gambar percobaan fisika

Artikel Fisika

Hukum Kekekalan Momentum

Seorang pemanah yang bermassa 60 kg berdiri di atas permukaan es yang licin dan menembakkan anak panah 0, 50 kg secara horizontal dengan kelajuan 50 m/s. Dengan kecepatan berapakah pemanah bergerak di atas permukaan es setelah menembakkan anak panah? Untuk memecahkan soal ini, kita tidak dapat menggunakan hukum II Newton karena kita tidak memiliki informasi mengenai gaya pada anak panah maupun percepatannya. Kita juga tidak dapat memecahkan soal ini dengan menggunakan pendekatan energi karena kita tidak tahu berapa banyak kerja yang dilakukan untuk menarik panah atau berapa banyak energi potensial yang tersimpan dalam panah. Namun, kita dapat menyelesaikan soal ini dengan menggunakan hukum kekekalan momentum. 
 
Hukum kekekalan momentum menyebutkan bahwa: 

‘Jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda itu’

Ini berarti momentum total suatu sistem yang terisolasi setiap saatnya sama dengan momentum awalnya.

Jika digambarkan:

Gambar 8. Momentum yang terjadi antara dua benda

Gambar di atas menunjukkan bola dengan massa 1 ( m₁) dan massa 2 ( m₂) yang bergerak berlawanan arah dalam satu garis lurus dengan kecepatan berturut-turut sebesar  v₁ dan v₂. Setelah keduanya bertumbukan masing-masing kecepatannya berubah menjadi  v₁’ dan v₂’

Secara matematis hukum kekekalan momentum dapat dinyatakan dengan:

Dengan:

p₁, p₂  : momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (kg.m/s)

p₁’, p₂’ : momentum benda 1 dan 2 setelah tumbukan (kg.m/s)

m₁, m₂  : massa benda 1 dan 2 (kg)

v₁, v₂   : kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (m/s)

v₁’, v₂’ : kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan (m/s)

Nah, untuk memecahkan soal di atas, perhatikanlah sistem yang terdiri atas pemanah (termasuk anak panahnya) dan anak panah. Sistem ini tidak terisolasi karena gaya gravitasi dan gaya normal bekerja pada sistem. Namun, gaya-gaya tersebut vertikal dan tegak lurus terhadap gerak sistem. Jadi, tidak ada gaya eksternal pada arah horizontal dan kita dapat menganggap sistem tersebut terisolasi dalam hal komponen-komponen momentumnya pada arah ini.
Momentum horizontal total pada sistem ini sebelum anak panah ditembakkan adalah nol (m1v1i +m2v2i = 0), dimana pemanah partikel 1 dan anak panah adalah partikel 2. Maka, momentum horizontal total setelah anak panah ditembakkan haruslah 0, yaitu:

m1 v1f + m2 v2f = 0

Kita pilih arah kemana anak panah ditembakkan sebagai arah x positif. Dengan m1 = 60 kg, m2 = 0,50 kg, dan v2f= 50i m/s, kita dapatkan v1f, kecepatan pemanah terdorong ke belakang:
v1f=-(m2/m1)v2f =-(0,50 kg/60 kg)(50i m/s)= -0,42i m/s
Tanda negatif untuk v1f berarti bahwa pemanah bergerak ke kiri setelah anak panah ditembakkan, berlawanan arah dengan gerak anak panah, sesuai dengan hukum III Newton. Oleh karena pemanah jauh lebih berat daripada anak panah, maka percepatan dan kecepatan dorongnya lebih kecil daripada percepatan dan kecepatan anak panah.      

Hukum kekekalan momentum hanya berlaku jika jumlah gaya luar pada benda-benda yang bertumbukan sama dengan nol

Gambar 9. Tumbukan antara 2 benda

Cobalah kalian hitung apakah benar jumlah gaya luar pada benda-benda di atas sama dengan nol?!

Secara umum hukum kekekalan momentum berlaku untuk interaksi dua benda, misalnya:

a. Peluru yang ditembakkan dari senapan, yaitu senapan mendorong peluru ke depan dan peluru mendorong senapan ke belakang

Gambar 10. Ilustrasi momentum pada senapan

b. Gerak majunya sebuah roket, yaitu roket mendorong gas ke belakang dan gas mendorong roket ke depan.

