All About Physics

Tampilkan postingan dengan label Info Fisika. Tampilkan semua postingan

Rabu, 18 Januari 2012

Mengapa Mobil Perlu Mesin ?

Misalkan mobil telah bergerak dengan kelajuan tertentu pada lintasan lurus di jalan raya. Apa yang terjadi jika mesin dipadamkan? Gesekan angin dan gesekan permukaan jalan pada roda akan memperlambat kelajuan mobil sampai akhirnya mobil berhenti dengan sendirinya. Jika mesin mobil tidak mati maka agar kecepatan mobil tetap, pengendara harus menginjak pedal gas untuk memberi gaya maju yang seimbang dengan total gaya gesekan. Jelaslah, mesin diperlukan untuk memberi gaya maju pada mobil agar dapat mempertahankan kecepatannya.

Seandainya gesekan dapat ditiadakan maka mobil tidak memerlukan mesin. Untuk mengawali gerak mobil, kita hanya perlu orang kuat seperti Hercules untuk mendorong mobil mencapai kecepatan tertentu. Begitu kecepatan tertentu dicapai, kita tidak lagi memerlukan Hercules. Selanjutnya, mobil akan bergerak terus dengan kelajuan tetap. Untuk memberhentikan mobil, kita memerlukan beberapa orang kuat untuk memberi gaya perlambatan.

Selasa, 10 Mei 2011

Atraksi Fisika di Udara

Perhatikan burung-burung yang terbang di udara. Atraksi burung terbang begitu indah dan menakjubkan. Bagaimana burung bisa terbang ?

Atraksi terbang burung-burung di udara ini ternyata melibatkan ilmu fisika. Ada empat jenis gaya yang terlibat dalam atraksi burung terbang.
1. Drag force (gaya hambat udara), gaya ini berasal dari tumbukan molekul-molekul udara dengan tubuh burung. Arah daya ini selalu berlawanan dengan arag gerak burung, sedangkan besar gaya ini sangat bergantung pada luas permukaan burung dan kecepatan burung. Semakin luas permukaan burung, semakin besar gaya hambatnya. Semakin cepat burung bergerak, semakin besar daya hambatnya.

2. Lift force (gaya angkat), merupakan gaya yang mengangkat burung ke atas. Ada dua hal yang dapat menimbulkan gaya angkat ini, yaitu kepakan sayap dan aliran udara yang lewat sayap. Ketika burung mengepakkan sayap ke bawah, burung menekan udara ke bawah, akibatnya udara akan menekan balik dan mendorong burung ke atas (hukum aksi-reaksi). Semakin cepat kepakan sayap, semakin besar gaya ke atasnya.
3. Thrust (gaya dorong), yaitu gaya yang mendorong burung bergerak maju. Gaya ini dihasilkan melalui kepakan sayap yang bergerak seperti agka 8 rebah (dilihat dari samping). Besar-kecilnya gaya dorong ini sangat bergantung pada kekuatan otot terbang.
4. Weight (gaya berat), yaitu gaya tarik gravitasi bumi. Besarnya bergantung pada massa burung.

Keempat gaya ini dimanfaatkan burung untuk melakukan berbagai atraksi, seperti gerak parasut, meluncur, terbang ke depan, dan membumbung.

Bagaimana sih cara kerja “Sedotan” yang biasa kita gunakan sehari-hari ? | Simak !!

Jari menjaga agar air tetap di dalam sedotan. Anda memasukkan sedotan dengan panjang L ke dalam gelas tinggi yang berisi menuman favorit Anda. Anda meletakkan jari diatas sedotan sehingga tidak ada udara yang bisa masuk atau keluar, kemudian angkat sedotan dari minuman tersebut. Anda akan melihat bahwa sedotan menahan cairan sedemikian sehingga jarak dari dasar jari ke permukaan cairan adalah h. Lihat gambar 1. Apakah udara di ruang antara jari dan cairan mempunyai tekanan P yang (a) lebih besar (b) sama dengan, atau (c) lebih kecil, dari tekanan atmosfer PA di luar sedotan ?

