Download 21 Paket Soal UN Fisika SMA IPA Tahun 2013

Berikut ini adalah paket soal yang diujikan pada UN Fisika SMA IPA Tahun 2013. Untuk men-download 21 paket soal UN Fisika SMA IPA 2013 silakan klik kanan setiap paket soal dan Save as… Atau mau lebih cepat dan praktis downloadnya, untuk setiap mata pelajaran silahkan baca Cara Praktis dan Cepat Download Semua File di Blog atau Website.
Ukuran file dengan format pdf ini rata-rata ±2,2 MB.
Kode soal yang digunakan pada file soal UN Fisika SMA IPA Tahun 2013 ini diambil dari kode pada sampul soal yang terletak pada sisi kanan sampul (dalam file pdf ini sengaja sampul tidak disertakan untuk menghemat ukuran file).

---

1. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_55
2. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_56
3. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_57

---

4. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_58
5. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_59
6. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_60

---

7. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_61
8. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_62
9. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_63

---

10. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_64
11. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_65
12. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_66

---

13. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_67
14. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_68
15. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_69

---

16. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_70
17. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_71
18. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_72

---

19. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_73
20. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_74
21. Soal UN Fisika SMA IPA 2013 – Kode Fisika_IPA_SA_76

---

Dengan tersedianya variasi soal maka siswa dapat berlatih untuk mempersiapkan diri lebih baik lagi. Selamat belajar dan mempersipakan diri, semoga sukses pada UN Fisika SMA IPA tahun 2014 nanti.
Wassalam,

9:54 PM  Unknown  No comments

Read More

Download Soal Prediksi UN Fisika SMA 2013

Soal Prediksi UN Fisika adalah salah satu soal yang ditunggu-tunggu sahabat yang duduk di bangku SMA kleas XII jurusan IPA. Ya, soal Fisika selalu menatrik dan menantang para pecinta mata pelajaran ini untuk segera mengerjakannya.

Untuk memenuhi permintaan dari para sahabat semua, berikut ini link download untuk soal-prediksi UN Fisika 2013. Semoga dengan memelajari soal-soal ini, saabat semua sukses di Ujian Nasional 2013 mendatang.

Berikut link download soal prediksi UN Fisika.

DOWNLOAD DI SINI

Semoga berhasil.

sumber: BANGSOAL!

1:02 AM  Unknown  No comments

Read More

Penerapan Hukum Kepler (FISIKA KELAS XI)

Penerapan Hukum Kepler – Ilmu perbintangan atau astronomi telah dikenal oleh manusia sejak beribu-ribu tahun yang lalu. Sejak dahulu, gerakan bintang-bintang dan planet yang terlihat bergerak relatif terhadap Bumi telah menarik perhatian para ahli astronomi sehingga planet-planet dan bintang-bintang tersebut dijadikan sebagai objek penyelidikan. Hasil penyelidikan mereka mengenai pergerakan planet-planet dan bintang tersebut, kemudian dipetakan ke dalam suatu bentuk model alam semesta. Dalam perkembangannya, beberapa model alam semesta telah dikenalkan oleh para ahli astronomi.
Sebuah model alam semesta yang dikenalkan oleh Ptolomeus sekitar 140 Masehi, menyatakan bahwa Bumi berada di pusat alam semesta. Matahari dan bintang-bintang bergerak mengelilingi Bumi dalam lintasan lingkaran besar yang terdiri atas lingkaran-lingkaran kecil (epicycle). Model alam semesta Ptolomeus ini berdasarkan pada pengamatan langsung gerakan relatif bintang dan planet-planet yang teramati dari Bumi. Model alam semesta Ptolomeus ini disebut juga model geosentris.
Pada 1543 Masehi, Copernicus mengenalkan model alam semesta yang disebut model Copernicus. Pada model ini, Matahari dan bintang-bintang lainnya diam, sedangkan planet-planet (termasuk Bumi) bergerak mengelilingi Matahari. Hal ini dituliskannya melalui buku yang berjudul De revolutionibus orbium coelestium (Mengenai revolusi orbit langit). Model Copernicus ini disebut juga model heliosentris. Model alam semesta selanjutnya berkembang dari model heliosentris.
Tycho Brahe, seorang astronom Denmark, berhasil membuat atlas bintang modern pertama yang lengkap pada akhir abad ke–16. Model alam semesta yang dibuat oleh Tycho Brahe ini dianggap lebih tepat dibandingkan dengan model-model yang terdahulu karena model ini berdasarkan pada hasil pengamatan dan pengukuran posisi bintang-bintang yang dilakukannya di observatorium. Observatorium yang dibangun oleh Tycho Brahe ini merupakan observatorium pertama di dunia. Penelitian Tycho Brahe ini, kemudian dilanjutkan oleh Johannes Kepler. Melalui data dan catatan astronomi yang ditinggalkan oleh Tycho Brahe, Kepler berhasil menemukan tiga hukum empiris tentang gerakan planet. Hukum Kepler tersebut dinyatakan sebagai berikut.
1. Hukum Pertama Kepler
Setiap planet bergerak pada lintasan elips dengan Matahari berada pada salah satu titik fokusnya.

Gambar 2.1 Lintasan planet mengitari Matahari berbentuk elips.

2. Hukum Kedua Kepler
Garis yang menghubungkan Matahari dengan planet dalam selang waktu yang sama menghasilkan luas juring yang sama.

Gambar 2.2 Luas juring yang dihasilkan planet dalam mengelilingi Matahari adalah sama untuk

selang waktu yang sama.
3. Hukum Ketiga Kepler
Kuadrat waktu edar planet (periode) berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak planet itu dari Matahari.

