33447722 makalah fisika dasar

5/28/2018 33447722 Makalah Fisika Dasar

1/41

MAKALAH FISIKA

D

I

S

U

S

UN

OLEH

AMIR HULOPI

NIM : 411 409 072

JURUSAN S1. PEND. MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO ANGKATAN

2009/2010

1


2/41

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah menolong hambanya

menyelesaikan makalah ini dengan penuh kemudahan. Tanpa pertolongan Dia

mungkin penyusun tidak akan sanggup menyelesaikan dengan baik.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu, yang disajikan

berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di susun oleh

penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri penyusun

maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama

pertolongan dari Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Makalah ini memuat tentang esetimbangan, !luida, "etaran dan

"elombang, Bunyi, Temperatur dan Teori inetik, alor serta Termodinamika.

Semoga makalah ini dapat memberikan #a#asan yang lebih luas kepada

pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. $enyusun

mohon untuk saran dan kritiknya. Demikian makalah ini disusun terima kasih atas

perhatiannya.

"orontalo, Desember %&&'

$enyusun

2


3/41

DAFTAR ISI

Bab I Kesetimbangan

1. Statika

2. Syarat-Syarat Kesetimbangan

3. Elastisitas, Tegangan, dan Regangan

Bab II Fluida

2.1 Ruang lingkup mekanika luida

2.2 Siat-siat luida

2.3 Karakteristik Fluida

Bab ((( "etaran dan "elombang

).* "etaran

).*.* "erak +armonis Sederhana

).*.% "erak +armonis Teredam

).*.) "etaran yang dipaksakan -esonansi

).% "elombang

).%.* enis/jenis "elombang

).%.*.* "elombang trans0ersal

).%.*.% "elombang longitudinal

).%.*.) "elombang ompresi

).%.*.1 "elombang 2leksural dan torsional

).%.*.3 "elombang Berdiri

).) $embiasan dan Di2raksi

).1 Superposisi "elombang

Bab (4 Bunyi

1. !engertian Bunyi

2. Siat-Siat "asar Bunyi

3. Intensitas Bunyi

#. Tara Intensitas

$. Res%nansi

3


4/41

&. Eek "%ppler

Bab ' Temperatur dan Te%ri Kinetik

1. !engertian Temperatur

2. (ukum )as Ideal

3. Te%ri Kinetik

Bab 4( alor

5.* $engertian kalor

5.% $erpindahan kalor

5.) alor jenis

5.1 alor sebagai trans2er energy5.3 $erbedaan antara temperature , kalor dan energy dalam

5.5 alor 6aten

5.7 8nergy dalam gas ideal

Bab 4(( Termodinamika

*.1 !engertian Term%dinamika

*.2 Sistem Term%dinamika

*.3 Keadaan Term%dinamika

*.# (ukum-+ukum dasar term%dinamika

*.$ !enerapan (ukum Term%dinamika !ertama pada Beberapa

!r%ses Term%dinamika

*.& !enerapan (ukum !ertama Term%dinamika pada anusia

*.* 8ntropi dan +ukum/hukum termodinamika kedua

7.9 eteraturan dan etidakteraturan :konsep 8ntropi;

Da2tar $ustaka

#


5/41

BAB I

KESETIMBANGAN

1.1 Stt!"

Statika adalah ilmu 2isika yang mempelajari gaya yang bekerja pada

sebuah benda yang diam :Benda berada dalam kesetimbangan statis;. Misalnya

batu yang diam di atas permukaan tanah, mobil yang lagi parkir di jalan atau

garasi, kereta api yang lagi mangkal di stasiun, pesa#at yang lagi baring/baring di

bandara dll.

etika sebuah benda diam, tidak berarti tidak ada gaya yang bekerja pada

benda itu. Minimal ada gaya gra0itasi bumi yang bekerja pada benda tersebut

(arah gaya gravitasi menuju pusat bumi alias ke bawah). Ne#ton dalam hukum ((

Ne#ton mengatakan bah#a jika terdapat gaya total yang bekerja pada sebuah

benda maka benda itu akan mengalami percepatan alias bergerak lurus. etika

sebuah benda diam, gaya total < &. $asti ada gaya lain yang mengimbangi gaya

gra0itasi, sehingga gaya total < &. "aya itu adalah gaya normal.

Misalnya terdapat sebuah benda yang terletak di atas permukaan meja.

Benda ini sedang diam. $ada benda bekerja gaya berat :#; yang arahnya tegak

lurus ke ba#ah alias menuju pusat bumi. Gaya berat itu disebut gaya gravitasi

yang bekerja pada benda. "aya yang mengimbangi gaya gra0itasi adalah gaya

Normal :N;. Arah gaya normal tegak lurus ke atas, berla#anan dengan arah gaya

gra0itasi. Besar gaya normal < besar gaya gra0itasi, sehingga gaya total < &.

edua gaya ini bukan aksi reaksi karena gaya gra0itasi dan gaya normal bekerja

$
http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/http://www.gurumuda.com/hukum-newton-2/


6/41

pada benda yang sama. Dua gaya disebut aksi reaksi jika bekerja pada benda yang

berbeda.

Benda dalam ilustrasi di atas dikatakan berada dalam keseimbangan statis.

$emahaman dan perhitungan mengenai gaya/gaya yang bekerja pada benda yang

berada dalam keadaan seimbang sangat penting, khususnya bagi para ahli

perteknikan :arsitek dan insinyur;. Dalam merancang sesuatu, baik gedung,

jembatan, kendaraan, dll, para arsitek dan insinyur juga memperhitungkan secara

saksama, apakah struktur suatu bangunan, kendaraan, dll, mampu menahan gaya/

gaya tersebut. Benda sekuat apapun bisa mengalami perubahan bentuk :bengkok;

atau bahkan bisa patah jika gaya yang bekerja pada benda terlalu besar.

