Rabu, 21 Juli 2010

CAHAYA

Kecepatan cahaya

Tabel konversi untuk satuan kecepatan 1 c (konstanta kecepatan cahaya) adalah sama dengan
1	kecepatan cahaya (c)
107.925.284.880,00	sentimeter per jam (cm/_h)
29.979.245.800,00	sentimeter per menit (cm/_s)
1.798.754.748,00	sentimeter per detik (cm/_m)
3.540.855.803.149,61	kaki per jam (foot/_h)
59.014.263.385,83	kaki per menit (foot/_m)
983.571.056,43	kaki per detik (foot/_s)
1.079.252.848.800,00	meter per jam (m/_h)
17.987.547.480,00	meter per menit (m/_m)
299.792.458,00	meter per detik (m/_s)
1.079.252.848,80	kilometer per jam (km/_h)
17.987.547,48	kilometer per menit (km/_m)
299.792,46	kilometer per detik (km/_s)
582.749.918,36	knot (knot)
904.460,44	mach (laut) (mach (laut))
1.016.085,80	mach (SI) (mach (SI))
670.616.629,38	mil per jam (mil/_h)
11.176.943,82	mil per menit (mil/_m)
186.282,39	mil per detik (mil/_s)
1.180.285.267.716,53	yard per jam (yard/_h)
19.671.421,13	yard per menit (yard/_m)
327.857.018,81	yard per detik (yard/_s)

Cahaya Matahari diperkirakan memerlukan waktu 8 menit untuk mencapai Bumi.

Kecepatan cahaya dalam beberapa unit satuan
meter per detik	299,792,458 (exact)
kilometer per detik	˜ 300,000
kilometer per jam	˜ 1,079,000,000
mil per detik	˜ 186,000
mil per jam	˜ 671,000,000
natural units	1 (exact and dimensionless)
Perkiraan lama waktu yang diperlukan dari jarak tempuh cahaya:
Satu kaki	1.0 nanodetik
Satu meter	3.3 nanodetik
Satu kilometer	3.3 mikrodetik
Satu mil	5.4 mikrodetik
Dari Bumi ke geostationary orbit	0.12 detik
Mengelilingi khatulistiwa bumi	0.13 detik
Dari Bumi ke Bulan	1.3 detik
Dari Bumi ke Matahari	8.3 menit
Dari Bumi ke Alpha Centauri	4.4 tahun
Menyebrangi Bima Sakti	100,000 tahun

Kecepatan cahaya merupakan sebuah konstanta yang disimbolkan dengan huruf c, singkatan dari celeritas (yang dirujuk dari dari bahasa Latin) yang berarti "kecepatan".

Kecepatan cahaya dalam sebuah ruang hampa udara didefinisikan saat ini pada 299.792.458 meter per detik (m/_s)^[1]atau 1.079.252.848,8 kilometer per jam (km/_h) atau 186.282.4 mil per detik (mil/_s) atau 670.616.629,38 mil per jam (mil/_h), yang ditetapkan pada tahun 1975 dengan toleransi kesalahan sebesar 4×10⁻⁹.^[2] Pada tahun 1983, satuan meter didefinisikan kembali dalam Sistem Satuan Internasional (SI) kemudian ditetapkan pada 17th Conférence Générale des Poids et Mesures sebagai ... the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of ¹⁄_299.792.458 of a second^[3]^[4]^[5]^[6] , sehingga nilai konstanta c dalam meter per detik sekarang tetap tepat dalam definisi meter, sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa pada ¹⁄_299.792.458 detik^[7]^[8]^[9].

Observasi Rømer dengan mengamati gerakan planet Jupiter dan menghitung pergeseran periode orbit dari salah satu bulan satelitnya yang bernama Io, dan kemudian Rømer dapat memperkirakan jarak tempuh cahaya dari diameter orbit bumi

[sunting] Kronologis

Beragam ilmuwan sepanjang sejarah telah mencoba untuk mengukur kecepatan cahaya.

Pada tahun 1629, Isaac Beeckman melakukan observasi sinar flash yang dipantulkan oleh cermin dari jarak 1 mil (1,6 kilometer).
Pada tahun 1638, Galileo Galilei berusaha untuk mengukur kecepatan cahaya dari waktu tunda antara sebuah cahaya lentera dengan persepsi dari jarak cukup jauh.
Pada tahun 1667, percobaan Galileo Galilei diteliti oleh Accademia del Cimento of Florence, dengan rentang 1 mil, tetapi tidak terdapat waktu tunda yang dapat diamati. Berdasarkan perhitungan modern, waktu tunda pada percobaan itu seharusnya adalah 11 mikrodetik. Dan Galileo Galilei mengatakan bahwa observasi itu tidak menunjukkan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang tidak terhingga, tetapi hanya menunjukkan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang sangat tinggi.^[10]^[11]
Pada tahun 1676, sebuah percobaan awal untuk mengukur kecepatan cahaya dilakukan oleh Ole Christensen Rømer, seorang ahli fisika Denmark dan anggota grup astronomi dari French Royal Academy of Sciences. Dengan menggunakan teleskop, Ole Christensen Rømer mengamati gerakan planet Jupiter dan salah satu bulan satelitnya, bernama Io^[12]^[13]. Dengan menghitung pergeseran periode orbit Io, Rømer memperkirakan jarak tempuh cahaya pada diameter orbit bumi sekitar 22 menit^[14]. Jika pada saat itu Rømer mengetahui angka diameter orbit bumi, kalkulasi kecepatan cahaya yang dibuatnya akan mendapatkan angka 227×10⁶ meter/detik. Dengan data Rømer ini, Christiaan Huygens mendapatkan estimasi kecepatan cahaya pada sekitar 220×10⁶ meter/detik. Penemuan awal penemuan grup ini diumumkan oleh Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1675, periode Io, bulan satelit planet Jupiter dengan orbit terpendek, nampak lebih pendek pada saat Bumi bergerak mendekati Jupiter daripada pada saat menjauhinya. Rømer mengatakan hal ini terjadi karena cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Pada bulan September 1676, berdasarkan asumsi ini, Rømer memperkirakan bahwa pada tanggal 9 November 1676, Io akan muncul dari bayang-bayang Jupiter 10 menit lebih lambat daripada kalkulasi berdasarkan rata-rata kecepatannya yang diamati pada bulan Agustus 1676.^[15]. Setelah perkiraan Rømer terbukti,^[16] dia diundang oleh French Academy of Sciences^[17] untuk menjelaskan metode yang digunakan untuk hal tersebut.^[18] Diagram di samping adalah replika diagram yang digunakan Rømer dalam penjelasan tersebut.^[19]
Pada tahun 1704, Isaac Newton juga menyatakan bahwa cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Dalam bukunya berjudul Opticks, Newton menyatakan besaran kecepatan cahaya senilai 16,6 x diamater Bumi per detik (210.000 kilometer/detik).

