Tag: fisika SMA

Materi Fisika SMA – Rumus Elastisitas
AhmadDahlan.Net – Ketika kita memberikan gaya tarikan kepada sebuah karet, tentu saja karet tersebut akan memanjang dan akan kembali ke bentuk awalnya apabila gaya tarikan tersebut dihilangkan. Kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya setelah diberi gaya dinamakan elastisitas. Berikut penjelasan lebih lengkap mengenai elastisitas

A. Pengertian Elastisitas

Elastisitas merupakan kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya setelah diberikan gaya tarik terhadapnya. Benda yang memiliki sifat elastis disebut dengan benda elastis, contohnya seperti karet, pegas, dan lain sebagainya.

Setiap benda elastis memiliki tingkat elastisitas bahan masing – masing. Apabila benda elastis diberi gaya tarik melebihi batas elastisnya, maka benda tersebut tidak akan kembali ke bentuk semulanya, dan akan berubah bentuk secara permanen.

B. Persamaan Elastisitas

1. Tegangan (stress)

Benda elastis yang diberi gaya tarikan akan mengalami tegangan (stress). Tegangan tarik ini memiliki smbol (σ) dan memiliki satuan (N/m²). Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung besar tegangan tarik yang terjadi adalah :
```
σ=\frac{F}{A}
```
keterangan,
σ : tegangan tarik (N/m²)
F : gaya tarik (N)
A ” luas penampang benda (m²)

2. Regangan

Benda elastis yang diberikan gaya tarik juga mengalami peregangan. Regangan menyebabkan terjadinya perubahan panjang pada benda elastis. Regangan dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
e=\frac{∆L}{L_0}
```
keterangan,
e : regangan
∆L : pertambahan panjang (m)
L₀ : panjang awal benda (m)

3. Modulus Elastisitas

Modulus elastik suatu benda didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami oleh benda tersebut. Persamaan untuk menghitung modulus elastik adalah :
```
E=\frac{tegangan}{regangan}
```
```
E=\frac{σ}{e}
```
```
E=\frac{\frac{F}{A}}{\frac{∆L}{L_0}}
```
```
\frac{F}{A}=E\frac{∆L}{L_0}
```
keterangan,
E : modulus elastik (N/m²)
σ : tegangan tarik (N/m²)
e : regangan
F : gaya tarik (N)
A ” luas penampang benda (m²)
∆L : pertambahan panjang (m)
L₀ : panjang awal benda (m)

C. Contoh Soal

Seutas kawat dengan luas penampang 2 mm² ditarik oleh gaya 1,6 N hingga panjangnya bertambah dari 40 cm menjadi 40,04 cm. Hitunglah modulus elastis kawat tersebut.

Pembahasan

Dik :
A = 2 mm² = 2 × 10^-6 m²
F = 1,6 N =16 × 10^-1 N
L₀ = 40 cm = 40 × 10^-2 m
∆L = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm = 4 × 10^-4 m

Dit :
E = ?

Jawab :
```
\frac{F}{A}=E\frac{∆L}{L_0}
```
```
\frac{16×10^-\ ^1\ N}{2×10^-\ ^6\ m^2}=E×\frac{4×10^-\ ^4\ m}{40×10^-\ ^2\ m}
```
```
8×10^5\ \frac{N}{m^2}=E×0,1×10^-\ ^2\ 
```
```
\frac{8×10^5}{0,1×10^-\ ^2}\ \frac{N}{m^2}=E 
```
```
80×10^7\ \frac{N}{m^2}=E 
```
```
E=8×10^8\ \frac{N}{m^2}
```
March 4, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Medan Listrik Statis
AhmadDahlan.Net – Pernah kah kalian membuat api unngun? ketika berada di sekitarnya, kita akan tetap merasa hangat. Tetapi apabila kita menjauh dari daerah sekitar api unggun, kita sudah tidak merasakan rasa hangat dari api unggun lagi.

Perumpamaan ini sama dengan muatan listrik. Terdapat daerah di sekitar muatan listrik yang masih kuat menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain. Hal ini di namakan dengan medan listrik. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai medan listrik statis.

A. Pengertian Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitaran muatan listrik yang masih menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain. Medan listrik merupakan besarnya gaya listrik yang bekerja pada satuan muatan uji. Medan listrik digambarkan dengan arah – arah gaya listrik yang bekerja pada suatu muatan.

Muatan positif memiliki arah garis medan listrik yang mengarah keluar dan muatan negatif memiliki arah garis medan listrik yang mengarah masuk ke muatan seperti pada gambar di atas.

B. Persamaan Medan Listrik

Sebuah muatan uji q₀ berada di sekitar muatan Q yang berjarak r. Medan listrik pada muatan Q dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
E=\frac{F}{q_0}
```
F merupakan gaya listrik antara muatan Q dan muatan uji q₀, sehingga :
```
E=\frac{k×\frac{Q×q_0}{r^2}}{q_0}
```
```
E=k×\frac{Q}{r^2}
```
keterangan,
E : medan listrik (N/C)
Q : besar muatan (C)
r : jarak (m)

