ALexpedia: Pesawat Sederhana

ALexpedia: Pesawat Sederhana: Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha. Pesawat sederhana berdasarkan prinsi...

Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha.
Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi : tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos/roda bergandar. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas satu per satu.

a. Tuas/Pengungkit
Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat.
Bagian-bagian pengungkit:

A = titik kuasa
T = titik tumpu
B = titik beban
F = gaya kuasa (N)
w = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)

Jenis-jenis tuas:
1) Tuas Jenis pertama
Yaitu tuas dengan titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa.

Contoh : pemotong kuku, gunting, penjepit jemuran, tang

2) Tuas Jenis kedua
Yaitu tuas dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa.

Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol. i

3) Tuas Jenis ketiga
Yaitu tuas dengan titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban.

Contoh :sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.

Keuntungan Mekanik Tuas
Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w) dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai :
KM = w/F atau KM = lk/lb
Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.

b. Bidang Miring
Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring.

Bagian-bagian bidang miring:

Prinsip Kerja Bidang Miring

Keuntungan mekanik bidang miring
Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.
Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).
KM = l/h

Pemanfaatan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada tangga dan jalan di daerah pegunungan.

c. Katrol
Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.
1) Katrol tetap 

Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu.
Contoh : katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba

Keuntungan mekanik 
Pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban.

2) Katrol bebas

Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

Keuntungan mekanik
Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.

3) Katrol majemuk /takal

Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya katrol bebas ke atas.

Keuntungan mekanik
Keuntungan mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban.

d. Roda Berporos/roda bergandar

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

ALexpedia: Usaha dan Daya Fisika SMP

ALexpedia: Usaha dan Daya Fisika SMP: Usaha Kata usaha sudah tidak asing lagi bagi kita. Apa sebenarnya usaha itu? Sering kali kita mendengar orang berkata bahwa untuk mencap...

Usaha dan Daya Fisika SMP

Usaha

Kata usaha sudah tidak asing lagi bagi kita. Apa sebenarnya usaha itu? Sering kali kita mendengar orang berkata bahwa untuk mencapai suatu tujuan tertentu maka kita harus melakukan kerja atau usaha. Dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara besarnya gaya yang diberikan pada benda dengan besar perpindahan benda tersebut. Usaha merupakan besaran skalar karena tidak memiliki arah dan hanya memiliki besar. Usaha dalam fisika dikatakan bernilai jika usaha yang dilakukan menghasilkan perubahan kedudukan. Ketika sebuah gaya bekerja pada suatu benda sehingga menimbulkan perpindahan benda, dikatakan bahwa gaya melakukan usaha pada benda tersebut. Jika gaya sebesar F yang dapat menyebabkan balok berpindah sejauh s terletak pada sebuah garis lurus maka besarnya usaha W dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

W : usaha (Nm atau J)

F : gaya (N)

s : perpindahan (m)

Hubungan antara Energi dengan Usaha

Sebelumnya telah disebutkan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Bayangkan sebuah bola berada di atas lantai. Bola tersebut kemudian digerakkan ke atas dengan gaya F, akibatnya bola berpindah setinggi h. Hal ini berarti kita melakukan usaha untuk memindahkan bola dari lantai sampai setinggi h. Ketika bola bergerak, bola memiliki energi kinetik. Pada saat bola berada setinggi h, bola memiliki energi potensial. Besarnya usaha yang diperlukan untuk memindahkan bola sama dengan selisih energi kinetiknya atau selisih energi potensialnya. Jadi, dapat disimpulkan bahwa besarnya usaha sama dengan besarnya perubahan energi pada benda.

Daya

Daya adalah perubahan energi potensial atau energi kinetik tiap satu satuan waktu. Dengan demikian, daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Daya merupakan besaran fisika yang mempunyai satuan J/s atau watt. Secara matematis daya dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

P: daya (J/s atau watt)

t : waktu (s)

Semakin besar daya yang dimiliki oleh suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut untuk mengubah suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lain

ALexpedia: Suhu dan Pengukurannya

ALexpedia: Suhu dan Pengukurannya: 1. Pengertian Suhu Apa yang akan dirasakan oleh jarimu jika dimasukkan ke dalam air es? Ya, air es akan terasa dingin. Dingin boleh dik...

