Tampilkan postingan dengan label FISIKA. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label FISIKA. Tampilkan semua postingan
Persamaan Bernoulli dan Aplikasinya
Selasa, 29 Maret 2011 di 09.09 | 0 komentar  

Sabtu, 13 Maret 2010

Asas Bernoulli menyatakan bahwa pada pipa mendatar, tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan alirannya paling kecil. Sebaliknya, tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan alirannya paling besar.

Aplikasi Asas Bernoulli dalam Keseharian
1. Dua Perahu Bermotor Berbenturan
2. Aliran Air Yang Keluat Dari Keran
3. Lintasan Melengkung Baseball Yang Sedang Berputar
4. Pancaran Air Pada Selang Yang Ujungnya Dipersempit

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan (p), energi kinetik per satuan volum (1/2pv^2) dan energi potensial per satuan volum (pgh) memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

p + ½ pv^2 + pgh = konstan
p1 + ½ pv1^2 + pgh1 = p2 + ½ pv2^2 + pgh2

Untuk kasus fluida yang mengalir dalam pipa mendatar dihasilkan Persamaan Asas Bernoulli :

p1 – p2 = ½ p (v2^2 – v1^2)

Selisih tekanan ini dikalikan dengan luas total bentangan sayap menghasilkan gaya angkat pada pesawat terbang.

Teorema Torricelli menyatakan bahwa jika suatu wadah yang ujung atasnya terbuka ke atmosfer, diisi cairan dan terdapat lubang kecil pada kedalaman h di bawah permukaan fluida dalam wadah, maka kelajuan semburan fluida melalui lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh oleh suatu benda yang jatuh bebas dari ketinggian h.
v = √2gh

Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu cairan.
• Untuk venturimeter tanpa manometer,dengan titik 1 adalah bagian yang lebar dan titik 2 adalah bagian yang menyempit, h adalah selisih ketinggian cairan dalam tabung 1 dan 2 berlaku 3 persamaan berikut :
p1 – p2 = ½ p (v2^2 – v1^2)
v2^2 = A1/A2 . v1
p1 – p2 = pgh

• Untuk venturimeter dengan manometer dimana cairan manometer umumnya raksa dengan massa jenis p’, ketiga pesamaan diatas tetap berlaku, tetapi pada persamaan ketiga, p diganti dengan p’
p1 – p2 = p’gh

• Tabung Pitot adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas. Jika massa jenis cairan dalam tabung adalah p dan beda ketinggian cairan dalam kedua kaki adalah h; massa jenis gas p’; dan laju aliran gas v, maka berlaku
½ pv2 = p’gh
v = √2p’gh/p

• Desain sayap pesawat yang berbentuk aerofoil menyebabkan kelajuan udara di atas sayap v2 lebih besar daripada di bawah sayap v1. Ini menghasilkan gaya angkat sayap pada pesawat terbang
F1 – F2 = ½ p (v2^2 – v1^2) A

dengan adalah massa jenis udara di sekitar pesawat dan A adalah luas total bentangan sayap. Ketika pesawat terbang dalam arah mendatar, berat total pesawat sama dengan gaya angkatnya.

Untuk bisa lebih memahami materi ini, silahkan mencoba latihan soal di rumah (atau bisa juga download soal-soal latihan di internet). Selain itu, mengenal riwayat hidup Bernoulli "Biografi Daniel Bernoulli" juga akan membuat teman-teman akan lebih tertarik untuk memahami dan menguasai materi ini.
Diposting oleh my blog Label:
BERGERAK ALIRAN FLUIDA
di 09.07 | 0 komentar  
FLUIDA
Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu :
1. Aliran laminar / stasioner / streamline.
2. Aliran turbulen
Suatu aliran dikatakan laminar / stasioner / streamline bila :
Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai lintasan (garis arus) yang
tertentu pula.
Partikel-partikel yang pada suatu saat tiba di K akan mengikuti lintasan yang terlukis
pada gambar di bawah ini. Demikian partikel-partikel yang suatu saat tiba di L dan M.
Kecepatan setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu sama. Misalkan setiap partikel
yang melalui K selalu mempunyai kecepatan vK.
Aliran yang tidak memenuhi sifat-sifat di atas disebut : ALIRAN TURBULEN.
K
L
M
N
Pembahasan dalam bab ini di batasi pada fluida ideal, yaitu fluida yang imkompresibel
dan bergerak tanpa mengalami gesekan dan pada aliran stasioner.
DEBIT.
Fluida mengalir dengan kecepatan tertentu, misalnya v meter per detik. Penampang
tabung alir seperti terlihat pada gambar di atas berpenampang A, maka yang dimaksud
dengan DEBIT FLUIDA adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu melalui
suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.
Q=
t
Vol
∆
atau Q = A . v
Q = debit fluida dalam satuan SI m3/det
Diposting oleh my blog Label:
LAPISAN BATAS EKSPERIMENTAL BEBERAPA PERMUKAAN BENDA PADAT
di 09.06 | 0 komentar  


R, Iskandar and Yusra, Sauqi and Havendri , Adly (2001) LAPISAN BATAS EKSPERIMENTAL BEBERAPA PERMUKAAN BENDA PADAT. Project Report. Lembaga Penelitian Universitas Andalas. (Unpublished)
[img] PDF (LAPISAN BATAS EKSPERIMENTAL BEBERAPA PERMUKAAN BENDA PADAT) - Supplemental Material
Available under License Creative Commons Public Domain Dedication.
Download (944Kb)

Abstract

Analisis eksperimental dapat dikembangkan dalam mengamati visualisasi aliran pada permukaan suatu benda (aliran eksternal) seperti pada permukaan pelat datar. Aliran partikel-partikel fluida yang berada di sekitar permukaan pelat datar tersebut akan bergerak lambat akibat gaya viskos. Interaksi gerakan partikel fluida dapat meningkatkan gaya atau tegangan geser. Lapisan fluida yang kecepatannya dipengaruhi oleh tegangan geser batas akibat viskositas disebut dengan lapisan batas (boundary layer) Aplikasi teori lapisan batas banyak diterapkan daiam perhitungan gesekan, kecepatan aliran dan distribusi temperatur fluida pada permukaan benda yang dilewati fluida seperti pada pelat datar, profil aerofoil, sudu turbin, cerobong asap atau saluran buang industri dan sebagainya. Pada penelitian ini dilihat fenomena visualisasi aliran dengan mengijeksikan tinta dan direkam melalui sebuah kamera. Dilakukan pengukuran distribusi temperatur aliran air pada permukaan pelat datar dengan menggunakan sensor termokopel. Selanjutnya dengan mengetahui distribusi temperaturnya, dihitung tebal lapisan batas kecepatan dan termal aliran air pada permukaan pelat datar tersebut. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil tebal lapisan batas kecepatan dan termal mendekati nilai teoritiknya sebesar 71,4 %.
Diposting oleh my blog Label:
Hukum Pascal
di 09.04 | 0 komentar  


Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Hukum Pascal menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar[1].
Perbdedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat cair diformulakan sebagai berikut:
\Delta P =\rho g (\Delta h)\,
dimana, dalam SI unit,
ΔP adalah tekanan hidrostatik (dalam pascals), atau perbedaan tekanan pada 2 titik dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya;
ρ adalah kepekatan zat cair (dalam kilogram per meter kubik);
g adalah kenaikan permukaan laut terhadap gravitasi bumi (dalam meter per detik pangkat 2);
Δh adalah ketinggian zat cair diatasnya (dalam meter), atau perbedaan kenaikan antara 2 titik pada sekat yang berisi zat c
  1. ^ Bloomfield, Louis (23 Maret 2011). How Things Work: The Physics of Everyday Life (Third Edition). John Wiley & Sons. hlm. 153. ISBN 047146886X. 
Science.jpg  Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.
Diposting oleh my blog Label:
Kekelan energi
Sabtu, 26 Maret 2011 di 05.12 | 0 komentar  
Fisika (Bahasa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", dan φύσις (physis), "Alam") adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau ahli fisika mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.
Daftar isi

* 1 Sekilas tentang riset Fisika
o 1.1 Fisika teoretis dan eksperimental
o 1.2 Teori fisika utama
o 1.3 Bidang utama dalam fisika
o 1.4 Bidang yang berhubungan
o 1.5 Teori palsu
* 2 Sejarah
* 3 Arah masa depan
* 4 Lihat pula
* 5 Pranala luar

[sunting] Sekilas tentang riset Fisika
[sunting] Fisika teoretis dan eksperimental
Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
Gampangnya, teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaska teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah; salah satu contohnya adalah teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk mengujinya belum pernah disusun.
[sunting] Teori fisika utama
Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori tersebut.
Teori Subtopik utama Konsep
Mekanika klasik Hukum gerak Newton, Mekanika Lagrangian, Mekanika Hamiltonian, Teori chaos, Dinamika fluida, Mekanika kontinuum Dimensi, Ruang, Waktu, Gerak, Panjang, Kecepatan, Massa, Momentum, Gaya, Energi, Momentum sudut, Torsi, Hukum kekekalan, Oscilator harmonis, Gelombang, Usaha, Daya
Elektromagnetik Elektrostatik, Listrik, Magnetisitas, Persamaan Maxwell Muatan listrik, Arus, Medan listrik, Medan magnet, Medan elektromagnetik, Radiasi elektromagnetis, Monopol magnetik
Termodinamika dan Mekanika statistik Mesin panas, Teori kinetis Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhu
Mekanika kuantum Path integral formulation, Persamaan Schrödinger, Teori medan kuantum Hamiltonian, Partikel identik Konstanta Planck, Pengikatan kuantum, Oscilator harmonik kuantum, Fungsi gelombang, Energi titik-nol
Teori relativitas Relativitas khusus, Relativitas umum Prinsip ekuivalensi, Empat-momentum, Kerangka referensi, Waktu-ruang, Kecepatan cahaya
[sunting] Bidang utama dalam fisika
Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya. Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya secara keseluruhan.
Bidang Sub-bidang Teori utama Konsep
Astrofisika Kosmologi, Ilmu planet, Fisika plasma Big Bang, Inflasi kosmik, Relativitas umum, Hukum gravitasi universal Lubang hitam, Latar belakang radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi, Radiasi Gravitasi, Planet, Tata surya, Bintang
Fisika atomik, molekul, dan optik Fisika atom, Fisika molekul, Optik, Photonik Optik quantum Difraksi, Radiasi elektromagnetik, Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika partikel Fisika akselerator, Fisika nuklir Model standar, Teori penyatuan besar, teori-M Gaya Fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah, kuat), Partikel elemen, Antimatter, Putar, Pengereman simetri spontan, Teori keseluruhan Energi vakum
Fisika benda kondensi Fisika benda padat, Fisika material, Fisika polimer, Material butiran Teori BCS, Gelombang Bloch, Gas Fermi, Cairan Fermi, Teori banyak-tubuh Fase (gas, cair, padat, Kondensat Bose-Einstein, superkonduktor, superfluid), Konduksi listrik, Magnetism, Pengorganisasian sendiri, Putar, Pengereman simetri spontan
[sunting] Bidang yang berhubungan
Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi, dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:
Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika - Dinamika kendaraan - Fisika Pendidikan
[sunting] Teori palsu
Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori bentuk tetap
[sunting] Sejarah
Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel dalam Fisika.
Sejak zaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari mekanik dan hidrostatik.
Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid. Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori fisika.
Dari sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle, Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
[sunting] Arah masa depan
!Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam fisika
Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang, dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan.
Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat spintronik dan komputer kuantum bekerja.
Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari. Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.
Para teori juga mencoba untuk menyatikan mekanika kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.
Banyak fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos, atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:
“ Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal dan pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan saya lebih optimis terhadap yang pertama.
Diposting oleh my blog Label:
Tekanan
di 05.11 | 0 komentar  
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Perubahan tertunda ditampilkan di halaman iniBelum Diperiksa
Langsung ke: navigasi, cari
Broom icon.svg
Artikel ini perlu dirapikan agar memenuhi standar Wikipedia
Merapikan artikel bisa berupa membagi artikel ke dalam paragraf atau wikifikasi artikel. Setelah dirapikan, tolong hapus pesan ini.
Barometer air raksa sebagai pengukur tekanan udara dalam satuan milibar
Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).
p = \frac{F}{A}
Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.
Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.
Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.
Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.
[sunting] Tekanan Hidrostatis
Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut.
Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut: "P = ρgh" dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s2) adalah gravitasi, dan h adalah kedalaman cairan.
[sunting] Tekanan Udara
Atmosfer adalah lapisan yang melindungi bumi. Lapisan ini meluas hingga 1000 km ke atas bumi dan memiliki massa 4.5 x 1018 kg. Massa atmosfir yang menekan permukaan inilah yang disebut dengan tekanan atmosferik. Tekanan atmosferik di permukaan laut adalah 76 cmHg.
[sunting] Aplikasi Tekanan
Tekanan diaplikasikan dalam beberapa hal dalam kehidupan, diantaranya:

* Pengukuran tekanan darah
* Pompa Hidrolik yang biasanya dipakai di bengkel-bengkel

Diposkan oleh hasnita_clifer_antika di 02:06 0 komentar
Kirimkan Ini lewat Email BlogThis! Berbagi ke Twitter Berbagi ke Facebook Berbagi ke Google Buzz
Label: Fisika
Reaksi:lucu
Momentum
Momentum
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Perubahan tertunda ditampilkan di halaman iniBelum Diperiksa
Langsung ke: navigasi, cari
Ayunan Newton membuktikan adanya konservasi momentum
Dalam fisika, momentum adalah besaran yang berhubungan dengan kecepatan dan massa suatu benda.
[sunting] Momentum dalam mekanika klasik
Dalam mekanika klasik, momentum (dilambangkan dengan P) didefinisikan sebagai hasil perkalian dari massa dan kecepatan, sehingga menghasilkan vektor.
Momentum suatu benda (P) yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v didefinisikan sebagai ::

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

Massa merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. (Besaran mv kadang-kadang dinyatakan sebagai momentum linier partikel untuk membedakannya dari momentum angular).
[sunting] Hukum Kekekalan Momentum
Sama seperti energi, dalam kondisi tertentu, momentum suatu sistem akan kekal atau tidak berubah. Untuk memberikan pemahaman mengenai hal tersebut, maka akan digunakan konsep Pusat Massa. Misal jika ada sebuah sistem yang terdiri dari beberapa benda dengan massa \mathbf{m_1}, \mathbf{m_2}, \mathbf{.....}. bergerak dengan kecepatan masing-masing adalah \mathbf{v_1}, \mathbf{v_2}, \mathbf{.....}., maka kecepatan pusat massa sistem tersebut adalah :

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

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

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

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

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

Sehingga percepatan pusat massa sistem dapat dinyatakan sebagai :

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

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

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

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

[sunting] Pranala luar

* (id) Impuls dan momentum

Science.jpg Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.
Diposting oleh my blog Label:
ELASTISITAS
di 05.10 | 0 komentar  
12-1 ELASTISITAS DAN PLASTISITAS

image003Hubungan antara setiap jenis tegangan dengan regangan yang bersangkutan penting peranannnya dalam cabang fisika yang disebut teori elastisitas pada ilmu kekuatan bahan dibidang engineering. Apabila suatu jenis tegangan dilukiskan grafiknya terhadap regangannya, akan ternyuata bahawa diagram tegangan - regangan yang kita peroleh berbeda - beda bentuknya menurut jenis bahannya. Dua bahan yang termasuk jenis bahan yang sangat penting dalam ilmu dan teknologi dewasa ini ialah logam dan karet yang divulkanisir.


Gmb. 12.1 Sebuah diagram tegangan - regangan suatu logam kenyal yang menderita tarikan.

Bahkan di antara logam - logam, perbedaan tersebut sangatlah luasnya. Gambar 2.1 memperlihatkan sederhana dan regangannya menunjukkan prosentase perpanjangan. Di bagian awal kurva (sampai regangan yang kurang dari 1 %), tegangan dan regangan adalah proporsional sampai titik a (batas proporsionalnya) tercapai. Hubungan proporsional antara tegangan dan regangan dalm daerajh ini disebut Hukum Hooke. Mulai a sampai b tegangan dan regangan tidak proporsional, tetapi walaupun demikian, bila beban ditiadakan disembarang titik antara 0 dan b, kurva akan menelusuri jejajknya kembali dan bahan yang bersangkutan akan kembali kepada panjang awalnya. Dikatakanlah bahwa dalam daerah ob bahan itu elastis atau memperlihatkan sifat elastis dan titik b dinamakan batas elastis.


image004Kalau bahan itu ditambah bebannya, regangan akan bertambah dengan cepat, tetapi apabila beban dilepas di suatu titik selewat b, misalkan di titik c, bahan tidak akan kembali kepanjang walnya, melainkan akan mengikuti garis putus - putus pada Gambar 12-1. Panjangnya pada tegangan nol kini lebih besar dari panjang awalnya dan bahan itu dikatakan mempunyai suatu regangan tetap (permanent set). Penambahan beban lagi sehingga melampaui c akan sangat menambah regangan sampai tercapai titik d, dimana bahan menjadi putus. Dari b ke d, logam itu dikatakan mengalami arus plastis atau deformasi plastis, dalam mana terjadi luncuran dalam logam itu sepanjang bidang yang tegangan luncurnya maksimum. Jika antara batas elastik dan titik putus terjadi deformasi plastik yang besar, logam itu dikatakan kenyal (ductile). Akan tetapi jika pemutusan terjadi segera setelah melewati batas elastis, logam itu dikatakan rapuh.


Gmb. 12-2. Diagram tegangan - regangan karet divulkanisir, yang memperlihatkan histeresis elastik.


Gambar 12-2 melukiskan sebuah kurva tegangan - tegangan karet divulkanisasi yang diregang sampai melebihi tujuh kali panjang awalnya. Tidak ada bagian kurva ini dimana tegangan proporsional dengan regangan. Akan tetapi bahan itu elastik, dalam arti bahwa kalau beban ditiadakan, karet itu akan kembali ke panjangnya semula. Bila beban dikurangi,kurva tegangan - regangan tidak menurut jejaknya kembali melainkan mengikuti kurva garis putus - putus paa Gambar 12-2. tidak berimpitnya kurva tegangan bertambah dan kurva tegangan berkurang disebut histeris ealstis. Gejala yang analog yang terjadi pada bahan magnet disebut histeris magnet. Luas bidang yang dibatasi oleh kedua kurva itu, yaitu luas lingkaran histeris, sama dengan energi yang hilang di dalam bahan elastis atau bahan magnetik. Beberapa jenis karet histeris elastiknya besar. Sifat ini membuat bahan itu bermanfaat untuk peredam getaran. Jika balokdari bahan semacam ini diletakkan antara sebuah mesin yang bergetar dan lantai misalnya, terjadilah elastis setiap daur getaran. Energi mekanik berubah menjadi yang dikenal sebagai energi dakhil, yang kehadirannya dapat diketahui dari naiknya temperatur. Hasilnya, hanya sedikit saja energi getaran diteruskan ke lantai.


