“ PERSOALAN FISIKA YANG MUDAH DIJELASKAN DAN YANG SULIT DIJELASKAN”

(Disusun guna memenuhi tugas matakuliah Fisika Sekolah)

KELAS A

Disusun oleh :

ARI GITA PRAHMANA PUTRA

(110210102073)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

UNIVERSITAS JEMBER

2014

Tiga Persoalan sulit tapi yang mudah di jelaskan

1. Permasalahan pada Bunyi

Bunyi merambat paling cepat pada zat padat, karena zat padat memiliki kerapatan

partikel yang rapat sehingga dia mampu menghantarkan bunyi dengan cepat. Pernyataan

sekilas memang masuk akal, tetapi jika kita cermati dan kita bandingkan dengan rumus

tentang cepat rambat bunyi di zat padat, maka kita akan memperoleh kejanggalan. Pada

rumus cepat rambat disana jelas sekali dinyatakan bahwa cepat rambat berbanding

terbalik dengan akar massa jenis (rapat partikel suatu benda) arti dari rumus ini adalah

semakin rapat suatu zat maka semakin lambat laju bunyi maka seharusnya jika kerapatan

partikel zat padat besar akibatnya laju bunyi dizat padat harusnya kecil, tapi kenyataanya

lajunya lebih besar dibanding dengan zat yang lain? Mengapa hal ini bisa terjadi?.

Melihat kejanggalan ini, bahwa gelombang bunyi di dalam zat padat tidak

dirambatkan dalam bentuk gelombang longitudinal tetapi dirambatkan dalam bentuk

tranfer energi. Istilah ini lebih cocok untuk menjelaskan mengapa bunyi merambat paling

cepat pada zat padat. Contoh tranfer energi adalah perpindahan kalor pada zat padat.

Kemungkinan besar gelombang bunyi dirambatkan tidak jauh beda dengan perambatan

kalor, karena gelombang adalah energi getaran yang dirambatkan. Ketika kita memukul

rel kereta api dengan palu maka energi pukulan ini akan dirambatkan dengan cepat oleh

partikel rel dengan cara getaran partikel tetapi tidak dalam bentuk rapatan atau regangan.

Karena energi yang dihasilkan dari pukulan tidak akan cukup untuk memampatkan

partikel di rel. Getaran partikel inilah yang merambatkan bunyi menuju tempat yang lain.

Ingat getaran ini bukan dalam bentuk rapatan dan regangan. Apakah semua bunyi bisa

dirambatkan pada zat padat? kalau kita mengacu pada kalimat bahwa bunyi dirambatkan

paling cepat pada zat padat maka seolah-olah semua bunyi bisa dirambatkan pada zat

padat. Apa buktinya? bayangkan anda berdiri di dalam ruangan berdinding  tembak yang

sangat tebal dan teman anda diluar tembok. Silakan anda berteriak sekeras mungkin, dan

setelah itu keluarlah dan tanyakan apakah temanmu mendengar suaramu? Pastinya dia

akan menjawab tidak akan medengar. Sekarang mari kita berfikir bukannya tembok

adalah zat padat mengapa suara kita tidak bisa didengar? Jawabnya pasti karena

dipantulkan oleh tembok. Lalu bunyi apa yang bisa dirambatkan oleh tembok? Jawabnya

adalah bunyi yang mempunyai frekuensi lebih besar atau sama dengan frekuensi dasar

tembok. Kesimpulannya tidak semua bunyi dirambatkan oleh zat padat tetapi hanya

bunyi yang mempunyai frekuensi lebih besar atau sama dengan frekuensi dasar zat padat.

2. Garis Normal pada Bidang Datar dan Bidang Miring

Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya gesekan nol.

Dalam kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain

gaya tarik F yang arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya

normal (N).

Istilah bidang miring adalah istilah untuk menyatakan bidang datar yang

membentuk suatu sudut dari permukaan tanah. Untuk lebih memahami pengertian bidang

miring simak gambar berikut

Gambar di atas menunjukkan ada sebuah benda yang jatuh menyusuri

sebuah bidang miring. Benda tersebut jatuh akibat adanya gaya gravitasi yang

bekerja padanya. Pada benda tersebut bekerja gaya bidang miring (gaya di bidang

miring) dengan besar gaya sama seperti massa di kali dengan percepatan.

