Tekanan

https://docs.google.com/file/d/0B6HtiRq-3YEmSGp4OHVOUW9SeXM/edit

Suhu dan Pengukuran

Suhu dan pengukuran

Pengertian :

Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Perasaan kita tidak dapat menyatakan suhu suatu benda dengan tepat, indera peraba kita tidak dapat menyatakan suhu dengan tepat, maka manusia membuat alat yang dapat mengukur besar kecilnya suhu.

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu suatu benda dengan tepat.

Sifat – sifat fisik zat yang dapat digunakan untuk membuat termometer antara lain :

a.    Pemuai suatu kolom cairan dalam suatu pipa kapiler

b.    Hambatan listrik pada seutas kawat platina

c.    Beda potensial pada suatu termokopel

d.    Pemuaian suatu keping bimetal

e.    Tekanan gas pada volume tetap

f.     Radiasi yang dipancarkan benda.

Sifat mutlak yang dibutuhkan oleh sebuah termometer :

1.    Skalanya mudah dibaca

2.    Aman untuk digunakan

3.    Kepekaan pengukurannya

4.    Jangkauan suhu yang mampu diukur

1.    Termometer Cairan

Terbuat dari pipa kaca yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa). Termometer dibuat dengan prinsip bahwa volume air akan berubah jika di panaskan/di dinginkan.

Zat cair pengisi termometer ada 2 macam yaitu air raksa dan alkohol.

A.    Termometer air raksa.

Termometer raksa adalah termometer yang bahan pengisinya adalah raksa. 

Sebagai contoh termometer raksa adalah termometer skala Celsius.

Keuntungannya:

1.     Mudah dilihat karena mengkilat.

2.     Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai dan menyusut 

3.  Raksa terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

4.    Jangkauan Suhu raksa cukup lebar (- 40⁰ C sampai dengan 360⁰ C)

5.    Volume air raksa berubah secara teratur.

Kerugiannya:

1.    Harganya mahal.

2.    Tidak dapat untuk mengukur suhu yang sangat rendah.

3.    Zat yang beracun jika tabungnya pecah berbahaya.

B.    Termometer Alkohol.

Alkohol juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer.

Keuntunganya :

1.    Harganya murah.

2.    Pengukuranya lebih teliti, karena untuk kenaikan suhu yang kecil alkohol mengalami kenaikan volume yang lebih besar.

3.    Dapat mengukur suhu yang rendah (titik bekunya -112⁰ C).

Kerugianya :

1.    Membasahi dinding kaca.

2.    Titik didihnya rendah (78⁰ C).

3.    Tidak bewarna, harus di beri pewarna sendiri.

 Air tidak dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer karena:

1.    air membasahi dinding;

2.    tidak berwarna sehingga sulit dibaca

3.    jangkauan suhu terbatas 0^o C - 100^o C

4.    perubahan volume air sangat kecil ketika suhu dinaikkan

5.    air penghantar panas yang kurang jelek sehingga dibutuhkan waktu yang lama.

Ada beberapa termometer zat cair yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain :

1.    Termometer klinis,

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Skala termometer klinis terletak antara 35^oC dan 42^oC.

2.    Termometer dinding,

Termometer dinding digunakan untuk mengukur suhu ruang. Sesuai dengan namanya, termometer ini dipasang pada dinding ruangan. Skala termometer ini memiliki jangkauan suhu yang dapat terjadi dalam ruang, misalnya –50^oC sampai 50^oC

3.    Termometer maksimum minimum Six.

Termometer maksimum-minimum Six  digunakan untuk mengukur suhu dalam rumah kaca, yaitu bangunan yang digunakan untuk menanam tumbuh-tumbuhan sebagai bahan penelitian. Pada umumnya suhu maksimum terjadi pada siang hari dan suhu minimum terjadi pada malam hari.

Termometer maksimum-minimum Six dilengkapi dengan dua skala, yaitu skala minimum pada pipa kiri dan skala maksimum pada pipa kanan. Jadi, suhu maksimum dan suhu minimum dapat dibaca sesuai dengan tinggi kolom raksa pada masing-masing pipa.

