Semangat UTS Fisika!

Semangat UTS Fisika!

Tak terasa udah mau uts fisika lagi aja ya :""
Ada yang kamis besok udah mau uts fisika loh!! Siapa tuh?!
Ada yg minggu depan, ada yg 2 minggu lagi, atau ada yg bahkan malah udah lewat? wkwk

Buat semua pelajar SMA peminatan IPA, khususnya anak smansa, khususnya lagi smansa 37, khususnya lagi kelas XI MIA *, khususnya lagi buat sigma *plak semangat yak uts fisikanya! Semoga blog ini sedikit banyak membantu dalam belajar :)

Maafkan bila masih banyak kekurangan ya di blog ini :"

Doakan penulis juga yg dalam beberapa hari ke depan bakal berjibaku dengan soal OSP :""
Yang ga kalah penting, doa'in juga biar gua ga males update blog ini wkwk, sering-sering aja kasih semangat wkwk, apalagi semangat dari dia

Sukses semua fisikanya!

Kesetimbangan Benda Tegar

Kesetimbangan Benda Tegar

Wkwk gua kelupaan sama yang satu ini XD

Oke langsung aja, jadi apa sih kesetimbangan itu? Ya sesuai artinya, setimbang = ga gerak = diam.

Sebetulnya yg namanya setimbang itu kalo benda memenuhi ΣF = 0 dan Στ = 0, jadi ga harus diam. Inget kan kalo ΣF = 0 atau Στ = 0 benda bukan berarti diam, tapi bisa jadi benda ber-GLB, karena ΣF = 0 artinya a = 0, tapi v belum tentu 0 walaupun konstan.

Luckily, yg kita pelajari di bab ini adalah kesetimbangan statis, yg artinya benda setimbang bener2 diem, ga gerak sama sekali.

Ini sangat simpel sebetulnya, yg bikin repot itu kadang suka bingung ada gaya apa aja sama suka bingung juga di main proyeksi-proyeksi gayanya.

Pertama, identifikasi soal kesetimbangan itu gampang, liat aja kalo gambar atau keterangan di soal nampak jelas kalo sistem atau benda2nya diem semua, pasti itu soal kesetimbangan!

Syarat kesetimbangan apa sih? Pokoknya total semua gaya & torsi dimanapun harus = 0

ΣFx = 0
ΣFy = 0
Στ = 0
(total gaya di sumbu x = 0, total gaya di sumbu y = 0, total torsi = 0)

Itu aja syaratnya....

Supaya gampang ngerjain soal kesetimbangan, kuncinya satu, gambar!
Jadi gambar ulang aja gambar yg ada di soal, atau kalo ga ada, ya gambar sesuai keterangan di soal. Terus gambar semua gaya-gaya yg bekerja di benda-bendanya, gambar semacam ini disebut diagram benda bebas. Kalo di satu soal bendanya ada banyak, gambar bendanya satu-satu ya, jangan langsung semuanya, nanti pusing dan malah salah.

Ada beberapa gaya umum yg sering bgt keluar di soal-soal, yaitu :

1. Gaya Berat (W)
Wah ini sih gausah ditanya deh, semua benda pasti punya ini. Inget gaya berat beda sama massa ya, berat = W = mg. Gaya berat selalu bekerja di pusat massa benda, dan arahnya SELALU KE BAWAH (BUMI)

2. Gaya Tegang Tali (T)
Katrol, atau benda-benda lain yg digantung, pokoknya kalo dia kegantung/ketarik sama tali, berarti ada gaya tegang tali yg bekerja di benda itu. Suka bingung ya nentuin arahnya? Arah gaya tegang tali SELALU MENJAUHI BENDA YG LAGI KALIAN GAMBAR. Besar gaya tegang tali selalu sama di sepanjang tali asal masih di tali yg sama. Kecuali tali itu melalui katrol pejal/katrol bermassa, tegangan talinya jadi beda antara sisi satu dgn sisi yg lainnya

3. Gaya Normal/Gaya Kontak (N)
Ini adalah gaya yg pasti muncul kalo ada benda yg bersentuhan sama benda lain (pasti ada, mau gimana pun bersentuhannya, pokoknya pasti ada). Gaya normal ga selalu = mg loh ya, ini asumsi yg udah kebentuk dari jaman kelas x padahal ini salah besar! N = mg adalah salah besar!
Arah gaya normal SELALU TEGAK LURUS BIDANG KONTAKNYA DAN MENUJU BENDA YG LAGI KALIAN GAMBAR

4. Gaya Gesek (f)
Gaya gesek kebagi 2, statis sama kinetis. Yg satu ini relatif lebih jarang sih kalo dibanding ketiga gaya lain diatas, tapi gabisa dibilang jarang juga wkwk. Inget kan pelajaran kelas x? f = μN (μ = koefisien gesek, N = gaya normal yang bekerja pada titik yg bergesekan). Arah gaya gesek UMUMNYA BERKEBALIKAN / MELAWAN ARAH GERAK BENDA, umumnya loh ya, ga selalu, ada kasus2 tertentu yg justru gaya gesek searah sama arah gerak benda, tapi jarang bgt kok

Oke, sekarang langkah2 efektifnya :

