AhmadDahlan.NET – Berikut ini beberapa contoh kasus Dinamika dengan Solusi menggunakan Hukum Newton tentang gerak.
1. Hukum I Newton
a. Kasus Benda Diam di Atas Meja Datar
Sebuah benda diam di atas sebuah meja saat diberi gaya sebesar 2 N. Jika massa benda adalah 10 Kg, berapa gaya gesek statis benda tersebut?
Gambar benda di atas meja
Solusi :
Karena benda dalam keadaan dia setelah diberi gaya sebesar 2 N, maka solusinya hukum Newton I.
ΣF=0 F – fgs = 0 fgs = F fgs = 2 N
b. Kasus Benda Diam di Atas Bidang Miring
Sebuah balok bermassa m dalam keadaan diam di atas sebuah bidang miring dengan sudut θ. Berapakah Gaya gesek yang statis yang bergerak pada benda?
Solusi :
Langkah pertama adalah skestalah kondisi yang disebutkan dalam soal
Selanjutnya buatlah sumbu koordinat sesuai dengan arah gerak dari sistem sehingga sumbu x searah dengan bidang dan sumbu y tegak lurus budang
Selanjunya proyeksikan gaya-gaya yang ada sesuai dengan arah gerak dari benda yakni di sumbu y dan sumbu x. Seperti pada gambar di bawah ini.
Pisahkan gaya-gaya yang bekerja berdasarkan sumbu-nya masing-masing. Kita pisahkan arah Sumbu X yang searah dengan papan dan sumbu y yang tegak lurus dengan papan.
Sumbu Y :
ΣFy=0 N – wy = 0 N – mg cos θ = 0 N = mg cos θ
Sumbu X :
ΣFx=0 wx – fgs = 0 fgs = wx fgs = mg sin θ
Kasus Khusus
Pada kasus besar sudut θ tepat saat benda tepat bergerak, maka kondisi ini dapat digunakan untuk menghitung koefisien gesek statis bisa ditentunkan dengan menghitung persamaan di sumbu x
ΣFx=0 wx – fgs = 0 wx – Nμs= 0 mg sin θ – mg cos θ μs= 0 μs = sin θ / cos θ μs = tan θ
AhmadDahlan.NET – Hai sobat, buat kalian yang sedang membaca tulisan ini yang mungkin secara tidak sengaja masuk ke website saya karena ketemu di hasil pencarian di Google, saya ucapkan selama datang dan bergabung di lingkungan birokrasi Indonesia sebagai Aparatur Sipil Negara jalur PNS.
Karena anda sedang mencari contoh laporan aktualisasi CPNS, artinya bapak/ibu sudah berada di penghujung Latsar dan sudah 80% CPNS seutuhnya. Laporan Aktualisasi CPNS tahun ini sedikit berbeda dari tahun-tahun sebelumnnya, dimana laporan disusun berbentuk majalah kreatif dan tidak berbentuk laporan formal.
Tidak perlu berpanjang lebar, berikut ini contoh laporan Aktualisasi yang saya buat dengan judul BIT Pro-AKSI atau Pembuatan Website Program Studi Pendidika Fisika. Akronim dalam laporan bersifat wajib sebagai judul agar menarik dan lebih kreatif, soalnya ASN jaman now itu memang dituntut keatif dalam melaksanakan tugas namun tetap berpegang teguh pada peraturan yang berlaku.
Oh iya, Laporan ini saya buat menggunakan Software Powerpoint, buat kalian yang ingin meminta Templetnya silahkan hubungi saya. Saya bagikan secara gratis kok, hitung-hitung sebagai implementasi nilai-nilai ANEKA yani rela berkorban.
Tips Membuat Rancangan Aktualisasi CPNS
Aktualisasi CPNS dilaksanakan dalam kurung waktu 4 sampai 5 minggu selama masa habituasi setelah program internalisasi CPNS selama kurang lebih 3 pekan, jadi buatlah kegiatan sederhana yang bisa dilaksanakan paling lama 4 minggu agar waktu cadangan jika saja selama masa aktualisasi terdapat pekan padat di instansi masing-masing atau malah bertetapan dengan libur nasional.
Aktualisasi yang dilakukan harus menginternalisasi nilai-nilai ANEKA yang tidak lain adalah akronim dari Akuntabilitas, Nasionalisme, Etika Publik, Komitmen Mutu dan Anti Korupsi.
Program disusun dengan memperhatikan peran dan kedudukan ASN yakni Pelayan Publik, Whole of Goverment, dan Manajemen Mutu.
Program yang diajukan boleh sederhana selama mencakup paling sedikit 4 kegiatan dan setiap kegiatan disusun paling sedikit 3 tahapan.
Dokumentasi nyata selama kegiatan, karena selain isi kegiatan, anda juga akan diminta untuk menyertakan bukti dari setiap tahapan yang dilaksanakan baik dalam bentuk cuplikan percakapan, nota kesepahaman, catatan rapat, dokument resmi, surat keputusan, foto-foto, sampai dokumentasi video.
Pada bagian akhir anda akan diminta membuat Video berdurasi 5 sampai 10 menit yang berisi ringkasan kegiatan yang bapak/ibu lakukan mulai dari awal kegiatan sampai kegiatan tersebut selesai dilaksanakan.
Contoh-contoh judul Laporan Aktualisasi
Pembuatan Website
Pembuatan SOP penerimaan tamu dalam masa pandemik
Pembuatan poster informasi kesehatan/petunjuk/ajakan/
Pembuatan event yang berkaitan dengan instansi seperti penyuluhan, pelatihan, pengajaran dan sejenisnya.
AhmadDahlan.NET – Pada hukum I Termodinamika menjelaskan bahwa energi bersifat kekal dan tidak bisa diciptakan dan tidak dimusnahkan hanya bisa dikonversi ke dalam bentuk lain. Misalnya saja energi listrik yang dialirkan pada kipas angin diubah menjadi energi mekanik atau pada kendaraan bermotor dimana energi ikat kimia dari bahan bakar diubah menjadi energi panas yang selanjutnya menekan piston yang memutar roda-roda gigi agar motor bisa bergerak. Dari semua perubahan itu selalu menghasilkan panas seperti pada mesin motor dan kumparan yang ada pada kipas angin.
Bentuk hukum II Termodinamika
Hukum-Hukum yang menjelaskan tentang fenomena tentang energi dikaji dalam kajian Termodinamika, meninaju panas yang mengalir atau berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Pada kenyataannya sangat sulit melekukan perubahan bentuk energi tanpa melibatkan energi panas di dalamnnya.
Sebuah motor memiliki prinsip kerja mengubah energi kimia menjadi energi gerak melalui proses pembakaran gas yang ada di dalam piston. Hanya saja tidak semua energi kimia dari pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi gerak. Sebagaian berubah menjadi energi panas yang tidak dapat dimanfaatkan.
Energi panas yang tidak dapat dimanfaatkan sebagai usaha selanjutnya disebut sebagai Entropi. Karena panas selalu dilibatkan dalam perubahan energi, maka nilai entropi dari suatu sistem ini akan selalu bertambah. Energi panas dalam entropi sangat mudah didapatkan bahkan hanya dengan menggosokkan ke dua telapak tangan maka kita akan mendapatkan panas yang tidak dapat dimanfaatkan menjadi usaha.