Mau tau jawabannya ???

Perhatikan gaya-gaya pada kolom cairan. Tekanan atmosfer di bagian luar sedotan mendorong cairan di dasar sedotan ke atas, gravitasi menarik cairan ke bawah, dan tekanan udara di dalam bagian atas sedotan mendorong cairan ke bawah. Karena cairan tersebut berada dalam kesetimbangan, gaya ke atas yang disebabkan oleh tekanan atmosfer harus mengimbangi kedua gaya ke bawah tersebut. Satu-satunya cara untuk memungkinkan hal ini adalah tekanan udara di dalam sedotan harus agak lebih kecil dari tekanan atmosfer di luar sedotan.

Rabu, 20 April 2011

Menghitung Laju Cahaya

Usaha serius pertama untuk mengukur laju cahaya dilakukan oleh Galileo dengan mencoba mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh lintasan tertentu antara dua puncak bukit, yang jaraknya telah diketahui. Ia mendapatkan seorang asisten di satu puncak, dan dia sendiri berada di puncak yang lain, dan memerintahkan asistennya untuk mengangkat tutup lampu pada saat ia melihat cahaya dan saat ia menerima cahaya dari lampu asistennya. Waktu yang terukur demikian singkat sehingga Galileo menyimpulkannya lebih sebagai waktu reaksi manusia,dan bahwa laju cahaya pasti sangat tinggi.

Keberhasilan pertama dalam memastikan bahwa laju cahaya itu berhingga dibuat oleh seorang astronom Denmark, Ole Roemer (1644-1710). Roemer mencatat bahwa pengukuran yang seksama terhadap periode Io, salah satu satelit Jupiter (periode rata-ratanya 42,5 jam untuk mengorbit Jupiter 1 kali), mengalami perubahan kecil, tergantung pada gerakan relatif antara Bumi dan Jupiter. Ketika bumi begerak menjauhi Jupiter, periode satelit tersebut sedikit lebih panjang, dan ketika bumi bergerak mendekati Jupiter, periode satelit tersebut sedikit memendek. Ia mencatat perbedaan ini sebagai tambahan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh pertambahan waktu yang dibutuhkan untuk menempuh pertambahan waktu tempuh cahaya ketika kedua planet tersebut saling mendepat. Roemer menyimpulkan bahwa laju cahaya itu – walaupun sangat besar – terhingga.

Sejak itu sejumlah teknik digunakan untuk mengukur laju cahaya. Yang terpenting di antaranya adalah yang digunakan oleh ilmuan Amerika, Albert A. Michelson (1852-1931). Michelson menggunakan perangkat cermin putar yang tergambar di gambar A untuk melakukan serentetan eksperimen berketelitian tinggi yang dilakukaknnya dari tahun 1880 hingga 1920-an. Cahaya dari suatu sumber diarahkan ke salah satu permukaan carmin-putar bersegi delapan. Cahaya pantul merambat menuju cermin diam yang berada pada jarak yang jauh dan kembali lagi seperti terlihat pada gambar. Jika cermin putar berputar dengan kelajuan yang tepat, berkas sinar baliknya akan dipantulkan oleh salah satu permukaan cermin menuju teleskop kecil tempat pengamat. Jika kecepatan putaran berbeda sedikit saja, cahaya akan menyimpang dan tidak terlihat oleh pengamat. Dari kecepatan yang diperlukan oleh cermin putar dan jarak terhadap cermin diam, laju cahya dapat dihitung. Di tahun 1920-an, michelson memasang cermin putar tersebut di puncak gunung Wilson di Kalifornia Selatan dan cermin diamnya di gunung Baldy (gunung San Antonio) yang berjarak 35 km. Kemudian ia mengukur laju cahaya di dalam ruang hampa dengan menggunakan tabung hampa yang panjang.
gambar A :

Nilai yang diterima saat ini untuk laju cahaya c , diruang hampa adalah c = 2,99792458 x 108 m/s.
Kita bisa membulatkan nilai ini menjadi c = 3 x 108 m/s.
Jika kita tidak membutuhkan hasil dengan ketelitian ekstrim. Di udara, kecepatannya hanya berkurang sedikit sekali.

