Kategori: Fisika

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

Materi Fisika SMA – Rumus Teleskop
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian melihat atau menggunakan teleskop? Teleskop merupakan salah satu alat yang digunakan untuk melihat benda yang sangat jauh, seperti bintang dan lain sebagainya. Tahukah kalian bagaimana cara kerja teleskop hingga dapat membentuk bayangan dari benda – benda yang memiliki jarak yang jauh? Untuk dapat memahami hal tersebut, perhatikan penjelasan berikut!

A. Pengertian Teleskop

Teleskop atau teropong merupakan salah satu alat optik. Alat ini berfungsi untuk membantu pengguna dalam melihat benda – benda yang sangat jauh, sehingga terlihat lebih dekat dan lebih jelas.

B. Persamaan Teleskop

1. Teropong Bintang

Teropong bintang menggunakan dua lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Titik fokus kedua lensa ini saling berimpit, dimana jarak fokus lensa objektif lebih besar daripada lensa okuler (f_ob > f_ok). Teropong bintang dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan mata tanpa akomodasi.

Mata Berakomodasi Maksimum

cr: fisikabc.com

Penggunaan teropong bintang dengan mata yang berakomodasi maksimum terjadi ketika bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler jatuh di titik dekat mata. Berikut beberapa persamaan yang digunakan untuk teropong bintang dengan mata berakomodasi maksimum:

1. Jarak benda dari lensa
```
s_{ob}=∞
```
dan
```
s_{ok}=\frac{f_{ok}.s_n}{f_{ok}+s_n}
```
Keterangan,
s_ob : jarak benda dari lensa objektif (m)
s_ok : jarak benda dari lensa okuler (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)
s_n : titik dekat mata normal (25 – 30 cm)

2. Jarak bayangan dari lensa
```
s'_{ob}=f_{ob}
```
dan
```
s'_{ok}=-s_n
```
Keterangan,
s’_ob : jarak bayangan dari lensa objektif (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
s’_ok : jarak bayangan dari lensa okuler (m)
s_n : titik dekat mata normal (25 – 30 cm)

3. Perbesaran bayangan
```
M=\frac{f_{ob}}{s_{ok}}=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}(\frac{s_n+f_{ok}}{s_n})
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)
s_n : titik dekat mata normal (25 – 30 cm)

4. Panjang teropong
```
d=f_{ob}+s_{ok}
```
dan
```
d=s'_{ob}+s_{ok}
```
Keterangan,
d : panjang teropong (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
s’_ob : jarak bayangan dari lensa objektif (m)
s_ok : jarak benda dari lensa okuler (m)

Mata Tanpa Akomodasi

cr : fisikabc.com

Penggunaan teropong bintang dengan mata tanpa akomodasi terjadi ketika bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler berada pada titik jauh mata. Berikut beberapa persamaan yang digunakan untuk teropong bintang dengan mata tanpa akomodasi :

1. Jarak benda dari lensa
```
s_{ob}=∞
```
dan
```
s_{ok}=f_{ok}
```
Keterangan,
s_ob : jarak benda dari lensa objektif (m)
s_ok : jarak benda dari lensa okuler (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)

2. Jarak bayangan dari lensa
```
s'_{ob}=f_{ob}
```
dan
```
s'_{ok}=∞
```
Keterangan,
s’_ob : jarak bayangan dari lensa objektif (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
s’_ok : jarak bayangan dari lensa okuler (m)

3. Perbesaran bayangan
```
M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)

4. Panjang teropong
```
d=f_{ob}+f_{ok}
```
Keterangan,
d : panjang teropong (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)

2. Teropong Bumi

Teropong bumi menggunakan 3 lensa cembung, yang masing – masing berfungsi sebagai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi untuk menegakkan bayangan dari lensa objektif agar teramati seperti keadaan aslinya oleh lensa okuler. Teropong ini berfungsi untuk mengamati benda – benda yang berada jauh di permukaan bumi.

Teropong bumi dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan mata tanpa akomodasi.

