Hubungan Kinematika Gerak dengan Analisa Vektor

Baiklah sobat, kali ini kita akan membahas mengenai Kinematika, yang akan dibahas berupa Pengertian Kinematika, Analisis Vektor, Pengoperasian Vektor, Hubungan Kinematika Gerak dengan Analisa Vektor, langsung saja kita masuk ke dalam pembahasannya.

1. PENGERTIAN KINEMATIKA

Kata kinematika dikemukakan oleh fisikawan Prancis yang bernama A.M. Ampere cinematique yang diadopsi dari Yunani kuno κίνημα (re : kinema atau gerak). Kinematika merupakan cabang ilmu mekanika kalsik yang mempelajari gerakan benda dan sistemnya tanpa mempermasalahkan gaya penyebab gerakan. Kebalikan dari kinematika adalah dinamika atau kinetika yang mempelajari gerakan benda dan mempermasalahkan gaya yang mempengaruhi gerakannya. Biasanya, studi mengenai kinematika disebut sebagai geometri gerak.

Kinematika gerak benda mempelajari karakteristik gerak suatu partikel yang diposisikan sebagai vektor. Kinematika gerak ini berhubungan sangat erat dengan pengaplikasian vektor dalam pembahasannya. Seperti kecepatan, kelajuan, posisi, gerak relatif, gerakan kordinat dll. Untuk lebih memahami tentang analisis vektor ini, mari kita simak di poin berikutnya.

2. ANALISIS VEKTOR

Besaran yang mempunyai besar dan arah disebut dengan vektor. Sementara besaran yang hanya memiliki besar saja seperti massa dan waktu disebut skalar. Notasi vektor dan teknik-teknik dengan menggunakan analisis vektor sangat berguna untuk menjelaskan  hukum-hukum fisika dan aplikasinya baik dalam bidang maupun ruang. Vektor biasa digambarkan sebagai segmen atau ruas garis yang berarah atau dengan sebuah anak panah sebagai berikut:

Dalam vektor terdapat dua komponen utama, yaitu komponen horizontal (sumbu x) dan komponen vertikal (sumbu y). Kedua komponen vektor tersebut memiliki resultan yang memiliki arah yang merupakan akar dari jumlah kuadrat komponen x dan y. Cara menentukan komponen-komponen  vektor:

Besar vektor ditentukan dengan panjang dari anak panah, menggunakan satuan yang tepat (sesuai).

Ada tiga jenis vektor :

• Vektor Bebas (free vector), vektor ini merupakan vektor yang bisa digeser sejajar dirinya dengan panjang dan arah yang tetap.
• Vektor meluncur (sliding vector), vektor yang bisa digeser sepanjang garis kerjanya, misalnya gaya yang bekerja sepanjang garis lurus.
• Vektor terikat (binding vector), vektor ini merupakan vektor yang terikat pada sistem koordinat yang menunjukkan posisi tertentu.

PENGOPERASIAN VEKTOR

a. Penjumlahan vektor secara geometris

Dibawah ini terdapat 3 vektor yaitu :

Dari ketiga vektor tersebut, dapat dijumlahkan dengan cara:

b. Pengurangan vektor secara geometris

Pengurangan vektor dapat dilakukan dengan menjumlahkan vektor 1 dengan lawan vektor 2

c. Penjumlahan dan pengurangan vektor secara analisis

Untuk menjumlahkan vektor 3 dimensi, digunakan cara analisis:

Vektor dapat diuraikan menjadi Ax dan Ay

Ax = a cos θ

Ay = a cos θ

Untuk menentukan besar dan arahnya digunakan rumus:

d. Perkalian Vektor

Perkalian vektor dengan hasil akhirnya berupa skalar. Operasi ini disebut juga “dot product”

Jika dua buah vektor dikalikan dengan hasil akhirnya vektor lain, maka rumus diatas hanya diganti menjadi sin. Cara ini disebut “cross product”

Arah dari hasilperkalian vector a dan b selalu tegak lurus dengan bidang yang dibentuk oleh vektor a dan b.