F = m.a

Untuk menentukan besarnya a kita terlebih dahulu mencari sudut A

sudut A = 90-α didapat persamaan :

a/Cos A = g

Jika suatu benda sobat taruh dalam bidang miring, benda tersebut karena

pengaruh gravitasi akan bergerak ke bawah. Akantetapi sobat jangan lupa ketika dua

benda bersentuhan bekerja gaya gesek. Jadi ada 2 kemungkinan yang terjadi. Pertama

benda akan tetap diam jika gaya berat benda tidak lebih besar dari gaya gesek statis.

Kemungkinan kedua, benda bergerak dengan percepatan tertentu karena

gaya berat benda lebih besar dari gaya gesek statis. Simak gambar berikut,

Gaya berat adalah mg sin α yang akan dilawa oleh gaya gesek sebesar koefisien

dikali gaya normal F= μN. Darinya di dapat rumus bidang miring

ΣF = m.a

Fberat – Fgesek = m.a

mg Sin α – μN = m.a

mg Sin α – μmg Cos α = m.a (coret m)

gSin α – gμ Cos α = a

g (Sin α - μ Cos α) = a

a = g (Sin α - μ Cos α)

Kesimpulan :

Dari penjelasan di atas bahwa garis normal selalu tegak lurus terhadap bidangnya. Pada

bidang datar arah dari garis normal berlawanan arah dengan gaya berat benda, sedangkan

pada bidang miring arah dari garis normal tidak tegak lurus terhadap arah gaya berat

benda. Karena pada bidang miring arah garis normal tidak tegak lurus terhadap arah gaya

berat dipengaruhi oleh sudut. Sehingga banyak dari kalangan yang menganggap bahwa

garis normal selalu tegak lurus terhadap arah gaya berat benda.

3. Permasalahan pada Listrik Statis

Batang logam penangkal petir sering dipasang di atas atap rumah bertingkat atau

di atas bangunan tinggi, dan dihubungkan ke dalam tanah melalui kabel logam.

Penangkal petir, melindungi rumah dan bangunan tinggi tersebut dari kerusakan oleh

energi listrik yang besar di dalam petir. Penangkal petir ini menyediakan suatu jalan

aman, atau pentanahan, agar arus listrik petir mengalir masuk ke dalam tanah, bukan

melewati rumah atau bangunan lain. Baju yang kering akibat disetrika, akan mudah

menimbulkan sifat kelistrikan begitu juga pada rambut kering bila digosok dengan sisir,

maka sisir itu akan bermuatan listrik. Mengapa harus yang kering? Tentu karena air

mempunyai sifat konduktor yang kurang baik dan energi yang ditimbulkan akibat

gosokan antara rambut basah dan sisir plastik akan diserap oleh air tersebut, sehingga

tidak muncul gejala kelistrikannya.

Mengapa panas dapat mempengaruhi mudah tidaknya benda memperoleh muatan

listrik? Panas dapat mempermudah benda memperoleh muatan lisrik karena listrik juga

dapat mengeluarkan panas sehingga antara benda panas dan listrik memiliki suhu yang

sama yang dapat mempermudah benda panas memperoleh muatan listrik.

Jika setrika yang tidak dialiri arus digosokkan ke baju yang sama, apakah juga

timbul muatan listrik?

Kesimpulan:

Pada keadaan sisir dengan rambut maka hal yang sama berlaku pada setrika dan baju.

Akan tetapi waktu yang dibutuhkan akan berbeda karena setrika tidak memiliki sumber

istrik lain selain dalam proses penggosokan.

Dua Persoalan Sulit yang sulit dijelaskan

1. Gaya Normal pada Titik Sentuh

Pada bidang datar gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Bagaimana

arah gaya normal apabila bidang sentuh berupa titik atau garis?

2. Berkumpulnya Muatan Negatif dibagian Bawah Awan

Awan mula-mula bermuatan netral dengan alasan yang tidak diketahui terjadi

pengutupan muatan positif dan negative. Muatan positif terkumpul dibagian atas

awan sedangkan muatan negative terkumpul dibagian bawah awan. Sehingga

terjadilah beda potensial antara awan satu dengan yang lain yang mengakibatkan

terjadinya petir. Bagaimanakah terjadinya pengutupan-pengutupan muatan positif dan

negative?