Rumus Fisika Cermin Dan Pembiasan

CERMIN DAN PEMBIASAN

Sejalan dengan namanya, cermin datar adalah cermin yang berbentuk rata (tidak lengkung). Cermin datar banyak digunakan untuk berhias maupun dijadikan komponen alat-alat tertentu seperti periskop dan peralatan yang lainnya. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah maya, tegak, dan sama besar.

Bayangan yang dibentuk oleh 2 cermin datar dengan sudut lancip
Jika sobat punya dua cermin datar yang membentuk sudut lancip (θ) maka jumlah bayangan benda (n) yang dibentuk oleh cermin tersebut dapat dicari dengan rumus berikut

dengan ketentuan jika

360/A = GENAP, maka m = 1
360/A = GANJIL, maka m = 0

Contoh Soal Cermin Datar 1
Sobat punya dua cermin datar yang membentuk sudut 60º dan meletakkan korek api di muka cermin tersebut, berpakah bayangan korek api yang terbentuk dari cermin datarbtersebut?

n = 360º/60º – 1 (m bernilai 1 karena 360/60 hasilnya genap)
n = 3 buah bayangan

Sobat hitung mungkin sering menjumpai soal cermin datar seperti ini, Jika si A tingginya x cm, maka berapa tinggi cermin datar minimal agar si A bisa melihat seluruh tubuhnya di cermin datar tersebut? untuk mencari tinggi cermin datar nya menggunakan rumus

Tinggi Cermin Datar = 1/2 x Tinggi Benda

contoh soal cermin datar 2
Tinggi Mahmud 178 cm, berapa tinggi cermin yang dibutuhkan agar ia bisa
melihat seluruh tubuhnya di dalam cermin?
jawab : Tinggi Cermin Datar = 1/2 x 178 = 69 cm

Kalau cermin datar bentuk permukaannya datar, Cermin cekung bentuknya lengkung teratur ke dalam. Cermin cekung mempunyai fokus positif.

Sifat Cermin Cekung
Sifat bayangan yang dibentuk oleh  cermin cekung tergantung dari posisi bendanya. Bagaimana menentukan sifat bayangan benda di cermin cekung? Berikut rangkuman singkatnya

1. Jumlah ruang letak benda dan letak bayangan selalu = 5
2. Jika ruang bayangan > ruang benda maka sifat bayangannya diperbesar.
3. Jika ruang bayangan < ruang benda maka sifat bayangannya diperkecil
4. Hanya bayangan di ruang 4 yang bersifat maya dan tegak selebihnya bersifat nyata dan terbalik

Sifat Cahaya (sinar) yg dipantulkan Cermin Cekung

1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui fokus

2. Sinar datang yang melewati fokus akan dipantulkann sejajar dengan sumbu utama.

3. Sinar datang yang melalui titik lengkung (R) akan dipantulkan kembali ke arah yang sama.

Rumus Cermin Cekung
Cermin Cekung berfokus positif. Jika sobat mempunyai benda dengan jarak S dari cermin maka untuk mencari jarak bayangannya menggunakan rumus

f = fokus cermin
s = jarak benda dari cermin
s’ = jarak bayangan

sedangkan perbesaran bayangannya menggunakan rumus

s = jarak benda dari cermin
s’ = jarak bayangan
h’ = tinggi bayangan
h = tinggi benda

Manfaat Cermin Cekung di Kehidupan Sehari-hari
Pemanfaatan cermin cekung cukup banyak diantaranya

• Digunakan sebagai pemantul pada lampu mobil atau berbagai lampu sorot yang lain
• pemntul pada lampu senter
• Sebagai antena parabola penerima sinyal radio
• Sebagai pengumpul sinar matahari pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Contoh Soal Cermin Cekung

1. Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm,
jika benda berada pada jarak 3 cm, tentukan

• jarak Bayangan (S’)
• perbesaran
• Tinggi Bayangan (h’)
• sifat bayangan

jawab :