1.2 S#$t%S#$t K&'&t!()*+*

o S#$t P&$t(

Dalam hukum (( Ne#ton, kita belajar bah#a jika terdapat gaya total yang

bekerja pada sebuah benda (benda dianggap sebagai partikel tunggal), maka

benda akan bergerak lurus, di mana arah gerakan benda < arah gaya total. ita

bisa menyimpulkan bah#a untuk membuat sebuah benda diam, maka gaya total

harus < &. "aya total < umlah semua gaya yang bekerja pada benda. Secara

matematis bisa kita tulis seperti ini

$ersamaan +ukum (( Ne#ton

etika sebuah benda diam, benda tidak punya percepatan :a;. arena

percepatan :a; < &, maka persamaan di atas berubah menjadi

o S#$t K&,-

Dalam dinamika rotasi, kita belajar bah#a jika terdapat torsi total yang

bekerja pada sebuah benda :benda dianggap sebagai benda tegar;, maka benda

&


7/41

akan melakukan gerak rotasi. Dengan demikian, agar benda tidak berotasi :baca

tidak bergerak;, maka torsi total harus < &. Torsi total < jumlah semua torsi yang

bekerja pada benda. Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut

$ersamaan +ukum (( Ne#ton untuk gerak rotasi

etika sebuah benda diam :tidak berotasi;, benda tidak punya percepatan

sudut :al2a;. arena percepatan sudut < &, maka persamaan di atas berubah

menjadi

1. E't!'!t' T&+*+* ,* R&+*+*

8lastisitas

etika kita menarik karet mainan sampai batas tertentu, karet tersebut

bertambah panjang. silahkan dicoba kalau tidak percaya. ika tarikannya

dilepaskan, maka karet akan kembali ke panjang semula. Demikian juga ketika

merentangkan pegas, pegas tersebut akan bertambah panjang. tetapi ketika

dilepaskan, panjang pegas akan kembali seperti semula. Apabila di laboratorium

sekolah anda terdapat pegas, silahkan melakukan pembuktian ini. -egangkan

pegas tersebut dan ketika dilepaskan maka panjang pegas akan kembali seperti

semula. Mengapa demikian = hal itu disebabkan karena benda/benda tersebut

memiliki si2at elastis. 8lastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda

untuk kembali ke bentuk a#alnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda

tersebut dihilangkan. ika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis,

maka bentuk benda tersebut berubah. >ntuk pegas dan karet, yang dimaksudkan

dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang.

1. Hukum Hooke Pada Pegas

Misalnya kita tinjau pegas yang dipasang horisontal, di mana pada ujung

pegas tersebut dikaitkan sebuah benda bermassa m. Massa benda kita abaikan,

*
http://www.gurumuda.com/rotasi-benda-tegar/http://www.gurumuda.com/rotasi-benda-tegar/


8/41

demikian juga dengan gaya gesekan, sehingga benda meluncur pada permukaan

horisontal tanpa hambatan. Terlebih dahulu kita tetapkan arah positi2 ke kanan

dan arah negati2 ke kiri. Setiap pegas memiliki panjang alami, jika pada pegas

tersebut tidak diberikan gaya. $ada kedaan ini, benda yang dikaitkan pada ujung

pegas berada dalam posisi setimbang :lihat gambar a;. >ntuk semakin

memudahkan pemahaman kita, sebaiknya dilakukan juga percobaan.

1. Hukum Hooke Untuk Benda Non Pegas

+ukum hooke ternyata berlaku juga untuk semua benda padat, dari besi

sampai tulang tetapi hanya sampai pada batas/batas tertentu. Mari kita tinjau

sebuah batang logam yang digantung 0ertikal, seperti yang tampak pada gambar

di ba#ah.

$ada benda bekerja gaya berat (berat = gaya gravitasi yang bekerja padabenda), yang besarnya < mg dan arahnya menuju ke ba#ah (tegak lurus

permukaan bumi).Akibat adanya gaya berat, batang logam tersebut bertambah

panjang sejauh :delta6;

ika besar pertambahan panjang :delta6; lebih kecil dibandingkan dengan

panjang batang logam, hasil eksperimen membuktikan bah#a pertambahan

panjang :delta 6; sebanding dengan gaya berat yang bekerja pada benda.

$erbandingan ini dinyatakan dengan persamaan


9/41

$ersamaan ini kadang disebut sebagai hukum +ooke. ita juga bisa

menggantikan gaya berat dengan gaya tarik, seandainya pada ujung batang logam

tersebut tidak digantungkan beban.


10/41

BAB II

FLUIDA

2.1 R-*+ L!*+"- M&"*!" F-!,

-uang lingkupMekanika !luida meliputi ) kategori

Statika !luida

Statika 2luida, kadang disebut juga hidrostatika, adalah cabang

ilmu yang mempelajari 2luida dalam keadaan diam, dan merupakan sub/

bidang kajian mekanika 2luida. (stilah ini biasanya merujuk pada

penerapan matematika pada subyek tersebut. Statika 2luida mencakup

kajian kondisi 2luida dalam keadaan kesetimbangan yang stabil.

$enggunaan 2luida untuk melakukan kerja disebut hidrolika, dan ilmu

mengenai 2luida dalam keadaan bergerak disebut sebagai dinamika 2luida.

a. Tekanan Statik Dalam !luida

arena si2atnya yang tidak dapat dengan mudah dimampatkan,

2luida dapat menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan

yang berkontak dengannya. $ada keadaan diam :statik;, tekanan

tersebut bersi2at isotropik, yaitu bekerja dengan besar yang sama ke

segala arah. arakteristik ini membuat 2luida dapat mentransmisikan

gaya sepanjang sebuah pipa atau tabung, yaitu, jika sebuah gaya

diberlakukan pada 2luida dalam sebuah pipa, maka gaya tersebut akan

ditransmisikan hingga ujung pipa. ika terdapat gaya la#an di ujung

pipa yang besarnya tidak sama dengan gaya yang ditransmisikan, maka

2luida akan bergerak dalam arah yang sesuai dengan arah gaya

resultan.

onsepnya pertama kali di2ormulasikan, dalam bentuk yang agak

luas, oleh matematika#andan 2ilsu2$erancis, Blaise $ascalpada *517

yang kemudian dikenal sebagai +ukum pascal. +ukum ini mempunyai

banyak aplikasi penting dalam hidrolika. "alileo "alilei, juga adalah

bapak besar dalam hidrostatika.

b. Tekanan +idrostatik

Se0olume kecil 2luida pada kedalaman tertentu dalam sebuah

bejana akan memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat

1/
http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bidang_normal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Matematikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Filsufhttp://id.wikipedia.org/wiki/Perancishttp://id.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascalhttp://id.wikipedia.org/wiki/1647http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrolikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hidrolikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galileihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bidang_normal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Matematikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Filsufhttp://id.wikipedia.org/wiki/Perancishttp://id.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascalhttp://id.wikipedia.org/wiki/1647http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrolikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei


11/41

2luida yang ada di atasnya. >ntuk suatu 0olume yang sangat kecil,

teganganadalah sama di segala arah, dan berat 2luida yang ada di atas

0olume sangat kecil tersebut ekui0alen dengan tekanan yang

dirumuskan sebagai berikut

c. Apungan

Sebuah benda padat yang terbenam dalam 2luida akan mengalami

gaya apung yang besarnya sama dengan berat 2luida yang dipindahkan.

