Medan Magnet

Medan Magnet, dalam ilmu Fisika, adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik; inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet "permanen"). Sebuah medan magnet adalah medan vektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut. Arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling kawat. Medan tersebut terorientasi menurut aturan tangan kanan Sifat-Sifatnya Hasil kerja Maxwell telah banyak menyatukan listrik statis dengan magnetisme, yang menghasilkan sekumpulan dari empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun, di bawah formula Maxwell, masih ada dua medan yang berbeda yang menjelaskan fenomena berbeda. Einsteinlah yang berhasil menunjukan, dengan relativitas khusus, bahwa medan listrik dan medan magnet adalah dua aspek dari hal yang sama (tensor tingkat 2), dan seorang pengamat bisa merasakan gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak hanya merasakan gaya elektrostatik. Dengan demikian, menggunakan spesial relativitas, gaya magnet adalah manifestasi dari gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan bisa diprakirakan dari pengetahuan tentang gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif terhadap seorang pengamat). Hans Chiristian Oersted (1777 - 1851) adalah ahli fisika dari Denmark. Ia berhasil mengungkapkan misteri hubungan antara listrik dengan magnet. Oersted berhasil membuktikan bahwa penghantar yang dialiri arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Perhatikan percobaan berikut ini! Keterangan : (a) Kawat ketika belum dialiri arus listrik, jarum kompas berimpit dengan kawat. (b) Kawat dialiri arus listrik ke arah selatan maka jarum kompas akan menyimpang ke arah timur (c) Kawat dialiri arus listrik ke arah utara maka jarum kompas akan menyimpang ke arah barat. Percobaan di atas membuktikan bahwa ketika kawat dialiri arus maka akan ada medan magnet yang timbul di sekitar kawat, hal ini bisa dibuktikan dengan menyimpangnya jarum kompas. Arah medan magnet yang ditimbulkan dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan. Ibu jari menunjukkan arah arus listrik (I) dan keempat jari menunjukkan arah medan magnet (B) Magnet dan listrik merupakan dua besaran yang sangat berhubungan dan berkaitan. Hukum oerstedz diatas merupakan pembahasan yang membahas bahwa listrik dapat berubah menjadi magnet sedangkan magnet dapat berubah menjadi listrik akan dibahas di bab tentang Gaya Lorentz. Gaya Lorentz

Baca Selanjutnya klik..disini.. "^_^" ?!!

