Kategori: Fisika

Kumpulan Artikel Tentang Materi-MAteri Fisika baik di Sekolah Menengah atas maupun di Universitas

Materi Fisika SMA – Konsep Efek Rumah Kaca
AhmadDahlan.Net – Pemanasan global merupakan fenomena meningkatnya suhu permukaan bumi, laut, beserta atmosfer. Pemanasan global memberikan dampak negatif bagi keberlangsungan hidup seluruh makhluk di bumi. Salah satu penyebab terjadinya pemanasan global adalah efek rumah kaca. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai efek rumah kaca.

A. Pengertian Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca adalah peristiwa penyerapan dan pemantulan kembali radiasi infra merah yang sebelumnya dipantulkan oleh bumi menuju ke atmosfer. Efek ini menyebabkan meningkatnya suhu permukaan bumi dan suhu lapisan terbawah atmosfer.

Efek rumah kaca disebabkan oleh menumpuknya gas – gas rumah kaca pada atmosfer. Gas – gas tersebut antara lain :
1. Karbon Dioksida (CO₂)
2. Metana (CH₄)
3. Nitrogen Oksida (NO)
4. Cloro Fluoro Carbon (CHC)
5. Hidro Fluoro Carbon (HFC)
6. Perfluorokarbon (PFC)
7. Sulfur Heksafluoro (SF6)
B. Proses Terjadinya Efek Rumah Kaca

Cr : wikipedia.org

Adapun proses terjadinya efek rumah kaca adalah sebagai berikut :
1. Matahari memancarkan sinar matahari menuju bumi, sehingga dapat menembus atmosfer dan diserap oleh permukaan bumi.
2. Bumi yang di hangatkan oleh energi sinar matahari yang sebelumnya diserap, akan memantulkan kembali sebagian energi berupa sinar inframerah kembali ke angkasa.
3. Sinar inframerah yang dipantulkan oleh bumi berbeda dengan sinar matahari yang sebelumnya diserap oleh bumi. Sinar inframerah cenderung dapat diserap oleh gas – gas rumah kaca.
4. Atmosfer yang telah dipenuhi oleh gas rumah kaca kemudian menyerap sinar inframerah yang dipantulkan oleh bumi sehingga menyebabkan meningkatnya suhu atmosfer.
5. Atmosfer yang memanas kemudian memantulkan sinar inframerah kembali ke permukaan bumi.
C. Penyebab Terjadinya Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca sebenarnya dapat berlangsung secara alami, karena dibutuhkan untuk proses penyimpangan energi di dalam bumi. Tetapi, terdapat beberapa aktivitas manusia yang menyebabkan gas rumah kaca di atmosfer menjadi terlalu banyak. Sehingga dapat memberikan dampak negatif bagi bumi. Berikut aktivitas – aktivitas manusia yang dapat memperbanyak gas rumah kaca :
1. Pembusukan sampah organik
2. Penggunaan alat transportasi
3. Aktivitas industri
4. Penebangan hutan
D. Penanggulangan Efek Rumah Kaca

Untuk mengurangi gas rumah kaca di atmosfer, maka terdapat beberapa aktivitas sederhana yang dapat dilakukan manusia. Berikut kegiatan sederhana yang dapat mengurangi gas rumah kaca :
1. Menerapkan budaya hemat listrik
2. Menanam pohon dan melestarikan hutan
3. Mengurangi penggunaan alat transportasi berbahan bakar minyak
4. Pengolahan limbah yang baik
5. Mengurangi penggunaan AC karena mengandung gas CFC
6. Menerapkan sistem budidaya pertanian dan peternakan yang baik
2 Juni 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gaya Lorentz
AhmadDahlan.Net – Pada artikel yang lain, kita telah membahas mengenai medan magnet. Sebelumnya, medan magnet adalah daeah di sekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet. Pada artikel kali ini, kita akan membahas mengenai gaya yang diakibatkan oleh medan magnet atau yang biasa disebut dengan gaya Lorentz.

A. Pengertian Gaya Lorentz

Sebuah partikel yang berada pada medan listrik akan mengalami gaya yang disebut sebagai gaya listrik sebesar F=qE. Sedangkan, partikel yang berada pada medan magnet akan mengalami gaya apabila partikel tersebut bergerak dengan kecepatan yang tegak lurus terhadap medan magnetnya. Bagaimana apabila sebuah partikel yang ber-arus listrik berada dalam sebuah medan magnet?

Hendrik Anton Lorentz menjelaskan hal tersebut dalam sebuah percobaan dimana sebuah penghantar berarus listrik diletakkan di sebuah medan magnet. Pada percobaan tersebut diperoleh bahwa penghantar tersebut mengalami gaya elektromagnetik yang kemudian disebut dengan gaya Lorentz.

Gaya Lorentz memiliki arah yang selalu tegak lurus dengan arah arus listrik (I) dan arah medan magnet (B). Untuk menentukan arah dari gaya Lorentz kita dapat menggunakan kaidah tangan kanan, seperti pada gambar berikut.

Kaidah Tangan Kanan

Dimana B merupakan arah medan magnet, I merupakan arah dari arus listrik, dan F merupakan arah dari gaya Lorentz.