Gambar 11. Ilustrasi momentum pada roket

c.     Tumbukan dua benda

Gambar 12. Ilustrasi tumbukan antara truk dan mobil

Contoh:
Dua orang anak yang berada dalam dalam sebuah perahu bermassa 100 kg sedang bergerak ke arah selatan dengan kelajuan tetap 2 m/detik. Tiap anak memiliki massa 50 kg. Kecepatan perahu itu segera setelah seorang anak terjatuh di buritan (bagian belakang) perahu adalah...
a. 1, 67 m/detik
b. 2, 67 m/detik
c. 3, 67 m/detik
d. 2, 00 m/detik
e. 3, 00 m/detik
Jawab:
Gambaran soal untuk kasus di atas adalah:

Sebelum anak terjatuh, dua orang anak (massanya masing-masing m_a= 50 kg) dan perahu m= 100 kg bergerak bersama dengan kecepatan v, sehingga momentum sistem ini:

  Sesudah anak terjatuh, seorang anak dan perahu bergerak bersama dengan kecepatan v', sehingga momentumnya:

Dengan hukum kekekalan momentum, maka:

Jawaban: B

Sebuah granat yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi dua bagian yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian itu adalah m1 : m2 = 1:2. Bila energi yang dibebaskan 3.10⁵ Joule, maka perbandingan energi kinetik pecahan granat pertama dan kedua adala...
a. 1:1
b. 1:2
c. 1:3
d. 2:1
e. 2:3
Jawab:
 Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum:

Perbandingan energi kinetiknya :

Jawaban: D   

   VIDEO HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

sumber

 http://pembelajaranfisikauny.blogspot.com/2012/12/hukum-kekekalan-momentum_4.html

FAKTA UNIK DALAM ILMU FISIKA

Selasa, 27 November 2012

TERNYATA DALAM KARTUN NARUTO JUGA TERDAPAT KONSEP FISIKA

Ada yang berkata judul tulisan ini sangat ngawur. “Mana bisa kita belajar lewat kartun. Fisika kan mata pelajaran yang seram lagi menyeramkan, jadi harus dipelajari dengan serius.” Nah, kalimat terakhir inilah yang menjadi beban kami. Orang-orang yang ditakdirkan mengajar apa yang ditakuti banyak siswa. Alhasil, banyak di antara pengajar fisika turut ditakuti. Padahal wajah banyak diantara kita berwajah lugu dan lucu. Tidak pantas untuk kalian benci. Hihi :)

Kita tahu salah satu proses perpindahan kalor adalah konveksi. Proses ini terjadi tidak hanya pada zat cair, tapi juga pada gas. Ciri dari konveksi adalah adanya gerakan memutar partikel-partikel yang menyusun zat cair atau gas. Namun sulit juga mengambarkan gerakan partikel pada gas. Beda halnya pada zat cair yang jelas-jelas bisa dilihat oleh mata.
Ternyata konsep di atas bisa dijelaskan dengan hal-hal yang lebih menarik tanpa harus berpegang teguh pada buku yang terkesan membosankan dan monoton. untuk menjelaskan hal di atas kita menerangkan hal-hal yang lebih bersifat nyata dan diterima dengan mudah oleh siswa, salah satunya dengan membuat perandaian seperti: balon yang diisi udara lalu dipanaskan. Pasti akan meledakkan? Nah, ini disebabkan karena partikel udara atau gas di dalam balon bergerak-gerak.”

ternyata hal tersebut dijelaskan juga dalam kartun naruto lho. . .

Bagi yang tidak mengikuti komik atau serial Naruto, saya ceritakan sedikit. Jadi begini, Naruto adalah murid ninja yang sedang mempelajari banyak jurus sebelum melawan musuh-musuhnya. Salah satu jurus yang dia pelajari adalah Rasengan. Jurus dengan membuat pusaran cakra pada tangannya. Dalam sesi latihan bersama gurunya, Naruto menggunakan media balon. Jadi balon akan diisi cakra, kemudian cakranya dibuat pusaran. Beberapa pusaran bergerak sangat cepat, alhasil beberapa kali balon meledak.

Maaf ya, namanya juga cerita komik, wajar kalau sangat mengada-ada dan penuh fantasi. Sekali lagi mohon dimaklumi. Oh iya, cakra itu semacam tenaga dalam. Oleh si pengarang, cakra digambar menyerupai angin. Oleh karena itulah, saat itu saya ibaratkan cakra sebagai angin atau gas.

“Jadi, kalau energi panas di dalam balon semakin besar, partikel-partikel gas akan bergerak semakin cepat. Kalau lebih besar akan lebih cepat. Lebih besar lagi, lebih cepat lagi. Hingga akhirnya partikel-partikel mampu merobek permukaan balon dan meledak.”