Contoh soal
Jika perbandingan jarak planet X ke Matahari dengan jarak Bumi ke Matahari 9 : 1, hitunglah waktu yang dibutuhkan oleh planet X untuk satu kali mengedari Matahari.
Jawab
Diketahui r_x : r_b = 9 : 1

10:52 AM  Unknown  No comments

Read More

Hukum Gravitasi Newton dan Medan Gravitasi (FISIKA KELAS XI)

Hukum Gravitasi Newton dan Medan Gravitasi – Gejala munculnya interaksi yang berupa gaya tarik-menarik antarbenda yang ada di alam ini disebut gaya gravitasi. Setiap benda di alam ini mengalami gaya gravitasi. Jika Anda sedang duduk di kursi, sedang berjalan, atau sedang melakukan kegiatan apapun, terdapat gaya gravitasi yang bekerja pada Anda. Gaya gravitasi merupakan gaya interaksi antarbenda. Pernahkah Anda bertanya kenapa gaya gravitasi yang Anda alami tidak menyebabkan benda-benda yang terdapat di sekitar Anda tertarik ke arah Anda, atau sebaliknya? Di alam semesta, gaya gravitasi menyebabkan planetplanet, satelit-satelit, dan benda-benda langit lainnya bergerak mengelilingi Matahari dalam sistem tata surya dalam lintasan yang tetap.

Gambar 2.3 Gaya gravitasi mengikat planet-planet dan benda langit lainnya untuk tetap beredar menurut orbitnya.

Isaac Newton adalah orang pertama yang mengemukakan gagasan tentang adanya gaya gravitasi. Menurut cerita, gagasan tentang gaya gravitasi ini diawali dari pengamatan Newton pada peristiwa jatuhnya buah apel dari pohonnya. Kemudian, melalui penelitian lebih lanjut mengenai gerak jatuhnya benda-benda, ia menyimpulkan bahwa apel dan setiap benda jatuh karena tarikan Bumi.

Gambar 2.4 Gaya gravitasi adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya dua benda bermassa m yang terpisah sejauh r.

Menurut Newton, gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang berbanding lurus dengan massa setiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda tersebut. Secara matematis, pernyataan mengenai gaya gravitasi tersebut dituliskan sebagai berikut.

dengan: F = gaya gravitasi (N),
G = konstanta gravitasi = 6,672 × 10^–11 m³/kgs², dan
r = jarak antara pusat massa m₁ dan m₂ (m).
contoh soal
Dua benda masing-masing bermassa 6 kg dan 3 kg berjarak 30 cm. Berapakah besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut?
Jawab
Diketahui: m₁ = 6 kg, m₂ = 3 kg, dan r = 30 cm.

Sekarang akan ditunjukkan bahwa Hukum Gravitasi Newton menunjuk pada Hukum Ketiga Kepler untuk kasus khusus orbit lingkaran. Sebuah planet yang bergerak mengelilingi Matahari dengan kelajuan dalam orbit berjari-jari lingkaran mendapat gaya tarik dari Matahari yang arahnya ke pusat lingkaran sehingga planet tersebut memiliki percepatan sentripetal. Sesuai dengan Hukum Kedua Newton tentang gerak, didapatkan persamaan berikut.


Untuk orbit berbentuk elips, variabel jari-jari diganti dengan jarak rata-rata antara planet dan Matahari.

Medan Gravitasi
Medan gravitasi adalah ruang yang masih dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Besar medan gravitasi sama dengan gaya gravitasi setiap satuan massa. Secara matematis dituliskan sebagai berikut.
g = F / m
Dengan mengganti nilai F pada Persamaan (2–4) dengan persamaan gaya tarik gravitasi Persamaan (2–2), akan diperoleh

Kuat medan gravitasi g sering disebut percepatan gravitasi dan merupakan besaran vektor. Apabila medan gravitasi tersebut ditimbulkan oleh lebih dari satu benda, kuat medan yang ditimbulkan oleh gaya-gaya tersebut pada suatu titik harus ditentukan dengan cara menjumlahkan vektorvektor kuat medannya.

10:52 AM  Unknown  No comments

Read More

Kecepatan Satelit Mengelilingi Bumi (FISIKA KELAS XI)

Kecepatan Satelit Mengelilingi Bumi – Sebuah satelit berada pada ketinggian h di atas permukaan Bumi yang memiliki jari-jari R. Satelit tersebut bergerak mengelilingi Bumi dengan kecepatan v. Satelit mendapatkan gaya gravitasi sebesar mga yang arahnya menuju pusat Bumi, ketika satelit bergerak melingkar mengitari Bumi. Gaya yang bekerja pada sebuah benda yang sedang bergerak melingkar dan arahnya menuju pusat lingkaran disebut gaya sentripetal. Melalui penurunan persamaan gerak melingkar, diperoleh persamaan berikut.

Gambar 2.7 Gaya gravitasi Bumi menghasilkan percepatan sentripetal yang menahan satelit pada orbitnya.

Kecepatan satelit mengelilingi Bumi dapat dituliskan dengan persamaan:

Substitusikan besar g dari Persamaan

Dengan demikian, kecepatan satelit saat mengelilingi Bumi dapat dituliskan dalam bentuk persamaan:

Contoh soal
Sebuah satelit mengorbit Bumi pada jarak 3.600 km di atas permukaan Bumi. Jika jari-jari Bumi = 6.400 km, percepatan gravitasi dipermukaan Bumi g = 10 m/s², dan gerak satelit dianggap melingkar beraturan, hitung kelajuan satelit dalam km/s.
Jawab
Satuan kelajuan yang diharapkan adalah km/s maka percepatan gravitasi di permukaan Bumi g harus diubah dulu dari m/s² menjadi km/s² dan diperoleh g = 0,01 km/s². Kelajuan satelit mengorbit Bumi dapat dihitung dengan persamaan:

10:51 AM  Unknown  No comments

Read More

Pengukuran Konstanta Gravitasi Universal (FISIKA KELAS XI)

Pengukuran Konstanta Gravitasi Universal- Nilai tetapan semesta G yang sebelumnya tidak dapat ditentukan oleh Newton, ditentukan melalui percobaan yang dilakukan oleh seorang ilmuwan Inggris bernama Henry Cavendish pada 1798 dengan ketelitian sebesar 99%. Percobaan yang dilakukan Cavendish menggunakan sebuah neraca yang disebut Neraca Cavendish. Neraca tersebut dapat mengukur besar gaya putar yang diadakan pada lengan gayanya. Gambar berikut adalah sketsa dari peralatan Cavendish yang digunakan untuk mengukur gaya gravitasi antara dua benda kecil.

Gambar 2.8 Skema Neraca Cavendish
Untuk memahami prinsip kerja lengan gaya yang terdapat pada Neraca Cavendish, perhatikanlah Gambar 2.9 berikut .

