rumus fisika gaya dan tekanan

36
Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan GAYA DAN TEKANAN Gaya Gaya dalam pengertian ilmu fisika adalah seseatu yang menyebabkan perubahan keadaan benda. Hukum Newton Hukum I Newton Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan apabila pada benda itu tidak bekerja gaya. Hukum II Newton Bila sebuah benda mengalami gaya sebesar F maka benda tersebut akan mengalami percepatan. Keterangan: F : gaya (N atau dn) m : massa (kg atau g) a : percepatan (m/s 2 atau cm/s 2 ) Hukum III Newton Untuk setiap gaya aksi, akan selalu terdapat gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Gaya gesek Keterangan: F g : Gaya gesek (N) : koefisien gesekan N : gaya normal (N)

Upload: arief

Post on 21-Oct-2015

231 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

gh

TRANSCRIPT

Page 1: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

GAYA DAN TEKANAN

Gaya

Gaya dalam pengertian ilmu fisika adalah seseatu yang menyebabkan perubahan keadaan benda.

Hukum NewtonHukum I NewtonSetiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan apabila pada benda itu tidak bekerja gaya.

Hukum II NewtonBila sebuah benda mengalami gaya sebesar F maka benda tersebut akan mengalami percepatan.

Keterangan:

F : gaya (N atau dn) m : massa (kg atau g) a : percepatan (m/s2 atau cm/s2)

Hukum III NewtonUntuk setiap gaya aksi, akan selalu terdapat gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.

Gaya gesek

Keterangan:

Fg : Gaya gesek (N) : koefisien gesekan N : gaya normal (N)

Gaya berat

Keterangan:

Page 2: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

W : Gaya berat (N) m : massa benda (kg) g : gravitasi bumi (m/s2)

Berat jenis

atau Keterangan:

s: berat jenis (N/m3) w: berat benda (N) V: Volume benda (m3) : massa jenis (kg/m3)

Tekanan

Keterangan:

p: Tekanan (N/m² atau dn/cm²) F: Gaya (N atau dn) A: Luas alas/penampang (m² atau cm²)

Satuan:

1 Pa = 1 N/m² = 10-5 bar = 0,99 x 10-5 atm = 0,752 x 10-

2 mmHg atau torr = 0,145 x 10-3 lb/in² (psi) 1 torr= 1 mmHg

Tekanan hidrostatis

Keterangan:

ph: Tekanan hidrostatis (N/m² atau dn/cm²) h: jarak ke permukaan zat cair (m atau cm) s: berat jenis zat cair (N/m³ atau dn/cm³) ρ: massa jenis zat cair (kg/m³ atau g/cm³) g: gravitasi (m/s² atau cm/s²)

Page 3: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Hukum PascalTekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah.

Keterangan:

F1: Gaya tekan pada pengisap 1 F2: Gaya tekan pada pengisap 2 A1: Luas penampang pada pengisap 1 A2: Luas penampang pada pengisap 2

Hukum Boyle

Rumus Fisika Pesawat SederhanaPESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah

pekerjaan.  Ada berbagai jenis pesawat sederhana antara lain bidang miring,

tuas, dan katrol. di dalam pembahasan pesawat sederhana ini....kalian akan

sering bertemu dengan istilah keuntungan mekanis (KM). keuntungan

mekanis merupakan efek dari penggunaan pesawat sederhana yang

menyebabkan gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban sama dengan

berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.

keterangan :

F  atau  K  = gaya/kuasa yang kita keluarkan (N)

W              = berat benda yang kita angkat (N)

KM           = keuntungan mekanis ---> akan dihabas lebih jauh nanti....

m               = massa benda (kg)

g                = percepatan grafitasi = 10 m/s2 atau 9,8 m/s2

Page 4: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Jadi semakin besar KM maka gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat

beban semakin kecil.  

Hmmm... mengapa bisa demikian?

Hal ini berkaitan dengan usaha/kerja yang kita lakukan. Sebenarnya, pesawat

sederhanatidak mengurangi total usaha/kerja yang kita keluarkan untuk

mengangkat beban. walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk

mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih

sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. ingat :

Keterangan :

W   = usaha ( J )

F    = gaya ( N )

s     = jarak tempuh ( m )

Dengan kata lain, walaupun usaha yang kita keluarkan sama peningkatan

jarak akanmengurangi gaya yang dibutuhkan.

