Selamat datang kembali, kali ini kita belajar tentang mekanika klasik yang biasa dipelajari mahasiswa sains dan teknik tingkat pertama. Bara...
Hitung Vektor dalam Fisika dan Matematika

Hitung Vektor dalam Fisika dan Matematika

Kita akan belajar hitung vektor. Bagian pertama ini kita akan belajar tentang pendahuluan vektor.


Besaran skalar yaitu besaran yang hanya memiliki besar saja atau nilainya saja. Contoh besaran skalar yang khas adalah jumlah siswa dalam kelas, gula dalam tempat gula, harga sebuah rumah dan sebagainya.


Karena besaran skalar adalah bilangan belaka, cara penjumlahannya sama dengan cara penjumlahan bilangan. Dua kelereng dalamsaku kiri ditambah tujuh kelereng dari saku lain adalah sembilan kelereng.


Besaran vektor selain memiliki besar, memiliki juga arah. Misalnya vektor perpindahan atau dalam bahasa Inggrisnya vector displacement, dapat berupa perubahan kedudukan dari suatu tempat ke tempat yang lain sejauh 2 cm dalam arah X dari tempat pertama.


Contoh lain, tali yang diikatkan pada tiang ditarik ke arah utara menimbulkan gaya yang bersifat vektor (vector Force dalam istilah bahasa Inggrisnya) terhadap tiang itu sebesar 20 Newton, arahnya ke utara. Begitu pula mobil yang menuju ke selatan dengan laju 40 kilo meter per jam memiliki kecepatan vektor atau vector velocity ya, sebesar 40 km per jam arah ke selatan.


Besaran vektor dapat digambarkan sebagai anak panah, di mana panjang anak panah menunjukkan besar vektor dan arah anak panah menunjukkan arah besaran vektor tersebut.


Apabila dicetak, vektor dinyatakan dengan cetak tebal, misalnya huruf F yang dicetak tebal, F. Dalam tulisan, vektor seringkali ditulis sebagai ada huruf F di atasnya ada tanda panahnya \[\vec{F}\]


Sekarang mari kita belajar tentang resultan beberapa vektor yang sejenis. Misalnya vektor gaya, adalah suatu vektor yang memiliki akibat yang sama dengan akibat semua vektor itu.

Selengkapnya »
Heboh Matahari Terbit dari Utara, Apa yang Sebenarnya Terjadi ?

Heboh Matahari Terbit dari Utara, Apa yang Sebenarnya Terjadi ?

Salah satu pertanyaan paling sederhana dalam navigasi alami adalah: 'Ke arah mana matahari terbit?' Jawaban yang kebanyakan orang berikan dengan yakin adalah, 'Timur!', tetapi anehnya jawaban ini benar dan salah pada saat yang bersamaan. 


Matahari terbit dari arah Timur persis hanya pada dua hari dalam setahun, yang disebut posisi ekuinoks, sekitar 21 Maret dan 22 September setiap tahunnya. Setiap hari lain sepanjang tahun, 'posisi' matahari bergeser ke arah dan tentunya tempat lain. 


Tapi ke mana dan mengapa?


Jawabannya terletak pada kemiringan Bumi saat bergerak mengelilingi matahari. 


Pada hari pertengahan musim panas di belahan bumi utara, sekitar tanggal 21 Juni setiap tahun (titik balik matahari musim panas), Kutub Utara sangat miring ke arah matahari. Inilah sebabnya mengapa musim panas di belahan bumi utara dan musim dingin di selatan. 


Pada hari pertengahan musim dingin, sekitar tanggal 22 Desember setiap tahun (titik balik matahari musim dingin), Kutub Selatan sangat miring ke arah matahari.

Pergerakan Bumi
Pergerakan Bumi mengitari Matahari


Ini berarti bahwa di tengah musim panas Inggris, ketika Kutub Utara lebih miring ke arah matahari, matahari akan terbit di utara timur, dekat dengan timur laut di Inggris pada akhir Juni. 


Demikian pula pada akhir Desember akan naik lebih dekat ke tenggara daripada timur. 


Perbedaan antara arah matahari terbit di pertengahan musim panas dan pertengahan musim dingin adalah 90 derajat!