+al ini disebabkan oleh tekanan hidrostatik 2luida.

Sebagai contoh, sebuah kapal kontainerdapat mengapung sebab

gaya beratnya diimbangi oleh gaya apung dari air yang dipindahkan.

Makin banyak kargo yang dimuat, posisi kapal makin rendah di dalam

air, sehingga makin banyak air yang ?dipindahkan?, dan semakin besar

pula gaya apung yang bekerja. $rinsip apungan ini ditemukan oleh

Archimedes.

Dinamika !luida

Dinamika 2luida adalah subdisiplin dari mekanika 2luida yang

mempelajari 2luidabergerak. !luida terutama cairandan gas. $enyelsaian

dari masalah dinamika 2luida biasanya melibatkan perhitungan banyak

properti dari 2luida, seperti kecepatan, tekanan, kepadatan, dan suhu,

sebagai 2ungsi ruang dan #aktu. Disiplini ini memiliki beberapa

subdisiplin termasukaerodinamika :penelitian gas; dan hidrodinamika

:penelitian cairan;. Dinamika 2luida memliki aplikasi yang luas.

@ontohnya, ia digunakan dalam menghitung gaya dan moment pada

pesa#at, mass 2lo# rate dari petroleumdalam jalur pipa, dan perkiraan

polacuaca, dan bahkanteknik lalu lintas, di mana lalu lintas diperlakukan

sebagai 2luid yang berkelanjutan. Dinamika 2luida mena#arkan struktur

11
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kapal_kontainerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Archimedeshttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kepadatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aerodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Aerodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hidrodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Moment&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Moment&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawathttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mass_flow_rate&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Petroleumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Cuacahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cuacahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_lalu_lintas_transportasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_lalu_lintas_transportasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kapal_kontainerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Archimedeshttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kepadatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aerodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hidrodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Moment&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawathttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mass_flow_rate&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Petroleumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Cuacahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_lalu_lintas_transportasi&action=edit&redlink=1


12/41

matematika yang memba#ahi disiplin praktis tersebut yang juga seringkali

memerlukan hukum empirik dan semi/empirik, diturunkan dari

pengukuran arus, untuk menyelesaikan masalah praktikal.

inematika !luida

inematika adalah tinjauan gerak partikel at cair tanpa

memperhatikan gaya yang menyebabkan gerak tersebut. inematika

mempelajari kecepatan di setiap titik dalam medan aliran pada setiap saat.

Di dalam aliran at cair, pergerakan partikel/partikel at tersebut sulit

diamati, oleh karena itu biasanya digunakan kecepatan pada suatu titik

sebagai 2ungsi #aktu untuk mende2inisikan pergerakan partikel. Setelah

kecepatan didapat, maka dapat diperoleh distribusi tekanan dan gaya yang

bekerja pada at cair.

2.2 S!t%S!t F-!,

erapatan :density;

Ada ) :tiga; macam kerapatan :density; yang harus diketahui perbedaanya

*. C < kerapatan massa :mass density; ialah satuan massa per satuan isi

kgm).

%. # < berat jenis :speci2ic #eight; ialah berat per satuan isi Nm).

). s < kerapatan relati2 :relative density atau specific gravity; ialah

perbandingan berat suatu benda terhadap berat air yang mempunyai

suhu 1o@ dengan isi yang sama.

ekentalan :viscosity;

Bendaat cair yang dalam keadaan diam tidak menahan gaya

geser, akan tetapi bila cair itu mengalir maka gaya geser akan bekerja di

antara lapisan/lapisan cairan itu dan menyebabkan kecepatan yang

berbeda/beda dari lapisan/lapisan cairan.

ekentalan ialah si2at cairan yang dapat menahan gaya/gaya geser.

ekentalan :E; berkurang apabila suhu dinaikkan, untuk gas terjadi

sebaliknya bila suhu naik maka kekentalan pun menjadi naik.

12
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengukuran_arus&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengukuran_arus&action=edit&redlink=1


13/41

Ada % jenis 4iskositas yaitu

4iskositas dinamik adalah si2at 2luida yang menghubungkan tegangan

geser dengan gerakan 2luida.

4iskositas Nyata adalah kemiringan dari gra2ik tegangan geser terhadap

laju regangan geser.

Nilai 0iskositas tergantung dari 2luida tertentu dan sangat tergantung

terhadap temperatur. Seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut untuk

kur0a air :#ater;.

2. K$"t&$!'!t" F-!,

!luida dapat dikarakterisasikan sebagai

Fluida ewtonian

Fluida ewtonian:istilah yang diperoleh dari nama (saac Ne#ton;

adalah suatu 2luida yang memiliki kur0a teganganregangan yang linier.

13


14/41

@ontoh umum dari 2luida yang memiliki karakteristik ini adalah air.

eunikan dari 2luida ne#tonian adalah 2luida ini akan terus mengalir

sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada 2luida. +al ini disebabkan

karena 0iskositas dari suatu 2luida ne#tonian tidak berubah ketika terdapat

gaya yang bekerja pada 2luida

Fluida on!ewtonian

Fluida on!ewtonian adalah 2luida yang tegangan gesernya tidak

berhubungan secara linier terhadap laju regangan geser.

1#


15/41

BAB III

GETARAN DAN GELOMBANG

.1 G&t$*

"etaran dan gerak gelombang merupakan subyek yang berhubungan erat.

"elombang laut, gelombang pada senar gelombang gempa bumi atau gelombang

suara di udara mempunyai getaran sebagai sumbernya. $ada kasus suara, tidak

hanya sumber yang bergetar, tetapi juga penerimanya gendang telinga atau

membran sebuah mikro2on. Dan memang, medium dimana gelombang merambat

juga bergetar seperti udara pada gelombang suara.