12-2 MODULUS ELASTIK

Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan tertentu bergantung pada sifat bahan yang menderita tegangan itu. Perbandingan tegangan terhadap regangan, atau tegangan per satuan regangan, disebut modulus elastik bahan yang bersangkutan. Semakin besar modulus elastik, semakin besar pula tegangan yang diperilakukan untuk regangan tertentu.


Marilah kita telaah dulu perihal tegangan (tarik dan kompresi) dan regangan (tarik dan kompresi) memanjang. Percobaan membuktikan bahwa sampai batas proporsional, tegangan memanjang menimbulkan regangan yang besarnya sama, tidak peduli apakah tegangan itu atau karena tegangan akibat tarikan atau akibat kompresi. Karena itu perbandingan tegangan tarik terhadap regangan tarik, untuk bahan tertentu, sama dengan perbandingan tegangan kompresi terhadap regangan kompresi. Perbandingan ini disebut modulus regangan, atau modulus young, bahan yang bersangkutan dan dilambangkan dengan Y


image005image006 (12.1)

Jika batas proporsional belum terlampaui, perbandingan teganganterhadap regangan konstan dan karena itu Hukum Hooke sama maknanya dengan ungkapan bahwa dalam batas proporsional, modulus ealstik suatu bahan adalah konstan, dan bergantung hanya pada sifat bahannya.


Karena regangan hanya merupakan bilangan, satuan modulus young sama seperti satuan tegangan, yaitu gaya per satuan luas. Dalam tabel, reganganbiasanya dinyatakan dalam pound per inci kuadrat atau dyne per sentimeter kuadrat. Modulus young beberapa macam bahan tercantum dalam tabel 12.1.

Tabel 12-1 Modulus Elastik (harga pendekatan)
















































































Modulus Young, Y
Modulus Luncur, L
Modulus Bulk, B

1012 dyn cm-2
106 lb in-2
1012 dyn cm-2
106 lb in-2
1012 dyn cm-2
106 lb in-2

Alumunium
0,70
10
0,24
3,4
0,70
10

Kuningan
0,91
3
0,36
5,1
0,61
8,5

Tembaga
1,1
16
0,42
6
1,4
20

Gelas
0,55
7,8
0,23
3,3
0,37
512

Besi
0,91
13
0,70
10
1,0
14

Timah
0,16
2,3
0,056
0,8
0,077
1,1

Nikel
2,1
30
0,77
11
2,6
34

Baja
2,0
29
0,84
12
1,6
23


Bila hubungan antara ketegangan dan regangan tidak linier,. Maka modulus elastik dapat didefinisikan lebih umum lagi sebagai perbandingan limit perubahan kecil tegangan terhadap perubahan regangan yang diakibatkan tegangan itu. Jadi, jijka gaya Fn pada Gambar 11-5 bertambah sebesar dFn, dan sebagai akibatnya panjang batang itu bertambah sebesar dl, modulus regangan didefinisikan sebagai:

image007 (12.2)


Pendefinisian ini setara dengan pendefinisian modulus di tiap titik sebagai kemiringan kurva dalam grafik tegangan - tegangan. Dalam daerah hukum Hooke, kedua definisi setara.


Modulus luncur L suatu bahan, dalam daerah hukum Hooke, didefinisikan sebagai perbandingan tegangan luncurdegan regangan luncur yang dihasilkannya:

image008

image009 (12.3)

(Lihat Gambar 1-6 untuk mengetahui arti x dan arti h)

Modulus luncur suatu bahan juga dinyatakan ebagai gaya per satuan luas. Untuk kebanyakan bahan, besar modulus luncur ini setengah sampai sepertiga besar modulus Young. Modulus luncur dusebut juga modulus ketegaran (modulus of rigidity) atau modulus puntiran (torsion modulus).

Definisi modulus luncur yang umum lagi ialah:

image010 (12.4)


Dimana dx ialah pertambahan x apabila gaya luncur bertambah sebesar dFt.

Modulus luncur mempunyai arti hanya untuk bahan padat saja. Zat cair dan gas akan mengalir kalu menderita tegangan luncur dan tidak akan menahannya secara permanen.

Modulus yang menghubungkantekanan hidrostatik dengan regangan volum yang dihasilkannya disebut modulus bulk dan dilambangkan dengan huruf B. Definisi umum modulus bulk ialah perbandingan (negatif) perubahan tekanan terhadap perubahan tegangan volum yang dihasilkannya:

image011 (12.5)


Tanda minus dimasukkan dalam definisi B karena bertambahmnya tekanan selalu menyebabkan berkurangnyavolum. Artinya, jika dp positif, dV negatif. Dengan memasukkan tanda minus ke dalam definisi itu, berarti kita membuat modulus bulk itu sendiri suatu besaran positif.


Perubahan volum zat padat atau zat cair akbiat tekanan demikian kecilnya, sehingga volum V dalam persamaan (11-11) dapat dianggap konstan. Asalkan tekanan tidak terlalu besar, perbandingan dp/v juga konstan, modyulus bulk kosatan, dan dp dan dV dapat kita gantidengan perubahan tekanan dan volume yang terbatas. Tetapi volumesuatu gas jelas sekali berubah akibat tekanan dan untuk gas haruslah digunakan definisi umum B.


Resiprokal modulus bulk disebut kompresibilitas k. Berdasarkan definisinya:

image012 (12.7)


Jadi kompresibilitas suatu bahan sama dengan beberapa besar berkurangnya volum, - dVIV, persatuan kenaikan tekanan dp. Satuan modulus bulk sama seperti satuan tekanan, dan satuan kompresibilitas sama seperti satuan tekanan resiprokal. Jadi, kalau dikatakan nbahwa kompresibilitas air (lihat tabel 10-2) 50 x 10-6 atm-1, berarti volumnya kuarang sebesar 50/1.000.000. volume asal untuk setiap kenaikan 1atm tekanan. (1 atm 14,7 lb in-2).


