koefisien kelentingan

Koefisien Kelentingan

      Bola yang dilemparkan ke dinding /dijatuhkan ke lantai termasuk ke dalam peristiwa tumbukan sehingga dapat dianalisis dengan menggunakan konsep impuls dan momentum. Pada kasus bola dijatuhkan ke lantai, tinggi pantulan bola cenderung lebih rendah dari tinggi bola pada saat dipantulkan setelah terjadi tumbukan dengan lantai. Tinggi rendah pantulan dapat dipengaruhi oleh sifat konstanta bahan tersebut. Konstanta bahan ini disebut KOEFISIEN KELENTINGAN BAHAN

Koefisien kelentingan bahan disebut koefisien restitusi.

Rumus :

Keterangan :

e : koefisien kelentingan

v’ : kelajuan benda setelah tumbukan (m/s)

v : kelajuan benda sebelum tumbukan (m/s)

Untuk tumbukan 2 buah benda yang sama-sama bergerak , koefisien kelentingan dapat ditulis :

Keterangan :

e : koefisien kelentingan

v₁ : kelajuan benda 1 sebelum tumbukan (m/s)

v₁’ : kelajuan benda 1 setelah tumbukan (m/s)

v₂ : kelajuan benda 2 sebelum tumbukan (m/s)

v₂’ : kelajuan benda 2 setelah tumbukan (m/s)

ü  Jenis-jenis tumbukan berdasarkan besar koefisien kelentingannya :

1.  Tumbukan lenting/elastis sempurna

Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku :

a.    Jumlah energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan sama. 

b.    Koefisien restitusi (e) = 1 

momentum saat kecepatan mobil v₁ à p₁ = m.v₁

momentum saat kecepatan mobil v₂à p₂ = m.v₂

2.  Tumbukan lenting/elastis sebagian

Adalah tumbukan dengan jumlah energi kinetik setelah akhir tumbukan jauh lebih kecil daripada jumlah energi sebelum tumbukan.

·      Ini berarti sesudah tumbukan ada sebagian energi yang hilang.

·      Hilangnya energi ini ada beberapa kemungkinan penyebabnya diantaranya :

-      Energi dipakai untuk merusak bentuk benda

-      Energi dipakai untuk menggetarkan benda-benda yang bertumbukan

-      Berbagai hal memerlukan energi misalkan panas, suara dll

Koefisien restitusinya (0 < e < 1)

Keterangan :

                    h : tinggi benda saat dijatuhkan (m)

                    h’ : tinggi benda saat memantul kembali (m)

3.   Tumbukan tidak lenting sama sekali

      Adalah jenis tumbukan yang terjadi setelah tumbukan kedua benda bersatu dan bergerak bersama-sama. 

Dalam kondisi ini, benda-benda yang bertumbukan saling menempel satu sama lain. Misalnya terjadi ketika mobil menabrak pohon/sebuah kelereng yang dilemparkan ke arah plastisin. Kecepatan benda setelah bertumbukan sama (v₁’ = v₂’). Pada tumbukan ini jumlah energi kinetik benda sebelum tumbukan lebih besar dari setelah tumbukan.

·           Koefisien restitusinya à ( e = 0 )

Rumus :

Klik link berikut untuk melihat animasi koefisien kelentingan!

animasi pembelajaran koefisien kelentingan

(sumber: physicsmaster.orgfree.com/E-Media/Fisdas/9-Tumbukan.swf)

Read More

Tumbukan

A.       Tumbukan dan Hukum Kekekalan Momentum

Pada sebuah tumbukan selalu melibatkan paling sedikit dua buah benda. Misal bola biliar A dan B. Sesaat sebelum tumbukan bola A, bergerak mendatar ke kanan dengan momentum m_Av_A, dan bola B bergerak kekiri dengan momentum m_Bv_B

Gambar 1. Tumbukan dua buah benda.
(sumber: http://irmadessy.blogspot.sg/2013/02/tumbukan-tumbukan-adalah-jika-benda.html)

Momentum sebelum tumbukan adalah:

p = m_Av_A + m_Bv_B

dan momentum sesudah tumbukan:

p’ = m_Av’_A + m_Bv’_B

Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka pada momentum juga berlaku hukum kekekalan dimana momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan sama. Oleh karena itu dapat diambil kesimpulan bahwa: pada peristiwa tumbukan, jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda tersebut. Pernyataan ini yang dikenal sebagai Hukum Kekekalan Momentum Linier.

