KONSTANTA JOULE

KONSTANTA JOULE

I. Tujuan Percobaan

   Menentukan besarnya konstanta joule.

II. Peralatan 
 1. Kalorimeter listrik,Catu daya DC.
 2. Amperemeter,Voltmeter. 
 3. Hambatan geser.
 4. Termometer,Stopwatch.

III. Teori

     Bila kumparan pemanas suatu kalorimeter listrik  dialiri arus listrik, maka panas yang  ditimbulkannya  akan  diterima oleh air, termometer dan tabung kalorimeter itu sendiri. Tara kalor listrik didefinisikan sebagai pembanding antara energi listrik yang digunakan dengan panas yang ditimbulkan. 

J = W/H = V.I.t/(Na + Ma + Ca).T Joule/kalori  

dengan :

 Na    : Nilai air kalorimeter  

 V      : Tegangan listrik (Volt)  

 t        : Waktu (detik)   

 T    : Perubahan suhu dalam oC. 

 Ca     : Kalor jenis air  

 Ma    : Massa air dalam kalorimeter

 I        : Arus listrik (Ampere).

Teori tambahan

     Konstanta Joule merupakan percobaan Joule yang menemukan kesamaan (ekivalensi) antara kerja mekanikal terhadap jumlah perpindahan panas (mechanical equivalent of heat). 

Semua energi, dalam SI memiliki satuan yang sama yaitu Joule (J) dan dimensinya adalah [M][L]2[T]-2.

Satuan kalor jenis : J/(kg k) = J kg-1 k-1.

Dimensi kalor : [L]2[T]-2[θ]-1

Hasil percobaan Joule, 1 kalori perpindahan panas (energi termal) = 4,184 N-m kerja mekanikal. Maka, konstanta Joule adalah 4,184 J/kalori karena 1 N-m dikenal juga sebagai Joule(J).

Kalorimeter

     Kalorimeter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia.

1. Prinsip kerja kalorimeter 

    Prinsip kerja dari kalorimeter adalah mengalirkan arus listrik pada kumparan kawat penghantar           yang dimasukkan kedalam air suling.

2. Jenis-jenis kalorimeter

    a. Kalorimeter bom

         Kalorimeter bom merupakan kalorimeter yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari            reaksi-reaksi pembakaran.

    b. Kalorimeter sederhana

         Kalorimeter sederhana merupakan kalorimeter yang terbuat dari gelas stirofom yang biasanya              dibuat untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung pada fase larutan.  

Kalor

     Kalor merupakan bentuk energi yang mengalir atau berpindah karena adanya perbedaan temperatur atau suhu. Besar kenaikan suhu sebanding dengan banyaknya kalor yang diterima dan berbandng terbalik dengan massa zat dan kalor jenis zat.

Sesuai persamaan Q = m.c.T

dengan :

             Q : Jumlah kalor yang diterima

             m : Massa zat

             c  : Kalor jenis benda

           T: Perubahan suhu.

Kalor jenis yaitu banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1 0C.

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu kalorimeter sebesar 1 0C pada air dengan massa 1gram disebut Tetapan kalorimeter.

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis :

1. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu,

2. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten). Persamaan yang digunakan dalam           kalor laten ada 2 macam. 

    Q = m.u dan Q = m.l

   dengan : 

               Q : Jumlah kalor yang diterima

               m : Massa zat

                u : Kalor uap (J/kg)

                l  : Kalor lebur (J/kg).

Kalor mempunyai 2 konsep yang hampir sama tetapi berbeda, yaitu Kapasitas kalor (H) dan Kalor jenis (c).

Kapasitas kalor merupakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1 0C.

H = Q/(t2-t1)

Kalor jenis merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 0C.

c = Q/m.(t2-t1)   

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru.

H = m.c

Termodinamika

     Termodinamika merupakan kajian tentan kalor (panas) yang berpindah. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada disekeliling (diluar) sistem disebut lingkungan.

Hukum 1 termodinamika

     Sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum 1 termodinamika. Secara matematis, hukum 1 termodinamika diuliskan sebagai.

Q = Q + u  

dimana :

            Q  : Kalor

            W : Usaha

           u : Perubahan energi dalam.