C. Contoh Soal

Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan muatan uji B adalah sebesar 4 x 10^-4 N. Jika besar muatan uji B adalah 4 x 10^-12 C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A tersebut?

Pembahasan

Dik :
F = 4 x 10^-4 N
q_B = q₀ = 4 x 10^-12 C

Dit :
E = ?

Pembahasan :
```
E=\frac{F}{q_0}
```
```
E=\frac{4×10^{-4}\ N}{4×10^{-12}\ C}
```
```
E=1×10^{8}\ \frac{N}{C}
```
Sehingga, besar medan listrik pada muatan A adalah 1 x 10⁸ N/C
March 2, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Efek Doppler
AhmadDahlan.Net – Saat mengendarai kendaraan di jalan raya, pernahkah kalian mendengar sirine mobil ambulans atau mobil polisi? Suara sirine akan semakin terdengar apabila suara tersebut berada di dekat kendaraan kita.

Apabila sirine tersebut sudah berada jauh dari kendaraan kita, perlahan – lahan suara sirine yang kita dengar akan mengecil hingga tidak terdengar lagi. Dalam Fisika, peristiwa ini dinamakan efek doppler. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai efek doppler.

A. Pengertian Efek Doppler

Efek doppler merupakan penggambaran perubahan frekuensi suara yang dihasilkan oleh sumber suara yang bergerak terhadap pengamat. Efek ini menjelaskan pergerakan sumber bunyi terhadap pendengar yang menyebabkan perubahan frekuensi suara yang di dengar oleh pendengar atau pengamat. Efek ini pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Fisika asal Austria Christian Johanm Doppler.

Christian Johanm Doppler.

B. Persamaan Efek Doppler

Persamaan yang digunakan dalam efek doppler adalah :
```
f_p=\frac{υ±υ_p}{υ±υ_s}×f_s
```
keterangan,
f_p : frekuensi suara yang di dengar pengamat (Hz)
υ : kecepatan bunyi di udara (340 m/s)
υ_p : kecepatan pengamat (m/s)
υ_s : kecepatan sumber suara (m/s)
f_s : frekuensi suara yang di keluarkan sumber suara (Hz)

Apabila sumber suara atau pengamat tidak bergerak, maka :
υ_p = 0 m/s (pengamat diam tidak bergerak)
υ_s = 0 m/s (sumber suara tidak bergerak)

Untuk menentukan tanda positif (+) atau negatif (-) pada persamaan diatas, perhatikan gambar berikut :

+υ_s : sumber suara menjauhi pengamat
-υ_s : sumber suara mendekati pengamat
+υ_p : pengamat mendekati sumber suara
-υ_p : pengamat menjauhi sumber suara

C. Contoh Soal

Sebuah mobil bergerak mendekati sebuah mercusuar yang membunyikan suara dengan frekuensi sebesar 680 Hz. Apabila mobil tersebut bergerak dengan kecepatan 20 m/s, hitunglah berapa frekuensi suara yang didengar oleh mobil tersebut!