Teori James Bradley

Diagram Hippolyte Fizeau

Pada tahun 1725, James Bradley mengatakan, cahaya bintang yang tiba di Bumi akan nampak seakan-akan berasal dari sudut yang kecil, dan dapat dikalkulasi dengan membandingkan kecepatan Bumi pada orbitnya dengan kecepatan cahaya. Kalkulasi kecepatan cahaya oleh Bradley adalah sekitar 298.000 kilometer/detik (186.000 mil/detik). Teori Bradley dikenal sebagai stellar aberration.^[20] Sinar cahaya yang datang bintang 1 membutuhkan waktu untuk mencapai bumi, dan pada saat sinar tersebut tiba, bumi telah bergeser pada orbitnya, sehingga seolah-olah kita melihat sinar cahaya tersebut datang dari bintang di lokasi 2.
Pada tahun 1849, pengukuran kecepatan cahaya, yang lebih akurat, dilakukan di Eropa oleh Hippolyte Fizeau. Fizeau menggunakan roda sprocket yang berputar untuk meneruskan cahaya dari sumbernya ke sebuah cermin yang diletakkan sejauh beberapa kilometer. Pada kecepatan rotasi tertentu, cahaya sumber akan melalui sebuah kisi, menempuh jarak menuju cermin, memantul kembali dan tiba pada kisi berikutnya. Dengan mengetahui jarak cermin, jumlah kisi, kecepatan putar roda, Fizeau mendapatkan kalkulasi kecepatan cahaya pada 313×10⁶ meter/detik.
Pada tahun 1862, Léon Foucault bereksperimen dengan penggunaan cermin rotasi dan mendapatkan angka 298×10⁶ meter/detik.
Albert Abraham Michelson melakukan percobaan-percobaan dari tahun 1877 hingga tahun 1926 untuk menyempurnakan metode yang digunakan Foucault dengan penggunaan cermin rotasi untuk mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya pada 2 x jarak tempuh antara Gunung Wilson dan Gunung San Antonio, di California. Hasil pengukuran menunjukkan 299.796.000 meter/detik. Beliau wafat lima tahun kemudian pada tahun 1931.
Pada tahun 1946, saat pengembangan cavity resonance wavemeter untuk penggunaan pada radar, Louis Essen dan A. C. Gordon-Smith menggunakan gelombang mikro dan teori elektromagnetik untuk menghitung kecepatan cahaya. Angka yang didapat adalah 299.792±3 kilometer/detik.
Pada tahun 1950, Essen mengulangi pengukuran tersebut dan mendapatkan angka 299.792.5±1 kilometer/detik, yang menjadi acuan bagi 12th General Assembly of the Radio-Scientific Union pada tahun 1957.

Angka yang paling akurat ditemukan di Cambridge pada pengukuran melalui kondensat Bose-Einstein dengan elemen Rubidium. Tim pertama dipimpin oleh Dr. Lene Vestergaard Hau dari Harvard University and the Rowland Institute for Science. Tim yang kedua dipimpin oleh Dr. Ronald L. Walsworth, dan, Dr. Mikhail D. Lukin dari the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Notasi kecepatan cahaya (c) mempunyai makna "konstan" atau tetap^[21] yang digunakan sebagai notasi kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara, namun terdapat juga penggunaan notasi c untuk kecepatan cahaya dalam medium material sedangkan c₀ untuk kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara.^[22] Notasi subskrip ini dimaklumkan karena dalam literatur SI ^[23] sebagai bentuk standar notasi pada suatu konstanta, ada juga berbentuk seperti: konstanta magnetik µ₀, konstanta elektrik e₀, impedansi ruang kamar Z₀.

Menurut Albert Einstein dalam teori relativitas, c adalah konstanta penting yang menghubungkan ruang dan waktu dalam satu kesatuan struktur dimensi ruang waktu. Di dalamnya, c mendefinisikan konversi antara materi dan energi^[24] E=mc².^[25], dan batas tercepat waktu tempuh materi dan energi tersebut.^[26]^[27] c juga merupakan kecepatan tempuh semua radiasi elektromagnetik dalam ruang kamar^[28] dan diduga juga merupakan kecepatan gelombang gravitasi.^[29]^[30] Dalam teori ini, sering digunakan satuan natural units di mana c=1, ^[31]^[32] sehingga notasi c tidak lagi digunakan

GAYA GERAK BENDA

Pernahkah kamu melihat air terjun? Air itu jatuh dari ketinggian tertentu, kemudian mengalir. Jatuh dari ketinggian tertentu dan mengalir merupakan contoh gerak benda.
Hampir setiap saat kita menjumpai benda yang bergerak. Gerakan itu menandai terjadinya suatu perubahan.

Setiap hari makhluk hidup selalu menggerakkan anggota tubuhnya. Kita berjalan ke sekolah, hewan berlari menghindari bahaya, dan tumbuhan pun bergerak juga.

Nah sekarang, coba gerakkan jarimu dari ujung meja ke ujung meja yang lain! atau kamu berjalan ke pintu.

Benda tak hidup juga bergerak. Contohnya air, dia mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Tahukah kamu bahwa awan dan bumi juga selalu bergerak?

Jadi, apakah yang dimaksud dengan gerak? Mengapa benda dapat bergerak?

Benda dapat bergerak karena ditarik atau didorong. Gerak benda dipengaruhi oleh ukuran benda, bentuk permukaan benda, dan kehalusan permukaan benda.

Cara Benda Bergerak

Seperti yang kita tahu, benda padat, cair dan gas dapat bergerak. Tapi karena sifatnya berbeda, cara bergerak ketiga benda itu juga berbeda.

Benda yang wujudnya sama juga dapat mengalami perbedaan gerak. Coba perhatikan, apakah sama gerak kelereng dengan pensilmu ketika diletakkan pada papan miring?

