Gurumuda.Net

Menu

Kategori: Fisika SMA

Materi pelajaran fisika Sekolah Menengah Atas kelas X, XI dan XII

Hukum gas ideal (Persamaan keadaan gas ideal)

Hukum-hukum gas antara lain hukum Boyle, hukum Charles dan hukum Gay‐Lussac tidak berlaku untuk semua kondisi gas maka analisis kita akan menjadi lebih sulit. Untuk mempermudah analisis, dibuat suatu model gas ideal. Gas ideal tidak ada dalam kehidupan sehari‐hari, gas ideal hanya bentuk sempurna yang sengaja dibuat untuk mempermudah analisis. Adanya konsep gas ideal ini juga sangat membantu kita dalam meninjau hubungan antara ketiga hukum gas tersebut.

Hubungan antara suhu, volume dan tekanan gas

Dengan berpedoman pada ketiga hukum gas di atas, kita bisa menurunkan hubungan yang lebih umum antara suhu, volume dan tekanan gas. Continue reading “Hukum gas ideal (Persamaan keadaan gas ideal)”

Hukum Boyle, Hukum Charles dan Hukum Gay‐Lussac

Hukum Boyle

Robert Boyle (1627‐1691) melakukan eksperimen untuk menyelidiki hubungan kuantitatif antara tekanan dan volume gas. Percobaan ini dilakukan dengan memasukkan sejumlah gas tertentu ke dalam sebuah wadah tertutup. Sampai pendekatan yang cukup baik, Ia menemukan bahwa apabila suhu gas dijaga konstan, maka ketika tekanan gas bertambah, volume gas berkurang. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, volume gas bertambah. Tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Hubungan ini dikenal dengan julukan Hukum Boyle. Secara matematis : Continue reading “Hukum Boyle, Hukum Charles dan Hukum Gay‐Lussac”

Teori kinetik gas

Teori kinetik mengatakan bahwa setiap zat terdiri dari atom atau molekul dan atom atau molekul tersebut bergerak terus menerus secara sembarangan. Dugaan teori kinetik ini cocok dengan situasi dan kondisi atom atau molekul penyusun gas. Gaya tarik antara atom‐atom atau molekul‐molekul penyusun gas sangat lemah, karenanya atom atau molekul bisa bergerak bebas.

Ketika bergerak, atom atau molekul mempunyai kecepatan. Atom atau molekul juga mempunyai massa. Karena mempunyai massa (m) dan kecepatan (v), maka atom atau molekul mempunyai energi kinetik (EK) dan momentum (p). Energi kinetik : EK = 1⁄2 m v2 . Sedangkan momentum : p = m v. Selain energi kinetik dan momentum, terdapat juga gaya (F). Ketika bergerak bebas, pasti terjadi tumbukan. Jadi gaya muncul karena adanya perubahan momentum ketika terjadi tumbukan. Ingat lagi pembahasan mengenai impuls dan momentum. Energi kinetik, momentum dan gaya impuls merupakan inti pembahasan kita pada materi dinamika (hukum newton, impuls dan momentum). Kita bisa mengatakan bahwa Teori kinetik gas sebenarnya menerapkan ilmu dinamika pada tingkat atom atau molekul penyusun zat gas. Continue reading “Teori kinetik gas”

Kecepatan efektif gas

Pada atmosfir planet bumi tidak ada gas helium dan hidrogen bebas. Yang ada hanya nitrogen (78 %), oksigen (21 %), argon (0,90 %), karbondioksida dll. Atmosfir Venus hampir seluruhnya berisi karbondioksida (CO2). Atmosfir Yupiter mempunyai banyak helium dan hidrogen bebas. Bulan tidak mempunyai atmosfir. Mengapa jenis atmosfir setiap planet berbeda‐beda ? Mengapa helium dan hidrogen bebas tidak ada di atmosfir bumi ?

Kecepatan akar kuadrat rata‐rata

Kecepatan akar kuadrat rata‐rata = root mean square = vrms. Kita bisa menurunkan persamaan vrms dengan mengubah persamaan Suhu dan Energi Kinetik translasi. Continue reading “Kecepatan efektif gas”

Penerapan prinsip dan persamaan Bernoulli

Teorema Torriceli

Penerapan prinsip dan persamaan Bernoulli 1Salah satu penggunaan persamaan Bernoulli adalah menghitung kecepatan zat cair yang keluar dari dasar sebuah wadah.