Gambar 2.9 Skema lengan gaya pada neraca Cavendish dan uraian gaya gravitasi yang bekerja pada kedua jenis bola.
Dua bola kecil, masing-masing dengan massa m₁, diletakkan di ujung batang ringan yang digantungkan pada seutas tali halus. Di samping bola-bola kecil tersebut, digantungkan bola-bola besar dengan massa m₂. Apabila tali penggantung massa m₁ dipuntir dengan sudut sebesar θ dan besar m₂, m₁, serta jarak antara kedua massa itu (d ) diketahui, besarnya G dapat dihitung.
Beberapa metode dan alat ukur telah dikembangkan oleh para ilmuwan untuk mendapatkan nilai konstanta gravitasi yang lebih akurat. Walaupun G adalah suatu konstanta Fisika pertama yang pernah diukur, konstanta G tetap merupakan konstanta yang dikenal paling rendah tingkat ketelitiannya. Hal ini disebabkan tarikan gravitasi yang sangat lemah sehingga dibutuhkan alat ukur yang sangat peka agar dapat mengukur nilai G dengan teliti. Hingga saat ini , nilai konstanta gravitasi universal G yang didapatkan oleh Cavendish, yaitu (6,70 ±0,48)× 10^-11 Nm²/kg² tidak jauh berbeda dengan nilai G yang didapat oleh para ilmuwan modern, yaitu 6,673 × 10^-11 Nm²/kg².
Tabel 2.1 berikut memperlihatkan nilai konstanta gravitasi universal G yang dihasilkan oleh beberapa ilmuwan serta metode yang digunakannya.
Tabel 2.1 Pengukuran G

Pengamat	Tahun	Metode	G 10-11 Nm2/kg2
Cavendish	1798	Timbangan torsi, penyimpangan	6,754
Poynting	1891	Timbangan biasa	6,698
Boys	1895	Timbangan torsi, penyimpangan	6,658
Von Eotos	1896	Timbangan torsi, penyimpangan	6,65
Heyl	1930	Timbangan torsi, periode
		Emas	6,678
		Platinum	6,664
		Kaca	6,674
Zahrandicek	1933	Timbangan torsi, resonansi	6,659
Heyl dan Chrzanowski	1942	Timbangan torsi, periode	6,673
Luter dan Towler	1982	Timbangan torsi, periode	6,6726

10:50 AM  Unknown  No comments

Read More

Kecepatan Lepas dari Bumi (FISIKA KELAS XI)

Kecepatan Lepas dari Bumi – Apakah mungkin sebuah benda yang digerakkan atau ditembakkan vertikal ke atas tidak kembali ke Bumi? Jika mungkin terjadi, berapa kecepatan minimum benda tersebut saat di tembakkan agar terlepas dari pengaruh gravitasi Bumi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, perhatikanlah gambar sebuah roket yang sedang lepas landas pada Gambar 2.11 berikut.

Gambar 2.11 Sebuah roket lepas landas dari permukaan Bumi (posisi 1) dengan kecepatan v₁ menuju orbit (posisi 2).

Jika resultan gaya luar yang bekerja pada benda sama dengan nol, energi mekanik benda kekal. Secara matematis, Hukum Kekekalan Energi Mekanik dirumuskan

EP₁ + EK₁ = EP₂ + EK₂

Agar roket lepas dari pengaruh gravitasi Bumi maka EP₂ = 0, sedangkan kecepatan minimum roket diperoleh jika EK₂ = 0. Dengan demikian, akan dihasilkan persamaan:

Oleh karena g = 2M/R² maka diperoleh persamaan kecepatan minimum roket agar dapat lepas dari gravitasi Bumi sebagai berikut

v_min = √2gh

dengan r₁ = jarak titik 1 ke pusat massa M, r₂ = jarak titik 2 ke pusat massa M, v₁ = kecepatan benda di titik 1, dan v₂ = kecepatan benda di titik (2). Diasumsikan jarak titik 1 ke pusat massa sama dengan jari-jari Bumi (r₁ = R).
Contoh soal
Sebuah roket bermassa m ditembakkan vertikal dari permukaan Bumi. Tentukan kecepatan minimum roket ketika ditembakkan agar mencapai ketinggian maksimum R dari permukaan Bumi jika massa Bumi M dan jari-jari Bumi R.
Jawab
Pada saat roket mencapai ketinggian maksimum R, kecepatan roket v₂ = 0. Dengan menggunakan persamaan Hukum Kekekalan Energi dan memasukkan harga v₁ = v, v₂ = 0, r₁ = R dan r₂ = R + R = 2R maka diperoleh

10:49 AM  Unknown  No comments

Read More

Perbedaan Tegangan dan Regangan (FISIKA KELAS XI)

Perbedaan tegangan dan regangan – Perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). Perhatikan Gambar 3.4 yang menunjukkan sebuah benda elastis dengan panjang L₀ dan luas penampang A diberikan gaya F sehingga bertambah panjang ΔL . Dalam keadaan ini, dikatakan benda mengalami tegangan.

Benda elastis dengan pertambahan panjang ΔL

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

σ = F/A

dengan:
σ = tegangan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m²)
Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), dengan konversi:
1 Pa = 1 N/m²
Tegangan dibedakan menjadi tiga macam, yaitu regangan, mampatan, dan geseran, seperti ditunjukkan Gambar 3.5.

Jenis-jenis tegangan

Adapun regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula dinyatakan:

e = ΔL / L

dengan:
e =regangan
ΔL = pertambahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m)
Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:

E = σ/e

E = (FL) / (A.ΔL)

dengan:
E = modulus Young (N/m2)
F = gaya (N)
L = panjang mula-mula (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
A = luas penampang (m²)
Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel 3.1. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m².

Bahan	Modulus Young (N/m2)
Alumunium	70 x 109
Baja	200 x 109
Beton	20 x 109

Contoh aplikasi tegangan dan regangan dalam Pembangunan Tembok.
Tali, rantai, atau kawat dapat dimanfaatkan jika dalam keadaan tegang. Sementara itu, batu bata dapat di manfaatkan jika dalam keadaan mampat. Jika batu bata dimampatkan, la akan memberikan gaya balik yang setara. Itulah dasar pembangunan tembok. Bobot batu bata,ditambah muatan seperti lantai dan atap, menekan bata bersamaan dan membentuk struktur kuat. Semen yang diselipkan di antara bata hanya untuk menyebarkan beban agar merata di selun.jh permukaannya.