Secara matematis untuk dua benda yang bertumbukan dapat dituliskan:

p_A + p_B = p_A’+ p_B’

atau

m_A v_A+ m_B v_B = m_A v_A’ + m_B v_B’                   

p_A , p_B        = momentum benda A dan B sebelum tumbukan

p_A’ ,  p_B’   = momentum benda A dan B sesudah tumbukan

Perlu diingat bahwa penjumlahan di atas adalah penjumlahan vektor.

A.       Menurunkan Hukum Kekekalan Momentum dengan Menggunakan Hukum Newton III

Perhatikan gambar berikut:

Pada tumbukan dua buah benda selama benda A dan B saling kontak maka benda B mengerjakan gaya pada bola A sebesar F_AB. Sebagai reaksi, bola A mengerjakan gaya pada bola B sebesar F_BA. Kedua gaya sama besar tapi berlawanan arah dan sama besar (Hukum Newton III). Secara matematis dapat ditulis:

F_AB = -F_BA

Kedua gaya ini terjadi dalam waktu yang cukup singkat yaitu Δt. Bila kedua ruas dikali dengan Δt akan diperoleh:

F_AB Δt = -F_BA Δt                                 

Ruas kiri dan kanan merupakan besaran Impuls gaya.

I_B = - I_A

Δp_B = -Δp_A

(p_B’ – p_B ) = -(p_A’ – p_A)

m_B v_B’ + m_B v_B = m_A v_A’ + m_A v_A

m_A v_A + m_B v_B = m_A v_A’ + m_B v_B’

p_A + p_B = p_A’+ p_B’                              

Jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan sama. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Kekekalan Momentum Linear.

Klik link dibawah ini untuk mempelajari mengenai tumbukan!
animasi tumbukan (sumber: physicsmaster.orgfree.com/E-Media/Fisdas/9-Tumbukan.swf)

Read More

Impuls dan Momentum

 Impuls

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan lamanya gaya tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis:

I = F . Δt                                         

Besar gaya disini konstan. Bila besar gaya tidak konstan maka penulisannya akan berbeda. Oleh karena itu dapat digambarkan kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t. Bila pada benda bekerja gaya konstan F dari selang waktu t₁ ke t₂ maka kurva antara F dan t adalah:

Gambar 1. Kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t.

(sumber: https://sainsmini.blogspot.sg/2015/08/momentum-dan-impuls-materi-fisika-dasar.html)

Luas daerah yang diarsir menyatakan besarnya Impuls. Luasan yang diarsir sebesar    F x (t₂ – t₁) atau I, yang sama dengan Impuls gaya. Impuls gaya merupakan besaran vektor, oleh karena itu perhatikan arahnya.

Pengertian Momentum

Di dalam fisika, dikenal dua macam momentum, yaitu momentum linear (p) dan momentum angular (L). Pada makalah ini hanya akan dibahas tentang momentum linear. Momentum suatu benda yang bergerak adalah hasil perkalian antara massa benda dan kecepatannya. Oleh karena itu, setiap benda yang bergerak memiliki momentum. Secara matematis, momentum linear ditulis sebagai berikut:

p = m v                                           

p adalah momentum (besaran vektor), m massa (besaran skalar) dan v kecepatan (besaran vektor). Bila dilihat persamaan (1), arah dari momentum selalu searah dengan arah kecepatannya.

Menurut Sistem Internasional (SI),

Satuan momentum p   = satuan massa x satuan kecepatan

= kg x m/s

= kg . m/s

Jadi, satuan momentum dalam SI adalah : kg.m/s

Momentum adalah besaran vektor, oleh karena itu jika ada beberapa vektor momentum dijumlahkan, harus dijumlahkan secara vektor. Misalkan ada dua buah vektor momentum p₁ dan p₂ membentuk sudut α, maka jumlah momentum kedua vektor harus dijumlahkan secara vektor, seperti yang terlihat dari gambar vektor Gambar 2. Besar vektor p dirumuskan sebagai berikut :

           

Gambar 2. Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor

Impuls Sama dengan Perubahan Momentum

Sebuah benda bermassa m mula-mula bergerak dengan kecepatan v₁ dan kemudian pada benda bekerja gaya sebesar F searah kecepatan awal selama Δt, dan kecepatan benda menjadi v₂.

Untuk menjabarkan hubungan antara Impuls dengan perubahan momentum, akan kita ambil arah gerak mula-mula sebagai arah positif dengan menggunakan Hukum Newton II.

F = m a

= m (v₂ – v₁) Δt

F Δt   = m v₂ – m v₁

Ruas kiri merupakan impuls gaya dan ruas kanan menunjukkan perubahan momentum. Impuls gaya pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda tersebut. Secara matematis dituliskan sebagai:

F Δt = m v₂ - m v₁                                                                 

   I     = p₂ - p₁

   I        = Δp    


Klik LINK dibawah!
Animasi Impuls dan momentum (sumber: http://www.science-animations.com/support-files/momentum.swf)
Video pembelajaran

Read More

Daya

Daya

Daya merupakan besarnya usaha atau energi yang dihasilkan tiap detik.

