GELOMBANG BUNYI

Bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari suatu getaran. Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang merambat lurus ke segala arah dari sumber tersebut.

Syarat terjadinya dan terdengarnya bunyi adalah

a.        Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)

b.       Ada medium (zat antara untuk merambatnya bunyi)

c.        Ada penerima bunyi yang berada di dekat atau dalam jangkauan sumber bunyi

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi 3 yaitu :

1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengarkan oleh manusia namun dapat didengarkan oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.

2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara 20 Hz - 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengarkan oleh manusia.
3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengarkan manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, jangkrik, anjing....dll

A. SUMBER DAN KECEPATAN GELOMBANG BUNYI

1. Senar atau Dawai

Senar atau dawai dawai banyak digunakan sebagai sumber bunyi seperti pada gitar, kecapi, atau biola.

Cepat rambat gelombang pada dawai dapat diukur dengan peralatan melde (sonometer)

Hukum Melde : “Besarnya cepat rambat sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang.”

1.      Semakin besar massa beban maka semakin besar pula cepat rambat gelombang. Semakin besar massa yang digantungkan maka akan terjadi panjang gelombang yang semakin besar. Hal ini menyebabkan cepat rambat gelombang semakin besar pula.

2.      Cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan akar tegangan tali

3.      Semakin besar rangkap/massa tali maka cepat rambat gelombang semakin kecil karena ketika semakin besar tali/benang mengakibatkan semakin kecilnya rapat massa linier tali, sehingga cepat rambat gelombang akan semakin besar.

4.      Cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan akar massa per satuan tali.

Read More

Gerak Harmonik Sederhana

GERAK HARMONIK SEDERHANA

Setiap gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Gerak periodik sering juga disebut dengan gerak harmonik. Jika suatu partikel dalam gerak periodik bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama, geraknya disebut gerak harmonik sederhana. Bumi penuh dengan gerak harmonik, misalnya gerak roda, keseimbangan arloji, dawai biola, massa yang diikat pada pegas, bandul, atom dalam molekul atau dalam kisi zat padat, molekul udara ketika ada gelombang bunyi, dan sebagainya.

Banyak benda bergerak bolak-balik tetapi tidak tepat sama karena gaya gesekan menghambat  geraknya. Dawai biola akhirnya berhenti bergetar dan bandul akhirnya berhenti berayun. Gerak semacam ini disebut gerak harmonik teredam (damped).

Petiode (T) suatu gerak harmonik adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu lintasan lengkap dari geraknya, yaitu satu getaran penuh. Satuan periode dalam SI adalah sekon. Frekuensi gerak (f) adalah banyaknya getaran tiap satuan waktu. Satuan frekuensi dalam SI adalah hertz. Posisi pada saat tidak ada gaya neto yang bekerja pada partikel yang berosilasi disebut posisi seimbang. Simpangan (pergeseran) linier atau sudut adalah jarak linier atau sudut partikel yang berosilasi dari posisi seimbangnya  pada sembarang saat.

Bandul sederhana (simple pendulum) adalah benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa yang digantung pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Jika bandul ditarik ke samping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang vertikal karena pengaruh gravitasi.

Read More

Radiasi Benda Hitam

RADIASI BENDA HITAM

Radiasi benda-hitam adalah salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di dalam atau di sekitar benda dalam keadaan kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya atau saat ada proses pelepasan dari benda hitam. Benda hitam merupakan benda yang buram dan tidak memantulkan cahaya. Diasumsikan demi perhitungan dan teori berada pada suhu konstan dan seragam. Radiasi ini memiliki spektrum dan intensitas spesifik yang bergantung hanya benda temperatur benda.

Radiasi panas yang dilepaskan spontan oleh banyak benda dapat diperkirakan sebagai radiasi benda hitam. Sebuah daerah terinsulasi sempurna yang berada pada kesetimbangan termal secara internal berisi radiasi benda-hitam dan akan melepaskannya melalui lubang yang dibuat pada dinding, lubang dibuat kecil sehingga tidak berpengaruh pada kesetimbangan.

Benda-hitam pada suhu ruang terlihat hitam, karena semua energi yang ia radiasikan adalah inframerah dan tak dapat dilihat mata manusia. Karena mata manusia tak dapat melihat warna pada intensitas cahaya sangat rendah, sebuah benda hitam jika dilihat dalam gelap terlihat berwarna abu-abu (namun ini hanya karena mata manusia hanya sensitif terhadap hitam dan putih pada intensitas cahaya sangat rendah- pada kenyataanya, frekuensi cahaya pada range terlihat tetaplah berwarna merah), meski spektrum puncaknya berada pada kisaran inframerah. Jika sedikit dipanaskan, warnanya terlihat merah tua. Jika temperatur dinaikkan terus maka menjadi biru-putih.

