Elektromagnetik

Elektromagnetik

     Magnet adalah benda yang dapat menarik besi atau baja. Berdasarkan cara diperolehnya magnet dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :

A.Magnet Alami: yaitu magnet yang diperoleh dari alam bebas
B.Magnet Buatan: yaitu magnet yang diperoleh dengan cara dibuat.

1.Elektromagnetik

     Elektromagnetik adalah magnet yang timbul disekeliling kawat penghantar yang dialiri arus listrik.

     Besarnya medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik disebut induksi magnet. Dan dapat dihitung dengan rumus :

a.Induksi magnet disekitar kawat lurus dan panjang


b.Induksi magnet dipusat kawat melingkar



c.Induksi magnet oleh N buah lingkaran



 d.Induksi magnet diujung kumparan



e.Induksi magnet pada ujung kumparan



f.Induksi magnet dipusat toroida



Kterangan :

B = Induksi magnetik .......................(Tesla)
i = Kuat arus listrik ...........................(ampere)
a = Jarak kepada kawat ..................(meter)
N = Jumlah lilitan .............................( - )
l = Panjang kumparan .....................(meter)
μo = Permeabilitas ruang hampa ....(4π x 10-7 web.m-1A-1)

2.Arah Medan Magnet

     Arah medan magnet yang dihasilkan oleh kawat berarus listrik dapat ditentukan dengan kaidah kepal tangan kanan sebagai berikut :

1. arah ibu jari menunjukan arah arus listrik (i)
2. arah jari yang mengepal menunjukan arah medan magnet (B)

3.Gaya Lorent

     Gaya Lorent adalah gaya magnet yang terjadi ketika sebuah kawat yang dialiri arus listrik berada atau disimpan didalam medan magnet. Gaya seperti ini dapat juga terjadi jika sebuah muatan yang bergerak melewati medan magnet.

     Besarnya Gaya Magnet pada sebuah kawat yang dialiri arus listrik dapat dihitung dengan rumus :

F = B.i.l Sin α

     Sedangkan gaya magnet pada sebuah muatan yang bergerak melewati medan magnet dapat dihitung dengan rumus :

F = B.q.v Sin α

Keterangan:

F = Gaya Magnet ............................ (Newton)
B = Induksi Magnet ......................... (Tesla)
i = Kuat arus listrik ...................... .....(ampere)
l = Panjang kawat ............................ (meter)
q = Besar muatan listrik ................... (Coulomb)
v = kecepatan muatan listrik ............ (m/s)
α = Sudut antara arah B dan i ......... ( ° )

     Arah Gaya Lorent dapat ditentukan dengan aturan kaidah tangan kanan sebagai berikut:

1. arah telapak tangan menunjukan arah gaya magnet (F)
2. arah ibu jari menunjukan arah arus listrik (i)
3. arah jari yang lain menunjukan arah induksi magnet (B)

4.Gaya Magnet antara dua kawat lurus yang dialiri arus listrik

     Jika dua kawat yang dialiri arus listrik dan terpisah pada jarak tertentu, maka antara kedua kawat akan terjadi gaya magnet yaitu tarik-menarik jika arah kedua arus listrik sama dan tolak-menolak jika arah kedua arus listrik berlawanan arah.

     Besar gaya magnet antara kedua kawat diatas dapat dihitung dengan rumus :



Keterangan :

F/l = Gaya persatuan panjang ................. (N/m)
i = Kuat arus listrik ................................... (ampere)
d = Jarak kedua kawat ............................. (meter)
μo = Permeabilitas ruang hampa ............. (4π x 10-7 webm-1A-1)

     Sekian ulasan saya mengenai eleektromagnetik, arah medan magnet, gaya lorent serta gaya magnet antara kawat lurus yang dialiri arus listrik. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Listrik Dinamik (Listrik Arus Searah atau arus DC)

Listrik Dinamik (Listrik Arus Searah atau arus DC)

A.Kuat Arus Listrik

     Kuat Arus Listrik adalah perpindahan muatan listrik pada suatu penghantar setiap detik. Kuat arus Listrik dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut :

I = Q/t

Keterangan :

I = Kuat arus listrik ................ (ampere)
Q = Besarmuatanlistrik ................(oulomb)
t = Lamanya waktu .....................(detik)

B.Hukum Ohm

     Beda potensial listrik antara dua titik pada suatu rangkaian listrik sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut dan sebanding juga dengan besar hambatan listrik pada rangkaian tersebut.

Hukum Ohm dapat dirumuskan sebagai berikut :




V=I.R
V=I.(R+r)

Keterangan :

V = Beda Potensial Listrik...............(volt)
I  = Kuat Arus Listrik........................(ampere)
R =Besar Hambatan Listrik..............(Ohm)
r = Hambatan dalam Sumber Listrik.(Ohm)


C.Rangkaian Hambatan

1).Rangkaian Hambatan Seri



     Untuk rangkaian hambatan seri besar hambatan totalnya dapat dihitung dengan rumus:
Rt = R1 + R2 + R3 + .......

