Skip to main content

Entri yang Diunggulkan

Perpindahan Kalor: Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering merasakan panas dari matahari, radiator, atau api unggun. Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana kalor sebenarnya berpindah? Dalam fisika, perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara yaitu: konduksi, konveksi, dan radiasi. Setiap proses ini memiliki mekanisme uniknya sendiri dan penting untuk banyak aplikasi kehidupan sehari-hari, mulai dari teknologi rumah tangga hingga iklim global. 1. Konduksi: Perpindahan Kalor Melalui Kontak Langsung Konduksi adalah proses di mana kalor berpindah melalui kontak langsung antara partikel-partikel dalam suatu bahan, terutama dalam zat padat. Saat satu bagian dari benda dipanaskan, partikel-partikel di area tersebut mulai bergetar lebih cepat dan mentransfer energi kinetik mereka ke partikel-partikel tetangga. Dengan cara ini, kalor menyebar dari satu ujung benda padat ke ujung lainnya. Pada logam, proses ini terjadi dengan sangat cepat karena adanya elektron bebas yang membantu membawa kalor dari area y...

Percepatan Sentripetal dan Gaya Sentripetal

Pada gerak melingkar beraturan, kecepatan sudut benda selalu konstan, sehingga kelajuan benda senantiasa tetap. Kondisi yang kontras kita temukan apabila kita tinjau kecepatan benda setiap saat. Kecepatan benda pada gerak melingkar senantiasa berubah setiap saat karena arah kecepatan senantiasa berubah meskipun nilainya sama.




Mari kita bayangkan sebuah roda berjari-jari 40 cm yang bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan sudut 200 rad/s. Kita fokuskan perhatian kita pada suatu titik dan akan kita temukan bahwa kelajuan benda setiap saat adalah sebesar 80 m/s, akan tetapi arahnya akan berubah setiap saat sehingga dapat kita katakan kecepatannya berubah. Adanya perubahan kecepatan ini menunjukkan adanya percepatan setiap saat. Percepatan ini sifatnya hanya merubah arah gerak benda sehingga benda bergerak melingkar. Percepatan ini dikenal sebagai percepatan sentripetal.



Besarnya percepatan sentripetal sebanding dengan kecepatan sudut dan jari-jarinya yaitu:

$$a_s=\omega ^2 r$$

Dimana \(a_s \)adalah percepatan sentripetal \(m/s^2\), \(\omega\) adalah kecepatan sudut (rad/s) dan r adalah jari-jari  (m).

Contoh:

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 15 m/s pada lintasan melingkar berjari-jari 20 meter. Tentukan percepatan sentripetal yang dialami mobil tersebut!

Solusi:

Untuk menjawab soal ini kita perlu mencari kecepatan sudut terlebih dahulu dimana:

\( v = \omega r\) sehingga \(\omega = v/r = 15/20= 3/5 rad/s\)

selanjutnya kita bisa subtitusikan nilainya:

\(a_s=\omega ^2 r = (3/5)^2 20= 2.4 m/s^2 \)

Percepatan sentripetal suatu benda juga dapat kita nyatakan dengan persamaan:

$$a_s=\frac{v ^2}{ r}$$

dimana \(a_s\)= percepatan sentripetal \(m/s^2\), v adalah kelajuan linear (m/s) dan r adalah radius (m).


Bagaimana cara mencari gaya sentripetal?

Pada gerak melingkar, benda mengalami perubahan arah sehingga lintasan yang dilalui benda berbentuk lingkaran. Perubahan arah ini disebabkan adanya sebuah gaya yang disebut gaya sentripetal.

Kita mengenal bahwa gaya adalah tarikan atau dorongan yang besarnya sebanding dengan massa dan percepatan sehingga:

 $$F_s=m a_s \\ F_s =m \frac{v ^2}{ r} = m \omega ^2 r$$

Contoh:

Sebuah mobil F1 dengan massa 800 kg begerak dengan kecepatan 108 km/jam pada tikungan berjari-jari 40 m. Tentukan gaya sentripetal yang dialami mobil tersebut!

Solusi:

Untuk menjawab soal ini terlebih dahulu kita perlu mengonversi kecepatan mobil pada satuan m/s. Sederhananya, setial 36 km/jam setara 10 m/s sehingga:

108 km/jam = (108/36) (10) =30 m/s.

Selanjutnya kita gunakan persamaan:

$$F_s=m a_s \\ F_s =m \frac{v ^2}{ r}$$

Kita pilih persamaan ini karena pada soal yang diketahui adalah kecepatannya, selanjutnya kita hitung bersama dan kita dapatkan:

 \(F_s=m a_s \\ F_s = 800 \frac{30 ^2}{ 40}= 18 000 \text{ N}\)

Jangan lupa subscribe juga channel YouTube kami di Fisika On



Labels:

Artikel Populer

GELOMBANG BUNYI ALAT MUSIK

Suara musik seringkali membuat sensasi tersendiri bagi perasaan kita. Kita dapat merasakan bahagia, semangat, sedih, galau, ceria saat mendengarkan musik. Seringkali kita juga akan memilih jenis musik yang sesuai dengan perasaan yang sedang kita alami ataupun untuk menciptakan suasana perasaan tertentu.  Musik yang kita dengarkan merupakan harmonisasi dari berbagai alat musik. Musik pop misalnya terdiri dari harmonisasi drum, gitar, serta piano. Pada musik jaz kita akan mendengarkan harmonisasi alat-alat musik dengan ciri khas saxophone di dalamnya, sementara pada musik dangdut kita akan mendengar seruling dengan ciri khasnya. Suara yang beragam akan kita dengarkan dari alat-alat musik tersebut. Suara alat musik akan berbeda-beda saat kita dengarkan dari alat musik yang berbeda meskipun pada tingkatan nada yang sama. Kita akan dengan mudah membedakan suara seruling, piano, biola, saxophone, maupun gitar. Secara fisika bagaimana kita dapat menjelaskan fenomena tersebut? ...
Read more