Pembahasan

Dik :
mobil (pengamat) & mercusuar (sumber suara)
f_s = 680 Hz
υ_p = 20 m/s

Dik :
mobil (pengamat) & mercusuar (sumber suara)
f_s = 680 Hz
υ_p = 20 m/s
υ_s = 0 m/s (mercusuar diam tidak bergerak)

Dit :
f_p = ?

Pembahasan :
```
f_p=\frac{υ±υ_p}{υ±υ_s}×f_s
```
Karena mobil mendekati sumber suara (mercusuar) dan sumber suara (mercusuar) tidak bergerak, maka :
```
f_p=\frac{υ+υ_p}{υ}×f_s
```
```
f_p=\frac{340\ m/s+20\ m/s}{340\ m/s}×680\ Hz
```
```
f_p=\frac{360\ m/s}{340\ m/s}×680\ Hz
```
```
f_p=360×2\ Hz
```
```
f_p=720\ Hz
```
Jadi, frekuensi suara yang di dengar oleh mobil adalah 720 Hz
February 26, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Tekanan Hidrostatis
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian menyelam atau berenang? Tahukah kalian, berenang di permukaan jauh lebih mudah daripada kalian berenang pada kedalaman tertentu. Hal ini karena tekanan hidrostatis pada permukaan air lebih rendah dari pada tekanan di dalam air. Semakin dalam kita berenang, semakin besar pula tekanan hidrostatisnya. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai tekanan hidrostatis.

A. Pengertian Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang dikerahkan oleh fluida pada setiap titik karena adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh massa jenis fluida. Selain itu, tekanan hidrostatis juga dipengaruhi oleh kedalaman benda dari permukaan fluida. Semakin besar kedalaman dari fluida, semakin besar pula tekanan hidrostatisnya.

Penerapan konsep dari tekanan hidrostatis ini dapat dilihat dari penempatan botol infus di tempat yang tinggi. Semakin tinggi penempatan botol infus, semakin besar tekanan yang terjadi, sehingga dapat mempermudah cairan infus masuk kedalam aliran darah.

B. Persamaan Tekanan Hidrostatis

Pada bejana tertutup atau ketika tekanan atmosfer diabaikan, tekanan hidrostatis dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
P_h=ρ×g×h
```
keterangan,
P : tekanan (Pa)
ρ : massa jenis (kg/m³)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : ketinggian (m)

Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada daerah atau tempat terbuka seperti danau, laut, dan sebagainya digunakan persamaan :
```
P_t=P_0+ρgh
```
keterangan,
P_t : tekanan hidrostatis total (Pa)
P₀ : tekanan atmosfer (10⁵ Pa)
ρ : massa jenis (kg/m³)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : ketinggian (m)

C. Contoh Soal

Seorang penyelam menyelam hingga kedalaman 2 m di dalam laut. Apabila massa jenis dari air laut adalah 1000 kg/m³, hitunglah besar tekanan yang dirasakan penyelam tersebut!

Pembahasan

Dik :
h = 2 m
ρ = 1000 kg/m³

Dit :
P_h = ?

Pembahasan :
```
P_t=P_0+ρgh
```
```
P_t=10^5\ Pa+(1000\ kg/m^3)(10\ m/s^2)(2\ m)
```
```
P_t=10^5\ Pa+20000\ Pa
```
```
P_t=10^5\ Pa+0,2×10^5\ Pa
```
```
P_h=1,2×10^5\ Pa
```
Jadi tekanan yang dirasakan oleh penyelam tersebut adalah 1,2 × 10⁵ Pa
February 24, 2022
Rumus Fisika SMA – Rumus Tekanan
AhmadDahlan.Ner – Cobalah menekan ujung pulpen yang tajam dan yang tumpul menggunakan telapak tangan kalian. Yang manakah yang lebih terasa sakit di telapak tangan? Tentu saja ujung pulpen yang tajam lebih terasa sakit = daripada ujung pulpen yang tumpul.

Hal ini karena ujung pulpen yang tajam memiliki tekanan yang lebih besar daripada ujung pulpen yang tumpul. Apakah yang dimaksud dengan tekanan tersebut? Untuk menjawab hal itu, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Tekanan

Tekanan secara umum diartikan sebagai besarnya gaya yang bekerja per satuan luas bidang yang dikenakan gaya. Gaya yang dimaksud disini adalah gaya tekan yang arahnya tegak lurus dengan permukaan bidang. Untuk lebih memahami penjelasan di atas, perhatikan ilustrasi berikut.

Ilustrasi di atas menggambarkan ujung pensil yang memberikan gaya tekan (F) yang arahnya tegak lurus dengan permukaan buku. Pensil tersebut memiliki luas penampang yang di tunjukkan oleh tanda lingkaran di buku. Sehingga luas bidang yang dikenakan gaya (A) sama dengan luas penampang dari pensil yang memberikan gaya terhadap buku.

Tekanan memiliki simbol P yang merupakan kata “Pressure” yang berarti tekanan. Satuan tekanan dalam SI adalah Pa (pascal) atau Newton per meter kuadrat (N/m²) dengan,
```
\ 1\ Pa\ =\ 1\ N/m^2
```
B. Persamaan Tekanan

Tekanan secara umum dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
P=\frac{F}{A}
```
ketetangan,
P : tekanan (N/m²)
F : gaya yang bekerja (N)
A : luas bidang (m²)

