Listrik

Medan Listrik

-meninggalkan muatan positif(+)

-menuju muatan negatif(-)

Besarnya medan listrik suatu titik yang berjarak r dari partikel bermuatan q dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

hubungannya antara gaya coloumb dengan medan listrik dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

jika q(+),F searah dengan E

jika q(-),F berlawanan dengan E

Potensial Listrik

Potensial listrik di suatu titik A di definisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan suatu satuan muatan uji positif dari titik tak terhingga ke titik A tersebut.

potensial listrik merupakan besaran skalar.potensial listrik pada suatu titik yang berjarak r dari muatan q dinyatakan oleh persamaan sebagai berikut

Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik di rumuskan dengan persamaan sebagai berkut.

Usaha

Usaha untuk memindahkan muatan q dari titik A yang potensialny V_A

ke titik B yang potensialnya V_B,

di rumuskan sebagai berikut.

Dalam bentuk yang lebih umum,sering di tuliskan sebagai berikut.

Kapasitor

Definisi

kapasitor merupakan suetu divais yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik atau menyimpan muatan energi dalam bentuk medan listrik.

Setiap kapasitor terdiri dari dua keping atau pelat logam yang dipisahkan oleh suatu bahan isolator.Bahan isolator ini biasanya dikenal sebagai bahan dielektrik.

Kapasitansi

kapasitansi suatu kapasitor(C) didefinisikan sebagai perbandingan antara muatan yang tersimpan pada masing – masing pelat (Q) dengan beda potensial antara kedua pelat kapasitor tersebut (V).

C= Q/V,sehingga Q=CV dan V = Q/C

Kapasitor keping sejajar

Kuat medan listrik di antara kedua keping sejajar di rumuskan sebagai berikut.

jika beda potensial antara dua keping adalah V dan jarak kedua keping adalah d,persamaan yang berlaku sebagai berikut

E= V/d

sehingga,

Jadi besarnya kapasitas kapasitor keping sejajar sebagai berikut

keterangan

K = konstanta di elektrikum suatu bahan

ε_{r =} permeabilitas relativ suatu bahan

ε_{o =} permeabilitas ruang hampa atau udara (8,854×10^-12 F/m)

A =Luas keping kapasitor(m²)

d = jarak antar keping

s = kecepatan muatan

Energi yang tersimpan dalam kapasitor

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

[1] Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya .

[2] Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi.

[3] Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik.

Notasi Vektor

Dalam notasi vektor, hukum Coloumb dapat dituliskan sebagai:

yang dibaca sebagai gaya yang dialami oleh muatan q₁ akibat adanya muatan q₂. Untuk gaya yang dialami oleh muatan q₂ akibat adanya muatan q₁ dituliskan dengan menukarkan indeks , atau melalui hukum ketiga Newton dapat dituliskan :

OPTIKA

PEMANTULAN CAHAYA

Hukum pemantulan Snellius

-sudut datang =sudut pantul

-sudut dating,garis normal,dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

Ket:

A=sinar datang

C=sinar pantul

N=garis normal

i=sudut dating

r=sudut pantul

Cermin

Cermin adalah benda yang dapat memantulkan hamper seluruh cahaya yang datang.

Permukaan cermin bersifat memantulkan cahaya secara teratur.

Berdasarkan bentuk permukaannya,cermin di bedakan sebagai berikut.

• Cermin Datar

Cermin datar dapat menghasilakan bayangan yang bersifat sebagai berikut

-maya.

-Sama tegak dan menghadang berlawanan arah terhadap bendanya.

-Sama besar dengan bendanya(pembesaran bayangan = 1).

-Jarak bendaa terhadap cermin = jarak bayangan terhadap cermin.

• Cermin Lengkung

Cermin lengkung terbagi menjadi 2 jenis,yaitu cermin cekung dan cermin cembung.

• Cermin Cekung

Cermin cekung disebut juga sebagai cermin positif. Sinar pantul pada cermin cekung bersifat mengumpul(konvergen).

• Cermin Cembung

Cermin cembung disebut juga sebagai cermin negative.Sinar pantul pada cermin cembung bersifat menyebar(divergen).

Persamaan untuk cermin cekung dan cermin cembung :

Ket :

S= jarak benda ke cermin

S(+)= benda di depan cermin (benda nyata)

S(-)= benda di belakang cermin (benda maya)

S’=jarak bayangan ke cermin

S’(+)=bayangan di depan cermn (bayangan nyata)

S(-)=bayangan di belakang cermin(bayangan maya)

f= jarak focus ke cermin

R= jari-jari kelengkungan cermin

Cermin cekung :f(+) dan R(+)

Cermin cembung :f(-) dan R(-)

M= pembesaran linier bayangan

h= tinggi benda

h’=tinggi bayangan

catatan :

– Ruang benda + ruang bayangan = S

– Jika ruang bayangan > ruang benda,bayangan di perbesar.

– Jika ruang bayangan < ruang benda,bayangan di perkecil.

Pembiasan cahaya

Definisi :

Pembelokan cahaya lewat dari satu medium ke medium lainnya disebut pembiasan cahaya atau refraksi.

Indeks bias Mutlak

Indeks bias mutlak suatu zat optic dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut.

n = indeks bias mutlak zat optic

c = kecepatan cahaya di ruang hampa

v = kecepatan cahaya dalam zat optic

Indeks Bias Relatif

Indeks bias relative suatu zat optic di rumuskan sebagai berikut

Ket:

n_2-1= Indeks bias relative zat Optik 2 terhadap zat optik 1

v₁=kecepatan cahaya dalam zat optic 1

v2=kecepatan cahaya dalam zat optic 2

λ1= panjang gelombang cahaya dalam zat optic 1

λ2=panjang gelombang cahaya dalam zat optic 2

Hukum pembiasan snellius

– Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar

– Perbandingan sinus sudut dating dan sudut bias untuk dua medium tertentu merupakan bilangan tetap.

n₁.sin₁=n₂.sinr

I = sudut datang = sudut antara sinar dating dan garis normal

r = sudut bias = sudut antara sinar dating dan garis normal

• Sinar yang datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat (n1<n2)akan di biaskan mendekati garis normal.
• Sinar yang datang dari medium yang lebih rapat ke medium (n1>n2) akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Pemantulan Sempurna(Pemantulan total)

Pemantulan sempurna akan terjadi jika mengalami hal-hal berikut.

-Sinar datang dari medium yang lebih rapat menuju ke medium yang kurang rapat.

-Sudut datang lebih besar daripada sudut kritis.

Sudut kritis antara medium adalah sudut datang dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat menghasilkan sudut bias 90^o .Jika n1<n2

Pembiasan pada permukaan lengkung

Persamaan untuk pembiasan pada permukaan lengkung

Untuk pembiasan pada permukaan lengkung berlaku persamaan sebagai berikut

n= indeks bias mutlak zat optik 1

n’=indeks bias mutlak zat optik 2

S=jarak benda ke permukaan lengkung

S’=jarak bayangan ke permukaan lengkung

R=jari-jari kelengkungan

M=pembesaran bayangan

S(+)=benda di depan permukaan lengkung(benda nyata)

S(-)=benda di belakang permukaan lengkung (benda maya)

S’(+)=bayangan di belakang permukaan lengkung(bayangan nyata)

S’(-)=bayangan di depan permukaan lengkung(bayangan maya)

R(+)=jika sinar dating menuju ke permukaan benda yang cembung

R(-)=jika sinar dating menuju ke permukaan benda yang cekung

Lensa

Lensa adalah zat optik yang di batasi oleh dua permukaan lengkung dan satu permukaan datar.

Lensa tipis merupakan suatu lensa tipis, dengan persamaan-persamaan umum yang berlaku sebagai berikut.

f= jarak fokus lensa pada suatu medium

f(+) untuk lensa cembung(konvergen)

f(-) untuk lensa cekung(divergen)

n₁=indeks bias lensa

nm=indeks bias medium tempat lensa itu berada

R₁= jari-jari permukaan

R₂= jari-jari permukaan 2

R(+)= permukaan cembung

R(-)=permukaan cekung

R=permukaan datar

P= kekuatan lensa tipis pada suatu medium

S=Jarak pada lensa

S(+)=benda di depan lensa

S(-)= dibelakang lensa(benda maya)

S’=jarak bayangan lensa

S(+)=bayangan di depan (bayangan nyata)

S(-)=bayangan di belakang lensa(bayangan maya)

h =tinggi benda

h’ =tinggi bayangan

f_gab =jarak focus lensa gabungan yang saling berimpit

P_gab =kekuatan lensa gabungan yang saling berimpit

Alat-alat optik

• Kemampuan lensa mata untuk menyesuaikan kemampuan berakomodasi atau akomodasi.
• Titik dekat mata (punctum proximum=PP)adalah titik terdekat yang dapat dilihat oleh mata secara jelas dengan akomodasi maksimum.
• Titik jauh mata(punctum proximum=PR) adalah titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata secara jelas dengan tanpa akomodasi.
• Untuk mata normal,PP = 25 cmdan PR = ~

Cacat mata dan pembetulan

Rabun jauh(terang dekat/myopi)

-PP < 25 cm dan PR < ~(tertentu)

-bayangan jatuh di depan retina (di antara lensa mata dan retina).

-Diatasi dengan menggunakan kacamata negative(lensa cekung),yang memiliki kekuatan sebagai berikut.

Rabun dekat(terang jauh/hiepermetropi)

-PP> 25 cm(tertentu) dan PR= ~

-bayangan atuh di belakang retina

-diatasi dengan menggunakan kacamata positif (lensa cembung),yang memiliki kekuatan sebagai berikut.

dioptri,PP= titik dekat dalam cm.

Mata tua (presbiopi)

-PP > 25 cm(tertentu) dan Pr<~(tertentu)

-Ditolong dengan

kacamata berlensa rangkap(kacamata bifokal)

MIKROSKOP

Mikroskop adalah alat pembesar yang terdiri dari dua buah lensa positif(lensa objektif dan lensa okuler).biasanya digunakan untuk melihat benda-benda renik(sangat kecil).

Lensaobjektif merupakan lensa yang letaknya di dekat benda(objek).

Untuk lensa objektif ini,berlaku persamaan sebagai berikut.

Lensa okuler merupakan lensa yang letaknya dekat ke mata.Benda yang akan diamati harus di letakkan di depan lensa objektif pada jarak S oby(foby<soby<=2foby)berikut.

kalo kedua mobil nie bertemu???

3. Dua buah mobil bergerak ke arah yang sama seperti gambar di bawah ini.

Mobil A bergerak dengan v_A dan a_A ke kanan di belakang mobil B yang bergerak dengan v_B dan a_B. Hitunglah t saat mereka bertemu

kapan kedua mobil ini bertabrakan ya??

2. Dua mobil bergerak dari arah yang berlawanan seperti gambar di bawah ini. Mobil A bergerak dengan v_A dan a_A ke kanan, dan mobil B bergerak dengan v_B dan a_B ke kiri. Hitunglah t saat mereka bertemu

GERAK VERTIKAL

Pengantar

Dalam pokok bahasan GLBB, kita telah belajar mengenai gerakan benda pada lintasan lurus dengan percepatan tetap. Ingat bahwa pada GLBB, kita hanya meninjau gerakan benda-benda pada bidang horisontal alias bidang datar. Intisari GLBB adalah benda-benda yang bergerak memiliki kecepatan awal, percepatan dan kecepatan akhir. Jika benda mulai bergerak dari keadaan diam, maka kecepatan awalnya = 0. Tetapi jika ketika mengalami percepatan atau perlambatan benda tersebut sedang bergerak dengan kecepatan tertentu, maka kecepatan awalnya tidak sama dengan nol. Sampai di sini paham ya ? Sebaiknya dipahami dulu konsep GLBB, biar dirimu tidak kebingungan ketika gurumuda menjelaskan konsep gerak vertikal.

Sekarang kita beralih gerak Jatuh bebas. Sabar ya… ikuti saja penjelasan gurumuda, karena ini adalah pengantar menuju Gerak Vertikal. Nah, salah satu contoh GLBB adalah Gerak Jatuh Bebas. Gerak jatuh bebas adalah gerakan benda yang jatuh (bukan dijatuhkan) dari ketinggian tertentu menuju permukaan tanah. Benda-benda yang bergerak jatuh bebas hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. Karena percepatan gravitasi tetap, maka benda-benda yang jatuh menuju permukaan bumi mengalami pertambahan kecepatan secara teratur. Karena pertambahan kecepatannya teratur, maka benda yang jatuh bebas dikatakan mengalami Gerak Lurus Berubah Beraturan. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) itu maksudnya benda bergerak pada lintasan lurus dan kecepatannya berubah secara teratur. Bedanya, pada Gerak Jatuh Bebas, benda bergerak pada lintasan vertikal, bukan horisontal. Kalau kita tinjau dari koordinat kartesius (xy), benda-benda yang jatuh bebas bergerak sepanjang sumbu y.

Matematika sebagai bahasa fisika

Di sebuah majalah disebutkan sudah ada osilator kristal yang bisa
mengontrol frekeuensi hingga ketelitian dan stabilitas dalam orde
ppb (part per billion), sehingga di ‘khawatirkan’ sudah mulai
menyaingi ketelitian jam Atom Cesium.

Jika ini benar, maka aplikasi yang sangat menggantungkan pada
standar waktu sekelas jam atom Cesium (seperti untuk GPS: Global
Positioning System) akan mendapat keuntungan yang sangat berarti
(berat satelit GPS akan bisa dibuat jauh lebih ringan, dan murah?)

Menurut kalimat di sebuah buku mengenai fisika & komputasi, ada
tokoh yang mengatakan, Fisika & Matematika itu ‘simetri’ :

– Matematika adalah ‘bahasa’ yang bisa digunakan oleh Fisika
untuk menjelaskan suatu konsep Fisika

– Sebaliknya, Fisika juga bisa dipandang sebagai ‘bahasa’ yang
bisa digunakan untuk menjelaskan suatu konsep Matematika.

Menarik. Yang menggelitik pertanyan berikutnya adalah: jadi ‘apa’
yang dimaksud dengan ‘batang daun di pangkal’ yang menjadi ‘titik
pertemuan’ Fisika & Matematika? :

– apakah ‘Metafisika’?
– apakah ‘Metamatematika’? 🙂