Pemuaian Termal: Menggali Lebih Dalam tentang Perilaku Materi saat Berubah Suhu

Pemuaian termal adalah fenomena penting dalam ilmu fisika yang melibatkan perubahan dimensi suatu benda akibat perubahan suhu. Konsep ini memiliki implikasi signifikan dalam kehidupan sehari-hari, rekayasa, dan teknologi. Artikel ini akan membahas konsep pemuaian termal, jenis-jenis pemuaian termal, dan aplikasinya dalam berbagai aspek kehidupan. Gambar 1. Aplikasi pemuaian termal dijembatan Konsep Dasar Pemuaian Termal Pemuaian termal terjadi karena partikel-partikel dalam zat memiliki energi kinetik yang meningkat saat suhu naik. Akibatnya, partikel-partikel ini bergerak dengan amplitudo yang lebih besar, dan jarak antara mereka pun meningkat. Fenomena ini dapat dijelaskan melalui hukum perpindahan panas dan hukum dasar termodinamika. Jenis-Jenis Pemuaian Termal Pemuaian termal dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu: 1. Pemuaian Linier: Ini terjadi ketika objek memanjang dalam satu dimensi. Contoh yang umum adalah rel kereta api yang memanjang saat cuaca panas. 2. Pemuaian Luas: ...
Read more

Gerak Proyektil (Gerak Peluru)

Suatu hari Cesc Fabregras dan Neymar Jr. mencetak goal yang sangat cantik dengan mencungkil bola sehingga mengecoh kiper yang terlanjur salah posisi. Bola melaju pelan, akan tetapi cukup tinggi untuk mengecoh kiper yang salah posisi. Lintasan bola berbentuk melengkung yang kita kenal dengan gerak proyektil atau gerak peluru. Apakah itu gerak peluru? Gerak proyektil atau gerak peluru adalah gerak dengan lintasan melengkung berbentuk kurva parabola. Karena lintasan yang melengkung ini, gerak proyektil termasuk di dalam gerak dua dimensi. Maksud dari gerak dua dimensi adalah gerak benda dapat diproyeksikan pada arah horizontal dan vertikal. Secara fisika, pada arah horizontal, tidak ada gaya mempengaruhinya sehingga benda bergerak dengan kecepatan konstan. Sebaliknya pada arah vertikal gaya gravitasi menarik benda kebawah sehingga benda bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan. Persamaan gerak benda pada sumbu x dapat dinyatakan sebagai berikut: \(x=v_{o}sin\theta\tim...
Read more

Energi Kinetik dan Energi Potensial: Konsep Dasar dan Implikasinya dalam Kehidupan Sehari-hari

Energi merupakan salah satu konsep paling mendasar dalam ilmu fisika. Dua bentuk energi yang sering dibahas dalam konteks fisika adalah energi kinetik dan energi potensial. Kedua bentuk energi ini memiliki peran penting dalam menjelaskan berbagai fenomena alam, mulai dari gerakan objek hingga perubahan potensial dalam sistem fisik.  Energi Kinetik Energi kinetik merujuk pada energi yang dimiliki oleh objek karena gerakannya. Energi ini bergantung pada massa dan kecepatan objek tersebut. Formula umum untuk menghitung energi kinetik (Ek) adalah: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] Di mana: - \(E_k\) adalah energi kinetik, - \(m\) adalah massa objek, dan - \(v\) adalah kecepatan objek. Contoh sederhana penerapan energi kinetik adalah dalam menghitung energi yang dimiliki oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Semakin besar massa dan kecepatan mobil, semakin besar pula energi kinetiknya.  Energi Potensial Energi potensial merujuk pada energi yang terkait dengan posis...
Read more

Pembahasan Soal OSN SD Bagian Fisika Tahun 2024

Soal 1. Andi, Budi, dan Cahyo melakukan lomba lari 200 m saat pengambilan nilai pada mata pelajaran Olah Raga. Andi berlari dengan kecepatan tetap sebesar 10 m/s hingga garis finish. Budi berlari dengan kecepatan tetap 8 m/s selama 5 detik pertama, kemudian mempercepat larinya dengan percepatan \(1 m/s^2\) selama 4 detik, dan akhirnya berlari dengan kecepatan tetap hingga garis finish. Cahyo berlari dengan kecepatan 8 m/s untuk 100 meter pertama dan kemudian berlari dengan kecepatan 12 m/s. Pernyataan manakah berikut ini yang benar? A. Andi memenangkan perlombaan B. Budi memenangkan perlombaan C. Cahyo memenangkan perlombaan D. Andi dan Budi akan mencapai garis finish bersamaan Jawaban: Jarak tempuh s=200 m Pada pertandingan balap lari maka waktu yang tercepat adalah pemenangnya . Andi: Andi bergerak konstan, maka waktu tempuh Andi adalah \(t=s/v= 200/10= 20s\), atau 20 detik. Budi: Budi berlari dengan kecepatan konstan 8 m/s selama 5 detik, jarak yang ditempuh andi pada waktu ini ada...
Read more