2. Termometer Lain

A.   Termometer Bimetal

Termometer bimetal dibuat dari dua lempeng logam yang berbeda jenisnya. Kedua logam ini direkatkan satu sama lain (lihat Gambar). Apabila lempeng bimatel dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah salah satu logam. Jadi, lempeng bimetal akan melengkung apabila suhunya berubah. Lempeng bimetal pada umumnya dibuat bentuk spiral yang salah satu ujungnya dihubungkan dengan jarum penunjuk. Akibat perubahan suhu, jarum penunjuk akan bergerak dan menunjukkan angka tertentu.

   

B.   Termometer Hambatan/Platina

Prinsip termometer hambatan adalah memanfaatkan perubahan hambatan logam (platina) akibat perubahan suhu. Platina dililitkan pada mika dan dimasukkan ke dalam gelas silika atau tabung perak yang tahan panas. Ujung-ujung kawat platina dihubungkan dengan alat ukur hambatan, misalnya jembatan Wheatstone,  yang diletakkan di luar tabung. Termometer hambatan memiliki ketelitian yang tinggi. Ketelitian pengukuran dapat mencapai 0,0001^oC. Jangkauan pengukuran sangat lebar, yaitu –250^oC sampai dengan 1760^oC. Termometer hambatan sering digunakan untuk mengukur suhu mesin mobil.

C.   Termometer Gas

Prinsip termometer gas adalah pada volume tetap tekanan gas akan bertambah seiring dengan perubahan suhu. Secara sederhana bentuk termometer gas seperti ditunjukkan pada Gambar. Termometer gas dapat mengukur suhu yang lebih teliti daripada termometer zat cair. Termometer gas mampu mengukur suhu tinggi hingga 1500^oC. Termometer gas helium pada tekanan rendah mampu mengukur suhu hingga –250^oC.

D.   Pyrometer Optik

Bagaimanakah cara mengukur suhu bara api? Apabila digunakan termometer zat cair, pasti termometernya pecah. Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi, misalnya suhu tungku peleburan baja, digunakan pyrometer optik Gambar. Alat ini mengukur intensitas radiasi yang dihasilkan oleh bahan yang berpendar. Berbeda dengan penggunaan termometer zat cair, pyrometer optik tidak menyentuh benda yang diukur suhunya. Dengan demikian, pyrometer optik dapat mengukur suhu benda yang sangat tinggi 

Skala Termometer

Untuk menentukan skala sebuah termometer diperlukan dua titik tetap: titik lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air sebagai titik tetap atas.

1.    Termometer Skala Celsius

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Untuk mengetahui suhu benda yang diukur, termometer perlu diberi skala. Proses memberi skala pada termometer dinamakan kalibrasi.

Langkah – langkah Kalibrasi antara lain:

1. Menentukan Titik Tetap Bawah
2. Menentukan Titik Tetap Atas
3. Membuat Pembagian Skala
4. Memperluas skala di bawah titik tetap bawah dan di atas titik tetap atas

2.   Termometer Skala Kelvin

Para ilmuwan lebih suka menggunakan termometer skala Kelvin. Oleh karena itu, dalam SI (Sistem Internasional) satuan suhu adalah kelvin (K). Skala Kelvin tidak dikalibrasi berdasarkan titik lebur es dan titik didih air, tetapi dikalibrasi berdasarkan energi yang dimiliki oleh partikel-partikel dalam benda.  Apabila suhu benda turun, gerak partikel lambat. Sebaliknya, apabila suhu benda naik gerak partikel cepat. Ketika suhu benda mencapai –273,15^oC, biasanya dibulatkan menjadi –273^oC, partikel-partikel tidak bergerak sama sekali. Suhu   –273^oC merupakan suhu paling rendah yang dapat dimiliki benda. Oleh karena itu, suhu –273^oC dinamakan suhu nol mutlak.

Seperti telah diuraikan di atas, –273^oC sama dengan 0^o K atau 0^oC = 273 K. Oleh karena itu, pada skala Kelvin titik lebur es 0^oC diberi angka 273 K dan titik didih air 100^oC diberi angka 373 K. Jadi,

                                    0^oC = 273 K dan 100^oC = 373 K.