B. Persamaan Gaya Lorentz

1. Gaya Lorentz pada Kawat Ber-Arus

Sebuah kawat a-b yang dialiri arus listrik (I) berada dalam medan magnet (B) akan mengalami gaya (F), yang besar nya dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
F_L=B.I.l.\sin θ
```
Keterangan,
F_L : gaya Lorentz (N)
B : induksi magnetik (T)
I ; kuat arus listrik (A)
l : panjang kawat (m)
θ : sudut antara arah arus listrik dengan kuat medan magnet (^o)

2. Gaya Lorentz pada 2 Kawat Sejajar Ber-Arus

Besar gaya pada 2 kawat sejajar ber-arus dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
\frac{F_L}{l}=\frac{μ_0I_1I_2}{2\pi a}
```
Keterangan,
F_L = gaya Lorentz (N)
μ₀ = permeabilitas magnet = 4π x 10^-7 Wb/Am
I₁ = besar arus listrik di kawat pertama (A)
I₂ = besar arus listrik di kawat kedua (A)
l = panjang kawat (m)
a = jarak antara kedua kawat (m)

3. Gaya Lorentz pada Muatan Listrik

Muatan listrik yang bergerak dengan kecepatan υ dalam suatu medan listrik (B) akan mengalami gaya sebesar :
```
F_L=q.υ.B.\sin θ
```
Keterangan,
F_L = gaya magnetik atau Gaya Lorentz (N)
q = muatan (C)
υ = kecepatan muatan (m/s)
B = Induksi magnet (T)
θ = Sudut Antara induksi magnet dengan arah muatan (0)

C. Contoh Soal

Sebuah kawat lurus panjangnya 20 cm dialiri arus listrik 2 A, memotong medan magnet yang besarnya 200 T dan membentuk sudut sudut 30^o terhadap garis medan magnet. Gaya magnetik yang dihasilkan adalah….

Pembahasan

Dik :
l = 20 cm = 0,2 m
I = 2 A
B = 200 T
θ = 30^o

Dit :
F_L = ?

Pembahasan :
```
F_L=B.I.l.\sin θ
```
```
F_L=200\ T\ .\ 2\ A\ .\ 0,2\ m\ .\ \sin(30^o)
```
```
F_L=200\ T\ .\ 2\ A\ .\ 0,2\ m\ .\ 0,5
```
```
F_L=400\ N
```
2 Juni 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Dilatasi Waktu
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian menonton film Interstellar (2014)? Pada film tersebut diperlihatkan bahwa terdapat perbedaan waktu antara bumi dengan planet di ruang angkasa. Ternyata perbedaan waktu yang terdapat pada film tersebut dapat dijelaskan menggunakan konsep Fisika. Dalam ilmu Fisika, waktu yang di ukur pada 2 sistem yang berbeda tidaklah sama. Hal ini dinamakan dengan dilatasi waktu. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai dilatasi waktu.

A. Pengertian Dilatasi Waktu

Menurut Teori Relativitas Khusus tidak ada yang dinamakan waktu universal, tetapi waktu bersifat relatif bergantung pada kecepatan observer. Observer yang berada dalam keadaan bergerak akan mengukur waktu untuk suatu kejadian lebih lama daripada observer yang diam. Peristiwa ini dinamakan dengan dilatasi waktu.

Pada pembahasan dilatasi waktu, kita akan mengenal yang dinamakan dengan :
1. Waktu yang sebenarnya (T₀) yaitu perubahan waktu antara 2 kejadian oleh observer atau pengamat yang diam (dalam posisi yang sama).
2. Bukan waktu yang sebenarnya (T’) yaitu perubahan waktu antara 2 kejadian yang diukur oleh observer atau pengamat yang bergerak atau mengalami perpindahan posisi.
B. Persamaan Dilatasi Waktu

Transformasi Lorentz menyatakan persamaan yang digunakan untuk menghitung waktu yang di ukur oleh observer pada kerangka K’ (system bergerak) adalah :
```
t'=\frac{t-(υx/c^2)}{\sqrt{1-υ^2/c^2}}
```
Perhatikan ilustrasi berikut :

Meri dan Frank sama – sama melihat kejadian kembang api dari awal hingga akhir, tetapi berada dalam kerangka yang berbeda. Meri berada di kerangka K’ dan bergerak relatif terhadap kerangka K dengan kecepatan sebesar υ. Sedangkan Frengki berada di kerangka K yang diam.

Menggunakan persamaan Transformasi Lorentz, maka waktu yang diukur oleh Mari ketika melihat kembang api dari awal hingga akhir dihitung dengan persamaan :
```
t'_2-t'_1=\frac{(t_2-t_1)-(υ/c^2)(x_2-x_1)}{\sqrt{1-υ^2/c^2}}
```
Karena Frank berada di kerangka K (system tidak bergerak) artinya Frank diam dan tidak berpindah atau mengalami perpindahan, jadi x₂ – x₁ = 0. Sehingga persamaan diatas menjadi,
```
t'_2-t'_1=\frac{(t_2-t_1)}{\sqrt{1-υ^2/c^2}}
```
Sehingga, persamaan untuk dilatasi waktu adalah sebagai berikut :
```
T'=\frac{T_0}{\sqrt{1-v^2/c^2}}
```
Keterangan,
T’ : selang waktu yang di ukur observer pada kerangka K’ (s)
T₀ : selang waktu yang di ukur observer pada kerangka K (s)
υ : kecepatan observer pada kerangka K’ (m/s)
c : kecepatan cahaya (m/s)

Dari persamaan dilatasi diatas, dapat disimpulkan bahwa :
1. T’ lebih besar dari T₀ artinya waktu yang diukur oleh observer yang berada di kerangka K’ (system bergerak) akan lebih lama dari pada waktu sebenarnya yang diukur oleh observer yang berada di kerangka K (system tidak bergerak). Pertistiwa ini juga bisa disebut sebagai Dilatasi Waktu
2. Kejadian tidak terjadi pada koordinat waktu dan ruang yang sama di dalam dua kerangka atau system yang berbeda
3. Dibutuhkan satu alat ukur pada kerangka K dan dibutuhkan dua alat ukur pada kerangka K’
C. Contoh Soal

Periode dari pendulum yang diukur oleh observer yang diam adalah 3,0 s. Berapakah periode dari pendulum ketika diukur oleh observer yang bergerak relatif terhadap pendulum dengan kecepatan sebesar 0,95c?