2).Rangkaian Hambatan Paralel



     Untuk rangakaian hambatan paralel besar hambatan totalnya dapat dihitung dengan rumus :

D.Hukum Ohm pada rangkaian tertutup (Loop)

     Jumlah GGL dengan beda potensial listrik dalam suatu rangkaian tertutup adalah sama dengan nol atau secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :

ΣE + ΣIR = 0

E.Hukum Kirchof

     Kuat arus listrik pada rangkaian yang tidak bercabang dimana-mana besarnya selalu sama ( I1 = I2)

     Besar kuat arus listrik yang memasuki suatu titik cabang sama besarnya dengan besar kuat arus listrik yang meninggalkan titik ca bang tersebut (I1 + I2 = I3).


Contoh soal :

1.Sebuah hambatan yang besarnya 200 ohm dihubungkan dengan beda potensial listrik sebesar 12 volt. Berapakah besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan tersebut ?

Diketahui :

• R = 200 Ohm
• V = 12 volt

Ditanyakan :

I = .................... ?

Dijawab :

 V  =  I . R
12 =  I . 200
  I  = 12 / 200
  I  =  0,06 ampere

Contoh soal

2.Tiga buah hambatan berturut-turut 20 Ohm, 30 Ohm dan 30 Ohm dirangkaikan menjadi sebuah rangkaian listrik. Hitunglah besar hambatan total rangkaian tersebut jika :
a.hambatan disusun seri !
b.hanbatan disusun paralel !

Diketahui :

• R1 = 20 Ohm
• R2 = 30 Ohm
• R3 = 30 Ohm

Ditanyakan :

a) Rt = ..................... ? seri
b) Rt = ..................... ? paralel

a) Rt = R1 + R2 + R3 
    Rt = 20 + 30 + 30
    Rt = 80 Ohm

F.Energi dan Daya Listrik

1.Energi Listrik

     Besar energi listrik dapat dihitung dengan rumus:

W = V.I.t

Keterangan :

W = Energi Listrik ................(Joule)
V = Besda Potensial Listrik ......(Volt)
I = Kuat arus Listrik ............(ampere)
t = Lamanya waktu ...............(sekon)

2.Daya Listrik

     Daya Listrik dapat ditung dengan rumus:

P = V.I

Keterangan :

P = Daya Listrik .........................(Watt)
V = Besda Potensial Listrik ...... (Volt)
I = Kuat arus Listrik ...................(ampere)

     Sekian ulasan saya mengenai listrik dinamik (listrik arus searah atau arus DC). Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Vektor

Vektor

A.Menggabungkan atau Menjumlahkan Besaran vektor

a.Secara Grafis

1.Metode Poligon

     Penggabungan vektor secara poligon dilakukan dengan cara menggambar vektor-vektor yang digabungkan tersebut secara berurutan (diteruskan). Kemudian Vektor resultannya (R) digambar dengan menghubungkan titik awal sampai akhir. (seperti pada gambar)

2.Metode Jajaran genjang

     Penggabungan vektor secara jajaran genjang dibuat dengan cara menggambar vektor-vektor yang akan digabungkan dari titik awal yang sama, kemudian buatlah garis sejajar vektor tadi (garis putus-putus) dari kedua ujung vektor yang digabungkan sehingga diperoleh titik potongnya. Terakhir gambarlah Vektor Resultannya dengan menghubungkan titik awal ke titik potong. (seperti pda gambar) 

 

b.Secara Analitis (Perhitungan)

1.Jika arahnya sama

     Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan menjumlahkan besar dari kedua vektor yang digabungkan.

R  = V1  +  V2

2.Jika arahnya berlawanan

     Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan mengurangkan besar dari kedua vektor yang digabungkan (dihitung selisihnya).

R  = V1  -  V2

3.Jika saling mengapit sudut

     Resultan dari vektor yang arahnya tidak sama dan tidak berlawanan atau arahnya saling mengapit sudut dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :



Contoh Soal :

    Vektor Fa dan Fb berturut-turut 30 N dan 50 N. Berapa resultan kedua vektor tersebut jika :

a.kedua vektor searah !
b.kedua vektor berlawanan arah !
c.kedua vektor saling mengapit sudut 60° !

Diketahui :

• Fa = 30 N
• Fb = 50 N

Ditanyakan :

a) R = ................. ? (searah)
b) R = ................. ? (berlawanan arah)
c) R = ................. ?  α = 60°

Dijawab :

a) R = Fa  +  Fb                    b) R = Fa  -  Fb
    R = 30  +  50                         R = 30  -  50          
    R =  80 N                              R = - 20 N (tanda – menyatakan arah R sama dengan Fb)



2. Vektor V = 400 N dengan arah 30°  terhadap arah horizontal. Tentukan  komponen vektor diatas pada sumbu X dan sumbu Y !

Diketahui :

• V = 400 N

Ditanyakan :

a.Vx = .................. ?
b.Vy = .................  ?