Saat menjelang matahari terbenam, kutub masih miring dengan cara yang sama seperti di pagi hari dan pada pertengahan musim panas matahari terbenam di dekat barat laut, dan di pertengahan musim dingin terbenam di dekat barat daya.


Arah matahari terbit dan terbenam yang tepat ditentukan oleh garis lintang dan waktu pengamat. Semakin besar garis lintang pengamat dan semakin dekat dengan salah satu titik balik matahari, posisi matahari akan terlihat semakin jauh dari arah tepat timur saat terbit dan tepat barat saat terbenam. 


Jika pengamat berada pada wilayah yang lebih ekstrim jauh dari khatulistiwa, seperti di Arktik, maka di Lingkaran Arktik pada bulan Juni matahari terbit begitu jauh di utara timur dan terbenam begitu jauh di utara barat sehingga titik-titik ini benar-benar tumpang tindih – dengan kata lain matahari tidak terbenam.


Maret adalah bulan ekuinoks dan matahari akan terbit sangat dekat dari arah persis timur dan terbenam dari arah tepat barat di mana-mana di dunia. 


Perhatikan ilustrasi bawah ini. Yaitu ilustrasi ringkasan posisi semu Matahari oleh karena kemiringan Bumi yang selalu berubah setiap saat. Juni posisi semu matahari cenderung lebih ke arah utara. Desember cenderung ke arah selatan. Lalu pada Maret dan September, sekitar tanggal 22 lah posisi matahari tepat arah timur.

Arah Matahari Terbit
Arah Matahari Terbit, cenderung dari 'Utara' pada Bulan Juni, dari Timur pada Bulan Maret dan September, dan dari Selatan pada Bulan Desember


Kesimpulannya adalah :

Arah matahari terbit yang tepat tergantung pada waktu tahun dan garis lintang pengamat. Semakin jauh dari khatulistiwa, pengamat akan mendapati bahwa semakin jauh dari Timur dan Barat matahari akan terbit dan terbenam pada bulan Juni dan Desember.

Selengkapnya »
Begini Mindset Profesor Fisika Melihat Alam Semesta

Begini Mindset Profesor Fisika Melihat Alam Semesta

Tulisan ini bersumber dari timeline Professor Fisika Institut Teknologi Bandung. Saya pernah mengambil mata kuliah Fisika Statistik di kelasnya beliau, Bapak Mikrajuddin Abdullah. Kalau tidak salah, Pak Mikra (sapaannya) berasal dari Dompu, Nusa Tenggara Barat.

Pak Mikra menjelaskan secara sederhana fenomena sehari-hari kemudian dibuat risetnya. Tidak hanya itu, bahkan dijadikan bahan penelitian dan telah diterbitkan di jurnal internasional, Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2018.

Banyak “hal lumrah, sudah sangat sering dialami atau dilakukan, yang memang harus begitu” menurut kebanyakan orang. Namun,  bisa menjadi topik riset yang menantang bagi segelintir orang.

Mereka melihat dengan cara pandang yang berbeda. Ketika ada ruang untuk ekplorasi lebih jauh, mereka melakukannya. Dari hasil ini tidak tertutup kemungkinan munculnya teori atau hukum baru dalam sains.

sandburg ilmufisika.com ragilpriya


Main istana pasir di pantai adalah hal biasa. Dari dulu juga begitu. Dan memang begitu adanya. Kalau pasirnya kering maka menara yang bisa dibuat tidak terlalu tinggi. Jika pasir agak basah maka menara dapat dibuat sangat tinggi. Namun, jika pasir sangat basah maka menara ambruk.

Cuma segitu saja ya (menurut kebanyakan orang)?

Namun, fenomena menara pasir telah menghasilkan ratusan karya ilmiah yang tersebar di berbagai jurnal bergengsi. Mereka melihat menara pasir bukan sekedar mainan, tetapi sebuah fenomena fisika yang menantang.

Dan luar biasa, makalah yang dihasilkan tidak memerlukan biaya besar, alat mahal, dll. Tetapi yang dibutuhkan adalah imajinasi.