3. HUBUNGAN KINEMATIKA DENGAN ANALISIS VEKTOR

Dari penjelasan di atas, penggunaan vektor dalam ilmu kinematika dapat dilihat dalam pembahasan posisi dan perpindahan partikel, kecepatan partikel, percepatan partikel, gerak lurus dan melingkar.

a. Posisi dan Perpindahan Partikel

Posisi merupakan kedudukan benda terhadap titik acuan. Posisi dapat dinyatakan dengan vektor-vektor satuan, pada sumbu x ditulis i, dan sumbu y ditulis j.

Perpindahan adalah perubahan posisi benda dalam waktu tertentu. Perpindahan dapat dirumuskan:

Dengan arah perpindahan :

Grafik perpindahan dalam berbagai macam grafik terhadap kecepatan dan waktu :

b. Kecepatan Partikel

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan dengan waktu tempuhnya.

Dengan arah kecepatan:

Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata untuk Δt mendekati nol.

Kecepatan sesaat dapat dilihat dengan pendekatan grafik :

Kecepatan sesaat merupakan turunan pertama fungsi posisi

Posisi partikel dapat ditentukan menggunakan integral dari fungsi kecepatan

Lalu dapat dicari resultannya, atau :

c. Percepatan Partikel

Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan dalam waktu tertentu.

Dengan arah percepatan:

Percepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata untuk Δt mendekati nol

Percepatan sesaat merupakan turunan pertama fungsi kecepatan dan turunan kedua fungsi posisi.

Kecepatan dapat ditentukan menggunakan integral dari fungsi percepatan

Lalu dapat dicari resultannya.

d. Gerak Lurus dan melingkar

Gerak Lurus adalah gerak yang dipengaruhi oleh kecepatan linear, sedangkan gerak melingkar dipengaruhi oleh kecepatan sudut. Hubungan GLBB dengan GMBB dengan analisis vektor:

Gerak melingkar berubah beraturan dipengaruhi oleh :

• Kecepatan linear
• Kecepatan angular/sudut
• Percepatan tangensial/linear
• Percepatan sentripetal

Kecepatan linear pada GMBB arahnya menuju arah gerak benda (lurus) yaitu menyinggung lintasan gerakan, dimana lintasannya berupa busur/ keliling lingkaran. Dapat dirumuskan:

Kecepatan angular/sudut pada GMBB arahnya menuju arah putaran benda (melingkar) yaitu berupa perubahan besar sudut busur lingkaran. Dapat dirumuskan:

Percepatan tangensial/linear pada GMBB :

• Arahnya searah dengan garis singgung lingkaran.
• Arahnya sejajar dengan kecepatan linear
• Arah tegak lurus dengan percepatan sentripetal
• Mengubah besar kecepatan total benda. 

Dapat dirumuskan :

Percepatan sentripetal pada GMB :

• Arahnya menuju pusat lingkaran
• Arahnya tegak lurus dengan percepatan tangensial.
• Mengubah arah kecepatan total benda (menuju pusat).

Dapat dirumuskan:

Menghasilkan gaya sentripetal:

Percepatan total adalah perpaduan antara percepatan tangensial dan percepatan sentripetal, dapat dirumuskan:

Dengan arah percepatan total:

Pembahasan di atas adalah sebagian kecil dari hubungan kinematika gerak dengan analisis vektor. Aplikasi lainnya dapat dilakukan dengan mengembangkan beberapa perumusan yang ada. Semoga bermanfaat J

Pengertian, Fungsi, dan Bagian Teleskop

Baiklah sobat, kali ini kita akan membahas mengenai Teleskop, yakni mengenai Pengertian Teleskop, Sejarah Teleskop, Bagian-Bagian Teleskop, Jenis-Jenis Teleskop, Fungsi Teleskop, Cara Kerja Teleskop. Langsung saja kita masuk ke penjelasannya.

PENGERTIAN TELESKOP

Teleskop adalah sebuah alat bantu penglihatan (optik) untuk mengamati benda-benda yang jauh terutama benda yang berada di langit seperti bulan dan bintang. Teleskop dapat menjalankan fungsi tersebut karena kemampuannya memperkuat cahaya dan memperbesar bayangan, sehingga benda-benda yang jauh dapat terlihat lebih dekat dan jelas. Teleskop juga disebut dengan teropong.

