Sabtu, 28 Februari 2015

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb berbunyi:

besar gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antara dua benda bermuatan listrik, berbanding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda bermuatan.
Secara matematik Hukum Coulomb dirumuskan:
Hukum Coulomb
Dengan:
Fc = gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dalam satuan newton (N)
Q1 = besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)
Q2 = besar muatan kedua dalam satuan coulomb (C)
= jarak antara dua benda bermuatan dalam satuan meter (m)
= konstanta pembanding besarnya 9 x 109 Nm2/C2

Hukum Pascal

Blaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: “ Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

pascal
pascal 2
Keterangan:
F1= gaya pada penampang A1 (N)
A1=luas penampang 1 (m2)
F2= gaya pada penampang A2 (N)
A2=luas penampang 2 (m2)

Hukum Ohm

Hukum Ohm

Pada dasarnya, bunyi dari Hukum Ohm adalah :
“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.
Secara Matematis, Hukum Ohm dapat dirumuskan menjadi persamaan seperti dibawah ini :
V = I x R
I = V / R
R = V / I
Dimana :
V = Voltage (Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V))
I = Current (Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A))
R = Resistance (Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω))

Dalam aplikasinya, Kita dapat menggunakan Teori Hukum Ohm dalam Rangkaian Elektronika untuk memperkecilkan Arus listrik, Memperkecil Tegangan dan juga dapat memperoleh Nilai Hambatan (Resistansi) yang kita inginkan.

Hukum Kirchhoff

Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchhoff 1

Hukum Kirchhoff 1 merupakan Hukum Kirchhoff yang berkaitan dengan dengan arah arus dalam menghadapi titik percabangan. Hukum Kirchhoff 1 ini sering disebut juga dengan Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL).
Bunyi Hukum Kirchhoff 1 adalah sebagai berikut :
“Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut.”
Untuk lebih jelas mengenai Bunyi Hukum Kicrhhoff 1, silakan lihat rumus dan rangkaian sederhana dibawah ini :Hukum Kirchhoff 1
Berdasarkan Rangkaian diatas, dapat dirumuskan bahwa :

I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6

Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchhoff 2

Hukum Kirchhoff 2 merupakan Hukum Kirchhoff yang digunakan untuk menganalisis  tegangan (beda potensial) komponen-komponen elektronika pada suatu rangkaian tertutup. Hukum Kirchhoff 2 ini juga dikenal dengan sebutan Hukum Tegangan Kirchhoff atauKirchhoff’s Voltage Law (KVL).
Bunyi Hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut :
“Total Tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”
Untuk lebih jelas mengenai Bunyi Hukum Kirchhoff 2Hukum Kirchhoff 2, silakan lihat rumus dan rangkaian sederhana dibawah ini :
Berdasarkan Rangkaian diatas, dapat dirumuskan bahwa :
Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan istilah Sekrup Archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Bunyi Hukum Archimedes adalah sebagai berikut :

"Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”

Rumus Hukum Archimedes 

FA = ρa x Va x g
Keterangan:  
FA =  Gaya keatas yang dialami benda (N)    
ρa=  Massa Jenis zat cair (kg/m3)            
Va=  Volume air yang terdesak (m3             
g = Percepatan Gravitasi (m/det2)

Benda Dalam Hukum Archimedes

Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1. Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.
Hukum Archimides Benda TenggelamBenda Tenggelam
Pada benda tenggelam terdapat tiga gaya yaitu :
W = gaya berat benda
Fa = gaya archimedes
N = gaya normal bidang
Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa  sehingga :
W > Fa
m . g > ρZC . Vb . g
ρb . Vb . g > ρZC . Vb . g
ρb > ρzc
ρb = massa jenis benda
ρZC = massa jenis zat cair

2. Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.
Hukum Archimides Benda MelayangBenda Melayang
Pada benda melayang terdapat dua gaya yaitu: Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :
W = Fa
ρb . Vb . g = ρZC . Vb . g
ρb = ρzc

3. Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.
Hukum Archimides Benda TerapungBenda Terapung
Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :
W = Fa
ρb . Vb . g = ρZC . V2 . g
ρb . Vb = ρZC . V2
karena Vb > V2 maka : ρb < ρZC