Tabel 12-2 Kompresibilitas Zat Cair



































Kompresibilitas, k

Zat Cair
(Nm-2)-1
(lb in-2)-1
atm-1

Karbon Disulfida
64 x 10-11
45 x 10-7
66 x 10-6

Etil Alkohol
110
78
115

Gliserin
21
15
22

Raksa
3,7
2,6
3,8

Air
49
34
50





12-3 KONSTANTA GAYA

Modulus elastik yang banyak macamnya itu masing - masing merupakan besaran yang menyatakan sifat elastik suatu bahan tertentu dan bukan menunjukkan langsung seberapa jauh sebuah batang, kabel, atau pegas yang terbuat dari bahan yang bersangkutan mengalami perubahan akbat pengaruh beban. Kalu persamaan (10-7) diselesaikan untuk Fn, maka diperoleh


image013

Atau, bila YA/lo diganti dengan satu konstanta k dan perpanjangan Dl kita sebut x, maka:

Fn = kx


Dengan perkataan lain,besar tambahan panjang sebuah benda yang mengalami tarikan dihitung dari panjang awalnya sebandaing dengan besar gaya yang meregangkannya. Hukum Hooke mulanya diungkapkan dalam bentuk ini, jadi tidak atas dasar pengertian tegangan dan regangan.


Apabila sebuah pegas kawat auloir diregangkan, tegangan di dalam kawat itu praktis merupakan tegangan luncur semata. Pertambahan panjnag pegas itu sebagai keseluruhan berbanding lurus dengan besar gaya yang menariknya. Maksudnya, persamaan berbentuk F = kx itu tetap berlaku, dimana konstanta k bergantung pada modulus luncur kawat itu, pada radiusnya, pada radius ulirnya, dan pada jumlah ulir.

Konstanta k,atau perbandingan gaya terhadap perpanjnagan, disebut konstanta gaya atau kekuatan pegas itu7, dan dinyatakan dalam pound per foot,. Newton per meter,atau dyne per sentimeter. Bilangannya sama dengan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan perpanjangan satuan.


Perbandingan perpanjnagan dengan gaya, atau perpanjangan per satuan gaya, disebut pemuluran (compliance) pegas itu. Pemuluran sama dengan resiprokal konstanta gaya dan dinyatakan dalam feet per pound, meter per newton, atau sentimeter per dyne. Bilangannya sama dengan perpanjangan yang dihasilkan oleh satuan gaya.


Contoh Soal:

1. Dalam suatu percobaan untuk mengukur modulus Young, sebuah beban 1000 lb yang digantungkan pada kawat baja yang panjangnya 8 ft dan penampangnya 0,025 in2, ternyata meregangkan kawat itu sebesar 0,010 ft melebihi panjangnya sebelum diberi beban. Berapa tegangan, regangan, dan harga modulus Young bahan baja kawat itu???

image014

image015

image016


2. Umpamakan benda pada gambar 11-6 sebuah pelat kuningan seluas 2 ft-2 dan tebalnya ½ in. Berapa gaya F harus dikerjakan terhadap tiap tepinya jika perubahan x pada gambar 11-6 (b) ialah 0,01 in? Modulus luncur kuningan itu 5 x 106 lb in-2.


Tegangan luncur pada tiap sisi ialah:

image017

image018

image019

image020
Diposting oleh my blog Label:
Kesetimbangan
di 05.08 | 0 komentar  
Telah dikatakan sebelumnya bahwa suatu benda tegar dapat mengalami gerak translasi (gerak lurus) dan gerak rotasi. Benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan pada benda tepat mengenai suatu titik yang yang disebut titik berat.

Benda akan seimbang jika pas diletakkan di titik beratnya
Benda akan seimbang jika pas diletakkan di titik beratnya
Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam keseimbangan rotasi (tidak mengalami rotasi). Pada saat benda tegar mengalami gerak translasi dan rotasi sekaligus, maka pada saat itu titik berat akan bertindak sebagai sumbu rotasi dan lintasan gerak dari titik berat ini menggambarkan lintasan gerak translasinya.
Mari kita tinjau suatu benda tegar, misalnya tongkat pemukul kasti, kemudian kita lempar sambil sedikit berputar. Kalau kita perhatikan secara aeksama, gerakan tongkat pemukul tadi dapat kita gambarkan seperti membentuk suatu lintasan dari gerak translasi yang sedang dijalani dimana pada kasus ini lintasannya berbentuk parabola. Tongkat ini memang berputar pada porosnya, yaitu tepat di titik beratnya. Dan, secara keseluruhan benda bergerak dalam lintasan parabola. Lintasan ini merupakan lintasan dari posisi titik berat benda tersebut.
Demikian halnya seorang peloncat indah yang sedang terjun ke kolam renang. Dia melakukan gerak berputar saat terjun. sebagaimana tongkat pada contoh di atas, peloncat indah itu juga menjalani gerak parabola yang bisa dilihat dari lintasan titik beratnya. Perhatikan gambar berikut ini.
seorang yang meloncat ke air dengan berputar
seorang yang meloncat ke air dengan berputar
Jadi, lintasan gerak translasi dari benda tegar dapat ditinjau sebagai lintasan dari letak titik berat benda tersebut. Dari peristiwa ini tampak bahwa peranan titik berat begitu penting dalam menggambarkan gerak benda tegar.
Cara untuk mengetahui letak titik berat suatu benda tegar akan menjadi mudah untuk benda-benda yang memiliki simetri tertentu, misalnya segitiga, kubus, balok, bujur sangkar, bola dan lain-lain. Yaitu d sama dengan letak sumbu simetrinya. Hal ini jelas terlihat pada contoh diatas bahwa letak titik berat sama dengan sumbu rotasi yang tidak lain adalah sumbu simetrinya.
Orang ini berada dalam keseimbangan
Orang ini berada dalam keseimbangan
Di sisi lain untuk benda-benda yang mempunyai bentuk sembarang letak titik berat dicari dengan perhitungan. Perhitungan didasarkan pada asumsi bahwa kita dapat mengambil beberapa titik dari benda yang ingin dihitung titik beratnya dikalikan dengan berat di masing-masing titik kemudian dijumlahkan dan dibagi dengan jumlah berat pada tiap-tiap titik. dikatakan titik berat juga merupakan pusat massa di dekat permukaan bumi, namun untuk tempat yang ketinggiannya tertentu di atas bumi titik berat dan pusat massa harus dibedakan.
Diposting oleh my blog Label:
TERMODINAMIKA
Jumat, 25 Maret 2011 di 02.28 | 0 komentar  
Termodinamika

Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.