Alat Pacu Jantung

Penggunaan yang menarik dari rangkaian RC (Resistor Kapasitor) adalah pada pacu jantung elektronik, yang bisa membuat jantung yang berhenti mulai berdetak kembali dengan memberikan rangsangan listrik melalui elektroda yang dipasang didada. Rangsangan dapat diulang dengan kecepatan jantung normal jika diperlukan.

Jantung itu sendiri berisi pacu jantung, yang mengirimkan pulsa listrik kecil dengan kecepatan 60 sampai 80 per menit. Pulsa ini merupakan sinyal yang menyebakan mulainya setiap detak jantung. Dalam beberapa bentuk penyakit jantung, sel-sel pacu jantung gagal berfungsi dengan baik, dan jantung kehilangan detaknya. Orang yang menderita penyakit ini sekarang umumnya menggunakan pacu jantung elektronik. Peralatan ini menghasilkan pulsa tegangan reguler yang memulai dan mengendalikan frekuensi detak jantung. Jenis “kecepatan tetap” menghasilkan sinyal secara kontinu. Jenis “tuntutan” hanya bekerja jika pacu jantung asli gagal. Elektroda dipasang di dalam atau di dekat jantung dan rangkaian biasanya berisi sebuah kapasitor dan sebuah resistor. Muatan pada kapasitor bertambah sampai suatu nilai tertentu dan kemudian melepaskan muatannya. Kemudian pemuatan dimulai lagi. Kecepatan pulsa bergantung pada nilai R dan C. Umumnya, sumber daya berupa baterai yang harus diganti atau dimuati kembali, bergantung pada jenisnya. Beberapa pacu jantung mendapatkan energi dari panas yang dihasilkan oleh elemen radioaktif, energi panas diubah menjadi listrik oleh termokopel.

Penerapan Prinsip Bernoulli

1. Kebocoran pada tangki

dengan :
v = kecepatan semburan air (m/s)
h1 = ketinggian air dari permukaan tanah (m)
h2 = ketinggian lubang dari permukaan tanah (m)
h = h1 - h2
x = jarak mendatar semburan (m)

2. Gaya angkat pesawat
Sayap pesawat menggunakan prinsip kerja Bernoulli. Kecepatan udara di atas pesawat lebih besar dari kecepatan pesawat dibawah sayap sehingga tekanan di bawah sayap lebih besar dari tekanan di atas sayap. Hal ini menyebabkan ada gaya angkat ke atas sehingga pesawat dapat mengudara.

3. Venturimeter
Venturimeter adalah alat yang dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur volume zat cair yang melalui pipa tiap detik. Venturimeter terdiri dari venturimeter tanpa manometer dan venturimeter dengan manometer. Manometer adalah tabung U yang diisi dengan zat cair yang berbeda dengan zat cair yang mengalir melalui vanturimeter.

4. Pipa pitot
Pipa pitot digunakan untuk mengukur kecepatan zat cair di sutu titik pada zat tersebut.

5. Penyemprot parfum dan racun serangga
Semburan udara yang bergerak cepat di atas mulut tabung akan menurunkan tekanan di tempat tersebut sehingga tekanan zat cair dalam tabung akan menekan zat cair keluar melalui tabung dan zat cair tersembur ke udara.

Selasa, 19 April 2011

Ciri-ciri batuan beku, sedimen, dan malihan

Menurut proses terjadinya batuan dapat digolongkan menjadi 3 yaitu, batuan beku, batuan endapan, dan batuan malihan.