1. Baca, cermati soal, pahami apa yg soal minta
2. Gambar benda-benda yg ada sesuai di soal, kalo ada banyak ya gambar satu-satu, terpisah, jangan nyatu
3. Gambar semua gaya-gaya yg bekerja pada setiap benda
4. Buat persamaannya pada setiap benda. Jadi selese gambar, liatin satu-satu gambarnya sambil buat persamaan yg syarat 3 tadi (Στ, ΣFx, dan ΣFy semua = 0)
5. Hati-hati penulisan variabel! Bedain buat tiap benda, jangan sampe sama(kecuali emang sama). Kalo variabel yg harusnya beda tapi ditulis dgn simbol yg sama, nanti pusing sendiri dan bisa salah itung
6. Setelah semua persamaan selesai dibuat, mulai substitusi, masuk-masukin, gabung-gabungin persamaannya
7. Terakhir masukin angkanya buat dapet jawaban akhir, selesai! yeay!

Kok simpel ya? Iya emang gini doang, tapi kesetimbangan benda tegar itu nanti bakal banyak bgt variasi soalnya, jadi buat bener-bener nguasain ini, ga lain ga bukan ya cuma dengan ngerjain soal sebanyak-banyaknya wkwk

Tambahan, ada sedikit teori nih di kesetimbangan. Pa Ali ga pernah ngajarin ini sih, tapi buat info aja, mungkin keluar... Soalnya di kurikulum ada

Jadi kesetimbangan itu ada 3 jenis :

1. Kesetimbangan Netral/Indiferen
Jadi benda disebut netral kalo dia mau diusik kayak apapun tetep begitu aja, tapi usikannya kecil ya, kalo ditendang ya tetep aja mental XD
Contoh, bola sepak yang ada di lantai. Mau lu dorong, tarik, geser, atau apain juga dia tetep aja setimbang di lantai.

2. Kesetimbangan Stabil
Benda disebut stabil kalo pas diusik, dia gerak dikit, tapi terus bisa balik lagi(mempertahankan posisi). Contoh, botol aqua(yang ada isinya), kalo diusik sedikit, botolnya kek goyang sedikit gitu kan, tapi terus balik ke keadaan semula.

3. Kesetimbangan Labil, ga cuma remaja yg bisa labil
Kalo yg ini, misalkan bendanya diusik dikit, dia bakal jatoh/berubah keadaan dan ga bakal balik2 lagi. Contoh, kepingan koin yang didiriin. Coba dorong dikit atasnya(dgn arah tegak lurus permukaan koin), jatoh pasti wkwk

Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37

Pembahasan Soal-Soal Dinamika Benda Tegar & Fluida Dinamis

Pembahasan Soal-Soal Dinamika Benda Tegar & Fluida Dinamis

NOTE : sangat penting agar sebelum membaca artikel ini, kalian baca dulu semua artikel Dinamika Benda Tegar + Fluida Dinamis, soalnya banyak penjelasan gua nanti yg cuma "cek artikel ini" atau "cek artikel itu" dsb~

Supaya hemat waktu dan bisa bahas langsung banyak soal, gua ambil soal2 dari buku Erlangga Marthen Kanginan kurkul 2013 aja yak. Banyak yg bilang soal2 disitu jauh lebih susah drpd di buku2 lain kayak Seribu Pena atau Mandiri, berarti kalo udah bisa soal di buku ini otomatis udah bisa juga kan soal2 di buku lain wkwk, jadi kita pake buku ini aja. Yg gapunya, pinjem temen ya wkwk, gua juga ga punya buku ini, boleh minjem juga ni gua :"

Ohya, ini sebenernya bukan pembahasan, tapi lebih ke clue gimana cara ngerjainnya. Kalo gua langsung kasih tau caranya, itu sama aja nyuapin, terbukti kurang efektif. Jadi disini gua cuma bakal kasih jalan2nya aja, kalian coba buat latihan kerjain sendiri~
Tapi tetep sih di bagian paling bawah artikel ini gua sertakan kunjawnya wkwk, cuma karena kunjaw bukan dari penerbit, jadi gabisa jamin juga sih yg gua kerjain itu 100% betul wkwk

Okedeh langsung kita bahas~

Uji Kompetensi Bab 6, halaman 301-310, bagian Pilihan Ganda

1. Ini gampang kan, momen itu maksudnya torsi. Jadi kita cari torsinya, porosnya di titik P. Jangan lupa gayanya diproyeksiin dulu tuh biar tegak lurus sama lengannya wkwk

2. Ini juga sama kayak nomor 1, tapi karena torsinya banyak, kita diminta cari total torsinya. Porosnya di A(soalnya minta begitu). Janlup arah-arah torsinya, + atau - nya jan sampe salah wkwk
Soal ini ga ada jawabannya, jadi jangan kesel kalo ga nemu di PGnya wkwk, tapi bisa dikerjain kok

3. Sama kayak nomor 1&2, lebih teliti aja karena bentuknya lingkaran kan, agak beda dari biasanya wkwk. Ga ada jawabannya juga ini, tapi bisa dikerjain

4. Vektor nih, pa Ali ga pernah ngajarin sih jadi kayaknya gausah. Kalo bener2 kepo, bisa liat caranya di halaman 260

5. Bisalaaa ini mah wkwk, inget aja cara nyari momen inersia itu apa wkwk

6. Ini pake teorema sumbu sejajar aja, inget juga berapa I batang homogen kalo diputer di tengah & kalo diputer di ujung

7. Perbandingan biasa aja wkwk, tinggal masukin aja r nya jadi 2r

8. Coba digambar deh segitiganya. Massa 2 bolanya nempel sama poros, berarti abaikan, yg ngaruh cuma massa yg ga nempel sama poros. Tinggal cari jarak massa itu ke poros berapa, pake pythagoras.