Kita terapkan persamaan Bernoulli pada titik 1 (permukaan wadah) dan titik 2 (permukaan lubang). Karena diameter lubang pada dasar wadah jauh lebih kecil daripada diameter wadah, maka kecepatan zat cair di permukaan wadah dianggap nol (v1 = 0). Permukaan wadah dan permukaan lubang terbuka sehingga tekanannya sama dengan tekanan atmosfir (P1 = P2). Dengan demikian, persamaan Bernoulli untuk kasus ini adalah : Continue reading “Penerapan prinsip dan persamaan Bernoulli”

Prinsip dan Persamaan Bernoulli

Ketika kita mengendarai sepeda motor agak kencang, baju yang kita pakai mengembung ke belakang. Jika dirimu belum bisa mengendarai sepeda motor, perhatikan ayah/ibu/teman yang mengendarai sepeda motor. Bagian belakang baju yang dipakai biasanya kembung ke belakang kalau sepeda motornya melaju dengan kencang. Kadang kalau angin bertiup kencang, pintu rumah bisa ketutup sendiri. Padahal anginnya bertiup di luar rumah, sedangkan daun pintu ada di dalam rumah.

Hal tersebut bisa dijelaskan dengan menggunakan prinsip Bernoulli. Daniel Bernoulli (1700‐1782) menemukan sebuah prinsip yang bisa digunakan untuk menjelaskan beberapa hal di atas. Continue reading “Prinsip dan Persamaan Bernoulli”

Persamaan kontinuitas

Coba Anda buka kran air perlahan‐lahan sambil memperhatikan laju air yang keluar dari mulut kran. Setelah kran tidak bisa diputar lagi, sumbat sebagian mulut kran dengan tanganmu. Sekarang bandingkan, manakah laju aliran air yang lebih besar. Ketika sebagian mulut kran disumbat atau tidak disumbat ? Kalau Anda punya selang yang biasa dipakai untuk menyiram bunga, alirkan air melalui selang tersebut. Tutup sebagian mulut selang dengan tangan atau jarimu. Semakin banyak bagian mulut selang yang ditutup, semakin deras air menyembur keluar. Sebaliknya jika mulut selang tidak ditutup, aliran air menjadi kurang deras. Mengapa bisa demikian ? agar bisa memahami hal ini, silahkan pelajari pokok bahasan persamaan kontinuitas. Continue reading “Persamaan kontinuitas”

Hukum Archimedes

Pernahkah melihat kapal laut ? Jika belum pernah melihat kapal laut secara langsung, mudah-mudahan dirimu pernah melihat kapal laut melalui televisi. Coba bayangkan. Kapal yang massanya sangat besar tidak tenggelam, sedangkan sebuah batu yang ukurannya kecil dan terasa ringan bisa tenggelam. Mengapa bisa demikian ? Jawabannya sangat mudah jika dirimu memahami konsep pengapungan dan hukum Archimedes.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita akan menemukan bahwa benda yang dimasukkan ke dalam fluida seperti batu, memiliki berat yang lebih kecil daripada ketika benda tidak berada di dalam fluida tersebut. Dirimu mungkin sulit mengangkat sebuah batu dari atas permukaan tanah tetapi batu yang sama dengan mudah diangkat dari dasar kolam. Hal ini disebabkan karena adanya gaya apung. Gaya apung terjadi karena adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalaman yang berbeda. Tekanan fluida bertambah terhadap kedalaman, semakin dalam fluida, semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bagian atas benda dan fluida pada bagian bawah benda. Fluida yang terletak pada bagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada di bagian atas benda. Continue reading “Hukum Archimedes”

Tekanan fluida

Dalam ilmu fisika, Tekanan diartikan sebagai gaya per satuan luas, di mana arah gaya tegak lurus dengan luas permukaan. Secara matematis, tekanan dinyatakan dengan persamaan P = F/A, di mana P = tekanan, F = gaya dan A = luas permukaan. Satuan gaya (F) adalah Newton (N), satuan luas adalah meter persegi (m2). Karena tekanan adalah gaya per satuan luas maka satuan tekanan adalah N/m2. Nama lain dari N/m2 adalah pascal (Pa). Pascal dipakai sebagai satuan Tekanan untuk menghormati Blaise Pascal.

Ketika fluida berada dalam keadaan tenang, fluida memberikan gaya yang tegak lurus ke seluruh permukaan kontaknya. Misalnya kita tinjau air yang berada di dalam gelas; setiap bagian air tersebut memberikan gaya dengan arah tegak lurus terhadap dinding gelas. Jadi setiap bagian air memberikan gaya tegak lurus terhadap setiap satuan luas dari wadah yang ditempatinya. Ini merupakan salah satu sifat penting dari fluida statis alias fluida yang sedang diam. Ketika fluida memberikan gaya aksi terhadap permukaan, di mana arah gaya tidak tegak lurus, maka permukaan akan memberikan gaya reaksi yang arahnya juga tidak tegak lurus. Hal ini akan menyebabkan fluida mengalir. Tapi kenyataannya khan fluida tetap diam. Jadi kesimpulannya, pada fluida diam, arah gaya selalu tegak lurus permukaan wadah yang ditempatinya. Continue reading “Tekanan fluida”