1. Batuan Beku
Bstuan beku adalah batuan cair pijar atau magma dari dalam bumi yang membeku. Berdasarkan tempat prosesmembekunya batuan-batuan beku tersebut terdiri atas :
- Batuan dalam, membeku secara perlahan-lahan di dalam
- Batuan korok, membeku di daerah korok
- Batuan leleran, membeku secara tiba-tiba di permukaan bumi

Batuan beku dibedakan berdasarkan sifat kimiawinya yaitu :
- Batuan asam, mengandung banyak asam salisilat merupakan senyawa silikon dan oksida, mengandung kwarsa berwarna keputih-putihan
- Batuan basa, kadar asam salisilatnya rendah banyak mengandung magnesium dan besi, warnanya gelap/hitam

Batuan dalam yang asam disebut granit,

batuan dalam yang basa disebut diabas. Batuan dalam yang kadar asam salisilatnya sedang (batuan menengah) disebut diorit, batuan leleran yang asam disebut liparit, dan batuan leleran yang basa disebut basal. Batuan leleran yang kadar asam salisilatnya sedang disebut andesit.

2. Batuan endapan
Batuan endapan (sedimen)terjadi dari perombakan batua lain atau proses kimia. Batuan endapan dapat mengalami proses pengerasan sehingga terbentuk bahan endapan (sedimen) yang membatu. Proses pengerasan ini dapat terjadi karena adanya zat perekat berupa asam salisilat, kalsium karbonat, atau oksida besi.
Macam-macam batuan endapan adalah sbb :
- Konglomerat, bahan pembentuknya butir-butir kasar
- Rampit, sebutan konglomerat oleh rakyat didaerah pertambangan intan Kalimantan Selatan
- Breksi, butir-butir bahan pembentuk tidak bundar, melainkan bersudut
- Batu pasir, pasir yang telah membatu
- Batu lanau, lanau yang telah membatu
- Batu lempung/serpih, lempung yang telah membatu
- Kapur, sejenis batu gamping yang lunak bahan pembentuk dari cangkang binatang protozoa (globigerina)
- Travertin, batu gamping yang terjadi dari pengendapan secara kimia di dekar mata air panas. Travertin yang terkenal terdapat di Karipan kabupaten Tangerang.

3. Batuan Malihan atau metamorfosis
Batuan yang mengalami perubahan bentuk dan jenis atau mengalami metamorfosis, karena adanya tekanan berat, bertambahnya suhu dan waktu yang cukup lama. Contoh batuan malihan adalah pualam (marmer) yang berasal dari batu gamping yang mengalami proses malihan, sabak atau batu tulis berasal dari serpih, dan grafit berasal dari karbon.

Prinsip Kerja Radio

Dulu, radio sering disebut "si tanpa kabel" karena memakai gelombang tak tampak untuk mengirim berita ke tempat lain. Selain digunakan pada radio, gelombang radio digunakan pula pada remote control. Pada radio kontrol, gelombang radio membawa pulsa penggerak mobil dan pesawat model. Di antariksa juga ada gelombang radio alami yang digunakan oleh astronom untuk meneliti galaksi, supernova dan objek lain yang jauh dari bumi.

Pada rangkaian radio pemancar, variasi yang cepat pada arus listrik menimbulkan gelombang radio yang merambat ke radio penerima. Ketika mengenai antena logam radio, gelombang radio menghasilkan osilasi arus listrik kecil dalam antena. Menyetel radio berarti memilih frekuensi tertentu dari arus tersebut pada rangkaian elektronik, sesuai dengan saluran radio yang dipilih. Sinyal ini diperkuat dan disalurkan ke pengeras suara yang mengubahnya menjadi gelombang suara.

Senin, 18 April 2011

Magnetically Levitated (MagLev)

Dalam superkonduktor tidak terdapat hambatan yang menghalangi aliran muatan listrik. Oleh karena itu, tidak ada energi yang terbuang meskipun arus sangat besar. Elektromagnet yang menggunakan gulungan superkonduktor dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan juga ekonomis. Di Fermilab dekat Chacigo, elekromagnet telah memberikan keuntungan bagi labolatoriumtersebut karena penggunaan listrik yang sebelumnya boros dan mahal menjadi murah dan efisien.
Aplikasi dari elektromagnet superkonduktor adalah penemuan kendaraan maglev atau "magnetically levitated".