9. Coba cari berapa momen inersia benda yang hilang. Tetep 1/2 mr^2, cuma r nya ganti, masukin r/2. Dapet momen inersia yg hilang, terus tinggal kurangin aja, momen inersia awal - momen inersia yg hilang

10. Cuma tinggal puter2 rumus torsi doang. Inget juga a = αr

11. Coba cari dulu berapa α nya, gapapa dalam bentuk variabel. Terus cari momen inersia katrol setelah ditempel plastisin. Buat lagi persamaan torsinya, tapi sekarang I nya pake yg udah ditempel plastisin, terus α nya pake yg tadi didapet diawal(kan soalnya minta α nya tetep/sama)

12. Kalo tali putus, berarti T nya udh ga ada. Torsinya tinggal gaya berat batang ke bawah. Pake persamaan sigma torsi aja, bisa pasti wkwk

13. Cari dulu α nya pake persamaan sigma torsi(momen maksudnya torsi). Terus cari theta nya pake persamaan GMBB, α kan ada, kecepatan sudut awal juga ada, t nya ada

14. Sama, cari α pake persamaan sigma torsi. Terus cari kecepatan sudut akhir roda pake persamaan GMBB, t nya kan ada di soal, kecepatan sudut awal juga ada di soal

15. Gambar diagram benda bebas aja kalo bingung. Buat persamaan sigma F = ma buat yg balok tergantung. Terus buat persamaan sigma torsi buat katrolnya

16. Sama persis kyk no 15. Tapi nomor ini persamaan sigma F = ma nya buat kedua balok yg tergantung

17. Sama juga, buat persamaan sigma F = ma buat balok sama bolanya, terus sigma torsi buat katrolnya

18. Kalo udah paham konsep Ek rot, harusnya sih bisa wkwk

19. Tinggal pake kekekalan energi, bedanya kalo yg licin, pas sampe bawah cuma Ek aja. Tapi kalo yg kasar, dia pasti gelinding, jadi sampe bawah ada Ek + Ek rot nya

20. Ek total bola = Ek translasi(Ek biasa) + Ek rot

21. Buat persamaan sigma F = ma dari bolanya dulu. Inget kalo gelinding berarti ada f(gaya gesek). Jadi mgsin - f = ma. Terus f nya dicari pake persamaan sigma torsi = Iα. fr = Iα. Kan α = a/r. Lanjutin deh wkwk

22. Nomor 22 mirip sama nomor 19. Bidang miring kan kasar, jadi pasti gelinding bolanya. Gausah hiarukan koefisien2 geseknya, jebakan doang, tinggal pake kekekalan energi. Dibawah dia punya Ek + Ek rot, diatas dia punya Ep

23. Pake kekekalan energi juga. Batang waktu masih diatas punya Ep. Begitu jatoh sampe ke titik terendah, dia punya Ek rot, tapi Ep nya belum abis, masih ada(baca artikel bagian Ek rot, ada disitu penjelasannya), kalo Ek biasa batangnya gapunya, karena dia muter doang, ga translasi.

24. Ini soal jebakan wkwk. Coba dibaca baik-baik soalnya, inget satu hal aja, energi selalu kekal, E awal = E akhir wkwk

25. Kedua benda punya momentum linear(kecepatan v nya ada di soal). Tinggal ubah jadi momentum angular(liat artikel momentum angular, ada bahasannya disana). Inget momentum itu vektor, karena berlawanan arah, jadi plus minusnya diperhatiin

26. Partikel punya momentum linear, sama kayak no 25, ubah jadi momentum angular. Terus momentum akhirnya mereka muter bareng2 berarti tinggal momentum angular. I nya ada di soal

27. Pake kekekalan momentum angular. Cari momentum angular benda di titik A(ubah momentum linearnya jadi momentum angular). Cari juga momentum angular bendanya di titik B. Atau bisa pake sigma F = ma, a nya percepatan sentripetal karena bendanya bergerak melingkar beraturan, cari v nya di titik A & titik B, bandingin deh. Lebih gampang cara yg pertama sih wkwk

28. Nah kalo ini ya mau gamau kayak cara kedua di nomor 27 wkwk. Atau intinya, kan gaya sentripetal harus sama dengan gaya gravitasi supaya bendanya ga kesedot gravitasi. Jadi kalo suruh bandingin F sentripetalnya, itu sama aja kayak suruh bandingin gaya gravitasinya wkwk

29. Pake kekekalan momentum angular. Cari momentum angular awal pas dua benda belum diikat. Terus cari momentum angular akhir pas dua benda udah diiket, inget momen inersia benda berubah juga waktu dua benda itu diiket, jadi cari juga momen inersia barunya