Persamaannya :

Efisiensi atau Daya Guna Pengubah Energi

Anda telah mempelajari bahwa energi akan terasa manfaatnya ketika energi tersebut berubah bentuk menjadi energi lain, seperti energi listrik akan terasa manfaatnya jika berubah menjadi cahaya, gerak, panas, atau bentuk energi yang lainnya. Akan tetapi, alat atau mesin pengubah energi tidak mungkin mengubah seluruh energi yang diterimanya menjadi energi yang bermanfaat. Sebagian energi akan berubah menjadi energi yang tidak bermanfaat atau terbuang yang biasanya dalam bentuk energi kalor atau panas.

Perbandingan antara energi yang bermanfaat (keluaran) dan energi yang diterima oleh alat pengubah energi (masukan) disebut efisiensi. Secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Read More

Energi

 Energi

Segala sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari‐hari membutuhkan energi. Untuk bertahan hidup kita membutuhkan energi yang diperoleh dari makanan. Setiap kendaraan membutuhkan energi untuk bergerak dan energi itu diperoleh dari bahan bakar. Hewan juga membutuhkan energi untuk hidup, sebagaimana manusia dan tumbuhan.

Energi merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep yang sangat erat kaitannya dengan usaha adalah konsep energi. Secara sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan usaha. Definisi yang sederhana ini sebenarnya kurang tepat atau kurang valid untuk beberapa jenis energi (misalnya energi panas atau energi cahaya tidak dapat melakukan kerja). Definisi tersebut hanya bersifat umum. Secara umum, tanpa energi kita tidak dapat melakukan kerja. Sebagai contoh, jika kita mendorong sepeda motor yang mogok, usaha alias kerja yang kita lakukan menggerakan sepeda motor tersebut. Pada saat yang sama, energi kimia dalam tubuh kita menjadi berkurang, karena sebagian energi kimia dalam tubuh berubah menjadi energi kinetik sepeda motor. Usaha dilakukan ketika energi dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Contoh ini juga menjelaskan salah satu konsep penting dalam sains, yakni kekekalan energi. Jumlah total energi pada sistem dan lingkungan bersifat kekal alias tetap. Energi tidak pernah hilang, tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain.

Untuk mempelajari lebih Lanjut mengenai energi Klik Link ini!
Animasi Energi Lengkap

2.1.1        Energi dan Sumber-sumbernya

Manusia telah menemukan berbagai sumber energi untuk memenuhi kebutuhan energinya yang semakin lama semakin meningkat, seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dunia. Karena terbatasnya sumber energi di Bumi ini, maka kita harus melakukan pelestarian terhadap sumber-sumber energi tersebut, khususnya sumber-sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Di samping itu, upaya untuk mencari sumber-sumber baru harus terus dilakukan.

Berikut sumber – sumber energy yang telah ditemukan oleh manusia :

Energi Bahan Bakar Fosil

Yang termasuk bahan bakar fosil adalah batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Batu bara yang pada sekitar tahun 1910 merupakan 75% sumber energi utama yang digunakan seluruh negara, saat ini sudah bukan sumber utama lagi. Hal ini disebabkan batu bara adalah bahan bakar yang kotor, yang ketika dibakar yang mengahasilkan gas beracun yang dapat mencemari atmosfer Bumi. Rata-rata, 1 kilo-gram batu bara bisa menghasilkan energi sebesar 2 kWh.  Minyak bumi merupakan bahan bakar yang lebih baik dari batu bara, yaitu lebih murah untuk menambangnya, dan lebih murah dalam hal pengangkutannya dari lokasi penambangan ke lokasi pengolahan. Dari segi polusi, minyak bumi lebih sedikit menimbulkan polusi dari pada yang dilakuakn batu bara. Sampai saat ini, minyak bumi masih termasuk sumber energi utama kita.

Energi Cahaya Matahari

Cahaya Matahari merupakan sumber energi yang paling besar dan paling melimpah. Tanpa cahaya Matahari, kehidupan di muka bumi ini tidak akan bisa berkembang. Tanpa kita minta atau kita usahakan, cahaya Matahari akan selalu memberikan energinya pada kita, misalnya memanaskan Bumi dan bangunan-bangunan diatasnya. Tanpa sinar Matahari, proses fotosintesis pada tumbuhan tidak akan berlangsung. Jadi, dengan sendirinya Matahari telah mensuplai kebutuhan energi manusia dalam jumlah yang sangat besar.