• Jarak Bayangan
  1/f = 1/s +1/s’
  1/2 = 1/3 + 1/s’
  1/s’ = 1/2-1/3
  1/s’ = 3/6-2/6
  1/s’ = 1/6
  s’ = 6 cm
• Perbesaran
  M = S’/s = 6/3 = 2 kali
• Tinggi Bayangan
  M = h’/h
  2 = h’/1|
  h’ = 2 cm
• sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar

Cermin cembung bentuknya cembung atau lengkung ke luar. Kalau sobat hitung punya perut buncit mirip dengan itu  . Kalau sobat lihat kaca spion motor atau mobil, itulah contoh cermin cembung. Cermin cembung fokusnya bernilai negatif. Jadi dalam perhitungan matematisnya nanti f selalu bernilai
negatif. Sifat bayang yang dibentuk cermin cembung selalu maya, tegak, dan diperbesar.

Sifat Sinar yang dipantulkan cermin cembung
1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari fokus

2. Sinar datang yang menuju R akan dipantulkan kembali dari R

3. Sinar datang yang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama

Rumus Cermin Cembung
Rumus atau persamaan cermin cembung mirip seperti cermin cekung hanya saja nilai fokusnya (F) negatif. Untuk rumus perbesaran cermin cembung sama seperti cermin cekung.

Contoh Soal Cermin Cembung
Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung yang berfokus 6 cm. Letak bayangan yang terbentuk adalah …
s= 4 cm
f= 6 cm

Jawab:
1/f = 1/So + 1/S’
-1/6 =1/4+1/s’
-1/s’ = 1/6 + 1/4
-1/s’ =2/12 + 3/12
-1/s’= 5/12
s’ = 12/5 = -2,4 cm

Sifat bayangan Tegak, Maya, dan Diperkecil

Pembiasan cahaya pada lensa

Letak bayangan benda akibat proses refraksi pada lensa

Perhitungan letak bayangan pada lensa dan cermin akan mengikuti:
di mana : 1/S1 + 1/S2 = 1/f
S₁ adalah jarak objek/benda dari lensa/cermin
S₂ adalah jarak bayangan benda dari lensa/cermin
f adalah jarak fokus = R/2.
Rumus perhitungan untuk perbesaran bayangan, M:
M = – S2/S1 = f/f-S1 ; di mana tanda negatif menyatakan objek yang terbalik (objek yang berdiri tegak memakai tanda positif).
Hukum Snellius juga disebut Hukum pembiasan atau Hukum sinus dikemukakan oleh Willebrord Snellius pada tahun 1621 sebagai rasio yang terjadi akibat prinsip Fermat. Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan heuristic momentum conservation in terms of sines dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta.
Pembiasan Cahaya Pada Lensa
Apabila lensa tebal hanya memiliki sebuah permukaan, maka lensa tipis mempunyai dua buah permukaan dan tebal lensa dianggap nol. Lensa tipis merupakan benda tembus cahaya yang terdiri dari dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar.
Lensa cembung (lensa positif)
Tiga sinar istimewa pada lensa Cembung

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1
2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama
3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

Lensa cekung (lensa negatif)
Tiga sinar istimewa pada lensa cekung

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif F1
2. Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama
3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

Rumus Lensa Tipis
1/f = 1/So + 1/Si
M = Si / So
P = 1 / f
Keterangan:
So = jarak benda (m)
Si = jarak bayangan (m)
f = jarak fokus (m)
M = Perbesaran linier bayangan
P = Kuat lensa (dioptri)
Rumus-rumus di atas dipergunakan dengan perjanjian sebagai berikut.
1). Jarak fokus lensa bernilai:
a). positif untuk lensa cembung, karena lensa cembung bersifat mengumpulkan cahaya.
b). negatif untuk lensa cekung. karena lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya.
2). Untuk benda dan bayangan nyata, nilai So, Si, ho dan hi bernilai positif.
3). Untuk benda dan bayangan maya, nilai So, Si, ho dan hi bernilai negatif.
4). Untuk perbesaran bayangan maya dan tegak, nilai M positif
5). Untuk perbesaran bayangan nyata dan terbalik, nilai M negatif.
Persamaan Lensa Tipis
Keterangan:
f = jarak fokus (m)
n1 = indeks bias medium disekitar lensa
n2 = indeks bias lensa
R1 = jari-jari kelengkungan permukaan 1
R2 = jari-jari kelengkungan permukaan 2
R1 dan R2 bertanda positif jika cembung
R1 dan R2 bertanda negatif jika cekung
Pembiasan cahaya pada prisma dan kaca plan paralel
a. kaca plan paralel
Kaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar







Persamaan pergeseran sinar pada balok kaca :



Keterangan :
d = tebal balok kaca, (cm)
i = sudut datang, (°)
r = sudut bias, (°)
t = pergeseran cahaya, (cm)
b. Prisma
Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.









Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma,




β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
r1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prisma
i2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udara
Secara otomatis persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besarnya i2 bila besar sudut pembias prisma diketahui….
Persamaan sudut deviasi prisma :



Keterangan :
D = sudut deviasi ; i1 = sudut datang pada bidang batas pertama ; r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma ; β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang







pertama i1 :
dalam grafik terlihat devisiasi minimum terjadi saat i1 = r2



Persamaan deviasi minimum :
a.  Bila sudut pembias lebih dari 15°



Keterangan :
n1 = indeks bias medium ; n2 = indeks bias prisma ; Dm = deviasi minimum ; β = sudut pembias prisma
b.  Bila sudut pembias kurang dari 15°



Keterangan
δ = deviasi minimum untuk b = 15° ; n2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium ; β = sudut pembias prisma
c. Pembiasan pada bidang lengkung



Keterangan :
n1 = indeks bias medium di sekitar permukaan lengkung ; n2 = indeks bias permukaan lengkung
s = jarak benda ; s’ = jarak bayangan
R = jari-jari kelengkungan permukaan lengkung
Seperti pada pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga ada perjanjian tanda berkaitan dengan persamaan-persamaan pada permukaan lengkung seperti dijelaskan dalam tabel berikut ini :






Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contoh berikut ini :
Seekor ikan berada di dalam akuarium berbentuk bola dengan jari-jari 30 cm. Posisi ikan itu 20 cm dari dinding akuarium dan diamati oleh seseorang dari luar akuarium pada jarak 45 cm dari dinding akuarium. Bila indeks bias air akuarium 4/3 tentukanlah jarak orang terhadap ikan menurut
a) orang itu ; b) menurut ikan








a. Menurut orang (Orang melihat ikan, berarti Sinar datang dari ikan ke mata orang)
Diketahui :
n1 = nair = 4/3 ; n2 = nu = 1
s = 20 cm ; R = -30 ; (R bertanda negatif karena sinar datang dari ikan menembus permukaan cekung akuarium ke mata orang)
Ditanya : s’








Jawab :
Jadi, jarak bayangan ikan atau jarak ikan ke dinding akuarium menurut orang hanya 18 cm (bukan 20 cm!). Tanda negatif pada jarak s’ menyatakan bahwa bayangan ikan yang dilihat orang bersifat maya. Sedangkan jarak orang ke ikan menurut orang adalah 45 cm ditambah 18 cm, yaitu 63 cm (bukan 65 cm!).
b. Menurut Ikan (Ikan melihat orang, berarti Sinar datang dari orang ke mata ikan)
Diketahui :
n1 = nu = 1 ; n2 = nair = 4/3
s = 45 cm ; R = +30 (R bertanda positif karena sinar datang dari orang menembus permukaan cekung akuarium ke mata ikan)
Ditanya : s’








Jawab :
Jadi, jarak bayangan orang atau jarak orang ke dinding akuarium menurut ikan bukan 45 cm melainkan 120 cm. Tanda minus pada jarak bayangan menyatakan bahwa bayangan bersifat maya. Jarak orang ke ikan menurut ikan sama dengan 20 cm ditambah 120 cm, yakni 140 cm. Disebabkan jarak benda dengan bayangan yang dibentuk berbeda maka bayangan juga mengalami perbesaran (M) sebesar :

Rumus Fisika Bunyi

BUNYI

A. Pengertian Dan Arti Definisi Bunyi 

Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.

Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang.

