Review: Proses Penemuan Hukum Fisika

dokumen-dokumen yang mirip
MODUL 4 IMPULS DAN MOMENTUM

ENERGI DAN MOMENTUM. Staf Pengajar Fisika Departemen Fisika, FMIPA, IPB

Materi dan Soal : USAHA DAN ENERGI

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Pendahuluan. dari energi: Bentuk. Energi satu ke bentuk yang lain. mekanik. kimia elektromagnet Inti. saat ini. Fokus

BAHAN AJAR FISIKA KELAS XI SMA SEMESTER 1 BERDASARKAN KURIKULUM 2013 USAHA DAN ENERGI. Disusun Oleh : Nama : Muhammad Rahfiqa Zainal NIM :

USAHA DAN ENERGI. Usaha Daya Energi Gaya konservatif & non Kekekalan Energi

MOMENTUM, IMPULS, DAN TUMBUKAN

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

LATIHAN USAHA, ENERGI, IMPULS DAN MOMENTUM

MOMENTUM DAN IMPULS FISIKA 2 SKS PERTEMUAN KE-3

BAB 4 USAHA DAN ENERGI

Fisika Umum (MA-301) Topik hari ini Hukum Gerak Momentum Energi Gerak Rotasi Gravitasi

Uji Kompetensi Semester 1

Usaha Energi Gerak Kinetik Potensial Mekanik

FIsika KTSP & K-13 MOMENTUM DAN IMPULS. K e l a s A. MOMENTUM

USAHA DAN ENERGI. W = = F. s

Gaya merupakan besaran yang menentukan sistem gerak benda berdasarkan Hukum Newton. Beberapa fenomena sistem gerak benda jika dianalisis menggunakan

Keseimbangan Benda Tegar dan Usaha

Agus Suroso. Pekan Kuliah. Mekanika. Semester 1,

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM DAN TUMBUKAN

MOMENTUM DAN IMPULS MOMENTUM DAN IMPULS. Pengertian Momentum dan Impuls

BAB 4 USAHA DAN ENERGI

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

USAHA DAN ENERGI 1 USAHA DAN ENERGI. Usaha adalah hasil kali komponen gaya dalam arah perpindahan dengan perpindahannya.

MOMENTUM, IMPULS DAN GERAK RELATIF

PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap 1 Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMA

BAHAN AJAR PENERAPAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

BAB USAHA DAN ENERGI

MOMENTUM LINEAR DAN IMPULS MOMENTUM LINEAR DAN IMPULS

TEST KEMAMPUAN DASAR FISIKA

1. Pengertian Usaha berdasarkan pengertian seharihari:

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

BAB VI USAHA DAN ENERGI

DINAMIKA GERAK FISIKA DASAR (TEKNIK SIPIL) Mirza Satriawan. menu. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Soal No. 1 Bola bermassa M = 1,90 kg digantung dengan seutas tali dalam posisi diam seperti gambar dibawah.

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

BAB MOMENTUM DAN IMPULS

UM UGM 2017 Fisika. Soal

03. Sebuah kereta kecil bermassa 30 kg didorong ke atas pada bidang miring yang ditunjukan dengan gaya F hingga ketinggian 5 m.

Fisika Umum (MA301) Topik hari ini: Hukum Gerak Energi Momentum

Kegiatan Belajar 7 MATERI POKOK : USAHA DAN ENERGI

Fisika Umum (MA-301) Hukum Gerak. Energi Gerak Rotasi Gravitasi

LEMBAR PENILAIAN. Kompetensi Inti Teknik Bentuk Instrumen. Tes Uraian Portofolio. Tes Tertulis. Pedoman Observasi Sikap Spiritual


Bab XI Momentum dan Impuls

3. (4 poin) Seutas tali homogen (massa M, panjang 4L) diikat pada ujung sebuah pegas

Dinamika. DlNAMIKA adalah ilmu gerak yang membicarakan gaya-gaya yang berhubungan dengan gerak-gerak yang diakibatkannya.