Penting... lambang berat benda ( w ) hampir sama dengan usaha

( W ) lambang berat dengan huruf kecil dan usaha dengan huruf besar....

1. Bidang Miring

bidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk

memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu.

Page 5: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Keterangan :

KM =  keuntungan mekanis

F     = gaya dorong (N)

s      = panjang bidang miring (m)

h     = ketinggian (m)

w    = berat beban (N)

Misalnya....

Massa kotak adalah 80 kg, dipindahkan dari atas tanah ke suatu tempat dengan

ketinggian 1,5 m. Berapakah usaha dan gaya yang kita keluarkan bila :

a. kita angkat langsung ke atas !

b. melalui bidang miring sepanjang 4,5 m !

Page 6: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Diketahui :

m  = 80 kg

g   = 10 m/s2

h   = 1,5 m

s   = 4,5 m

a. mula2 kita cari berat benda dulu.... karena kita mengangkat benda secara

langsung makagaya ( F ) yang kita lakukan = berat benda

( w ) sedangkan jarak tempuhnya ( s ) =ketinggian ( h ) maka rumus usaha

berubah lambang, semula W = F.s menjadi W = w.h

b. Jika benda kita dorong melalui bidang miring.....

 Usaha yang kita keluarkan sama namun dengan bidang miring gaya yang kita

keluarkan menjadi lebih kecil karena lintasannya kita ubah dari ketinggian 1,5 m

menjadi 4,5 m dalam bidang miring....

Prinsip bidang miring juga diterapkan pada berbagai macam alat buatan

Page 7: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

manusia seperti baji, kapak, tatah, pisau, obeng, paku, sekrup....juga jalan yang

berkelok-kelok di pegunungan.

2. Tuas

Sistem kerja tuas terdiri atas tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu, dan

kuasa. Tuas dapat dibedakan menjadi 3 jenis. Pembagian ini berdasarkan pada

letak titik gaya, titik beban, titik tumpu.

a. Tuas Jenis Pertama

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik tumpunya

terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis I :

Gunting, catut, tang, pemotong kuku, linggis dll

b. Tuas Jenis Kedua

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik beban terletak di antara titik gaya (kuasa) dan

titik tumpunya.

contoh alat dengan tuas jenis II :

pembuka botol, gerobak beroda satu, pemotong kertas, pelubang kertas dll.

c. Tuas Jenis Ketiga

Page 8: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik gaya terletak di antara titik tumpu dan titik

beban.

contoh alat dengan tuas jenis III :

pinset, pancing, sekop dll

di bawah ini merupakan gambar benda2 yang menggunakan prinsip tuas :

keterangan :

a. tuas jenis pertama

b. tuas jenis kedua

c. tuas jenis ketiga

Rumus-rumus dalam tuas :

Page 9: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

keterangan :

F      = gaya yang dikerjakan pada tuas (N)

W    = beban tuas (N)

Lb    = lengan beban, adalah jarak antara titik tumpu 

            dengan dengan beban (m)

Lk    = lengan kuasa, adalah jarak antara titik tumpu 

           dengan kuasa/gaya yang dikerjakan  (m)

KM  = keuntungan mekanis

3. Katrol

Katrol adalah roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol

sangat baik digunakan untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dapat

dibedakan menjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal

(katrol majemuk berganda).

a. Katrol Tunggal Tetap

Page 10: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

katrol tunggal tetap terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya tidak

berubah-ubah (tetap).

Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1

Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk

mengangkat beban tersebut.

maka,

F = w

contoh : katrol yang digunakan untuk menimba air.Trus...klo gaya yang kita keluarkan besarnya sama aja dengan berat bebannya, untuk apa dong fungsi katrol tunggal ini?Hmm.. katrol jenis ini memang tidak mengurangi besr gaya yang kita keluarkan, namun dapat merubah arah gaya.  Bila kita menarik suatu beban dari atas ke bawah tanpa katrol maka kita harus mengeluarkan gaya dengan arah tersebut yaitu dari atas ke bawah sehingga kita kesulitan memanfaatkan berat tubuh kita. sedangkan bila menggunakan katrol (seperti yang terlihat pada gambar di atas...) gaya yang kita keluarkan justru berarah dari atas ke bawah. Hal ini menyebabkan kita dapat memanfatkan berat tubuh kita untuk mengankat beban tersebut jadi tangan kita tidak cepat lelah.

b.  Katrol Tunggal Bergerak

katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya dapat berubah-ubah (tetap)

Page 11: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal bergerak = 2

maka,

F = 1/2.w

Keuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dari berat beban yang kita angkat ( F = w/KM).

c. Takal (Katrol majemuk/berganda)

Takal / Katrol majemuk atau berganda adalah katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep dan satu atau lebih katrol bergerak... katrol ini biasanya digunakan untuk mengankat beban yang sangant berat.