Mata Berakomodasi Maksimum

1. Perbesaran bayangan
```
M=\frac{f_{ob}}{s_{ok}}
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
s_ok : jarak benda dari lensa okuler (m)

2. Panjang teropong
```
d=f_{ob}+4f_p+s_{ok}
```
Keterangan,
d : panjang teropong (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_p : jarak fokus lensa pembalik (m)
s_ok : jarak benda dari lensa okuler (m)

Mata Tanpa Akomodasi

1. Perbesaran bayangan
```
M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}
```
Keterangan,
M : perbesaran bayangan
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)

2. Panjang teropong
```
d=f_{ob}+4f_p+f_{ok}
```
Keterangan,
d : panjang teropong (m)
f_ob : jarak fokus lensa objektif (m)
f_p : jarak fokus lensa pembalik (m)
f_ok : jarak fokus lensa okuler (m)

C. Contoh Soal

Teropong bumi dengan jarak fokus lensa objektif 40 cm, jarak fokus lensa pembalik 5 cm, dan jarak fokus lensa okulernya 10 cm. Supaya mata melihat bayangan tanpa akomodasi, berapakah panjang dari teropong bumi tersebut?

Pembahasan

Dik :
f_ob = 40 cm
f_p = 5 cm
f_ok = 10 cm

Dit :
d dengan mata tanpa akomodasi

Pembahasan :

Penggunaan teropong dengan mata tanpa akomodasi, sehingga :
```
d=f_{ob}+4f_p+f_{ok}
```
```
d=40\ cm+4(5\ cm)+10\ cm
```
```
d=40 cm+20\ cm+10\ cm
```
```
d=70\ cm
```
26 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Kalor
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memanaskan air atau mencairkan es batu? Air yang dipanaskan serta peristiwa mencairnya es batu sama – sama melibatkan kalor dalam prosesnya. Kalor juga disebut dengan energi panas. Berikut penjelasan lengkap mengenai kalor.

A. Pengertian Kalor

Kalor merupakan energi panas yang berpindah dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah. Kalor juga dapat di definisikan sebagai proses transfer energi panas dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

Satuan kalor dalam Standar Internasional adalah Joule (J). Selain itu, digunakan juga satuan kalori (kkal), dimana

1 kkal = 4,18 Joule dan 1 Joule = 0,24 kkal

B. Persamaan Kalor

1. Persamaan Perpindahan Kalor

Kalor secara umum dirumuskan sebagai :
```
Q=m×c×∆T
```
Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
c : kalor jenis (J/kg⁰C)
∆T : perubahan suhu (T₂ – T₁)

2. Kalor Laten

Kalor laten merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu benda. Contohnya es batu yang semula membeku akan berubah wujud menjadi cair apabila dipanaskan. Kalor laten terbagi menjadi 2, yaitu kalor uap dan kalor lebur.

Secara umum, persamaan untuk kalor laten dituliskan sebagai berikut :
```
Q=m×L
```
atau
```
Q=m×U
```
Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
L : kalor lebur (J/kg)
U : kalor uap (J/kg)

3. Kalor Jenis

Kalor jenis diartikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda bermassa 1 kg sebanyak 10C. Secara umum kalor jenis dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
c=\frac{Q}{m∆T}
```
Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
c : kalor jenis (J/kg⁰C)
∆T : perubahan suhu (T₂ – T₁)

C. Contoh Soal

sebuah balok es yang bermassa 50 gram dipanaskan dari -5 ⁰C hingga menjadi air bersuhu 60 ⁰C. apabila diketahui kalor lebur es = 80 kal/g, kalor jenis es = 0,5 kal/g derajat celcius, dan kalor jenis air = 1 kal/g derajat celcius, maka kalor yang diperlukan dari proses awal hingga akhir adalah?

Pembahasan

Dik :
m = 50 gram
T₁ = -5 ⁰C
T₂ = 60 ⁰C
c_es = 0,5 kal/g⁰C
c_air = 1 kal/g⁰C
L = 80 kal/g

Dit :
Q_tot = ?

Pembahasan :

Perhatikan grafik di bawah ini :

1. Proses Q₁ (Es mencair)
```
Q_1=m×c_{es}×∆T
```
```
Q_1=50\ g×0,5\ kal/g\ ^0C×(0\ ^0C-(-5\ ^0C))
```
```
Q_1=50\ g×0,5\ kal/g\ ^0C×5\ ^0C
```
```
Q_1=125\ kal
```
2. Proses Q₂ (es melebur)
```
Q_2=m×L
```
```
Q_2=50\ g×80\ kal/g
```
```
Q_2=4000\ kal
```
3. Proses Q₃
```
Q_3=m×c_{air}×∆T
```
```
Q_3=50\ g×1\ kal/g\ ^0C×(60\ ^0C-0\ ^0C)
```
```
Q_3=50\ g×1\ kal/g\ ^0C×60\ ^0C
```
```
Q_3=3000\ kal
```
4. Menghitung Q_total
```
Q_{tot}=Q_1+Q_2+Q_3
```
```
Q_{tot}=125\ kal+4000\ kal+3000\ kal
```
```
Q_{tot}=7125\ kal
```
Jadi, total kalor yang dibutuhkan adalah 7125 kalori.
26 Maret 2022
Contoh Soal Literasi Sains PISA OECD untuk Materi Fisika
AhmadDahlan.NET – Berikut ini adalah translasi soal PISA Tahun 2018 yang di terjemahkan dalam bahasa Indonesia. Soal tersebut di susun oleh Australian Council for Educational Research (ACER), Netherlands National Institute for Educational Measurement (CITO) dan National Institute for Educational Policy Research (NIER, Japan).

Soal Literasi Sain

1. Contoh Soal Inersia

Sebuah bus melaju pada jalan lurus dengan kecepatan konstan. Supir Bus bernama Ray menaruh segelas air di dalam gelas di dasboard bus.

Jika Ray tiba-tiba mengerem dan gelas masih berada dalam keadaan diam di atas dasboard. Maka kondisi air di alam gelas adalah …

A. Tetap dalam keadaan diam
B. Tertumpah ke arah 1
C. Tertumpah ke arah 2
D. Tertumpah namun tidak dapat dipastikan di arah 1 atau 2.