Kinematika

lagi cari cara membuat laporan kerja pengolahan labor, tidak sengaja ketemu tentang fisika.. untuk anak kelas XII IPA yang sedang persiapan menghadapi UN dan banyak yang jeblok nilai di mata pelajaran fisika mudah-mudahan ini membantu dalam pelajaran dan menyelesaikan soal fisika dalam menghadapi UN untuk saat ini pelajaran fisika yang dapat saya posting siswa kelas XII dalam menghadapi UN mengenai masalah Kinematika 1. Gerak Lurus Beraturan (GLB) KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang membicarakan gerak suatu benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda tersebut (massa benda diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda selama geraknya hanya ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatan a. Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kocepatan v tetap (percepatan a = 0), sehingga jarakyang ditempuh S hanya ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam waktu tertentu. Pada umumaya GLB didasari oleh Hukum Newton I ( S F = 0 ). S = X = v . t ; a = Dv/Dt = dv/dt = 0 v = DS/Dt = ds/dt = tetap Tanda D (selisih) menyatakan nilai rata-rata. Tanda d (diferensial) menyatakan nilai sesaat. 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -). Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m . a ). vt = v0 + a.t vt2 = v02 + 2 a S S = v0 t + 1/2 a t2 vt = kecepatan sesaat benda v0 = kecepatan awal benda S = jarak yang ditempuh benda f(t) = fungsi dari waktu t v = ds/dt = f (t) a = dv/dt = tetap Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka jarak yang ditempuh kedua benda adalah sama. 3. Grafik Gerak Benda Grafik gerak benda (GLB dan GLBB) pada umumnya terbagi dua, yaitu S-t dan grafik v-t. Pemahaman grafik ini penting untuk memudahkan penyelesaian soal. Khusus untuk grafik v-t maka jarak yang ditempuh benda dapat dihitung dengan cara menghitung luas dibawah kurva grafik tersebut. GRAFIK GLB (v = tetap ; S - t) GRAFIK GLBB (a = tetap ; v - t ; S - t2) 4. Gerak Karena pengaruh Gravitasi GERAK JATUH BEBAS: adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian h tertentu tanpa kecepatan awal (v0 = 0), jadi gerak benda hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi g. y = h = 1/2 gt2 t = Ö(2 h/g) yt = g t = Ö(2 g h) g = percepatan gravitasi bumi. y = h = lintasan yang ditempuh benda pada arah vertikal,(diukur dari posisi benda mula-mula). t = waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh lintasannya. GERAK VERTIKAL KE ATAS: adalah gerak benda yang dilempar dengan suatu kecepatan awal v0 pada arah vertikal, sehingga a = -g (melawan arah gravitasi). syarat suatu benda mencapai tinggi maksimum (h maks): Vt = 0 Dalam penyelesaian soal gerak vertikal keatas, lebih mudah diselesaikan dengan menganggap posisi di tanah adalah untuk Y = 0. Contoh: 1. Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu-X dengan persamaan lintasannya: X = 5t2 + 1, dengan X dalam meter dan t dalam detik. Tentukan: a. Kecepatan rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik. b. Kecepatan pada saat t = 2 detik. c. Jarak yang ditempah dalam 10 detik. d. Percepatan rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik. Jawab: a. v rata-rata = DX / Dt = (X3 - X2) / (t3 - t2) = [(5 . 9 + 1) - (5 . 4 + 1)] / [3 - 2] = 46 - 21 = 25 m/ detik b. v2 = dx/dt |t=2 = 10 |t=2 = 20 m/detik. c. X10 = ( 5 . 100 + 1 ) = 501 m ; X0 = 1 m Jarak yang ditempuh dalam 10 detik = X10 - X0 = 501 - 1 = 500 m d. a rata-rata = Dv / Dt = (v3- v2)/(t3 - t2) = (10 . 3 - 10 . 2)/(3 - 2) = 10 m/det2 2. Jarak PQ = 144 m. Benda B bergerak dari titik Q ke P dengan percepatan 2 m/s2 dan kecepatan awal 10 m/s. Benda A bergerak 2 detik kemudian dari titik P ke Q dengan percepatan 6 m/s2 tanpa kecepatan awal. Benda A dan B akan bertemu pada jarak berapa ? Jawab: Karena benda A bergerak 2 detik kemudian setelah benda B maka tB = tA + 2. SA = v0.tA + 1/2 a.tA2 = 0 + 3 tA2 SB = v0.tB + 1/2 a.tB2 = 10 (tA + 2) + (tA + 2)2 Misalkan kedua benda bertemu di titik R maka SA + SB = PQ = 144 m 3tA2 + 10 (tA + 2) + (tA + 2)2 = 144 2tA2 + 7tA - 60 = 0 Jadi kedua benda akan bertemu pada jarak SA = 3tA2 = 48 m (dari titik P). 