Keuntungan mekanis (KM) takal = Jumlah katrol

F = W/jumlah katrol

Rumus Fisika Getaran dan Gelombang

GETARAN DAN GELOMBANG

Periode dan Frekuensi GetaranPeriode Getaran

Dengan ketentuan:

= Periode (sekon)

= Waktu (sekon)

= Jumlah getaran

Page 12: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Frekuensi Getaran

Dengan ketentuan:

= Frekuensi (Hz)

= Jumlah getaran

= Waktu (sekon)

Periode Getaran

Dengan ketentuan:

= periode getaran (sekon)

= frekuensi(Hz)Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Besar periode berbanding terbalik dengan frekuensi.

Dengan ketentuan: = periode (sekon)

= frekuensi (Hz)

GelombangGelombang berjalan

Persamaan gelombang:

Keterangan:

Page 13: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

A: amplitudo (m)

f: frekuensi (Hz)

: panjang gelombang (m)

Rumus Fisika BunyiBUNYI

A. Pengertian Dan Arti Definisi Bunyi 

Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.

Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang.

B. Kecepatan Bunyi / Cepat Rambat Bunyi Di Udara

Pada suhu udara 15 derajat selsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter per detik. Rumus cepat rambat bunyi adalah v = S/t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara makan cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak.

Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

1. Bunyi adalah Gelombang Longitudinal

Bagaimana bunyi-bunyian dapat sampai ke telinga kita, sehingga bunyi dapat

Page 14: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

kita dengarkan ?untuk menyelidikinya coba kamu lakukan kembali unjuk kerja 4.1 memukul garpu tala, sehinggatimbul bunyi.Bunyi garpu tala menuju telinga dihantarkan oleh partikel-partikel udara. Pada waktu bunyikeluar dari garpu tala, langsung menumbuk molekul-molekul udara. Molekul-molekul udaramenumbuk udara di sebelahnya yang mengakibatkan terjadi rapatan dan regangan demikianseterusnya sampai ketelinga.Molekul-molekul udara tidak pindah, tetapi hanya merapat dan meregang. Bunyi sampai telingamerambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari rapatan dan regangan adalahgelombang longitudinal. Jadi, bunyi merambat berupa gelombang longitudinal.

2. Gelombang bunyi merambat memerlukan medium

Gelombang bunyi dapat didengar apabila ada zat antara atau medium untuk merambat sampai ketelinga kita. Medium apa sajakah yang dapat dilalui bunyi ? setiap hari, kita selalu bercakap-cakap. Ketika hujan, kita sering mendengar suara petir. Pada saat di jalan raya sering kita dengar suara klakson mobil. Hal ini menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui udaraDengan membentangkan kawat yang diikat pada dua kaleng bekas, kamu dapat membuattelepon mainan. Seorang dari temanmu berbicara pada satu ujung dan suaranya dapat kamudengar diunjung lainnya. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat padat.Bagaimana untuk membuktikan bunyi merambat melalui zat cair ? Ketika di kolam renang,suruh temanmu menyelam lalu ketuk-ketuk dinding kolam renang. Dapatkah temanmumendengar bunyi ketukan itu ?