2. Polusi Udara

Bus penumpang umum yang dioperasikan di Indonesia masih menggunakan bahan bakar minyak. Bus-bus ini dapat menyebabkan polusi udara. Beberapa kota besar sudah beralih menggunakan Bus tenaga listrik yang sumber energinya dihubungan dengan pembakit listrik tenaga diesel melalui kabel yang ada di bagian atas bus seperti pada gambar di bawah ini!

Beberapa pihak mengklaim bahwa sistem suplay energi listrik dari bis tersebut tidak menyumbang polusi udara.

Apakah Klaim tersebut benar? Berikan pendapat anda tentang masalah tersebut!

3. Gerak Rotasi Bumi

Pada tanggal 21 Juni, orang-orang belahan bumi bagian utara bumi seperti Eropa dan Rusia mengalami siang hari terpanjang, orang-orang-orang yang ada di benua Australia justru mengalami siang hari paling pendek. Di Melbourne Australia, Matahari terbit pada pukul 7:35 am dan terbenam pada pukul 5:08 pm. dengan demikian siang hari di Australia pada hari ini hanya merasakan 9 jam 32 menit.

Bandingkan dengan daerah di belahan bumi bagian selatan, matahari akan terbit pada pukul 5:55 am dan terbenam pada pukul 8:42 atau mereka akan melihat matari selama 14 jam 47 menit. Hal ini berdampakan pada perbedaan musim antara belahan bumi utara dan selatan. Hal ini disebabkan oleh sudut kemiringan rotasi bumi yang mencapai 23^o.
1. Pernyataan yang membuat terjadinya siang dan malan di permukaan bumi adalah …
2. Gambarkan sudut jatuhnya matahari yang memberikan ilustrasi penyebab perbedaan lama waktu siang dan malam antara belahan utara dan selatan!
4. Perubahan Iklim

Aktivitas Manusia dan Perubahan Iklim

Pembakaran Batu Bara, Minyak Bumi, Gas Alam begitu pulan dengan penggundulan hutan, kegiatan pertanian dan industri menyebabkan perubahan komposisi dari atmosfer bumi dan pada akhirnya menyebabkan perubahan iklim. Aktifitas tersebut meningkatkan konsenstrasi dari partikel dan gas rumah kaca di Atmosfir.

Hubungan antara jumlah konsentrasi dari partikel dan perubahan iklim ditunjukkan pada Gambar 1. Peningkatan konsentrasi Karbon dioksida dan metana akan menyebabkan naiknya suhu global. Sebaliknya Peningkatan Konsentrasi Karbon dalam bentuk partikel dalam menurunkan suhu. Partikel ini diberi dua label yakni Partikel dan “Dampak Partikel pada Awan”.

Gambar 1

Berdasarkan informasi yang didapatkan dari tesk dan gambar 1 buatlah argument yang dapat digunakan untuk mengurangi emisi karbon dioksida!

5. Perubahan Iklim

Lapisan Ozon

Atsmofer bumi terdiri dari udara dan banyak sumber daya alam yang menopang kehidupan manusia yang ada di bumi. Sayangnya, ada beberapa aktifitas manusia yang dapat menyebakan kerusakan bagi sumber daya tersebut dan akhirnya berbahaya bagi kehidupan manusia, khususnya merusak lapiran ozon yang melindungi kehidupan di bumi.

Ozon merupakan melokul yang terdiri dari 3 atom oksigen dimana molekul oksigen pada umumnya hanya memiliki 2 atom oksigen. Jumlah ozon di atmosfer sangatlah langka dengan perbandingan 10 : 1 000 000 terhadap semua molekul yang ada di udara. Sebagai perbnadingan Oksigen dengan dua atom oksigen memiliki konsentrasi mencapai 19% di udara, Meskipun jumlahnya sedikit, namun sudah lebih sekitar 1 milliar tahun molekul ini berada di atmosfer dan selama itulah molekul ini telah melingdungi kehidupan di bumi.

Berdasarkan posisinya, Ozon juga dapat berbahaya bagi kehidupan di bumi. Ozon yang berada di lapisan Troposper ( kurang daro 10 km di atas permukaan bumi) dapat merusakan jaringan paru-paru manusia. Beberapa jenis tanaman juga dapat mati jika terpapar dengan ozon. Untungnya 90% ozon ditemukan di lapisan startosfer (pada ketinggian 10 km sampai 40 km di atas permukaan bumi). Pada posisi ini laposan ozon bermanfaat bagi manusia karena dapat menyerap radiasi Ultraviolet dari matahari yang berbahaya bagi kehidupan manusia.

Tanpa adanya lapisan Ozon di ketingggian tersebut, manusia di permukaan bumi bisa terpapa Radiasi Ultraviolet dan dapat mengakibatkan peningkatan berbagai macam penyakit seperti kanker kulit dan sejenisnya. Beberapa dekade terakhir ini jumlah lapisan ozon di Atmosfer terus berkurang. Pada tahun 1974, Ilmuwan menduga jika penyebabnya adalah gas chlorofluorocarbons (CFC), namun pada tahun 1987, Saintis ternyata tidak berhasil membuktikan Gas CFC sebagai penyebab penipisan lapisan ozon. Meskipun demikianm pertemuan antara Diplomat dari seluruh dunia di Montreal (Canda) sepakat untuk mengurangi jumlah penggunaan CFC.