B. Kecepatan Bunyi / Cepat Rambat Bunyi Di Udara

Pada suhu udara 15 derajat selsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter per detik. Rumus cepat rambat bunyi adalah v = S/t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara makan cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak.

Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

1. Bunyi adalah Gelombang Longitudinal

Bagaimana bunyi-bunyian dapat sampai ke telinga kita, sehingga bunyi dapat kita dengarkan ?
untuk menyelidikinya coba kamu lakukan kembali unjuk kerja 4.1 memukul garpu tala, sehingga
timbul bunyi.
Bunyi garpu tala menuju telinga dihantarkan oleh partikel-partikel udara. Pada waktu bunyi
keluar dari garpu tala, langsung menumbuk molekul-molekul udara. Molekul-molekul udara
menumbuk udara di sebelahnya yang mengakibatkan terjadi rapatan dan regangan demikian
seterusnya sampai ketelinga.
Molekul-molekul udara tidak pindah, tetapi hanya merapat dan meregang. Bunyi sampai telinga
merambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari rapatan dan regangan adalah
gelombang longitudinal. Jadi, bunyi merambat berupa gelombang longitudinal.

2. Gelombang bunyi merambat memerlukan medium

Gelombang bunyi dapat didengar apabila ada zat antara atau medium untuk merambat sampai ke
telinga kita. Medium apa sajakah yang dapat dilalui bunyi ? setiap hari, kita selalu bercakap-
cakap. Ketika hujan, kita sering mendengar suara petir. Pada saat di jalan raya sering kita dengar 
suara klakson mobil. Hal ini menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui udara
Dengan membentangkan kawat yang diikat pada dua kaleng bekas, kamu dapat membuat
telepon mainan. Seorang dari temanmu berbicara pada satu ujung dan suaranya dapat kamu
dengar diunjung lainnya. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat padat.
Bagaimana untuk membuktikan bunyi merambat melalui zat cair ? Ketika di kolam renang,
suruh temanmu menyelam lalu ketuk-ketuk dinding kolam renang. Dapatkah temanmu
mendengar bunyi ketukan itu ?

3. Bagaimanakah Bunyi dapat terdengar ?

Bagaimana bunyi dapat didengar ? dari pembahasan di atas sumber bunyi ditimbulkan oleh
benda-benda yang bergetar. Sehingga syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang
bergetar. Astronaut yang berada di bulan apakah bisa bercakap-cakap langsung dengan temannya
? tentunya percakapannya dilakukan dengan menggunakan bahasa isyarat. Karena mereka tidak 
bisa mendengar. Hal itu disebabkan di bulan hanya udara (tidak ada medium perantara).
Sehingga kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi.
Masih ada satu syarat lagi agar bunyi dapat didengar, yaitu ada pendengar atau penerima.
Dengan demikian syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah :
a)Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)
b)Ada medium yang merambatkan bunyi
c)Ada penerima (pendengar)

4. Kecepatan Merambat Bunyi

Coba kamu amati ketika terjadi hujan badai. Bersamaankah terjadinya kilat dan guntur ? tentu
tidak. Mengapa ?
Sebenarnya kilat dan guntur terjadi dalam selang waktu bersamaan, namun mengapa kita dapat
melihat kilat lebih dahulu, lalu baru mendengar guntur ?
Kilat adalah gelombang cahaya, sedangkan guntur adalah gelombang bunyi. Kecepatan
merambatnya tidak sama. Cahaya menrambat lebih cepat daripada bunyi. Oleh karena itu kamu
akan menyaksikan kilat terjadinya lebih dahulu, kemudian disusul bunyi guntur.
Semakin jauh pusat terjadinya kilat, semakin lama selang waktu antara kilat dan guntur. Jelaslah
bahwa bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ke
tempat lainnya. jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon disebut Cepat Rambat
Bunyi. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t, cepat rambat bunyi v
dapat dirumuskan :

V= s/t

V= cepat rambat bunyi (m/s)                               s = Jarak tempuh bunyi (m)
t= waktu yang diperlukan (s)

Dimana : V = cepat rambat bunyi (m/s)
T = Periode (s)
λ = Panjang gelombang (m)
f= frekuensi gelombang (Hz)