Pada gambar diperlihatkan bentu dari kendaraan maglev. Maglev memanfaatkan komponen superkonduktor dan medan magnet. Kendaraan ini akan bergerak sekitar 6 inci atau 15cm di atas rel.

Kapasitansi Kapasitor dan Keyboard

Sepuluh atau lima belas tahun yang lalu, kapasitansi kapasitor sebesar 1 µF adalah hal biasa. Sekarang ada kapasitor yang kapasitansinya 1 F atau 2 F. Secara fisik bentuknya kecil, hanya beberapa centimeter. Contohnya, pada rangkaian power supply di komputer atau VCR yang digunakan untuk mengatur waktu dan penanggalan.Kapasitor digunakan karena dapat mengganti peran baterai bahkan 100000 kali lebih baik sehingga waktu dan tanggal yang tertera tidak akan mengalami kesalahan. Bagaimanakah cara mebuat kapasitor dengan kapasitas yang besar ? Caranya adalah dengan menggunakan bahan karbon yang memiliki daya serap tinggi sehingga akan mengakibatkan luas plat menjadi besar. Sepersepuluh gram karbon memiliki luas area 100 m2. Selanjutnya, terdapat muatan yang besarnya sama, tetapi berlawanan dimana muatan positif berada di plat karbon dan muatan negatif berada di plat sama sulfur dengan jarak sekitar 10^-9 m sehingga besar kapasitansi dari 0,1 gr karbon adalah 0,885 F.
Keyboard pada komputer juga menggunakan konsep kapasitansi kapasitor.

Setiap tombol dihubungkan dengan plat bagian atas kapasitor. Ketika plat bagian atas ditekan, mengakibatkan jarak kapasitor berkurang sehingga akan meningkatkan kapasitansinya. Perubahan kapasitansi ini akan menjadi sinyal listrik sehingga akan terdeteksi oleh rangkaian listrik dalam komputer.

Berupa Apakah Inti Bumi Itu ?

Gelombang transversal dan gelombang longitudinal dihasilkan ketika terjadi getaran gempa Bumi. Gelombang transversal bergerak di dalam kerak Bumi dan disebut sebagai gelombang S. Adapun gelombang longitudinal disebut gelombang P. Kedua gelombang tersebut (gel transversal dan gel longitudinal) dapat bergerak dalam zat padat. Hal inidisebabkan atom atau molekul dalam zat padat bergetar dalam setiap posisi atom atau molekul. Akan tetapi, pada zat cair hanya gelombang longitudinal yang dapat menyebar. Hal ini karena sifat zat cair yang mengalir sehingga zat cair tidak dapat memberikan gaya balik yang dibutuhkan oleh gelombang transversal untuk bergetar. Gelombang transversal akan menghilang ketika zat cair berubah bentuk. Fakta inilah yang digunakan para ahli Geofisika untuk menyimpulkan bahwa inti Bumi adalah berupa cairan. Hal tersebut merupakan kesimpulan dari beberapa percobaan, yaitu ketika dua buah gelombang (longitudinal dan trasversal) dilewatkan pada inti Bumi, hanya gelombang longitudinal yang terdeteksi.

Minggu, 17 April 2011

Mengapa Gelombang Laut Tidak Menyebabkan Banjir pada Daerah Pantai ?

Gelombang laut (ombak) bergerak menuju pantai, satu gelombang disusul oleh gelombang lainnya, siang dan malam terus-menerus. Mengapa daerah pantai tidak banjir ? Seperti yang kita tahu bahwa materi-materi dalam medium tidak ikut merambat bersama gelombang. Karena itulah gelombang laut secara nyata tidak membawa air laut (sebagai medium) untuk merambat bersamanya. Selama gelombang laut merambat ke pantai, walau tampak seolah-olah air laut itu sendiri yang bergerak maju ke pantai, tetapi sesungguhnya tidak. Air laut hanya bergerak naik turun, sehingga air laut tidak menyebabkan banjir pada daerah pantai. Mengapa kadang-kadang kita melihat kertas atau plastik terbawa oleh gelombang laut (ombak) ke tepi pantai ? Gerak mendatar dari kertas atau plastik di sini tidak disebabkan oleh gelombang laut, tetapi oleh tiupan angin yang memberi resultan gaya pada kertas yang berarah mendatar ke tepi pantai.