Jika sebuah sistem diisolasi maka nilai entropi dalam sistem tersebut juga akan ikut meningkat, sehingga hukum II Termodinamika dinyatakan :
“Besar Entropi yang ada pada suatu sistem terisolasi tidak akan turun, nilai Entropi ini hanya bisa bertambah atau tidak berubah”
Implikasi dari hukum ini adalah Entropi dapat diciptakan tapi tidak dapat dimusnahkan. Hukum II termodinamika adalah hukum yang dapat dinyatakan dalam banyak bentuk tergantung sisi mana kita meninjau fenomena termodinamika. Misalnya saja kesimpulan Hukum II termodinamika versi Clausius :
Kalor dapat mengalir secara spontan dari benda panas ke beda dingin secara spontan namun tidak terjadi sebaliknya. Dibutuhkan usaha untuk memindahkan panas dari benda panas ke benda dingin.
Bentuk-bentuk Hukum II termodinamika ini dinyatakan benar selama bisa ditemukan fenomenanya dan tidak melanggar hukum I termodinamika.
A. Mesin Kalor
Kajian hukum II termodinamika berkembang pesat sejak mesin uap ditemukan pada tahun 1700 sekaligus menandai revolusi industri 1.0. Mesin uap ini membuka pemahaman manusia bahwa panas dapat dimanfaatkanmenjadi usaha dengan mesin, namun tidak semua energi panas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan.
Prinsip kerja mesin uap adalah memanaskan sejumlah besar air dalam sebuah ruang tertutup yang salah satu ujungnya dapat bergerak. Ujung yang bergerak ini kemudian dihubungkan dengan tuas panjang yang dapat mengerakkan roda gerigi sehingga menghasilkan energi mekanis. Mesin ini upa selanjutnya dijadikan dasar pada kajian mesin kalor atau mesin yang bekerja dengan prinsip energi panas.
Pada mesin kalor, sejumlah kalor dimanfaatkan untuk mengerakkan sifat-sifat makrokopis dari partikel yang ada pada udara di dalam sistem sehingga sebagian dari gerak ini dimanfaatkan menjadi usaha mekanis. Proses ini terjadi transfer kalor mengalir dari tempat bersuhu tinggi ke suhu rendah. Sebagian Kalor yang dari suhu panas dirubah oleh mesin menjadi usaha seperti pada bagan mesin kalor di bawah ini.
Mesin kalor berkerja dengan siklus berulang dan kontinu. Dalam keadaan ideal, Setiap siklus yang tidak terjadi perubahan energi dalam atau ΔU=0 karena sistem kembali ke keadaan awal. Sebagian Kalor masuk QH pada temperatur tinggi TH diubah menjadi Usaha W dan sisanya berubah menjadi panas QL yang terbuang pada suhu rendah TL. Berdasarkan hukum konservasi energi maka :
QH = W + QL
Besar suhu yang ada pada daerah tinggi rendah disebut sebagai temperature operasi mesin.
Efisiensi Mesin Kalor
Karena tidak semua Energi panas diubah menjadi usaha oleh karena efisiensi dari energi yang digunakan akan selalu lebih kecil dari 100 %. Efesiensi yang dihasilkan dapat dihitung dari perbandingan usaha yang dihasilkan dan energi panas pada daerah termperatur tinggi atau
e = W / QH
Persamaan energi pada mesin panas selanjtunya dapat ditulis W = QH – QL, maka efisiensi mesin panas dapat ditulis :
e= \frac{W}{Q_H}=\frac{Q_H-Q_L}{Q_H}
e=1-\frac{Q_L}{Q_H}
Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa akan selalu energi panas yang terbuang.
B. Mesin Carnot
Mesin Carnot adalah gagasan dari ilmuwan perancis Sadi Carnot (1796-1832) yang membuat mesin ideal secara teoretik. Tujuannya untuk menciptkan mesin yang ideal untuk mengkorvesi panas menjadi usaha namun mesin ini tidak nyata atau mesin carnot tidak akan bisa diciptakan namun mesin ini digunakan untuk mengkaji fenomena perubahan kalor ideal pada kajian termodinamika.
Satu siklus pad amesin Carnot ideal terdiri dari empat proses yakni dua proses Adiabatik (Q= 0) dan dua proses isotermal (ΔT=0). Untuk lebih jelasnya adapada diagram di bawah ini!
Proses dari A ke B terjadi ekspansi isotermal atau pemuaian yang terjadi di dalam ruangan mendorong piston dan menghasilkan energi mekanik. Proses ini idelanya terjadi secara lambat sehingga kejadian ini dianggap sederet keadaan seimbang dimana semua proses terjadi berlawanan arah tanpa merubah magnitude usaha dari kalor yang dipertukarkan. Proses selanjutnya terjadi sebaliknya dengan proses terbalik sehingga kembali ke posis awal.
Faktanya, proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang pembakaran terjadi sangat cepat sehingga terjadi turbelensi di dalam ruang. Turbelensi ini memicu banyak hal diluar keadaan ideal seperti gesekan udara di dalamanya. Hasilnya proses ini terjadi tidak reversible sesuai teori Carnot, namun mari kita kaji kejadian mesin Carnot secara teoretik.
Efisiensi Mesin Carnot
Proses-Proses Isotermal dalam mesin Carnot, Kalor QH yang dipindahkan ke QL terjadi pada temperatur konstan di TH dan TL. Perpindahan kalor dari QH ke QL tidak menyebabkan perubahan suhu baik di TH dan di TL. Dalam hal ini Teori Carnot menunjukkan jika mesin reversible yang idela QH dan QL sebanding dengan TH dan TL, oleh karena itu efisiensi mesin carnot dapat dihitung dengan persamaan :
e=\frac{T_H-T_L}{T_H}
e=1 - \frac{T_L}{T_H}
Efisiensi mesin maksimal dimiliki sebuah mesin dibatasi oleh mesin Carnot, jika ada mesin yang memiliki efisiensi lebih tinggi dari mesin Carnot, maka mesin tersebut sudah melanggar hukum Termodinamika karena efisiensi sebuah selalu lebih rendah dari efisiensi mesin Carnot akibat dari energi yang terbukan akbitan dari gaya gesek dan sejenisnya. Mesin-mesin yang ada di dunia pada umumnya hanya memiliki efisiensi sekitar 40 sampai 80 % dari efisiensi mesin Carnot.
C. Refrigerator
Pada dasarnya ketika kita menyentuhkan dua buah benda yang berbeda suhu, maka akan terjadi trnasfer panas secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu renda sampai suhu ke dua benda tersebut sama. Karena hal tersebut terjadi spontan, implikasinya Panas tidak mungkin berpindah dari daerah bersuhu rendah sampai ke benda bersuhu tinggi secara spontan. Akan selalu dibutuhkan usaha untuk memiksakan panas dari bersuhu rendah ke daerah bersuhu tinggi.
Mesin yang digunakan untuk memindahkan panas dari daerah bersuhu rendah ke daerah bersuhu tinggi disebut Reffrigeratir. Mesin ini mengkonsumsi energi listrik yang diubah menjadi usaha yang memindakan panas. Mesin-mesin ini diimplementasikan pada Kulkas dan Air Conditioner.