5.1 Pembentukan Ozon

Pada tesk di atas dijelaskan bahwa ozon terbentuk pada lapisan atmosfer. Pada kenyataan sejumlah ozon akan dibentuk setiap harinya namun juga sejumlah ozon tertentu juga akan hilang di hari yang sama. Proses pembentukan lapisan ozon di ilustrasikan pada cuplikan komik berikut!

Mislakan kamu memiliki seorang paman yang mencoba memahami penjelasan yang bisa ditarik dari cuplikan komik di atas. Namun dia tidak mampu menarik kesimpulan karena dia tidak memiliki latar belakang pendidikan sains. Paman kamu sudah paham dengan adanya atsmosfer namun dia tidak paham dengan simbol O₂ dan O₃ yang ada pada gambar, sehingga dia memintamu untuk menjelaskan komik tersebut!

Tuliskanlah penjelasan yang akan kamu berikan kepada paman-mu terkait gambar tersebut serta hubungkan dengan informasi mengenai Ozon yang ada di bacaan.

5.2. Petir dan Ozon

Ozon juga dapat terbentuk pada saat terjadi petir. Hal ini menyebabkan beberapa bau khas tercium setelah badai terbentuk. Pada artikel berjudul Lapisan Ozon, terdapat informasi mengenai dampak baik dan buruk ozon bagi manusia dalam bentuk molekul.

Apakah Ozon yang terbentuk selama badai petir berbahaya atau bermanfaat bagi kehidupan manusia? Berikan Penjelasan mengenai jawaban yang kamu berikan!

5.3. Trend Konsentrasi Ozon

Pada bagian akhir paragraf di artikel Lapizan Ozon terdapat informasi mengenai Pertemuan Internasional yang diselenggarakan di Montreal, Canada. Pada pertemuan tersebut disebutkan bahwa Delegasi dari berbagai negara memutuskan untuk tidak mengurangi penggunaan jumlah gas CFC.

Pertanyaannya adalah :
1. Bagaimana konsentrasi dari CFC di atmosfer pada tahun 2040 jika Pertemuan tersebut tidak pernah terjadi?
2. Apakah konsentrasi Lapisan ozon akan berkurang pada tahun 2040 disebabkan oleh CFC tersebut?
6. Termodinamikan dan Kerja Panas

Peter adalah seorang insinyur pembangunan yang berangkat bekerja menggunakan mobil. Pada saat dia bekerja di lapangan, dia menaruh sejumlah air mineral dalam botol, paku dan martil di dalam mobil. Setelah siang hari mobil terjemur dan suhu di dalam mobil naik menjadi 40^oC. Pada saat tersebut, Peter datang ke mobil dan mengambil ketiga barang tersebut dan merasakan ternyata paku dan martil nya yang dari besi terasa lebih panas.

Pertanyaannya adalah :
1. Berapakah suhu masing-masing barang yang diambil oleh Peter?
2. Jika Peter tidak datang mengambil air di dalam mobil, apakah air akan mendidih?
Berikan penjelasan anda mengenai jawaban tersebut!

Penyusunan Soal Literasi Sains dan HOTs

Materi-Penyusunan-Soal-HOTs-dan-Literasi-Sains Unduh

Untuk Jawaban dan Pembahasan, silahkan hubungi penulis. Sekian dan terima kasih.
24 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Hukum Hooke
AhmadDahlan.Net – Sebelumnya kita sudah membahas mengenai pegas. Pegas merupakan benda elastis yang apabila diberikan gaya akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang pada pegas di bahas dalam Hukum Hooke. Berikut penjelasan lebih lengkap mengenai hukum Hooke.

A. Pengertian Hukum Hooke

Hukum Hooke merupakan hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang yang dialami pegas. Hukum ini pertama kali disampaikan oleh ilmuwan bernama Robert Hooke.

Hukum ini menyatakan bahwa apabila gaya tarik pada pegas tidak melampaui batas elastis bahan, maka pertambahan panjang pegas akan berbanding lurus dengan gaya tariknya. Pada Hukum Hooke terdapat

B. Persamaan Hukum Hooke

Pegas dengan beban m menerima gaya tarikan sebesar F akan mengalami pertambahan panjang sebesar ∆x, sehingga diperoleh :
```
F=k.∆x
```
Keterangan,
F : gaya tarik (N)
k : tetapan pegas (N/m)
∆x : pertambahan panjang (m)