BAB 9 T U M B U K A N

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

KERJA DAN ENERGI. 4.1 Pendahuluan

Laporan Praktikum Fisika

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 11

SOAL UN FISIKA DAN PENYELESAIANNYA 2005

BAB III USAHA ENERGI DAN DAYA

SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2014 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2015

LAPORAN PRA PRAKTIKUM FISIKA DASAR I MOMENTUM DAN IMPULS

Pertanyaan berhubungan dengan gambar di bawah ini serta pilihan yang ada.

D. 80,28 cm² E. 80,80cm²

BAB 5 MOMENTUM DAN IMPULS

SELEKSI MASUK UNIVERSITAS INDONESIA

BIDANG STUDI : FISIKA

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI I LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT PAKET 1

KONSEP USAHA DAN ENERGI

Struktur Materi Usaha, Energi, dan Daya

SOAL REMEDIAL KELAS XI IPA. Dikumpul paling lambat Kamis, 20 Desember 2012

Home» fisika» Momentum dan Impuls - Materi Fisika Dasar MOMENTUM DAN IMPULS - MATERI FISIKA DASAR

Konsep Usaha dan Energi

BAB 5 MOMENTUM DAN IMPULS

1. a) Kesetimbangan silinder m: sejajar bidang miring. katrol licin. T f mg sin =0, (1) tegak lurus bidang miring. N mg cos =0, (13) lantai kasar

KONSEPSI SISWA TENTANG USAHA DAN ENERGI. Universitas Kristen Satya Wacana, Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

SILABUS MATAKULIAH. Revisi : 3 Tanggal Berlaku : 02 Maret 2012

PEMBAHASAN SOAL UJIAN NASIONAL SMA MATA PELAJARAN FISIKA TAHUN 2016/2017 (SOAL NO )

USAHA, ENERGI DAN MOMENTUM. Fisika Dasar / Fisika Terapan Program Studi Teknik Sipil Salmani, ST., MS., MT.

SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG

FISIKA I. OSILASI Bagian-2 MODUL PERKULIAHAN. Modul ini menjelaskan osilasi pada partikel yang bergerak secara harmonik sederhana

Momen Inersia. distribusinya. momen inersia. (karena. pengaruh. pengaruh torsi)

USAHA (KERJA) DAN ENERGI. untuk mengetahui keadaan gerak suatu benda yang menghubungkan

MOMENTUM DAN TUMBUKAN. Rudi Susanto

TKS-4101: Fisika MENERAPKAN KONSEP USAHA DAN ENERGI J U R U S A N T E K N I K S I P I L UNIVERSITAS BRAWIJAYA

SILABUS. Indikator Pencapaian Kompetensi

Jika sebuah sistem berosilasi dengan simpangan maksimum (amplitudo) A, memiliki total energi sistem yang tetap yaitu

Momentum Linier. Hoga saragih. hogasaragih.wordpress.com

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

Pilihan ganda soal dan impuls dan momentum 15 butir. 5 uraian soal dan impuls dan momentum

d r 5. KERJA DAN ENERGI F r r r 5.1 Kerja yang dilakukan oleh gaya konstan

MEKANIKA NEWTONIAN. Persamaan gerak Newton. Hukum 1 Newton. System acuan inersia (diam)

KERJA DAN ENERGI. r r. kx untuk pegas yang teregang atau ditekan, di mana. du dx. F x

D. 0,87 A E. l A. Bila Y merupakan simpangan vertikal dari sebuah benda yang melakukan gerak harmonis sederhana dengan amplitudo A, maka :

MOMENTUM - TUMBUKAN FISIKA DASAR (TEKNIK SISPIL) (+GRAVITASI) Mirza Satriawan. menu

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

Xpedia Fisika. Kapita Selekta - Set 01 no Pertanyaan berhubungan dengan gambar di bawah ini serta pilihan yang ada.