C. Contoh Soal

Sebuah benda memiliki massa sebesar 20 kg, memberikan tekanan kepada sebidang meja yang memiliki luas 100 m2. Hitunglah besar tekanan yang dihasilkan benda tersebut?

Pembahasan

Dik :
m = 20 kg
A = 100 m²

Dit :
P = ?

Pembahasan :
```
P=\frac{m.g}{A}
```
```
P=\frac{20\ kg.10\ m/s^2}{100\ m^2}
```
```
P=\frac{200\ kg.m/s^2}{100\ m^2}
```
```
P=2\ Pa
```
Jadi, besar tekanan yang dihasilkan oleh benda tersebut adalah 2 Pa
February 24, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Koefisien Restitusi
AhmadDahlan.Net – Tahukah kalian, Tumbukan dalam fisika terbagi atas tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali. Untuk menetukan jenis tumbukan yang dialami suatu benda, dibutuhkan yang namanya koefisien restitusi. Apakah yang dimaksud dengan koefisien restitusi? Untuk menjawab hal tersebut, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Koefisien Restitusi

Koefisien restitusi merupakan ukuran yang menjelaskan jenis tumbukan yang dialami oleh benda. Koefisien restitusi diberi simbol e, dan merupakan harga negatif dari perbandingan antara kecepatan relatif kedua benda setelah terjadi tumbukan dan sebelum terjadi tumbukan