Dijawab :

a. Vx  =  V Cos α                                                 b. Vy  =  V Sin α
    Vx  =  400 Cos 30°                                              Vy  =  400 Sin 30°
    Vx  =  400 0,87                                                    Vy =  400 0,5
    Vx  =  348 N                                                        Vy  =  200 N
  

3.Vektor P, Q dan S berturut-turut  200 N, 300 N dan 400 N dan arahnya 30° , 150° dan 210°. Tentukan resultan dari ketiga vektor !

Diketahui :

• P = 200 N
• Q = 300 N
• S = 400 N

Ditanyakan :

R = .................... ?

     Untuk menghitung Resultan vektor yang lebih dari 2 vektor lebih mudah menggunakan tabel seperti dibawah : 

B.Menguraikan Besaran Vektor

Perhatikan vektor P pada gambar  dibawah !

     Arah vektor P adalah ke kanan atas, vektor ini dapat diuraikan menjadi dua komponen yaitu (Px) ke kanan dan (Py) ke atas seperti pada gambar.

Contoh 1

     Sebuah vektor P mempunyai besar 200 satuan  dengan arah membentuk sudut 30 ˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor diatas pada sumbu X dan pada sumbu Y ?

Diketahui :

• P = 200 satauan
• α = 30˚

Diatanya :

a.Px  ..... ?
b.Py .....  ?

Dijawab :

a. Px = P Cos α                                       b.Py = P Sin α
    Px = 200 Cos 30˚                                    Py = 200 Sin 30˚
    Px = 200 . 0,5√3                                      Py = 200 . 0,5
    Px = 100 √3 satuan                                 Py = 100 satuan

Contoh 2

            Komponen dari vektor A pada sumbu X adalah 150 satuan. Bila vektor A mengapit sudut 60˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor A pada sumbu Y dan berapa pula besar vektor A tersebut ?

Diketahui :

• Ax = 150 satuan
• α = 60˚

Ditanya :

a.Ay ..........  ?
b.A ............. ?

Dijawab ;

a. Ax     = A Cos α                                   b. A2        = (Ax)2 + (Ay)2
    150   = A Cos 60˚                                    3002     = 1502 + (Ay)2  
    150   = A . 0,5                                          90000   = 22500 + (Ay)2
     A      = 150 / 0,5                                      (Ay)2     = 90000 - 22500
     A      = 300 satuan                                   (Ay)2    = 67500
                                                                     Ay         = √67500 satuan

C.Perkalian Besaran Vektor

1.Dot Produck (Perkalian vektor dengan vektor hasilnya skalar)

     Misalnya F(vektor gaya) dan S (vektor perpindahan), Jika kedua vektor   diatas dikalikan hasilnya akan berupa sebuah sekalar yaitu W (Usaha). Secara Matermatika Dot Produck dapat ditulis :

V1 . V2   =   V1.V2  Cos α

2.Kros Produck (perkalian vektor dengan vektor hasilnya vektor)

     Misalnya F (vektor gaya) dan R (vektor posisi), jika keuda vektor tersebut dikalikan hasilnya akan berupa sebuah vektor baru yaitu  τ (Momen Gaya). Secara Matematika perkalian Kros Product dapat ditulis sebagai berikut :

V1  x  V2   =   V1.V2  Sin α

     Arah dari hasil perkalian vektor  dengan cara kros product dapat ditentukan dengan aturan putaran skrup, yaitu putaran skrup sama dengan arah putaran vektor melalui sudut terkecil sedangkan arah gerakan skrup menyatakan arah  vektor yang dihasilkan dari perkalian kros product.

3.Perkalian vektor dengan sebuah bilangan

a .V  =   a V

     Sekian ulasan saya mengenai vektor mulai dari menggabungkan atau menjumlahkan besaran vektor, menguraikan besaran vektor serta perkalian besaran vektor. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Polarisasi

Polarisasi

     Polarisasi cahaya atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yang bergerak secara oscillasi dan menuju arah tertentu. Polarisasi merupakan parameter penting yang menentukan kualitas gelombang elektromagnetikKarena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini mempunyai medan listrik, E dan juga medan magnet, H yang keduanya saling beroscilasi dan saling tegak lurus satu sama lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan (lihat gambar).

     Cahaya juga dikategorikan sebagai gelombang transversal; yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah oscilasinya. Adapun syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah oscilasi tegak lurus terhadap bidang rambatannya. Gelombang bunyi, berbeda dengan gelombang cahaya, tidak dapat terpolarisasi sehingga dia bukan gelombang transversal.

     Suatu cahaya dikatakan terpolarisasi apabila cahaya itu bergerak merambat ke arah tertentu. Arah polarisasi gelombang ini dicirikan oleh arah vektor bidang medan listrik gelombang tersebut serta arah vektor bidang medan magnetnya.