Secara sederhana, hukum 1 termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

"Jika suatu benda (misalnya kerupuk) dipanaskan (digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (kerupuk) akan mengembang dan bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (kerupuk) akan bertambah panas yang berarti mengalami perubahan energi dalam u.

Kapasitas panas

     Kapasitas panas merupakan jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah temperatur suhu pada 1 0C. 

Arus listrik

     Arus listrik merupakan mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

I = Q/t (ampere) 

dengan : 

            I : Besarnya arus listrik yang mengalir (ampere),

           Q : Besarnya muatan kistrik (coloumb),

            t  : Waktu (detik).

Amperemeter

     Amperemeter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup.

Tegangan listrik

     Tegangan listrik merupakan usaha (energi) untuk memindahkan muatan listrik.

Perumusan secara matematis ditulis sebagai berikut.

dengan :

            V : Tegangan listrik (volt,Joule/Coloumb),

           W : Usaha/energi (Joule),

            Q : Muatan listrik (Coloumb).

Voltmeter

     Voltmeter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik dalam suatu rangkaian. Voltmeter disusun secara pararel.

Saklar

     Saklar merupakan suatu benda yang digunakan sebagai penghubung dan pemutus arus listrik. Dalam satu rangkaian biasanya dipasang sakering untuk mencegah terjadinya korsleting.

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 sebagai berikut.

V = I.R|
I  = V/R

  R = V/I    

dimana : 

           V : Tegangan listrik (volt),

            I : Kuat arus (ampere),
           R : Hambatan (Ω)

Konduktor

     Konduktor merupakan bahan atau zat yang dapat dengan mudah dilalui arus listrik, karena elektron-elektronnya mudah bergerak.

Contoh : Aluminium, tembaga, perak, dan lain sebagainya.

Isolator

      Isolator merupakan bahan atau zat yang sukar atau tidak dapat dilalui arus listrik, karena elektron bebas pada isolator sukar bergerak.

Contoh : Kayu, karet, kaca, dan lain sebagainya.

Semikonduktor

     Semikonduktor memiliki daya hantar listrik diantara konduktor dan isolator. Jika suhu semakin tinggi, maka hambatan jenis bahan akan bertambah sehingga sukar mengalirkan arus listrik.

Contoh : Arsen, silikon, germanium f.

Resistor

     Resistor merupakan komponen elektrolit dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Karakteristik dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan.

 1. Resistor tetap

     Resistor tetap merupakan resistor yang terbuat dari padatan karbon, lapisan logam tipis, atau                lilitan kawat. Ciri dari resistor tetap yaitu memiliki hambatan tertentu, dan besar hambatan                  ditentukan dari kode warna resistor.

2. Resistor variabel (reostat)

    Resistor variabel merupakan Resistor yang digunakan untuk mengatur besar kuat arus dalam suatu     rangkaian. Ciri dari resistor variabel yaitu memiliki nilai hambatan yang berubah-ubah.

   

    Contoh reostat : 

• Hambatan geser
  Hambatan geser merupakan reostat yang berbentuk satu silinder berbahan isolatot yang dililiti bahan konduktor. Hambatan geser berfungsi untuk menghasilkan nilai hambatan yang kecil namun dapat diubah-ubah.   
• Potensiometer
  Potensiometer merupakan reostat yang terbuat dari bahan yang hambatan jenisnya besar, sehingga nilai hambatan yang dapat diberikan besar meskipun bentuk dan ukuran fisik potensiometer kecil. Potensiometer berfungsi sebagai pengatur volume pada radio dan tape.
• Termistor
  Termistor merupakan reostat yang sangat peka terhadap perubahan suhu. Termistor digunakan sebagai komponen pemadam kebakaran.
  Ada 2 macam termistor :
  a. Termistor koefisien suhu positif (PTC). Jika suhu PTC naik, maka hambatan bertambah.
  b. Termistor koefisien suhu negatif (NTC). Jika suhu NTC naik, maka hambatan berkurang.  
• Fotoresistor
  Fotoresistor merupakan reostat yang peka terhadap cahaya, dan nilai hambatannya berubah sesuai dengan besar kecilnya intensitas cahaya yang mengenainya.