“Calor berpindah secara spontan dari daerah bersuhu panas ke daerah bersuhu dingin dan tidak mungkin terjadi sebaliknya. Dibutuhkan kerja tambahan untuk memindahkan kalor dari daerah bersuhu rendah ke daerah bersuhu dingin”
Clausius – Black
Refrigerator
Refrigerator (mesin pendingin) bekerja dengan prinsip yang terbalik dengan mesin Kalor, dimana Usaha W digunakan untuk memindahkan kalor QL dari daerah Tempertature rendah TL ke daerah suhu panas TH.
Refrigerator bekerja untuk memindahkan panas yang ada pada daerah dalam kulkas yang temperaturenya lebih dingin ke daerah luar yang yang temperaturenya lebih rendah. Panas dipindahkan tanpa melibatkan perpindahan partikel.
Evaporator dalam kulkas memiliki suhu yang rendah sehingga oanas dari dalam kulkas secara spontan masuk ke dalam evaporator. Panas ini kemudian dibawa oleh zat di dalam evaporator yang disebut Freon. Freon ini kemudin berpindah kearah bawah karena tekana di daerah dekat Valpe bertekanan rendah akibat di pompoa oleh mesin kompresor. Kompresor ini kemudian menekan udar ke arah conderser sehingga udara di daerah tersebut lebih tinggi. Tekanan ini secara otomatis mendorong udara ke arah atas yang tekanan lebih rendah ke daerah Katup pemuaian.
Selama perjalanan menuju katup Pemuaian, udara melewati selang panjang yang terbuat dari logam dengan tingkat penghantar panas yang baik. Panas kemudian keluar kelingkungan secara spontan ke melalui raditor. Radiator kemudian memindahkan panas secara konveksi dan konduksi ke udara luar sehingga suhu cairan yang sampai di katup pemuaian lebih dingin. Udara dingin kemudian masuk ke dalam kulkas dan terjadi satu siklus.
Usaha dalam kasus ini dilakukan oleh mesin compresor yang mengambil daya dari listrik
Kerja dari mesin ini digambarkan pada bagan berikut :
Refrigerator sempurna harusnya tidak membutuhkan usaha untuk memidahkan kalor QL dari daerah berterampur rendah TL ke daerah bertemperatur tinggi TH, namun hal ini tidak mungkin terjadi. Clasius menjelaskan bahwa :
Tidak ada mesin yang dapat memindahkan kalor dari satu sistem pada temperatur rendah ke temperature tinggi. Untuk mengalirkan kalor tersebut dibutuhkan usaha.
Koefisien kinerja (COP) dari Refrigerator adalah kebalikan dari mesin kalor sesuai dengan prinsip kerjanya.
COP = QL/W
Energi yang mengalir bersifat konservatif seperti pada hukum Termodinamika Pertama sehingga QL + W = QH atau W = QH – QL.dengan demikian :
AhmadDahlan.NET – Dalam dunia digital, hampir semua tampilan yang disaksikan oleh mata adalah gambar digital dalam bentuk animasi baik itu real life animasi seperti video atau animasi berupa gambar digital. Video yang tayang di YouTube misalnya, Video tersebut tidak lain adalah kumpulan gambar yang berganti secara cepat sesuai dengan kecepatan yang dipilih, kemudian menghasilkan kesan bergerak.
Animasi
Animasi adalah sekumpulan gambar statis yang yang saling berhubungan kemudian ditayangkan bergantian dalam waktu waktu cepat. Gambar atau frame ditayangkan saling bergantian dengan cepat selanjutnya disebut sebagai frame to frame. Penayangan frame to frame ini memiliki tujuan menghasilkan efek visual berupa gambar bergerak atau motion picture.
Gambar di atas merupakan cuplikan dari sebuah storyboard bertipe card untuk menunjukkan pembuatan animasi bola yang jatuh lalu terpantul di atas sebuah bidang datar yang keras. Gerakan bola membentuk gerak para bola sehingga memiliki perubahan terhadap sumbu x. Nomor-nomor di atas menjelaskan menganai jumlah frame disertai dengan urutan frame-nya.
Misalnya gambar pertama akan dimulai dengan bola yang berada pada nomor satu, seperti gambar di bawah ini.
Setelah gambar tersebut, kemudian gambar penggantinya adalah bola dengan posisi yang berbeda dari posisi sebelumnya seperti gambar berikutnya :
Perbedaan gambar satu dan dua adalah posisi bola sedangkan gambar yang lain tetaplah sama. Semua komponen yang bergerak dan diamati dalam gambar selanjutnya disebut sebagai objek kemudian sisanya disebuat sebagai latar (background).
Kualitas dari Video ditentukan oleh banyak paramater yakni kedalaman warna, kecepatan gambar, dan dimensi gambar. Pada materi pengantar Animasi, pembahasan hanya dibatasi dalam dua hal yakni Kecepatan gambar dan Dimensi Gambar
a. Frame Rate
Frame rate adalah kecepatan video yang dapat didefenisikan sebagai banyaknya gambar yang berganti dalam satuan waktu. Frame dinyatakan dalam frame per second atau fps. Perhatikan gambar di bawah, kemudian tekan tanda panah ke sampai ke arah samping. (Akan lebih baik jika menggunakan Device berupa PC atau Laptop)
Gambar yang ada di atas sudah tersusun seusai dengan alur yang akan menunjukkan gerak bola, namun efek gerakan yang ditampilkan bergantung dari kecepatan perangkat menayangkan pergantian gambar ke gambar berikutnya. Kecepatan pergantian gambar ini selanjutnya disebut sebagai fps atau frame per secon. Frame rate kemudian menjadi satuan kecepatan gambar dan dijadikan salah satu standar kuantitas dari animasi. Misalnya Animasi dengan kecepatan 8 fps berarti ada 8 gambar yang ditayangkan dalam satu detik. Semakin cepat gambar berganti (semakin tinggi fps) maka semakin baik kualitas motion yang dihasilkan dari sebuah animasi.
Hal tersebut juga berlaku pada siaran broadcasting yang ada pada televisi, dimana Standar yang digunakan di Indonesia adalah PAL (Phase Alternating Line) yakni sebesar 25 fps. Saat ini kecepatan perekam dan pemutar animasi kemersial sudah mencapai 120 fps seperti Sony Alfa 7s Mark II.
Teknologi perekaman saat ini sudah mampu merekam gambar dengan kecepatan tinggi. Kamera kecepatan tinggi ini bisa diset dengan sampai dengan kecepatan 10.000 gambar persekon atau 10.000 fps. Kamera kecepatan tinggi ini pada awalanya banyak digunakan untuk penelitian efek momentum dan kecepatan pada industri, namun belakangan ini sudah banyak digunakan dalam dunia hiburan.
b. Dimensi Video
Video bagaimanapun modelnya (dua dimensi atau tiga dimensi) hanya akan ditayangkan dalam media dua dimensi yang tayang dilayar device. Laya ini memiliki dimensi luas yang besarannya dinyatakan dalam pixel (px) sehingga dimenesi Video bisa difenisikan sebagai ukuran panjang kali lebar dari suatu video.