SEJARAH TELESKOP

Hans Lippershey yang merupakan seorang pembuat kacamata berasal dari Middleburg, Belanda. pada tanggal 2 Oktober 1608 menciptakan alat pertama yang disebut sebagai teleskop. Teleskop ini mempunyai kemampuan untuk memperbesar benda-benda yang diamati hingga lima kali lipat. Setahun kemudian pada tahun 1609, Galileo Galilei menciptakan teleskop pertama yang digunakan dalam bidang astronomi, yang dapat memperbesar hingga 20 kali lipat, sehingga pada tahun 1610 ia membenarkan teori “alam semesta berpusat pada matahari”.

Baca juga : Macam-Macam Alat Optik

Pada tahun 1668, Isaac Newton menciptakan teleskop baru yaitu teleskop yang menggunakan cermin sebagai lensa. Sehingga penemuan ini merupakan titik balik dalam sejarah ilmu sains. Kemudian pada pertengahan abad ke 17, Havelius, seorang astronom yang berasal dari jerman membuat teleskop berlensa yang kerangkanya diciptakan dari kayu setinggi 46 meter.

Selanjutnya Huygens yang merupakan seorgan astronom dari Belanda menggunakan teleskop dengan lensa yang berbeda, teleskopnya juga tidak menggunakan tabung dan hanya terdiri dari dua buah lensa.

Pada tahun 1897, di Teluk Williams, Amerika Serikat, dibuatlah sebuat teleskop Yerkes dengan diameter 101 cm, sehingga menjadi teleskop berlensa terbesar di dunia pada saat itu. Hingga sekarang, yang menjadi teleskop terbesar adalah teleskop Keck yang di buat di puncak gunung berapi Mauna Kea di Hawaii, Teleskop ini mempunyai kemampuan untuk meilihat suatu area delapan kali lebih luas dibandingkan teleskop lain.

BAGIAN-BAGIAN TELESKOP

Hal-hal yang perlu diketahui untuk memahami bagian-bagian lensa adalah sebagai berikut:

• Lensa cembung adalah lensa yang bersifat mengumpulkan cahaya atau konvergen
• Lensa cekung adalah lensa yang bersifat menyebarkan cahaya atau divergen
• Cermin cembung adalah cermin yang menyebarkan cahaya
• Cermin cekung adalah cermin yang dapat mengumpulkan cahaya
• Jarak fokus merupakan jarak yang diperlukan oleh lensa atau cermin untuk mengarahkan cahaya pada titik fokus
• Bidang pandang merupakan area langit atau daerah yang dapat dilihat dan diamati melalui teleskop
• Perbesaran merupakan panjang fokus teleskop yang dibagi dengan panjang fokus lensa pada mata
• Resolusi merupakan jarak terdekat diantara kedua objek yang masih dapat dilihat sebagai dua objek yang terpisah.

Pada teleskop, bagian yang paling vital atau paling penting adalah lensanya. Teleskop memiliki dua lensa positif atau cembung, yang terletak dekat dengan objek disebut dengan lensa objektif, dan yang terletak dekat dengan mata (tempat pengamat mengintip) disebut dengan lensa okuler. Pada teleskop bumi juga terdapat lensa pembalik, yang berfungsi untuk membalikkan bayangan tanpa melakukan pembesaran sehingga bayangan akhir yang terbentuk dapat tegak seperti arah benda semula. Dahulu kala, teleskop hanya berupa lensa dan rangkanya saja, dan mengutamakan pada fungsinya, akan tetapi seiring berkembangnya zaman, teleskop pun dilengkapi dengan bagian-bagian berikut ini:

• Tabung teleskop, merupakan tempat cermin utama terletak, tabung ini memiliki diameter 8 inci, tabung memiliki penutup tabung. Pada bagian belakang tabung terdapat visual back untuk tempat pemasangan flip mirror. Panjang fokus dapat di atur dengan memutar knop yang terletak dibawah visual back
• Finderscope, merupakan teleskop berukuran kecil yang dipasang pada tabung utama
• Eyepiece, merupakan fungsi lensa okuler. Eyepiece ini memiliki pengunci untuk keamanannya sehingga tidak terjatuh dan hilang.
• Mounting, lebih dikenal dengan dudukan teleskop, merupakan sistem penggerak utama pada teleskop, yang dilengkapi dengan knop pengatur lintang, tutup sumbu polar, skala ketinggian lintang untuk mengetahui posisi lintang pengamat berada, pemberat sudut jam untuk penyeimbang pada arah sudut jam. Pada mounting juga terdapat port koneksi yang terdiri dari tombol-tombol termasuk tombol untuk menyalakan teleskop
• Tripod, sebagai kaki untuk berpijaknya teleskop diatas suatu permukaan
• Half Pillar, untuk menaikkan posisi mounting, sehingga dapat mengatur tripod terbentur pada tiang pemberat ketika teleskop sedang digunakan

Bagian Teleskop

JENIS-JENIS TELESKOP

Umumnya, teleskop terbagi menjadi tiga jenis, yaitu:

a. Teleskop reflektor

Teleskop reflektor merupakan teleskop yang menggunakan cermin sebagai pengganti terhadap lensa untuk menangkap cahaya dan memantulkannya.

b. Teleskop refraktor

Merupakan teleskop bias yang terdiri dari beberapa kaca lensa sebagai alat yang digunakan untuk menangkap cahaya dan menjalankan fungsi teleskop.

c. Teleskop catadioptrik

Merupakan teleskop yang mempunyai sistem kerja yang tidak jauh beda dengan dua jenis teleskop diatas. Karena teleskop ini merupakan penggabungan dari teleskop refraktor dan reflektor, yang menggunakan dua media untuk pengumpulan cahayanya, yaitu cermin dan lensa.

Contoh dari pada teleskop refraktor adalah:

a. Teleskop Bumi

Teleskop ini disebut juga dengan teleskop medan teleskop yojana, yang menghasilkan bayangan akhir tegah terhadap arah benda awalnya. Hal ini didapat dari hasil menggunakan lensa cembung ketiga yang letakkan diantara lensa objektif dan lensa okular didekat mata. Sehingga lensa cembung ketiga hanya memiliki fungsi untuk membalikkan bayangan tanpa memberika perbesaran, sehingga lensa ini juga disebut dengan lensa pembalik.

Teleskop Bumi

b. Teleskop Bintang

Teleskop ini disebut juga dengan teleskop astronomi digunakan untuk mengamati benda-benda angkasa luar. Teleskop bintang menggunakan dua buah lensa positif, masing-masing sebagai lensa obyektif dan lensa okuler. Berbeda dengan mikroskop, pada teleskop jarak focus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler.

Teleskop Bintang

c. Teleskop Galilei

Merupakan teleskop yang dibuat oleh Galilei dan  disebut juga teleskop belnada atau teleskop tonil. Teleskop ini menghasilkan bayangan akhir yang tegak dan diperbesar dengan menggunakan dua buah lensa, lensa positif sebagai lensa objektif yang terletak dekat dengan objek dan lensa negatif sebagai lensa okuler yang terletak didekat mata pengamat.

Teleskop Galilei

d. Teleskop Prisma

Teleskop ini Penggunaan lensa pembalik untuk menghasilkan bayangan akhir yang tegak mengakibatkan teleskop bumi menjadi tampak panjang. Untuk menghindari hal tersebut maka lensa pembalik diganti dengan penggunaan dua prisma siku-siku sama kaki yang disisipkan di antara lensa obyektif dan lensa okuler. Prisma itu berfungsi untuk membalikkan bayangan dengan pemantulan secara sempurna. Teleskop digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh sehingga tampak lebih dekat dan jelas.

Teleskop Prisma

Contoh teleskop reflektor adalah teleskop yang menggunakan cermin cekung dan bersifat konvergen (mengumpulkan cahaya)  yang pertama sekali diciptakan oleh Isaac Newton pada tahun 1668, sehingga teleskop ini disebut juga dengan teleskop Newtonian. Inilah awal dari perkembangan yang tampak dari teleskop, karena awalnya teleskop hanyalah menggunakan lensa.