Pembahasan

Dik :
T₀ = 3,0 s
υ = 0,95c

Dit :
T’ = ?

Pembahasan
```
T'=\frac{T_0}{\sqrt{1-υ^2/c^2}}
```
```
T'=\frac{3,0\ s}{\sqrt{1-(0,95c)^2/c^2}}
```
```
T'=\frac{3,0\ s}{\sqrt{1-0,9025c^2/c^2}}
```
```
T'=\frac{3,0\ s}{\sqrt{0,0975}}
```
```
T'=(3,0\ s)(3,2)
```
```
T'=9,6\ s
```
Jadi, besar periode yang diukur oleh observer yang bergerak adalah 9,6 s
29 April 2022
Konsep Entropi dan Distribusi Energi Rata-rata
AhmadDahlan.NET – Entropi adalah sebuah besaran unik dalam termodinamika dan sedikit sulit untuk dipahami. Berbeda dengan suhu dan tekanan yang bisa dengan mudah diamati atau Volume dari sebuah sistem sudah jelas besaran yang konkret, Entropi tidak dapat diukur secara langsung. Sehingga tidak mungkin dibuat alat ukur Entropi atau Entropi Meter.

Termodinamika adalah kajian yang mempelajari perpindahan energi (kalor) yang terjadi pada sistem, lingkungan dan semesta. Karakateristik termodinamika bergantung dari keadaan sistem namun tidak bergantung pada keadaan sebelumnyam, selanjutnya aspek ini disebut sebagai variable ekstensif. Selain itu karakateristik termodinamika juga dipengaruhi oleh jumlah zat dari sistem (massa atau mol) dan volume yang disebut sebagai variable intensif. Nilai dari variable tersebut diluar dari pengaruh tempertaur dan suhu.

Entropi sendiri adalah karakteristiks termodinamika seperti temperatur, tekanan dan suhu hanya saja tidak bisa divisualisasikan dengan mudah melalui pengukura.

A. Pengertian Entropi

Konsep entropi pertama kali diperkenalakan pada pertengahan abad 19 melalui kajian efektifitas mesin panas. Terutama pada hubungan antara Siklus Carnot dan pemuaian gas ideal maupun gas nyata. Pada awalnya perubahan entropi ΔS dapat dijabarkan melalui persamaan :
```
ΔS = \frac{Q_{reversibel}}{T}
```
dimana Q adalah energi panas (J) dan T adalah suhu.

Belakangan, Entropi lebih dijabarkan sebagai perubahan Entlapi -ΔH setiap kenaikan suhu yang dituliskan dalam persamaan :
```
ΔS = -\frac{ΔH}{T}
```
Pendekatan modern dalam menjabarkan Entropi punya dua kekurangan yakni : (1) Satuan entropi J/K tai derajat ketidakaturannya tidak memiliki satuan. (2) persamaan ini mendefenisikan perubahan yang tidak mendukung konsep siste dalam keadaan setimbang.

Hukum Termodinamika dan Entropi

Perhatikan III hukum utama termodinamika yakni :
1. Hukum I Termodinamika yang menyatkan tentang kekekalan energi
2. Hukum II Termodinamika berbicara tentang arah perpindahan kalir yang spontan dari suhu tinggi ke suhu rendah
3. Hukum III Termodinamika yang menyatakakan bahwa semua zat murni punya entropi yang sama pada suhu 0 Mutlak.
Ketiga hukum ini lebih mengarahkan pengertian entropi suatu sistem berhubungan dengan distribusi dan energi molekul pada tingkat energi dari sistem itu sendiri.

Pandangan klasik memberikan penjelasan bahwa sistem dalam keadaan nol mutlak, atom-atom penyusun sistem tidak memiliki energi dan membuat mereka saling berdekatan. Ketika energi dalam bentuk apapun dimasukkan ke dalam sistem, maka atom-atom mulai bergerak baik itu rotasi, vibrasi dan translasi. Semakin tinggi suhu akan membuat gerakan ini semakin meningkat.

Peningkatan suhu disebabkan pemberian energi panas, namun karakteristik akan berbeda antara satu zat dengan zat yang lainnya tergantung dari kapasitas panas dari masing-masing zat.

Hal yang lain harus doperhatikan adalah titik lebih dan titik leleh dari zat juga berbeda antara satu zat dan zat lainnya. Pada akhirnya penelitian menunjukkan bahwa pada suhu 298 K, setiap zat memiliki standar entropi yang berbeda satu sama lain. Pada suhu tersebut, Entropi Grafit adalah 6 J/K namun air adalah 70 J/K sedangkan nitron 192 J/K.

B. Distribusi Energi

Bayangjan kita sedang mengamati sebuah sistem yang sangat kecil dengan jumlah partikel yang terbatas. Setelah itu, misalkan kita memberikan energi 20 satuan energi ke sistem tersebut yang hanya berisi 10 partikel yang identik. Rata-rata partikel akan memiliki 2 unit energi.