Persamaan di atas dikenal dengan Hukum Hooke. Adapun tetapan pegas (k) dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
k=\frac{A.E}{L}
```
Keterangan,
k : tetapan pegas (N/m)
A : luas penampang (m²)
E : modulus elastis (N/m²)
L : panjang mula – mula pegas (m)

C. Contoh Soal

Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberikan gaya sebesar 10 N. Berapakah pertambahan panjang pegas jika diberi gaya sebesar 7 N?

Pembahasan

Dik :
∆x = 10 cm = 0,1 m
N = 10 N

Dit :
Berapakah pertambahan panjang pegas jika diberi gaya sebesar 7 N?

Pembahasan :

1. Mencari tetapan pegas
```
F=k.∆x
```
```
10\ N=k.(0,1\ m)
```
```
k=\frac{10\ N}{0,1\ m}
```
```
k=100\ \frac{N}{m}
```
Sehingga, tetapan pegas yang diperoleh adalah 100 N/m

2. Mencari pertambahan panjang pegas ketika N = 7 N
```
F=k.∆x
```
```
7\ N=100\ \frac{N}{m}.∆x
```
```
∆x=\frac{7\ N}{100\ \frac{N}{m}}
```
```
∆x=0,07 m
```
Sehingga, pertambahan panjang pegas yang mengalami gaya sebesar 7 N adalah 0,07 m.
24 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Konversi Satuan Suhu
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian menggunakan termometer untuk mengukur suhu? Apabila pernah, pernah, hasil pengukuran yang kalian peroleh tentunya menggunakan derajat Celcius. Hal ini dikarenakan termometer yang kita gunakan merupakan termometer skala Celcius. Bagaimana hasil pengukuran kalian jika menggunakan termometer skala Fahrenheit atau Reamur? Untuk menjawab hal tersebut, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Suhu

Suhu merupakan ukuran derajat panas dingin nya suatu benda atau sistem. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Pada umumnya terdapat empat jenis skala pada termometer, yaitu termometer skala Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin.

Berikut perbandingan titik didih dan titik beku dari masing – masing termometer.

Jenis Termometer Titik Didik Titik Beku Selisih Perbandingan
Celcius 100 ⁰C 0 ⁰C 100 5
Reamur 80 ⁰R 0 ⁰R 80 4
Fahrenheit 212 ⁰F 32 ⁰F 180 9
Kelvin 373 K 273 K 100 5

Untuk mengkonversi suhu, kita menggunakan perbandingan selisih titik didih dan titik beku dari tiap termometer.

B. Persamaan Konversi Suhu

1. Skala Celcius

Untuk mengkonversi suhu ke derajat Celcius digunakan persamaan :
```
^0C=\frac{5}{perbandingan\ ^0Y}×\ ^0Y
```
Untuk mengkonversi derajat Celcius ke derajat suhu yang lain digunakan persamaan :
```
^0X=\frac{perbandingan\ ^0X}{5}×\ ^0C
```
2. Skala Reamur

Untuk mengkonversi suhu ke derajat Reamur digunakan persamaan :
```
^0R=\frac{4}{perbandingan\ ^0Y}×\ ^0Y
```
Untuk mengkonversi derajat Reamus ke derajat suhu yang lain digunakan persamaan :
```
^0X=\frac{perbandingan\ ^0X}{4}×\ ^0R
```
3. Skala Fahrenheit

Untuk mengkonversi suhu ke derajat Fahrenheit digunakan persamaan :
```
^0F=(\frac{9}{perbandingan\ ^0Y}×\ ^0Y)+32
```
Untuk mengkonversi derajat Fahrenheit ke derajat suhu yang lain digunakan persamaan :
```
^0X=(\frac{perbandingan\ ^0X}{9}×\ ^0F)-32
```
4. Skala Kelvin

Untuk mengkonversi suhu ke derajat Kelvin digunakan persamaan :
```
K=(\frac{5}{perbandingan\ ^0Y}×\ ^0Y)+273
```
Untuk mengkonversi derajat Kelvin ke derajat suhu yang lain digunakan persamaan :
```
^0X=(\frac{perbandingan\ ^0X}{5}×\ K)-273
```
Keterangan,
⁰Y : besar suhu yang telah di ketahui
⁰X : besar suhu yang ingin di konversi

5. Skala X

Sebelumnya, kita telah mengetahui cara mengkonversi suhu ke derajat Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan juga Kelvin. Bagaimana jika kita ingin mengkonversi suhu ke derajat X (derajat skala tidak diketahui)? Untuk mengetahui hal tersebut, kita harus membandingkan 2 buah termometer. Berikut persamaan yang digunakan untuk mengokonversi suhu dengan skala tidak diketahui
```
\frac{X-A}{B-A}=\frac{Y-C}{D-C}
```
Keterangan,
X : skala yang ditunjuk oleh termometer 1 (X)
A : titik beku termometer 1 (X)
B : titik didih termometer 1 (X)
Y : skala yang ditunjuk oleh termometer 2 (Y)
C : titik beku termometer 2 (Y)
D : titik didih termometer 2 (Y)

C. Contoh Soal

Sebuah termometer dengan skala ^⁰X memiliki titik beku air pada -40 ⁰X dan titik didih air 160 ⁰X. Hasil pengukuran suhu yang diperoleh menggunakan termometer X adalah 15 ⁰X. Maka besar suhu menggunakan termometer celcius adalah ?

Pembahasan

Dik :
Termometer 1 adalah termometer X dan termometer 2 adalah termometer Celcius

Untuk Termometer X
X = 15 ⁰X
A = -40 ⁰X
B = 160 ⁰X

Untuk Termometer Celcius
C = 0 ⁰C
D = 100 ⁰C

Dit :
besar suhu pada termometer Celcius

Pembahasan :
```
\frac{X-A}{B-A}=\frac{Y-C}{D-C}
```
```
\frac{15\ ^0X-(-40\ ^0X)}{160\ ^0X-(-40\ ^0X)}=\frac{Y-0\ ^0C}{100\ ^0C-0\ ^0C}
```
```
\frac{15\ ^0X+40\ ^0X}{160\ ^0X+40\ ^0X}=\frac{Y-0\ ^0C}{100\ ^0C-0\ ^0C}
```
```
\frac{55\ ^0X}{200\ ^0X}=\frac{Y}{100\ ^0C}
```
```
Y=\frac{55\ ^0X}{200\ ^0X}×100\ ^0C
```
```
Y=27,5\ ^0C
```
Jadi, suhu yang terukur pada termometer Celcius adalah 27,5 ⁰C
24 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Hukum Kekekalan Energi Mekanik
AhmadDahlan.Net – Energi merupakan satuan kapasitas untuk melakukan suatu pekerjaan atau usaha. Contoh energi yang bisa kita temukan di kehidupan sehari – hari adalah energi panas, energi listrik, energi mekanik, dan lain sebagainya. Energi dapat berubah bentuk menjadi energi lain, contohnya kipas yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Proses berubah nya energi ini diatur dalam Hukum Kekekalan Energi. Berikut adalah pembahasan mengenai Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

A. Pengertian Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum kekekalan energi merupakan hukum yang menyatakan bahwa energi tidak dapat dihilangkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dengan energi kinetik benda. Hukum kekekalan energi mekanik merupakan hukum yang menyatakan bahwa besar energi mekanik pada benda yang bergerak selalu tetap.

Benda yang bergerak vertikal ke atas memiliki energi potensial dan juga energi kinetik. Energi potensial benda dipengaruhi oleh ketinggian, sehingga semakin tinggi bola dilempar semakin besar energi potensial nya. Sedangkan, energi kinetik dipengaruhi oleh kecepatan benda, sehingga semakin berkurang kecepatan benda semakin kecil energi kinetiknya.

B. Persamaan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Besarnya energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut :
```
E_m=E_p+E_k
```
```
E_m=(m.g.h)+(\frac12\ m.υ^2)
```
Berdasarkan prinsip Hukum Kekekalan Energi Mekanik, maka diperoleh :
```
E_{m1}=E_{m2}
```
```
E_{p1}+E_{k1}=E_{p2}+E_{k2}
```
Keterangan,
E_m : Energi mekanik (J)
E_p : Energi potensial (J)
E_k : Energi kinetik (J)
m : massa (kg)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : ketinggian benda (m)
υ : kecepatan benda (m/s)

C. Contoh Soal

Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas. Pada ketingian 5 m kecepatan bola menjadi 10 m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s², tentukanlah energi mekanik bola yang dilemparkan!

Pembahasan

Dik :
m = 0,2 kg
h = 5 m
υ = 10 m/s
g = 10 m/s²

Dit :
E_m = ?

Pembahasan :
```
E_m=E_p+E_k
```
```
E_m=(m.g.h)+(\frac12\ m.υ^2)
```
```
E_m=((0,2\ kg)(10\ m/s^2)(5\ m))+(\frac12\ (0,2\ kg)(10\ m/s)^2)
```
```
E_m=((0,2\ kg)(10\ m/s^2)(5\ m))+(\frac12\ (0,2\ kg)(100\ m^2/s^2)
```
```
E_m=10\ J+10\ J
```
```
E_m=20\ J
```
Jadi, energi mekanik bola tersebut adalah 20 J
24 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Hukum Pascal
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memperhatikan proses pencucian mobil di tempat cuci mobil? Terkadang mobil diangkat ke atas agar mempermudah dalam proses pencucian mobil. Mobil diangkat menggunakan pompa hidrolik. Cara kerja pompa hidrolik ini menggunakan penerapan hukum Pascal. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai hukum Pascal.

A. Pengertian Hukum Pascal

Hukum Pascal merupakan salah satu hukum yang berlaku pada fluida statis. Hukum ini menyatakan bahwa fluida yang berada dalam wadah tertutup apabila diberikan gaya tekan eksternal maka tekanan pada fluida akan sebanding dengan besar gaya tekan eksternal yang diberikan.

B. Persamaan Hukum Pascal

Perhatikan ilustrasi pompa hidrolik di atas. Apabila diberi gaya tekan sebesar F₁, maka dengan prinsip Hukum Pascal, diperoleh hubungan berikut :
```
P_1=P_2
```
```
\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}
```
Keterangan
P₁ : tekanan pada penampang 1 (Pa)
P₂ : tekanan pada penampang 2 (Pa)
F₁ : gaya pada penampang 1 (N)
F₂ : gaya pada penampang 2 (N)
A₁ : luas penampang 1 (m²)
A₂ : luas penampang 2 (m²)

Pompa hidrolik yang diberi gaya tekan berupa F₁ akan membuat fluida yang berada pada piston kiri bergerak ke bawah sebesar h₁ dan akan bergerak ke piston kanan hingga mendorong ke atas sebesar h₂. Sehingga, berdasarkan hukum Pascal diperoleh :
```
A_1.h_1=A_2.h_2
```
Keterangan
A₁ : luas penampang 1(m2)
A₂ : luas penampang 2 (m2)
h₁ : ketinggian 1 (m)
h₂ : ketinggian 2 (m)

C. Contoh Soal

Sebuah pengungkit hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil. Udara bertekanan tinggi digunakan untuk menekan piston kecil yang memiliki jari-jari 10 cm. Takanan yang diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yang memiliki jari-jari 20 cm. Berapa besar gaya yang harus diberikan udara bertekanan tinggi untuk mengangkat mobil yang memiliki berat sebesar 13.300 N?

Pembahasan

Dik :
r₁ = 10 cm = 0,1 m
r₂ = 20 cm = 0,2 m
F₂ = 13.300 N

Dit :
Gaya yang harus diberikan udara bertekanan tinggi untuk mengangkat mobil (F₂)

Pembahasan :

1. Mencari luas penampang piston kecil
```
A_1=\pi r_1^2
```
```
A_1=\pi (0,1\ m)^2
```
```
A_1=0,001\pi \ m^2
```
2. Mencari luas penampang piston kecil
```
A_2=\pi r_2^2
```
```
A_2=\pi (0,2\ m)^2
```
```
A_2=0,004\pi \ m^2
```
2. Mencari besar gaya F₁
```
\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}
```
```
F_1=\frac{F_2}{A_2}×A_1
```
```
F_1=\frac{13300\ N}{0,004\pi \ m^2}×(0,001\pi\ m^2)
```
```
F_1=\frac{0,001\pi\ m^2}{0,004\pi \ m^2}×(13300\ N)
```
```
F_1=\frac{1}{4}×(13300\ N)
```
```
F_1=3325\ N
```
Jadi gaya yang harus diberikan oleh udara bertekanan tinggi adalah 3325 N
24 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Vertikal Ke Atas
AhmadDahlan.Net – Masih ingatkah kalian dengan materi GLBB atau Gerak Lurus Beraturan? Contoh dari GLBB adalah gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas. Kali ini kita akan membahas lebih lanjut mengenai rumus atau persamaan pada gerak vertikal ke atas

A. Pengertian Gerak Vertikal Ke Atas

Gerak vertikal ke atas merupakan gerak benda yang dilemparkan secara vertikal ke atas dengan pemberian kecepatan awal. Pada gerak vertikal ke atas, benda mendapatkan pengaruh oleh percepatan gravitasi, namun karena arah pergerakan benda berlawanan arah dengan percepatan gravitasi, benda perlahan – lahan akan dikurangi kecepatannya atau mengalami perlambatan.

B. Persamaan Gerak Vertikal ke Atas

1. Kecepatan benda

Pada GLBB berlaku persamaan :
```
υ_t=υ_0+at
```
```
υ_t^2=υ_0^2+2as
```
Karena pada gerak vertikal ke atas, diketahui bahwa s = h dan a = -g (gerak benda berlawanan arah dengan percepatan gravitasi) sehingga persamaan diatas menjadi :
```
υ_t=υ_0-gt
```
atau
```
υ_t^2=υ_0^2-2gh
```
```
υ_t=\sqrt{υ_0^2-2gh}
```
Keterangan,
υ_t : kecepatan benda pada saat t sekon (m/s)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
t : waktu (s)
h : ketinggian bola (m)

2. Ketinggian maksimum benda

Ketika benda mencapai ketinggian maksimum, maka pada gerak vertikal ke atas υ_t = 0 m/s, sehingga persamaan waktu maksimum adalah :
```
υ_t^2=υ_0^2-2gh_{max}
```
```
0^2=υ_0^2-2gh_{max}
```
```
2gh_{max}=υ_0^2
```
```
h_{max}=\frac{υ_0^2}{2g}
```
Keterangan,
h_max : ketinggian maksimum bola (m)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

3. Waktu ketika bola mencapai ketinggian maksimum

Ketika benda mencapai ketinggian maksimum, maka pada gerak vertikal ke atas υ_t = 0 m/s, sehingga persamaan waktu maksimum adalah :
```
υ_t=υ_0-gt
```
```
0=υ_0-gt_{max}
```
```
gt_{max}=υ_0
```
```
t_{max}=\frac{υ_0}{g}
```
Keterangan,
t_max : waktu ketika bola mencapai ketinggian tertinggi (s)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

3. Contoh Soal

Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dan mencapai titik tertinggi 20 m. Hitunglah kecepatan awal dan waktu benda mencapat titik tertinggi!

Pembahasan

Dik :
h = 20 m

Dit :
υ₀ = ?
t_max = ?

Pembahasan :
1. Kecepatan awal benda
```
h_{max}=\frac{υ_0^2}{2g}
```
```
υ_0^2=h_{max}×2g
```
```
υ_0^2=20\ m×2(10\ m/s^2)
```
```
υ_0^2=400
```
```
υ_0=\sqrt{400}
```
```
υ_0=20\ m/s
```
Jadi kecepatan awal bola adalah 20 m/s

2. Waktu mencapai titik tertinggi
```
t_{max}=\frac{υ_0}{g}
```
```
t_{max}=\frac{20\ m/s}{10\ m/s^2}
```
```
t_{max}=2 s
```
Jadi, bola mencapai titik tertinggi pada saat waktu 2 detik.
23 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gaya Gesek
AhmadDahlan.Net – Manakah yang lebih mudah ketika menarik benda di bidang licin seperti lantai atau menarik benda di atas batuan kasar? Pastinya akan lebih mudah menarik benda di atas lantai karena gaya gesek benda kecil. Untuk memahami apa itu gaya gesek, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Gaya Gesek

Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi karena terdapat dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Gaya gesek memiliki arah yang berlawanan dengan gaya yang diberikan kepada benda.

Terdapat dua pembagian gaya gesek, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang terjadi selama benda belum bergerak atau masih dalam keadaan diam. Apabila gaya yang diberikan ke benda lebih besar daripada gaya gesek statis (F > f_s) maka benda akan bergerak. Gaya gesek kinetis merupakan gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak.

B. Persamaan Gaya Gesek

1. Gaya gesek statis

Gaya gesek statis dapat dirumuskan sebagai berikut :
```
f=μ_s×N
```
Keterangan,
f : gaya gesek (N)
μ_s : koefisien gesek statis
N : gaya normal (N)

2. Gaya gesek kinetis

Gaya gesek kinetis dapat dirumuskan sebagai berikut :
```
f=μ_k×N
```
Keterangan,
f : gaya gesek (N)
μ_k : koefisien gesek kinetis
N : gaya normal (N)

C. Contoh Soal

Balok yang massanya 7,5 kg ditarik dengan gaya 60 N di atas lantai mendatar yang kasar. Koefisien gesekan kinetis antara balok dan lantai 0,4. Jika g = 10 m/s² . Tentukanlah percepatan balok.

Pembahasan

Dik :
F = 60 N
m = 7,5 kg
μ_k = 0,4
g = 10 m/s²

Dit :
a = ?

Pembahasan :

Perhatikan ilustrasi berikut !

Berdasarkan hukum II Newton, maka diperoleh :
```
ΣF=m×a
```
```
F-f=m×a
```
1. Menghitung gaya gesek benda
```
f=μ_k×N
```
```
f=(0,4)×(m.g)
```
```
f=(0,4)×(7,5\ kg)(10\ m/s^2)
```
```
f=30\ N
```
2. Menghitung percepatan benda
```
F-f=m×a
```
```
60\ N-30\ N=7,5\ kg×a
```
```
30=7,5×a
```
```
a=\frac{30}{7,5}=4\ m/s^2
```
Jadi percepatan yang dialami benda adalah 4 m/s²
23 Maret 2022
Materi Fisika SMA – Gerak Lurus Beraturan
AhmadDahlan.Net – Gerak merupakan peristiwa perpindahan benda dari titik 1 ke titik yang lain. Dalam fisika, gerak terbagi menjadi 2 jenis yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Pada artikel kali ini, kita akan membahas mengenai Gerak Lurus Beraturan (GLB). Untuk memahami materi tersebut, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian GLB

Gerak lurus merupakan gerakan sebuah benda pada lintasan yang lurus. Gerak lurus beraturan merupakan gerakan sebuah benda pada lintasan lurus dengan kecepatan yang tetap di setiap titik nya. Karena pada GLB kecepatan benda tetap, maka pada gerak ini percepatan benda dianggap 0 (nol).

Terdapat 3 besaran fisika pada pembahasan mengenai gerak lurus beraturan, yaitu perpindahan (s), waktu (t), dan juga kecepatan (v). Berikut grafik hubungan untuk tiap variabel.

B. Persamaan GLB

Secara umum kecepatan pada gerak lurus beraturan, dituliskan sebagai berikut:
```
υ=\frac{s}{t}
```
Keterangan,
υ : kecepatan (m/s)
s : perpindahan (m)
t : waktu (s)

Untuk kecepatan rata – rata dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
υ=\frac{Δs}{Δt}
```
Keterangan,
υ : kecepatan (m/s)
Δs : perubahan perpindahan (s_f – s_a) (m)
Δt : perubahan waktu (t_f – t_a) (s)