10:49 AM  Unknown  No comments

Read More

Sifat Elastisitas pada Bahan (FISIKA KELAS XI)

Sifat Elastisitas pada Bahan – Elastisitas adalah sifat benda yang cenderung mengembalikan keadaan ke bentuk semula setelah mengalami perubahan bentuk karena pengaruh gaya (tekanan atau tarikan) dari luar. Benda-benda yang memiliki elastisitas atau bersifat elastis, seperti karet gelang, pegas, dan pelat logam disebut benda elastis (Gambar 3.1). Adapun benda-benda yang tidak memiliki elastisitas (tidak kembali ke bentuk awalnya) disebut benda plastis. Contoh benda plastis adalah tanah liat dan plastisin (lilin mainan).

Gambar sifat elestis pada pegas

Ketika diberi gaya, suatu benda akan mengalami deformasi, yaitu perubahan ukuran atau bentuk. Karena mendapat gaya, molekul-molekul benda akan bereaksi dan memberikan gaya untuk menghambat deformasi. Gaya yang diberikan kepada benda dinamakan gaya luar, sedangkan gaya reaksi oleh molekul-molekul dinamakan gaya dalam. Ketika gaya luar dihilangkan, gaya dalam cenderung untuk mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan semula.
Apabila sebuah gaya F diberikan pada sebuah pegas (Gambar 3.2), panjang pegas akan berubah. Jika gaya terus diperbesar, maka hubungan antara perpanjangan pegas dengan gaya yang diberikan dapat digambarkan dengan grafik seperti pada Gambar 3.3.

Batas elastis pada pegas

Berdasarkan grafik tersebut, garis lurus OA menunjukkan besarnya gaya F yang sebanding dengan pertambahan panjang x. Pada bagian ini pegas dikatakan meregang secara linier. Jika F diperbesar lagi sehingga melampaui titik A, garis tidak lurus lagi. Hal ini dikatakan batas linieritasnya sudah terlampaui, tetapi pegas masih bisa kembali ke bentuk semula.

Grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang pegas

Apabila gaya F diperbesar terus sampai melewati titik B, pegas bertambah panjang dan tidak kembali ke bentuk semula setelah gaya dihilangkan. Ini disebut batas elastisitas atau kelentingan pegas. Jika gaya terus diperbesar lagi hingga di titik C, maka pegas akan putus. Jadi, benda elastis mempunyai batas elastisitas. Jika gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya, maka pegas tidak mampu lagi menahan gaya sehingga akan putus.

10:48 AM  Unknown  No comments

Read More

Perbed aan Tegangan dan Regangan (FISIKA KELAS XI)

Perbedaan tegangan dan regangan – Perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). Perhatikan Gambar 3.4 yang menunjukkan sebuah benda elastis dengan panjang L₀ dan luas penampang A diberikan gaya F sehingga bertambah panjang ΔL . Dalam keadaan ini, dikatakan benda mengalami tegangan.

Benda elastis dengan pertambahan panjang ΔL

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

σ = F/A

dengan:
σ = tegangan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m²)
Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), dengan konversi:
1 Pa = 1 N/m²
Tegangan dibedakan menjadi tiga macam, yaitu regangan, mampatan, dan geseran, seperti ditunjukkan Gambar 3.5.

Jenis-jenis tegangan

Adapun regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula dinyatakan:

e = ΔL / L

dengan:
e =regangan
ΔL = pertambahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m)
Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:

E = σ/e

E = (FL) / (A.ΔL)

dengan:
E = modulus Young (N/m2)
F = gaya (N)
L = panjang mula-mula (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
A = luas penampang (m²)
Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel 3.1. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m².

Bahan	Modulus Young (N/m2)
Alumunium	70 x 109
Baja	200 x 109
Beton	20 x 109

Contoh aplikasi tegangan dan regangan dalam Pembangunan Tembok.
Tali, rantai, atau kawat dapat dimanfaatkan jika dalam keadaan tegang. Sementara itu, batu bata dapat di manfaatkan jika dalam keadaan mampat. Jika batu bata dimampatkan, la akan memberikan gaya balik yang setara. Itulah dasar pembangunan tembok. Bobot batu bata,ditambah muatan seperti lantai dan atap, menekan bata bersamaan dan membentuk struktur kuat. Semen yang diselipkan di antara bata hanya untuk menyebarkan beban agar merata di selun.jh permukaannya.

10:47 AM  Unknown  No comments

Read More

Contoh soal Hukum Hooke (FISIKA KELAS XI)

Contoh soal Hukum Hooke- Hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas x pada daerah elastisitas pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke (1635 – 1703), yang kemudian dikenal dengan Hukum Hooke. Pada daerah elastis linier, besarnya gaya F sebanding dengan pertambahan panjang x.

Gaya yang bekerja pada pegas sebanding dengan pertambahan panjang pegas

Grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang
Secara matematis dinyatakan:

F = k . x

dengan:
F = gaya yang dikerjakan pada pegas (N)
x = pertambahan panjang (m)
k = konstanta pegas (N/m)
Pada saat ditarik, pegas mengadakan gaya yang besarnya sama dengan gaya tarikan tetapi arahnya berlawanan (Faksi = -Freaksi). Jika gaya ini disebut gaya pegas FP maka gaya ini pun sebanding dengan pertambahan panjang pegas.