Meskipun dikatakan rata-rata namun angka ini lebih bersifat diskrit dibandingkan kontinu, dengan kata lain keadaan sistem hanya dapat berubah jika setiap partikel mendapatkan 2 unit energi. Jika salah satu partikel ini mengambil semua energi yang diberikan kepada sistem maka keadaannya akan 10 kali berbeda dengan keadaan pada saat setiap dapat 2 unit energi.

Jika energi tersebut diberikan ke dua partikel, maka prosesnya akan memiliki salah sati dari partikel akan mendapatkan 10 energi, kemudian 1 dari 9 partikel lainnya akan mendapatkan sisa 10 energi. 8 Partikel lannya tidak akan mendapatkan energi. Kombinasi dari kejadian ini bisa mengasilkan 90 kombinasi sistem. Namun karena partikel ini tidak dalam dibebedakan (identik) maka hanya akan ada 45 kombinasi. Demikian pula jika energi ini diberikan ke 4 partikel akan mengasilkan kombinasi 210 keadaan.

Cara perhitungan ini menghasilkan banyak kombinasi bahkan untuk sistem dengan 10 Partikel saja, sehingga sangat tidak mungkin untuk diaplikasikan ke sistem dengan jumlah atom yang banyak.

Ludwig Boltzmaan selanjutnya membuat percobaan dengan jumlah partikel yang banyak dan menghasilkan hasil :

Jika energi menyebar lebih luas dalam suatu sistem maka jumlah kemungkinan distribusi meningkat ke puncak seperti pada bagan di bawah.

Pada suhu rendah, ketiak sejumlah kecil energi masuk ke dalam sistem, maka jumlah energi ini tidak dapat dibagikan ke seluruh partikel yang ada ke dalam sistem. Hal ini adakan berdampak sebagain besar molekum yang mendapatkan energi sesuai dengan kedaan energi rata-rata pada suhu tersebut namuan sebagiannya lainnya tidak memiliki energi yang cukup. Semakin tinggi suhunya maka semakin banyak energi sehingga perbedaan keadaan energi antara satu partikel dan partikel lainnya lebih merata. Karakter ini sangat berdampak pada karakteristik entropi sebuah sistem.

Jika partikel yang ditinaju berada pada sistem terisolasi, maka jumlah energi dan partikel dalam sistem akan konstan. Energi yang ada partikel akan berpindah/berganti satu sama lain seiring dengan geraka acak dari partikel sehingga saling bertabrakan.

When the concept of entropy is being introduced, it is important that misconceptions should be avoided, particularly the idea that entropy represents the degree of disorder in the system. Entropy is dynamic – the energy of the system is constantly being redistributed among the possible distributions as a result of molecular collisions – and this is implicit in the dimensions of entropy being energy and reciprocal temperature, with units of J K^-1, whereas the degree of disorder is a dimensionless number
19 April 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Teori Kinetik Gas
AhmadDahlan.Net – Berdasarkan wujudnya benda dikemlompokkan menjadi tiga, yaitu wujud padat, wujud cair, dan wujud gas. Pada artikel kali ini kita akan membahas mengenai gas. Lebih tepatnya mengenai Teori Kinetik Gas. Untuk memahami materi tersebut, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Teori Kinetik Gas

Gas merupakan salah satu wujud benda yang memiliki bentuk dan volume yang berubah – ubah. Bentuk gas tidak dapat dilihat oleh mata, selain itu tidak dapat juga dipegang. Gas yang di bahas dalam teori kinetik gas adalah gas ideal. Gas ideal adalah sekumpulan gas yang tidak saling berinteraksi satu sama lain. Adapun sifat – sifat gas ideal adalah sebagai berikut :
1. Gas ideal terdiri atas partikel yang berjumlah banyak dan tersebar merata dalam suatu wadah atau ruang.
2. Tidak terdapat interaksi antar tiap – tiap partikel.
3. Tidak terdapat gaya tarik menarik antar pertikel.
4. Partikel memiliki kelajuan tetap dan bergerak acak ke segala arah.
5. Ukuran partikel diabaikan
6. Hukum Newton tentang gerak berlaku
B. Persamaan Teori Kinetik Gas

Terdapat beberapa hukum mengenai gas ideal, yaitu :

1. Hukum Boyle

Hukum Boyle menyatakan bahwa jika suhu suatu gas konstan, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya. Secara matematis, hukum Boyle ditulis sebagai berikut :
```
PV=konstan
```
```
P_1V_1=P_2V_2
```
Keterangan,
P : tekanan gas (Pa)
V : volume gas (m³)

2. Hukum Charles

Hukum Charles menyatakan bahwa jika tekanan suatu gas tetap, maka volume gas akan sebanding atau berbanding lurus dengan temperatur mutlak gas. Secara matematis, hukum Charles dituliskan sebagai :
```
\frac{V}{T}=konstan
```
```
\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}
```
Keterangan,
V : volume gas (m³)
T : suhu gas (K)

3. Hukum Gay – Lussac

Hukum Gay – Lussac menyatakan bahwa jika volume suatu gas konstan, maka tekanan pada gas akan sebanding atau berbanding lurus dengan temperatur mutlak gas. Secara matematis, hukum Gay – Lussac dituliskan sebagai :
```
\frac{P}{T}=konstan
```
```
\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2}
```
Keterangan,
P : tekanan gas (Pa)
T : suhu gas (K)

