada kalanya terdapat angka yang digarisbawahi. Tanda garis bawah ini menunjukkan nilai yang diragukan. Angka yang digarisbawahi termasuk angka penting, tetapi angka setelah angka yang diragukan bukan angka penting. Jadi, 3541 memiliki 3 angka penting dan 501,35 memiliki 4 angka penting.
Operasi Angka Penting
Untuk menyelesaikan operasi bilangan yang melibatkan angka penting, diterapkan beberapa aturan yang sedikit berbeda dengan operasi bilangan biasanya. Sebelum membahasnya lebih lanjut, kita harus tahu prinsip pembulatan angka terlebih dahulu.
1) Pembulatan Angka
Pembulatan angka ini sering digunakan dalam materi-materi selanjutnya. Aturan dalam pembulatan angka penting adalah sebagai berikut.
a. Angka lebih dari 5 dibulatkan ke atas dan angka kurang dari 5 dihilangkan.
Contoh: 456,67 dibulatkan menjadi 456,7
456,64 dibulatkan menjadi 456,6
b. Apabila tepat angka 5, dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya angka ganjil, dan dihilangkan jika angka sebelumnya angka genap.
Contoh: 456,65 dibulatkan menjadi 456,6
456,55 dibulatkan menjadi 456,6.
2) Penjumlahan dan Pengurangan Angka Penting
Operasi penjumlahan dan pengurangan angka penting mengikuti aturan:
Penulisan hasil operasi penjumlahan dan pengurangan mengikuti jumlah angka taksiran yang paling sedikit dan pembulatan dilakukan sekali saja.
3) Perkalian dan Pembagian Angka Penting
Operasi perkalian dan pembagian mengikuti aturan sebagai berikut.
Jumlah angka penting pada hasil akhir harus mengikuti jumlah

5.HUKUM NEWTON TENTANG GERAK 

Hukum I Newton
"Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap".


Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau inersia (kemalasan). Oleh karena itu hukum I Newton disebut juga dengan hukum kelembaman atau hukum inersia.

Hukum II Newton
"Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda."


Satuan SI untuk gaya adalah newton (N), untuk massa dalam kg dan percepatan dalam m/s2

Hukum III Newton
"Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan rengerjakan gaya pada A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan."
atau
"Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah" 
Photobucket



Beberapa Jenis Gaya 

Gaya Berat (Berat) 
Berat (w) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda (sering disebut dengan gaya tarik bumi).


w = mg

Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan berarah tegak lurus ke bawah, dimana pun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak.
Photobucket

Berdasarkan gambar di atas menunjukkan bahwa arah vektor berat selalu tegak lurus ke bawah. 
Gaya Normal

Gaya normal (N) didefinisikan sebagar gaya yang bekerja pada benda, dan berasal dari bidang tumpu. Arahnya selalu tegak lurus pada bidang tumpu.
Photobucket

Berdasarkan gambar di atas, menunjukkan bahwa arah gaya normal selalu tegak lurus bidang tumpu

Gaya Gesekan

Gaya gesekan (f) termasuk gaya sentuh yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak.
Ketika mendorong sebuah benda dan benda tidak bergerak, maka gaya gesekan pada benda adalah gaya gesekan statis (fs) Tetapi jika bergerak, maka gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetis (fs). Gaya gesekan statis mulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong yang diberikan sampai mencapai suatu nilai maksimum (fs maks). Sedangkan, gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.


Gaya Tegangan Tali

Tegangan tali (T) adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang.


Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal (Fs) adalah gayayang bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Arahnya menuju pusat lingkaran.
Photobucket



Photobucket



 
ax = percepatan sentripetal
ah angka penting yang paling sedikit.
Untuk perkalian dan pembagian angka penting dengan angka eksak, hasil akhir mengikuti jumlah angka penting tersebut.

0 comments:

Post a Comment

Next Prev

Evaluasi Pembelajaran

Quiz Aneh