Usaha Luar

Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.

W = p∆V= p(V2 – V1)

Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai

pers01Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.

fig2004Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif. Energi Dalam Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik. Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai untuk gas monoatomik pers02 untuk gas diatomik pers03 Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin). Hukum I Termodinamika Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi. Gambar Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai Q = W + ∆U Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut. Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U. Proses Isotermik Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W). Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai pers04Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas. isothermal_process Proses Isokhorik Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV. QV = ∆U Proses Isobarik Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku pers05Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan QV =∆U Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai W = Qp − QV Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV). diag11 Proses Adiabatik Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U). Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai pers06Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

341px-adiabaticsvg

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.
Diposting oleh my blog Label:
momentum sudut
di 02.07 | 0 komentar  
Gyroscop tetap bisa berdiri tegak saat berputar akibat adanya momentum sudut
Dalam fisika, momentum sudut secara intuitif mengukur berapa besar momentum linear yang diarahkan di sekitar suatu titik tertentu yang disebut titik pusat; momen dari momentum.
Rumus matematika sederhana untuk momentum sudut dari suatu partikel terhadap titik pusat tertentu adalah:
L = r×p = \boldsymbol{r} \times m\boldsymbol{v}
di mana L adalah momentum sudut dari partikel, r adalah posisi dari partikel yang dinyatakan sebagai vektor perpindahan dari titik pusat, dan p adalah momentum linear dari partikel itu.

[sunting] Pranala luar

Science.jpg  Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.
Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Momentum_sudut"
Diposting oleh my blog Label:
hukum archimedes
di 01.56 | 0 komentar  

Hukum Archimedes (Hukum Pengapungan)

December 3, 2009 · Filed under Engineering Science · Tagged , , , , ,
Hukum Archimedes mengatakan bahwa apabila sebuah benda sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut. Telah sama-sama kita ketahui bahwa berat jenis air tawar adalah 1.000 kg/m3, apabila ada sebuah benda yang terbenam kedalam air tawar; maka berat benda tersebut seolah-olah akan berkurang sebesar 1.000 kg untuk setiap 1 m3 air yang dipindahkan. Konsep ini akan lebih jelas bila diterangkan dengan gambar dibawah ini.

a. Berat benda pada saat diudara dan setelah terbenam dalam air tawar
Pada saat ditimbang diudara benda mempunyai berat 4.000 kg pada skala pengukur berat, sedang setelah dimasukan kedalam air berat benda menjadi 3.000 kg. Padahal masa benda tidak berubah, berkurangnya berat benda tersebut diakibatkan adanya gaya tekan keatas dari air yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada didalam air (force of buoyancy), dengan arah kerja gayanya mengarah keatas; sedang garis kerja gayanya segaris dengan garis kerja dari gaya berat benda. Titik tangkap garis kerja gaya buoyancy biasa disebut dengan titik buoyancy atau titik B. Didalam sistem bangunan terapung titik B ini disebut juga dengan titik berat dari volume benda yang ada dibawah garis air (gambar dibawah ini)

b. Ilustrasi letak titik G dan titik B dari bangunan apung
Selanjutnya perhatikan gambar c dibawah ini; dimana pada gambar tersebut mengilustrasikan sebuah benda dengan masa sebesar 4.000 kg namun volume bendanya 8 m3. Pada awalnya benda tersebut dibenamkan kedalam air, kemudian dilepaskan. Apabila keseimbangan telah terjadi, maka benda tersebut akan mengapung seperti ditunjukan pada gambar a. Keseimbangan akan tercapai apabila besarnya gaya buoyancy sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada didalam air atau apabila benda tersebut mengapung dengan separuh dari volumenya.
Berat benda     = berat dari volume air yang dipindahkan
4000          = S x V
4000          = 1000 kg/m3 x V
atau
V          = 4 m3
c. Benda terapung pada posisi seimbang
Diposting oleh my blog Label:
ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Kamis, 24 Maret 2011 di 02.23 | 0 komentar  


BAB III
Gerak Translasi, Rotasi, dan Kesetimbangan Benda Tegar
Kompetensi Dasar

3.1. Menguasai konsep gerak translasi dan rotasi
3.2. Menghitung gerak translasi dan rotasi
3.3. Menguasai konsep keseimbangan benda tegar
3.4. Menghitung keseimbangan benda tegar
  • Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari bab ini, diharapkan Anda dapat:
    • Menjelaskan pengertian momen gaya.
    • Menghitung momen gaya dari gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda tegar.
    • Menjelaskan pengertian momen inersia.
    • Menjelaskan pengertian momentum sudut.
    • Mengaplikasikan hukum kekekalan momentum sudut pada sistem yang berotasi.
    • Mengaplikasikan hukum II Newton untuk gerak translasi dan rotasi benda tegar.
    • Menggunakan syarat keseimbangan statis sistem partikel untuk menyelesaikan soal-soal.
    • Menggunakan syarat keseimbangan statis sistem benda tegar untuk menyelesaikan soal-soal.
    • Menghitung gaya reaksi pada batang yang ditumpu.
    • Menentukan koordinat titik berat suatu benda.
    1. Gerak Translasi dan Rotasi
Indikator :
  • Gerak translasi dan gerak rotasi dirumuskan secara kuantitatif
  • Pengaruh torsi diformulasikan pada kasus pengaruh torsi pada benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi benda tersebut
  • Dibuat analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak rotasi
Pernahkah Anda melihat permainan roller coaster di pekan raya? Kereta meluncur dan berputar menurut sumbu putaran tertentu. Pernahkah Anda melihat katrol? Sebuah alat yang dapat berputar dan memberikan keuntungan mekanik. Benda yang berotasi pasti ada momen gaya yang bekerja pada benda itu.
Gambar:
Katrol