Pada gambar statis, Dimensi ini lebih awam dikenal dengan sebutan Megapixel. Misalnya gambar dari kamare dengan dimensi panjang terlebar 1600 px kemudian untuk tinggi adalah 1200 px. Dimensi foto tersebut tidka lain adalah 1600 px x 1200 px = 1.920.000 px atau bisa dibulatkan menjadi 2 Megapixel.
Pada gambar bergerak, dimensi gambar kebanyakan dinyatakan dalam perbandingan 16 : 9 meskipun tidak semua video memiliki dimensi tersebut namun standar 16:9 dijadikan dasar menentukan kualitas video secara umum. Dimensi tinggi dari video tersebut dijadikan acuan untuk menyebut kualitas dari sebuah video.
Video dengan kualitas gambar 720 p disepakati merujuk untuk video dengan dimensi 1280 px x 720 px. Dimensi baku dalam pembuatan video adalah :
Dimensi (px)
Kualitas
426 x 240 px
240p
640 x 360 px
360p
852 x 480 px
480p – Standar Definition
1280 x 720 px
720p – High Definition
1920 x 1080 px
1080p – Full High Definition
2560 x 1440 px
1440p – Ultra HD
3840 x 2160 px
2160p – 4K UHD
Dimensi video ini menjadi faktor terbesar dalam menentukan ukuran memori file yang digunakan. Akibatnya semakin besar Dimensi Video maka semakin mutakhir pula Device yang harus digunakan terutama untuk ukuran GPU.
Animasi dalam Pembelajaran
Dalam pembelajaran, Animasi digunakan untuk memodelkan fenomena-fenomena alam agar lebih mudah untuk diamati oleh peserta didik. Animasi merupakan media yang efektif digunakan untuk menjelaskan secara detail dari setiap urutan kejadian dari pemodalan yang dilakukan.
Mayoritas fenomena alam sangat sulit untuk diamati secara langusng karena berbagai faktor seperti (1) berbahaya, (2) terjadi sangat cepat, (3) tidak dapat diamati dengan indra karema terlalu besar atau terlalu kecil, dan (4) bersifat abstrak. Salah satu seperti fenomena gravitasi yang ada pada tata surya. Sangat mustahil untuk mengamati lintasan dari semua planet secara langsung, maka Animasi menjadi salah satu solusi untuk memodelkan gerak-gerak planet di tata surya disertai dengan penjelasannya.
a. Peran Animasi Dalam Pembelajaran
Animasi digunakan sebagai media pembelajaran berdasarkan dua tujuan. Tujuan pertama yakni untuk menarik perhatian peserta didik. Animasi memberikan ruang kepada guru untuk mengekspesikan bahan ajar dalam hal ini menunjukkan fenomena alam dengan tampilan yang lebih menarik.
Animasi pembelajarna bisa disisipkan dengan unsur yang lucu dan penuh warna yang sesuai dengan materi yang sedang di ajarkan. Pemilihan jenis huruf yang berbeda dengan jenis huruf formal yang banyak terdapat pada buku cetak. Hal ini juga menjadi daya dukung animasi dalam meningkatkan ketertarikan peserta didik memperhatikan materi secara seksama.
Fungsi kedua dari animasi adalah menghindari multi interpretasi dalam menyampaikan materi. Animasi dapat dirancang untuk menunjukkan fenomenan alam melalui pemodelan. Dalam pembelajaran sains, pemodalan cara yang digunakan untuk mengamati sebuah faktor terhadap sebuah fenomena, faktor lain diluar yang ingin diamati akan dihilangkan dan hal ini membutuhkan perlengkapan laboratorium lengkap untuk mengamtinya. Animasi bisa dengan mudah dirancang menghilangkan faktor-faktor yang tidak ingin diamati agar lebih mudah dipahami oleh peserta didik.
Li, Ching & Dwiyer (2006) menemukan bahwa animasi memiliki efektifitas yang berbeda-beda untuk setiap level pembelajaran. Animasi membuat peserta didik meningkatkan kesungguhan belajar dibandingkan dengan pembelajaran jika dibandingkan dengan Animasi bersifat statis. Media animasi ini juga efektif dalam membantu peserta didik mengkonstruksi kognitif bersifat faktual dan conceptual.
Kelemahan Animasi
Disamping sisi keunggulan dari peran Animasi dalam pembelajaran, Media ini memiliki beberapa kekurangan yang jika tidak ditangani dengan baik, maka media yang dihasilkan bisa jadi membuat miss konspesi pada peserta didik. Skenario yang dikembangkan dalam Animasi harus tepat dalam menerapkan aspek-aspek pemodelan fenomena sains seperti aspek hukum, prinsip-prinsip, teori-teori dan konsep-kosep sains yang sesuai dengan keadaan asli.
Direktor Animasi harus memiliki keterampilan yang tepat dalam menvisualisasikan pemodelan alam ke dalam media dua dimensi. Scene demi scene di susun secara runut sesuai dengan aturan yang berlaku dalam sains sehingga membuat direktor harus memiliki pemahaman tentang sains. Informasi harus disajikan secara dinamis sehingga bisa diproses oleh kognitif peserta didik saat menyaksikan animasi.
Durasi dari tayangan Video juga harus dipertimbangkan, tidak terlalu singkat seperti pada iklan koermsial karena peserta didik harus mendapatkan setiap detail dari animasi yang berkaitan dengan materi secara lengkap. Durasi juga tidak boleh terlalu panjang karena akan membuat peserta didik bosan saat menyaksikan animasi. Guru juga harus memerptimbangkan waktu untuk melakukan konfirmasi pengetahuan yang terbentuk setelah menyaksikan video.
Distraksi
Distraksi adalah gangguan yang membuat peserta didik tidak fokus pada tujuan utama dari video pembelajran dibuat. Hal ini juga sering pada peserta didik saat belajar dengan konten mikro learning seperti Animasi pembelajaran. Lowe (2003) menemukan bahwa peserta didik yang tidak memiliki pengetahuan awal (prior knowledge) akan cenderung lebih tertarik pada gambar-gambar visual pada animasi. Peserta didik tanpa pengetahuan awal akan sulit melakukan konstruksi sehingga fungsi kognisi akan terdistraksi dengan efek visual dari animasi tersebut.
Selain dari pengetahuan awal, kemampuan spasial juga ikut berpengaruh terhadap hasil belajar dengan menggunakan media animasi. Mayer & Sims (1994) Kroghlanian & Klein, (2002) dan Wender & Muehboek (2003) menemukan bahwa peserta didik dengan kemampuan spasial yang tinggi akan mendapatkan hasil belajar yang lebih bagus dibandingkan yang rendah. Kemampuan spasial ini juga bergantung dari fase kognitif perkembangan peserta didik seperti pada tingkat SD tentu saja akan jauh lebih rendah dibandingkan dengan tingkat SMA, oleh karena guru dan pengembangan animasi harus memperhatikan aspek spasial yang bersesuaian.
Ahmaddahlan.NET – Gaya gesek adalah gaya sentuh yang terjadi pada dua permukaan yang selain bersentuhan. Gaya ini oleh gaya Normal yang ada pad abidang permukaan sentuh benda. Gaya gesek memiliki arah yang yang berlawanan arah dengan arah gaya yang diberikan dan sejajar dengan bidang kontak antar benda dan bidangnya.