Gerak Benda Padat

Perhatikan gambar disamping ini!
Bagaimanakah gerak roda gerobak setelah didorong?
Gerak yang terjadi pada roda gerobak disebut menggelinding.

kita tahu bahwa gerak kelereng dan pensil disebut menggelinding. Sedangkan balok kayu itu bergerak dengan cara meluncur. Selama meluncur, bagian balok kayu yang menyentuh papan tidak berubah.

a. Menggelinding
Menggelinding merupakan gerak yang dilakukan oleh benda yang berbentuk bulat atau lingkaran. Contohnya gerak roda mobil dan sepeda pada saat berjalan. Selama bergerak, permukaan roda yang mengentuh tanah (landasan) selalu berubah.

b. Berputar
Gerak berputar mirip dengan menggelinding, tetapi benda tidak mengalami perpindahan. Gerak berputar biasanya mempunyai poros dan lintasan geraknya berbentuk lingkaran. Misalnya gerak jarum jam dan baling-baling helikopter.

c. Jatuh
Jatuh adalah gerak benda dari atas ke bawah. Contohnya buah durian yang jatuh karena lepas dari tangkainya. Gerak jatuh disebabkan adanya gaya tarik bumi (gravitasi) yang menyebabkan semua benda jatuh ke bawah.

d. Memantul
Memantul adalah gerak benda setelah terjadi tumbukan. Contohnya adalah gerak bola bekel. Mula-mula bola bekel jatuh dari atas ke bawah. Setelah menumbuk lantai, arah gerak bola bekel berubah, yaitu dari bawah ke atas. Namun setelah mencapai ketinggian tertent, bola bekel akan jatuh lagi ke bawah, kemudian memantul lagi. Hal itu akan terus berlangsung sampai akhirnya bola bekel berhenti.Contoh lainnya pada permainan bola basket.

Gerak Benda Cair

Benda yang hanyut di sungai dikatakan bergerak. Boleh dibilang, gerakan benda itu disebabkan oleh gerakan air sungai. Arah gerakan air selalu dari tempat yang tinggi menuju ke tempay yang lebih rendah. Gerakan yang dilakukan oleh zat cair disebut mengalir.

Gerak mengalir juga dapat kamu amati pada saat kamu menuangkan air ke dalam gelas atau pada saat petugas pom bensin memasukkan bensin ke dalam tangki.

Air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Cobalah perhatikan bak penampungan air di rumahmu. Bak itu diletakkan di tempat yang tinggi agar air dalam bak dapat mengalir dengan mudah.

Aliran air hujan pun jatuh dari tempat yang tinggi. Air sungai mengalir dari daerah pegunungan menuju ke tempat yang lebih rendah. Akhirnya, air sungai masuk ke laut. Karena itu, laut merupakan tempat yang paling rendah di permukaan bumi.

Selain zat cair, gerak mengalir juga dialami oleh gas. Contohnya kompor gas. Bahan bakar kompor gas berasal dari gas yang ada di dalam tabung. Ketika digunakan, bahan bakar dalam tabung mengalir ke dalam kompor gas dan diubah menjadi energi panas, sehingga kompor dapat menyala. Jika gasnya habis, kompor tidak dapat dinyalakan. Berarti, aliran gas dari tabung ke kompor berhenti.

Hal-hal yang Memengaruhi Gerak Benda

seperti perobaan pada kelereng:
Tahanlah kelereng dan balok kayu pada papan miring dengan kedua tanganmu. Kemudian lepas keduanya secara bersamaan. Kelereng akan menggelinding dan balok kayu akan meluncur. Manakah yang lebih cepat?

Tentu saja, kelereng lebih cepat menyentuh lantai. Kenapa itu bisa terjadi? Karena perbedaan besar gesekan antara benda dan papan. Gesekan antara kelereng dan papan lebih kecil daripada gesekan antara balok kayu dan papan. Hal itu karena bagian kelereng yang menyentuh papan lebih sempit daripada bagian balok kayu yang menyentuh papan. Akibatnya, gerakan kelereng lebih cepat dari balok kayu.

Jadi, gerak benda dipengaruhi oleh bentuknya.

Bola berisi angin berbentuk bulat, sedangkan bola kempes berbentuk penyok. Jika kamu dorong dengan tenaga yang sama, bola yang berisi angin akan bergerak lebih jauh dari bola yang kempes. Itulah mengapa menaiki sepeda yang bannya kempes terasa lebih berat daripada sepeda yang bannya berisi angin.

Berat benda memengaruhi gerak benda. Hal itu dapat kamu buktikan dengan cara membandingkan panjang regangan karet gelang pada kegiatan diatas. Karet gelang yang digunakan untuk menarik mobil mainan yang telah diberi bebanlebih panjang daripada mobil mainan yang tidak diberi beban.

Mobil mainan yang berada pada papan yang telah dilapisi plastik memberi regangan karet gelang lebih pendek daripada mobil mainan yang diatas papan. Itu karena permukaan plastik lebih halus daripada permukaan papan kayu. Karenanya, mobil mainan yang berada pada papan yang dilapisi plastik lebih mudah bergerak.

Kegunaan Gerak Benda

Perhatikanlah roda sepeda yang sedang berputar. Pada saat berjalan, roda sepeda mengalami dua gerakan, yaitu menggelinding dan berputar. Roda dikatakan bergerak menggelinding jika dilihat dari jalan yang dilalui. Namun jika dilihat dari porosnya, maka roda sepeda berputar. Sepeda tentu tidak akan bisa berjalan jika rodanya tidak berputar, bukan? Dengan demikian, gerak roda sangat berguna bagi kita.

Roda telah lama digunakan manusia untuk memudahkan memindahkan benda. Sebelum roda ditemukan, nenek moyang kita mengunakan kayu gelondongan untuk memindahkan benda. Setelah itu dibuatlah roda dari kayu. Kemudian agar ringan tapi tetap kuat, maka roda diberi jeruji. Sekarang roda dibuat dari ban yang diisi angin dan dipasang pada pelek.

Dengan memahami sifat gerakan air, kita dapat mempermudah pekerjaan. Untuk memindahkan air dari tempat yang tinggi, kita tinggal mengalirkannya. Di daerah tertentu, aliran sungai dapat dimanfaatkan untuk transportasi, contohnya perahu dan rakit. Gerak mengalir pada air juga dimanfaatkan oleh perusahaan air minum (PAM).