Kemudian pada saat memasuki abad ke 20. Teleskop-teleskop reflektor raksasa pun dibuat seperti yang digunakan pada Hale di Observatium Gunung Palomar, California, Amerika Serikat yang berukuran diameter 200 inci, teleskop ini selesai dibuat pada tahun 1948 dan menjadi teleskop reflektor terbesar didunia hingga beberapa puluh tahun setelahnya.

Sedangkan contoh teleskop catadoptrik adalah mikroskop, yang mempunyai lensa objektif dan okuler, juga mempunyai cermin sebagai pemantul cahaya yang terletak dibawahnya, sehingga objek yang diamati tampak lebih jelas. Contoh lainnya yaitu terdapat pada mercusuar, lensa tele (lensa pada kamera yang dapat melakukan perbesaran yang jauh) yang biasa digunakan oleh pemburu gambar dan video pada hewan-hewan buas berjarak jauh. Juga terdapat pada kamera SLR.

FUNGSI TELESKOP

Fungsi utama teleskop adalah mengumpulkan cahaya dan memfokuskannya lebih besar dari segi diameternya, sehingga lebih banyak cahaya yang dapat dikumpulkan. Alhasil, teleskop dapat melihat benda benda yang letaknya jauh, bahkan tidak tampak secara kasat mata sejauh mata memandang.

Teleskop pun memiliki peranan penting dalam bidang astronomi, tanpa teleskop, ahli astronomi tidak dapat melakukan tugasnya secara detil. Sehingga setelah dipatenkan teleskop astronomi oleh Galileo, maka banyak planet dan sistem lainnya yang terletak dalam tata surya yang dapat diamati, seperti Galileo Galilei langsung mengamati planet Venus dan Jupiter dengan teleskopnya.

Fungsi teleskop yang lainnya baru ditemukan adalah hubble telescope yang diletakkan di luar angkasa untuk mengirim gambar dengan menggunakan gelombang elektomagnetik. Gelombang tersebut akan ditangkap oleh bumi dengan hasil yang jernih. Jadi, teleskop ini membantu manusia untuk mengamati benda-benda di luar angkasa.

CARA KERJA TELESKOP

Cara kerja teleskop prinsipnya hanyalah mengumpulkan cahaya, apakah itu menggunakan lensa yaitu pada teleskop refraktor dan menggunakan cermin pada teleskop reflektor. Teleskop reflektor menggunakan cermin cekung, yang akan merefleksikan cahaya dan bayangan gambar yang diarahkan oleh teropong, cermin cekung ini akan menambah jangkauan sehingga dapat melihat benda yang jauh. Teleskop reflektor memiliki kelemahan yang terkadang dapat menimbulkan bayangan yang tampak menjadi tidak fokus.

Cara Kerja Teleskop

Lensa utama akan mengumpulkan bayangan benda dan juga cahaya yang datang, kemudian disampaikan ke retina mata melalui media rekfraksi. Media refraksimata ada lima, yaitu cahaya dan bayangan yang masuk akan sampai terlebih dahulu ke kornea (lapisan terluar mata), kemudian ke humor aquos, pupil, vitreus body, dan terakhir ke retina. Setelah sampain di retina bayangan tersebut dikirimkan melalui saraf penglihatan ke otak. Barulah seseorang dapat menginterpretasikan gambar tersebut.

Inilah penjelasannya mengenai Teleskop, yakni mengenai Pengertian Teleskop, Sejarah Teleskop, Bagian-Bagian Teleskop, Jenis-Jenis Teleskop, Fungsi Teleskop, Cara Kerja Teleskop, semoga bermanfaat bagi sobat semua. J

Pengertian Dimensi, dan Rumus Dimensi Besaran Fisika

Dalam fisika, kita selalu menemukan hal yang berhubungan dengan besaran dan satuan. Tahukah sobat apa besaran itu?

Besaran didefinisikan sebagai sesuatu yang dapat diukur atau hasil pengukuran yang dinyatakan dalam bentuk nilai besaran (angka) dan satuan. Setiap sesuatu yang ada disekitar kita yang dapat diukur, baik skala kecil maupun besar. Dasar satuan yang digunakan dalam besaran  adalah Satuan Internasional (SI) yang merupakan satuan hasil konferensi para ilmuan di Paris yang membahas tentang berat dan ukuran. Dari pembahasan besaran ini, ditemukanlah yang disebut Dimensi. Sebenarnya apa sih dimensi itu? Simak ulasan berikut!