     Polarisasi dapat di jelaskan sebagai arah dari vektor medan listrik. Jika kita bayangkan sebuah antenna dipole yang di pasang vertikal (atau sebuah kabel yang berdiri tegak), elektron akan bergerak naik dan turun, tidak ke samping, karena tidak ada ada tempat untuk bergerak ke samping,oleh karenanya medan listrik hanya akan mengarah ke atas atau ke bawah, secara vertikal. Medan yang meninggalkan kabel akan bergerak sebagai gelombang akan berpolarisasi sangat lurus, dalam hal ini vertikal. Jika antenna kita letakan datar sejajar dengan tanah, maka kita akan menemukan bahwa gelombang yang di hasilkan akan mempunyai polarisasi linier horizontal.

     Beberapa macam / jenis polarisasi: polarisasi linear, polarisasi melingkar, polarisasi ellips. Gelombang dengan polarisasi melingkar dan polarisasi ellips dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi linear terjadi ketika cahaya merambat hanya dengan satu arah yang tegak lurus terhadap arah rambatan atau bidang medan listriknya.

     Polarisasi linear adalah salah satu kasus spesial, dan di alam yang betul-betul sempurna, pada umumnya, kita akan melihat sedikit komponen dari medan yang mengarah ke arah yang lain. Kasus yang umum terjadi adalah polarisasi eliptik, dengan sebuah extrim linier (hanya satu arah) dan polarisasi sirkular (dua arah dengan kekuatan yang sama). Polarisasi antenna menjadi sangat penting pada saat kita melakukan pengarahan antenna. Jika kita tidak memperdulikan polarisasi antenna, kemungkinan kita akan memperoleh sinyal yang kecil walaupun menggunakan antenna yang paling kuat. Hal ini di sebuah sebagai ketidak cocokan polarisasi.

     Sekian ulasan saya mengenai penjelasan tentang polarisasi. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Nada

Nada

     Kita sudah mengetahui bahwa frekuensi adalah banyaknya gelombang bunyi dalam satu sekon. Banyaknya gelombang tiap satu sekon ada yang teratur dan ada yang tidak teratur. Bunyi alat musik adalah salah satu contoh dari bunyi yang frekuensinya teratur. Bunyi kendaraan di jalan, frekuensinya tidak teratur sehingga tidak enak untuk didengar. Gelombang bunyi yang frekuensinya teratur disebut nada, sedangkan gelombang bunyi yang frekuensinya tidak teratur disebut desah. Pada nada dikenal nada tinggi dan nada rendah.

     Ketika garputala dipukul, terdengar bunyi yang tetap dan teratur. Itulah yang disebut nada. Nada yang dihasilkan oleh garputala yang frekuensinya berbeda akan berbed pula. Semakin besar frekuensi maka semakin tinggi nadanya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah frekuensi maka semakin rendah pula nadanya. Jadi, dapat disimpulkan bahwa tinggi rendahnya nada ditentukan oleh frekuensi. Semakin tinggi frekuensinya, jarak rapatan dan renggangannya semakin pendek. Kamu masih ingat bahwa jarak rapatan dan renggangan yang berdekatan disebut panjang gelombang. Jadi, semakin tinggi frekuensi, panjang gelombangnya semakin pendek.

     Dalam teori musik, simbol nada biasanya digunakan huruf C, D, E, F, G, A, B, c, d, e, f, g, a, b, dan seterusnya. Masing-masing nada memiliki frekuensi yang teratur. Misalnya, sebuah garputala mengeluarkan nada musik A. Artinya, garputala bergetar sebanyak 440 kali tiap sekonnya. Hal ini menghasilkan 440 pasang perapatan dan perenggangan. Dengan kata lain, nada A menghasilkan frekuensi 440 Hz.

1.Frekuensi Nada pada Senar

     Jika kita sedang memetik gitar, jari tangan kita tidak pernah diam untuk mendapatkan suatu nada yang diharapkan. Kita sudah mengetahui bahwa setiap kunci nada memiliki frekuensi yang berbeda-beda. Jadi, perpindahan jari tanganmu adalah untuk mendapatkan frekuensi yang diharapkan. Misalnya, salah satu senar dipetik tanpa ditekan mendapatkan nada A yang berfrekuensi 440 Hz. Jika senar ditekan pada jarak 8 cm dari ujung papan pegangan, berarti kamu sudah mengurangi panjang tali dan bagian massa tali yang bergetar. Akibatnya, frekuensi akan naik.

2.Kuat Lemahnya Nada Bergantung pada Amplitudo

     Pada saat kita memetik gitar, bunyi yang dihasilkannya akan semakin keras jika petikannya lebih kuat. Sebaliknya, bunyi senar mejadi lemah jika kita memetiknya dengan lembut. Hal ini menunjukkan bahwa ada sesuatu yang memengaruhi lemah kuatnya nada. 

     Jika kita memukul garputala dengan lemah, simpangan maksimum getarannya hanya sedikit sehingga bunyinya lemah. Jika kita memukulnya dengan kuat, simpangan maksimum getarannya juga besar dan bunyi pun terdengar lebih keras. Kita sudah mengetahui bahwa simpangan maksimum itu disebut amplitudo. Jadi, kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo.