Gaya gesek hanya terjadi pada benda yang berada di permukaan kasar, semakin kasar permukaannya semakin besar gaya geseknya. Benda yang berada permukaan licin atau tidak kasar sama sekali tidak akan mengalami gaya gesek. Besar gaya gesek ditentukan oleh faktor yang disebut koefisien gesek (μ). Rentang koefisien gesek mulai dari licin dengan μ = 0 dan paling kasar μ = 1.
0 ≤ μ ≤ 1
a. Gaya Gesek Statis
Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada yang diam ketika diberi gaya ke satu arah. Besar gaya gesek ini dapat ditulis :
Fgs maks = N.μs
Dimana :
Fgs maks : Gaya gesek statis maksimum(N)
N : Gaya Normal (N)
μs : Koefisien gesek statis
Besar nilai dari gaya gesek yang muncul akan selalu sama dengan gaya yang diberikan kepada benda. Gaya gesek akan mencapai nilai maksimumnya pada saat besar gaya yang diberikan lebih besar dari N.μs. Kondisi ini disebut kondisi tepat saat benda akan bergerak.
Misalkan sebuah benda diam di atas berat sebesar 20 N dengan koefisien gesek statis (μs) sebsar 0,1. Berdasarkan informasi ini maka besar gaya gesek statis maksimum dari benda ini adalah :
Berdasarkan persamaan tersebut akan tiga kemungkinan kejadian jika benda diberi gaya F.
F < Fgs maks – Dalam kondisi benda masih diam dan nilai gaya geseknya sama dengan gaya yang diberikan. Misalnya benda diberi gaya F sebesar 1 N, maka gaya gesek statis benda adalah 1 N. Jika benda diberi gaya F sebesar 1,5 N, maka nilai gaya geseknya 1,5 N.
F = Fgs maks – Jika benda diberi gaya sebesar 2 N, maka benda masih dalim keadaan diam, dengan nilai gaya gesek sebesar 2 N. Kondisi ini disebut “tepat akan bergerak”.
F > Fgs maks – Jika gaya yang diberikan lebih besar gaya gesek maksimum maka benda akan bergerak.
b. Gaya Gesek Kinetis
Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang terjadi pada permukaan benda kasar pada benda yang sedang bergerak. Nilai dari gaya gesek ini sama ditentukan oleh keefisien gesek kinetis saat bedan bergerak. Besarnya dapat dinyatakan :
Besar gaya gesek ini bervariasi sesuai dengan besar gaya yang diberikan sampai akhirnya gaya tersebut mencapai gaya gesek maksimum. Besar gaya
Fgk = N.μk
Dimana :
Fgk : Gaya gesek kinetis(N)
N : Gaya Normal (N)
μk : Koefisien gesek kinetis
Nilai Koefisien gaya gesek statis selalu lebih besar dibandingkan gaya gesek kinetis.
AhmadDahlan.NET – Google form adalah satu open platform yang menyediakan layanan kuiz online melalui aplikasi formulir. Layanan ini bisa digunakan dengan sinkronisasi akun google melalui Gmail secara terbuka oleh siapa saja.
Langkah-Langkah membuat Ujian Online dengan Google Form
Agar bisa menggunakan fasilitas google form, browser anda harus terhubung dengan akun google yang tersinkorn dengan gmail, jadi silahkan login terlebih dahulu. Kemudian silahkan masuk ke Google formulir dan pilih buka buka formulir.
1. Menyiapkan Formulir untuk Ujian
Buat formulir baru dengan memilih menu dengan ikin “Tambah” (+)
Pilih menu setting di pojok kanan atas deangn simbol roda gigi
Tunggu sampai kotak dialog terbuka, pilih menu kuiz yang terletak paling ujung yakni kanan.
Centang menu “Jadikan ini sebagai kuiz”
Centang bagian bawah untuk memberikan feed back kepada siswa tentang jawaban yang mereka berikan. Centang (1) pertanyaan tak terjawab, (2) Jawaban yang benar, dan (3) Nilai Poin
Kembali ke menu umum di pojok kiri, lalu centang “batasi satu tanggapan”, agar setiap peserta didik hanya bisa mengirim satu respon.
Simpan lalu lanjutkan ke langkah berikutnya.
2. Menyiapkan Kolom Identitas Peserta
Setelah itu tunggu sebentar sampai kembali ke menu utama.
Silahkan isi bagian judul formulir dengan judul quiz atau ujian
Isikan bagian deskripsi dengan aturan singkat ujian
Buat Kolom identitas dengan menu pilihan Jawaban Singkat untuk identitas Nama, NIPD dan Kelas.
Centang wajib diisi agar peserta didik tidak lupa mengisi identitas
3. Membuat Kuiz
Tambahkan Pertanyaan baru kemudian pilih bentuk pilihan ganda
Buat badan soal dengan jelas kemudian tekan enter agar ke menu pilihan jawaban.
Buatlah pilihan jawaban sesuai dengan jumlah distriktor yang ingin digunakan.
Berikan informasi mengenai jawaban yang benar kemudian berikan poin untuk jawaban yang benar.
Ulangi langkah ini sampai jumlah soal selesai.
4. Settingan Tambahan
Settingan tambahan dalam ujian online digunakan untuk menjalakan aturan ujian, seperti waktu ujian, durasi dan larangan membuka jendela lainnya.
Tambahkan Add on pada google form anda pada menu berlogo puzzle di sampiang roda gigi di pojok kanan atas.
Cari add-on formlimiter untuk memberikan batasan waktu pengerjaan ujian dan tanggal ujian.
Instal add-on lalu buka. Silahkan aturan durasi waktu dan jadwal ujian. kemudian simpan pengaturan.
5. Menyebarkan Kuiz
Kuiz pada google form bisa disebarkan dengan menu kirim. Layanini memiliki tiga pilihan cara menyebarkan yakni :
Email : Langsung diberikan kepada peserta didik melalui email mereka
Link : Link bisa dikirim melalui aplikasi pesan segera setelah kuiz akan diselenggerakan.
Sematkan HTML : Sematkan HTML adalah script HTML Iframe yang bisa ditempelkan di laman website bagi pengguna pembelajaran berbasis e-Learning.
AhmadDahlan.NET – Pernahkah anda melihat sebuah pesawat terbang komersial tipe boeing 787 yang sedang mendarat dan menuju gate kedatangan? Boeing 787 adalah salah satu benda terbesar di dunia yang memiliki massa sekitar 150.000 kg pada saat mengankut barang dan penumpang.
Pesawat sebesar ini memiliki sistem navigasi dan operasi yang baik di udara namun tidak demikian di daratan. Di darat, pesawat ini praktis sulit untuk dikendalikan agar bisa masuk ke ruang-ruang sempit karena banpesawat hanya bisa berbelok pada lingkaran dengan radius yang besar. Hal ini menyulitkan pesawat untuk masuk dan keluar dari belalai gajah yang ada di bandara.
Dalam upaya parkir di bandara terutama masuk terminal kedatangan, pesawat akan dibantu oleh mobil yang menarik pesawat agar bisa parkir di tempat yang tepat. Lantas bagaimana mungkin pesawat dengan massa 150.000 kg dapat ditarik oleh mobil yang massanya kurang lebih sekitar 2.000 kg saja?