Meski planet dan bintang tidak berada pada kesetimbangan termal dengan sekitarnya dan juga bukanlah benda hitam sempurna, radiasi benda-hitam digunakan pertama kali sebagai perkiraan untuk energi yang mereka lepas. Lubang hitam adalah benda hitam yang mendekati sempurna, karena ia menyerap semua radiasi yang datang padanya. Telah diajukan bahwa mereka melepas radiasi benda hitam (disebut radiasi Hawking), dengan suhu tergantung massa lubang hitam.

Istilah benda hitam pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Kirchhoff tahun 1860. Radiasi benda-hitam disebut juga radiasi sempurna atau radiasi temperatur atau radiasi termal.

Radiasi benda-hitam memiliki karakteristik yaitu spektrum frekuensi kontinu yang bergantung hanya pada suhu benda,disebut spektrum Planck atau Hukum Planck. Spektrum ini berpuncak pada frekuensi karakteristik yang bergeser ke frekuensi tinggi jika suhu naik, dan pada suhu kamar sebagian besar emisinya berada pada daerah inframerah pada spektrum elektromagnetik.^[9][10][11] Pada temperatur melewati 500 derajat Celsius, benda hitam mulai melepas cahaya dalam jumlah besar sehingga dapat terlihat. Jika dilihat dalam gelap, sinar yang pertama terlihat seperti abu-abu. Jika suhu terus dinaikkan, cahaya menjadi merah gelap, kemudian kuning, dan akhirnya menjadi biru-putih. Ketika benda terlihat putih, ia melepas sebagian energinya sebagai radiasi ultraviolet. Matahari, dengan suhu efektif sekitar 5800 K, adalah benda hitam dengan puncak spektrum emisi di tengah (warna kuning-hijau) pada spektrum terlihat, namun kekuatannya di ultraviolet juga besar.

Radiasi benda-hitam memberikan pencerahan kepada keadaan kesetimbangan termodinamika dari radiasi rongga. Jika setiap mode Fourier dari radiasi kesetimbangan pada rongga kosong dengan dinding yang memantul sempurna dianggap sebagai derajat kebebasan dimana energi dapat berpindah, maka menurut teorema ekuipartisi di fisika klasik, akan ada jumlah energi yang sama di tiap mode. Karena jumlah mode-nya tak terbatas maka berakibat pada kapasitas panas tak terbatas (energi tak terbatas pada suhu tidak nol berapapun), begitu juga dengan spektrum radiasi terlepas yang naik tanpa hubungan dengan naiknya frekuensi, masalah yang dikenal dengan bencana ultraungu. Namun, pada teori kuantum bilangan okupasi mode dikuantisasi, memotong spektrum pada frekuensi tinggi sesuai dengan pengamatan eksperimen dan menyelesaikan masalah. Studi mengenai hukum benda hitam dan kegagalan fisika klasik untuk menjelaskannya menjadi dasar bagi mekanika kuantum.

Read More

Besaran dan Satuan

BESARAN DAN SATUAN

1.    Besaran Pokok

No.	Besaran	Dimensi	Satuan (SI)
1	Panjang	L	m
2	Massa	M	kg
3	Waktu	T	s
4	Kuat Arus Listrik	I	A
5	Suhu	q	K
6	Jumlah Zat	N	mol
7	Intensitas Cahaya	J	Cd

2.    Besaran Turunan

No.	Besaran	Dimensi	Satuan (SI)
1	Luas	L2	m2
2	Volum	L3	m3
3	Massa Jenis	ML-3	kgm-3
4	Kecepatan	LT-1	ms-1
5	Percepatan	LT-2	ms-2
6	Gaya	MLT-2	kgms-2
7	Usaha/Energi	ML2T-2	kgm2s-2
8	Tekanan	ML-1T-2	kgm-1s-2
9	Daya	ML2T-3	kgm2s-3
10	Impuls/Momentum	MLT-1	kgms-1
11	Momen Gaya	ML2T-2	kgm2s-2

 3.      Angka Penting

Aturan penulisan angka penting :

§  Angka bukan nol, contoh : 0,0135 m (ter-dapat 3 angka penting).

§  Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol, contoh : 10,200 kg (terdapat 3 angka penting).

§  Bilangan eksak, contoh : 45674 m (terdapat 5 angka penting).

§  Bila perkalian atau pembagian, hasilnya harus mengikuti angka penting yang paling sedikit yang dioperasionalkan, contoh : 4,2 meter ´ 92,56 sekon = 388,752 m/s. Hasil yang harus dilaporkan adalah 3,9 ´ 10² m/s.