3.Desah

     Suara ombak di pinggir pantai memiliki frekuensi tidak teratur. Gelombang bunyi yang frekuensinya tidak teratur disebut desah. Contoh lain dari desah adalah bunyi angin, bunyi kendaraan bermotor, dan bunyi suara mesin. 

     Sekian ulasan saya mengenai nada, mulai dari pengertian nada, frekuensi nada pada senar, kuat lemahnya nada bergantung pada amplitudo. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Getaran dan Gelombang

Getaran dan Gelombang

     Gejala getaran banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Getaran bandul jam dinding, senar gitar yang dipetik, dan pita suara yang bergetar hingga menimbulkan bunyi, merupakan beberapa contoh benda yang melakukan getaran.

     Pada bab ini akan dipelajari pengertian getaran dan ciri-ciri suatu getaran, pengertian gelombang, jenis gelombang, dan besaran yang berkaitan. Setelah mempelajari bab ini, kamu diharapkan mampu memahami konsep getaran dan prinsip dasar teori gelombang untuk selanjutnya mempelajari fenomena bunyi yang erat dalam kehidupan sehari-hari.

Getaran

Pengertian Getaran

     Jarum jam bandul bergerak akibat adanya gerak bolak-balik bandul. Gerakan bandul itu disebut getaran. Getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik setimbang. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali bergetar penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut. Satu kali getaran adalah ketika benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau dari titik B-C-B-A-B. Bandul tidak pernah melewati lebih dari titik A atau titik C karena titik tersebut merupakan simpangan terjauh.

     Simpangan terjauh itu disebut amplitudo. Di titik A atau titik C benda akan berhenti sesaat sebelum kembali bergerak. Contoh amplitudo adalah jarak BA atau jarak BC. Jarak dari titik setimbang pada suatu saat disebut simpangan.

Ciri-Ciri Suatu Getaran

     Getaran merupakan jenis gerak yang mudah kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari, baik gerak alamiah maupun buatan manusia. Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran disebut periode getar yang dilambangkan dengan (T). Banyaknya getaran dalam satu sekon disebut frekuensi (f). Suatu getaran akan bergerak dengan frekuensi alamiah sendiri. Hubungan frekuensi dan periode secara matematis ditulis sebagai berikut:



dengan:

T = periode (s)
f = banyaknya getaran per sekon (Hz)

     Satuan periode adalah sekon dan satuan frekuensi adalah getaran per sekon atau disebut juga dengan hertz (Hz), untuk menghormati seorang fisikawan Jerman yang berjasa di bidang gelombang, Hendrich Rudolf Hertz. Jadi, satu hertz sama dengan satu getaran per sekon.

Gelombang

Pengertian Gelombang

     Di pantai kita bisa melihat ombak. Ombak tersebut terlihat bergelombang dari tengah menuju pantai dan semakin lama semakin kecil, lalu akhirnya menerpa pesisir pantai.

     Ketika kita mengikuti upacara pengibaran bendera di sekolahmu, kita melihat bendera berkibar diterpa angin. Peristiwa ombak laut ataupun berkibarnya bendera merupakan contoh dari gelombang.

     Pada saat kita menggerakkan tali ke atas dan ke bawah, dikatakan bahwa kita memberikan usikan pada tali. Jika usikan itu dilakukan terus menerus, akan terjadi getaran. Setelah memberi usikan atau getaran, kamu akan melihat ada sesuatu yang merambat pada tali. Sesuatu itu disebut gelombang. Jadi, gelombang adalah getaran yang merambat atau usikan yang merambat.

Gelombang Mekanik Memerlukan Medium untuk Merambat

     Gelombang merupakan salah satu konsep Fisika yang sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali gejala alam yang menggunakan prinsip gelombang. Sebagai makhluk yang paling pandai, manusia memiliki kewajiban untuk selalu mempelajari gejala alam ciptaan Tuhan untuk mengambil manfaat bagi kehidupan manusia. Kita dapat berkomunikasi dengan orang lain sebagian besar dengan memanfaatkan gelombang suara atau gelombang bunyi. Kita dapat mendengarkan radio atau menonton televisi karena adanya gelombang radio.

     Berdasarkan medium perambatnya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar. Dari kedua jenis gelombang tersebut, yang akan kamu pelajari adalah gelombang mekanik.

     Pada saat kita menggetarkan tali, gelombang akan merambat pada tali ke arah temanmu, tetapi karet gelang yang diikatkan pada tali tidak ikut merambat bersama gelombang. Jika demikian, bagian-bagian tali tidak ikut merambat bersama gelombang. Jika kita meminta temanmu untuk menggetarkan salah satu ujung tali, kita akan merasakan sesuatu pada temanmu akibat merambatnya gelombang tersebut. Tentu kita masih ingat pelajaran pada bab terdahulu bahwa sesuatu yang memiliki kemampuan untuk melakukan usaha disebut energi. Jadi, yang dirambatkan oleh gelombang adalah energi. Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

1.Gelombang Transversal

     Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya. Contoh lain dari gelombang transversal adalah gelombang pada permukaan air, dan semua gelombang elektromagnetik, seperti gelombang cahaya, gelombang radio, ataupun gelombang radar. Sumber getaran untuk gelombang air berada pada tempat batu jatuh sehingga gelombang menyebar ke segala arah.