3. Grafik di bawah menghubungkan kocepatan V dan waktu t dari dua mobil A dan B, pada lintasan dan arah sama. Jika tg a = 0.5 m/det, hitunglah: a. Waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatan kedua mobil sama. b. Jarak yang ditempuh pada waktu menyusul Jawab: Dari grafik terlihat jenis gerak benda A dan B adalah GLBB dengan V0(A) = 30 m/det dan V0(B) = 0. a. Percepatan kedua benda dapat dihitung dari gradien garisnya, jadi : aA = tg a = 0.5 10/t = 0.5 ® t = 20 det aB = tg b = 40/20 = 2 m/det b. Jarak yang ditempuh benda SA = V0 t + 1/2 at2 = 30t + 1/4t2 SB = V0 t + 1/2 at2 = 0 + t2 pada saat menyusul/bertemu : SA = SB ® 30t + 1/4 t2 = t2 ® t = 40 det Jadi jarak yang ditempuh pada saat menyusul : SA = SB = 1/2 . 2 . 402 = 1600 meter 5. Gerak Berbentuk Parabola Gerak ini terdiri dari dua jenis, yaitu: 1. Gerak Setengah Parabola Benda yang dilempar mendatar dari suatu ketinggian tertentu dianggap tersusun atas dua macam gerak, yaitu : a. Gerak pada arah sumbu X (GLB) vx = v0 Sx = X = vx t Gbr. Gerak Setengah Parabola b. Gerak pada arah sumbu Y (GJB/GLBB) vy = 0 ]® Jatuh bebas y = 1/2 g t2 2. Gerak Parabola/Peluru Benda yang dilempar ke atas dengan sudut tertentu, juga tersusun atas dua macam gerak dimana lintasan dan kecepatan benda harus diuraikan pada arah X dan Y. a. Arah sb-X (GLB) v0x = v0 cos q (tetap) X = v0x t = v0 cos q.t Gbr. Gerak Parabola/Peluru b. Arah sb-Y (GLBB)v0y = v0 sin q Y = voy t - 1/2 g t2 = v0 sin q . t - 1/2 g t2 vy = v0 sin q - g t Syarat mencapai titik P (titik tertinggi): vy = 0 top = v0 sin q / g sehingga top = tpq toq = 2 top OQ = v0x tQ = V02 sin 2q / g h max = v oy tp - 1/2 gtp2 = V02 sin2 q / 2g vt = Ö (vx)2 + (vy)2 Contoh: 1. Sebuah benda dijatuhkan dari pesawat terbang yang sedang melaju horisontal 720 km/jam dari ketinggian 490 meter. Hitunglah jarak jatuhnya benda pada arah horisontal ! (g = 9.8 m/det2). Jawab: vx = 720 km/jam = 200 m/det. h = 1/2 gt2 ® 490 = 1/2 . 9.8 . t2 t = 100 = 10 detik X = vx . t = 200.10 = 2000 meter 2. Peluru A dan peluru B ditembakkan dari senapan yang sama dengan sudut elevasi yang berbeda; peluru A dengan 30o dan peluru B dengan sudut 60o. Berapakah perbandingan tinggi maksimum yang dicapai peluru A dan peluru B? Jawab: Peluru A: hA = V02 sin2 30o / 2g = V02 1/4 /2g = V02 / 8g Peluru B: hB = V02 sin2 60o / 2g = V02 3/4 /2g = 3 V02 / 8g hA = hB = V02/8g : 3 V02 / 8g = 1 : 3 6. Gerak Melingkar Gerak melingkar terbagi dua, yaitu: 1. GERAK MELINGKAR BERATURAN (GMB) GMB adalah gerak melingkar dengan kecepatan sudut (w) tetap. Arah kecepatan linier v selalu menyinggung lintasan, jadi sama dengan arah kecepatan tangensial sedanghan besar kecepatan v selalu tetap (karena w tetap). Akibatnya ada percepatan radial ar yang besarnya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. ar disebut juga percepatan sentripetal/sentrifugal yang selalu | v. v = 2pR/T = w R ar = v2/R = w2 R s = q R 2. GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB) GMBB adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut a tetap. Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial aT = percepatan linier, merupakan percepatan yang arahnya menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan v). a = Dw/Dt = aT / R aT = dv/dt = a R T = perioda (detik) R = jarijari lingkaran. a = percepatan angular/sudut (rad/det2) aT = percepatan tangensial (m/det2) w = kecepatan angular/sudut (rad/det) q = besar sudut (radian) S = panjang busur Hubungan besaran linier dengan besaran angular: vt = v0 + a t wt S = v0 t + 1/2 a t2 Þ w0 + a t Þ q = w0 + 1/2 a t2 Contoh: 1. Sebuah mobil bergerak pada jalan yang melengkung dengan jari-jari 50 m. Persamaan gerak mobil untuk S dalam meter dan t dalam detik ialah: S = 10+ 10t - 1/2 t2 Hitunglah: Kecepatan mobil, percepatan sentripetal dan percepatan tangensial pada saat t = 5 detik !Jawab: v = dS/dt = 10 - t; pada t = 5 detik, v5 = (10 - 5) = 5 m/det. - percepatan sentripetal : aR = v52/R = 52/50 = 25/50 = 1/2 m/det2 - percepatan tangensial : aT = dv/dt = -1 m/det semoga siswa kelas XII lulus mengahadapi UN dan UAS, rajin membahas soal-soal UN dan UAS.... :)

Baca Selanjutnya klik..disini.. "^_^" ?!!