§  Bila penjumlahan atau pengurangan, hasilnya hanya boleh mengandung satu angka taksiran, contoh :

Karena hanya boleh mengandung satu angka taksiran, maka hasil yang dilaporkan adalah 56. 

PENGUKURAN

ALAT UKUR

JANGKA SORONG

MIKROMETER SEKRUP

Read More

Quis Fisika

Read More

Fisika dalam kehidupan sehari-hari

Penerapan Konsep Listrik Magnet Pada Senter Mekanik

Video 1

Video 2

Read More

Kapasitor plat sejajar

EKSPERIMEN PENENTUAN KONSTANTA DIELEKTRIK AKRILIK DENGAN MENGGUNAKAN PRINSIP KERJA KAPASITOR

PLAT SEJAJAR

Oleh

Yeti Rusmiati

PENGERTIAN KAPASITOR

Kapasitor (kondensator) merupakan suatu komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menyimpan energi listrik. Ukuran kemampuan untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan listrik disebut kapasitansi. Salah satu jenis kapasitor berdasarkan bentuk geometrinya adalah kapasitor plat sejajar. Nilai kapasitansi kapasitor  plat sejajar dipengaruhi oleh bahan pengisi ruang antar plat, luas plat, dan tebal ruang antar plat.

Jenis-jenis kapasitor yang ada di pasaran

PENELITIAN DAN PEMBUATAN KAPASITOR

Konsep tentang kapasitor di SMA dirasakan masih menjadi suatu konsep yang abstrak  karena kapasitor umumnya dikenal sudah berbentuk komponen listrik. Sulit untuk menjelaskan kepada siswa bagaimana nilai dari kapasitansi kapasitor  plat sejajar dapat berubah dengan mengubah parameter-parameter fisis yang mempengaruhinya, seperti luas plat dan tebal ruang antar plat. Sehubungan dengan hal itu, penulis melakukan penelitian untuk membuat kapasitor plat sejajar, menentukan nilai konstanta dielektrik akrilik dengan menggunakan prinsip kerja kapasitor, dan menggunakan alat yang telah dibuat untuk pembelajaran fisika di sekolah.

Kapasitor plat sejajar dibuat dari plat aluminium yang disusun dengan ruang antar plat diisi bahan dielektrik berupa plat akrilik. Kapasitansi kapasitor diukur dengan menggunakan alat ukur RCL meter model XC4070L. Eksperimen dilakukan untuk mengetahui pengaruh perubahan luas plat yang berhadapan dan ketebalan akrilik terhadap kapasitansi Kapasitor. Grafik hubungan antara kapasitansi  kapasitor dengan luas plat aluminium dan dengan ketebalan plat akrilik dibuat berdasarkan data hasil eksperimen, kemudian nilai konstanta dielektrik akrilik dihitung dari persamaan regresi linier dan kapasitansi kapasitor plat sejajar. Alat yang telah dibuat digunakan untuk pembelajaran fisika di sekolah dengan metode eksperimen.

https://repo.science.itb.ac.id/569/

KAPASITANSI KAPASITOR

Seperti yang diungkapkan oleh Taranggono (1996) kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan listrik. Coulomb pada abad 18 menghitung bahwa dalam 1 coulomb terdapat elektron. Kemudian Michael Faraday membuat definisi bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat sejumlah elektron yang memiliki muatan total 1 coulomb.

Basar (2012) mengungkapkan bahwa kapasitansi kapasitor merupakan perbandingan besarnya muatan pada setiap penghantar dengan perbedaan potensial diantara penghantar. Dengan demikian terdapat hubungan:

                                                  

Dengan    Q = muatan kapasitor dalam C (coulomb)

              C = nilai kapasitansi dalam F (farad)

              V = besar tegangan dalam V (volt)

Perbandingan kapasitansi dengan dielektrik terhadap kapasitansi tanpa dielektrik disebut konstanta dielektrik dari bahan tersebut, sehingga:

Read More

Penerapan Konsep Listrik Magnet pada Senter Mekanik

Senter Mekanik

Sumber-sumber cahaya yang portabel dan praktis senantiasa dicari dan dikembangkan sepanjang sejarah. Obor dan lilin adalah sumber-sumber awal dari cahaya, yang kemudian digantikan oleh lentera dimana orang mulai belajar bagaimana membakar beragam minyak dari binatang atau mineral. Sampai pada abad-19, listrik dimanfaatkan atau digunakan untuk menciptakan cahaya. Penemuan senter terjadi  karena penemuan-penemuan penting sebelumnya, yaitu baterai sel kering dan lampu.  Pada tahun 1898 ‘’National Carbon Company’’ memperkenalkan penemuan barunya yaitu baterai sel kering listrik yang pertama. Tidak seperti baterai sebelumnya, baterai jenis ini menggunakan elektrolit pasta bukan sebuah cairan. Ini adalah baterai pertama yang cocok untuk alat-alat elektronik portabel, oleh karena baterai kering tidak akan tumpah atau mudah tercecer. Sebelumnya lagi pada tahun 1879, Thomas Alva Edison menemukan bola lampu pijar. Bola lampu pijar adalah lampu listrik yang terdiri dari penutup kaca transparan atau tembus cahaya yang berisi filamen kawat (biasanya tungsten) yang memancarkan cahaya ketika dipanaskan dengan tenaga listrik. Dua penemuan inilah yang mendukung penemuan lampu senter berikutnya.