Arung jeram merupakan olah raga yang menggunakan perahu karet, palampung, dan dayung. Perahu karet digerakan oleh aliran air yang deras. Oleh karena itu, gerak perahu harus diarahkan dengan menggunakan dayung. Hal itu dapat menimbulkan keasyikan tersendiri bagi orang yang ada diatasnya, yang rata-rata menyukai tantangan.

Ada pula olah raga selancar, yang memanfaatkan gerakan gelombang laut. Olah raga ini memerlukan papan khusus untuk berselancar. Orang yang berselancar dapat kamu jumpai kalau kamu berwisata ke pantai.

Arung jeram

Selancar

Gerak air dapat menerjang benda yang ada di depannya. Misalnya ketika kamu menyiram kotoran di lantai air di gayung atau di selang. Kotoran itu akan diterjang oleh air sehingga lantai menjadi bersih kembali. Ketika kamu mandi, mencuci piring, san banyak lagi. Semakin kencang aliran air, semakin mudah memberikan kotoran.

Air yang mengalir dapat menggerakkan kincir pada pembangkit listrik tenaga air. Selanjutnya, kincir air digunakan untuk menggerakkan generator. Generator inilah yang menghasilkan energi listrik. Makin kencang putaran generator, listrik yang dihaslkan makin besar. Selanjutnya, energi listrik yang dihasilkan oleh generator disalurkan ke rumah-rumah penduduk yang memerlukan.

Gerak tubuh

Kita dapat bergerak kemanapun kita mau dengan cepat dan menghentikannya. Kita juga dapat melompat, berdiri, dan duduk. Hal itu dapat kita lakukan karena tubuh kita banyak memiliki otot, saraf, dan tulang. Otot menerima pesan dari saraf untuk menggerakkan tulang. Maha Besar Allah yang telah mencipatakan kita dan dunia ini dengan sempurna.

LISTRIK STATIS

1. Hukum Coulomb

Tinjaulah interaksi antara dua benda bermuatan yang dimensi geometrinya dapat diabaikan terhadap jarak antar keduanya. Maka dalam pendekatan yang cukup baik dapat dianggap bahwa kedua benda bermuatan tersebut sebagai titik muatan. Charles Augustin de Coulomb(1736-1806) pada tahun 1784 mencoba mengukur gaya tarik atau gaya tolak listrik antara dua buah muatan tersebut. Ternyata dari hasil percobaannya, diperoleh hasil sebagai berikut:

* Pada jarak yang tetap, besarnya gaya berbanding lurus dengan hasil kali muatan dari masing –masing muatan. * Besarnya gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan. * Gaya antara dua titik muatan bekerja dalam arah sepanjang garis penghubung yang lurus. * Gaya tarik menarik bila kedua muatan tidak sejenis dan tolak menolak bila kedua muatan sejenis. Hasil penelitian tersebut dinyatakan sebagai hukum Coulomb, yang secara matematis:

k adalah tetapan perbandingan yang besarnya tergantung pada sistem satuan yang digunakan. Pada sistem SI, gaya dalam Newton(N), jarak dalam meter (m), muatan dalam Coulomb ( C ), dan k mempunyai harga :

sebagai konstanta permitivitas ruang hampa besarnya = 8,854187818 x 10^-12 C2/Nm2. Gaya listrik adalah besaran vektor, maka Hukum Coulomb bila dinyatakan dengan notasi vector menjadi :

Dimana r₁₂ adalah jarak antara q₁ dan q₂ atau sama panjang dengan vektor r₁₂, sedangkan r₁₂ adalah vektor satuan searah r₁₂. Jadi gaya antara dua muatan titik yang masing-masing sebesar 1 Coulomb pada jarak 1 meter adalah 9 x 10⁹ newton, kurang lebih sama dengan gaya gravitasi antara planet-planet.

Contoh 1:

Muatan titik q₁ dan q₂ terletak pada bidang XY dengan koordinat berturut-turut(x₁,y₁) dan (x₂,y₂), tentukanlah :

a. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂

b. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂

Penyelesaian :

a. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂

b. Gaya pada muatan q₂ oleh muatan q₁

Dari hasil perhitungan bahwa gayanya akan sama besar namun berlawanan arah.

Prinsip Superposisi

Dalam keadaan Rill , titik-titik muatan selalu terdapat dalam jumlah yang besar. Maka timbullah pertanyaan : apakah interaksi antara dua titik muatan yang diatur oleh Hukum Coulomb dapat dipengaruhi oleh titik lain disekitarnya? Jawabannya adalah tidak, karena pada interaksi elektrostatik hanya meninjau interaksi antar dua buah muatan, jika lebih dari dua buah muatan maka diberlakukan prinsip superposisi (penjumlahan dari semua gaya interaksinya).

Secara matematik, prinsip superposisi tersebut dapat dinyatakan dengan mudah sekali dalam notasi vektor. Jadi misalnya F₁₂ menyatakan gaya antara q₁ dan q₂ tanpa adanya muatan lain disekitarnya, maka menurut Hukum Coulomb,

Begitu pula interaksi antara q₁ dan q₃ tanpa adanya muatan q₂, dinyatakan oleh :

Maka menurut prinsip superposisi dalam sistem q₁, q₂ dan q₃, gaya total yang dialami q₁ tak lain adalah jumlah vector gaya-gaya semula :

Contoh 2 :

Tiga buah muatanmasing-masing q₁ = 4 C pada posisi (2,3), q₂ = -2 C pada posisi(5,-1) dan q₃ = 2 C pada posisi (1,2) dalam bidang x-y. Hitung resultan gaya pada q₂ jika posisi dinyatakan dalam meter.

Penyelesaian :

Sabtu, 17 Juli 2010

ukum Ohm

Lompat ke: pandu arah, gelint

Punca voltan, V, menggerakkan arus elektrik, I , melalui perintang, R, ketiga-tiga kuantiti mematuhi Hukum Ohm: V = IR.

Dalam litar elektrik, Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik, I yang mengalir malalui sesuatu pengalir antara dua titik yang lain adalah berkadar terus dengan beza keupayaan, V antara kedua-dua titik, serta berkadar songsang dengan rintangan, R antara kedua-dua titik. Secara matematik:

$I = \dfrac{V}{R}$

Hukum ini dinamakan sempnea Georg Ohm, yang menunjukkan perubahan arus dan beza kepupayaan dalam litar elektrik ketika menggunakan dawai yang mempunyai panjang berbeza.