Dengan demikian,

                                                           

3.    Termometer Skala Fahrenheit

Dalam termometer skala Fahrenheit, yang biasa digunakan di Amerika Serikat, suhu titik lebur es 32^oF dan suhu titik didih air 212^oF. Jadi, antara titik lebur es dan titik didih air dibagi menjadi 180 bagian yang sama. Pada skala Celsius antara titik lebur es dan titik didih air dibagi menjadi 100 bagian yang sama. Jadi, perbandingan skala suhu Celsius t_C dan t_F adalah

Artinya, perubahan suhu sebesar satu derajat Celsius sama dengan perubahan sebesar  derajat Fahrenheit. Untuk mengubah suhu dari Fahrenheit ke Celsius (atau sebaliknya) harus diperhatikan bahwa pada saat termometer skala Celsius menunjukkan angka 0^oC skala Fahrenheit menunjukkan angka 32^oF.

Dengan demikian, diperoleh

Fungsi Kuadrat

Modul Fungsi Kuadrat dapat di lihat pada blog berikut :

Fungsi Kuadrat

Pesawat Sederhana

Modul Pesawat sederhana dapat di lihat di blog berikut :
Pesawat Sederhana

Gaya dan Hukum Newton (2)

http://www.slideshare.net/slametwdt/materi-gaya-9051634

Gaya dan Hukum Newton

https://docs.google.com/presentation/d/1vbAHAuiBbnODxnQZnYa69d7DgnPeYSlpG0UkRp6L3gM/edit#slide=id.p14

BEDAH SKL FISIKA 2

Bedah SKL Fisika

Cahaya

CAHAYA DAN ALAT OPTIK

A.   PENGERTIAN CAHAYA

Menurut :

1.      Isaac Newton menyatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel kecil yang disebut korpuskel. Bila suatu sumber cahaya memancarkan cahaya maka partikel-partikel tersebut akan mengenai mata dan menimbulkan kesan akan benda tersebut.

2.     Huygens, menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang, karena sifat-sifat cahaya mirip dengan sifat-sifat gelombang bunyi.  Perbedaan antara gelombang cahaya dan gelombang bunyi terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya.

3.      Maxwell menyatakan bahwa sesungguhnya cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3 × 10⁸ m/s. Gelombang elektromagnetik tercipta dari perpaduan antara kuat medan listrik dan kuat medan magnet yang saling tegak lurus. Gelombang elektromagnetik juga termasuk gelombang transversal, yang ditunjukkan dengan peristiwa polarisasi.

4. Berdasarkan penelitian-penelitian lebih lanjut, cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang, cahaya dapat dipantulkan dan dibiaskan, serta mengalami polarisasi dan interferensi.

Proses mata meihat benda adalah cahaya dihasilkan oleh benda atau cahaya dipabtulkan oleh benda menuju ke mata kita sehingga cahaya dapat masuk ke mata dan mengenai sensor cahjaya dan dikirim ke otak kita.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena dapat merambat tanpa adanya medium (zat perantara) dengan panjang gelombang antara 400 – 600 nm.

Cahaya Tampak  adalah bagian dari spektrum cahaya yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Cahaya  tak Tampak adalah bagian dari spektrum cahaya yang tidak dapat ditangkap oleh mata manusia.

B.     Sifat – sifat Cahaya

1.      Cahaya merambat lurus

2.      Memiliki arah rambatan tegak lurus dengan arah getaran

3.      Memiliki energi

4.      Dapat dipancarkan dalam bentuk radiasi

5.      Dapat dipantulkan

6.      Dapat dibiaskan

7.      Dapat di dispersi (diuraikan)

C.    Bayangan Umbra dan Penumbra

Karena cahaya merambat lurus, dan mengenai benda, maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap. Ruang gelap di belakang benda yang terkena cahaya disebut bayang-bayang. Bayangan – bayangan terdiri dari dua bagian :

1.     Umbra  yaitu bagian bayang-bayang yang sangat gelap karena cahaya terhalang seluruhnya.

2.      Penumbra yaitu daerah di luar umbra dan tampak kabur karena masih menerima sebagian cahaya.

D.    Klasifikasi Benda berdasarkan daya tembus cahaya

Berdasarkan daya tembus terhadap cahaya, benda digolongkan menjadi:

1.      Benda bening :

benda yang meneruskan semua cahaya yang mengenainya, misalkan kaca

2.      Benda tembus cahaya :

benda yang meneruskan sebagian  cahaya yang mengenainya, misalkan kertas tipis

3.      Benda tidak tembus cahaya : 

benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang mengenainya misalkan kayu

E.   Pemantulan Cahaya

Jenis Pemantulan cahaya :

1.     Pemantulan baur  terjadi pada permukaan pantul yang tidak rata, misalnya dinding dan kayu. Ketika cahaya mengenai permukaan pantul yang tidak rata maka cahaya tersebut dipantulkan dengan arah yang tidak beraturan, keuntungan bagi kita :

a.    Tempat yang tidak terkena cahaya secara langsung masih terlihat terang. 

b.      Berkas cahaya pantulnya tidak menyilaukan.