Contoh soal :

1.Pada suatu saat terlihat kilat dan 20 sekon kemudian baru terdengar gunturnya. Jika cepat
rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. berapa jarak asal suara dengan pengamat ?
Diketahui :V=340 m/s
                 t=20 sekon
Ditanyakan :S= …….?
Jawab S  =V . t
               = 340 m/s . 20 s
               = 6.800 m
            S= 6,8 km

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat
padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.
Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gaya
kohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu bagian dari medium yang bergetar 
akan menyebabkan bagian lain ikut bergetar secara cepat.
Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepat
getaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakin
cepat.

C. Resonansi

Tahukah kamu mengapa kentongan (kayu berongga) menghasilkan bunyi yang lebih nyaring
(keras) daripada kayu yang tidak berongga ketika dipukul? Bunyi yang dihasilkan akan lebih
keras lagi jika volume rongga diperbesar. Gejala seperti ini juga terjadi pada alat-alat musik 
seperti gitar, seruling, dan gendang. Mengapa gejala seperti itu terjadi?
Pada pembahasan tentang gelombang telah diketahui bahwa bunyi merupakan getaran yang
merambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Getaran tersebut mempengaruhi medium di
sekitarnya. Artinya medium yang dilalui bunyi ikut bergetar. Salah satu akibat pengaruh getaran
terhadap medium di sekitarnya (udara) adalah timbulnya bunyi yang semakin keras. Gejala
seperti ini dinamakan resonansi.


Kerugian akibar Resonansi 


Resonansi sangat menguntungkan karena dapat memperkuat bunyi aslinya. Dengan demikian,
alat-alat musik dapat dibuat dengan memanfaatkan efek resonansi. Namun, di balik itu dapat
terjadi beberapa kerugian, antara lain sebagai berikut:

1.Bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak terkena langsung pecahan
   bom.
2.Amplitudo resonansi yang besar yang dihasilkan dari sumber getar, misalnya getaran mesin
   pabrik dan kereta api, dapat meruntuhkan bangunan.
3.Sepasukan prajurit tidak boleh melintasi jembatan dengan cara berbaris dengan langkah yang
   bersamaan sebab amplitudo resonansi yang ditimbulkannya menjadi bertambah besar
   sehingga dapat meruntuhkan jembatan.
   Salah satu contoh kerugian akibat resonansi adalah kejadian yang menimpa jembatan gantung
   Selat Tacoma di Washington, Amerika Serikat. Pada tanggal 1 Juli 1940 hanya empat bulan
   setelah peresmian, jembatan itu ditiup angin sehingga menimbulkan getaran. Karena getaran
   menimbulkan resonansi pada jembatan, akhirnya jembatan bergoyang dan patah.



MANFAAT BUNYI PANTUL


a. mengukur kedalaman laut 
b. Mengukur panjang lorong goa 

Gaung dan gema

Apabila kita sedang berada di dalam gedung yang cukup luas sambil berteriak, sering suara kita
diulang. Pernahkah kamu mendengarkan suara pengulangan seperti itu? Siapakah yang
menirukan suara itu? Hal itu terjadi karena pada saat suaramu membentur dinding, maka suara
tersebut akan dipantulkan menuju telingamu kembali.
Pemantulan bunyi semacam itu dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaung dan gema. Bagaimana
cara membedakannya?

a.Gaung

Jika kita mengucapkan suatu kata dengan keras dalam suatu ruangan gedung yang luas (aula),
kita akan mendengarkan kata tersebut kurang jelas terdengar. Hal ini disebabkan sebagian bunyi
pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli. Bunyi seperti inilah yang disebut gaung atau
kerdam.
Misalkan kita mengucapkan kata “matahari.”
Bunyi asli : Ma- ta- ha - ri
Bunyi pantul: Ma-ta- ha- ri
Terdengar : Ma-ri
Suku kata yang jelas kita dengar adalah suku kata pertama (ma) dan suku kata terakhir (ri),
sedangkan suku kata di antaranya terdengar kabur.
Bagaimana cara menghindari terjadinya gaung? Untuk menghindari terjadinya gaung, pada
dinding ruangan yang besar harus dilengkapi peredam suara. Peredam suara terbuat dari bahan 

karet busa, karton tebal, karpet, dan bahan-bahan lain yang bersifat lunak. Biasanya bahan-bahan
tersebut sering kita jumpai di gedung bioskop, studio TV atau radio, aula, studio rekaman, dsb