30. Benda P punya momentum linear, sama lagi, ubah momentum linear jadi momentum angular. Itu momentum angular awalnya. Terus cari momen inersia setelah benda P nempel, kalo udah dapet masukin ke persamaan hukum kekekalan momentum angular, kan momentum angular awal ada, momen inersia di momentum angular akhir ada, dapet kan kecepatan sudut akhirnya wkwk

31, 32. Kesetimbangan, pokoknya sigma Fx = 0, sigma Fy = 0, sigma torsi = 0. Coba baca lagi artikel tentang kesetimbangan

33. Kesetimbangan juga. Besar skala yg ditunjukan timbangan itu = besar gaya normal di titik itu

34. Soal olim wkwk, gabakal keluar keknya di soal sekolah. Kalo kepo bisa liat hal 298

35. Agak sedikit tricky soal ini. Gaya tegang tali yg A itu dipecah jadi 2 gaya. Total jadinya ada 3 tegang tali. Pake sigma torsi = 0, sigma Fx = 0, sigma Fy = 0

36,37,38,39 cuma disuruh nyari titik berat/pusat massa, gampang kok wkwk, liat lagi bahasan tentang pusat massa kalo lupa caranya :) (no 37 & 38 ga ada jawabannya, tapi bisa dikerjain)

40. Soal olim juga-_- ini agak ga nyambung disini sih, harusnya di bab gerak harmonik sederhana. Kalo kepo, caranya ada di hal 298 - 300


Kunci Jawaban Uji Kompetensi Bab 6 PG

1. A
2. 17 m.N searah jarum jam
3. 4FR berlawanan arah jarum jam
4. kurang yakin juga, tapi kayaknya E
5. A
6. A
7. B
8. B
9. C (ga yakin, menurut gua jawabannya ga ada)
10. B
11. C
12. B
13. C
14. D
15. E
16. C
17. C
18. A
19. E
20. E
21. C
22. C
23. A
24. A
25. B
26. C
27. D (ga yakin, menurut gua jawabannya ga ada)
28. B
29. A
30. C
31. B
32. A
33. C
34. D
35. D
36. C
37. 3,3 cm
38. C (harusnya semua angka 1 disitu diganti jadi 2)
39. A
40. B


Uji Kompetensi Bab 7, halaman 344 - 348, bagian Pilihan Ganda

1. Pake kontinuitas buat cari mana yg v nya gede, mana yg v nya kecil. Terus inget asas Bernoulli

2. Kontinuitas aja

3. Kontinuitas juga

4. Inget debit, Q = V/t, terus Q = A.v

5. Gausah pake kontinuitas, kan debit di titik manapun selalu sama, cari debit di pipa aja, terus kali 5 menit buat dapet volume

6. F = kecepatan kali massa alir

7. 1000W itu cuma 80% dari dayanya(W), cari kalo 100%nya dari W itu brp. W itu kan daya = Energi per waktu, energi awal benda kan cuma Ep(waktu baru keluar dari pancuran) = mgh. Daya = energi per waktu = mgh/t, ganti m = rho.V, jadinya W = rho.V.g.h/t , V/t kan debit(Q), W = rho.g.h.Q, dapet dah Qnya wkwk

8. Debit air yg menuju ke b dikurangin kebocoran dulu, terus bagi sama luas penampang b. Luas penampang b bisa didapet dari keterangan di soal, dan luas penampang a bisa didapet dari A = Qa/va

9. Pake hukum Bernoulli + kontinuitas, awas bingung ngitungnya, pake kalkulator aja kalo angkanya ribet. Ohya pipanya kan datar, berarti bagian rho.g.h bisa ilang, karena h nya sama

10. Nerusin nomor 9

11. Sama kayak nomor 9, lebih gampang soalnya variabel doang, ga ada angka ribet-ribetnya

12. Hukum Bernoulli. Janlup disitu dikasihnya debit, cari kecepatannya dulu(v)

13. Inget teorema Torricelli, v = ....?

14. Pake teorema Torricelli

15. Buat persamaan Torricellinya dari keadaan yg pertama buat nyari nilai h. Terus buat persamaan Torricelli yg kedua dari keadaan yg kedua, masukin nilai h yg tadi udah di dapet

16. Pake Torricelli buat dapet v awalnya, terus dia parabola. Karena bentuk semburannya kayak gitu, berarti v yg keluar itu bukan Vx doang, tapi ada Vy nya juga, jadi v yg keluar itu v total

17. Gampang ini, inget2 hukum Bernoulli

18. Ga ada bedanya sama nomor 17 wkwk, hampir persis

19. Hukum Bernoulli, teori doang, pasti bisa

20. Hukum Bernoulli, rho.g.h nya bisa ilang, karena h nya sama(venturimeter kan datar)


Kunci Jawaban Uji Kompetensi Bab 7 PG

1. B
2. C
3. D
4. B
5. B
6. A
7. A
8. B
9. B
10. E
11. A/E
12. A
13. A
14. B
15. C
16. E
17. B
18. C
19. B
20. A


Yak itu sudah semua wkwk~ Kalo ada salah jawaban atau pembahasan, tolong kasih tau ya di bagian komentar, jangan ragu untuk membenarkan wkwk. Kalo ada yg mau ditanya juga boleh, langsung komen aja~

Teorema Torricelli

Teorema Torricelli

Torricelli

Khusus buat yg pake buku Erlangga Marthen Kanginan, pusing ga liat turunan rumus teorema Torricelli dari hukum Bernoulli? Kesannya ribet bener ya wkwk

Terus juga buat anak smansa, suka atau masih bingung ga sama penjelasan Pa Ali? Kayak yg gua sering bilang, sebenernya penjelasan Pa Ali soal fisika itu selalu yg paling dasar dan bener wkwk(salut sama beliau), walaupun mungkin akhirnya jadi berasa "kok ribet..."