Hukum ini sangat berguna dalam bidang kejuruteraan elektrik dan elektronik kerana menunjukkan hubungan arus, voltan dan rintangan pada tahap makroskopik, iaitu sebagai unsur dalam litar elektrik. Pada tahap mikroskopik, ahli fizik menggunakan persamaan vektor lain yang berhubung kait dengan Hukum Ohm.

Fizik

Ahli fizik sering menggunakan Hukum Ohm bentuk kontinuum:

$\mathbf{J} = \sigma \cdot \mathbf{E}$

di mana J ialah kemampatan arus (iaitu arus per unit luas), σ ialah konduktiviti, dan E ialah medan elektrik.

Beza keupayaan ditakrifkan sebagai

${\Delta V} = -\int {\mathbf E \cdot dl}$

atau, jika medan elektrik tidak diganggu oleh pilihan arah (seperti dalam litar elektrik):

${|\Delta V|} = {E}{L} \$

di mana L merupakan jarak antara dua titik yang dimaksudkan. Disebabkan J adalah sama dengan I/A, persamaan Hukum Ohm menjadi:

${I \over A} = {\sigma |\Delta V| \over L}$

Rintangan elektrik pula ditakrifkan melalui kuantiti konduktiviti, panjang, dan luas keratan rentas:

${R} = {L \over \sigma A}$

Dari situ, Hukum Ohm boleh diterbitkan sebagai

${|\Delta V| \over R}={I}$

yang lebih menyerupai persamaan bentuk makroskopik.

Prinsip Archimedes

Pengantar

Pernahkah dirimu melihat kapal laut ? jika belum pernah melihat kapal laut secara langsung, mudah-mudahan dirimu pernah melihat kapal laut melalui televisi (Tuh ada gambar kapal di samping). Coba bayangkan. Kapal yang massanya sangat besar tidak tenggelam, sedangkan sebuah batu yang ukurannya kecil dan terasa ringan bisa tenggelam. Aneh khan ? Mengapa bisa demikian ?

Jawabannya sangat mudah jika dirimu memahami konsep pengapungan dan prinsip Archimedes. Pada kesempatan ini gurumuda ingin membimbing dirimu untuk memahami apa sesungguhnya prinsip archimedes. Selamat belajar ya… Semoga setelah mempelajari pokok bahasan ini dirimu dengan mudah menjelaskan semua persoalan berkaitan dengan prinsiparchimedes, termasuk alasan mengapa kapal yang massanya besar tidak tenggelam.

Gaya Apung

Sebelum membahas prinsip Archimedes lebih jauh, gurumuda ingin mengajak dirimu untuk melakukan percobaan kecil-kecilan berikut ini. Silahkan cari sebuah batu yang ukurannya agak besar, lalu angkat batu tersebut. Apakah batu tersebut terasa berat ? nah, sekarang coba masukan batu ke dalam air (masukan batu ke dalam air laut atau air kolam atau air yang ada dalam sebuah wadah, misalnya ember). Kali ini batu diangkat dalam air. Bagaimana berat batu tersebut ? apakah batu terasa lebih ringan ketika diangkat dalam air atau ketika tidak diangkat dalam air ? agar bisa menjawab pertanyaan gurumuda dengan benar, sebaiknya dirimu melakukan percobaan tersebut terlebih dahulu.

Untuk memperoleh hasil percobaan yang lebih akurat, dirimu bisa melakukan percobaan dengan menimbang batu menggunakan timbangan pegas (seandainya ada timbangan pegas di sekolah-mu). Timbanglah batu di udara terlebih dahulu. Catat berat batu tersebut. Selanjutnya, masukan batu ke dalam sebuah wadah yang berisi air, lalu timbang lagi batu tersebut. Bandingkan manakah berat batu yang lebih besar, ketika batu ditimbang di dalam air atau ketika batu ditimbang di udara ?

Ketika dirimu menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan ketika dirimu menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat batu menjadi lebih kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan. Sampai di sini, dirimu sudah paham-kah ?

Keterangan gambar :

F_pegas = gaya pegas, w = gaya berat batu, F₁ = gaya yang diberikan fluida pada bagian atas batu, F₂ = gaya yang diberikan fluida pada bagian bawah batu, F_apung = gaya apung.

F_apung merupakan gaya total yang diberikan fluida pada batu (F_apung = F₂-F₁). Arah gaya apung (F_apung) ke atas, karena gaya yang diberikan fluida pada bagian bawah batu (F₂) lebih besar daripada gaya yang diberikan fluida pada bagian atas batu (F₁). Hal ini dikarenakan tekanan fluida pada bagian bawah lebih besar daripada tekanan fluida pada bagian atas batu.

Prinsip Archimedes

Dalam kehidupan sehari-hari, kita akan menemukan bahwa benda yang dimasukan ke dalam fluida seperti air misalnya, memiliki berat yang lebih kecil daripada ketika benda tidak berada di dalam fluida tersebut. Dirimu mungkin sulit mengangkat sebuah batu dari atas permukaan tanah tetapi batu yang sama dengan mudah diangkat dari dasar kolam. Hal ini disebabkan karena adanya gaya apung sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya. Gaya apung terjadi karena adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalamanyang berbeda. Seperti yang telah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan Tekanan pada Fluida, tekanan fluida bertambah terhadap kedalaman. Semakin dalam fluida (zat cair), semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bagian atas benda dan fluida pada bagian bawah benda. Fluidayang terletak pada bagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada di bagian atas benda. (perhatikan gambar di bawah).

Pada gambar di atas, tampak sebuah benda melayang di dalam air. Fluida yang berada dibagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang terletak pada bagian atas benda. Hal ini disebabkan karena fluida yang berada di bawah benda memiliki kedalaman yang lebih besar daripada fluida yang berada di atas benda (h₂ > h₁).

Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h₂ adalah :

Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h₁ adalah :

F₂ = gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian bawah benda, F₁ = gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian atas benda, A = luas permukaan benda

Selisih antara F₂ dan F₁ merupakan gaya total yang diberikan oleh fluida pada benda, yang kita kenal dengan istilah gaya apung. Besarnya gaya apung adalah :

Keterangan :

Karena

(ingat kembali persamaan massa jenis)

Maka persamaan yang menyatakan besarnya gaya apung (F_apung) di atas bisa kita tulis menjadi :

m_Fg = w_F= berat fluida yang memiliki volume yang sama dengan volume benda yang tercelup. Berdasarkan persamaan di atas, kita bisa mengatakan bahwa gaya apung pada benda sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Ingat bahwa yang dimaksudkan dengan fluida yang dipindahkan di sini adalah volume fluida yang sama dengan volume benda yang tercelup dalam fluida. Pada gambar di atas, gurumuda menggunakan ilustrasi di mana semua bagian benda tercelup dalam fluida (air). Jika dinyatakan dalam gambar maka akan tampak sebagai berikut :

Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida, terapung, di mana bagian benda yang tercelup hanya sebagian maka volume fluida yang dipindahkan = volume bagian benda yang tercelup dalam fluida tersebut. Tidak peduli apapun benda dan bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami hal yang sama. Ini adalah buah karya eyang bututArchimedes (287-212 SM) yang saat ini diwariskan kepada kita dan lebih dikenal dengan julukan “Prinsip Archimedes”. Prinsip Archimedes menyatakan bahwa :

Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, di mana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.

Dirimu bisa membuktikan prinsip Archimedes dengan melakukan percobaan kecil-kecilan berikut. Masukan air ke dalam sebuah wadah (ember dkk). Usahakan sampai meluap sehingga ember tersebut benar-benar penuh terisi air. Setelah itu, silahkan masukan sebuah benda ke dalam air. Setelah benda dimasukan ke dalam air, maka sebagian air akan tumpah. Volume air yang tumpah = volume benda yang tercelup dalam air tersebut. Jika seluruh bagian benda tercelup dalam air, maka volume air yang tumpah = volume benda tersebut. Tapi jika benda hanya tercelup sebagian, maka volume air yang tumpah = volume dari bagian benda yang tercelup dalam air Besarnya gaya apung yang diberikan oleh air pada benda = berat air yang tumpah (berat air yang tumpah = w = m_airg = massa jenis air x volume air yang tumpah x percepatan gravitasi). Volume air yang tumpah = volume benda yang tercelup dalam air

Kisah Eyang Archimedes

Konon katanya, eyang butut Archimedes yang hidup antara tahun 287-212 SM ditugaskan oleh Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota yang dibuat untuk Sang Raja terbuat dari emas murni atau tidak. Untuk mengetahui apakah mahkota tersebut terbuat dari emas murni atau mahkota tersebut mengandung logam lain, eyang butut Archimedes pada mulanya kebingungan. Persoalannya, bentuk mahkota itu tidak beraturan dan tidak mungkin dihancurkan dahulu agarbisa ditentukan apakah mahkota terbuat dari emas murni atau tidak. Ide brilian muncul ketika ia sedang mandi dan mungkin karena saking senangnya, eyang butut Archimedes ini langsung berlari dalam keadaan bugil sambil berteriak “eureka” yang artinya “saya telah menemukannya”. Waduh, saking senangnya lupa pake handuk… hehe… ide brilian untuk menentukan apakah mahkota raja terbuat dari emas murni atau tidak adalah dengan terlebih dahulu menentukan Berat Jenis mahkota tersebut lalu membandingkannya dengan berat jenis emas. Jika mahkota terbuat dari emas murni, maka berat jenis mahkota = berat jenis emas.

Berat jenis suatu benda merupakan perbandingan antara berat benda tersebut di udara dengan berat air yang memiliki volume yang sama dengan volume benda. Secara matematis ditulis :

Nah, sekarang bagaimana menentukan berat air yang memiliki volume yang sama dengan volume benda ?

Menurut eyang butut Archimedes, berat air yang memiliki volume yang sama dengan volume benda = besarnya gaya apung ketika benda tenggelam (seluruh bagan benda tercelup dalam air). Hal ini sama saja dengan berat benda yang hilang ketika ditimbang dalam air. Dengan demikian :

Untuk menentukan berat jenis mahkota, maka terlebih dahulu mahkota ditimbang di udara (BeratMahkotaDiudara). Selanjutnya mahkota dimasukan ke dalam air lalu ditimbang lagi untuk memperoleh BeratMahkotaYangHilang. Jadi :

Setelah berat jenis mahkota diperoleh, maka selanjutnya dibandingkan dengan berat jenis emas. Berat jenis emas = 19,3. Jika berat jenis mahkota = berat jenis emas, maka mahkota tersebut terbuat dari emas murni. Tapi jika mahkota tidak terbuat dari emas murni, maka berat jenis mahkota tidak sama dengan berat jenis emas. Begitu….

Momentum dan Impuls

Pengantar

Pernahkah dirimu menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan ? kalo belum, silahkan mencoba sstt… jangan diikuti. Berbahaya bagi kesehatan jiwa dan raga-mu apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan ? mungkin pengendara atau penumpangnya babak belur dan langsung digiring ke rumah sakit. Kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantakan… Kalau kita tinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. masa sich ? serius… terus momentum tu apa ? sebelum berkenalan dengan momentum, pahami penjelasan gurumuda berikut ini terlebih dahulu.

Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum. Dirimu jangan bingun ketika membaca buku pelajaran fisika yang hanya menulis “momentum”. Yang dimaksudkan buku itu adalah momentum linear. Seperti pada gerak lurus, kita seringkali hanya menyebut kecepatan linear dengan “kecepatan”. Tetapi yang kita maksudkan sebenarnya adalah “kecepatan linear”. Momentum linear merupakan momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus, sedangkan momentum sudut dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan melingkar. Btw, pengertian momentum tu apa ? terus apa hubungannya dengan tabrakan alias tumbukan dan impuls ? nah, sekarang tarik napas panjang sepuas2nya…. Seperti biasa, kita akan bergulat lagi dengan ilmu fisika. Kali ini kita bertarung denganmomentum , tumbukan dan impuls. Santai saja… gurumuda akan berusaha menjelaskan dengan bahasa yang sederhana sehingga dirimu cepat paham. Selamat belajar ya, semoga dahimu tidak berkerut2…

Momentum itu apa sich ?