Penerapan Hukum Archimedes Untuk Menentukan Massa Jenis Benda

\rho _{benda}=\frac{m}{V_{benda}}=\frac{m}{V_{air}}                
 (ingat hukum archimedes tentang, Vbenda = V air)
\rho _{benda}=\frac{m}{m-m_{s}}\textup{ x }\rho _{air}   karena  \rho _{air}=\frac{m-m_{s}}{\rho _{air}}
dengan:
Vair = volume air yang dipindahkan
m = massa benda di udara
ms = massa semu benda (di air)
ρbenda = massa jenis benda
ρair = massa jenis air

Hukum Newton

Hukum pertama Newton

Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatan benda tersebut konstan. Dirumuskan secara matematis menjadi:

\sum \mathbf{F} = 0 \Rightarrow \frac{d \mathbf{v} }{dt} = 0.

Hukum kedua Newton


Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya perubahan momentum linier terhadap waktu :
\mathbf{F} = \frac{\mathrm{d}\mathbf{p}}{\mathrm{d}t} = \frac{\mathrm{d}(m\mathbf v)}{\mathrm{d}t},
Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan, variabel massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan menggunakan aturan diferensiasi. Maka,
\mathbf{F} = m\,\frac{\mathrm{d}\mathbf{v}}{\mathrm{d}t} = m\mathbf{a},
Dengan F adalah total gaya yang bekerja, madalah massa benda, dan a adalah percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan percepatan yang berbanding lurus.

Hukum ketiga Newton


Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.

\sum \mathbf{F}_{a,b}  = - \sum \mathbf{F}_{b,a}
Dengan
Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan
Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.

Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda, maka tidak ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika benda Amengerjakan gaya pada benda B, benda Bsecara bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada benda A dan kedua gaya segaris. 

Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan

Sistem koordinat kutub dua dimensi
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah suatu gerak lurus yang mempunyai kecepatan konstan. Maka nilai percepatannya adalah a = 0. Gerakan GLB berbentuk linear dan nilai kecepatannya adalah hasil bagi jarak dengan waktu yang ditempuh.
Rumus:
\!v=\frac{s}{t}
Dengan ketentuan:
  • \!s = Jarak yang ditempuh (km, m)
  • \!v = Kecepatan (km/jam, m/s)
  • \!t = Waktu tempuh (jam, sekon)
Catatan:
  1. Untuk mencari jarak yang ditempuh, rumusnya adalah \!s=\!v\times\!t.
  2. Untuk mencari waktu tempuh, rumusnya adalah \!t=\frac{s}{v}.
  3. Untuk mencari kecepatan, rumusnya adalah \!v=\frac{s}{t}.

Kecepatan rata-rata

Rumus:
\!v=\frac{s_{total}}{t_{total}} = \frac {V_{1} \times t_{1} + V_{2} \times t_{2} + ... + V_{n} \times t_{n}} {t_{1} + t_{2} + ... + t_{n}}

Rumus Energi Mekanik

Energi mekanik

Energi mekanik adalah jumlah dari energi potensial dan energi kinetik.
 E_m = E_p + E_k

Energi potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memiliki ketinggian tertentu dari tanah. Energi potensial ada karena adanya gravitasi bumi. Dapat dirumuskan sebagai:
 E_p = m \times g \times h
Keterangan:
  • Ep: Energi potensial (J)
  • m: massa benda (kg)
  • g: percepatan gravitasi (m/s2)
  • h: tinggi benda dari permukaan tanah (meter)

Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya.
E_k = \frac{1}{2} \times m \times v^2
Keterangan:
  • Ek: Energi kinetik (J)
  • m : massa benda (kg)
  • v : kecepatan benda (m/s)

Energi kinetik pegas

E_k = \frac{1}{2} \times k \times x^2
Keterangan:
  • Ek: Energi kinetik pegas (J)
  • k : konstanta pegas (N/m²)
  • x : perpanjangan pegas (m)

Energi kinetik relativistik

E_k = (\gamma-1) E_0 = (\gamma-1) m_0c^2