3. Bagaimanakah Bunyi dapat terdengar ?

Bagaimana bunyi dapat didengar ? dari pembahasan di atas sumber bunyi ditimbulkan olehbenda-benda yang bergetar. Sehingga syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yangbergetar. Astronaut yang berada di bulan apakah bisa bercakap-cakap langsung dengan temannya

Page 15: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

? tentunya percakapannya dilakukan dengan menggunakan bahasa isyarat. Karena mereka tidak bisa mendengar. Hal itu disebabkan di bulan hanya udara (tidak ada medium perantara).Sehingga kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi.Masih ada satu syarat lagi agar bunyi dapat didengar, yaitu ada pendengar atau penerima.Dengan demikian syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah :a)Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)b)Ada medium yang merambatkan bunyic)Ada penerima (pendengar)

4. Kecepatan Merambat Bunyi

Coba kamu amati ketika terjadi hujan badai. Bersamaankah terjadinya kilat dan guntur ? tentutidak. Mengapa ?Sebenarnya kilat dan guntur terjadi dalam selang waktu bersamaan, namun mengapa kita dapatmelihat kilat lebih dahulu, lalu baru mendengar guntur ?Kilat adalah gelombang cahaya, sedangkan guntur adalah gelombang bunyi. Kecepatanmerambatnya tidak sama. Cahaya menrambat lebih cepat daripada bunyi. Oleh karena itu kamuakan menyaksikan kilat terjadinya lebih dahulu, kemudian disusul bunyi guntur.Semakin jauh pusat terjadinya kilat, semakin lama selang waktu antara kilat dan guntur. Jelaslahbahwa bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ketempat lainnya. jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon disebut Cepat RambatBunyi. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t, cepat rambat bunyi vdapat dirumuskan :

V= s/t

V= cepat rambat bunyi (m/s)                               s = Jarak tempuh bunyi (m)t= waktu yang diperlukan (s)

Dimana : V = cepat rambat bunyi (m/s)T = Periode (s)λ = Panjang gelombang (m)f= frekuensi gelombang (Hz)

Contoh soal :

Page 16: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

1.Pada suatu saat terlihat kilat dan 20 sekon kemudian baru terdengar gunturnya. Jika cepatrambat bunyi di udara adalah 340 m/s. berapa jarak asal suara dengan pengamat ?Diketahui :V=340 m/s                 t=20 sekonDitanyakan :S= …….?Jawab S  =V . t               = 340 m/s . 20 s               = 6.800 m            S= 6,8 km

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zatpadat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gayakohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu bagian dari medium yang bergetar akan menyebabkan bagian lain ikut bergetar secara cepat.Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepatgetaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakincepat.

C. Resonansi

Tahukah kamu mengapa kentongan (kayu berongga) menghasilkan bunyi yang lebih nyaring(keras) daripada kayu yang tidak berongga ketika dipukul? Bunyi yang dihasilkan akan lebihkeras lagi jika volume rongga diperbesar. Gejala seperti ini juga terjadi pada alat-alat musik seperti gitar, seruling, dan gendang. Mengapa gejala seperti itu terjadi?Pada pembahasan tentang gelombang telah diketahui bahwa bunyi merupakan getaran yangmerambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Getaran tersebut mempengaruhi medium disekitarnya. Artinya medium yang dilalui bunyi ikut bergetar. Salah satu akibat pengaruh getaranterhadap medium di sekitarnya (udara) adalah timbulnya bunyi yang semakin keras. Gejalaseperti ini dinamakan resonansi.

Page 17: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Kerugian akibar Resonansi 

Resonansi sangat menguntungkan karena dapat memperkuat bunyi aslinya. Dengan demikian,alat-alat musik dapat dibuat dengan memanfaatkan efek resonansi. Namun, di balik itu dapatterjadi beberapa kerugian, antara lain sebagai berikut:

1.Bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak terkena langsung pecahan   bom.2.Amplitudo resonansi yang besar yang dihasilkan dari sumber getar, misalnya getaran mesin   pabrik dan kereta api, dapat meruntuhkan bangunan.3.Sepasukan prajurit tidak boleh melintasi jembatan dengan cara berbaris dengan langkah yang   bersamaan sebab amplitudo resonansi yang ditimbulkannya menjadi bertambah besar   sehingga dapat meruntuhkan jembatan.   Salah satu contoh kerugian akibat resonansi adalah kejadian yang menimpa jembatan gantung   Selat Tacoma di Washington, Amerika Serikat. Pada tanggal 1 Juli 1940 hanya empat bulan   setelah peresmian, jembatan itu ditiup angin sehingga menimbulkan getaran. Karena getaran   menimbulkan resonansi pada jembatan, akhirnya jembatan bergoyang dan patah.