Karena tujuan blog ini membantu belajar, jadi gua coba jelaskan dgn versi yg jauh lebih sederhana baik daripada yg di buku ataupun dr yg dijelasin Pa Ali. Mungkin penjelasan gua disini bukan yg sebenarnya atau yg detilnya, tapi at least ini mempermudah, dan masih konsep dasar, bukan main rumus2 cepet ala bimbel wkwk(gua gasuka rumus bimbel, rumus bimbel itu cuma bisa dipake di keadaan tertentu aja, yg kebetulan soalnya bisa kelar pake rumus itu), malah setelah baca pembahasan ini, kalian mengurangi jumlah rumus yg harus dihapal wkwk, kenapa? Baca~

Teorema Torricelli, sama kayak hukum Bernoulli, sebenernya ga lain ga bukan adalah hukum kekekalan energi!

Teorema ini digunakan untuk mencari seberapa besar kelajuan pancuran air pada lubang di sebuah penampung air(misalkan botol, atau ember, dll). Coba liat gambar dibawah...

Kita ingin mencari kelajuan air yg nyembur keluar di titik b. Air yg keluar dari titik b itu asalnya darimana? Ya jelas dari air diatasnya kan. Bisa jelas terlihat kalo massa air yg nyembur keluar = massa air yg turun dari permukaan air.

Sekarang coba misalkan lubangnya belum kebuka.

Nah coba liat, air di paling atas(permukaan airnya) punya energi potensial ga? Punya. Punya energi kinetik? Ga punya, karena waktu lubangnya belum kebuka, airnya ga bergerak.


Kalo kita ambil acuan dari titik b, berapa energi potensial air yg paling atas?

Ep = mgh (m = massa air diatas titik b, g = gravitasi, h = jarak dari titik a/permukaan air ke titik b)


Air itu kan tersusun atas banyak partikel kecil2, bayangin partikel2 itu kayak bola-bola kecil. Begitu lubangnya dibuka, bola-bola yg paling atas ngedorong bola dibawahnya, begitu terus sampe akhirnya bola-bola keluar dari lubang.

Energi potensial bola yg paling atas, sedikit-sedikit berubah jadi energi kinetik(bergerak turun kebawah), ngedorong bola dibawahnya. Bisa dibilang, energi potensial yg tadi dimiliki bola yg paling atas itu pindah ke bola dibawahnya, pindah lagi ke bola dibawahnya lagi, pindah lagi ke bola dibawahnya lagi(karena bola2 diatas terus turun jatoh), sampe akhirnya bola yg ada paling deket sama lubang terpental keluar. Bola yg terpental keluar sekarang punya energi kinetik, karena dia bergerak, tapi sebaliknya, dia gapunya energi potensial, kenapa? Karena sekarang dia udah ada di titik b. Kan acuan kita tadi titik b, berarti kalo dia ada di titik b ya ketinggian atau h nya = 0.

Begitu juga dengan fluida :)

Waktu lubangnya dibuka, air di permukaan paling atas terus ngedorong air dibawahnya. Energi potensial punya air paling atas tadi sedikit-dikit pindah ke air dibawahnya, begitu terus sampe ke air di titik b. Air di titik b akhirnya nyembur keluar, karena bergerak artinya air punya energi kinetik, tapi air gapunya energi potensial lagi karena sekarang air ada di titik b (aucannya kan titik b).

Dengan hukum kekekalan energi, Energi awal = Energi akhir
Energi awal fluida sebelum lubangnya dibuka adalah energi potensial milik air di bagian permukaan, nilainya udah kita cari tadi, mgh.
Energi akhir fluida adalah waktu fluidanya nyembur keluar di titik b, energi potensialnya 0, tapi karena sekarang fluida bergerak, mereka punya energi kinetik, yaitu 1/2 mv^2. Jadi :

Energi awal = Energi akhir
mgh = 1/2 mv^2

coret m nya karena diatas udah dibahas, massa air yg nyembur keluar = massa air yg turun di permukaan paling atas air

gh = 1/2 v^2
v^2 = 2gh

v = √2gh


Masih inget bab 3 usaha & energi? Ngerasa gini ga "perasaan akar 2gh udah sering liat deh", wkwk emang betul, makanya teorema torricelli ini samsek gausah dihapal XD
Ini sama aja kayak soal2 usaha & energi dulu, yg misalnya bola turun dari ketinggian H, pas sampe dibawah berapa kecepatannya, kan tinggal pake kekekalan energi aja wkwk. Ini juga sama, bedanya sekarang fluida aja~

Tips tambahan :

Trs kadang suka ditanya juga ya berapa jarak terjauh pancuran air? Ini tinggal pake persamaan gerak parabola aja~ Liat deh air pancuran yg keluar, bentuknya setengah parabola kan?