Karena Matahari hanya bersinar pada siang hari, maka pada malam hari Matahari praktis tidak memberikan energinya. Salah satu alat yang dipakai untuk menangkap energi cahaya Matahari adalah panel surya. Panel surya adalah alat sebagai pemanas air. Dengan demikian, panel surya tidak menghasilkan listrik. Tentu kamu sering melihat diatas sebuah rumah atau diatas sebuah hotel terdapat panel surya ini. Alat penagkap energi cahaya Matahari yang bisa menghasilkan listrik adalah sel surya, yang memanfaatkan konsep efek foto listrik. Sayangnya, sampai saat ini efesiensi dari sel surya ini masih rendah, yaitu masih dibawah 20%. Namun demikian, sel surya merupakan sesuatu yang sangat menjanjikan sebagai pembangkit energy listrik masa depan.

Energi Angin

Energi angin telah dimanfaatkan oleh bangsa-bangsa di kawasan Timur Tengah sejak 2000 tahun sebelum masehi. tiga ratus kemudian, barulah energi angin ini dimanfaatkan secara luas di Benua Eropa. Energi angin dimanfaatkan untuk memutar kincir angin, yang pada akhirnya bisa digunakan untuk memutar turbin sehingga bisa mengahasilkan listrik melalui generator.

Energi Nuklir

Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan dari reaksi fisi (pembelahan) ataupun reaksi fusi (pembelahan) inti-inti atom. Pada dasarnya, energi nuklir ini merupakan hasil reaksi berantai yang bisa dikendalikan, dengan uranium dan plutonium sebagai bahan utamanya. Walaupun energi yang dihasilkan sangat besar, energi nuklir ini masih menjadi perdebatan menyangkut faktor keamanannya. Energi nuklir dibangkitkan dalam suatu reaktor nuklir, yang bila sedikit saja reaktor itu mengalami kebocoran, akibatnyanya akan sangat mengerikan bagi penduduk di sekitar reaktor nuklir tersebut. peristiwa semacam ini pernah terjadi di reactor nuklir Chernobyl di Rusia (dulu Uni Soviet, reaktor nuklir Bhopal (India) dan terakhir reactor nuklir Jepang.

Energi Geotermal

Sebauah geotermal atau panas bumi dihasilkan dari uap air panas yang keluar (dipompa keluar) dari dalam Bumi. Sebenarnya, energi geotermal juga bisa dihasilkan dari batuan-batuan yang membara di dalam Bumi.

Read More

Usaha

Usaha 

Usaha merupakan sesuatu yang dilakukan oleh gaya pada sebuah benda, yang menyebabkan benda bergerak. Usaha dikatakan telah dilakukan hanya jika gaya menyebabkan sebuah benda bergerak. Namun, jika kamu hanya menahan sebuah benda agar benda tersebut tidak bergerak, itu bukan melakukan usaha walaupun orang tersebut telah mengerakan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut. Jadi, dalam fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda.

Secara matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang sejajar dengan perpindahan.

Untuk memindahkan sebuah benda yang bermassa lebih besar, diperlukan usaha yang lebih besar pula. Juga untuk memindahkan suatu benda pada jarak yang lebih jauh, diperlukan pula usaha yang lebih besar. Dengan berdasarkan pada kenyataan tersebut, Usaha didefinisikan sebagai hasil kali gaya dan perpindahan yang terjadi. Bila usaha kita simbolkan dengan W, gaya F, dan perpindahan s, maka W = F . s

(sumber: http://www.bacajuga.com/definisi-usaha-dan-energi.html)

Baik gaya maupun perpindahan merupakan besaran vektor. Sesuai dengan konsep perkalian titik antara dua buah vektor, maka usaha W merupakan besaran skalar. Bila sudut yang dibentuk oleh gaya F, dengan perpindahan s adalah α, maka besaranya usaha dapat dituliskan sebagai  :          

                                                W = (F cos α) s

                                    W = F s cos α             

Dalam sistem satuaan SI, satuan usaha adalah joule, yang dilambangkan dengan huruf J. Satu joule didefinisikan sebagai besarnya usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya 1 newton yang bekerja searah dengan perpindahan benda, yang menyebabkan perpindahan sejauh 1 meter. Dengan demikian,

1 joule = 1 newton x 1 meter 

 joule = Newton x meter

Untuk usaha yang lebih besar, biasanya menggunakan satuan kilojoule (kJ) dan megajoule (MJ).

1 kJ = 1000 J

1 MJ = 1000 000 J


Klik link dibawah ini menegani Usaha!!
Usaha (sumber: https://drive.google.com/file/d/0B1ddPv3dvqMkTkZSUDI0QzA2U1k/view)

Read More