Pak Mikra dan kolega mencoba 'menyontek' cara orang-orang tersebut melihat fenomena yang ada di sekitar lalu mencoba merenungkan mengapa demikian. Dan saya katakan, beginilah mindset atau pola pikir ilmuwan, termasuk profesor tentunya.

Salah satu fenomena menarik adalah ambruknya terowongan pasir yang digali di pantai.

Para wisatawan yang terpesona dengan permainan pasir lalu menggali lubang atau terowongan pasir, tidak menyadari bahaya yang mengancam. Terowongan pasir sangat mudah ambruk yang mengubur orang yang ada di dalamnya.

Contohnya video berikut :



Dan satu lagi contoh lainnya



Pertanyaan mereka adalah "Adakah kriteria kestabilan terowongan pasir? Bagaimana pengaruh ukuran terowongan, pengaruh ukuran butir pasir, dan pengaruh kandungan air di dalam pasir?

Dengan teori yang ada kemudian dilakukan eksperimen. Semuanya dilakukan dengan alat sederhana. Eksperimen bahkan hanya dilakukan di ruang baca.

Dan luar biasa hasilnya muncul di jurnal internasional di sini : Stability of granular tunnel

Riset dapat dilakukan dengan peralatan sederhana. Kita tidak harus ke luar negeri untuk melakukan riset hingga jadi makalah.

Malulah kalau kita keluar negeri melulu hanya untuk menghasilkan makalah ilmiah. Apalagi yang keluar tersebut sudah profesor atau doktor lulusan luar negeri.

Kapan mandiri, kalau demikian. Banyak fenomena di sekitar kita bisa menjadi topik riset menarik, dan diselesaikan dengan biaya maupuan alat sederhana.

Semoga menginspirasi pembaca sekalian.
Selengkapnya »
Teori, Soal dan Pembahasan Elastisitas Zat Padat versi Lengkap

Teori, Soal dan Pembahasan Elastisitas Zat Padat versi Lengkap

Kali ini, Ilmu Fisika akan membahas mengenai Teori, Soal dan Pembahasan Elastisitas Zat Padat versi Lengkap

Teori Elastisitas Zat Padat


Bila dibandingkan dengan zat cair, maka zat padat lebih keras dan lebih berat.

Mengapa zat padat lebih keras?

Tidak lain karena molekul-molekul zat padat tersusun lebih rapat. Sehingga ikatan di antara molekul tersebut relatif kuat.

Ini lah sebabnya mengapa zat padat relatif sukar dipecah-pecah dengan tangan kosong.

Misalnya, untuk membelah kayu diperlukan alat lain dan gaya yang besar.

Setiap usaha untuk memisahkan molekul-molekul zat padat, sebagai contoh tarikan dan tekanan, akan selalu dilawan oleh gaya tarik - menarik antarmolekul zat padat itu sendiri.

Perhatikan sebuah penggaris yang diletakkan di atas meja, lalu dijepit salah satu ujungnya dan digetarkan ujung lainnya. Saat penggaris ditarik sedikit kemudian dilepaskan, akan terlihat bahwa penggaris tersebut akan kembali ke bentuk semula.

Begitu pula dengan karet gelang yang direntangkan. Jika gaya tarik untuk merentangkannya dihilangkan maka karet gelang tersebut akan kembali ke bentuk semula.

Contoh lain, sebuah pegas yang digantungi dengan beban pada salah satu ujuungnya, akan kembali ke panjangnya semula bila beban tersseut diambil kembali.

Shock breaker benda elastis, ilmu fisika.com


Benda yang memiliki sifat seperti contoh-contoh di atas yang apabila diberi gaya akan berubah bentuk / formasinya baik panjang, luas mau pun volume dan akan kembali ke bentuk awal saat gaya luar nya dihilangkan disebut benda elastis.

Bagaimana dengan beton?

Bagaimana dengan baja tulang beton atau linggis?

Apakah benda benda ini juga bersifat elastis?

Perhatikan fenomena jembatan saat mobil besar lewat!

Ternyata kedua benda ini juga bersifat elastis. Dan, pada prinsipnya semua benda padat memiliki sifat elastisitas, hanya saja tingkat elastisitasnya berbeda-beda.