Tergantung gambarnya sih, tapi kalo gambarnya kayak ilustrasi, berarti pancuran air yg keluar itu cuma punya kecepatan sumbu x. Kan airnya keluar dari lubang lurus gitu kan? Berarti v = √2gh tadi sebagai Vx. Kecepatan sumbu y nya? Ya nol, karena emang ga ada, airnya jatuh bebas wkwk

Inget di sumbu x berarti GLB, karena ga ada percepatan(a) di sumbu x, jadi :

X max = Vx.t
(X max = jarak jatuhnya air di tanah, Vx = kecepatan di sumbu x, ini kita udah dapet, yg kata
√2gh tadi, t = waktu dari mulai mancur sampe jatuh ke tanah)

Karena kita ga tau t nya berapa, coba cek sumbu y nya. Di sumbu y tadi udah dibahas Vy = 0. Tapi inget, sumbu y berarti GLBB, karena ada percepatannya(a) yaitu g/gravitasi.

H = Vo.t + 1/2 at^2

H atau ketinggian dalam gambar adalah Yb, karena air jatuh dari titik b sampe tanah.
Vo nya Vy, karena sumbu y
a nya gravitasi, nilainya positif karena dia mempercepat laju air(air jatoh lama2 tambah cepet apa tambah lambat?)
Jadi....

Yb = 0.t + 1/2 gt^2
Yb = 1/2 gt^2
2Yb = gt^2
2Yb/g = t^2

t = √2Yb/g

Nah udah dapet t nya, masukin ke yg tadi tuh

X max = Vx.t = √2gh . √2Yb/g
X max = √4h.Yb

X max = 2 √h.Yb

Sekali lagi rumus ini juga bukan buat dihafal, ditunjukin disini buat pemahaman aja. Kalo mau dihapal, hapalin aja hukum kekekalan energi, isinya cuma E awal = E akhir wkwk, sama persamaan gerak yg udah kita pelajarin di smt.1  


Selesai sudah materi fluida dinamis~~~

Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37

Asas & Hukum Bernoulli

Asas & Hukum Bernoulli

Daniel Bernoulli adalah seorang ilmuwan matematika & fisika, tapi juga lulusan kedokteran dan cukup ahli dalam bidang ekonomi, hebat bgt ya bisa ahli di banyak hal begitu wkwk. Dari banyak buku yg dia tulis, salah satunya adalah tentang hukum Bernoulli pada fluida statis, hukum yg bisa bikin kita pergi study tour ke Bali

Daniel Bernoulli

I. Asas Bernoulli

Kira-kira kalo suatu fluida kecepatannya meningkat, tekanannya meningkat juga apa berkurang? Dipikir-pikir, pasti kebanyakan orang bilang kecepatan bertambah, tekanan bertambah juga. Sebenernya logika ini ga salah. Memang betul, tapi hanya berlaku kalo di ruang tertutup.

Di bab Teori Kinetik Gas(bab setelah bab ini), kita bakal belajar kalo semakin cepat gerakan partikel gas maka makin tinggi juga tekanannya, tetapi gas harus berada dalam suatu ruang terisolasi dan tidak bocor. Nah di bab fluida ini, kita mempelajari gerakan fluida di ruang terbuka(aliran air dalam selang/pipa, aliran udara pada sayap pesawat, dll, semua itu jelas di ruang terbuka).

Ternyata, pada ruang terbuka, jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanannya berkurang. Dan sebaliknya, kalo kecepatan berkurang, maka tekanannya bertambah. Hal ini pertama kali dikemukakan oleh Bernoulli(makanya disebut asas Bernoulli).

Kalo ga percaya, coba robek selembar kertas(kecil aja, gausah gede-gede). Terus pegang pake dua jari, tiup bagian permukaan atasnya. Pasti kertasnya naik sendiri. Kertas itu naik karena ada perbedaan tekanan antara permukaan bawah & atas kertas. Udara di atas kertas bergerak cepat karena ditiup, tekanannya jadi rendah. Udara di bawah tekanannya lebih tinggi, karena udaranya ga ditiup(ga bergerak lebih cepat). Karena tekanan di bawah lebih besar dari tekanan di atas, timbul gaya yg ngedorong kertas dari bawah ke atas. Prinsip pesawat terbang juga kurang lebih begini.

II. Hukum Bernoulli

Inti dari Hk Bernoulli sebenernya cuma ngutak ngatik teorema Usaha-Energi aja, masih inget ga? Kalo lupa2, coba dibaca2 lagi wkwk

Teorema Usaha-Energi menyatakan kalau :
Usaha = ΔEnergi = Energi akhir - Energi awal

Coba liat ilustrasi berikut :

Ini ceritanya gambar sebuah saluran air. Ceritanya air didorong mengalir dari 1 ke 2.
Air bisa naik ke atas berkat dorongan, anggaplah misalkan dari mesin, berarti ada usaha yg dilakukan mesin supaya air bisa naik dari 1 ke 2.