Suhu dan Pengukurannya

1. Pengertian Suhu

Apa yang akan dirasakan oleh jarimu jika dimasukkan ke dalam air es? Ya, air es akan terasa dingin. Dingin boleh dikatakan sebagai salah satu ukuran dari suhu suatu benda. Benda yang dingin mempunyai suhu yang lebih rendah dari benda yang panas. Dari pernyataan ini suhu dapat difenisikan sebagai derajat/tingkatan panas suatu benda atau kuantitas panas suatu benda. Seperti dalam materi sebelumnya, suhu merupakan salah satu besaran pokok dengan satuan derajat Kelvin.

2. Alat Ukur Suhu

Untuk menentukan panas atau tidaknya suatu benda, kita dapat menggunakan jari tangan kita, tetapi tangan tidak dapat dipakai untuk menentukan tingkat panas suatu benda secara tetap.

Alat yang tepat untuk mengukur suhu benda adalah termometer.

Macam – macam termometer

A. Berdasarnya zat termometriknya, termometer dapat dibedakan menjadi :

1) Termometer zat padat.

Termometer zat padat menggunakan prinsip perubahan hambatan logam konduktor terhadapap suhu sehingga sering juga disebut sebagai termometer hambatan.Biasanya termometer ini menggunakan kawat platina halus yang dililitkan pad mika dan dimasukkan dalam tabung perak tipis tahan panas.

Contoh: Termometer platina

2) Termometer zat cair.

Termometer zat cair dibuat berdasarkan perubahan volume. Zat cair yang digunakan biasanya raksa atau alkohol. Contoh termometer Fahrenheit, Celcius, Reamur.

Alasan pemilihan raksa atau alkohol sebagai isi termometer adalah sebagai berikut:

1. mudah dilihat karena raksa terlihat mengkilap sedangkan alkohol dapat diberi warna merah.
2. daerah ukurannya sangat luas (raksa : – 39⁰C s/d 337⁰C dan alkohol: -114⁰C – 78⁰C)
3. keduanya merupakan panghantar kalor yang baik
4. keduanya mempunyai kalor jenis yang kecil.

3) Termometer gas

Termomter gas menggunakan prinsip pengaruh suhu terhadap tekanan. Bagan alat ini sama seperti nanometer. Pipa U yang berisi raksa mula-mula permukaannya sama tinggi. Jika salah satu ujungnya dihubungkan dengan ruangan yang bersisi gas bertekanan, maka akan terjadi selisih tinggi.

Contoh: termometer gas pada volume gas tetap

B. Berdasarkan pembuatnya, antara lain:

1) termometer Celcius

2)termometer Fahrenheit

3) termometer Reamur

4)termometer Kelvin

C. Berdasarkan penggunaanya, antara lain:

1) Termometer Laboratorium

Termometer yang biasanya digunakan untuk eksperimen di lab.

b. Termometer suhu badan / klinis

Termometer khusus untuk mengukur suhu badan manusia. Termometer ini biasanya digunakan dalam bidang medis dan mempunyai batas skala 34-42 ⁰C.

4. Skala Termometer

A. Fahrenheit

Pada tahun 1714, seorang ilmuwan Jerman yang bernama Daniel George Fahrenheit membuat termometer yang mula-mula diisi alkohol dan kemudian diganti dengan raksa. Sebagai titik tetap pertama ia menggunakan campuran es dan garam dapur yang diberi angka 0⁰F (suhu terendah yang ia ketahui) dan titik tetap kedua ia menggunakan tubuh manusia dan diberi angka 96⁰C.

Berdasarkan definisi modern, skala termometer Fahrenheit adalah skala dengan temperatur air mendidih ditetapkan sebagai 212 derajat dan temperatur es melebur sebagai 32 derajat.