A. PENGERTIAN DIMENSI DAN DIMENSI BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN

Dimensi suatu besaran adalah penggambaran atau cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol (lambang) besaran pokok. Hal ini berarti dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok. Apapun jenis satuan besaran yang digunakan tidak mempengaruhi dimensi besaran tersebut, misalnya satuan panjang dapat dinyatakan dalam m, cm, km, ft, keempat satuan ini mempunyai dimensi yang sama yaitu L.

Pada sistem satuan internasional (SI), ada tujuh besaran pokok yang berdimensi, sedangkan dua besaran pokok tambahan tidak berdimensi. Cara penulisan dimensi dari suatu besaran dinyatakan dengan lambang huruf tertentu dan diberi kurung persegi. Berikut tabel besaran pokok beserta dimensinya :

DIMENSI UNTUK BESARAN POKOK

Dimensi dari besaran turunan dapat disusun dari dimensi besaran-besaran pokok. Berikut tabel besaran turunan :

DIMENSI UNTUK BEBERAPA BESARAN TURUNAN

Tidak hanya berpaku pada tabel diatas, cukup banyak besaran turunan lainnya yang dapat dibuat dimensinya untuk membuktikan kebenaran dari besaran atau persamaan tersebut.

Seiring berjalannya waktu, perkembangan besaran turunan makin meningkat sehingga dapat dikatakan dimensi besaran turunan dapat terus diperbaharui.

B. FUNGSI DIMENSI

Jika dipahami dengan seksama, dapat diambil kesimpulan beberapa fungsi dari dimensi, yaitu :

1. Dimensi digunakan untuk membuktikan kebenaran suatu persamaan.

Pembelajaran ilmu fisika banyak bentuk-bentuk penjelasan sederhana untuk memudahkan seperti persamaan fisika. Bagaimana cara membuktikan kebenarannya? Salah satunya adalah dengan analisa dimensional.

Analisis Dimensional

Analisis dimensional adalah suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan, dengan cara memperhatikan dimensi besaran tersebut. Salah satu manfaat dari konsep dimensi adalah untuk menganalisis atau menjabarkan benar atau salahnya suatu persamaan (fungsi dimensi). Metode penjabaran dimensi atau analisis dimensi menggunakan aturan :

• Dimensi ruas kanan sama dengan dimensi ruas kiri
• Setiap suku berdimensi sama

Contoh :

Sebuah benda yang bergerak diperlambat dengan perlambatan a yang tetap dari kecepatan v₀ dan menempuh jarak sebesar S maka akan berlaku hubungan v₀²=2aS. Buktikan kebenaran persamaan itu dengan analisa dimensional!

Penyelesaian :

Kecepatan awal v₀ = m/s   è[v₀] = [L][T]^-1

Percepatan      a = m/s²  è[a]  = [L][T]^-2

Jarak Tempuh S = m      è[S]  = [L]

Persamaan :

V₀²=2aS

Dimensinya :

Karena kedua ruas kiri dan kanan sama, artinya persamaannya kemungkinan besar benar.

2. Dimensi digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran dari besaran-besaran yang mempengaruhinya.

Untuk membuktikan hukum-hukum fisika dapat dilakukan prediksi-prediksi dari besaran yang mempengaruhinya. Dari besaran-besaran ini dapat ditentukan persamaan dengan analisa dimensional. Bahkan hubungan antar besaran dari sebuah eksperimen dapat ditindak lanjuti dengan analisa ini.

3. Juga berfungsi untuk menunjukkan kesetaraan beberapa besaran

Nah itulah postingan kami kali ini tentang DIMENSI dalam Fisika, semoga ilmunya dapat bermanfaat ya, Apabila masih ada yang belum dimengerti silahkan sahabat tanyakan melalui kotak komentar di bawah ini, kami akan berusaha merespon dengan cepat dan tepat. Terimakasih telah berkunjung di softilmu, jangan lupa like, follow, dan komentarnya ya J