Usaha = ΣF.S

Bab fluida statis di kelas x kita udah belajar kalo P = F/A (P = tekanan, F = gaya, A = luas penampang), jadi F = P.A, dan ΣF = ΣP.A
P1 dan P2 berlawanan arah, P1 harus lebih besar dari P2 agar air bisa naik, jadi ΣP atau total tekanan = P1(tekanan di 1) - P2(tekanan di 2), sehingga :

ΣF = (P1-P2).A

Usaha = (P1-P2).A.S, sedangkan pada bagian debit, V = A.S (V = volume), maka :
Usaha = (P1-P2).V

Kemudian teorema usaha-energi :
Usaha = ΔEnergi = Energi akhir - Energi awal
(P1-P2)V = Energi akhir - Energi awal
Energi akhir itu energi cairan di titik 2 (setelah naik), energi awal itu energi cairan di titik 1(sebelum naik)

Terlihat pada ilustrasi, cairan(di titik 1) memiliki baik Ek dan Ep.
Energi cairan di titik 1 = Ep1 + Ek1
Ep nya = mgh1, Ek nya = 1/2 mv1^2

Jadi energi awalnya = mgh1 + 1/2 mv1^2

Energi cairan pada titik 2 juga sama, Ep + Ek, tapi Ep nya = mgh2, Ek nya = 1/2 mv2^2

Jadi energi akhirnya = mgh2 + 1/2 mv2^2

Massa cairan di titik 1 sama kayak massa cairan di titik 2, jadi m nya sama. Kok gitu? Inget di materi tentang debit & kontinuitas, kan cairan masuk = cairan keluar, otomatis kalo masuk 5L air, keluar 5L air juga. Sedangkan m = ρ.V, ρ kan konstan, V yg masuk = V keluar, jadi massa air yg masuk = massa air yg keluar.

(P1 - P2)V = (mgh2 + 1/2 mv2^2) - (mgh1 + 1/2 mv1^2)

m = ρ.V, jadi kita ganti semua m nya

(P1 - P2)V = (ρVgh2 + 1/2 ρVv2^2) - (ρVgh1 + 1/2 ρVv1^2)

coret semua V nya, karena volume masuk = volume keluar (inget kontinuitas)

P1 - P2 = ρgh2 + 1/2 ρv2^2 - ρgh1 - 1/2 ρv1^2

Pindah ruas, kumpulkan yg 1 dengan 1, yg 2 dengan 2

P1 + ρgh1 + 1/2 ρv1^2 = P2 + ρgh2 + 1/2 ρv2^2

Disini kita hanya membandingkan 2 titik, titik 1 dan titik 2. Seandainya kita membandingkan 3 atau 4 titik sekalipun, hasilnya pasti sama yaitu :

Nilai tekanan + energi potensial per volume + energi kinetik per volume pada suatu titik, akan selalu sama besarnya di titik lain.

Atau bisa kita simpulkan :


P + ρgh + 1/2 ρv^2 = konstan

 

Hukum Bernoulli ini bisa dipake di banyak bgt kasus atau masalah fluida.

NOTE! PENTING ! : Semua rumus dan turunannya dibawah ini berasal dari 1 hukum Bernoulli yg ada di atas. Tidak perlu mempelajarinya juga tidak masalah, yg penting sudah paham hukum Bernoulli itu sendiri. Banyak buku2 sekolah yg menuliskan terlalu banyak turunan rumus2 pada bab fluida dinamis ini yang padahal semua rumus itu hanya berasal dari 2 rumus dasar, yaitu hukum Bernoulli dan hukum kontinuitas. Tidak masalah menghafal semua turunan rumus itu jika memang cara belajar lu begitu, tetapi gua saranin untuk tidak melakukannya. Lebih baik lu pelajari rumus dasarnya aja, terus latian soal yg banyak, percaya deh, jauh lebih berguna. Kalo kebiasaan terus2an belajar dgn cara ngapalin semua turunan rumus cepet buat ngejawab soal-soal model tertentu, pasti ada lupanya. Apalagi UN, ada 40 soal fisika, 40 soal mtk, 40 soal kimia, mau menghafal +/- 100 rumus yg berbeda? Silahkan aja kalo ga modar mah wkwk

Jadi bagian dibawah ini anggap hanya sebagai pencerahan aja, buat menjelaskan, bukan supaya rumus2 dibawah ini dihapalin. Kalo mau hapalin, 2 aja, hukum Bernoulli + hukum Kontinuitas, sisanya gausah wkwk

Contoh, penerapannya ke pesawat terbang, kita mau membandingkan keadaan fluida di bawah sayap pesawat terbang dgn keadaan fluida di atas sayap pesawat terbang.
Karena P + ρgh + 1/2 ρv^2 = konstan, dan bagian atas & bagian bawah sayap kurang lebih berada pada ketinggian yg sama, kita bisa hilangkan bagian ρgh nya, jadi tinggal :

Pb + 1/2 ρvb^2 = Pa + 1/2 ρva^2
(b = dibagian bawah sayap, a = dibagian atas sayap)

Contoh lainnya penerapan pada venturimeter. Karena venturimeter adalah pipa atau saluran mendatar, jadi kita bisa hilangkan bagian ρgh nya juga, karena tidak ada beda ketinggian pada cairan yg mengalirnya. Jadi(lihat ilustrasi venturimeter dibawah) :