IV. Cara kerja

     A. Mencari nilai air kalorimeter 

         1. Menimbang kalorimeter kosong dengan pengaduknya (Mk),

         2. Mengisi dengan air kira-kira 1/4 bagian, lalu menimbang lagi (Mk + a),

         3. Mencatat temperatur kalorimeter (+),

         4. Mendidihkan air dalam beaker glass, mencatat temperatur air (tap),

         5. Menambahkan air mrndidih kedalam kalorimeter sampai jumlah air 3/4 bagian.

         6. Mengaduk-aduk dan memperhatikan kenaikan temperaturnya. Mencatat temperatur                       pada saat setimbang (saat tempetarur tidak naik lagi) (ts),

         7. Menimbang lagi seluruhnya (Mk + a + p) = Mtotal.

    

     B. Mencari konstanta Joule   

          1. Menimbang kalorimeter kosong,

          2. Memasukkan air kira-kira 1/8 bagian dan menimbang lagi,

          3. Menyusun rangkaian percobaan sesuai dengan gambar 1,

          4. Menentukan kuat arus, menjaga agar tetap stabil dengan tahanan (hambatan geser),

          5. Mencatat temperatur awal air didalam kalorimeter,

          6. Mencatat kenaikan temperatur air setiap 2 menit untuk 10 kali pengamatan. Dan                             mencatat juga tegangannya,
          7. Menanyakan pada asisten kebenaran dari rangkaian saudara sebelum memulai percobaan.

V. Tugas pendahuluan

    1. Apa yang dimaksud dengan konstanta joule ?

        Jawab :

        Konstanta Joule merupakan percobaan Joule yang menemukan kesamaan (ekivalensi) antara               kerja mekanikal terhadap jumlah perpindahan panas (mechanical equivalent of heat).

    2. Carilah satuan dan dimensi dari : Energi listrik, Energi kalor, Kalor jenis, dan Konstanta joule ! 

        Jawab :
        a. Energi listrik

            Satuan : Joule

           Dimensi : ML²T^-2

      

          b. Energi kalor

            Satuan : kalori / joule

            Dimensi : ML²T^-2

        c. Kalor jenis

            Satuan : kalori / joule

            Dimensi : L2T2θ-1

        d. Konstanta joule

            Satuan : joule

            Dimensi : ML²T^-2

    3. Jelaskan fungsi dari : Hambatan geser dan kalorimeter ! 

        Jawab :

        a. Fungsi dari hambatan geser yaitu untuk menghasilkan nilai hambatan yang kecil namun                       dapatdi ubah-ubah.

        b. Fungsi dari kalorimeter yaitu untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam                                     suatu perubahan atau reaksi kimia.

         

     ^{4. Peristiwa perubahan apa saja yang terjadi pada percobaan konstanta joule ?}

        ^{Jawab :}

        ^{Pada kalorimeter terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi, sesuai dengan                   hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat                       dimusnahkan. Pada prinsip kerja kalorimeter adalah mengalirkan arus listrik pada kumparan               kedalam air. Pada waktu bergerak pada kawat penghantar(akibat perbedaan potensial) pembawa         muatan bertumbukan dengan atom logam dan kehilangan energi. Akibatnya, pembawa muatan           bertumbukan dengan kecepatan konstanta yang sebanding dengan kuat medan listriknya.                     Tumbukan oleh pembawa muatan akan menyebabkan logam yang dialiri arus listrik                             memperoleh energi, yaitu energi kalor/panas.}

    ^{5. Jelaskan proses terjadinya panas pada sebuah kumparan listrik yang dilalui arus listrik !}

        ^{Jawab :} 

        ^{Panas akan timbul dikarenakan kawat yang dilalui arus listrik : "memiliki tahanan/resistansi                 (ohm), dimana resistansi yang dimiliki kawt tersebut tergantung pada tahanan jenisnya".                     Diameter kawat kumparan tidak sebanding dengan beban arus listrik yang ditanggung kumparan         tersebut,dll.}

    ^{6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan "Tara kalor mekanik" dan "Tara kalor listrik".}

        ^{Jawab :}

        ^{a. Tara kalor mekanik merupakan kesetaraan antara satuan energi mekanik dengan energi panas               (kalor).}

        ^{b. Tara kalor listrik merupakan perbandingan antara energi listrik yang diberikan                                     terhadap panas yang dihasilkan.} 

* dikarenakan banyak rumus, tabel, dan grafik, jadi untuk laporan akhirnya saya share lewat foto saja ya.