".#.# Gerak $armonis %ederhana

etika sebuah getaran atau osilasi terulang sendiri, ke depan dan belakang

pada lintasan yang sama, gerakan tersebut disebut periodik. Bentuk yang paling

sederhana dari gerak periodik direpresentasikan oleh sebuah benda yang berosilasi

di ujung pegas.

".#.& Gerak $armonis 'eredam

Amplitudo semua pegas atau pendulum yang berayun pada kenyataannya

perlahan/lahan berkurang terhadap #aktu sampai osilasi berhenti sama sekali,

gerak ini disebut gerak harmonis teredam. -edaman biasanya disebabkan oleh

hambatan udara dan gesekan internal pada sistem yang berosilasi.

".#." Getaran yang dipaksakan esonansi

etika sistem yang bergetar mulai bergerak, sistem tersebut bergetar

dengan 2rekuensi alaminya. Bagaimanapun, sistem bisa memiliki gaya eksternal

yang bekerja padanya yang mempunyai 2rekuensi sendiri, berarti kita

mendapatkan getaran yang dipaksakan. @ontoh kita bisa menarik massa pada

pegas bolak/balik dengan 2rekuensi :2; massa kemudian bergetar pada 2rekuensi

:2; dari gaya eksternal, bahkan jika 2rekuensi ini berbeda dari 2rekuensi alami

pegas, yang sekarang akan kita beri nama 2&dimana persamaannya

m

kf

=%

*

&

1$


16/41

Dalam hal ini benda akan bergetar dengan amplitudo yang besar ketika

2rekuensi alaminya sama dengan 2rekuensi gaya eksternal periodiknya. Sebagai

model misalkan gaya eksternal periodiknya diberikan oleh ! < !r cos Ft

sehingga persamaan geraknya ! < /kG/b0 H !rcos Ft.

$enyelesaian persamaan di atas dapat ditulis

( )+= t*s i nG

F+

r

Dengan

( )%%%%

*mG =

Dan

G

bcosarc

=

Tampak bah#a nilai " akan minimum dan amplitudo akan maksimum.

.2 G&3()*+

"elombang adalah getaran yang merambat. adi di setiap titik yang dilalui

gelombang terjadi getaran, dan getaran tersebut berubah 2asenya sehingga tampak

sebagai getaran yang merambat. Terkait dengan arah getar dan arah rambatnya,

gelombang dibagi menjadi dua yaitu gelombang trans0ersal dan gelombang

longitudinal. "elombang trans0ersal arah rambatnya tegak lurus dengan arah

getarannya, sedangkan gelombang longitudinal arah rambatnya searah denganarah getarannya.

$ersamaan gelombang memenuhi bentuk

%%

%

%

%

dtv

,d-

d.

,d=

Bentuk umum penyelesaian persamaan di atas adalah semua 2ungsi yang

berbentuk G :,t; < G : 0t;.

1&


17/41

Bentuk yang cukup sederhana yang menggambarkan gelombang

sinusoidal adalah penyelesaian yang berbentuk

G:,t; < A sin :k t H ;

>ntuk suatu #aktu :t; tertentu :misal t < & dan pilih < &;, maka

G:,t; < A sin :k;

".&.# /enis!jenis Gelombang

).%.*.* "elombang trans0ersal

etika sebuah gelombang merambat sepanjang sebuah tali, katakanlah

dari kiri ke kanan. $artikel/partikel tali bergetar ke atas dan ke ba#ah dalam arah

trans0ersal :gerak lurus; terhadap gerak gelombang itu sendiri. "elombang inilah

yang disebut dengan gelombang trans0ersal.

).%.*.% "elombang longitudinal

"elombang longitudinal dapat diklari2ikasikan menjadi beberapa tipe

gelombang yaitu gelombang kompresi, gelombang sheargunting, gelombang

2leksuralmelengkung dan torsional. Terjadinya berbagai tipe gelombang tersebut

oleh karena medium yang dile#ati bunyi beraneka ragam.

).%.*.) "elombang ompresi

"elombang ini hanya terdapat di udaraatmos2ir. alau gelombang ini

mengenai 2luida :at cair& maka gelombang tersebut tersimpan sebagai energi

kinetik dan potensial.

Dalam perambatan akan mengalami perubahan bentuk. Apabila

gelombang ini mengenai materi padat maka akan menimbulkan gelombang

2leksural :gelombang bending; dan gelombang torsional.

).%.*.1 "elombang 2leksural dan torsional

Dibangkitkan oleh gelombang shear. Merupakan kombinasi dari kompresi/

tension.

).%.*.3 "elombang Berdiri

Menggetarkan tali dengan 2rekuensi yang tepat kedua gelombang akan

berinte2erensi sedemikian sehingga akan dihasilkan gelombang berdiri dengan

amplitudo besar, karena tampaknya tidak merambat. Tali hanya berosilasi ke atas

ke ba#ah dengan pola yang tetap. Titik inter2erensi destrukti2, dimana tali tetap

1*


18/41

diam disebut simpul titik inter2erensi konstrukti2 dimana tali berosilasi dengan

amplitudo maksimum disebut perut. "elombang berdiri dapat terjadi pada leb

. P&()!'* ,* D!$"'!

$embiasan

etika gelombang mengenai perbatasan sebagian energi dipantulkan dan sebagian

diteruskan atau diserap. etika gelombang dua atau tiga dimensi yang merambat

pada satu medium menyeberangi perbatasan ke medium dimana kecepatannya

berbeda, gelombang yang ditransmikiskan bisa merambat dengan arah yang

berbeda dari gelombang datang.

Di2raksi

"elombang/gelombang menyebar se#aktu merambat dan ketika menemui

penghalang, gelombang ini berbelok mengitarinya dan memasuki daerah

berikutnya untuk gelombang air. !enomena ini disebut di2raksi.

.4 S-&$3'!'! G&3()*+

Dua buah gelombang dapat dijumlahkan atau disuperposisikan. Ada

beberapa kasus yang akan kita tinjau. asus dua gelombang dengan , k sama

tetapi berbeda 2asenya. asus dua gelombang dengan , k sama tetapi arah

geraknya berla#anan. asus dua gelombang dengan dan k nya berbeda sedikit.