Contoh Venturimeter

P1 + 1/2 ρv1^2 =  P2 + 1/2 ρv2^2
P1 - P2 = 1/2 ρ(v2^2 - v1^2)
(1 = keadaan 1, 2 = keadaan 2, lihat gambar contoh venturimeternya)

Nilai P1 - P2 adalah selisih tekanan, dan nilai ini bisa dicari dengan tekanan hidrostatis yg telah kita pelajari di kelas x dulu, yaitu senilai ρgh(h adalah selisih ketinggian cairan, lihat gambar contoh venturimeter)

Dan masih banyak contoh + penerapan lain yg menggunakan hukum Bernoulli :)

Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37

Hukum Kontinuitas

Hukum Kontinuitas

Dari semua hukum yg ada di fisika, gua rasa yg satu ini paling gampang dan ga akan lupa wkwkw, karena emang sering bgt di kehidupan sehari-hari kita pake, tapi ga sadar.

Misalkan ada selang, terus air masuk dan ngalir di dalamnya sebanyak 5L. Air yg keluar dari selang berapa? Pasti 5L juga kan.. kecuali selangnya bocor. Ini membuktikan jelas kalo volume air dalam suatu selang/pipa itu selalu sama antara jumlah volume yg masuk dgn volume yg keluar. Walaupun ukuran pipanya ga konstan, katakanlah di ujung pipanya mengecil, tetep aja kalo yg masuk 5L, ya yg keluar pasti 5L juga.

Karena volum yg masuk selalu/pasti sama dengan volum yg keluar, berarti debit air di setiap titik dalam selang juga sama, kan jumlah air yg lewat dalam pipa selalu sama,  dimasukin 2L air dalam 2 detik, pasti di ujung pipa juga keluar 2L air dalam 2 detik.

Bisa kita simpulkan :

Q1 = Q2 = Q3 = ..... atau Q = konstan (debit air mengalir dalam sebuah pipa/selang selalu konstan di titik manapun dalam pipa tersebut)

Nah, Q = V/t kan, dimana V itu volume. Sedangkan volume = luas penampang pipa dikali panjang(atau dalam ilustrasi dibawah, A1.ΔL1 & A2.ΔL2)

Sekarang kita ganti, karena V1 = A1.ΔL1, maka Q1 = V/t = A1.ΔL1/t
Coba liat, ΔL kan perpindahan, t kan waktu, jadi ΔL/t itu apa? Kecepatan!
Jadi Q1 = A1.v1 (disini v = kecepatan, volume gua pake simbol V(capslock) )

Inget, diatas udah kita bahas Q1 = Q2 = Q3 atau Q = konstan
Karena Q1 = A1.v1 terus Q2 = A2.v2, maka
Q1 = Q2
A1.v1 = A2.v2, atau A.v = konstan
(A = luas penampang pada suatu titik di pipa, v = kecepatan alliran air di titik tersebut)


Gausah dihapal juga kalo ini mah pasti inget sendiri wkwk. Pake logika juga pasti ingetkan, kalo misalkan air ngalir di selang, terus selangnya kita teken, pasti semburan airnya makin kenceng. Pernah nyirem taneman? Kan kalo selangnya pendek, terus ga sampe nyirem taneman yg jauh, tinggal tahan aja mulut selangnya sedikit kan, supaya semburan airnya makin jauh. Secara ga langsung kita udah pake hukum kontinuitas nih wkwk



Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37

Debit

Debit

Salah satu yg bakal sering dibahas disini adalah debit air. Kalo gasalah, kita udah belajar debit air di kelas 4 SD, yg kata ngitung misalnya berapa lama bak air terisi penuh, inget ga?

Intinya, debit air itu mirip kecepatan, tapi kalo kecepatan kan perpindahan yg ditempuh setiap waktu, kalo debit itu bisa dibilang volume yang keluar setiap waktu, ga selalu air sih, gas bisa juga sebenernya.

Q = V/t

(Q = debit, V = volume yg keluar, bukan kecepatan!, t = waktu yg dibutuhkan selama volume tadi keluar)

Satuan debit? Volume kan satuannya m^3, t kan satuannya s, jadi satuan debit m^3/s. Itu satuan SInya, tapi kadang juga satuan debit lebih umum ditulis dalam liter(soalnya air biasa dihitung dalam liter kan), jadi L/s (liter per sekon).

Mudah kan? :)


Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37

Apa itu fluida dinamis?

Apa itu fluida dinamis?

Waktu kelas X kita udh belajar fluida statis. Fluida itu salah satu bentuk dari fase benda, dimana benda cair & gas termasuk. Statis artinya diam, jd di kls x itu kita belajar yang diem-diem aja wkwk. Misalkan, masih inget ga tekanan hidrostatis? Hukum Archimedes(gaya apung)? Hukum Pascal(bejana berhubungan)? Nah di kelas XI, kita belajar versi dinamisnya, atau sekarang cairan sama gasnya bergerak, ga diem.

Supaya enak belajar bab ini, udah harus bisa dulu tuh materi-materi fluida statis yg tadi disebutin. Kalo belum, coba dibaca-baca lagi buku kls Xnya... Atau kalo mau tanya juga boleh...

Dibanding bab sebelumnya(dinamika benda tegar), bab ini jauh lebih gampang sih menurut gua, karena model soal bab ini juga ga banyak :)

Semangat~