A. Momen Gaya
Momen gaya merupakan salah satu bentuk usaha dengan salah satu titik sebagai titik acuan. Misalnya anak yang bermain jungkat-jungkit, dengan titik acuan adalah poros jungkat-jungkit. Pada katrol yang berputar karena bergesekan dengan tali yang ditarik dan dihubungkan dengan beban.
Momen gaya adalah hasil kali gaya dan jarak terpendek arah garis kerja terhadap titik tumpu. Momen gaya sering disebut dengan momen putar atau torsi, diberi lambang t (baca: tau).
Gambar:
Menarik beban menggunakan katrol
t = F . d
Satuan dari momen gaya atau torsi ini adalah N.m yang setara dengan joule.
Momen gaya yang menyebabkan putaran benda searah putaran jarum jam disebut momen gaya positif. Sedangkan yang menyebabkan putaran benda berlawanan arah putaran jarum jam disebut momen gaya negatif.
Gambar:
Skema permainan jungkat jungkit
Titik 0 sebagai titik poros atau titik acuan.
Momen gaya oleh F1 adalah t1 = + F1 . d1
Momen gaya oleh F2 adalah t2 = – F2 . d2
Pada sistem keseimbangan rotasi benda berlaku resultan momen gaya selalu bernilai nol, sehingga dirumuskan:
∑ t = 0
Pada permainan jungkat-jungkit dapat diterapkan resultan momen gaya = nol.
∑ t = 0
- F2 . d2 + F1 . d1 = 0
F1 . d1 = F2 . d2
Pada sistem keseimbangan translasi benda berlaku resultan gaya selalu bernilai nol, sehingga dirumuskan:
∑ F = 0
Pada mekanika dinamika untuk translasi dan rotasi banyak kesamaan-kesamaan besaran yang dapat dibandingkan simbol besarannya.
Perbandingan dinamika translasi dan rotasi
Translasi
Rotasi
Momentum linier
p = mv
Momentum sudut*
L = I
Gaya
F = dp/dt
Torsi
= dL/dt
Benda massa
Konstan
F = m(dv/dt)
Benda momen
inersia konstan*
= I (d/dt)
Gaya tegak lurus
terhadap momentum
F = x p
Torsi tegak lurus
momentum sudut
= L
Energi kinetik
Ek = ½ mv2
Energi kinetik
Ek = ½ I2
Daya
P = F . v
Daya
P = .
Analogi antara besaran translasi dan besaran rotasi
Konsep
Translasi
Rotasi
Catatan
Perubahan sudut
s
s = r.
Kecepatan
v = ds/dt
= d/dt
v = r.
Percepatan
a = dv/dt
= d/dt
a = r.
Gaya resultan, momen
F
= F.r
Keseimbangan
F = 0
= 0
Percepatan konstan
v = v0 + at
= 0 + t
s = v0t = ½ at2
= 0t + ½t2
v2 = + 2as
2 = + 2
Massa, momen kelembaman
m
I
I = miri2
Hukum kedua Newton
F = ma
= I
Usaha
W = F ds
W = d
Daya
P = F.v
P = I
Energi potensial
Ep = mgy
Energi kinetik
Ek = ½ mv2
Ek = ½ I2
Impuls
F dt
  dt
Momentum
P = mv
L = I
Contoh
F2
30o
O A
B 37o
F1
Dari gambar di atas, tentukan momen total terhadap poros O. Jarak
OA = 4m dan OB = 8 m, gaya F1 = 10 N, dan F2 = 6 N.
Jawab
Pada sistem keseimbangan translasi benda berlaku resultan gaya selalu bernilai nol,
Untuk gaya F1
r1 = OB = 8 m
Besar momen gaya t1 = F1 sin 1. r1
= 10 . sin 37. 8
= 10 . 0,6 . 8
= 48 N.m
Arah momen gaya t1 searah perputaran jarum jam
Untuk gaya F2
r2 = OA = 4 m
Besar momen gaya t2 = F2 sin 2. r2
= 6 . sin 30. 4
= 6 . 0,5 . 4
= 12 N.m
Arah momen gaya t2 berlawanan arah perputaran jarum jam
Momen gaya total adalah
t = t2 + t2
= 48 + 12
= 60 Nm
Momen Kopel
Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar dan berlawanan arah. Kopel yang bekerja pada sebuah benda akan menghasilkan momen kopel yang mengakibatkan benda berotasi. Momen kopel disimbolkan M
F F F -
+
M F d
d d d
F F F
(a) (b) (c)
Gambar (a) menunjukkan sebuah kopel bekerja pada suatu benda. Untuk
gambar (b) menunjukkan bahwa kopel bertanda positif jika putarannya searah
dengan perputaran jarum jam, tetapi jika perputaran kopel berlawanan dengan arah perputaran jarum jam, maka kopel bertanda negatif seperti gambar (c).
Jika pada benda bekerja beberapa kopel maka resultan momen kopel total benda tersebut adalah
M = M1 + M2 + M3 + … + Mn
Contoh
F4
F1
P 1m 2m 1m
Q
F3
F2
Jawab:
Batang PQ panjangnya 4m. Pada batang tersebut bekerja empat buah gaya F1 = F3 = 5 N, dan F2 = F4 = 8 N, seperti tampak pada gambar di samping. Tentukan besar dan arah momen kopel pada batang PQ tersebut.
Gaya F1 dan F3 yang berjarak d = 3m membentuk kopel yang arahnya searah perputaran jarum jam (+) dan besarnya:
M 1 = F x d = 5 x 3 = 15 N m
Gaya F2 dan F4 yang berjarak d = 3 m membentuk kopel yang arahnya berlawanan arah perputaran jarum jam (-) dan besarnya:
M 2 = F x d = 8 x 3 = 24 N m
Resultan momen kopel adalah:
M = M1 + M2
= 15 + ( 24)
= 9 N m
Tanda negatif (-), menunjukkan bahwa momen kopel resultan
arahnya berlawanan dengan arah perputaran jarum jam.
Koordinat Titik Tangkap Gaya Resultan
Jika terdapat beberapa gaya yang bekerja pada bidang XY, maka setiap gaya tersebut dapat diuraikan atas komponen-komponennya pada sumbu-X dan sumbu-Y. Misalkan, komponen-komponen gaya pada sumbu-X adalah F1x, F2x, F3x,…,Fnx, yang jaraknya masing-masing terhadap sumbu-X adalah y1, y2, y3,…,yn .