2.Gelombang Longitudinal

     Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya. Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh gelombang longitudinal. Pada saat kamu menggunakan pompa, kamu mendorong atau menekan alat tersebut. Partikel-partikel gas dalam pompa membentuk pola rapatan dan renggangan sehingga mendorong udara keluar.

Panjang Gelombang

     Pola gelombang transversal berbentuk bukit dan lembah gelombang, sedangkan pola gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan. Panjang satu bukit dan satu lembah atau satu rapatan dan satu renggangan didefinisikan sebagai panjang satu gelombang. Pada pembahasan tentang getaran kita sudah mengetahui tentang periode getaran.

     Besaran tersebut identik dengan periode gelombang. Periode gelombang adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang gelombang. Jadi, satu gelombang dapat didefinisikan sebagai yang ditempuh panjang satu periode. Panjang gelombang dilambangkan dengan lamda. Satuan panjang gelombang dalam SI adalah meter (m). Marilah kita pelajari panjang gelombang transversal dan panjang gelombang longitudinal.

1.Panjang Gelombang Transversal

     Terbentuklah bukit dan lembah gelombang. Pola tersebut adalah pola gelombang transversal. Bukit gelombang adalah lengkungan a-b-c sedangkan lembah gelombang adalah lengkungan c-d-e. Titik b disebut puncak gelombang dan titik d disebut dasar gelombang. Kedua titik ini disebut juga perut gelombang. Adapun titik a, c, atau e disebut simpul gelombang. Satu panjang gelombang transversal terdiri atas satu bukit dan satu lembah gelombang. Jadi, satu gelombang adalah lengkungan a-b-c-d-e atau b-c-d-e-f. Satu gelombang sama dengan jarak dari a ke e atau jarak b ke f. Amplitudo gelombang adalah jarak b-b’ atau jarak d-d’. Kamu dapat menyebutkan panjang gelombang yang lain, yaitu jarak f-j atau jarak i-m.

2.Panjang Gelombang Longitudinal

     Satu panjang gelombang adalah jarak antara satu rapatan dan satu renggangan atau jarak dari ujung renggangan sampai ke ujung renggangan berikutnya.

Cepat Rambat Gelombang

     Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu pula.

Pemantulan Gelombang

     Pada saat kita berteriak di lereng sebuah bukit, kita akan mendengar suaramu kembali setelah beberapa saat. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat dipantulkan. Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang mekanik.

     Berdasarkan uraian sebelumnya dan dari hasil diskusimu, dapat disimpulkan bahwa salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat pemantulan gelombang air kolam oleh dinding kolam, ataupun gelombang ombak laut oleh pinggir pantai. Dapat diterimanya gelombang radio dari stasiun pemancar yang sedemikian jauh juga menunjukkan bahwa gelombang radio dapat dipantulkan atmosfer bumi.

     Sebuah gelombang merambat pada tali, jika ujung tali diikat pada suatu penopang, gelombang yang mencapai ujung tetap tersebut memberikan gaya ke atas pada penopang. Penopang memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke bawah pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan yang terbalik. Ujung yang bebas tidak ditahan oleh sebuh penopang. Gelombang cenderung melampaui batas. Ujung yang melampaui batas memberikan tarikan ke atas pada tali dan inilah yang membangkitan gelombang pantulan yang tidak terbalik.

     Sekian ulasan Saya mengenai Getaran dan Gelombang, mulai dari pengertian getaran dan gelombang serta ciri-ciri getaran. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Tekanan

Tekanan

     Dua orang yang kekuatan ototnya sama memasang paku pada sebuah kayu, yang satu menggunakan paku yang ujungnya runcing dan yang lain menggunakan paku yang ujungnya tumpul. Ternyata, paku yang ujungnya runcing akan menancap lebih dalam daripada paku yang ujungnya tumpul. Jika kita perhatikan, balon udara dan kapal selam memiliki ukuran yang relatif sangat besar.

     Namun demikian, balon udara mampu terbang dan melayang ke angkasa, sedangkan kapal selam dapat dikendalikan supaya mampu tenggelam, melayang, bahkan mengapung di permukaan laut.

Pengertian Tekanan

     Berhati-hatilah jika kita memegang benda tajam, seperti pisau atau jarum. Benda-benda tersebut selain sangat dibutuhkan untuk memudahkan melakukan usaha, juga dapat menyebabkan tubuh kita terluka. Adapun pisau tumpul ataupun jarum tanpa ujung runcing sukar untuk dapat digunakan melakukan kerja. Apabila kita perhatikan kaki-kaki unggas, seperti ayam, itik, ataupun burung yang lainnya, ternyata memiliki bentuk yang berbeda-beda. Tuhan telah menciptakan kaki binatang tersebut sedemikian rupa sesuai dengan fungsinya. Ada yang berfungsi untuk berjalan, mencengkeram, dan berenang. Jika ayam dan itik berjalan di jalan yang berlumpur, ternyata kedua bekas kaki unggas tersebut memiliki kedalaman yang berbeda. Beberapa peristiwa tersebut sangat berhubungan dengan salah satu konsep Fisika, yaitu tekanan.