Beda !ase

Misalkan kita punya

G*< A sin :k/ t H *;

G%< A sin :k/ t H %;

$enjumlahan kedua gelombang ini menghasilkan

Gtotal< G*H G%< %A sin :k/ t H ; cos : ;

Dengan < : *H %;% dan < : */ %;%

Beda Arah ecepatan

Misalkan kita punya

G*< A sin :k/ t;

G%< A sin :kH t;


1


19/41

Gtotal< G*H G%< %A sin :k; cos : t;

!enomena ini sering disebut sebagai gelombang tegak

Beda !rekuensi dan $anjang "elombang

Misalkan kita punya

G*< A sin :k*/ *t;

G%< A sin :k%/ %t;


Gtotal< G*H G%< %A sin :k / t H ; cos : k/ t;

Dengan k < :k*H k%;%, < : *H %;% dan k < :k*/k%;%, < : */

%;%etika bedanya sangat kecil maka muncul 2enomena yang disebut sebagai

layangan.

1


20/41

BAB IV

BUNI

4.1 P&*+&$t!* B-*#!

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombanglongitudinal

yang merambat melalui medium. Medium atau at perantara ini dapat berupa at

cair, padat, gas. adi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air,

batu bara, atau udara.

4.2 S!t%S!t D'$ B-*#!

a. "elombang Bunyi Dihasilkan oleh Benda yang Bergetar

Suatu benda :sumber bunyi; yang melakukan getaran akan

menghasilkan gelombang bunyi, misalnya jika sebuah garputala dipukul

akan menghasilkan suatu bunyi, atau ketika kita berbicara :bersuara; pita

suara bergetar, getaran itu dapat kita rasakan saat tenggorokan kita pegang.

b. "elombang Bunyi Memerlukan Medium >ntuk Merambat

>ntuk mengetahui apakah gelombang bunyi dapat merambat tanpa

melalui medium, dapat dilakukan demonstrasi dengan menggunakan

sebuah bel listrik yang diletakkan di dalam penyungkup pompa udara. ika

bel dibunyikan, maka kita akan mendengar bunyi bel itu. emudian udara

dalam penyungkup pompa udara dikeluarkan sedikit demi sedikit, ternyata

bunyi bel semakin lama terdengar semakin lemah. etika udara di dalam

penyungkup pompa udara dikeluarkan semua ternyata bunyi bel tidak

terdengar sama sekali, #alaupun bel itu masih bergetar.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bah#a bunyi memerlukan at

antara atau medium untuk merambat. Dengan kata lain bunyi tidak dapat

merambat tanpa adanya medium atau at perantara, misalnya didalam

ruang hampa udara

c. "elombang Bunyi Dapat Merambat Melalui Iat $adat, @air, dan "as

"elombang bunyi selain dapat merambat melalui udara seperti yang

dijelaskan sebelumnya, dapat juga merambat melalui at padat dan at

2/
http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairhttp://id.wikipedia.org/wiki/Padathttp://id.wikipedia.org/wiki/Padathttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Batu_barahttp://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairhttp://id.wikipedia.org/wiki/Padathttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Batu_barahttp://id.wikipedia.org/wiki/Udara


21/41

cair. Misalnya untuk mendengarkan suara kereta api dapat didengarkan

melaui rel kereta api #alaupun kereta apinya belum tampak. +al ini

menunjukkan bah#a bunyi dapat merambat dalam at padat. Bunyi juga

dapat terdengar ketika terjadi benturan antara kelereng dan dasar gelas

yang berisi air atau pada saat kamu menyelam di kolam renang suara/suara

yang ada di atas permukaan air dapat terdengar.

4. I*t&*'!t' B-*#!

Besarnya energi gelombang yang mele#ati suatu permukaan disebut

dengan intensitas gelombang. (ntensitas gelombang :& dide2inisikan sebagai

jumlah energi gelombang per satuan #aktu :daya; per satuan luas yang tegak

lurus terhadap arah rambat gelombang. +ubungan antara daya, luas, dan intensitas

memenuhi persamaan

I5 P/A

Dengan

$ < daya atau energy gelombang per satuan #aktu :Watt;

A


22/41

manusia adalah *& /*% Wm/% dan batasan pendengaran tertinggi pada

manusia adalah * Wm/%.

4.4 T$ I*t&*'!t'

epekaan telinga manusia normal terhadap intensitas bunyi memiliki dua

ambang, yaitu ambang pendengaran dan ambang rasa sakit. Bunyi dengan

intensitas di ba#ah ambang pendengaran tidak dapat didengar. (ntensitas ambang

pendengaran bergantung pada 2rekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi.

!rekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia normal adalah antara %& +

sampai dengan %& k+. Di luar batas 2rekuensi tersebut , anda tidak dapat

mendengarnya.

Telah diketahui bah#a batas intensitas bunyi yang dapat merangsang

pendengaran manusia berada antara *&/*% Wm/% dan * Wm/%. >ntuk melihat

bilangan yang lebih riil, dipakai skala logaritma yaitu logaritma perbandingan

antara intensitas bunyi dan harga ambang intensitas bunyi yang anda dengar, dan

disebut dengan tara2 intensitas :T(;. +ubungan antara ( dan T( dinyatakan dengan

persamaan.

TI510 3+ I/I

Dengan

(J < ambang intensitas endengaran < *&/*% Wm/%

( < intensitas bunyi :Wm/%;

T( < tara2 intensitas :dB;

4.; R&'3**'!

-esonansi adalah peristi#a ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh

getaran benda lain didekatnya. Syarat terjadinya resonansi adalah benda pertama

:sumber getaran; dengan benda kedua :sumber getaran lain; mempunyai 2rekuensiyang sama.

@ontoh resonansi antara lain

Senar gitar dipetik, udara dalam gitar ikut bergetar.

Dua garpu tala yang mempunyai 2rekuensi yang sama didekatkan, jika

salah satu garpu tala digetarkan yang lain ikut bergetar.

-esonansi pada ayunan, jika salah satu beban ayunan diayun, beban yang

panjang talinya sama ikut terayun.