Ssttt… momentum yang kita maksudkan di sini adalah momentum linear… jangan lUpA yA ?. Dalam fisika, momentum suatu benda didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Secara matematis ditulis :

p = mv

p adalah lambang momentum, m adalah massa benda dan v adalah kecepatan benda. Momentum merupakan besaran vektor, jadi selain mempunyai besar alias nilai, momentum juga mempunyai arah. Besar momentum p = mv. Terus arah momentum bagaimana-kah ? arah momentum sama dengan arah kecepatan. Misalnya sebuah mobil bergerak ke timur, maka arah momentum adalah timur, tapi kalau mobilnya bergerak ke selatan maka arah momentum adalah selatan. Bagaimana dengan satuan momentum ? karena p = mv, di mana satuan m = kg dan satuan v = m/s, maka satuan momentum adalah kg m/s. Nama lain dari kg m/s adalah gurumuda. He2…. Cuma canda. Tidak ada nama khusus untuk satuan momentum.

Dari persamaan di atas, tampak bahwa momentum (p) berbanding lurus dengan massa (m) dan kecepatan (v). Semakin besar kecepatan benda, maka semakin besar juga momentum sebuah benda. Demikian juga, semakin besar massa sebuah benda, maka momentum benda tersebut juga bertambah besar. Perlu anda ingat bahwa momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Jadi walaupun seorang berbadan gendut, momentum orang tersebut = 0 apabila dia diam alias tidak bergerak. Jadi momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda tersebut. kita tidak bisa meninjau momentum suatu benda hanya berdasarkan massa atau kecepatannya saja.

Contohnya begini, sebut saja mobil gurumuda dan mobil gurutua. Apabila kedua mobil ini bermassa sama tetapi mobil gurumuda bergerak lebih kencang (v lebihbesar) daripada mobil gurutua, maka momentum mobil gurumuda lebih besar dibandingkan dengan momentum mobil gurutua. Contoh lain, misalnya mobil gurumuda memiliki massa besar, sedangkan mobil gurutua bermassa kecil. Apabila kedua mobil ini kebut2an di jalan dengan kecepatan yang sama, maka tentu saja momentum mobil gurumuda lebihbesar dibandingkan dengan momentum mobil gurutua. Sampai di sini dirimu paham khaen ? kalo belum, dibaca kembali perlahan-lahan ya…. masa dirimu kalah bertarung dengan momentum

Hubungan Momentum dan tumbukan tu gimana ?

Pada pembahasan di atas, gurumuda sudah menjelaskan panjang lebar kepada dirimu mengenai pengertian momentum dalam ilmu fisika. Nah, kali ini kita akan melihat hubungan antara momentum dengan tumbukan. Pernahkah dirimu menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan beroda di jalan ? apa yang dirimu amati ? yang pasti penumpangnya babak belur dan digiring ke rumah sakit dalam tempo yang sesingkat2nya… tapi maksud gurumuda, bagaimana kondisi kendaraan tersebut ? kendaraan tersebut mungkin hancur lebur dan mungkin langsung digiring ke bengkel khan ? paling singgah bentar di kantor polisi

Sekarang coba dirimu bandingkan, bagaimana akibat yang ditimbulkan dari tabrakan antara dua sepeda motor dan tabrakan antara sepeda motor dengan mobil ? anggap saja kendaraan tersebut bergerak dengan laju sama. Tentu saja tabrakan antara sepeda motor dan mobil lebih fatal akibatnya dibandingkan dengan tabrakan antara dua sepeda motor. Kalo ga percaya silahkan buktikan Massa mobil jauh lebih besar dari massa sepeda motor, sehingga ketika mobil bergerak, momentum mobil tersebut lebih besar dibandingkan dengan momentum sepeda motor. Ketika mobil dan sepeda motor bertabrakan alias bertumbukan, maka pasti sepeda motor yang terpental. Bisa anda bayangkan, apa yang terjadi jika mobil bergerak sangat kencang (v sangat besar) ?

Kita bisa mengatakan bahwa makin besar momentum yang dimiliki oleh sebuah benda, semakin besar efek yang timbulkan ketika benda tersebut bertumbukkan. Kalo dirimu kurus, coba aja bertabrakan dengan temanmu yang gendut… sebaiknya jangan dicoba, karena pasti ntar dirimu yang terpental dan meringis kesakitan…

Sebelum kita melihat hubungan antara momentum dan impuls, terlebih dahulu kita pahami hukum II Newton dalam bentuk momentum.

Hukum II Newton

Lho, kok tiba2 eyang Newton muncul ?

Pada pokok bahasan Hukum II Newton, kita telah belajar bahwa jika ada gaya total yang bekerja pada benda maka benda tersebut akan mengalami percepatan, di mana arah percepatan benda sama dengan arah gaya total. Jika dirimu masih bingun dengan Hukum II warisan eyang Newton, sebaiknya segera meluncur ke TKP dan pelajari dulu. Nah, apa hubungan antara hukum II Newton dengan momentum ? yang benar, bukan hubungan antara Hukum II Newton dengan momentum tetapi hubungan antara gaya total dengan momentum. Sekarang pahami penjelasan gurumuda berikut ini.

Misalnya ketika sebuah mobil bergerak di jalan dengan kecepatan tertentu, mobil tersebut memiliki momentum. Nah, untuk mengurangi kecepatan mobil pasti dibutuhkan gaya (dalam hal ini gaya gesekan antara kampas dan ban ketika mobil direm). Ketika kecepatan mobil berkurang (v makin kecil), momentum mobil juga berkurang. Demikian juga sebaliknya, sebuah mobil yang sedang diam akan bergerak jika ada gaya total yang bekerja pada mobil tersebut (dalam hal ini gaya dorong yang dihasilkan oleh mesin). Ketika mobil masih diam, momentum mobil = 0. pada saat mobil mulai bergerak dengan kecepatan tertentu, mobil tersebut memiliki momentum. Jadi kita bisa mengatakan bahwa perubahan momentum mobil disebabkan oleh gaya total. Dengan kata lain, laju perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya total yang bekerja pada benda tersebut. Ini adalah hukum II Newton dalam bentuk momentum. Eyang newton pada mulanya menyatakan hukum II newton dalam bentuk momentum. Hanya eyang menyebut hasil kali mv sebagai “kuantitas gerak”, bukan momentum.

Secara matematis, versi momentum dari Hukum II Newton dapat dinyatakan dengan persamaan :

Catatan = lambang momentum adalah p kecil, bukan P besar. Kalau P besar itu lambang daya. p dicetak tebal karena momentum adalah besaran vektor.