MANFAAT BUNYI PANTUL

a. mengukur kedalaman laut b. Mengukur panjang lorong goa 

Gaung dan gema

Apabila kita sedang berada di dalam gedung yang cukup luas sambil berteriak, sering suara kitadiulang. Pernahkah kamu mendengarkan suara pengulangan seperti itu? Siapakah yangmenirukan suara itu? Hal itu terjadi karena pada saat suaramu membentur dinding, maka suaratersebut akan dipantulkan menuju telingamu kembali.Pemantulan bunyi semacam itu dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaung dan

Page 18: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

gema. Bagaimanacara membedakannya?

a.Gaung

Jika kita mengucapkan suatu kata dengan keras dalam suatu ruangan gedung yang luas (aula),kita akan mendengarkan kata tersebut kurang jelas terdengar. Hal ini disebabkan sebagian bunyipantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli. Bunyi seperti inilah yang disebut gaung ataukerdam.Misalkan kita mengucapkan kata “matahari.”Bunyi asli : Ma- ta- ha - riBunyi pantul: Ma-ta- ha- riTerdengar : Ma-riSuku kata yang jelas kita dengar adalah suku kata pertama (ma) dan suku kata terakhir (ri),sedangkan suku kata di antaranya terdengar kabur.Bagaimana cara menghindari terjadinya gaung? Untuk menghindari terjadinya gaung, padadinding ruangan yang besar harus dilengkapi peredam suara. Peredam suara terbuat dari bahan 

karet busa, karton tebal, karpet, dan bahan-bahan lain yang bersifat lunak. Biasanya bahan-bahantersebut sering kita jumpai di gedung bioskop, studio TV atau radio, aula, studio rekaman, dsb

Rumus Fisika Cermin Dan PembiasanCERMIN DAN PEMBIASAN

Sejalan dengan namanya, cermin datar adalah cermin yang berbentuk rata

(tidak lengkung). Cermin datar banyak digunakan untuk berhias maupun

dijadikan komponen alat-alat tertentu seperti periskop dan peralatan yang

lainnya. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah maya,

tegak, dan sama besar.

Page 19: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Bayangan yang dibentuk oleh 2 cermin datar dengan sudut lancip

Jika sobat punya dua cermin datar yang membentuk

sudut lancip (θ) maka jumlah bayangan benda (n) yang dibentuk oleh cermin

tersebut dapat dicari dengan rumus berikut

dengan ketentuan jika

360/A = GENAP, maka m = 1

360/A = GANJIL, maka m = 0

Contoh Soal Cermin Datar 1

Sobat punya dua cermin datar yang membentuk sudut 60º dan meletakkan

korek api di muka cermin tersebut, berpakah bayangan korek api yang terbentuk

dari cermin datarbtersebut?

n = 360º/60º – 1 (m bernilai 1 karena 360/60 hasilnya genap)

n = 3 buah bayangan

Sobat hitung mungkin sering menjumpai soal cermin datar seperti ini, Jika si A

tingginya x cm, maka berapa tinggi cermin datar minimal agar si A bisa melihat

seluruh tubuhnya di cermin datar tersebut? untuk mencari tinggi cermin datar

nya menggunakan rumus

Tinggi Cermin Datar = 1/2 x Tinggi Benda

contoh soal cermin datar 2

Tinggi Mahmud 178 cm, berapa tinggi cermin yang dibutuhkan agar ia bisa

melihat seluruh tubuhnya di dalam cermin?

jawab : Tinggi Cermin Datar = 1/2 x 178 = 69 cm

Kalau cermin datar bentuk permukaannya datar, Cermin cekung bentuknya

lengkung teratur ke dalam. Cermin cekung mempunyai fokus positif.

Page 20: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Sifat Cermin Cekung

Sifat bayangan yang dibentuk oleh  cermin cekung tergantung dari posisi

bendanya. Bagaimana menentukan sifat bayangan benda di cermin cekung?

Berikut rangkuman singkatnya

1. Jumlah ruang letak benda dan letak bayangan selalu = 5

2. Jika ruang bayangan > ruang benda maka sifat bayangannya diperbesar.

3. Jika ruang bayangan < ruang benda maka sifat bayangannya diperkecil

4. Hanya bayangan di ruang 4 yang bersifat maya dan tegak selebihnya

bersifat nyata dan terbalik

Sifat Cahaya (sinar) yg dipantulkan Cermin Cekung

1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui

fokus

2. Sinar datang yang melewati fokus akan dipantulkann sejajar dengan sumbu

utama.