Rumus Fisika Getaran dan Gelombang

GETARAN DAN GELOMBANG

Periode dan Frekuensi Getaran

Periode Getaran

Dengan ketentuan:

•  = Periode (sekon)
•  = Waktu (sekon)
•  = Jumlah getaran

Frekuensi Getaran

Dengan ketentuan:

•  = Frekuensi (Hz)
•  = Jumlah getaran
•  = Waktu (sekon)

Periode Getaran

Dengan ketentuan:

•  = periode getaran (sekon)
•  = frekuensi(Hz)

Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Besar periode berbanding terbalik dengan frekuensi.

• 

• 

Dengan ketentuan:

•  = periode (sekon)
•  = frekuensi (Hz)

Gelombang

Gelombang berjalan

Persamaan gelombang:

Keterangan:

• A: amplitudo (m)
• f: frekuensi (Hz)
• : panjang gelombang (m)

Rumus Fisika Pesawat Sederhana

PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan.  Ada berbagai jenis pesawat sederhana antara lain bidang miring, tuas, dan katrol. di dalam pembahasan pesawat sederhana ini....kalian akan sering bertemu dengan istilah keuntungan mekanis (KM). keuntungan mekanis merupakan efek dari penggunaan pesawat sederhana yang menyebabkan gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban sama dengan berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.

keterangan :
F  atau  K  = gaya/kuasa yang kita keluarkan (N)
W              = berat benda yang kita angkat (N)
KM           = keuntungan mekanis ---> akan dihabas lebih jauh nanti....
m               = massa benda (kg)
g                = percepatan grafitasi = 10 m/s² atau 9,8 m/s²

Jadi semakin besar KM maka gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban semakin kecil.  

Hmmm... mengapa bisa demikian?

Hal ini berkaitan dengan usaha/kerja yang kita lakukan. Sebenarnya, pesawat sederhanatidak mengurangi total usaha/kerja yang kita keluarkan untuk mengangkat beban. walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. ingat :

Keterangan :
W   = usaha ( J )
F    = gaya ( N )
s     = jarak tempuh ( m )

Dengan kata lain, walaupun usaha yang kita keluarkan sama peningkatan jarak akanmengurangi gaya yang dibutuhkan.


Penting... lambang berat benda ( w ) hampir sama dengan usaha ( W ) lambang berat dengan huruf kecil dan usaha dengan huruf besar....

1. Bidang Miring

bidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu.

Keterangan :
KM =  keuntungan mekanis
F     = gaya dorong (N)

s      = panjang bidang miring (m)

h     = ketinggian (m)

w    = berat beban (N)

Misalnya....

Massa kotak adalah 80 kg, dipindahkan dari atas tanah ke suatu tempat dengan ketinggian 1,5 m. Berapakah usaha dan gaya yang kita keluarkan bila :

a. kita angkat langsung ke atas !
b. melalui bidang miring sepanjang 4,5 m !

Diketahui :
m  = 80 kg
g   = 10 m/s²
h   = 1,5 m
s   = 4,5 m

a. mula2 kita cari berat benda dulu.... karena kita mengangkat benda secara langsung makagaya ( F ) yang kita lakukan = berat benda ( w ) sedangkan jarak tempuhnya ( s ) =ketinggian ( h ) maka rumus usaha berubah lambang, semula W = F.s menjadi W = w.h

b. Jika benda kita dorong melalui bidang miring.....

 Usaha yang kita keluarkan sama namun dengan bidang miring gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil karena lintasannya kita ubah dari ketinggian 1,5 m menjadi 4,5 m dalam bidang miring....

Prinsip bidang miring juga diterapkan pada berbagai macam alat buatan manusia seperti baji, kapak, tatah, pisau, obeng, paku, sekrup....juga jalan yang berkelok-kelok di pegunungan.