Ada benda-benda yang sangat elastis sehingga hanya butuh gaya sedikit saja sudah dapat terlihat sifat elastisitasnya. Namun, ada juga benda-benda yang butuh gaya yang cukup besar agar muncul sifat elastisitasnya seperti beton jembatan.

Untuk benda-benda yang memiliki elastisitas sangat kecil, katakanlah hampir tidak elastis, benda tersebut disebut benda plastis. Misalnya plastisin, lumpur, tanah liat.

Lalu, bagaimana dengan bahan-bahan yang sehari-hari kita sebut dengan "plastik" ?

Apakah benar-benar benda tersebut termasuk benda plastik?

Bagaimana pula dengan kaca?

Mengejutkan, ternyata kaca termasuk benda yang cukup elastis. Serat kaca atau fiber glass terbuat dari kaca yang dapat dengan mudah kita lengkungkan seperti halnya tali.

Banyak bahan-bahan yang dipakai dalam kehidupan sehari-hari yang bersifat elastis namun hanya sementara. Ketika gaya yang dikerjakan pada benda tersebut terlalu besar, benda tersebut akan berubah bentuk dan mungkin tidak kembali ke bentuk semula.

Keadaan ini dikatakan sebagai keadaan di mana batas elastisitas bahan telah terlampaui.

Benda-benda yang memiliki sifat seperti ini contohnya rangka mobil, baja, beton.

Elastisitas bahan dapat diketahui seperti apa ayng telah dikerjakan dan diamati oleh Robert Hooke. Yang pada akhirnya menghasilkan hukum Hooke.

Apa yang dilakukan oleh Hooke?

Kurang lebih ilustrasinya sebagai berikut.

Sebuah pegas memiliki panjang awal, misal 20 cm. Pegas digantungkan pada sebuah bilah. Ujung digantungkan beban. Saat digantngkan beban kecil, misal 10 N, pegas akan mulur 1 cm. Saat ditambah lagi menjadi 20 N, pegas tambah mulur lagi menjadi 2 cm. Begitu terus menerus setiap ditambah beban 10 N akan bertambah mulur sebesar 1 cm. Sampai pada batas beban tertentu kenaikan beban berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya. Setelah melewati batas ini, kenaikan beban tidak berbanding lurus lagi dengan pertambahan panjangnya.

Setelah melewati batas beban tersebut, bila beban naik 10 N lagi, pertambahan panjangnya akan lebih cepat, bukan lagi naik 1 cm melainkan 2 atau bahkan 3 cm. Dan seterusnya.

Kemudian bila divisualisasikan menjadi seperti berikut ini:

Hukum Hooke ilmufisika.com ragilpriya


Up Next ==>

Soal dan Pembahasan Elastisitas


Selengkapnya »
Aturan / Kaidah Angka Penting dan Contoh Penerapan Dalam Operasi Perhitungan

Aturan / Kaidah Angka Penting dan Contoh Penerapan Dalam Operasi Perhitungan

Kembali ke ilmu fisika.

Pada kesempatan kali ini kita akan belajar mengenai aturan atau kaidah angka penting dan contoh penerapannya dalam operasi perhitungan.

Angka penting atau significant figure adalah semua angka yang diperoleh dari pengukuran. Angka penting terdiri dari angka eksak atau pasti dan angka taksiran.

Sejatinya, semua angka dari angka satu sampai sembilan adalah angka penting.

Namun nol juga termasuk angka.

Nah bagaimana dengan aturan angka penting bagi angka nol?