F_p = -F

F_p = -k.x

dengan:
F_p = gaya pegas (N)
Berdasarkan persamaan diatas, Hukum Hooke dapat dinyatakan:
Pada daerah elastisitas benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda.
Dalam batasan ini, pertambahan panjang pegas linear dan titik P disebut sebagai batas linearitas pegas. Dari titik P sampai dengan titik Q, pertambahan panjang pegas tidak linear sehingga F tidak sebanding dengan Δx. Namun sampai titik Q ini pegas masih bersifat elastis. Di atas batas elastis ini terdapat daerah tidak elastis (plastis). Pada daerah ini, pegas dapat putus atau tidak kembali ke bentuknya semula, walaupun gaya yang bekerja pada pegas itu dihilangkan. Hukum Hooke hanya berlaku sampai batas linearitas pegas.
Sifat pegas seperti ini banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada neraca pegas dan pada kendaraan bermotor (pegas sebagai peredam kejut).
Dua buah pegas atau lebih yang dirangkaikan dapat diganti dengan sebuah pegas pengganti. Tetapan pegas pengganti seri dinyatakan oleh persamaan: 1/k_s = 1/k₁ = 1/k₂ = … = 1/kn. Adapun tetapan pegas pengganti paralel (kp) dinyatakan oleh persamaan: k_p = k₁ + k₂ + k₃ + … k_n.
Contoh soal
Sebuah pegas yang panjangnya 15 cm digantungkan vertikal. Jika diberikan gaya 0,5 N, panjang pegas menjadi 25 cm. Berapakah panjang pegas jika diregangkan oleh gaya 0,6 N?
Penyelesaian:
Diketahui: L₀ = 15 cm F₁ = 0,5 N
L₁ = 25 cm F₂ = 0,6 N
Ditanya: x = ….? (F = 0,6 N)
Jawab: x = L₁ – L₀ = (25 – 15) cm = 10 cm = 0,1 m
F₁ = k.x
k= 0,5/0,1 = 5N/m
Untuk F₂ = 0,6 N, maka:
F₂= k.x
x = F₂ /k = 0,6/5 = 0,12m = 12 cm
Jadi, panjang pegas = L₀ + x = (15 + 12) cm = 27 cm

10:46 AM  Unknown  No comments

Read More

Susunan Seri Paralel Pegas (FISIKA KELAS XI)

Susunan Seri Paralel Pegas- Sebuah sistem pegas terdiri atas berbagai pegas yang disusun. Pegas dapat disusun secara seri atau paralel. Berapakah konstanta pegas dari sistem pegas yang terdiri atas 2 pegas disusun paralel jika masing-masing pegas memiliki konstanta pegas k?

Pegas disusun paralel mula-mula tanpa beban lalu diberi beban, pegas akan bertambah panjang. Masing-masing pegas memiliki konstanta pegas k. Agar sistem bertambah panjang sebesar x maka gaya yang dikerahkan adalah 2F sehingga konstanta pegas yang baru adalah K = 2k.

Jika hanya 1 pegas, maka gaya yang diperlukan agar pegas meregang sejauh x adalah F=kx. Jika pegas disusun paralel maka gaya yang diperlukan untuk menarik pegas agar meregang sejauh x yang sama menjadi 2 kali lipat, sehingga
F_t = 2F = 2 kx = Kx
Maka besarnya kostanta pegas yang baru adalah K adalah 2 k.
Bagaimana sekarang jika kita memiliki dua buah pegas yang memiliki konstanta pegas yang sama besar yaitu k lalu kita susun secara seri . Masing-masing pegas jika ditarik dengan gaya sebesar F akan meregang sebesar x. Sistem dua pegas ini ditarik dengan gaya yang sama yaitu F maka pertambahan panjang menjadi 2x.

Pegas disusun seri. Gaya F menarik pegas maka masing- masing pegas meregang sejauh I sehingga total jarak 2x. Sehingga konstanta pegas yang baru K = k/2

Gaya F akan menarik pegas pertama sehingga bertambah panjang sebesar x, dan pegas pertama meneruskan gaya sehingga menarik pegas kedua dengan gaya F yang sama, sehingga total pertambahan panjang adalah 2x

Contoh soal

Dua buah pegas disusun paralel. Masing-masing pegas memiliki konstanta pegas sebesar 200 N/m. Bila pegas digantungkan secara vertikal kemudian di ujungnya dibebani benda bermassa 2 kg. Berapa pertambahan panjang pegas? Bagaimana jika pegas disusun seri?

Penyelesaian :

Diketahui :

k = 200 N/m,

m = 2kg

Jawab :

Pegas dibebani massa 2 kg, maka pegas mendapat gaya sebesar berat massa

W = mg = (2)(9,8) = 19,6 N.

Karena disusun paralel maka sistem dua pegas memiliki konstanta pegas yang baru sebesar : K = 2k = (2)(200) = 400 N/m

Perubahan panjang pegas adalah:
Δx = F/k = 19,6N / 400N/m= 0,05m

Bila pegas digantung secara seri maka besarnya konstanta pegas yang baru adalah k/2=100 N/m. Perubahan panjang pegas adalah:

Δx = F/k = 19,6/100 = 0,196 m

10:46 AM  Unknown  No comments

Read More

Gerak Harmonik Sederhana (Osilasi) (FISIKA KELAS XI)

Gerak Harmonik Sederhana (Osilasi) - Kalau benda bermassa di ujung pegas kita tarik sejauh A lalu kita lepas apa yang terjadi? Benda tadi akan ditarik gaya pegas melewati x = 0 lalu menuju ke A negatif, benda akan berbalik arah di x = -A dan kembali melewati x = 0 lalu ke x = A dan berbalik arah. Bila dasar yang digunakan untuk meletakkan pegas dan massa adalah permukaan yang licin, maka massa akan bergerak bolak-balik tanpa berhenti atau dapat dikatakan benda berosilasi. Jarak sejauh A disebut sebagai amplitudo atau simpangan maksimum benda,titik x = 0 disebut titik kesetimbangan, arah gerakan selalu melewati titik kesetimbangan.
Waktu yang digunakan massa untuk melakukan satu osilasi disebut periode diberi simbol T. Banyaknya osilasi tiap detik diberi nama frekuensi dengan simbol f. Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:

f= 1/T

Gambar 3.9 Satu osilasi adalah gerak dari AOBOA, arah percepatan berlawanan dengan arah gerak

Dengan demikian, adalah frekuensi osilasi. Satu kali osilasi adalah gerakan dari titik awal melewati titik keseimbangan ke simpangan maksimum di ujung lain dan kembali ke titik awal dengan melewati titik kesetimbangan. Sekarang kita akan meninjau gaya yang bekerja pada benda bergerak karena dipengaruhi oleh gaya pegas, bagaimana percepatan dan kecepatannya? Bukankah menurut hukum Newton gaya akan menyebabkan benda mengalami percepatan? Kita bisa menuliskan gaya yang bekerja pada massa yang terikat pada pegas sebagai berikut:

F = ma

F = -kx = ma

a = -(kx) / m ……….. (11)