Dari ketiga hukum diatas, dengan memperhatikan hubungan antara tekanan, volume, dan temperature, diperoleh :
```
\frac{PV}{T}= konstan
```
```
\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}
```
Dari persamaan diatas diperoleh persamaan umum untuk Teori Kinetik Gas yang dituliskan sebagai berikut :
```
PV=nRT
```
dimana,
```
n=\frac{m}{Mr}\ \ atau\ \ n=\frac{N}{N_a}
```
Keterangan,
P : tekanan gas (Pa)
V : volume gas (m³)
n : jumlah partikel dalam mol (mol)
R : ketetapan gas ideal (8,314 x 10³ J/molK)
T : suhu gas ideal (K)
m : massa total gas (kg)
Mr : massa molekul relatif (kg/mol)
N : banyakpartikel
N_a : bilangan Avogadro (6,02 x 10²³ partikel/mol)

C. Contoh Soal

Suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu 27 ^oC. Tentukan tekanan gas tersebut jika suhunya 47 ^oC. dan volumenya 3,2 liter!

Pembahasan

Dik :
V₁ = 4 liter
P₁ = 1,5 atm
T₁ = 27 ^oC = 300 K
V₂ = 3,2 liter
T₂ = 47 ^oC = 320 K

Dit :
P₂ = ?

Pembahasan :
```
\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}
```
```
P_2=\frac{P_1V_1T_2}{T_1V_2}
```
```
P_2=\frac{(1,5\ atm)(4\ liter)(320\ K)}{(300\ K)(3,2\ liter)}
```
```
P_2=2 \ atm
```
16 April 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Cermin Cembung
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memperhatikan spion kendaraan kalian?Bagaimana cermin yang digunakan pada spion pada kendaraan? Cermin yang digunakan pada spion kendaraan adalah cermin cembung. Hal ini kalian bisa lihat dari permukaan cermin spion yang melengkung ke luar (mencembung). Berikut penjelasan cermin cembung dalam Fisika.

A. Pengertian Cermin Cembung

Cermin cembung merupakan cermin yang memiliki permukaan berbentuk cembung (melengkung ke luar) dan memiliki sifat menyebarkan cahaya (divergen). Cermin cembung biasa disebut dengan cermin negatif. Hal ini karena titik fokus cermin terletak di belakang cermin, sehingga titik fokusnya bernilai negatif.

Adapun sinar – sinar istimewa pada cermin cembung adalah :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan seolah – olah dari titik fokus (ditandai dengan garis berwarna merah). Garis normal merupakan garis putus – putus berwarna biru

2. Sinar datang menuju titik fokus (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama (ditandai dengan garis berwarna merah).

3. Sinar datang menuju titik kelengkungan R (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan kembali dari titik kelengkungan tersebut (ditandai dengan garis berwarna merah).

Menggunakan sinar – sinar istimewa tersebut, didapatkan pembentukan bayangan pada cermin cembung, seperti pada gambar berikut.

Benda berupa panah berwarna biru di titik A, membentuk bayangan (panah warna merah) pada ruang antara titik pusat cermin (O) dan titik fokus cermin (F). Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cembung adalah maya, tegak, dan diperkecil

B. Persamaan Cermin Cembung

1. Fokus Cermin Cembung
```
-\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}
```
Keterangan,
f : besar fokus cermin
s : jarak benda dari cermin
s’ : jarak bayangan

2. Titik Kelengkungan Cermin (R)
```
R=2f
```
Keterangan,
R : titik kelengkungan cermin
f : besar fokus cermin

3. Perbesaran bayangan
```
M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
s’ : jarak bayangan
s : jarak benda dari bayangan
h’ : tinggi bayangan
h : tinggi benda

C. Contoh Soal

Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung. Jarak fokus dari cermin tersebut adalah 6 cm. Jarak bayangan dari cermin yang terbentuk dari adalah ….

Pembahasan

Dik :
s = 4 cm
f = 6 cm

Dit :
s’ = ?

Pembahasan :
```
-\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}
```
```
-\frac{1}{6\ cm}=\frac{1}{4\ cm}+\frac{1}{s'}
```
```
\frac{1}{s'}=-\frac{1}{4\ cm}-\frac{1}{6\ cm}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{-6-4}{24\ cm}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{-10}{24\ cm}
```
```
s'=\frac{24\ cm}{-10}
```
```
s'=-2,4\ cm
```
Jadi, jarak bayangan dari cermin adalah 2,4 cm.
16 April 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Cermin Cekung
AhmadDahlan.Net – Terdapat 3 jenis cermin yang biasa kita gunakan dalam kehidupan sehari – hari, yaitu cermin datar, cermin cembung, dan cermin cekung. Pada artikel yang berbeda, kita telah membahas mengenai cermin datar dan cermin cembung, kali ini kita akan membahas mengenai cermin cekung. Cermin cekung biasanya digunakan pada senter. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai cermin cekung.

A. Pengertian Cermin Cekung

Cermin cekung merupakan cermin yang permukaannya melengkung ke luar (berbentuk cekung) dan memiliki sifat memusatkan cahaya (konvergen). Cermin cekung biasa disebut dengan cermin positif. Hal ini karena titik fokus cermin terletak di depan cermin, sehingga titik fokusnya bernilai positif.

Adapun sinar – sinar istimewa pada cermin cekung adalah :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan melewati titik fokus cermin (ditandai dengan garis berwarna merah). Garis normal merupakan garis putus – putus berwarna biru

2. Sinar datang menuju titik fokus (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama (ditandai dengan garis berwarna merah).

3. Sinar datang menuju titik kelengkungan R (ditandai dengan garis berwarna hitam) akan dipantulkan kembali dari titik kelengkungan tersebut (ditandai dengan garis berwarna merah).

Menggunakan sinar – sinar istimewa tersebut, didapatkan pembentukan bayangan pada cermin cekung, Sebelumnya cermin cekung dibagi menjadi ruang I, ruang II, dan ruang III. Berikut pembentukan dan sifat bayangan pada cermin cekung.

1. Benda berada di ruang I

Benda (panah warna biru) yang berada di ruang I akan membentuk bayangan di ruang IV. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperbesar.

2. Benda berada di ruang II

Benda (panah warna biru) yang berada di ruang II akan membentuk bayangan di ruang III. Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.

3. Benda berada di ruang III

Benda (panah warna biru) yang berada di ruang III akan membentuk bayangan di ruang II. Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

B. Persamaan Cermin Cekung

1. Titik Fokus Cermin
```
\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}
```
Keterangan,
f : besar fokus cermin
s : jarak benda dari cermin
s’ : jarak bayangan

2. Titik Kelengkungan Cermin (R)
```
R=2f
```
Keterangan,
R : titik kelengkungan cermin
f : besar fokus cermin

3. Perbesaran Bayangan
```
M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
s’ : jarak bayangan
s : jarak benda dari bayangan
h’ : tinggi bayangan
h : tinggi benda