Sedangkan komponen-komponen gaya pada sumbu-Y adalah F1 y , F 2y , F 3y , …,Fny , yang jaraknya masing-masing terhadap sumbu-Y adalah x1, x2, x3,…,xn . Semua komponen gaya pada sumbu-X dapat digantikan oleh sebuah gaya resultan F x yang jaraknya yo dari sumbu-X, demikian juga semua komponen gaya pada sumbu-Y dapat digantikan oleh sebuah gaya resultan F y yang jaraknya xo dari sumbu-Y.
Koordinat titik tangkap dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.
xo = =
yo = =
Jadi koornitat titik tangkap (xo,yo)
Contoh
Y
F2=5N
F3=7N
X
Dari gambar di samping, tentukan besar, arah, dan letak titik tangkap resultan.
-3 -1 0 2 3
F1=-3N
F4=-2N
Jawab
Semua gaya sejajar sumbu-Y, gaya ke atas positif dan ke bawah negatif, resultan gaya adalah:
Fy = F1 + F2 + F3 + F4
= -3 + 5 + 7 – 2 = 7 N (arah ke atas)
Letak titik tangkap gaya resultan adalah:
xo =
xo =
xo =
  1. Momen Inersia Benda Tegar
Benda tegar adalah benda padat yang tidak berubah bentuk apabila dikenai gaya luar. Dalam dinamika, bila suatu benda tegar berotasi, maka semua partikel di dalam benda tegar tersebut memiliki percepatan sudut yang sama. Momen gaya atau gaya resultan gerak rotasi didefinisikan sebagai berikut.
”Apabila sebuah benda tegar diputar terhadap suatu sumbu tetap, maka resultan gaya putar (torque, baca torsi) luar terhadap sumbu itu sama dengan hasil kali momen inersia benda itu terhadap sumbu dengan percepatan sudut”.
Dirumuskan sebagai berikut.
 = Fi Ri Sin i atau = ( mi R2 i ) .
mi Ri2 disebut momen inersia atau momen kelembaman benda terhadap sumbu putar, yaitu penjumlahan hasil kali massa tiap partikel dalam suatu benda tegar dengan kuadrat jaraknya dari sumbu.
Dirumuskan:
I = mi . Ri2
Definisi lain dari momen inersia adalah perbandingan gaya resultan (momen) terhadap percepatan sudut.
Dirumuskan:
I =
maka = I .
 = I
Karena = F . R dan = I .
maka F . R = I .
Percepatan tangensial adalah juga percepatan linier a, yaitu percepatan singgung tepi roda.
a = . R
=
persamaan menjadi :
F . R = I .
Momen inersia harus dinyatakan sebagai hasil kali satuan massa dan kuadrat satuan jarak. Untuk menghitungnya harus diperhatikan bentuk geometri dari benda tegar homogen.
Tabel berikut menunjukkan momen inersia beberapa benda homogen.
Momen inersia berbagai benda yang umum dikenal
I = ½ M (R12 + R22) I = 1/3 MR2 I = MR2 I = 2/5 MR2 I = 2/3 MR2
Contoh:
  1. Empat buah partikel seperti ditunjukkan pada gambar dihubungkan oleh sebuah batang kaku ringan yang massanya dapat diabaikan. Tentukan momen inersia sistem partikel terhadap proses:
    1. sumbu AA1,
    2. s
      A B
      1 kg 2 kg 1 kg 3 kg
      2 m 2 m 2 m
      A1 B1
      umbu BB1!
Penyelesaian:
  1. I = Σ mi . Ri2
= m1 R12 + m2 . R22 + m3 R32 + m4 R42
= 1 . 02 + 2 . 22 + 1 . 42 + 3 . 62
= 0 + 8 + 16 + 108
I = 132 kg m2
  1. I = Σ mi Ri2
= m1 R12 + m2 R22 + m3 R32 + m4 R42
= 1 . 42 + 2 . 22 + 1 . 02 + 3 . 22
= 16 + 8 + 0 + 12
I = 36 kg m2
  1. Empat buah partikel massanya 1kg, 2 kg, 2 kg, 3 kg seperti ditunjukkan pada gambar, dihubungkan oleh rangka melingkar ringan jari-jari 2 meter yang massanya dapat diabaikan.
  1. Tentukan momen inersia sistem terhadap poros melalui pusat lingkaran dan tegak lurus pada bidang kertas!
A
A’
  1. Berapa besar momen gaya harus dikerjakan pada sistem untuk memberikan suatu percepatan terhadap poros ini ( = 4 )?
  2. Ulangi pertanyaan (a) dan (b) untuk poros AA1!
Penyelesaian:
  1. I = Σ mi Ri2 = m1 R12 + m2 R22 + m3 R32 + m4 R42
= 3 . 22 + 2 . 22 + 1 . 22 + 2 . 22
= 12 + 8 + 4 + 8
= 32 kg m2
  1. τ = I . = 32 . 4 = 128 N.m
  2. I = m2 R12 + m2 R22 + m2 R22 + m3 R32 + m4R42
  1. Sebuah benda sistem yang terdiri atas dua bola dengan massa masing- masing 5 kg dihubungkan oleh sebuah batang kaku yang panjangnya 1 m. Bola dapat diperlakukan sebagai partikel dan massa batang 2 kg. Tentukan momen inersia sistem terhadap sumbu yang tegak lurus batang dan melalui
    1. pusat 0, O
    2. salah satu bola!
L = 1 m
Penyelesaian:
  1. I = Σ mi Ri2
I = mA . RA2 + mB . RB2 + 1/12 m . L2
I = 5 . (0,5)2 + 5 . (0,5)2 + 1/12 . 2 . 12
I = 5 . 0,25 + 5 . 0,25 + 1/6
I = 2,5 + 1/6
I = 5/2 + 1/6 = = 16/6
I = 8/3 kg m2
b. I = Σ mi Ri2
I = mA.RA2 + Mb.RB2 + 1/3 .m.l2
I = 0 + 5 . 12 + 1/3 . 2.12
I = 5 + 2/3
I = 5 kg m2
Diposting oleh my blog Label:
Visit the Site
MARVEL and SPIDER-MAN: TM & 2007 Marvel Characters, Inc. Motion Picture © 2007 Columbia Pictures Industries, Inc. All Rights Reserved. 2007 Sony Pictures Digital Inc. All rights reserved. blogger template by blog forum.