Mungkin hal ini terlihat mustahil di mata awam, dimana mobil kecil berupaya menarik benda massanya 75 kali lebih besar, namun dalam fisika hal ini adalah suatu hal yang lumrah, karena penyebab benda bergerak ditentukan dari resultan gayanya semata. Jika FR > 0 meskipun hanya 0,01 Newton, maka benda bermassa 1 Ton akan bergerak, meskipun hanya dengan pecerpatan sebesar 0,00001 m/s2.
Kajian tentang penyebab gerak benda dan geraknya itu sendiri merupakan bagian dari materi Dinamika Gerak. Dinamika Gerak membahas tentang gerak-gerak benda disertai dengan penyebab dari benda tersebut bergerak. Dalam kajian Dinamika, sebagain gerak partikel dapat ditinjau berdasarkan keterkaiatannya dengan hukum kekekalan energi.
A. Gaya dan Interaksi Antar Materi
Gaya adalah fenomema interaksi dua materi atau lebih yang dapat memiliki arah menuju atau menjauhi materi yang dijadikan tinjaun terjadinya. Misalnya gaya terjadi pada saat seorang mendorong mobil dimana acuannya adalah mobil, maka arah gaya dorong berasal dari orang menuju ke mobil.
Sangat mustahil muncul gaya terjadi tanpa adanya interaksi antar faktor fisis, namun untuk memudahkan proses matematis, terkadang tinjaun dari gaya tersebut langsung pada dampak yang dihasilkan dan hanya pada satu tinjaun saja yakni benda terkena gaya. Ketika interaksi antar gaya tersebut berhenti maka tidak ada lagi gaya yang terjadi pada benda tersebut sisa hasil dari gaya tersebut.
Ada banyak jenis dari produk yang dihasilkan oleh sebuah gaya, misalnya getaran, suara, perubahan bentuk (deformation), atau perubahan posisi. Jika gaya yang diberikan tidak begitu besar, maka ada kemungkinan dampak dari gaya tidak dapat teramati oleh indera manusia seperti benda akan tetap diam saja tanpa mengalami perubahan posisi sama sekali.
Dalam kajian Dinamika, Dampak dari gaya yang ditinjau hanya pada satu aspek saja. Yakni aspek gaya dan hubungan terhadap gerak benda semata.
1. Jenis Gaya
Bentuk gaya secara umum dibedakan ke dalam dua kelompok yakni gaya sentuh dan gaya tak sentuh (Distance interaction). Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi pada saat duab benda yang berinteraksi saling bersentuhan (kontak). Contoh gaya kontak adalah gaya gesek, gaya normal, gaya pegas, gaya hambat udara dan gaya tengang tali.
Gaya tak sentuh adalah interaksi yang terjadi pada dua buah benda tanpa harus saling bersentuhan. Interaksi ini akan berbanding terbalik kuadratik dengan jarak antar benda yang saling berinteraksi. Gaya tak sentuh ini adalah produk dari medan gaya yang bertemu dengan partikel yang dipengaruhi medan gaya tersebut. Contoh gaya tak sentuh seperti Gaya Gravitasi, Gaya Listrik, dan Gaya Magenis.
2. Besaran Vektor
Gaya merupakan besaran vektor yakni tinjauan meliputi nilai dan arah gaya. Oleh karena itu analasis matematis tentang gaya akan melibatkan operasi vektor.
Vektor gaya digambar dengan simbol anak panah dimana kepala anak panah menunjukkan arah gaya.
Misalkan sebuah mobil ditarik oleh seorang dari depan dengan gaya sebesar 20 N, kemudian di dorong dengan orang dari belakang sebesar 30 N, Resultan gaya yang bekerja pada mobil tersebut adalah 50 N ke kiri, berdasarkan diagram yang ditunjukkan gambar di atas.
Dalam kajian vektor, arah kiri biasanya disepakati memiliki nilai negatif sehingga resultan gaya yang terjadi pada mobil adalah – 50 N. Pada kenyataanya nilai 50 N ini adalah gaya bernilai positif karena entitasnya bernilai real. Tanda negatif tidak menunjukkan adanya entitas negatif dari gaya hanya kesepakatan berdasarkan tinjauan yang umumnya berpasangan seperti pada tabel :
Positif
Negatif
Ke kana
ke Kiri
Ke Atas
ke Bawah
Menuju bidang
Berasal dari bidang
Kendati demikian acuan di atas tidaklah berlaku universal sesuai dengan dengan kebutuhan saja.
B. Hukum Newton
Sir Isaac Newton (1642 – 1727) adalah Ilmuwan Inggris yang namanya diabadikan menjadi satuan dari Gaya karena temuannya berupa Hukum Newton berhasil menyimpulkan dan memprediksikan semua gerak-gerak klasik dari materi yang ada di alam semesta.
Newton berpandangan bahwa Aristoteles benar dalam menjelaskan menganai casualitas. Semua fenomena alam yang terjadi terjadi merupakan dampak dari sebuah sebab yang bisa dipastikan secara fisis. Hal ini sama seperti yang terjadi pada apel yang terjatuh ke bawah, burung yang terbang di udara dan juga bulan yang mengorbit di bumi.
Newton yakin ada faktor yang menjaga bulan tetap berada pada orbitnya mengelilingi bumi dan yang membuat apel jatuh. Faktor tersebut adalah faktor yang sama yakni Gravitasi. Gravitasi ini juga membuat bumi tetap mengelilingi matahari dan menjaga alam semeseta tetap pada posisinya masing-masing. Dalam hal ini teori di kenal sebagai teori steady stay.
1. Hukum I Newton
Hukum I Newton menjelaskan tentang kecenderungan suatu benda mempertahankan kondisinya dalam kerangka acuan gerak. Misalnya benda yang bergerak akan cenderung bergerak dan benda yang diam akan terus diam selama resultan gaya yang bekerja pada gaya tersebut sama dengan nol.
ΣF = 0
Hukum I Newton berakitan dekat dengan kecenderungan benda mempartahankan kondisi atau inersia. Faktor inersia dipengaruhi oleh massa benda itu sendiri. Semakin besar massanya maka semakin besar faktor kelambamannya.
Sebagai contoh, ketika kita sedang berada dalam mobil yang melaju kencang namun tiba-tiba mobil berhenti mendadak, kelambaman tubuh manusi ayang membuat dirinya tetap berupaya mempertahankan posisinya untuk bergerak ke depan sehingga terpental ke depan.
Hal serupa juga berlaku pada saat pesawat melakukan lepas landas, posisi pesawat yang awalnya diam tiba-tiba bergerak dipercepat dengan kecepatan tinggi membuat tubuh kita merasakan sensasi terdesak oleh sesuatu hingga akhirnya faktor kelambaman kita berkurang sering dengan penguarangan percepatan dari pesawat.
Misalnya sebuah meja didorong dengan dua gaya ke kanan masing-masing 10 N dan 8 N, kemudian didorong oleh sebuah gaya ke kiri sebesar 18 N.
ΣF = F1 + F2 + F3
ΣF = 10 N + 8 N – 18 N = 0
Hukum I Newton : Setiap benda memiliki kecenderungan untuk memeprtahankan posisinya yakni diam akan cenderung diam dan yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan konstan selama total gaya yang bekerja pada benda tersebut sama 0.