22


23/41

-esonansi kolom udara

Agar terjadi resonansi pada kolom udara dalam pipa atau tabung

resonansi, maka panjang :l; kolom udara itu harus memenuhi syarat

berikut

a0 -* < KL disebut resonansi pertama.

b0 -* < L disebut resonansi kedua

0 -* < 31L disebut resonansi ketiga

Tinggi kolom udara harus merupakan kelipatan ganjil dari seperempat

panjang gelombang :*1L; sumber getaran. Secara umum, terjadinya

resonansi pada kolom pipa resonansi :organa; dapat ditulis dengan rumus

-n< KL:%n/*;. -esonansi kolom udara dapat digunakan untuk mengukur

cepat rambat bunyi di udara, dengan rumus v< f G L denganf


24/41

pendengar, dan bertanda negati2 jika berla#anan arah. >ntuk sumber diam, 0s< &,

dan untuk pendengar diam, 0p< &.

$ersamaan untuk e2ek Doppler diperoleh dengan mengabaikan kecepatan

angin 0# :0#dianggap nol;. ika kecepatan angin cukup berarti sehingga tak dapat

diabaikan, mak kecepatan angin 0# harus dimasukkan ke dalam persamaan e2ek

Doppler. Dengan demikian, e2ek Doppler dengan memasukkan pengaruh angin

adalah

: 0 H 0# ; / 0p

$< s

: 0 H 0# ; /0s$erjanjian tanda untuk 0# sama seperti 0p dan 0s, yaitu positi2 jika searah

dengan arah dari sumber ke pendengar.

2#


25/41

BAB V

TEMPERATUR DAN TEORI KINETIK

;.1 P&*+&$t!* T&(&$t-$

Temperatur atau Suhu menunjukkan derajat panasbenda. Mudahnya,

semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara

mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap

atom dalam suatu benda masing/masing bergerak, baik itu dalam bentuk

perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi

atom/atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.

;.2 H-"-( G' I,&

Hukum Gay-Lussac

Setelah Boyle dan @harles mengabadikan namanya dalam ilmu 2isika,

oseph "ay/6ussac pun tak mau ketinggalan. Berdasarkan percobaan yang

dilakukannya, "ay/6ussac menemukan bah#a apabila 0olume gas dijaga agar

selalu konstan, maka ketika tekanan gas bertambah, suhu mutlak gas pun ikut

bertambah. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, suhu mutlak

gas pun ikut berkurang. (stilah kerennya, pada 0olume konstan, tekanan gas

berbanding lurus dengan suhu mutlak gas. +ubungan ini dikenal dengan julukan

+ukum "ay/6ussac. Secara matematis ditulis sebagai berikut

Hukum Boyle

Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, -obert Boyle menemukan

bah#a apabila suhu gas dijaga agar selalu konstan, maka ketika tekanan gas

bertambah, 0olume gas semakin berkurang. Demikian juga sebaliknya ketika

tekanan gas berkurang, 0olume gas semakin bertambah. (stilah kerennya tekanan

gas berbanding terbalik dengan 0olume gas. +ubungan ini dikenal dengan julukan

+ukum Boyle. Secara matematis ditulis sebagai berikut

eterangan

2$
http://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Getaranhttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Getaran


26/41

Hubungan Antara Suhu, olume dan !ekanan Gas

+ukum Boyle, hukum @harles dan hukum "ay/6ussac baru menurunkan

hubungan antara suhu, 0olume dan tekanan gas secara terpisah. Bagaimanapun

ketiga besaran ini memiliki keterkaitan erat dan saling mempengaruhi. arenanya,

dengan berpedoman pada ketiga hukum gas di atas, kita bisa menurunkan

hubungan yang lebih umum antara suhu, 0olume dan tekanan gas.

ika perbandingan *, perbandingan % dan perbandingan ) digabung

menjadi satu, maka akan tampak seperti ini

"onstanta Gas Un#$ersal %&'

$erbandingan yang sudah diturunkan di atas (perbandingan 0)bisa diubah

menjadi persamaan dengan menambahkan konstanta perbandingan. Berdasarkan

penelitian yang dilakukan para ilmu#an, ditemukan bah#a apabila kitamenggunakan jumlah mol :n; untuk menyatakan ukuran suatu at maka konstanta

perbandingan untuk setiap gas memiliki besar yang sama. onstanta

perbandingan yang dimaksud adalah konstanta gas uni0ersal :-;. >ni0ersal dan < m.6.

Dengan > adalah kalor uap :kg; dan 6 adalah kalor lebur :kg;

Dalam pembahasan kalor ada dua konsep yang hampir sama tetapi berbeda

yaitu :+; dan kalor jenis :c; kapasitas kalor .apasitas kalor adalah banyaknya

kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar * derajat celcius.

+ < :t%/t*;

alor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu * kg at sebesar * derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan

besar kalor jenis adalah calorimeter

c < m.:t%/t*;

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

+ < m.c

Hubungan antara kalor dengan energ# l#str#k

alor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentukyang lain. Berdasarkan +ukum ekekalan 8nergi maka energi listrik dapat

berubah menjadi energy kalor dan juga sebaliknya energy kalor dapat berubah

menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan

energi listrik dengan energy kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik

menjadi energy kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.

Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor

yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

= 5 >

>ntuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut

= 5 P.t

eterangan

W adalah energi listrik :;

$ adalah daya listrik :W;

t adalah #aktu yang diperlukan :s;

31


32/41

Bila rumus kalor yang digunakan adalah < m.c.:t% t*; maka diperoleh

persamaan

P.t 5 (.?.6t2 @ t18

Uang perlu diperhatikan adalah rumus disini dapat berubah/ubah sesuai dengan

soal.

Asas Black

Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian

disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu

tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi

keseimbangan termal:suhu kedua benda sama;. Secara matematis dapat

dirumuskan

> &' 5 > t&$!(

Uang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang

menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut

dijabarkan maka akan diperoleh

> &' 5 > t&$!(

(1.?1.6t1 @ t8 5 (2.?2.6t%t28

@atatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah

pada benda yang bersuhu tinggi digunakan :t* ta; dan untuk benda yang bersuhu

rendah digunakan :ta/t%;. Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada

diatas bergantung pada soal yang dikerjakan

Teori kalor dasar yaitu

*. alor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas

%. alor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan

). kalor adalah sutu bentuk energy

1. kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energy disebut kalor mekanik


33/41

partikel yang energynya rendah dapat meningkat dengan menumbuk

partikel yang energynya lebih tinggi.

$erambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian/bagian at

perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.