C. Contoh Soal

Sebuah benda terletak 10 cm di depan cermin cekung dengan dengan tinggi 15 cm dan jari-jari kelengkungan 8 cm. Carilah tinggi dan sifat bayangan benda tersebut!

Pembahasan

Dik
s = 10 cm
h = 15 cm
R = 8 cm

Dit :
h’ = ? dan sifat bayangan nya

Pembahasan :

1. Mencari besar titik fokus cermin
```
R=2f
```
```
8\ cm=2f
```
```
f=\frac{8\ cm}{2}=4\ cm
```
2. Mencari jarak bayangan
```
\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}
```
```
\frac{1}{4\ cm}=\frac{1}{10\ cm}+\frac{1}{s'}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{1}{4\ cm}-\frac{1}{10\ cm}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{5-2}{20\ cm}=\frac{3}{20\ cm}
```
```
s'=\frac{20\ cm}{3}=6,67\ cm
```
Besar s’ positif artinya benda memiliki sifat nyata (terletak di depan cermin).

3. Mencari tinggi bayangan
```
M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
```
|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
```
{\frac{20/3\ cm}{10\ cm}}=\frac{h'}{15\ cm}
```
```
{\frac{20\ cm}{3\ .\ 10\ cm}}=\frac{h'}{15\ cm}
```
```
h'={\frac{20\ cm\ .\ 15\ cm}{3\ .10\ cm}}
```
```
h'=10\ cm
```
Karena h > h’ artinya bayangan diperkecil

4. Menetukan sifat bayangan

Hasil jarak bayangan dan tinggi bayangan menyimpulkan bahwa bayangan bersifat nyata dan diperkecil. Selain itu, bayangan terletak di ruang II (f < s’ < R) sehingga bayangan bersifat terbalik. Jadi, dapat disimpulkan sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperkecil
16 April 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Lensa Cekung
AhmadDahlan.Net – Kacamata merupakan salah satu alat optik yang menggunakan lensa dalam penerapannya. Lensa pada kacamata dibagi menjadi dua, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Artikel kali ini akan membahas mengenai lensa cekung.

A. Pengertian Lensa Cekung

Lensa merupakan sebuah benda bening yang memiliki 2 bidang bias. Lensa cekung adalah lensa yang bagian tepi atau sisinya lebih tebal dibandingkan bagian tengah nya. Lensa cekung terdiri atas 3 jenis, yaitu bikonkaf, plan konkaf, dan konvex konkaf.

Lensa ini juga disebut sebagai lensa divergen, karena memiliki sifat untuk menyebarkan cahaya yang datang.

Adapun sinar – sinar istimewa pada lensa cekung adalah sebagai berikut :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah – olah dari titik fokus F₁

2. Sinar datang seolah – olah menuju titik fokus F₂ akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama

3. SInar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan dan tidak berubah arah

Pembentukan bayangan pada lensa cekung dapat digambarkan dengan menggabungkan dua sinar istimewa yang terdapat pada lensa. Seperti pada gambar berikut:

Sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cekung selalu maya. tegak, dan diperkecil.

B. Persamaan Lensa Cekung

1. Titik Fokus Lensa Cekung
```
\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s'}
```
Keterangan,
f : besar fokus cermin
s : jarak benda dari cermin
s’ : jarak bayangan

Aturan tanda :
nilai f pada lensa cekung selalu negatif karena terletak di depan cermin
s’ (+) = bayangan bersifat nyata
s’ (-) = bayangan bersifat maya