BAB I Jenis Radiasi dan Interaksinya dengan Materi

BAB 5: DINAMIKA: HUKUM-HUKUM DASAR

K13 Revisi Antiremed Kelas 10 Fisika

KISI-KISI PENULISAN SOAL USBN FISIKA KURIKULUM 2013

Fisika UMPTN Tahun 1986

DINAMIKA. Staf Pengajar Fisika TPB Departemen Fisika FMIPA IPB

SOAL SELEKSI PENERIMAAN MAHASISWA BARU (BESERA PEMBAHASANNYA) TAHUN 1989

Transkripsi:

Review: Proses Penemuan Hukum Fisika Rujukan: Physics, the Human Adventure From Copernicus to Einstein and Beyond Holton, P. and Brush, S.G. Rutgers Univ. Press, 2001 Penyusun Materi Tayangan: Pekik Nurwantoro

Unsur Penting Prosedur Saintifik Kebanyakan temuan berasal dari kejadian yang (pada awalnya) tidak diharapkan Namun: Hanya orang yang memiliki pengalaman, kepakaran atau keahlian yang mencukupilah yang mampu mengubah kejadian tak terduga tersebut menjadi suatu temuan penting

Unsur Penting Prosedur Saintifik Metode saintifik untuk penemuan penting bisa jadi berbeda untuk individu yang berbeda Namun: Terdapat kesamaan yaitu bahwa hanya orang yang melakukan kajian dan pengecekan terus-meneruslah yang akan mendapatkan temuan penting

Unsur Penting Prosedur Saintifik Suatu temuan bisa jadi hanyalah sekedar perluasan atau perbaikan dari common sense Namun: Hanya orang yang sudah terlatihlah yang mampu menemukan penyelesaian suatu masalah

Unsur Penting Prosedur Saintifik Metode saintifik tidak dapat dipisahkan dari pengamatan dan percobaan Namun, Hanya pengamatan dan percobaan yang dipandu pada suatu pencarian terhadap sesuatulah yang akan memberikan jawaban suatu masalah

Unsur Penting Prosedur Saintifik Beberapa penemuan berawal dari adanya feeling atau intuisi Namun: Hanya orang yang secara maksimal menggunakan daya pikirlah yang memiliki feeling atau intuisi tersebut hingga mendapatkan suatu temuan

Urutan Perumusan Hukum Fisika Pengetahuan dasar tentang Sains Pemahaman terhadap masalah Perkiraan penyelesaian Percobaan pendahuluan Pengamatan dan percobaan lanjutan yang lebih terarah Perumusan penyelesaian, Hukum Fisika

Batasan Hukum Fisika Berbeda dengan istilah Hukum yang biasa dipahami, Hukum Fisika sebenarnya tidak tanpa keterbatasan: Hukum Fisika bisa jadi tidak benar selamanya Hukum Fisika bisa jadi tidak berlaku secara menyeluruh Hukum Fisika bisa jadi dapat berubah

Materi Pembahasan: Hukum-hukum Kekekalan

Manfaat Hukum Kekekalan Salah satu petunjuk bahwa alam yang nampaknya rumit dan kompleks, sebenarnya mengikuti suatu aturan yang sederhana Tidak menjadi persoalan tentang bagaimana detail interaksi antar partikel, akan ada jumlahan besaran terukur yang terjamin bernilai konstan

Hukum Kekekalan Massa Tiga konsep yang melandasi Hukum Kekekalan Massa: Sistem terisolasi atau sistem tertutup: perilaku obyek tidak dipengaruhi oleh sekitarnya Massa: mewakili besaran dari materi Total massa dalam suatu sistem tertutup akan tetap konstan

Apakah Massa benar-benar Kekal? Hingga sekarang, bukti-bukti eksperimen yang melibatkan sistem yang bereaksi secara kimia menunjukkan bahwa Hukum Kekekalan Massa adalah benar Bagaimana yang terjadi pada reaksi nuklir? Selama massa dan energi dipandang sepadan, maka tidak ada yang salah pada Hukum Kekekalan Massa

Latar Belakang Bukanlah sesuatu yang mengherankan ketika kita melihat ada suatu benda yang bergerak akibat adanya dorongan atau tarikan pada benda tersebut Tetapi: Akan muncul sedikit tanda-tanya ketika kita melihat suatu benda tetap bergerak, padahal tidak nampak ada dorongan atau tarikan pada benda tersebut

Pengertian Momentum Konsep Momentum menjadi jawaban atas pertanyaan tersebut: Benda tersebut tetap mampu bergerak meskipun tidak ada yang mendorong atau menariknya, karena benda tersebut menyimpan suatu besaran fisis yang menjamin gerak benda dapat berlangsung. Besaran gerak tersebut dikenal sebagai Momentum