%. on0eksi $erpindahan kalor yang diikuti perpindahan atnya biasanya

terjadi pada medium at cair dan gas . perpindahan kalor secara kon0eksi

adalah perpindahan kalor dengan cara gerakan partikel yang telah

dipanaskan. Bila perpindahannya dikarenakan perbedaan kerapatan

disebut kon0eksi alami dan apabila perpindahannyadikarenakan oleh

dorongan, misalnya dengan memompa maka disebut kon0eksi paksa.

Besarnya kon0eksi tergantung pada

/ 6uas permukaan benda bersinggungan dengan 2luida

/ $erbedaan suhu antara permukaan benda dengan 2luida

/ oe2isien kon0eksi $erambatan kalor yang disertai perpindahan bagian/bagian

at.

@ontoh kon0eksi adalah pada #aktu kita merebus air. Bagian air yang ada

diba#ahnya , menerima kalor :panas; dari nyala api pemanas. Air yang terkena

panas ini memuai dan massa jenisnya lebih besar. Bagian air ini mendapat panas

pula, lalu naik seperti bagian air sebelumnya. Demikian seterusnya, air berpindah

:mengalir; sambil memba#a kalor.

-adiasi $erpindahan kalor tanpa memerlukan medium :at perantara; .

pada proses radias energy termis menjadi energy radiasi. 8nergy ini termuat

dalam gelombang elektromagnetik. Saat gelombang elektromagnetik tersebut

berinteraksi dengan maateri , energy radiasi berubah menjadi energy termal


34/41

> 5 ( . L

adi kalor yang diserap : V ; atau yang dilepas :; pada saat terjadi

perubahan #ujud benda tidak menyebabkan perubahan suhu benda :suhu benda

konstan ;.

ntuk lebih lanjut mengenai

hal ini maka dikerjakan lebih lanjut oleh ilmuan pada tahun *99&/an terutama oleh

seorang pembuat minuman dari inggris james $rescott joule :*9*9/*99' ia

melakukan sejumlah percobaan yang penting untuk menetapkan bah#a kalor

seperti kerja, secara kuantitati2, kerja 1.*95 joule ternyata ekui0alen dengan *

kalori. Nilai ini dikenal sebagai tara kalor mekanik. Dari hasil percobaan maka,

para ilmuan kemudian menginterprestasikan kalor bukan sebagai at, dan dan

bahkan bukan sebagai bentuk energy melainkan kalor merupakan trans2er energy.


35/41

4< kecepatan rata/rata gas ideal

m < massa satu molekul gas

p < massa jenis gas ideak

adi persamaan gas ideal dapat diambil kesimpulan

Makin tinggi temperature gas ideal makin besar pula kecepatan

partikelnya

Tekanan merupakan ukuran energy kinetic persatuan 0olume yang dimiliki gas

Temperature merupakan ukuran rata/rata dari energy kinetic tiap partikel gas

$ersamaan gas ideal :p0


36/41

BAB VII

TERMODINAMIKA

7.1 .P&*+&$t!* T&$(3,!*(!"

Termodinamika adalah satu cabang 2isika teoritik yang berkaitan dengan

hukum/hukum pergerakan panas,dan perubahan dari panas menjadi bentuk/bentuk

energi yang lain.(stilah ini diturunkan dari bahasa yunani Therme :panas; dan

dynamis :gaya;.@abang ilmu ini berdasarkan pada dua prinsip dasar yang aslinya

diturunkan dari eksperimen,tapi kini dianggap sebagai aksiom.prinsip pertama

adalah hukum kekekalan energi,yang mengambil bentuk hukum kesetaraan panas

dan kerja.$rinsip yang kedua menyatakan bah#a panas itu sendiri tidak dapat

mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas tanpa adanya

perubahan dikedua benda tersebut.

7.2 S!'t&( t&$(3,!*(!"

Sistem termodinamika adalah bagian dari jagad raya yang

diperhitungkan.semua batasan yang nyata atau imajinasi memisahkansistem

dengan jagad raya,yang disebut lingkungan.

Ada tiga jenis sistem termodinamika berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi

antara sistem dan lingkungan

Sistem Terisolasi

Sistem ini tidak terjadi pertukaran panas,benda atau kerja dengan

lingkungan.@ontoh dari sistem terisolasi adalah #adah terisolasi,seperti

tabung gas terisolasi.

Sistem Tertutup

$ada sistem ini terjai pertukaran energi tapi tidak terjadi pertukaran benda

dengan lingkungan.-umah hijau adalah contoh dari sistem tertutup dimana

terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan

lingkungan.Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas,kerja atau

keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai si2at pembatasnya.$embatas

adibiatik yaitu tidak diperbolehkan pertukaran panas sedangkan pembatas

rigid yaitu tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

3&


37/41

Sistem Terbuka

$ada sistem ini terjadi pertukaran energi dan benda dan

lingkungannya.sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda

disebutpermeabel.Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

7. K&,* T&$(3,!*(!"

etika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan,ini

disebut dalam keadaan pasti :atau keadaan sistem;.

>ntuk keadaan termodnamika tertentu,banyak si2at dari sistem di

spesi2ikasikan.$roperti ini tidak bergantung dengan jalur dimana sistem ini

membentuk keadaan tersebut,disebut 2ungsi keadaan dari sistem.Bagian

selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti,yang merupakan

2ungsi keadaan.

7.4 H-"-( @ -"-( D'$ T&$(3,!*(!"

+ukum hukum termodinamika pada prinsipnya menjelaskan peristi#a

perpindahan panas dan kerja pada proses termodinamika.Terdapat 1 hukum dasar

yang berlaku di dalam sistem termodinamika,yaitu

+ukum A#al

Termodinamika hukum ini menyatakan bah#a apabila dua buah benda

yang berada didalam kesetimbangan thermal digabungkan dengan sebuah

benda lain,maka ketiga/tiganya berada dalam kesetimbangan thermal.

+ukum $ertama

+ukum termodinamika pertama berbunyi X8nergi tidak dapat diciptakan

dan dimusnahkan tetapi dapat dikon0ersi dari suatu bentu ke bentuk yang

lainF.+ukum pertama adalah prinsip kekekalan energi yang memasukan

kalor sebagai model perpindahan energi.Menurut hukum pertama,energi

didalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan cara menambahkan kalor

ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda.+ukum pertama tidak

membatasi arah perpindahan kalor yang dapat terjadi.