2. Pembesaran Bayangan
```
M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
s’ : jarak bayangan
s : jarak benda dari bayangan
h’ : tinggi bayangan
h : tinggi benda

Apabila diperoleh h > h’ berarti bayangan yang terbentuk diperkecil (lebih kecil dari benda), begitupun sebaliknya.

3. Kekuata Lensa Cekung
```
P=\frac1f
```
Keterangan,
P : kekuatan lensa cembung (D atau Dioptri)
f : titik fokus lensa cembung (m)

C. Contoh Soal

Sebuah benda setinggi 1 cm berada di depan lensa cekung dengan fokus 2 cm. Jika jarak benda 4 cm maka tentukanlah jarak bayangan, tinggi bayangan, dan sifat bayangan,

Pembahasan

Dik :
h = 1 cm
f = -2 cm (nilai f lensa cekung selalu negatif)
s = 4 cm

Dit :
s’ = ?
h’ = ?
sifat bayangan

Pembahasan :

1. Mencari jarak bayangan
```
\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s'}
```
```
-\frac{1}{2\ cm}=\frac{1}{4\ cm}+\frac{1}{s'}
```
```
\frac{1}{s'}=-\frac{1}{2\ cm}-\frac{1}{4\ cm}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{-2-1}{4\ cm}
```
```
\frac{1}{s'}=\frac{-3}{4\ cm}
```
```
s'=\frac{4\ cm}{-3}=-1,3\ cm
```
Karena nilai s’ (-) maka bayangan bersifat maya dan terletak di depan lensa

2. Mencari tinggi bayangan
```
M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
```
|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|
```
```
|{\frac{-4/3\ cm}{4\ cm}}|=|\frac{h'}{1\ cm}|
```
```
{\frac{4/3\ cm}{4\ cm}}=\frac{h'}{1\ cm}
```
```
h'=\frac{4\ \ .\ 1\ cm}{3\ cm\ .\ 4\ cm}
```
```
h'=\frac{1\ }{3\ }\ cm=0,3\ cm
```
Karena h > h’, berarti bayangan diperkecil

3. Mencari sifat bayangan

Sebelumnya diperoleh sifat bayangan yang terbentuk adalah maya dan diperkecil. Bayangan terletak didepan lensa, sehingga dapat disimpulkan bahwa bayangan yang terbentuk memiliki sifat maya, tegak, dan diperkecil.
16 April 2022

Materi Fisika SMA – Rumus Lensa Cembung

AhmadDahlan.Net – Ketika kita kesusahan melihat atau membaca tulisan yang berjarak dekat, biasanya kita akan dianjurkan untuk menggunakan kacamata baca atau biasa disebut dengan kacamata plus. Kacamata baca ini menggunakan lensa cembung. Adapun penjelasan yang lebih lengkap mengenai lensa cembung adalah sebagai berikut.

A. Pengertian Lensa Cembung

Lensa merupakan sebuah benda bening yang memiliki 2 bidang bias. Lensa cembung adalah lensa yang memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian sisinya. Lensa cembung terdiri atas 3 jenis, yaitu bikonveks, plan konveks, dan konkaf konveks.

Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya di satu titik fokus, sehingga disebut juga sebagai lensa konvergen.

Adapun sinar – sinar istimewa pada lensa cembung adalah :

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus F₁ dibelakang lensa

2. Sinar datang melalui titik fokus F₂ di depan lensa akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama dibelakang lensa

3. Sinar datang melalui titik pusat lensa (O) akan diteruskan tanpa berubah arah

Pembentukan bayangan pada lensa cembung dapat digambarkan dengan menggabungkan dua sinar istimewa yang terdapat pada lensa cembung. Seperti pada gambar berikut:

Berikut sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cembung.

Posisi Benda	Sifat Bayangan	Letak Bayangan
Ruang I (Titik O – Titik F₂)	Maya, Tegak, Diperbesar	Depan Lensa
Titik F₂	Maya, Tegak, Diperbesar	Depan Lensa
Ruang II (Titik F₂ – Titik 2F₂)	Nyata, Terbalik, Diperbesar	Belakang Lensa
Titik 2F₂	Nyata, Terbalik, Sama Besar	Belakang Lensa
Ruang III (Titik 2F₂ – ~)	Nyata, Terbalik, Diperkecil	Belakang Lensa

B. Persamaan Lensa Cembung

1. Titik Fokus Lensa Cembung

\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}

Keterangan,
f : besar fokus cermin
s : jarak benda dari cermin
s’ : jarak bayangan

Aturan tanda :
s’ (+) = bayangan bersifat nyata
s’ (-) = bayangan bersifat maya

2. Perbesaran Bayangan

M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|

Keterangan,
M : perbesaran bayangan
s’ : jarak bayangan
s : jarak benda dari bayangan
h’ : tinggi bayangan
h : tinggi benda

Apabila diperoleh h > h’ berarti bayangan yang terbentuk diperkecil (lebih kecil dari benda), begitupun sebaliknya

3. Kekuatan Lensa Cembung

P=\frac1f

Keterangan,
P : kekuatan lensa cembung (D atau Dioptri)
f : titik fokus lensa cembung (m)

C. Contoh Soal

Sebuah benda dengan tinggi 3 cm berada pada jarak 10 cm dari lensa cembung yang mempunyai jarak fokus 6 cm. Tentukanlah jarak bayangan, tinggi bayangan, serta sifat bayangan yang terbentuk.

Pembahasan

Dik :
h = 3 cm
s = 10 cm
f = 6 cm

Dit :
s’ = ?
h’ = ?
sifat bayangan

Pembahasan :
1. Jarak bayangan

\frac1f=\frac1s+\frac{1}{s'}

\frac{1}{6\ cm}=\frac{1}{10\ cm}+\frac{1}{s'}

\frac{1}{s'}=\frac{1}{6\ cm}-\frac{1}{10\ cm}

\frac{1}{s'}=\frac{5-3}{30\ cm}

\frac{1}{s'}=\frac{2}{30\ cm}

s'=\frac{30\ cm}{2}=15\ cm

Karena nilai s’ (+) berarti bayangan bersifat nyata dan berada di belakang cermin

2. Tinggi bayangan

M=|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|

|{\frac{s'}{s}}|=|\frac{h'}{h}|

{\frac{15\ cm}{10\ cm}}=\frac{h'}{3\ cm}

h'={\frac{15\ cm\ .\ 3\ cm}{10\ cm}}=4,5\ cm

karena h < h’, berarti bayangan diperbesar

3. Sifat bayangan

Sebelumnya diperoleh sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata dan diperbesar. Bayangan terletak dibelakang lensa, sehingga dapat disimpulkan bahwa bayangan yang terbentuk memiliki sifat nyata, terbalik, dan diperbesar.