3. Sinar datang yang melalui titik lengkung (R) akan dipantulkan kembali ke arah

yang sama.

Page 21: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Rumus Cermin Cekung

Cermin Cekung berfokus positif. Jika sobat mempunyai benda dengan jarak S

dari cermin maka untuk mencari jarak bayangannya menggunakan rumus

f = fokus cermin

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

sedangkan perbesaran bayangannya menggunakan rumus

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda

Manfaat Cermin Cekung di Kehidupan Sehari-hari

Pemanfaatan cermin cekung cukup banyak diantaranya

Digunakan sebagai pemantul pada lampu mobil atau berbagai lampu sorot

yang lain

pemntul pada lampu senter

Sebagai antena parabola penerima sinyal radio

Sebagai pengumpul sinar matahari pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Contoh Soal Cermin Cekung

1. Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm,

jika benda berada pada jarak 3 cm, tentukan

jarak Bayangan (S’)

perbesaran

Page 22: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Tinggi Bayangan (h’)

sifat bayangan

jawab :

Jarak Bayangan

1/f = 1/s +1/s’

1/2 = 1/3 + 1/s’

1/s’ = 1/2-1/3

1/s’ = 3/6-2/6

1/s’ = 1/6

s’ = 6 cm

Perbesaran

M = S’/s = 6/3 = 2 kali

Tinggi Bayangan

M = h’/h

2 = h’/1|

h’ = 2 cm

sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar

Cermin cembung bentuknya cembung atau lengkung ke luar. Kalau sobat hitung

punya perut buncit mirip dengan itu   . Kalau sobat lihat kaca spion motor atau

mobil, itulah contoh cermin cembung. Cermin cembung fokusnya bernilai

negatif. Jadi dalam perhitungan matematisnya nanti f selalu bernilai

negatif. Sifat bayang yang dibentuk cermin cembung selalu maya, tegak,

dan diperbesar.

Sifat Sinar yang dipantulkan cermin cembung

1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari

fokus

Page 23: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

2. Sinar datang yang menuju R akan dipantulkan kembali dari R

3. Sinar datang yang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu

utama

Rumus Cermin Cembung

Rumus atau persamaan cermin cembung mirip seperti cermin cekung hanya saja

nilai fokusnya (F) negatif. Untuk rumus perbesaran cermin cembung sama

seperti cermin cekung.

Contoh Soal Cermin Cembung

Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung yang berfokus 6 cm.

Letak bayangan yang terbentuk adalah …

s= 4 cm

f= 6 cm

Page 24: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Jawab:

1/f = 1/So + 1/S’

-1/6 =1/4+1/s’

-1/s’ = 1/6 + 1/4

-1/s’ =2/12 + 3/12

-1/s’= 5/12

s’ = 12/5 = -2,4 cm

Sifat bayangan Tegak, Maya, dan Diperkecil

Pembiasan cahaya pada lensa

Letak bayangan benda akibat proses refraksi pada lensaPerhitungan letak bayangan pada lensa dan cermin akan mengikuti:di mana : 1/S1 + 1/S2 = 1/fS1 adalah jarak objek/benda dari lensa/cerminS2 adalah jarak bayangan benda dari lensa/cerminf adalah jarak fokus = R/2.Rumus perhitungan untuk perbesaran bayangan, M:M = – S2/S1 = f/f-S1 ; di mana tanda negatif menyatakan objek yang terbalik (objek yang berdiri tegak memakai tanda positif).Hukum Snellius juga disebut Hukum pembiasan atau Hukum sinus dikemukakan oleh Willebrord Snellius pada tahun 1621 sebagai rasio yang terjadi akibat prinsip Fermat. Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan heuristic momentum conservation in terms of sines dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta.Pembiasan Cahaya Pada LensaApabila lensa tebal hanya memiliki sebuah permukaan, maka lensa tipis mempunyai dua buah permukaan dan tebal lensa dianggap nol. Lensa tipis merupakan benda tembus cahaya yang terdiri dari dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar.Lensa cembung (lensa positif)

Page 25: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Tiga sinar istimewa pada lensa Cembung