Apakah angka nol termasuk angka penting ataukah bukan angka penting?

angka penting ilmu sains


Berikut ini adalah beberapa aturan sebuah angka dikatakan penting atau tidak penting:
  • 1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting
    Contoh : 1234 terdiri dari empat angka penting
  • 2. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol bukan angka penting
    Contoh : 123400 terdiri dari empat angka penting, yaitu 1, 2, 3, 4
  • 3. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol (DALAM DESIMAL) adalah angka penting
    Contoh : 1,23400 terdiri dari enam angka penting, yaitu 1, 2, 3, 4, 0 ,0
  • 4. Angka nol yang ada di depan angka penting (DALAM DESIMAL ) bukan angka penting
    Contoh : 0,00001234 terdiri dari empat angka penting, yaitu 1, 2, 3, 4
  • 5. Angka nol di belakang angka penting (DALAM DESIMAL) adalah angka penting
    Contoh : 0,000012340 terdiri dari lima angka penting, yaitu 1, 2, 3, 4, 0
  • 6. Angka nol di antara angka penting adalah angka penting
    Contoh 1200,3004 terdiri dari delapan angka penting, yaitu 1, 2, 0, 0, 3, 0, 0, 4

Aturan Penjumlahan dan Pengurangan Angka Penting

Hasil Penghitungan Angka Penting mengikuti angka taksiran paling sedikit. Angka taksiran adalah angka di belakang koma.
  • (a). 123,4 + 12,34 + 1,234
    123,4 memiliki satu angka taksiran
    12,34 memiliki dua angka taksiran
    1,234 memiliki tiga angka taksiran

    maka hasil perhitungannya harus memiliki satu angka taksiran, yaitu 136,9

  • (b). 12 - 9,02
    12 dianggap 12,0 sehingga memiliki satu angka taksiran
    9,02 memiliki dua angka taksiran

    maka hasil peritungannya harus memiliki satu angka taksiran, yaitu 3,0

Aturan Perkalian dan Pembagian Angka Penting

Dalam penghitungan matematis, hasil dari 1,4 x 1,11 = 1,554

Pada penghitungan perkalian dan pembagian pada angka penting, hasil akhirnya harus selalu berpedoman kepada aturan jumlah angka penting yang paling sedikit.

Pada kasus perkalian tadi, jumlah angka penting paling sedikit ada pada 1,4 (dua angka penting), sehingga hasil dari penghitungan tersebut juga harus mempunyai 2 angka penting.

Maka:

1,4 x 1,11 = 1,5


Contoh lain:


Tentukan hasil dari 0,005 x 0,12 = !

0,005 memiliki satu angka penting dan 0,12 memiliki dua angka penting, sehingga  hasilnya 0,001 karena yang angka penting paling kecil adalah satu angka penting, yaitu dari 0,005.


Aturan Pembulatan dalam Fisika

Ada satu hal yang menjadi perhatian khusus saat pembulatan, yaitu tentang angka 5.

Sederhananya dalam pembulatan adalah pembulatan ke atas dan ke bawah.

Angka yang berada di bawah 5, akan selalu dibulatkan ke bawah (12,3 dibulatkan menjadi 12).

Dan angka di atas 5, akan dibulatkan ke atas (56,7 dibulatkan menjadi 57).


Lantas, bagaimana dengan 34,5 ?

Harus kita bulatkan menjadi apa bilangan 34,5 ?

Nah, untuk kasus pembulatan dengan angka 5, aturannya adalah harus dilihat apakah angka itu merupakan bilangan ganjil atau genap.

Apabila bilangan ganjil, pembulatannya dilakukan ke atas (33,5 dibulatkan menjadi 34).


Apabila bilangan genap, pembulatannya dilakukan ke bawah (34,5 dibulatkan menjadi 34).

Versi video, simak berikut ini :




Untuk persoalan Usaha Energi dan Daya, buka link berikut ini :

Usaha Energi Daya

atau selengkapnya lihat  Daftar Isi

Tambahan Usaha

Luas area di bawah kurva F-d adalah Usaha

Jadi bila terdapat kurva F-d (sumbu $X$-nya d dan sumbu $Y$ nya F) maka luas area di bawah kurva tersebut adalah nilai dari Usaha

Bila kurva membentuk tampilan persegi panjang, maka luas persegi panjang tersebut merupakan nilai dari Usaha.

Begitu pula bila kurva membentuk tampilan segitiga atau trapesium, maka luas segitiga atau trapesium tersebut merupakan nilai dari Usaha.
Selengkapnya »
Beranda

Ilmu Fisika on Youtube

Usaha Energi Daya

Listrik Magnet

Soal Jawab

Mekanika

Impuls Momentum

Universitas

Optik