16 April 2022

Materi Fisika SMA – Rumus Kapasitas Kalor
AhmadDahlan.Net – Es batu yang di panaskan dengan suhu tertentu, lama kelamaan akan mencair. Dalam ilmu Fisika, es yang di panaskan tersebut akan menyerap kalor dan mengalami kenaikan suhu. Banyaknya kalor yang diserap es ini dikatakan sebagai kapasitas kalor. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai kapasitas kalor.

A. Pengertian Kapasitas Kalor

Kalor merupakan merupakan energi panas yang berpindah dari benda ber suhu rendah menuju benda ber suhu tinggi. Kapasitas kalor merupakan banyaknya kalor yang diserap suatu benda dalam menaikkan suhu suatu benda sebanyak 1 K. Berdasarkan sistem international (SI) satuan untuk kapasitas kalor adalah J/K.

B. Persamaan Kapasitas Kalor

Secara umum, kapasitas kalor suatu zat dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
C=\frac{Q}{∆T}
```
Sebelumnya diketahui nilai Q dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
Q=m.c.∆T
```
Sehingga, apabila di substitusikan ke persamaan umum kapasitas kalor, diperoleh persamaan :
```
C=\frac{m.c.∆T}{∆T}
```
```
C=m.c
```
Keterangan,
C : kapasitas kalor (J/K)
Q : kalor (J)
∆T : perubahan suhu (⁰C)
m : massa (kg)
c : kalor jenis (J/kg⁰C)

C. Contoh Soal

SOAL 1

Air yang mula-mula bersuhu 13 ⁰C dipanaskan hingga bersuhu 30 ⁰C. Jika kapasitas kalor air tersebut adalah 2 J/K, tentukan banyaknya kalor yang diserap air tersebut?

Pembahasan

Dik :
T₁ = 13 ⁰C
T₂ = 30 ⁰C
C = 2 J/K

Dit :
Q = ?

Pembahasan :

1. Mencari perubahan suhu air
```
∆T=T_2-T_1
```
```
∆T=30\ ^0C-13\ ^0C
```
```
∆T=17\ ^0C=290\ K
```
2. Mencari banyaknya kalor yang diserap
```
C=\frac{Q}{∆T}
```
Q=C.∆T
Q=(2\ J/K)(290\ K)
Q=580\ J
SOAL 2

Sebuah benda bersuhu 5 ⁰C menyerap kalor sebesar 1500 joule, kemudian suhunya menjadi naik menjadi 32 ⁰C. Berapa kapasitas kalor benda tersebut?

Pembahasan

Dik :
T₁ = 5 ⁰C
T₂ = 32 ⁰C
Q = 1500 J

Dit :
C = ?

Pembahasan :

1 . Menghitung perubahan suhu
```
∆T=T_2-T_1
```
```
∆T=32\ ^oC-5\ ^oC=27\ ^oC
```
```
∆T=300\ K
```
2. Menghitung kapasitas kalor
```
C=\frac{Q}{∆T}
```
```
C=\frac{1500\ J}{300\ K}
```
```
C=5\ J/K
```
16 April 2022

Kategori: Fisika

A. Pengertian Efek Rumah Kaca

B. Proses Terjadinya Efek Rumah Kaca

C. Penyebab Terjadinya Efek Rumah Kaca

D. Penanggulangan Efek Rumah Kaca

A. Pengertian Gaya Lorentz

B. Persamaan Gaya Lorentz

1. Gaya Lorentz pada Kawat Ber-Arus

2. Gaya Lorentz pada 2 Kawat Sejajar Ber-Arus

3. Gaya Lorentz pada Muatan Listrik

C. Contoh Soal

A. Pengertian Dilatasi Waktu

B. Persamaan Dilatasi Waktu

C. Contoh Soal

A. Pengertian Entropi

Hukum Termodinamika dan Entropi

B. Distribusi Energi

A. Pengertian Teori Kinetik Gas

B. Persamaan Teori Kinetik Gas

1. Hukum Boyle

2. Hukum Charles

3. Hukum Gay – Lussac

C. Contoh Soal

A. Pengertian Cermin Cembung

B. Persamaan Cermin Cembung

1. Fokus Cermin Cembung

2. Titik Kelengkungan Cermin (R)

3. Perbesaran bayangan

C. Contoh Soal

A. Pengertian Cermin Cekung

B. Persamaan Cermin Cekung

1. Titik Fokus Cermin

2. Titik Kelengkungan Cermin (R)

3. Perbesaran Bayangan

C. Contoh Soal

A. Pengertian Lensa Cekung

B. Persamaan Lensa Cekung

1. Titik Fokus Lensa Cekung

2. Pembesaran Bayangan

3. Kekuata Lensa Cekung

C. Contoh Soal

A. Pengertian Lensa Cembung

B. Persamaan Lensa Cembung

1. Titik Fokus Lensa Cembung

2. Perbesaran Bayangan

3. Kekuatan Lensa Cembung

C. Contoh Soal

A. Pengertian Kapasitas Kalor

B. Persamaan Kapasitas Kalor

C. Contoh Soal

SOAL 1

SOAL 2