2. Tuas

Sistem kerja tuas terdiri atas tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu, dan kuasa. Tuas dapat dibedakan menjadi 3 jenis. Pembagian ini berdasarkan pada letak titik gaya, titik beban, titik tumpu.

a. Tuas Jenis Pertama

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik tumpunya terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis I :

Gunting, catut, tang, pemotong kuku, linggis dll

b. Tuas Jenis Kedua

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik beban terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titik tumpunya.

contoh alat dengan tuas jenis II :

pembuka botol, gerobak beroda satu, pemotong kertas, pelubang kertas dll.

c. Tuas Jenis Ketiga

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik gaya terletak di antara titik tumpu dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis III :

pinset, pancing, sekop dll

 di bawah ini merupakan gambar benda2 yang menggunakan prinsip tuas :

keterangan :

a. tuas jenis pertama

b. tuas jenis kedua

c. tuas jenis ketiga

Rumus-rumus dalam tuas :

 





keterangan : 

F      = gaya yang dikerjakan pada tuas (N)

W    = beban tuas (N)

Lb    = lengan beban, adalah jarak antara titik tumpu 
            dengan dengan beban (m)

Lk    = lengan kuasa, adalah jarak antara titik tumpu 
           dengan kuasa/gaya yang dikerjakan  (m)

KM  = keuntungan mekanis

3. Katrol

Katrol adalah roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol sangat baik digunakan untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal (katrol majemuk berganda).

a. Katrol Tunggal Tetap

katrol tunggal tetap terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya tidak berubah-ubah (tetap).

Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1

Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban tersebut.

maka,

F = w

contoh : katrol yang digunakan untuk menimba air.

Trus...klo gaya yang kita keluarkan besarnya sama aja dengan berat bebannya, untuk apa dong fungsi katrol tunggal ini?

Hmm.. katrol jenis ini memang tidak mengurangi besar gaya yang kita keluarkan, namun dapat merubah arah gaya.  Bila kita menarik suatu beban dari atas ke bawah tanpa katrol maka kita harus mengeluarkan gaya dengan arah tersebut yaitu dari atas ke bawah sehingga kita kesulitan memanfaatkan berat tubuh kita. sedangkan bila menggunakan katrol (seperti yang terlihat pada gambar di atas...) gaya yang kita keluarkan justru berarah dari atas ke bawah. Hal ini menyebabkan kita dapat memanfatkan berat tubuh kita untuk mengankat beban tersebut jadi tangan kita tidak cepat lelah.

b.  Katrol Tunggal Bergerak

katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya dapat berubah-ubah (tetap)

Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal bergerak = 2

maka,

F = 1/2.w

Keuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dari berat beban yang kita angkat ( F = w/KM).

c. Takal (Katrol majemuk/berganda)

Takal / Katrol majemuk atau berganda adalah katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep dan satu atau lebih katrol bergerak... katrol ini biasanya digunakan untuk mengankat beban yang sangant berat.

Keuntungan mekanis (KM) takal = Jumlah katrol

F = W/jumlah katrol

Rumus Fisika Usaha Dan Energi

USAHA DAN ENERGI

USAHA

Keterangan:

• W = usaha (newton meter atau Joule)
• F = gaya (newton)
• S = jarak (meter)

Usaha yang dilakukan oleh pegas:

Keterangan:

• W = usaha (newton meter atau Joule)
• k = konstanta pegas (Newton/m²)
• x = pertambahan panjang pegas (meter)

ENERGI

Energi mekanik adalah jumlah dari energi potensial dan energi kinetik.

Energi potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memiliki ketinggian tertentu dari tanah. Energi potensial ada karena adanya gravitasi bumi. Dapat dirumuskan sebagai:

Keterangan:

• E_p: Energi potensial (J)
• m: massa benda (kg)
• g: percepatan gravitasi (m/s²)
• h: tinggi benda dari permukaan tanah (meter)

Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya.

Keterangan:

• E_k: Energi kinetik (J)
• m : massa benda (kg)
• v : kecepatan benda (m/s)