Definisi Momentum p = mv Momentum total sejumlah N partikel: N p = p + + p = m v + + m v = m v i 1 N 1 1 N N i i i=1 N i=1

Hukum Kekekalan Momentum N N p = p i j i=1 j =1 m v + + m v = m v + + m v 1 1 N N 1 1 N N Dalam sistem tertutup, jumlah (vektor) momentum yang dimiliki N partikel sebelum kejadian akan sama dengan jumlah (vektor) momentum yang dimiliki M partikel setelah kejadian

Hukum Newton & Hukum Kekekalan Momentum Tinjau sistem tertutup yang terdiri atas 2 partikel A dan B saling berinteraksi Δm A v A Δt F AB = F BA = Δm B v B Δt ( ) m v m v = m v m v A A A A B B B B m v + m v = m v + m v A A B B A A B B

Contoh: Tumbukan Dua Peluru Peluru B diletakkan di atas meja dalam keadaan diam. Peluru A ditembakkan secara mendatar dengan kecepatan tertentu dan menumbuk peluru B. Saat tumbukan, peluru A menjadi terhenti dan peluru B bergerak. Berapa kecepatan peluru B setelah tumbukan tersebut?

Penyelesaian m v + m v = m v + m v A A B B A A B B m v + m 0 = m 0 + m v A A B A B B v = B m A m B v A Karena ma=mb diperoleh hasil v = v B A

Contoh: Tumbukan Dua Bandul Dua bandul A dan B berayun dari arah yang berlawanan dan bertumbukan pada titik terendahnya secara tak elastik hingga setelah itu keduanya menempel. Berapa kecepatan bandul A dan B setelah tumbukan tersebut?

Penyelesaian Karena bandul A dan B saling menempel dan bergerak bersama maka: v = v = v A B Mengingat kedua bandul datang dari arah yang berlawanan, maka mengingat operasi vektor, diperoleh: ( ) v m v m v = m v + m v = m + m A A B B A B A B m Av A m B v B v = m A + m B

Cahaya Memiliki Momentum? Sepintas sulit dipahami apabila dikatakan bahwa cahaya memiliki momentum=(massa) x (kecepatan). Umumnya cahaya dipahami hanya terkait dengan aspek gelombang, sehingga bagaimana pengertian massa, termasuk momentum cahaya? Selama aspek materi bagi cahaya belum diperhitungkan, maka momentum yang dimiliki cahaya akan nampak tidak masuk akal

Efek Compton & Hukum Kekekalan Momentum Tahun 1923, A.H. Compton menunjukkan bahwa berkas sinar-x yang dikenakan pada elektron bebas akan menyebabkan elektron terpental dan berkas sinar-x akan berbelok disertai perubahan panjang gelombang. Efek ini dapat dijelaskan oleh Hukum Kekekalan Momentum

Latar Belakang Christian Huygens (1629-1695) mengawali perumusan kuantitatif hukum kekekalan tenaga pada masalah tumbukan, dengan memperkenalkan konsep besaran fisis mv 2, yang disebut vis viva (dari bahasa Latin yang berarti living force ) dan mengikuti aturan: Jumlah mv 2 dari seluruh benda yang berada pada sistem, setelah mengalami tumbukan elastik sempurna, akan tetap konstan seperti saat sebelum tumbukan

Manfaat? Tinjau masalah Tumbukan Dua Peluru yang disajikan saat membahas Hukum Kekekalan Momentum. Ketika hanya menerapkan hukum tersebut, penyelesaian v = v B A hanya diperoleh saat diketahui bahwa v A = 0 Namun dengan menambahkan aturan Huygens dalam bentuk Diperoleh bahwa m v 2 + m v 2 = m v 2 A A B B A A + m B, yang berarti v 2 B 0 = 2 v A v B v A = 0, v B = v A Jadi penyelesaian dapat diperoleh semata-mata dari infomasi data sebelum tumbukan saja

Konsep Usaha (Work) Usaha yang dilakukan gaya F 1 pada benda adalah F 1 s cosθ Pengertian Usaha dalam Fisika bisa jadi berbeda dengan istilah sehari-hari. Ketika seseorang mendorong dengan sekuat tenaga suatu dinding yang tegar, maka F 1 bernilai besar, cosθ = 1tapi s = 0, yang berarti tidak ada Usaha (menurut konsep Usaha dalam Fisika)