Tekanan pada Zat Padat

     Ketika kita mendorong uang logam di atas plastisin, berarti kita telah memberikan gaya pada uang logam. Besarnya tekanan uang logam pada plastisin bergantung pada besarnya dorongan (gaya) yang kita berikan dan luas bidang tekannya. Semakin besar gaya tekan yang kita berikan, semakin besar pula tekanan yang terjadi. Namun, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang terjadi. Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan gaya tekan dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Secara matematis, besaran tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:



dengan:

p = tekanan (N/m2)
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang (m2)

     Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah N/m2. Satuan ini juga disebut pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2. Setelah mengetahui bahwa besar tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas bidang, sekarang kita dapat menjelaskan mengapa bekas kaki ayam lebih dalam daripada bekas kaki itik jika keduanya berjalan di atas lumpur. Untuk memudahkan usaha (kerja), kita harus membuat pengiris bawang (pisau) atau jarum lebih runcing. Oleh sebab itu, dengan memperkecil luas bidang tekan merupakan upaya untuk memperbesar tekanan. Alat-alat berikut sengaja dibuat dengan memperkecil luas bidang tekanannya untuk mendapatkan tekanan yang jauh lebih besar.

Tekanan pada Zat Cair


     Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kita mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kita menyelam maka kita akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Kita dapat menyimpulkan bahwa semakin dalam posisi zat yang diam maka semakin besar tekanannya berarti tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman (h).

     Kita sudah mengetahui bahwa yang membedakan suatu jenis zat tertentu adalah massa jenis. Semakin besar massa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. Dengan kata lain, tekanan suatu zat cair sebanding dengan besarnya massa jenis.

     Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Pada dunia teknik bendungan, para arsitek membuat suatu bendungan dengan memperhitungkan tekanan hidrostatis. Hal ini ditunjukkan dengan semakin menebalnya dinding bendungan ke arah dasar permukaan air. 

Tekanan Udara

     Tuhan Yang Mahakuasa telah menciptakan langit sebagai "atap yang terpelihara" yang disebut atmosfer. Atmosfer ini diciptakan Tuhan dengan sesempurna mungkin sehingga dapat menjaga dari seluruh kemungkinan yang dapat merusak bumi yang kamu cintai ini. Misalnya, meteor-meteor yang jatuh ke bumi akan hangus terbakar digesek oleh lapisan atmosfer, angin matahari yang sangat berbahaya bagi manusia dibelokkan oleh medan magnet bumi serta radiasi ultraviolet yang juga berbahaya sebagian diserap oleh atmosfer sehingga kadarnya jadi bermanfaat bagi manusia. Dengan kata lain, atmosfer atau disebut juga udara diciptakan khusus untuk kehidupan manusia. Atmosfer memiliki tekanan seperti halnya zat cair.

     Tekanan udara sangat memengaruhi cuaca. Terjadinya angin merupakan salah satu hal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan atmosfer di dua daerah yang berdekatan. Angin bersifat meratakan tekanan udara. Semakin besar perbedaan tekanan udaranya, semakin kencang angin yang berhembus sehingga terjadi keseimbangan tekanan. Perbedaan tekanan ini dipicu oleh perbedaan suhu akibat pemanasan sinar matahari.

     Sekian ulasan saya mengenai tekanan, mulai dari pengertian tekanan, tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair serta tekanan udara. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Pesawat Sederhana

Pesawat Sederhana

     Setiap hari kita pasti selalu melakukan usaha. Ada yang mudah dan ada pula yang sulit. Oleh karena itu, kadang-kadang kita memerlukan suatu alat sederhana yang dapat membantumu melakukan usaha. Alat itu disebut dengan pesawat sederhana. Misalnya, kita akan menancapkan paku pada kayu, tentu akan sulit tanpa palu. Begitu pula ketika kita akan membuka baut, akan kesulitan apabila tanpa bantuan kunci pembukanya. Pesawat sederhana banyak sekali jenisnya dan semuanya dibuat untuk memudahkan kita melakukan usaha.

     Prinsip kerja pesawat sederhana dikelompokkan menjadi beberapa bagian, di antaranya tuas, katrol, dan bidang miring. Marilah kita bahas satu persatu.

1.Tuas

     Beberapa anak yang sedang bermain jungkat-jungkit. Jungkat-jungkit adalah sejenis pesawat sederhana yang disebut pengungkit atau tuas. Tuas memiliki banyak kegunaan, di antaranya adalah untuk mengangkat atau memindahkan benda yang berat.