    

        Gambar 1                                                                                                            Gambar 2                                                              













      Gambar 3                                                                                                          Gambar 4









                                                                                               




             Gambar 5                                                                                                            Gambar 6


   
                                                                                                          Gambar 7

Read More

Pengertian Kalorimeter

Meskipun bukan suatu mesin yang indah, kalorimeter adalah yang sangat berguna. Mereka digunakan untuk menentukan kalori (energi makanan) dalam makanan, serta hasil rata-rata kalor dari pembakaran berbagai kelas batubara dan minyak. Harga batu bara sering tergantung pada hasil panas dari sampel yang dibakar dalam kalorimeter.


Kalorimetri
Sebuah kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan energi termal atau perpindahan panas. Lebih khusus lagi, mengukur kalori. Kalori adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan satu gram air dengan satu derajat Celcius. Dengan demikian, kalorimeter mengukur perubahan suhu yang telah diketahui jumlah airnya. Jika reaksi dilakukan dalam bejana reaksi, atau jika massa diukur dari zat dipanaskan yang ditempatkan dalam air kalorimeter, perubahan suhu air memungkinkan kita untuk menghitung perubahan energi panas.


Fungsi kalorimeter tergantung pada kekekalan energi dalam sebuah sistem terisolasi tertutup. Kalorimeter secara cermat terisolasi sehingga perpindahan panas kedalam atau keluar diabaikan. Perhatikan contoh berikut ini.
Contoh Soal: Sebuah sampel 0.500 kg air dalam kalorimeter dengan suhu 15,0 º C. Sebuah balok seng 0,0400 kg dengan suhu 115,0 º C ditempatkan di dalam air. Kalor jenis seng adalah 388 J / kg • º C. Cari suhu akhir dari sistem.
Solusi: panas yang hilang oleh balok seng akan sama dengan kenaikan panas oleh air dalam kalorimeter. Dalam rangka untuk mengatur kenaikan panas secara matematis sama dengan kehilangan panas, salah satu dari persyaratan harus dibuat negatif atau perubahan suhu harus dibalik. Anda juga harus mencatat bahwa suhu akhir air dan balok seng akan sama ketika kesetimbangan tercapai.

Contoh Soal:. Sebuah balok aluminium dengan massa 100 g pada suhu 100,0 º C ditempatkan dalam 100 g air pada 10,0 º C.. Suhu akhir campuran adalah 25,0 º C. Berapa kalor jenis dari aluminium yang ditentukan oleh percobaan?

Ringkasan

• Sebuah kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan energi termal atau perpindahan kalor.
• Jika reaksi dilakukan dalam bejana reaksi atau jika massa diukur dari zat dipanaskan yang ditempatkan dalam air kalorimeter, perubahan suhu air memungkinkan kita untuk menghitung perubahan energi kalor.

Read More

Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Ohm

Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Ohm

Dalam Ilmu Elektronika, Hukum dasar Elektronika yang wajib dipelajari dan dimengerti oleh setiap Engineer Elektronika ataupun penghobi Elektronika adalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm dalam bahasa Inggris disebut dengan “Ohm’s Laws”. Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama Georg Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825. Georg Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827.

Bunyi 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.

Hal yang perlu diingat dalam perhitungan rumus Hukum Ohm, satuan unit yang dipakai adalah Volt, Ampere dan Ohm. Jika kita menggunakan unit lainnya seperti milivolt, kilovolt, miliampere, megaohm ataupun kiloohm, maka kita perlu melakukan konversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm terlebih dahulu untuk mempermudahkan perhitungan dan juga untuk mendapatkan hasil yang benar.