Percepatan yang dialami benda berubah-ubah menurut posisinya. Kalian bisa melihatnya dari persamaan (11), a bergantung pada x. Percepatannya berbanding lurus dengan simpangan dan arahnya berlawanan dengan simpangannya. Kalian lihat tanda pada persamaan (11) adalah minus, bukan? Ini adalah sifat umum gerak harmonik sederhana. Percepatan adalah turunan kedua posisi maka kita dapat menuliskan persamaan (11) menjadi

d²x / dt² = -kx / m ……….. 12

Simpangan setiap saat atau posisi massa setiap saat yaitu x dapat dituliskan sebagai fungsi berikut

x= A cos (ωt + δ) ……….. 13

Cobalah masukkan fungsi persamaan (13) ke persamaan (12), anda akan membuktikan bahwa persamaan (13) merupakan penyelesaian persamaan (12). Persamaan (12) disebut juga persamaan diferensial. Fungsi tersebut merupakan penyelesaian persamaan (12). Grafik posisi, kecepatan dan percepatan massa di ujung pegas dapat dilihat pada Gambar (3.10), dengan ω adalah frekuensi sudut =2πf , dan δ adalah konstanta fase, A adalah amplitudo atau simpangan maksimum. Nilai ω adalah:

ω = √(k.m)

Kaitan antara frekuensi dan frekuensi sudut adalah:

ω = 2πf

Fungsi dapat berupa fungsi cosinus atau sinus tergantung pada di mana massa saat t = 0. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.10 Pegas pada keadaan diam diberi gaya sesaat sehingga tertekan sejauh x cm. Maka saat mula-mula simpangan pegas adalah 0, maka kita menggunakan fungsi Sinus. Jika keadaan awal pegas kita tekan, kemudian kita lepaskan maka pada keadaan awal simpangannya x cm, maka kita gunakan fungsi cosinus.

Bila mula-mula atau saat t = 0 massa kita simpangkan sejauh x, maka fungsinya adalah fungsi cosinus. Ingatlah nilai cos 0 adalah 1, sehingga simpangannya saat itu sebesar ampitudonya A. Bila saat mula-mula kita pukul massa dengan gaya sesaat maka kita gunakan fungsi sinus. Ingatlah nilai sin 0 adalah 0, atau berarti saat t = 0 simpangannya di x = 0. Fungsi cosinus dapat juga dinyatakan sebagai fungsi sinus dengan mengingat fungsi cos dan sin memiliki beda fase 90°.

x= A cos (ωt ) = A sin (ωt + 90)

Kecepatan partikel setiap saat dapat diperoleh dengan melakukan diferensiasi persamaan (11)

v = dx/dt = d( A cos (ωt+δ ))/dt = -ωA sin (ωt +δ )

Percepatan partikel setiap saat dapat diperoleh dengan melakukan diferensiasi kecepatan terhadap waktu

a = dv/dt = d(-ω A sin (ωt +δ))/dt = -ω²A cos (ωt +δ )

Gambar 3.11 Grafik posisi, kecepatan, dan percepatan suatu osilasi

Percepatan memiliki nilai maksimum sebesar Aω² dan kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah Aω. Kecepatan maksimum tercapai pada saat benda berada pada posisi kesetimbangan atau x = 0, kecepatan minimum terjadi pada simpangan maksimum. Besar percepatan maksimun tercapai pada simpangan maksimum, dan percepatan minimum terjadi pada posisi kesetimbangan.

Gambar 3.12 Bandul yang disimpangkan dengan sudut kecil kemudian dilepas.

Sistem massa dan pegas hanyalah salah satu contoh dari gerak harmonik sederhana. Contoh gerak osilasi yang lain adalah bandul yang diayunkan dengan simpangan kecil, perhatikan gerakan bandul dia akan bolak-balik melewati titik tertentu yang tepat berada di bawah titik gantungnya. Amplitudo osilasi adalah jarak tegak lurus dari titik kesetimbangan. Komponen gaya gravitasi ke arah tangensial partikel menyebabkan terjadi osilasi. Gaya ini selalu menuju ke titik setimbang. Persamaan pada sistem bandul:

F = -mg sinθ

Bila sudut θ kecil,sin θ @ ≈ θ ≈ s/l
sehingga persamaannya menjadi:

F = -mgs/L

a = -g s/l

d²s/dt² = -g s/L

maka persamaan diatas memiliki penyelesaian seperti persamaan (12) yaitu persamaan (13) dengan:

ω = √g/l

10:45 AM  Unknown  No comments

Read More

Energi mekanik gerak harmonik (FISIKA KELAS XI)

Energi mekanik gerak harmonik – Benda yang melakukan gerak harmonik sederhana memiliki energi potensial dan energi kinetik. Jumlah energi potensial dan energi kinetik disebut energi mekanik. Besarnya energi potensial adalah energi yang dimiliki gerak harmonik sederhana karena simpangannya. Secara matematis dituliskan:
Ep = ½ ky²
Karena : y = A sin (ωt) maka
Ep= ½ k A² sin² ωt
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang melakukan gerak harmonik sederhana karena kecepatannya. Secara matematis dituliskan:
Ek = ½ mv²
Ek = ½ mω².A² cos² ωt
Karena mω² = k maka
Ek = ½ k.A².cos² ωt
Besarnya energi mekanik adalah:
Em = Ep + Ek
= ½ k A² sin² ωt + ½ k.A².cos² ωt
= ½ k A² (sin² ωt + cos² ωt)
Karena (sin² ωt + cos² ωt) = 1 maka
Em = = ½ k A²
Besarnya energi mekanik dari suatu benda yang melakukan gerak harmonik sederhana adalah tetap, sehingga berlaku kekekalan energi mekanik yang dapat dituliskan:
Em₁= Em₂
Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂
½ ky₁² + ½ mv₁² = ½ ky₂² + ½ mv₂²
Pada gerak harmonik sederhana, energi potensial akan minimum saat simpangannya minimum (y = 0) dan maksimum saat simpangannya maksimum (y = A). Sementara itu, energi kinetik akan minimum saat simpangan maksimum (y = A) dan maksimum saat simpangannya minimum (y = 0).
Energi potensial elastis pegas
Untuk meregangkan pegas sepanjang x diperlukan gaya sebesar F untuk menarik pegas tersebut. Energi potensial pegas adalah besarnya gaya pegas untuk meregangkan sepanjang x. Berdasarkan Hukum Hooke, dapat diketahui grafik hubungan antara gaya F dengan pertambahan panjang x seperti Gambar 3.15. Besarnya usaha merupakan luasan yang diarsir.