     Tuas yang digunakan orang untuk memindahkan sebuah batu yang berat. Berat beban yang akan diangkat disebut gaya beban (Fb) dan gaya yang digunakan untuk mengangkat batu atau beban disebut gaya kuasa (Fk). Jarak antara penumpu dan beban disebut lengan beban (lb) dan jarak antara penumpu dengan kuasa disebut lengan kuasa (lk).

     Hubungan antara besaran-besaran tersebut menunjukkan bahwa perkalian gaya kuasa dan lengan kuasa (Fklk) sama dengan gaya beban dikalikan dengan lengan beban (Fblb). Artinya besar usaha yang dilakukan kuasa sama dengan besarnya usaha yang dilakukan beban. Oleh sebab itu, pada tuas berlaku persamaan sebagai berikut:

Fk.lk = Fb.lb

dengan:
Fk = gaya kuasa (N)
Fb = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)

     Keuntungan pada pesawat sederhana disebut Keuntungan Mekanis (KM). Secara umum keuntungan mekanis didefinisikan sebagai perbandingan gaya beban dengan gaya kuasa sehingga keuntungan mekanis pada tuas atau pengungkit bergantung pada panjang masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, semakin besar keuntungan mekanisnya. Secara matematis keuntungan mekanis ditulis sebagai berikut:



     Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas atau pengungkit diklasifikasikan menjadi tiga golongan, yaitu sebagai berikut:

a.Tuas Golongan Pertama

     Titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasa. Contohnya gunting, tang, pemotong, gunting kuku, dan linggis.

b.Tuas Golongan Kedua

     Titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh tuas jenis ini, di antaranya adalah gerobak beroda satu, pemotong kertas, dan pelubang kertas.

c.Tuas Golongan Ketiga

     Titik kuasa berada di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh tuas jenis ini adalah lengan, alat pancing, dan sekop.

2.Katrol

     Katrol digunakan untuk mengambil air atau mengangkat beban yang berat. Katrol merupakan pesawat sederhana yang dapat memudahkan melakukan usaha. Katrol dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol berganda.

a.Katrol Tetap

     Bagian-bagian katrol tetap diperlihatkan pada gambar berikut:

keterangan:

Fb = gaya beban
Fk = gaya kuasa
lb = AO = lengan beban
lk = OB = lengan kuasa

     Katrol berfungsi untuk membelokkan gaya sehingga berat beban tetap sama dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan satu. Katrol tetap digunakan untuk menimba air.

Fk.lk = Fb.lb

     Oleh karena lk = lb Fk = Fb sehingga keuntungan mekanisnya adalah 1

b.Katrol Tunggal

     Bergerak Prinsip katrol tunggal bergerak hampir sama dengan tuas jenis kedua, yaitu titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Dengan demikian, berlaku persamaan sebagai berikut: lk = 2 lb Jadi, keuntungan mekanis katrol tunggal bergerak adalah 2

c.Katrol Majemuk atau Katrol Berganda

     Manusia selalu berusaha mencari tahu bagaimana caranya agar benda-benda yang relatif besar dan berat dapat diangkat dengan kerja yang dilakukan lebih mudah. Dengan prinsip katrol bergerak, hal tersebut mudah dilakukan. Katrol majemuk merupakan gabungan dari beberapa katrol sehingga kerja yang dilakukan semakin mudah.

     Keuntungan mekanis dari katrol majemuk bergantung pada banyaknya tali yang dipergunakan untuk mengangkat beban. Pada Gambar di bawah ini dapat kamu lihat empat tali digunakan untuk mengangkat beban. Jadi, keuntungan mekanisnya sama dengan 4. Jika kamu akan mengangkat beban 100 N, cukup dengan gaya 25 N saja benda sudah terangkat.

3.Bidang Miring

     Ketika di pasar, mungkin kamu pernah melihat orang yang sedang menaikkan drum berisi minyak ke atas sebuah truk. Pesawat sederhana apakah yang mereka gunakan? Bidang miring merupakan alat yang sangat efektif untuk memudahkan kerja.

     Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan. Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).

     Dalam kehidupan sehari-hari, penggunaan bidang miring terdapat pada tangga, lereng gunung, dan jalan di daerah pegunungan. Semakin landai tangga, semakin mudah untuk dilalui. Sama halnya dengan lereng gunung, semakin landai lereng gunung maka semakin mudah untuk menaikinya, walaupun semakin jauh jarak tempuhnya. Jalan-jalan di pegunungan dibuat berkelok-kelok dan sangat panjang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang cukup besar agar kendaraan dapat menaikinya dengan mudah.

a.Baji

     Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang miring yang disatukan. Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan.

b.Sekrup

     Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup disebut interval sekrup. Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan penerapan bidang miring, kamu bisa mempraktikkan cara berikut. Buatlah bidang miring dengan kertas, lalu gulung kertas tersebut pada sebuah pensil. Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya berdasarkan sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

     Sekian ulasan saya mengenai pesawat sederhana, mulai dari tuas, katrol serta bidang miring. Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya