PERCEPATAN PADA MOMEN INERSIA

Perbandingan Percepatan Momen Inersia pada Bola Pejal, Bola Berongga, Silinder Pejal, dan Cincin  Diasumsikan \[\theta = 90^\circ, \quad g = 10 \, \text{m/s}^2\] BOLA PEJAL \[a = \frac{F}{\left(\frac{I}{r^2} + m\right)} = \frac{F}{\left(\frac{\frac{2}{5}mr^2}{r^2} + m\right)} = \frac{m g \sin \theta}{\frac{2}{5}m + m} = \frac{g \sin \theta}{\frac{7}{5}} = \frac{5 g \sin(90^\circ)}{7} = \frac{5 \cdot 10 \cdot 1}{7} = 7.14 \, \text{m/s}^2\] BOLA BERONGGA \[a = \frac{F}{\left(\frac{I}{r^2} + m\right)} = \frac{F}{\left(\frac{\frac{2}{3}mr^2}{r^2} + m\right)} = \frac{m g \sin \theta}{\frac{2}{3}m + m} = \frac{g \sin \theta}{\frac{5}{3}} = \frac{3 g\sin(90^\circ)}{5} = \frac{3 \cdot 10 \cdot 1}{5} = 6 \, \text{m/s}^2\] CINCIN \[a = \frac{F}{\left(\frac{I}{r^2} + m\right)} = \frac{F}{\left(\frac{mr^2}{r^2} + m\right)} = \frac{m g \sin \theta}{m + m} = \frac{g \sin \theta}{2} = \frac{g \sin(90^\circ)}{2} = \frac{10 \cdot 1}{2} = 5 \, \text{m/s}^2\] SILINDER PEJAL \[a = \frac{F}{\left(\frac...
1 komentar

GETARAN DAN GELOMBANG

Getaran dan Gelombang dalam Fisika: Konsep, Rumus, dan Penerapan

Pada dasarnya, getaran dan gelombang merupakan aspek fundamental dalam studi fisika yang merambah ke berbagai bidang ilmu, dari mekanika hingga elektromagnetisme. Mari kita telah kedua konsep ini secara mendalam untuk memahami bagaimana mereka bekerja dan bagaimana rumus-rumus yang terkait dapat diaplikasikan.

Getaran: Gerakan Berulang dalam Fisika

Getaran merupakan gerakan bolak-balik yang berulang di sekitar titik keseimbangan. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam getaran meliputi:

sumber  :https://lh6.googleusercontent.com

- Amplitudo (A): Jarak maksimum partikel dari posisi keseimbangan.

- Frekuensi (f): Jumlah siklus getaran dalam satu satuan waktu (diukur dalam Hertz, Hz).

- Periode (T): Waktu yang diperlukan untuk satu siklus getaran (\(T = \frac{1}{f}\)).

- Frekuensi Sudut (\(\omega\)): Kecepatan sudut dalam satu periode getaran (\(\omega = 2\pi f\)).

- Sudut Fase (\(\phi\)): Menunjukkan posisi saat ini dari suatu getaran terhadap siklusnya.

 

Aplikasi dalam Fisika:

Getaran ditemukan dalam berbagai konteks, mulai dari osilasi pegas dalam sistem mekanik hingga gelombang suara yang merupakan getaran mekanik dalam medium udara.

 

Gelombang: Transmisi Energi dalam Medium

Gelombang adalah perpindahan energi melalui medium secara periodik. Poin-poin kunci dalam gelombang meliputi:

Sumber : https://awsimages.detik.net.id
sumber : https://awsimages.detik.net.id

- Panjang Gelombang (\(\lambda\)): Jarak antara dua titik berturut-turut pada gelombang.

- Kecepatan Gelombang (\(v\)): Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi (\(v = \lambda \cdot f\)).

- Amplitudo Gelombang: Tinggi maksimum gelombang dari posisi keseimbangan.

 

Penerapan dalam Fisika:

Gelombang ada dalam berbagai bentuk, termasuk gelombang elektromagnetik seperti cahaya dan gelombang radio yang merambat dalam ruang hampa.

 

Rumus-rumus Penting:

Getaran:

- Persamaan getaran harmonik: \(x(t) = A \cdot \sin(\omega t + \phi)\)

- Percepatan: \(a(t) = -\omega^2 \cdot x(t)\)

Gelombang:

- Persamaan Gelombang: \(y(x, t) = A \cdot \sin(kx - \omega t + \phi)\)

- Persamaan Kecepatan Gelombang: \(v = \frac{\lambda}{T} = \lambda \cdot f\)

 

Contoh Soal dan Pembahasannya:

1. Getaran: Sebuah pegas memiliki amplitudo 10 cm dan frekuensi 5 Hz. Hitung periode dan persamaan gerak partikel.

   - Penyelesaian: Periode (\(T\)) = \(\frac{1}{f} = \frac{1}{5}\) detik; Persamaan gerak: \(x(t) = 10 \cdot \sin(10\pi t + \phi)\)

 

2. Gelombang: Gelombang dengan panjang gelombang 2 m merambat dengan kecepatan 300 m/s. Tentukan frekuensi dan periode gelombang ini.