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1

2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

Lensa cekung (lensa negatif)Tiga sinar istimewa pada lensa cekung

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif F1

2. Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

Rumus Lensa Tipis1/f = 1/So + 1/SiM = Si / SoP = 1 / fKeterangan:So = jarak benda (m)Si = jarak bayangan (m)f = jarak fokus (m)M = Perbesaran linier bayanganP = Kuat lensa (dioptri)Rumus-rumus di atas dipergunakan dengan perjanjian sebagai berikut.1). Jarak fokus lensa bernilai:a). positif untuk lensa cembung, karena lensa cembung bersifat mengumpulkan cahaya.b). negatif untuk lensa cekung. karena lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya.2). Untuk benda dan bayangan nyata, nilai So, Si, ho dan hi bernilai positif.3). Untuk benda dan bayangan maya, nilai So, Si, ho dan hi bernilai negatif.4). Untuk perbesaran bayangan maya dan tegak, nilai M positif

Page 26: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

5). Untuk perbesaran bayangan nyata dan terbalik, nilai M negatif.Persamaan Lensa TipisKeterangan:f = jarak fokus (m)n1 = indeks bias medium disekitar lensan2 = indeks bias lensaR1 = jari-jari kelengkungan permukaan 1R2 = jari-jari kelengkungan permukaan 2R1 dan R2 bertanda positif jika cembungR1 dan R2 bertanda negatif jika cekungPembiasan cahaya pada prisma dan kaca plan paralela. kaca plan paralelKaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar

Persamaan pergeseran sinar pada balok kaca :

Keterangan :d = tebal balok kaca, (cm)i = sudut datang, (°)r = sudut bias, (°)t = pergeseran cahaya, (cm)b. PrismaPrisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Page 27: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma,

β = sudut puncak atau sudut pembias prismar1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prismai2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udaraSecara otomatis persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besarnya i2 bila besar sudut pembias prisma diketahui….Persamaan sudut deviasi prisma :

Keterangan :D = sudut deviasi ; i1 = sudut datang pada bidang batas pertama ; r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma ; β = sudut puncak atau sudut pembias prismaHasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang

Page 28: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

pertama i1 :dalam grafik terlihat devisiasi minimum terjadi saat i1 = r2

Persamaan deviasi minimum :a.  Bila sudut pembias lebih dari 15°

Keterangan :n1 = indeks bias medium ; n2 = indeks bias prisma ; Dm = deviasi minimum ; β = sudut pembias prismab.  Bila sudut pembias kurang dari 15°

Keteranganδ = deviasi minimum untuk b = 15° ; n2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium ; β = sudut pembias prismac. Pembiasan pada bidang lengkung

Page 29: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Keterangan :n1 = indeks bias medium di sekitar permukaan lengkung ; n2 = indeks bias permukaan lengkungs = jarak benda ; s’ = jarak bayanganR = jari-jari kelengkungan permukaan lengkungSeperti pada pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga ada perjanjian tanda berkaitan dengan persamaan-persamaan pada permukaan lengkung seperti dijelaskan dalam tabel berikut ini :

Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contoh berikut ini :Seekor ikan berada di dalam akuarium berbentuk bola dengan jari-jari 30 cm. Posisi ikan itu 20 cm dari dinding akuarium dan diamati oleh seseorang dari luar akuarium pada jarak 45 cm dari dinding akuarium. Bila indeks bias air akuarium 4/3 tentukanlah jarak orang terhadap ikan menuruta) orang itu ; b) menurut ikan

a. Menurut orang (Orang melihat ikan, berarti Sinar datang dari ikan ke mata orang)Diketahui :n1 = nair = 4/3 ; n2 = nu = 1

Page 30: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

s = 20 cm ; R = -30 ; (R bertanda negatif karena sinar datang dari ikan menembus permukaan cekung akuarium ke mata orang)Ditanya : s’

Jawab :Jadi, jarak bayangan ikan atau jarak ikan ke dinding akuarium menurut orang hanya 18 cm (bukan 20 cm!). Tanda negatif pada jarak s’ menyatakan bahwa bayangan ikan yang dilihat orang bersifat maya. Sedangkan jarak orang ke ikan menurut orang adalah 45 cm ditambah 18 cm, yaitu 63 cm (bukan 65 cm!).b. Menurut Ikan (Ikan melihat orang, berarti Sinar datang dari orang ke mata ikan)Diketahui :n1 = nu = 1 ; n2 = nair = 4/3s = 45 cm ; R = +30 (R bertanda positif karena sinar datang dari orang menembus permukaan cekung akuarium ke mata ikan)Ditanya : s’