B. Persamaan Koefisien Restitusi

koefisien restitusi dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
e=\frac{-∆υ'}{∆υ}=\frac{-(υ_2'-υ_1')}{υ_2-υ_1}
```
keterangan,
e : koefisien restitusi
υ₁‘ : kecepatan benda pertama setelah tumbukan (m/s)
υ₂‘ : kecepatan benda kedua setelah tumbukan (m/s)
υ₁ : kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
υ₂ : kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)

e memiliki nilai terbatas antara 0 dan 1. Untuk tumbukan lenting sempurna e = 1, untuk tumbukan lenting sebagian 0<e<1, dan untuk tumbukan tidak lenting sama sekali e = 0.

C. Contoh Soal

Benda A yang bermassa 3 kg bergerak searah dengan benda B yang bermassa 5 kg dan memiliki kecepatan 4 m/s. Kedua benda tersebut bertumbukan secara lenting sempurna sehingga kecepatan kedua benda berubah. Benda A setelah bertumbukan kecepatannya berubah menjadi 7 m/s dan benda B kecepatannya berubah menjadi 3 m/s. Berapakah kecepatan benda A sebelum terjadi nya tumbukan?

Pembahasan

Dik :
m_A = 3 kg
m_B = 5 kg
υ_B = 4 m/s
υ_A‘ = 7 m/s
υ_B‘ = 3 m/s

Dit :
υ_A = ?

Pembahasan :

Kedua benda saling bertumbukan secara lenting sempurna, sehingga diketahui koefisien restitusinya (e) adalah 1
```
e=\frac{-(υ_B'-υ_A')}{υ_B-υ_A}
```
```
1=\frac{-(7\ m/s-3\ m/s)}{4\ m/s-υ_A}
```
```
(4\ m/s-υ_A)=-(7\ m/s-3\ m/s)
```
```
4\ m/s-υ_A=-7\ m/s+3\ m/s
```
```
-υ_A=-7\ m/s+3\ m/s-4\ m/s
```
```
-υ_A=-8\ m/s
```
```
υ_A=8\ m/s
```
Jadi, kecepatan benda A sebelum terjadi tumbukan adalah 8 m/s.
February 20, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Parabola
AhmadDahlan.Net – Pernahkan kalian memperhatikan pergerakan bola basket yang di lemparkan menuju ring nya? Bola basket yang dilemparkan bergerak melalui lintasan yang berbentuk parabola. Gerakan benda yang bergerak pada lintasan yang berbentuk parabola disebut sebagai gerak parabola. Adapun penjelasan lebih lengkap mengenai gerak parabola adalah sebagai berikut.

A. Pengertian Gerak Parabola

Gerak parabola merupakan gabungan dari gerak lurus beraturn (GLB) pada sumbu x dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada sumbu y. Gerak ini memiliki lintasan berbentuk parabola, dengan bentuk lintasan sebagai berikut :

Gerak Parabola dalam Sumbu X & Sumbu Y

B. Persamaan Gerak Parabola

1. Kedudukan Benda

Jarak dan Ketinggian Benda

Jarak (x) dan ketinggian (y) benda yang bergerak parabola dapat di hitung menggunakan persamaan :
```
x=υ_{0x}×t=υ_0\ cosθ\ t
```
dan
```
y=υ_{0y}×t-1/2gt^2=υ_0\ sinθ×t-1/2gt^2
```
keterangan,
x : jarak benda (m)
υ_0x : kecepatan awal benda di sumbu x (m/s)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
t : waktu (s)
y : ketinggian benda (m)
υ_0y : kecepatan awaal benda di sumbu y (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

Jarak dan Ketinggian Maksimum Benda

Jarak maksimum dan ketinggian maksimum benda yang bergerak parabola dapat di hitung menggunakan persamaan :
```
x_m=\frac{υ_0^2\ sin^22θ}{g}
```
dan
```
y_m=\frac{υ_0^2\ sin^2θ}{2g}
```
keterangan,
x_m : jarak maksimum benda (m)
υ₀ : kecepatan awal benda
g : percepatan gravitasi (m/s²)

2. Kecepatan

Kecepatan Awal Benda

Kecepatan awal benda dapat di hitung menggunakan persamaan :
```
υ_0=\sqrt{υ_0\ _x^2+υ_0\ _y^2}
```
dimana,
```
υ_{0x}=υ_0\ cosθ
```
dan
```
υ_{0y}=υ_0\ sinθ
```
keterangan,
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
υ_0x : kecepatan awal benda di sumbu x (m/s)
υ_0y : kecepatan awaal benda di sumbu y (m/s)

Kecepatan Benda

Kecepatan benda dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
υ_t=\sqrt{υ_x^2+υ _y^2}
```
dimana,
```
υ_x=υ_0\ cosθ
```
dan
```
υ_y=υ_0\ _y-gt=υ_0\ sinθ-gt
```
keterangan,
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
υ_0x : kecepatan awal benda di sumbu x (m/s)
υ_0y : kecepatan awaal benda di sumbu y (m/s)
t : waktu (s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