Pernah juga kita sampai pada materi Pemisahan Campuran bagian destilasi. kita dapat  terangkan salah satu contoh pemanfaatan destilasi adalah penyulingan air laut atau pembuatan air tawar dari air laut. 

hal tersebut ternyata juga diungkap dalam kartun yang berjudul One Piece. 

dalam kartun tersebut dijelaskan bahwa Air laut dipanaskan. Menguap. Uapnya ditampung. Jadi air tawar.” Semangatnya menunjuk-nunjuk hasil gambarnya pada saya.

Itulah sekelumit tentang fisika yang ternyata juga digunakan dalam media komik. Sempat mengikuti komik dan serial kartun di TV ternyata tidak selamanya buruk, komik yang dikarang terutama orang Jepang, sering memasukan beberapa fenomena ilmiah. Meski dalam presentase yang kecil.

Oh iya, kalau Sahabat pengajar yang tidak tahu menahu tentang komik dan kartun, tidak perlu memaksakan diri dengan mengikuti komik atau kartun lho. Silahkan lihat potensi apa yang Sahabat miliki untuk masuk ke dalam dunia siswa. Mengetahui kegemaran dan kecenderungan siswa juga akan lebih baik. Jadi, setelah ini tidak harus beli komik Naruto ya? Hehe. Selamat Mengajar!

sumber gambar: http://ayip7miftah.wordpress.com/2012/11/08/fisika-dalam-kartun/#more-1729

Al Haitham dan Ilmu Optik

Al Haitham dan Ilmu Optik

Al Haitham dilahirkan di Basrah dekat sungai Tigris dan mempunyai nama lengkap Abu Ali Al Hasan Ibnu Al Hasan Ibnu Haitham. Orang-orang Eropa atau Barat lebih mengenalnya dengan nama Al Hazen. Ia dilahirkan pada saat kebudayaan Islam mencapai zaman kejayaan, yaitu pada tahun 354 H (965 M). Zaman ketika gencarnya kegiatan akulturasi serta penerjemahan buku-buku ilmu pengetahuan dari Yunani, Romawi, Persia dan India. Buku-buku dan pendapat para filusuf terdahulu dijadikannya sebagai bahan studi dan perbandingan dalam melakukan penelitian.

Al Haitham banyak menulis karya ilmiah yang jumlahnya kurang lebih sebanyak 200 buku dalam bidang filsafat, logika, geometri dan fisika. Karya-karya besar tersebut diperoleh berkat kecerdasan otaknya, kerja keras dan ketekunan. Para sarjana Eropa (barat) yang telah mendalami hasil-hasil penelitiannya mengatakan: “Al Hazen telah mendahului Roger Bacon dalam beberapa hal.” Bukunya yang sangat terkenal adalah yang berjudul Al Manazir (kitab tentang cermin).

Al Haitham telah membantah teori yang dikemukakan Euclides dan Ptolemeus yang mengatakan bahwa “mata kita menerima bayangan dari objek dengan mengantarkan sinar tampak ke objek yang bersangkutan.” Dalam bukunya, Al Haitham telah membuktikan bahwa proses yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu:“Bukan sinar yang dilepaskan mata dan di terima oleh objek, tetapi bayangan objeklah yang diterima mata lalu diteruskan oleh lensa mata.”Teori inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan peralatan fotografi saat ini. 

Teori tentang susunan serta tingkatan sinar, pemantulan (refleksi) sinar, serta perbandingan antara kekuatan dan jarak sinar juga menjadi bahan penelitian Al Haitham. Ia mengadakan percobaan dengan sinar bulan atau sinar matahari serta menggunakan peralatan yang masih sangat sederhana. Penelitian ini telah membuatnya menjadi orang pertama yang merintis penemuan di bidang optika.

Al Haitham juga telah meneliti fenomena “bianglala” yang disebabkan oleh refraksi (pembiasan) cahaya matahari di atmosfer bumi. Ia memperkirakan bahwa fenomena itu muncul ketika matahari berada pada ketinggian 19 derajat dari kaki langit atau ketika pagi/sore hari. Hasil temuannya ini hanya berselisih satu derajat dari perhitungan yang dilakukan saat ini, yaitu sebesar 18 derajat.

Al Haitham pernah mengatakan bahwa, “Sinar datang pada cermin bulat yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik pusat cermin. Sinar datang dan sinar pantul terletak pada satu bidang.” Akan tetapi, saat ini kita lebih mengenal Snellius-lah sebagai nama dari hukum-hukum pemantulan ini.

Jika kita mengenal nama-nama bagian mata saat ini, berterimakasihlah pada jasa Al Haitham. Ia merupakan orang pertama yang mendapatkan gambaran cukup detail tentang struktur mata manusia. Istilah retina, kornea dan lainnya adalah nama-nama bagian mata yang berasal saduran bahasa Arab yang disampaikan Al Haitham.