Ep = W = luas ΔOAB
= ½ F.x
Ep = ½ (k.x).x
Ep = ½ kx²
dengan:
Ep = energi potensial pegas ( J)
k = konstanta gaya pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)

10:44 AM  Unknown  No comments

Read More

Pengertian Usaha dalam Fisika (FISIKA KELAS XI)

Pengertian Usaha dalam Fisika - Usaha atau kerja sering diartikan sebagai upaya untuk mencapai tujuan, misalnya usaha untuk menjadi juara kelas, usaha untuk memenangkan lomba balap sepeda, dan usaha untuk mencapai finis dalam lomba lari. Selama orang melakukan kegiatan maka dikatakan dia berusaha, tanpa mempedulikan tercapai atau tidak tujuannya. Pengertian usaha dalam fisika hampir sama dengan pengertian dalam kehidupan sehari-hari, keduanya merupakan kegiatan dengan mengerahkan tenaga. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Ada bermacam-macam bentuk energi yang dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain. Dalam setiap perubahan bentuk energi, tidak ada energi yang hilang, karena energi bersifat kekal sehingga tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Pada saat kita mendorong sebuah meja dengan gaya tertentu, ternyata meja bergerak. Akan tetapi, ketika kita mendorong tembok dengan gaya yang sama, ternyata tembok tetap diam. Dalam pengertian sehari-hari keduanya dianggap sebagai usaha, tanpa memerhatikan benda tersebut bergerak atau diam.
Dalam fisika, usaha memiliki pengertian khusus untuk mendeskripsikan apa yang dihasilkan oleh gaya ketika bekerja pada benda sehingga benda bergerak pada jarak tertentu. Usaha yang dilakukan oleh gaya didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan. Gambar 4.2. menunjukkan gaya F yang bekerja pada benda yang terletak pada bidang horizontal sehingga benda berpindah sejauh s.

Usaha yang dilakukan oleh gaya F

Besarnya komponen gaya yang segaris atau searah dengan perpindahan adalah F = F.cos α , sehingga besarnya usaha dirumuskan:

W = F . s

W = F.cos α .s = F.s.cos α …………….. (4.1)

dengan:
W = usaha ( J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
α = sudut antara F dengan s

Usaha yang ditentukan sudut antara gaya dengan perpindahan benda

Berdasarkan persamaan (4.1), besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya ditentukan oleh besarnya sudut antara arah gaya dengan perpindahan benda. Berikut ini beberapa keadaan istimewa yang berhubungan dengan arah gaya dan perpindahan benda.
a. Jika α = 0^o, berarti gaya F searah dengan arah perpindahan.
Karena cos 0^o = 1, maka usaha yang dilakukan: W = F.s.
b. Jika α = 90^o, berarti gaya F tegak lurus dengan arah perpindahan.
Karena cos 90^o = 0, maka: W = 0.
Dikatakan bahwa gaya tidak menghasilkan usaha.
c. Jika α = 180^o, berarti gaya F berlawanan dengan arah perpindahan.
Karena cos 180^o = -1, maka: W = -F . s.
d. Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka: W = 0.
1. Usaha oleh beberapa gaya
Gambar 4.4 menunjukkan sebuah benda yang dipengaruhi oleh gaya F₁ dan F₂ yang bertitik tangkap sama, sehingga benda bergeser sejauh s pada arah horizontal.

Usaha yang dilakukan oleh dua gaya F₁ dan F₂
Komponen gaya F₁ yang searah dengan perpindahan adalah:
F_1x = F₁.cos α₁, sehingga:

W₁ = F₁.cos α₁. s = F₁.s.cos α₁

Komponen gaya F₂ yang searah dengan perpindahan adalah:
F_2x = F₂.cos α₂, sehingga:

W₂ = F₂.cos α₂.s = F₂.s.cos α₂

Karena usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya bertitik tangkap sama merupakan jumlah aljabar dari usaha yang dilakukan masing-masing gaya.

W = W₁ + W₂ + … + W_n ………………………………….. (4.2)

2. Grafik gaya terhadap perpindahan
Apabila benda dipengaruhi oleh gaya yang konstan (besar dan arahnya tetap), maka grafik antara gaya F dan perpindahan s dapat digambarkan dengan Gambar 4.5. Usaha yang dilakukan oleh gaya F selama perpindahan sama dengan luas daerah yang diarsir. Usaha bernilai positif jika luas daerah yang diarsir berada di atas sumbu s, dan akan bernilai negatif jika luas daerah yang diarsir berada di bawah sumbu s.

Grafik gaya terhadap perpindahan

Contoh soal
1. Sebuah benda dengan massa 50 kg ditarik sejauh 40 m sepanjang lantai horizontal dengan gaya tetap 100 N dan membentuk sudut 37^o terhadap arah mendatar. Jika gaya gesek terhadap lantai 50 N, maka tentukan usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya!

Penyelesaian:
Diketahui: F = 100 N
α₁ = 37^o
F_y = 50 N
s = 40 m
Ditanya: W = … ?
Jawab:
Usaha yang dilakukan oleh F adalah:
W₁ = F₁.s.cos α₁
= 100 x 40 x cos 37o
= 3.200 J
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek F_y adalah:
W₂ = F_y.s.cos α₂
= 50 x 40 x cos 180^o = -2.000 J
W_t = W₁ + W₂
= 3.200 J – 2.000 J = 1.200 J
atau dengan cara:
ΣF_x = F.cos α₁ – F_y
= 100 . cos 37^o – 50 N = 30 N
W =  ΣF_x . s
= 30 N x 40 m = 1.200 J
2. Perhatikan grafik gaya F terhadap perpindahan s di samping.
Tentukan usaha total yang dilakukan oleh gaya!

Penyelesaian:
Usaha = luas daerah di bawah grafik
W₁ = luas trapesium
= (10 + 6) x ½ x 8 = 64 J
W₂ = luas segitiga = ½  x (-4) x 5
= -10 J
Besarnya usaha total:
W_tot = W₁ + W₂
= (64 – 10) J = 54 J

10:43 AM  Unknown  No comments

Read More

Pengertian Energi (FISIKA KELAS XI)

Pengertian Energi – Energi memegang peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia dan kemajuan suatu negara. Seluruh aktivitas kehidupan manusia bisa dilakukan dengan melibatkan penggunaan energi. Pada zaman prasejarah sampai awal zaman sejarah, hanya kayu yang digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan memasak dan pemanasan. Sekitar awal abad ke-13 mulai digunakan batubara. Penemuan mesin uap yang menggunakan batubara sebagai sumber energinya pada abad ke-18 membawa perkembangan baru dalam kehidupan manusia. Mesin uap ini mampu menghasilkan energi yang cukup besar untuk menggerakkan mesin-mesin industri sehingga memacu api revolusi industri di Eropa, di mana energi mulai digunakan secara besar-besaran.
Pada awal abad ke-19, muncullah minyak bumi yang berperan sebagai sumber energi untuk pemanasan dan penerangan sehingga mulai menggantikan peran batubara. Kemudian, peran minyak bumi pun mulai digantikan oleh energi listrik pada akhir abad ke-19. Energi listrik dihasilkan dari proses pengubahan energi gerak putaran generator. Pada umumnya, sumber energi yang digunakan untuk memutar generator berasal dari minyak bumi, batubara, dan gas alam. Oleh karena energi listrik ini dihasilkan dari proses pengubahan energi lain yang tersedia di alam, energi listrik disebut juga energi sekunder. Energi listrik terus memegang peranan penting dalam kehidupan manusia sampai saat ini. Pada abad ke-20 ditemukan lagi alternatif sumber energi yang dapat dimanfaatkan oleh manusia, di antaranya energi panas bumi, nuklir, dan surya.
Kata energi berasal dari bahasa Yunani, yaitu ergon yang berarti “kerja”. Jadi, energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi. Energi di alam ini tersedia dalam berbagai bentuk, misalnya energi kimia, energi listrik, energi kalor, dan energi cahaya. Energi akan bermanfaat jika terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke bentuk lain. Sebagai contoh setrika listrik akan bermanfaat jika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor.
Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila energi tersebut telah berubah bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Energi listrik berubah menjadi energi cahaya lampu, menjadi energi kalor pada setrika, rice cooker, magic jar, dan dispenser, serta menjadi energi gerak pada bor, mesin cuci, mixer, dan kipas angin.

10:42 AM  Unknown  No comments

Read More

Pengertian dan jenis Energi Potensial (FISIKA KELAS XI)

Pengertian dan jenis Energi Potensial – Suatu benda dapat menyimpan energi karena kedudukan atau posisi benda tersebut. Contohnya, suatu beban yang diangkat setinggi h akan memiliki energi potensial, sementara busur panah yang berada pada posisi normal (saat busur itu tidak diregangkan) tidak memiliki energi potensial. Dengan demikian, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut dan suatu saat dapat dimunculkan.

Energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi ini timbul akibat tarikan gaya gravitasi Bumi yang bekerja pada benda. Contoh energi potensial gravitasi ini adalah seperti pada Gambar 4.5a. Jika massa beban diperbesar, energi potensial gravitasinya juga akan membesar. Demikian juga, apabila ketinggian benda dari tanah diperbesar, energi potensial gravitasi beban tersebut akan semakin besar. Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan

EP = mgh …………. (4–3)

dengan: EP = energi potensial (joule),
w = berat benda (newton) = mg,
m = massa benda (kg),
g = percepatan gravitasi bumi (m/s²), dan
h = tinggi benda (m).
Sebuah benda yang berada pada suatu ketinggian tertentu apabila dilepaskan, akan bergerak jatuh bebas sebab benda tersebut memiliki energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi benda yang mengalami jatuh bebas akan berubah karena usaha yang dilakukan oleh gaya berat.

Gambar 4.6 Usaha yang ditimbulkan oleh gaya berat sebesar

Perhatikanlah Gambar 4.6. Apabila tinggi benda mula-mula h₁, usaha yang dilakukan oleh gaya berat untuk mencapai tempat setinggi h₂ adalah sebesar:

W_w = mgh₁ – mgh₂

W_w = mg (h₁ – h₂)

W_w = –mg(h₂ – h₁) ………….. (4–4)

dengan: W_w = usaha oleh gaya berat.
Oleh karena mgh = EP, perubahan energi potensial gravitasinya dapat dinyatakan sebagai Δ EP sehingga Persamaan (4–4) dapat dituliskan

W_w = Δ EP

Bentuk energi potensial yang kedua adalah energi potensial elastis. Energi potensial adalah energi yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Contoh energi potensial ini ditunjukkan pada Gambar 4.5b. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada benda tersebut.
Anda telah mempelajari sifat elastis pada pegas dan telah mengetahui bahwa gaya pemulih pada pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya. Pegas yang berada dalam keadaan tertekan atau teregang dikatakan memiliki energi potensial elastis karena pegas tidak berada dalam keadaan posisi setimbang. Perhatikanlah Gambar 4.7. Grafik tersebut menunjukkan kurva hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas yang memenuhi Hukum Hooke. Jika pada saat Anda menarik pegas dengan gaya sebesar F₁, pegas itu bertambah panjang sebesar Δx₁. Demikian pula, jika Anda menarik pegas dengan gaya sebesar F₂, pegas akan bertambah panjang sebesar Δ x₂. Begitu seterusnya.

Gambar 4.7 Grafik hubungan terhadap Δx pada kurva F = kΔx.

Dengan demikian, usaha total yang Anda berikan untuk meregangkan pegas adalah

W = F₁Δ x₁ + F₂Δ x₂ + …

Besarnya usaha total ini sama dengan luas segitiga di bawah kurva F terhadap Δ x sehingga dapat dituliskan

W = ½ FΔ x

W = ½ (kΔ xΔ x)

W = ½ kΔ x² ………….. (4–6)

Oleh karena usaha yang diberikan pada pegas ini akan tersimpan sebagai energi potensial, dapat dituliskan persamaan energi potensial pegas adalah sebagai berikut.

EP = ½ kΔ x²

Energi potensial pegas ini juga dapat berubah karena usaha yang dilakukan oleh gaya pegas. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya pegas itu dituliskan dengan persamaan

W = –Δ EP

10:41 AM  Unknown  No comments

Read More