Page 31: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Jawab :Jadi, jarak bayangan orang atau jarak orang ke dinding akuarium menurut ikan bukan 45 cm melainkan 120 cm. Tanda minus pada jarak bayangan menyatakan bahwa bayangan bersifat maya. Jarak orang ke ikan menurut ikan sama dengan 20 cm ditambah 120 cm, yakni 140 cm. Disebabkan jarak benda dengan bayangan yang dibentuk berbeda maka bayangan juga mengalami perbesaran (M) sebesar :

Rumus Fisika Lensa dan Alat Optik

LENSA DAN ALAT OPTIK

Lensa dan alat optik -Apabila ada sinar yang datang menuju lensa, maka yang

terjadi adalah pembiasan. Ada 2 jenis lensa yaitu lensa cembung dan cekung.

Lensa cembung adalah lensa yang mengumpulkan sinar (konvergen) sebaliknya

lensa cekung adalah lensa yang menyebarkan sinar (divergen). Sifat dari

bayangan lensa cembung sama dengan bayangan di cermin cekung, sedangkan

untuk lensa cekung sifat bayangannya sama dengan cermin cembung.

Perhitungan yang dipakai pada lensa sama dengan cermin. Jalannya sinar di

lensa hampir sama dengan cermin, perbedaannya terletak di pusat lensa.

Berikut jalannya sinar di lensa cekung.

Lensa dan alat optik

Ada 3 sinar istimewa pada lensa cekung :

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu x, akan dibelokkan ke titik fokal

yang ada di sisi sumber sinar datang.

Sinar yang datang ke pusat lensa akan diteruskan tak berhingga.

Sinar yang datang ke titik fokal sisi bersebrangan dengan sumber sinar

akan dibelokkan sejajar dengan sumbu x.

Page 32: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

sinar istimewa pada lensa cekung

Ada 3 sinar istimewa pada lensa cembung :

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu x, akan dibelokkan ke titik fokal

yang ada di sisi bersebrangan dengan sumber sinar datang

Sinar yang datang ke pusat lensa akan diteruskan tak berhingga.

Sinar yang datang ke titik fokal dari sisi yang sama dengan sumber sinar

datang akan dibelokkan sejajar dengan sumbu x.

sinar istimewa pada lensa cembung

Fungsi Lensa dan alat optik bagi kehidupan manusia

Kacamata minus (lensa cekung)

Orang yang rabun jauh (myopia), bayangannya jatuh di depan kornea

mata, untuk itu diperlukan lensa cekung sehingga bayangan jatuh di

kornea.

Kacamata plus (lensa cembung)

Page 33: Rumus Fisika Gaya Dan Tekanan

Orang yang rabun dekat (hypermyopia), bayangannya jatuh di belakang

kornea mata, untuk itu diperlukan lensa cembung sehingga bayangan

jatuh di kornea. Bila rabun jauhnya karena usia (presbyopia), juga

diperlukan lensa cembung.

Lup (lensa cembung)

Teleskop

Menggunakan 2 lensa cembung yang pertama disebut lensa objektif yang

akan menghasilkan bayangan di titik fokal lalu bayangan ini menjadi benda

untuk lensa okulernya. Hasil bayangannya haruslah maya supaya dapat

dilihat mata.

Mikroskop

Menggunakan 2 lensa cembung yang pertama disebut lensa objektif yang

akan menghasilkan bayangan di zone 3 lalu bayangan ini menjadi benda

untuk lensa okulernya. Hasil bayangannya haruslah maya supaya dapat

dilihat mata.

Jika Lensa dan alat optik menggunakan medium maka bayangan yang timbul

haruslah nyata, lalu oleh medium layar atau kertas atau lainnya dapat dilihat

oleh mata. Contohnya :

Proyektor

Umumnya memperbesar hasil bayangan, jadi benda diletakkan di zone 2

Kamera

Dapat memperbesar hasil bayangan tapi umumnya sama besar

Mesin fotokopi

Dapat memperbesar atau memperkecil hasil bayangan tapi umumnya

sama besar