2.      Pemantulan teratur terjadi pada permukaan pantul yang mendatar atau rata. Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan pantul yang rata, seluruh cahaya yang datang akan dipantulkan dengan arah yang teratur.Pemantulan teratur bersifat menyilaukan, namun ukuran bayangan yang terbentuk sesuai dengan ukuran benda. Pemantulan teratur biasa terjadi pada cermin.

Cermin merupakan alat yang dapat memantulkan hampir seluruh cahaya yang mengenainya. Cermin ada tiga macam, yaitu cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung.

Hukum Pemantulan snellius; yang berbunyi :

1.      Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

2.      Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (p)

Berdasarkan pemantulan cahaya bayangan dibedakan menjadi :

1.      Bayangan Nyata : bayangan yang terjadi karena perpotongan sinar – sinar pantul. Bayangan nyata tidak dapat dilihat langsung oleh mata tetapi dapat ditangkap oleh layar.

2.      Bayangan Maya : bayangan yang terjadi karena perpotongan perpanjangan sinar – sinar pantul. Bayangan maya dapat dilihat langsung oleh mata dan tidak dapat di tangkap oleh layar.

F.     Sifat Bayangan yang terbentuk pada Cermin datar

a.       Maya,

b.      Tegak,

c.       Sama Besar,

d.      Jarak benda dengan cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin,

e.       Menghadap terbalik dengan bendanya.

Jumlah bayangan yang terbentuk apabila benda berada di depan dua buah cermin yang membentuk sudut α  dapat kita hitung dengan persamaan:

G.    Pemantulan cahaya pada cermin Lengkung.

Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya lengkung. Ada dua jenis cermin lengkung yaitu :

a.       Cermin cekung : permukaan yang memantulkan cahaya bagian dalamnya. Bersifat mengumpulkan sinar yang datang padanya (Konvergen). Sinar pantul yang berpotongan pada satu titik disebut fokus.

Sinar – sinar istimewa pada cermin cekung

1.      Sinar datang sejajar dengan sumbu utama di pantulkan melalui fokus.

2.      Sinar datang melalui fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

3.      Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan akan dipantulkan melalui titik pusat cermin

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah garis yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dengan titik fokus.

Untuk membentuk bayangan sebuah benda cukup menggunakan dua buah sinar istimewa.

Sifat – Sifat Bayangan pada cermin Cekung.

1.      Jika benda berada di ruang I, maka bayangan berada di ruang IV. Sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperbesar.

2.      Jika benda berada di ruang II, maka bayangan berada di ruang III. Sifat bayangannnya adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.

3.      Jika benda berada di ruang III, maka bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan diperkecil

4.      Jika benda berada tepat di pusat kelengkungan cermin (M), maka bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan sama besar.

5.      Jika benda tepat di fokus (f), maka tidak terbentuk bayangan bayangan.

Kegunaan cermin Cekung.

1.      Kaca rias

Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar.

2.      Parabola

Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang

3.      Teropong

Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler

b.      Cermin cembung : permukaan yang memantulkan cahaya bagian luarnya. Bersifat menyebarkan sinar yang datang padanya (Divergen). Oleh karena itu jari – jari kelengkungan cermin negatif.

Sinar – sinar istimewa pada cermin cembung

1.      Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus

2.      Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

3.      Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan akan dipantulkan seolah-olah datang dari titik pusat cermin

Untuk membentuk bayangan sebuah benda cukup menggunakan dua buah sinar istimewa.

Sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin cembung untuk benda yang berada di depan cermin adalah Maya, Tegak, diperkecil.

Cermin cembung digunakan untuk :

1.      Kaca Spion Mobil/Motor

2.      Kaca pantul di persimpangan jalan

3.      kaca pengintai pada supermarket

H.    Pembiasan cahaya

Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air.