Senter adalah sebuah alat listrik portabel yang merupakan sumber cahaya untuk menerangi dan dioperasikan dengan baterai. Biasanya sumber cahayanya adalah dari sebuah bola lampu pijar kecil atau lampu pendar yang dikenal dengan istilah lampu LED. Rancangan lampu senter yang khas adalah terdiri dari sumber cahaya yang dipasang dalam sebuah reflektor parabolik atau bentuk yang lainnya, sebuah lensa transparan untuk melindungi sumber cahaya dari kerusakan, sumber energi  yaitu baterai, dan sebuah saklar listrik. Arus listrik dari baterai kepada bohlam kecil di bagian ujung depan yang menghasilkan cahaya tersebut dikendalikan sebuah saklar yang ditempatkan di antara baterai-baterai dan lampu. Senter pada umumnya digunakan di tempat-tempat yang gelap untuk menerangi sesuatu di sekitarnya. Senter bisa digunakan siapa saja misalkan dalam keadaan mati lampu, untuk montir, orang yang membetulkan instalasi listrik, pekerja-pekerja di pertambangan, dan sebagainya. Dalam konteks komunikasi, senter dapat digunakan untuk menyampaikan kode morse dalam pramuka.

Senter yang pertama diperkenalkan dan diperdagangkan secara luas pada tahun 1898 oleh perusahaan milik Conrad Hubert (yang memiliki nama asli Akiba Horowits), yang setelah itu bernama Eveready. Conrad Hubert melihat adanya potensi yang cukup besar untuk dapat mengembangkan teknologi senter ini, oleh karena itu ia Hubert mempekerjakan seorang penemu berkebangsaan Inggris, David Misell, yang telah mematenkan penemuan lampu elektrik portabelnya tahun 1895 dan lampu pada sepeda tahun 1896. Sebagai seorang pegawai dari Hubert, David Misell terus menemukan kemajuan-kemajuan terhadap alat pencahayaan, dan kemudian mematenkan penemuan senter pertamanya pada tanggal 10 Januari 1899. Senter pertama ini merupakan buatan tangan yang terdiri dari kertas mentah dan tabung-tabung serat, dengan sebuah bohlam lampu dan reflektor kuningan kasar. Misell dan Hubert bersama-sama merakit beberapa senter yang berbentuk tabung serta memberikannya kepada beberapa polisi New York, dan mereka mendapat tanggapan yang baik dari para polisi tersebut. Kemudian Hubert mendapatkan hak paten pada tahun 1905, untuk penemuannya yaitu senter dengan saklar on/off dalam kemasan silindris berisikan lampu dan baterai seperti yang dikenal sekarang. Senter komersil pertama kali dipamerkan dalam pameran elektrik yang diadakan di Madison Square Garden, New York.

Faktor-faktor yang dipertimbangkan saat mendesain senter antara lain output cahayanya, daya tahan, dan kemampuan untuk beroperasi pada lingkungan khusus. Daya tahan baterai  merupakan faktor penting. 

Senter dengan baterai

Jenis senter lain yang tidak menggunakan baterai sebagai sumber energi listriknya adalah senter mekanik. Senter ini  menggunakan konsep induksi elektromagnetik dengan mengubah energi  gerak magnet di sekitar kumparan menjadi energi  listrik sebagai sumber energi untuk menyalakan lampu.  

Senter Mekanik

Akhir-akhir ini dikembangkan senter  yang menggunakan sumber energi listrik selain baterai, diantaranya  adalah Waterproof LED Magna Flashlight yaitu  senter tanpa baterai yang bisa digunakan kapan saja dan di mana saja. Dengan cara mengocok isi senter dapat dihasilkan aliran listrik sebagai sumber tegangan dari lampu di dalam senter. Selain tanpa baterai, senter ini juga tahan air sehingga  bisa digunakan di mana saja tanpa perlu takut senter menjadi rusak jika terkena air.

Waterproof LED Magna Flashlight - Just Shake to Generate Power, No Batteries Needed

VIDEO

                                   

Read More