Contoh Kasus dalam Praktikum Hukum Ohm

Untuk lebih jelas mengenai Hukum Ohm, kita dapat melakukan Praktikum dengan sebuah Rangkaian Elektronika Sederhana seperti dibawah ini :

Kita memerlukan sebuah DC Generator (Power Supply), Voltmeter, Amperemeter, dan sebuah Potensiometer sesuai dengan nilai yang dibutuhkan.

Dari Rangkaian Elektronika yang sederhana diatas kita dapat membandingkan Teori Hukum Ohm dengan hasil yang didapatkan dari Praktikum dalam hal menghitung Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Resistansi/Hambatan (R).

Menghitung Arus Listrik (I)

Rumus yang dapat kita gunakan untuk menghitung Arus Listrik adalah I = V / R

Contoh Kasus 1 :

Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur Nilai Potensiometer ke 10 Ohm. Berapakah nilai Arus Listrik (I) ?
Masukan nilai Tegangan yaitu 10V dan Nilai Resistansi dari Potensiometer yaitu 10 Ohm ke dalam Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
I = V / R
I = 10 / 10
I = 1 Ampere
Maka hasilnya adalah 1 Ampere.

Contoh Kasus 2 :

Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur nilai Potensiometer ke 1 kiloOhm. Berapakah nilai Arus Listrik (I)?
Konversi dulu nilai resistansi 1 kiloOhm ke satuan unit Ohm. 1 kiloOhm = 1000 Ohm. Masukan nilai Tegangan 10V dan nilai Resistansi dari Potensiometer 1000 Ohm ke dalam Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
I = V / R
I = 10 / 1000
I = 0.01 Ampere atau 10 miliAmpere
Maka hasilnya adalah 10mA

Menghitung Tegangan (V)

Rumus yang akan kita gunakan untuk menghitung Tegangan atau Beda Potensial adalah V = I x R.

Contoh Kasus :

Atur nilai resistansi atau hambatan (R) Potensiometer ke 500 Ohm, kemudian atur DC Generator (Power supply) hingga mendapatkan Arus Listrik (I) 10mA. Berapakah Tegangannya (V) ?
Konversikan dulu unit Arus Listrik (I) yang masih satu miliAmpere menjadi satuan unit Ampere yaitu : 10mA = 0.01 Ampere. Masukan nilai Resistansi Potensiometer 500 Ohm dan nilai Arus Listrik 0.01 Ampere ke Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
V = I x R
V = 0.01 x 500
V = 5 Volt
Maka nilainya adalah 5Volt.

Menghitung Resistansi / Hambatan (R)

Rumus yang akan kita gunakan untuk menghitung Nilai Resistansi adalah R = V / I

Contoh Kasus :

Jika di nilai Tegangan di Voltmeter (V) adalah 12V dan nilai Arus Listrik (I) di Amperemeter adalah 0.5A. Berapakah nilai Resistansi pada Potensiometer ?
Masukan nilai Tegangan 12V dan Arus Listrik 0.5A kedalam Rumus Ohm seperti dibawah ini :
R = V / I
R = 12 /0.5
R = 24 Ohm
Maka nilai Resistansinya adalah 24 Ohm

Read More

Hukum Kirchoff

Hukum Kirchoff

Muatan listrik yang mengalir melalui rangkaian listrik bersifat kekal artinya muatan listrik yang mengalir ke titik percabangan dalam suatu rangkaian besarnya sama dengan muatan listrik yang keluar dari titik percabangan itu. Perhatikan Gambar berikut.

Muatan Q₁, Q₂ dan Q₅ menuju titik percabangan P dan muatan Q₃ dan Q₄ keluar dari titik percabangan P. Secara umum muatan listrik bersifat kekal, maka jumlah muatan listrik yang masuk percabangan P sama dengan jumlah muatan listrik yang keluar dari titik percabangan P. Dalam hal ini berlaku persamaan:

Jika muatan mengalir selama selang waktu t, kuat arus yang terjadi:

 

Persamaan tersebut pertama kali dikemukakan oleh Robert Gustav Kirchoff seorang fisikawan berkebangsaan Jerman (1824 – 1887) yang dikenal dengan Hukum I Kirchoff.

Hukum I Kirchoff berbunyi :

“jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus listrik yang meninggalkan titik percabangan”.

Bagaimanakah penerapan Hukum I Kirchoff pada rangkaian listrik?