Mengapa Air di Gunung Lebih Cepat Mendidih Dibandingakn di Pantai?

Hal ini dipengaruhi oleh tekanan udara. Titik didih air 1000C adalah pada tekanan 1 atm. Tekanan udara didaratan rendah lebih tinggidibanding tekanan udara di pegunungan.
Tekanan udara dipengaruhi oleh kerapatan udara juga. Jika tekanan udara besar maka kerapatan udara menjadi besar pula. Jadi air akan cepat mendidih di daerah pegunungan daripada di pantai dikarenakan titik didih di pengunungan < 1000C.

Komet Halley

Komet Halley adalah suatu komet yang terlihat dari bumi setiap 75-76 tahun, Komet ini ditemukan oleh Edmund Halley. Komet ini merupakan komet paling terkenal di antara komet-komet periodik lainnya. Walaupun pada setiap abad banyak komet berperiode panjang yang muncul dengan lebih terang dan dahsyat, Halley adalah satu-satunya komet dengan periode pendek yang tampak dengan mata telanjang, dan karenanya merupakan komet yang tampak dengan mata telanjang yang pasti kembali dalam rentang umur manusia. Komet Halley terakhir muncul di tata surya pada tahun 1986, dan akan muncul kembali pada pertengahan 2061.

Mengapa Astronot Mengapung di Pesawat Luar Angkasa ?

Pecepatan gravitasi bumi berbanding terbalik dengan jarak benda terhadap pusat massa bumi sehingga semakin jauh suatu benda terhadap bumi maka percepatan gravitasinya semakin kecil. Oleh karena itu, astronot akan mengapung jika berada di pesawat luar angkasa.

Mengapa Lampu Neon Lebih Terang dan Lebih Hemat dari Lampu Bohlam ?

Jika lampu bohlan dan lampu neon dengan daya yang sama menyala maka lampu neon akan menyala lebih terang dari lampu bohlam. Hal ini karena bohlan memakai daya listrik lebih besar dibandingkan neon karena cara kerja bohlam adalah memanaskan filament di dalam bohlam sampai berpijar dan menghasilkan cahaya. Sehingga energi yang dipancarkan kembali oleh bohlam selain energi cahaya, juga berupa energi panas yang sebenarnya tidak diperlukan. Hal inilah yang menyebabkan bohlam menjadi boros energi. Sedangkan lampu neon bekerja dengan cara memancarkan elektron ke dalam tabung yang menyebabkan atom-atom media gas di dalam tabung berpendar dan melepaskan energi cahaya. Lampu neon lebih hemat energi karena tidak terjadi hubungan langsung antara kutub positif dan negatif untuk membuat filament berpijar dan menghasilkan cahaya, tidak seperti yang terjadi pada cara kerja lampu bohlam. Cahaya yang dihasilkan oleh lampu neon juga lebih terag dibandingkan dengan cahaya lampu pijar.

Roket

Pada awal perkembangannya, roket digerakkan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke bawah dan mendorong roket ke atas. Berdasarkan prinsip hukum kekekalan momentum, gerak roket terjadi karena roket memperoleh momentum dengan arah yang berlawanan terhadap arah semburan gas.

Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.

Mengapa Es Terapung di Dalam Air ?

Kerapatan es sekitar 0,92 gr/ml dan kerapatan air sekitar 1,00 gr/ml pada 0 derajat C. Ini berarti es lebih ringan dibandingkan dengan air sehingga es akan terapung jika berada dalam air.

Mengapa Kita Terpeleset di Lantai Licin ?

Jika kita berjalan di atas lantai kasar, akan ada gaya gesek antara permukaan lantai dengan kaki sehingga kita bisa berjalan tanpa terpeleset. jika lantai licin gaya gesek akan sangat kecil sekali atau hampir tidak ada. oleh karena itulah, di lantai kita jadi gampang terpeleset.