   - Penyelesaian: Frekuensi (\(f\)) = \(\frac{v}{\lambda} = \frac{300}{2}\) Hz; Periode (\(T\)) = \(\frac{1}{f} = \frac{1}{150}\) detik

 

Kesimpulan

Pemahaman yang kuat tentang getaran dan gelombang sangat penting dalam fisika klasik. Dengan memahami konsep ini, kita akan dapat menjelajahi fenomena alam yang lebih kompleks, dari mekanika hingga bidang-bidang yang lebih lanjut dalam fisika modern.

 

Daftar Pustaka

Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics. Wiley.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2017). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. Cengage Learning.

Knight, R. D. (2016). Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach with Modern Physics. Pearson.

Giancoli, D. C. (2014). Physics: Principles with Applications. Pearson.



Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

GAYA SENTRAL

Mengenal Lebih Dalam Tentang Gaya Sentral dalam Fisika  Gaya sentral merupakan salah satu konsep penting dalam fisika yang mendeskripsikan gaya yang bekerja pada suatu benda dan selalu menuju atau menjauh dari titik tertentu yang tetap, seperti titik pusat. Gaya ini bergantung pada jarak antara objek yang dikenai gaya dengan titik pusatnya. Konsep Gaya Sentral Definisi Gaya Sentral Gaya sentral adalah gaya yang memiliki arah yang selalu menuju atau menjauh dari sebuah titik tetap, dengan besaran yang tergantung pada jarak antara objek yang dikenai gaya dengan titik pusatnya. Representasi Matematis Gaya sentral sering dinyatakan dengan persamaan: \[ F = k \cdot r^n \] di mana: - \( F \) adalah gaya sentral. - \( k \) adalah konstanta proporsional. - \( r \) adalah jarak antara objek dan titik pusat. - \( n \) adalah eksponen yang menentukan tipe dari gaya sentral (misalnya, \( n = -1 \) untuk gaya gravitasi dan \( n = 2 \) untuk gaya coulomb).   Ru...
Read more »

SIFAT DAN KARAKTERISTIK GELOMBANG

    GELOMBANG      Pengertian/Defenisi      Gelombang adalah perambatan atau propagasi energi atau gangguan melalui medium atau ruang kosong. Ini adalah konsep yang luas dan penting dalam berbagai bidang ilmu, termasuk fisika, teknik, dan ilmu alam. Gelombang dapat ditemukan dalam berbagai bentuk, termasuk gelombang mekanik seperti gelombang air dan gelombang suara, serta gelombang elektromagnetik seperti cahaya dan gelombang radio. Sifat-sifat Gelombang 1. Amplitudo (A)      Amplitudo gelombang adalah tinggi maksimum atau "kekuatan" gelombang. Semakin besar amplitudo, semakin besar energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. 2. Panjang Gelombang (λ)      Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak berturut-turut atau lembah berturut-turut dalam gelombang. Panjang gelombang ini dapat bervariasi tergantung pada jenis gelombangnya 3. Frekuensi (f)    Frekuensi gelombang adalah jumlah getaran atau siklus g...
Read more »

BENDA TEGAR

Gambar
Benda Tegar dalam Fisika Benda tegar adalah konsep penting dalam fisika yang membahas tentang objek yang mempertahankan bentuk dan kekekalan relatifnya terhadap gaya yang bekerja padanya.  Dalam fisika, benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk atau deformasi saat dikenai gaya eksternal. Secara sederhana, benda tegar bisa berupa balok, lingkaran, silinder, atau objek lain yang tidak mengalami perubahan struktural saat diberi gaya. Ini berbeda dengan benda yang tidak tegar (benda deformabel), seperti karet atau plastik, yang dapat berubah bentuk saat diberi gaya dan kembali ke bentuk semula setelah gaya tersebut dihilangkan. Pengertian Benda Tegar Benda tegar merupakan objek yang tidak mengalami deformasi atau perubahan bentuk ketika dikenai gaya eksternal. Dalam fisika, benda tegar sering digunakan untuk menggambarkan objek yang stabil secara bentuk.   Sifat-Sifat Benda Tegar   - Kekakuan Benda Tegar :   Benda tegar memiliki sifat kek...
Read more »