Kelambaman Versi Aristoteles dan Newton – Newton bukanlah orang pertama yang mempelajari casualitas fisis yang terjadi di alam ini, Aristoteles (385 SM – 322 SM) bisa dikatakan sebagai orang pertama yang didekoumentasi menjelaskan casulitas yang ada di alam.
Aristoteles berpendapat bahwa tidak ada kejadian yang terjadi di alam semesta ini tanpa ada penyebab, semua terjadi adalah dampak dari sebuah sebab akibat, tanpa ada sebab maka akibat tidak akan dimunculkan. Ini hukum aksi-reaksi yang sampai hari ini berlaku.
Hanya saja Aristoteles keliru dalam memaknai tentang benda yang diam. Aristotles berpendapat bahwa batu yang diam adalah contoh tidak adanya aksi sehingga reaksi tidak akan pernah muncul, Sebuah batu yang ada di halaman sebuah rumah akan tetap disana sampai ada orang atau kuasa alam yang memindahkannya.
Newton berpendapat lain, Newton berpendapat semua materi yang ada di alam semesta ini masuk dalam pengaruh sebab akibat, baik yang bergerak maupun yang diam. Termasuk batu yang diam di halaman rumah. Gaya garvitasilah yang membuat batu tersebut tetap berada di sana namun besar gaya gravitasi tersebut dibuat nol oleh gaya Normal sebagai akibat kontak antara Batu dan permukaan tanah.
2. Hukum II Newton
Pada hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka benda akan tetap mempertahankan keadaanya. Lantas bagaimana jika resultan gaya yang diberikan tidak memiliki resultan lebih dari 0 atau kurang dari nol?
Jika resultan sebuah gaya yang bekerja pada sebuah benda tidak sama dengan 0 maka benda akan mengalami perubahan kecepatan atau percepatan. Perubahan kondisi bisa saja seperti :
Dari diam bergerak dengan percepatan tertentu.
Dari bergerak mengalami perubahan kecepatan baik dipercepat maupun diperlambat.
Diam dari keadaan bergerak.
Hukum II Newton : Percepatan sebuah benda akan sebanding dengan gaya yang diberikan yang diberikan benda tersebut atau F ~ a. Faktor penentu besar percepatan dari benda tersebut adalah kelambaman dari benda yang dipengaruhi oleh massa benda. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
ΣF = ma
dimana
F : Gaya (N)
M : Massa (kg)
a : Percepatan (m/s2)
Baca Lebih Materi Tingkat Lanjut Lanjut : Aplikasi Hukum Newton II. (Cooming Soon)
Miss Konsepsi : Beberapa sumber tertulis menuliskan defenisi dari hukum II Newton menuliskan bahwa bunyi hukum II Newton : Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, benda akan bergerak dengan percepatan yang besarnya sebanding dengan resultan gayanya dan berbanding terbalik dengan massa kelembamannya.
Sejatinya dalam tinjauan klasik, massa sebuah benda adalah nilai konstan dalam kajian hukum Newton. Gaya tidak akan pernah bisa menambah atau mengurangi massa benda hanya berpengaruh langusng terhadap pecepatan saja.
3. Hukum III Newton
Gaya terjadi pada dua buah materi yang saling berinteraksi satu sama lain dalam bentuk tarikan atau dorongan. Gaya mustahil terjadi tanpa adanya interaksi meskipun interaksi tersebut tanpa kontak antar bidang dari masing masing materi. Seperti gaya tarik gravitasi bumi yang dialami oleh kita saat duduk membaca artikel ini, sebenarnya tidak hanya bumi yang menarik semua benda yang ada di atasnya, tapi benda tersebut juga menarik bumi dengan gaya yang sama besarnya dengan gaya tarik bumi ke benda tersebut.
Lantas mengapa manusia yang tertarik ke bumi bukan sebaliknya? Dalam hukum Newton I, dijelaskan bahwa inersia adalah faktor yang paling besar menentukan kelambaman dari sebuah benda, sehingga massa bumi yang begitu besar membuat seleuruh benda yang ada diatasnya memiliki kelambaman yang jauh lebih kecil dibandingkan bumi.
Hukum III Newton lebih khusus membahas tengtang interaksi aksi-reaksi. Setiap aksi yang muncul akbita dari sebuah gaya akan menghasilkan reasi yang sama besarnya ke arah yang berlawan dengan aksi tersebut.
Misalkan sebuah buku yang diam di atas sebuah meja datar. Massa dari buku tersebut menghasilkan gaya berat setelah ditarik oleh gravitasi bumi sehingga bisa menekan permukaan meja. Permukaan meja yang bersentuhan dengan buku juga memberikan Normal yang sama besarnya ke buku ke arah yang berlawanan sehingga benda tetap diam di atas meja.
Faksi = -Freaksi
W = N
Hukum aksi reaksi ini juga yang membuat burung yang ada di udara bisa melayang. Ketika mengepakkan sayapnya, burung sebenarnya berupaya mendorong udara ke bawah sehingga ia mendapatkan rekasi dari udara berupa gaya dorong ke atas. Gaya dorong ke atas ini yang membuat burung terbang.
AhmadDahlan.NET – Interpolasi linier merupakan metode yang digunakan untuk mencari nilai dari sebuah titik yang tidak diketahui dari dua buah titik yang membentuk garis linier yang sudah diketahui terlebih dahulu. Persamaan garis linier adalah :
y = mx + c
Misalkan dua buah yang membentuk garis lurus dari titik P1 di x1,y1 ke titik P2 di titik x2,y2. Maka bisa dibandingkan antara P1 dan P2 sebagai berikut :
Persamaan ini kemudian bisa ditulis menjadi :
Persamaan ini bisa digunakan untuk mencari nilai y di titik x sembarang. Solusinya adalah :
clear;
clc;
disp('Interpolasi Linier');
disp('================================');
x=input('masukkan nilai x= ');
x1=input('masukkan nilai x1= ');
x2=input('masukkan nilai x2= ');
y1=input('masukkan nilai y1= ');
y2=input('masukkan nilai y2= ');
y=((y2-y1)/(x2-x1))*(x-x1)+y1;
disp(['nilai y= ', num2str(y)]);
Setelah itu silahkan Save dan run script yang dibuat!
Contoh Kasus :
Sebuah hasil pengukuran sebuah benda yang bergerak terhadap satuan waktu seperti pada tabel di bawah ini!
Jarak (m)
5
10
15
20
Waktu (s)
3,4
6,6
10,1
13,8
Tentukan berapa waktu yang dibutuhkan untuk bergerak sejauh 12 m!
Tentukan Jarak tempuh benda jika bergerak selam 12 sekon!
Ahmaddahlan.NET – Mobil yang bergerak, pesawat yang terbang, helikopter, kipas yang ada di rumah, mesin air yang mengisap air, dan hampir semua mesin yang ada digunakan manusia merupakan implementasi dari kinematika gerak melingkar.
Gerak Melingkar adalah gerak praktis yang sangat mudah untuk dirubah ke gerak yang lain dan dimanfaatkan oleh menusia. Seperti pada Mobil yang melaju kencang di jalanan adalah konversi dari gerak rotasi pada ban modil yang menggeliding di jalan.