Pada jaman dulu termometer ini banyak digunakan di Eropa dan Amerika Serikat, tetapi pada saat ini negara-negara di Eropa sudah banyak beralih ke termometer Celcius sedangkan Amerika Serikat masih tetap menggunakannya.

B. Celcius

Sekitar 20 tahun setelah Fahrenheit membuat termometer, seorang profesor dari Swedia yang bernama Ander Celsius juga membuat termometer. Termometer ini menggunakan titik tetap bawah adalah suhu es sedang mencair sebagai 0⁰C dan titik tetap atas adalah suhu air sedang mendidih sebagai 100⁰C masing-masing pada tekanan standar. Skala antar kedua temperatur ini dibagi dalam 100 derajat.

Termometer ini banyak digunakan oleh negara-negara di dunia, termasuk Indonesia.

C. Kelvin

Pada dasarnya skala kelvin sama dengan skala celcius (seperseratus). Hanya saja skala kelvin dimulai dari suhu nol mutlak (0 K) yang besarnya sama dengan -273,15⁰C. Sehingga untuk suhu es mencair sama dengan 273,15 K dan air mendidih sama dengan 373,15 K.

Perbandingan antar skala termometer

2. Konversi Antar Skala Termometer
Untuk mengkorvensi suhu menurut termometer satu ke suhu menurut termometer yang lain, digunakan persamaan sebagai berikut :

Untuk skala Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin berlaku:

ALexpedia: Magnet

ALexpedia: Magnet: Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líth...

Magnet

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.

Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.

Magnet tetapJenis magnet

Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).

Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

• Magnet neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium,
• Magnet Samarium-Cobalt: salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.
• Ceramic Magnets
• Plastic Magnets
• Alnico Magnets

Magnet tidak tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.

Magnet buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

• Magnet U
• Magnet ladam
• Magnet batang
• Magnet lingkaran
• Magnet jarum (kompas)

Cara membuat magnet

Cara membuat magnet antara lain:

• Digosok dengan magnet lain secara searah.
• Induksi magnet.
• Magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik searah (DC).

Bahan yang biasa dijadikan magnet adalah]. Besi lebih mudah untuk dijadikan magnet daripada baja. Tapi sifat kemagnetan besi lebih mudah hilang daripada baja. Oleh sebab itu, besi lebih sering digunakan untuk membuat elektromagnet.

Menghilangkan sifat kemagnetan

Cara menghilangkan sifat kemagnetan antara lain:

• Dibakar.
• Dibanting-banting.
• Dipukul-pukul.
• Magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

ALexpedia: Getaran dan Gelombang

ALexpedia: Getaran dan Gelombang: Gelombang 1. PENDAHULUAN Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelomba...

Getaran dan Gelombang

Gelombang

1. PENDAHULUAN

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh : cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma.

2. HAKEKAT GELOMBANG MEKANIK

A. Terjadinya Gelombang

Gelombang terjadi karena adanya usikan yang merambat.Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

Klik gambar untuk lihat animasinya

B. Pengertian Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya.

Contoh gelombang mekanik :

- Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.

- Gelombang yang terjadi pada permukaan air jika diberikan usikan padanya ( misal dengan menjatuhkan batu di atas permukaan air kolam yang tenang ).

C. Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah getarannya ( usikannya ).

Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Klik gambar untuk lihat animasinya

Contoh gelombang transversal :

- getaran sinar gitas yang dipetik

- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya

A. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya ( arah usikannya )

Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang longitudinal :

- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya

- gelombang bunyi di udara

1. Panjang Gelombang

A. Pengertian Panjang Gelombang

Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.

1) Panjang gelombang dari gelombang transversal

Perhatikan ilustrasi berikut!

Klik gambar untuk lihat animasinya

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ (lambda),

2) Panjang gelombang dari gelombang longitudina

Perhatikan ilustrasi berikut !

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.

B. Cepat Rambat Gelombang

Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/satau m s^-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :

Keterangan :

λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )

v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms^-1 )

T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )

f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s^-1 )

2. Pemantulan Gelombang

Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat dari gelombang.

Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali

Pemantulan ujung terikat

Pemantulan ujung bebas

Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.