C. Contoh Soal

Sinta melakukan percobaan gerak lurus beraturan di laboratorium fisika dasar. Berikut data hasil percobaan yang diperoleh oleh Sinta:

No Jarak (m) Waktu (s)
1.
2.
3.
4.
5. 5
10
15
20
25 1
2
3
4
5

Berdasarkan data di atas, hitunglah :
a. kecepatan benda pada saat t = 4 s
b. kecepatan rata – rata benda

Pembahasan :

a. Kecepatan benda pada t = 4 s
```
υ=\frac{s}{t}
```
Berdasarkan data di atas, pada saat t = 4 s jarak yang ditempuh adalah 20 m, sehingga :
```
υ=\frac{20\ m}{4\ s}
```
```
υ=5\ \frac{m}{s}
```
Jadi kecepatan benda pada saat detik ke 4 adalah 5 m/s

b. Kecapatan rata – rata

Kecepatan rata – rata dari data di atas adalah :
```
υ=\frac{Δs}{Δt}
```
```
υ=\frac{(s_5-s_1)}{(t_5-t_1)}
```
```
υ=\frac{(25\ m-5\ m)}{(5\ s-1\ s)}
```
```
υ=\frac{(20\ m)}{(4\ s)}
```
```
υ=5\ \frac{m}{s}
```
Jadi, kecepatan rata – rata benda adalah 5 m/s.

Infografik Rumus Kecepatan
22 Maret 2022