Aplikasi Mesin/mesin pembangkit energi dan pengguna

energi.Semuanya hanya mentrans2er dengan berbagai cara

+ukum kedua

3*


38/41

Termodinamika hukum kedua terkait dengan entropi.8ntropi adalah

tingkat keacakan energi.+ukum ini menyatakan bah#a total entropi dari

suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkatkan

#aktu,mendekati nilai maksimumnya.

Aplikasi kulkas harus mempunyai pembuang panas dibelakangnya,yang

suhunya lebih tinggi dari udara sekitar.arena jika tidak panas dari isi

kulkas tidak bisa terbuang keluar.

+ukum ketiga

+ukum termodinamika ketiga terkait dengan temperatur nol

absolut.+ukum ini menyatakan bah#a pada saat suatu sistem mencapai

temperatur nol absolut,semua proses akan berhenti da entropi sistem akan

mendekati nilai minimum.+ukum ini juga menyatakan bah#a entropi

benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai

nol.

Aplikasi kebanyakan logam bisa menjadi superkonduktor pada suhuyang

sangat rendah,karena tidak banyak acakan gerakan kinetik dalam skala

mokuler yang mengganggu aliran elektron.

7.; P&*&$* H-"-( T&$(3,!*(!" P&$t( , B&)&$ $3'&'

T&$(3,!*(!"

+ukum pertama termodinamika dilakukan dalam empat proses,Uaitu

$roses (sotermal

Dalam proses ini,suhu sistem dijaga agar selalu konstan.Suhu gas ideal

berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal.

dan tekanan sistem berubah penjadi :tekanan sistem berkurang;.

$roses Adiabatik

Dalam proses adibiatik,tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem

atau meninggalkan sistem : < Y;.$roses adibiatik bisa terjadi pada sistem

tertutup yang terisolasi dengan baik.>ntuk sistem tertutup yang terisolasi

dengan baik,biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya mengalir

kedalam sistem atau meninggalkan sistem.$roses adibiatik juga bisa

terjadi pada sistem tertutup yang tidak terisolasi.$roses dilakukan dengan

3


39/41

sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir menuju sistem atau

meninggalkan sistem.

$roses (sokorik

Dalam prose isokorik,0olume sistem dijaga agar selalu

konstan.arena0olume sistem selalu konstan.Maka sistem tidak bisa

melakukan kerjapada lingkungan.Demikian juga sebaliknya,lingkungan

tidak bisa melakukan kerja pada sistem.

$roses (sobarik

Dalam proses isobarik,tekanan sistem dijaga agar selalu konstan.arena

yang konstan adalah tekanan,maka perubahan energi dalam :del >;,kalor

:;,dan kerja :W; pada proses isobarik tidak ada yang bernilai nol.Dengan

demikian,$ersamaan hukum pertama termodinamika tetep utuh seperti

semula.

7.< P&*&$* H-"-( P&$t( T&$(3,!*(!" , M*-'!

ita bisa menerapkan hukum pertama termodinamika pada manusia agar

dapat bertahan hidup.Setiap mahluk hidup,baik manusia,he#an atau tumbuhan

tentu saja membutuhkan energi.ita tidak bisa belajar,jalan/jalan,jika kita tidak

berdaya karena kekurangan energi.

7.7 E*t$3! ,* H-"-(%-"-( t&$(3,!*(!" "&,-.

+ukum termodinamika kedua menyatakan bah#a kondisi/kondisi alam

selalu mengarah kepada ketidak aturan atau hilangnya in2ormasi.+ukum ini juga

dikenalsebagai X+ukum 8ntropiF.8ntropi adalah selang ketidakteraturan dalam

suatu sistem.8ntropi sistem meningkat ketika suatu keadaan yang teratur,tersususn

dan terencana menjadi lebih tidak teratur,tersebar dan tidak terencana.Semakin

tidak teratur,semakin tinggi pula entropinya.+ukum entropi menyatakan bah#a

seluruh alam semesta bergerak menuju keadaan yang semakin tidak teratur,tidak

terencana,dan tidak terorganisir.

+ukum ini disempurnakan pada tahun *977 oleh 6ud#ig

Boitmann.Dalam 0ersinya,entropi nampak sebagai 2ungsi peluang darisatu

keadaan,semakin tinggi peluang suatu keadaan,semakin tinggi pula

entropinya.Dalam 0ersi ini,semua sistem cenderung menuju satu keadaan

setimbang.Dengan demikia,ketika suatu benda panas ditempatkan berdampingan

3


40/41

dengan sebuah benda dingin,energi akan mengalir dari yang panas ke yang

dingin,sampai mereka mencapai keadaan setimbang,yaitu memiliki suhu yang

sama.

7.C K&t&$t-$* ,* K&t!,"t&$t-$* 6"3*'& E*t$3!8

onsep ini diperkenalkan oleh -udol2 @lausius pada abad ke *',seorang

2isika#an dan matematika#an jerman,untuk mengukurpelepasan energi menjadi

anas dan2riksi.@lausius mende2inisikan entropi yang muncul dalam proses termal

sebagai energi yang dihamburkan dan dipisahkan oleh temperatur pada saat proses

berlansung.

Seorang 2isika#an Australia 6ud#ig Boltmann pada a#al abad ke/%&

memberi arti baru pada konsep entropi dan menetapkan hubungan antara entropi

dan keteraturan molekular.onsep keteraturan yang diperkenalkan oleh

Boltmann adalah konsep termodinamika ,dimana molekul/molekul berada dalam

gerak yang konstan.De2inisi keteraturan di dalam termodinamika berbeda sekali

dengan pengertian/pengertian kaku mengenai keteraturan dan kesetimbangan

dalam mekanika Ne#tonian.

#/


41/41

DAFTAR PUSTAKA

"iancoli, Douglas @., %&&*,Fisika /ilid - (terjemahan),akarta $enerbit

8rlangga

+alliday dan -esnick, *''*,Fisika /ilid -, 'erjemahan,akarta $enerbit

8rlangga

httpalljabbar.#ordpress.com%&&9&)%)kalor

http###.crayonpedia.orgm#(ntensitasOdanOTara2O(ntensitasOBunyiO*%.*

http###.gurumuda.com

http###.osun.orgsyaratHkesetimbangan/doc.html

Uoung, +ugh D. Z !reedman, -oger A., %&&%,Fisika 8niversitas (terjemahan),

akarta $enerbit 8rlangga

#1

33447722 makalah fisika dasar

Documents