Banyak teori dan hasil penelitian Al Haitham ternyata sesuai dengan perkembangan ilmu fisika sampai saat ini. Selain sebagai ilmuan besar, Al Haitham juga merupakan ulama yang berakhlak tinggi. Ia pernah berpesan:

Hidup manusia tidak akan memperoleh sesuatu yang lebih mendekatkan dirinya pada Allah Subhanahuwata’ala. selain dari kebenaran ilmu pengetahuan. Berikan jasa pada kenalanmu. Berikan pengetahuan pada yang bersedia menerimanya. Pertahankanlah kehormatan dirimu dan agamamu.

Fisikawan dan ulama besar lulusan Universitas Al Azhar ini telah tiada pada tahun 430 H (1038 M) dengan meninggalkan sumbangan besar bagi umat manusia. Semoga jejaknya akan terus menyulut api semangat fisikawan generasi selanjutnya untuk berkarya dan bertakwa kepada AllahSubhanahuwata’ala.

Sumber gambar: wikimedia.org, wiralodra.com, islamic-study.org

Sumber: http://ayip7miftah.wordpress.com/2012/10/02/al-haitham-dan-ilmu-optika/#more-1629

Memahami Mahluk Halus Dengan Ilmu Fisika

Fenomena mahluk halus selalu menarik dibicarakan. Masalah ini diterangkan dalam berbagai sisi keilmuan, menurut agama hingga sains. Percaya akan keberadaan mahluk halus memang wajib, namun menyikapi dengan logika sehingga menempatkan mahluk gaib bukan sebagai kultus yang mesti ditakuti, diberi 'makan' atau dikerematkan. Dengan memahami konsep mahluk halus secara ilmu pengetahuan mungkin akan membuat kita lebih berani dan tidak takut berlebihan. 

 

Nah, menurut hukum fisika setidaknya ada 3 teori tentang mahluk halus, yakni:


1. Hukum kekekalan energi
 Albert Einstein, sang legenda ilmu fisika pernah membuktikan bahwa segala bentuk energi di alam semesta adalah bersifat konstan. Artinya, energi tidak bisa diciptakan atau dihancurkan. Tahukah kalian, bahwa si dalam diri setiap manusia yang hidup terdapat energi listrik yang memungkinkan jantung tetap berdetak, otak tetap bekerja dan kita tetap bisa bernapas.

Nah ketika manusia mati, energi yang ada dalam tubuhnya tentu saja harus berubah ke bentuk yang lain. Teori yang paling masuk akal adalah energi tersebut kembali ke alam semesta, nah energi elektromagnetis dari manusia mati inilah yang pada konsentrasi tertentu bisa terlihat dalam bentuk-bentuk tertentu. Dan tentu saja kadang masih mengandung materi atau sifat-sifat dari asalnya. Sehingga sering kita mendengar orang-orang seolah melihat sosok orang yang telah meninggal.


2. Hukum Coloumb
 Mahluk halus menyimpan energi elektromagnetis negatif (-), sedangkan seperti yang kita tahu, bahwa planet bumi juga mengandung muatan (-). Dan berdasar hukum Coulomb, kita tahu bahwa muatan yang senama bersifat tolak menolak, sedangkan muatan yang berbeda akan saling menarik. Nah karena itulah mahluk halus bersifat saling menolak dengan bumi dan muncullah teori bahwa mahluk halus tidak menapak bumi dikarenakan gaya tersebut.


3. Hukum panjang gelombang
 Vic Tandy, pakar elektronika dan komputer dari Universitas Coventry mengatakan penglihatan terhadap obyek mahluk halus dipengaruhi oleh gelombang suara infrasonic, atau suara dengan gelombang sangat lemah dan tidak bisa ditangkap oleh telinga manusia. Namun jika terjadi dalam intensitas yang cukup besar, manusia yang peka akan bisa merasakannya.

Ada fakta menarik secara sains soal mahluk halus, seperti misalnya yang dilansir NASA mendukung teori Vic Tandi bahwa mata manusia bereaksi terhadap gelombang nada rendah. Pada panjang gelombang 18 Hertz bola mata manusia mulai bergetar dan sering memunculkan obyek asing yang sering diterjemahkan sebagai mahluk halus.

sumber:http://www.problogger.web.id/2013/07/memahami-mahluk-halus-dengan-ilmu-fisika.html#.U2wlmkD4Kn0

 

video fisika

E-larning fisika

http://fisika.upi.edu/e-learning/

UPI

http://www.upi.edu/