Jumlah muatan yang masuk maupun yang keluar percabangan P tiap satuan waktu sama

Hukum I Kirchoff yang membahas kuat arus yang mengalir pada rangkaian listrik dapat diterapkan pada rangkaian listrik tak bercabang (seri) maupun rangkaian listrik bercabang (paralel).

Contoh Soal Hukum I Kirchoff

Gunakan Hukum Kirchoff untuk menghitung V dan I pada rangkaian berikut.

 

Penyelesaian :

Tegangan pada rangkaian dapat ditulis

V = V_AB + V_BC …… (i)

Karena berdasarkan Hukum I Kirchoff pada titik cabang B berlaku:

I_masuk = I_keluar

I_6Ω = I_10Ω  + I_15Ω ….. (ii)

maka kita dapat menentukan harga VAB

Read More

Fisika Osilasi

Materi Fisika Osilasi 

Materi Fisika Osilasi – Salah satu materi Fisika khusus BAB Elastisitas dikenal istilah osilasi. osilasi merupakan variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis. Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu sistem fisik, tapi bisa juga pada sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat. Osilasi terbagi menjadi 2 yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. Dalam osilasi harmonis sederhana terdapat gerak harmonis sederhana. Untuk istilah dalam hasil pengukuran kelistrikan, osilasi dapat disebut flicker atau gangguan yang mengubah bentuk gelombang menjadi rusak/cacat.

Osilasi

Kalau benda bermassa di ujung pegas kita tarik sejauh A lalu kita lepas apa yang terjadi? Benda tadi akan ditarik gaya pegas melewati x = 0 lalu menuju ke A negatif, benda akan berbalik arah di x = -A dan kembali melewati x = 0 lalu ke x = A dan berbalik arah. Bila dasar yang digunakan untuk meletakkan pegas dan massa adalah permukaan yang licin, maka massa akan bergerak bolak-balik tanpa berhenti atau dapat dikatakan benda berosilasi. Jarak sejauh A disebut sebagai amplitudo atau simpangan maksimum benda,titik x = 0 disebut titik kesetimbangan, arah gerakan selalu melewati titik kesetimbangan.

Hubungan Periode dengan Frekuensi

Waktu yang digunakan massa untuk melakukan satu osilasi disebut periode  diberi simbol T. Banyaknya osilasi tiap detik diberi nama frekuensi dengan symbol. Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:

Dengan demikian, adalah frekuensi osilasi. Satu kali osilasi adalah gerakan dari titik awal melewati titik keseimbangan ke simpangan maksimum di ujung lain dan kembali ke titik awal dengan melewati titik kesetimbangan. Sekarang kita akan meninjau gaya yang bekerja pada benda bergerak karena dipengaruhi oleh gaya pegas, bagaimana percepatan dan kecepatannya? Bukankah menurut hokum Newton gaya akan menyebabkan benda mengalami percepatan? Kita bisa menuliskan gaya yang bekerja pada massa yang terikat pada pegas sebagai berikut:

Simpangan setiap saat  atau posisi massa setiap saat  yaitu x dapat dituliskan sebagai fungsi berikut:

Grafik posisi, kecepatan dan percepatan massa di ujung pegas dapat dilihat pada gambar grafik paling bawah, dengan  adalah frekuensi sudut =2πf, dan δ adalah konstanta fase, A adalah amplitude atau simpangan maksimum. Nilai  adalah:

Hubungan Frekuensi dengan Frekuensi Sudut dalam Osilasi

Kaitan antara frekuensi dan frekuensi sudut adalah:

Fungsi dapat berupa fungsi cosinus atau sinus tergantung pada di mana massa saat t = 0. Perhatikan gambar di bawah ini!

Keterangan Gambar di Atas: Pegas pada keadaan diam diberi gaya sesaat sehingga tertekan sejauh x cm. Maka saat mulamula simpangan pegas adalah 0, maka kita menggunakan fungsi Sinus. Jika keadaan awal pegas kita tekan, kemudian kita lepaskan maka pada keadaan awal simpangannya x cm, maka kita gunakan fungsi cosinus.

Contoh Soal Osilasi

Read More