Dari persamaan ini, kita bisa menurunkan persamaan Hukum II Newton “yang sebenarnya” untuk kasus massa benda konstan alias tetap.

Sekarang kita tulis kembali persamaan di atas :

Gampang khan ? ini adalah persamaan Hukum II eyang Newton untuk kasus massa benda tetap, yang sudah kita pelajari pada pokok bahasan Hukum II Newton. Gurumuda menyebutnya di atas sebagai Hukum II Newton “yang sebenarnya”.

Terus apa bedanya penggunaan hukum II Newton “yang sebenarnya” dengan hukum II Newton versi momentum ? Hukum II Newton versi momentum di atas lebih bersifat umum, sedangkan Hukum II Newton “yang sebenarnya” hanya bisa digunakan untuk kasus massa benda tetap. Jadi ketika menganalisis hubungan antara gaya dan gerak benda, di mana massa benda konstan, kita bisa menggunakan Hukum II Newton “yang sebenarnya”, tapi tidak menutup kemungkinan untuk menggunakan Hukum II Newton versi momentum. Ketika kita meninjau benda yang massa-nya tidak tetap alias berubah, kita tidak bisa menggunakan Hukum II Newton “yang sebenarnya” (F = ma). Kita hanya bisa menggunakan Hukum II Newton versi momentum. Contohnya roket yang meluncur ke ruang angkasa. Massa roket akan berkurang ketika bahan bakarnya berkurang atau habis. Paham khan ?

Nah, sekarang mari kita jalan-jalan menuju Impuls…

Hubungan antara Momentum dan Impuls

Pernahkah dirimu dipukul teman anda ? kok ngajak berantem sih… coba lakukan percobaan impuls dan momentum berikut… pukul tangan seorang temanmu menggunakan jari anda. Tapi jangan yang keras ya… gurumuda tidak mengajarkan dirimu untuk melakukan kekerasan. Gunakan ujung jari anda. Coba tanyakan kepada temanmu, mana yang lebih terasa sakit; ketika dipukul dengan cepat (waktu kontak antara jari pemukul dan tangan yang dipukul sangat singkat) atau ketika dipukul lebih lambat (waktu kontak antara jari pemukul dan tangan yang dipukul lebih lambat). Kalau dilakukan dengan benar (besar gaya sama), biasanya yang lebih sakit adalah ketika tanganmu dipukul dengan cepat. Ketika dirimu memukul tangan temanmu, tangan dirimu dan tangan temanmu saling bersentuhan, dalam hal ini saling bertumbukan.

Ketika terjadi tumbukan, gaya meningkat dari nol pada saat terjadi kontak dan menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat. Setelah turun secara drastis menjadi nol kembali. Ini yang membuat tangan terasa lebih sakit ketika dipukul sangat cepat (waktu kontak antara jari pemukul dan tangan yang dipukul sangat singkat).

Hukum II Newton versi momentum yang telah kita turunkan di atas menyatakan bahwa laju perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya total yang bekerja pada benda tersebut. Besar gaya yang bekerja pada benda yang bertumbukan dinyatakan dengan persamaan :

Ingat bahwa impuls diartikan sebagai gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang sangat singkat. Konsep impuls membantu kita ketika meninjau gaya-gaya yang bekerja pada benda dalam selang waktu yang sangat singkat. Misalnya ketika ronaldinho menendang bola sepak, atau ketika tanganmu dipukul dengan cepat.

Penerapan Konsep Impuls dalam kehidupan sehari-hari

Pada penjelasan di atas sudah dijelaskan bahwa impuls merupakan gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang sangat singkat. Konsep ini sebenarnya sering kita alami dalam kehidupan sehari-hari. Ketika pada tubuh kita dikerjakan gaya impuls dalam waktu yang sangat singkat maka akan timbul rasa sakit. Semakin cepat gaya impuls bekerja, bagian tubuh kita yang dikenai gaya impuls dalam waktu sangat singkat tersebut akan terasa lebih sakit. Karenanya, penerapan konsep impuls ditujukan untuk memperlama selang waktu bekerjanya impuls, sehingga gaya impuls yang bekerja menjadi lebih kecil. Apabila selang waktu bekerjanya gaya impuls makin lama, maka rasa sakit menjadi berkurang, bahkan tidak dirasakan.

Beberapa contoh penerapan konsep impuls dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :

1. Sarung Tinju

Pernah nonton pertandingan Tinju di TV ? nah, sarung tinju yang dipakai oleh para petinju itu berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls. ketika petinju memukul lawannya, pukulannya tersebut memiliki waktu kontak yang lebih lama. Karena waktu kontak lebih lama, maka gaya impuls yang bekerja juga makin kecil. Makin kecil gaya impuls yang bekerja maka rasa sakit menjadi berkurang… ya, lumayan… untuk memperpanjang hidup para petinju

2. Palu alias pemukul

Mengapa palu tidak dibuat dari kayu saja, kok malah dipakai besi atau baja ? tujuannya supaya selang waktu kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya impuls yang dihasilkan lebih besar. Kalau gaya impulsnya besar maka paku, misalnya, akan tertanam lebih dalam

3. Matras

Matras sering dipakai ketika dirimu olahraga atau biasa dipakai para pejudo. Matras dimanfaatkan untuk memperlama selang waktu bekerjanya gaya impuls, sehingga tubuh kita tidak terasa sakit ketika dibanting. Bayangkanlah ketika dirimu dibanting atau berbenturan dengan lantai… sakit khan ? hal itu disebabkan karena waktu kontak antara tubuhmu dan lantai sangat singkat. Tapi ketika dirimu dibanting di atas matras maka waktu kontaknya lebih lama, dengan demikian gaya impuls yang bekerja juga menjadi lebih kecil.

4. Helm

Kalau anda perhatikan bagian dalam helm, pasti anda akan melihat lapisan lunak. Kaya gabus atau spons… lapisan lunak tersebut bertujuan untuk memperlama waktu kontak seandainya kepala anda terbentur ke aspal ketika terjadi tabrakan. Jika tidak ada lapisan lunak tersebut, gaya impuls akan bekerja lebih cepat sehingga walaupun memakai helm, anda akan pusing-pusing ketika terbentur aspal.