A. Kinematika Rotasi
Kinematika Gerak Melingkar atau Kinematika Rotasi adalah kajian dari fisika yang mebahas tentang gerak melingkar tanpa membahas penyebab geraknya. Materi dalam kinematika mencakup gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar beraturan, serta konversi gerak rotasi menjadi gerak translasi.
a. Posisi Sudut dan Perpindahan Sudut
Gerak melingkar adalah sebuah gerak mengelilingi sebuah titik pusat yang terpisah sejauh jari-jari (R) dengan lintasan. Lintasan dari gerak melingkar tidak lain adalah keliling dari lingkaran itu sendiri yang dapat ditinjau dari dua sisi yakni gerak rotasi yang dintinjau dari besar perubahan sudutnya dan gerak translasi dintinjau dari gerak partikel di sepanjang keliling lingkaran.
Dalam gerak melingkar, Posisi dianalogikan sebagai posisi sudut dalam koordinat polar dan dinyatakan sebagai θ dalam satuan radian ataupun derajat. Besar 1 Rad ≅ 57,2985…o.
Dalam gerak melingkar, Perpindahan partikel dalam gerak melingkar dinyatakan sebagai perpindahan sudut. Seperti pada gambar di bawah ini :
Misalkan sebuah partikel bergerak dari posisi P ke Q melalui lintasan busur PQ dengan titik pusat O. Partikel mengalami perubahan posisi sudut sejauh Δθ = θQ – θP dalam tinjauan gerak rotasi. Dalam satu putaran penuh, sebuah lingkaran memiliki sudut θ = 360o = 2π. Selain dinyatakan dalam derajat, satuan θ juga bisa dinyatakan dalam satuan Radian dalam bilangan real.
Gerak Translasi adalah jarak tempuh atau perubahan posisi linier (s) yang dilalui partikel saat melintasi sebuah lingkaran yang berpusat di O. Jarak translasi berbanding lurus dengan besar perubahan posisi sudut, s ∼ θ. Hubungan keduanya ditentukan oleh konstanta yang tidak lain adalah jari-jari lintasan R, sehingga :
s = θR
b. Kecepatan Sudut
Kecepatan sudut didefenisikan sebagai besar perubahan posisi sudut terhadap waktu. Arah dari kecepatan sudut ini dinyatakan dalam koordinat polar dan bola yakni arah r, θ dan φ. Dalam materi kinematika pengantar gerak melingkar, kajian ini dibatasi untuk gerak ke arah θ agar bisa dihubungkan dengan gerak translasi.
Kecepatan Sudut Rata-rata
Misalkan sebuah partikel bergerak pada sebuah lintasan berbentuk lingkaran dengan jari-jari (r) dengan kecepatan konstan (v) di sepanjang lintasan. Partikel ini mengalami perubahan linier di sepanjang keliling lingkaran dengan jarak yang sama pada rentang waktu yang sama. Gerak ini kemudian dinamakan gerak melingkar beraturan (GMB).
Gerak ini analog dengan gerak lurus beraturan dimana kecepatan sama dengan kecepatan linier di GMB.
\bar v=\frac{s_Q-s_p}{\Delta t}
Ket :
v = kecepatan linier (m/s)
s = perpindahan linier (m)
t = waktu (s)
Dalam kasus ini partikel juga mengalami perubahan posisi sudut Δθ = θQ – θP. Besar perubahan sudut Δθ ini juga sama dalam rentang waktu yang sama, selanjutnya disebut sebagai kecepatan sudut rata-rata (ω).
\barω=\frac{θ_Q-θ_P}{Δt}
Dimana :
ω = kecepatan sudut (rad/s)
θ = Posisi sudut (rad)
t = waktu (s)
karena waktu (s) adalah invers dari frekuensi T = 1/f, sehingga f = 1/T, dalam hal ini kecepatan sudut dapat dinyatakan sebagai berikut :
ω = 2πf
Kecepatan sudut sesaat
Kecapatan sudut sesaat adakah besar perubahan posisi sudut dari gerak mleingkar dengan interval waktu yang sangat pendek dimana limit Δt → 0, dengan kata lain, kecepataan sesaat adalah turunan pertama dari fungsi perubahan posisi terhadap waktu:
ω=\frac{dθ}{dt}
Kecepatan sudut sesaat ini yang membawa dampak mekanik terhadap gerak dari sebuah partikel.
c. Percepatan Sudut
Percepatan sudut (α) adalah perubahan kecepatan dusut dari sebuah partikel setiap satuan waktu.
Percepatan susut rata-rata
Misalkan sebuah partikel bergerak dengan kecepatan ω pada saat t, jika pada saat waktu t + Δt maka kecepatannya akan sebsar ω + Δω, maka besar percepatan sudut rata-rata dapat dihitung dengan :
α =\frac{Δω}{Δt}
dimana α dalam satuan rad/s2.
Kecepatan sudut sesaat.
Percepatan sudut sesaat adalah besar perubahan kecepatan sudut dari sebuah partikel yang bergerak melingkar dengan rentang waktu limit Δt → 0. Dengan kata lain, percepataan sudut sesaat adalah turunan fungsi kecepatan terhadap waktu :
α =dω/dt.
Uji Diri Kinematika Gerak Melinkar
Bagian I
Jelaskan defenisi dari Posisi Sudut, Radian, dan Sudut!
Pada saat mengayuh sepeda dengan multi gear, apakah perbedaan antara satu putaran dan persamaan pada gear belakang yang kecil dan yang besar!
Seorang membuat sepeda dengan ukuran roda depan lebih besar dari roda belakang. Sebutkan hubungan antara putaran roda depan dan roda belakang terkadin dengan perubahan posisi sudut, perubahan jarak linier, kecepatan dusut, kecepatan liner dan percepatan sudut jika keduanya sedang bergerak dipercepatan dan bergerak dalam keadaan konstan.
Bagian II
Gambar sepeda yang ada di atas menunjukkan jari-jari ban kecil sebesar 17 cm sedangkan untuk jari-jari besar 22 cm. Jika sepeda tersebut bergerak dengan kecepatan 20 m/s tentukan !
kecepatan sudut roda besar dan roda kecil.
Perbandingan perputaran antara ke dua roda.
Sebuah benda berotasi dengan persamaan sudut θt = 3t3 – 4t +6, tentukan !
perpindahan sudut dari partikel pada saat t = 4 sekon.
Kecepatan sudut pada saat t = 2
Percepatan sudut partikel pada saat t = 4
Dua buah lingkaran bersingungan satu sama lain dengan perbandingan jari-jari 2r1 = 3r2.
Ahmaddahlan.NET – Radian (rad) merupakan satuan untuk sudut dalam sistem internasional (SI). Satuan merupakan bagian dari besaran tambahan paling tidka tahun 1995 namun saat ini Rad dimasukkan ke dalam besaran turunan bersama dengan steradian.
Defenisi Radian
Satu radian didefenisikan sebagai besar sudut pusat yang terbentuk untuk membentuk panjang tali busur yang sama dengan jari-jari dari lingkaran itu sendiri. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di bawah ini !
Besar sudut 1 radian akan membentuk panjang tali busur (garis lengkung berwarna kuning) sama dengan jari-jari dari lingkaran itu sendiri sehingga bisa dilakukan perbandingan sederhana antara keliling lingkaran jika 2πr ~ 360o maka r ~ θ , sehingga bisa dituliskan :