3. Waktu

Waktu yang dibutuhkan benda mencapai ketinggian maksimum (t_{y m})

waktu yang digunakan benda untuk mencapai ketinggian maksimum dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
t_{ym}=\frac{υ_0\ sinθ}{g}
```
keterangan,
t_{y m} : waktu untuk mencapai ketinggian maksimum (s)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

Waktu yang dibutuhkan benda mencapai Jarak maksimum (t_{x m})

waktu yang digunakan benda untuk mencapai jarak maksimum dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
t_{xm}=\frac{2\ υ_0\ sinθ}{g}
```
keterangan,
t_{x m} : waktu untuk mencapai jarak maksimum (s)
υ₀ : kecepatan awal benda (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)

C. Contoh Soal

Sebuah bola di lemparkan ke udara dengan sudut elevasi sebesar 37^o dan kecepatan awal sebesar 30 m/s. Ketinggian yang dapat dicapai oleh bola pada saat t = 2 s adalah … (sin 37^o = 3/5) (cos 37^o = 4/5)

Pembahasan

Dik :
θ = 37^o
υ₀ = 30 m/s
t = 2 s

Dit :
ketinggian benda pada saat t = 2 s (y)

Pembahasan :
```
y=υ_0\ sinθ×t-1/2gt^2
```
```
y=(30\ m/s)\ (sin(37^0))×(2\ s)-1/2(10\ m/s^2)(2\ s)^2
```
```
y=(30\ m/s)\ (3/5)×(2\ s)-1/2(10\ m/s^2)(4\ s^2)
```
```
y=36\ m-20\ m
```
```
y=16\ m
```
February 13, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Melingkar Beraturan
AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memperhatikan pergerakan jarum jam? Jarum jam bergerak melingkar sesuai dengan lintasan nya yang berbentuk lingkaran. Benda yang bergerak dalam lintasan melingkar dinamakan Gerak Melingkar. Dalam Fisika, gerak melingkar terbagi menjadi dua, yaitu gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai gerak melingkar beraturan.

A. Pengertian Gerak Melingkar Beraturan

Gerak Melingkar Beraturan merupakan gerak melingkar yang besar kecepatan sudutnya (ω) tetap terhadap waktu atau percepatannya sudutnya (a_s) sama dengan nol, dengan arah percepatannya selalu tegak lurus dengan arah kecepatannya.

B. Rumus Gerak Melingkar Beraturan

1. Frekuensi & Periode

Sebuah benda yang bergerak melingkar, gerakannya akan selalu berulang pada waktu tertentu. Banyaknya putaran setiap waktu ini disebut sebagai frekuensi (f), sedangkan lama waktu untuk benda melakukan satu putaran disebut sebagai periode (T). Rumus yang digunakan untuk menghitung frekuensi dan periode adalah :

Frekuensi (f)
```
f=\frac{n}{t}\ \ atau\ \ f=\frac{1}{T}
```
Periode (T)
```
T=\frac{t}{n}
```
keterangan,
f : frekuensi (Hz)
n : jumlah putaran
t : waktu putaran (s)
T : periode (s)

2. Panjang Lintasan

panjang lintasan benda yang bergerak melingkar dapat dihitung menggunakan :
```
s=θ×r
```
keterangan :
s : panjang lintasan (m)
θ : sudut tempuh benda
r : jari – jari lintasan (lingkaran) (m)

3. Perpindahan Sudut

Perpindahan sudut pada gerak melingkar dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
∆θ=θ_2-θ_1
```
atau
```
∆θ=ω×∆t
```
keterangan,
∆θ : perpindahan sudut (rad)
θ₂: besar sudut akhir (rad)
θ₁ : besar sudut awal (rad)
ω : kecepatan sudut rata – rata (rad/s)
∆t : selang waktu (s)

4. Kecepatan

Terdapat dua kecepatan pada gerak melingkar beraturan, yaitu kecepatan tangensial (υ) dan kecepatan sudut (ω). Kecepatan tangensial dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
υ=ω×r=2\pi fr=\frac{2\pi }{T}r
```
Sedangkan, kecepatan sudut dapat dihitung mrnggunakan persamaan :
```
ω=2\pi f=\frac{2\pi }{T}
```
keterangan,
υ : kecepatan linear (m/s)
ω : kecepatan sudut (rad/s)
r : jari – jari lingkaran (m)
ω : kecepatan sudut (rad/s)
f : frekuensi (Hz)
T : periode (s)

Kecepatan sudut rata – rata benda yang bergerak melingkar dapat dihitung menggunakan persamaan :
```
ω=\frac{∆θ}{∆t}=\frac{θ_2-θ_1}{t_2-t_1}
```
keterangan,
ω : kecepatan sudut rata – rata (rad/s)
∆θ : perpindahan sudut (rad)
∆t : selang waktu (s)

4. Percepatan

Percepatan pada gerak melingkar beraturan disebut sebagai percepatan sentripetal. Arah percepatan ini tegak lurus dengan arah kecepatan tangensial benda dan selalu mengarah ke pusat lintasan. Percepatan sentripetal dapat dihitung menggunakan rumus :
```
a_s=\frac{υ^2}{r}=ω^2r=\frac{4\pi^2}{T}r
```
keterangan,
a_s : percepatan sentripetal (m/s²)
υ : kecepatan linear (m/s)
r : jari – jari lingkaran (m)
ω : kecepatan sudut (rad/s)
T : periode (s)

C. Contoh Soal

Sebuah roda berjari – jari 0,1 m berputar dengan membuat 300 putaran per menit. Hitunglah kecepatan tangensial, kecepatan sudut, dan perpindahan sudut roda selama selang waktu 1 menit!

Pembahasan

Dik :
r = 0,1 m
n = 300 putaran
t = 1 menit = 60 s

Dit :
υ = ?
ω = ?
∆θ = ?

Pembahasan :
1. Mencari frekuensi
```
f=\frac{n}{t}=\frac{300\ putaran}{60\ s}=5\ Hz
```
2. Mencari kecepatan sudut
```
ω=2\pi f=2\pi (5 Hz)=10\pi \ rad/s
```
3. Mencari kecepatan tangensial
```
υ=ω×r=10\pi \ rad/s×0,1\ m-1\pi \ m/s
```
4. Mencari perpindahan sudut
```
∆θ=ω×∆t=10\pi \ rad/s×60\ s=600\pi \ rad
```
February 6, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
AhmadDahlan.Net – Sebelumnya kita sudah membahas mengenai gerak jatuh bebas. Gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh dari gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan atau GLBB ialah gerak yang lintasannya merupakan garis lurus dan dengan kecepatan yang berubah beraturan. Berikut penjelasan yang lebih mengenai gerak lurus berubah beraturan.

A. Pengertian GLBB

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) merupakan gerak suatu objek dalam lintasan lurus yang memiliki percepatan tetap. Percepatan merupakan salah satu besaran vektor, hingga percepatan dalam GLBB dapat berarti diperlambat (a negatif) dan dipercepat (a positif).

Pada gerak lurus berubah beraturan benda mengelami perubahan kecepatan dari waktu ke waktu, perubahan kecepatan ini dapat berarti benda semakin cepat atau semakin lambat. Sehingga, benda dapat mengalami percepatan maupun perlambatan.

Terdapat beberapa besaran yang terdapat di GLBB, yaitu perpindahan (s), waktu (t), kecepatan (υ), dan percepatan (a). Hubungan antar variabel pada GLBB, dapat dilihat pada grafik berikut :

B. Rumus GLBB

Terdapat 3 persamaan umum yang dapat digunakan dalam GLBB, yaitu :

Persamaan 1
```
s=υ_0t+\frac{1}{2}at^2
```
Persamaan 2
```
υ_t=υ_0+at
```
Persamaan 3
```
υ_t^2=υ_0^2+2as
```
keterangan :
s : perpindahan benda (m)
a : percepatan benda (m/s²)
t : waktu (s)
υ₀: kecepatan awal (m/s)
υ_t : kecepatan pada t detik (m/s)

C. Contoh Soal GLBB

Sebuah mobil berangkat dengan kecepatan 20 km/jam ke kota A. Pada saat perjalanan, mobil tersebut bertambah kecepatan nya menjadi 50 km/jam. Apabila mobil tersebut sampai ke kota A dalam waktu 30 menit, berapakah percepatan yang dialami mobil tersebut?

Pembahasan

Dik:
υ₀ = 20 km/jam
υ_t = 50 km/jam
t = 30 menit = 0,5 jam

Dit :
a = ?

Pembahasan :
```
υ_t=υ_0+at
```
```
50\ km/jam=20\ km/jam+(a×0,5\ jam)
```
```
50\ km/jam - 20\ km/jam=a×0,5\ jam
```
```
30\ km/jam = a×0,5\ jam
```
```
a=\frac{30\ km/jam}{0,5\ jam}
```
```
a=60\ km/jam^2
```
Sehingga, mobil tersebut memiliki percepatan sebesar 60 km/jam²
February 3, 2022
Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Jatuh Bebas
AhmadDahlan.Net – Masih ingatkah kalian dengan materi GLBB atau Gerak Lurus Beraturan? Salah satu contoh dari GLBB adalah gerak jatuh bebas. Kali ini kita akan membahas lebih lanjut mengenai rumus atau persamaan pada gerak jatuh bebas

A. Pengertian Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas merupakan gerak benda yang dijatuhkan dari suatu ketinggian tertentu tanpa adanya kecepatan awal. Gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh dari GLBB yang memiliki lintasan berbentuk vertikal. Gerak jatuh bebas memiliki arah yang searah dengan percepatan gravitasi bumi, sehingga percepatan yang dialami benda yang mengalami gerak jatuh bebas sama dengan percepatan gravitasi bumi.

B. Persamaan Gerak Jatuh Bebas

1. Kecepatan pada saat t detik

Pada GLBB berlaku persamaan :
```
υ_t=υ_0+at
```
```
υ_t^2=υ_0^2+2as
```
Karena pada gerak jatuh bebas, diketahui bahwa υ₀ = 0, a = g dan s = h, sehingga persamaan diatas menjadi :
```
υ_t=(0)+gt
```
```
υ_t=gt
```
atau
```
υ_t^2=(0)^2+2gh
```
```
υ_t^2=2gh
```
```
υ_t=\sqrt{2gh}
```
2. Ketinggian benda

Pada GLBB berlaku persamaan :
```
s=υ_0t+\frac{1}{2}at^2
```
Karena pada gerak jatuh bebas, diketahui bahwa υ₀ = 0, a = g dan s = h, sehingga persamaan diatas menjadi :
```
h=(0)t+\frac{1}{2}gt^2
```
```
h=\frac{1}{2}gt^2
```
3. Waktu

Persamaan untuk mengukur ketinggian benda yang mengalami gerak jatuh bebas adalah :
```
h=\frac{1}{2}gt^2
```
dari persamaan di atas, diperoleh persamaan yang digunakan untuk mengukur waktu benda pada ketinggian (h) tertentu, yaitu :
```
t^2=\frac{2h}{g}
```
```
t=\sqrt{\frac{2h}{g}}
```
Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan persamaan – persamaan yang digunakan pada gerak jatuh bebas adalah :

keterangan :
υ_t : kecepatan pada t detik (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
t : waktu (s)
h : ketinggian (m)

C. Contoh Soal

Andi menjatuhkan bola kasti dari lantai 2 sekolah. Berapakah ketinggian yang dicapai bola tersebut pada detik ke 2 setelah di jatuhkan? (g = 10 m/s²)

Pembahasan

Dik :
t = 2 s
g = 10 m/s²

Dit :
h = ?

Pembahasan :
```
h=\frac{1}{2}gt^2
```
```
h=\frac{1}{2}(10m/s^2)(2 s)^2
```
```
h=20 m
```
January 30, 2022