Usaha dan Energi (Energy) Bayangkan sebuah gaya Fap bekerja pada sebongkah es yang memiliki kecepatan v 1, dengan arah yang sejajar dengan arah gerak bongkahan es tersebut. Akibat adanya gaya maka bongkahan es mendapatkan percepatan sehingga kecepatan menjadi v 2 saat bergerak sejauh s. Memanfaatkan Hukum Newton II maka F s = ( ma)s = 1 ap 2 m v 2 v 2 2 1 ( ) = 1 2 mv 2 2 1 2 mv 1 2 Energi Kinetik (Ek) = 1 2 mv2 Usaha = perubahan energi kinetik = Δ Ek

Energi Potensial Tinjau saat suatu benda bermassa m, yang pada awalnya berada di lantai, dinaikkan hingga ketinggian h. Gaya yang diberikan saat benda bergerak dari dasar lantai ke ketinggian h: F ap = mg Maka usaha yang diperlukan: F s = ( mg)h = mgh ap Usaha yang diperlukan (tanda minus) untuk menahan benda pada ketinggian h sebesar mgh tersebut tidak hilang, namun tersimpan pada benda tersebut dalam bentuk energi yang disebut Energi Potensial (Ep)

Sistem Konservatif Andaikan benda yang menyimpan Ep=mgh tersebut dibiarkan jatuh dari ketinggian h, maka Ep akan diubah menjadi Ek sehingga benda akan berkecepatan v2 di dasar lantai, dengan memenuhi F ap s = 1 mv 2 2 2 0 = mgh = (0 mgh) Δ Ek = Δ Ep atau Δ Ek + Δ Ep = 0 Nampak dalam sistem tersebut bahwa perubahan energi kinetik ditambah perubahan energi potensial akan nol. Sistem seperti itu disebut Sistem Konservatif

Hukum Kekekalan Energi Sistem konservatif dapat juga dipahami sebagai suatu sistem terisolasi, sedemikian hingga tidak ada energi yang dapat diterima atau diberikan ke luar. Karena itu maka tenaga total sistem, sebagai penambahan tenaga kinetik dan tenaga potensial, akan tetap konstan Δ Ek + Δ Ep = E k Ek + E p Ep = 0 Ungkapan seperti di atas dikenal sebagai Hukum Kekekalan Energi Ek + Ep = E k + E p

Contoh: Gerak Bandul Berbeda dengan Hukum Kekekalan Momentum yang berbentuk vektor, karena Hukum Kekekalan Energi berbentuk skalar maka sangat berguna diterapkan pada gerak benda yang komponen geraknya sulit ditentukan, seperti gerak bandul di atas.

Penyelesaian Menggunakan Hukum Kekekalan Energi, saat bandul dilepas dari simpangan di titik A, maka kecepatan di titik C menjadi 1 mv 2 2 c + mgh c = 1 mv 2 2 a + mgh a 1 mv 2 2 c + 0 = 0 + mgh a v c = 2gh a Dari Hukum Kekelakan Energi juga dapat dipahami bahwa bandul tersebut akan meneruskan geraknya karena masih memiliki tenaga kinetik yang cukup saat di titik terendah C untuk diubah ke tenaga potensial saat menuju titik E. Gerak tersebut akan terus berulang sehingga menjadi gerak osilasi

Education for Sustainable Development (EfSD) Dari hukum kekekalan massa, kekekalan momentum serta kekekalan energi memberi pelajaran bahwa ada suatu batasan yang dapat disediakan oleh alam (sistem terisolasi) yaitu jumlah dari beberapa besaran fisis perlu konstan. Apabila nampak ada satu besaran yang bisa dimanfaatkan sekarang, maka mestinya ada bentuk lain dari besaran tersebut yang tidak dapat dimanfaatkan lagi di masa datang Hakekat Pendidikan untuk Pengembangan Berkelanjutan (Education for Sustainable Development/EfSD): Perlu kebijaksanaan atau kehati-hatian dari kita semua dalam memanfaatkan alam