Berkenalan dengan pegas

Pegas merupakan suatu komponen mekanik yang berfungsi menyimpan energi potensial bila dikenai gaya/beban dan melepaskan energi tersebut jika bebannya dihilangkan. Pegas yang paling sederhana adalah pegas ulir (coil spring atau helical spring).

Jika pegas kita tarik, maka pegas berusaha menarik kita. Jika pegas kita tekan, makan pegas akan balik menekan kita. Pegas ulir bisa menerima gaya tarik atau tekan.

Beberapa jenis pegas ulir dirancang untuk menerima gaya dalam satu arah saja.
Berikut contoh-contoh pegas ulir:

Pegas ulir untuk beban tekan saja

Pegas ulir untuk beban tarik saja


Pegas ulir dengan diameter mengecil (conical)

Selain itu juga ada pegas yang disebut pegas daun (leaf spring) seperti diperlihatkan pada Gambar berikut.

Aplikasi roda gigi

Dimanakah roda gigi diaplikasikan?
Roda gigi digunakan pada jam mekanis. Perputaran jarum jam, menit dan detik terjadi karena kombinasi dari pasangan roda giginya

Gearbox (rumah roda gigi) pada kendaraan baik roda dua maupun roda empat. Fungsinya untuk mentransmisikan daya dan mengubah torsi serta putaran sesuai dengan beban dan kondisi jalannya.

Kecepatan konstan, percepatan dan perlambatan

Sering kita mendengar istilah kecepatan (velocity), percepatan (acceleration) dan perlambatan (decceleration). Untuk memahami besaran-besaran tersebut kita lihat contoh kasus berikut:

Pebalap sepeda memulai perjalanan dari titik A sebagai titik start. Dari diam, sepeda dikayuh sampai titik B. Di titik B kayuhan dihentikan dan sepeda meluncur dengan sendirinya karena kelembamannya. Mulai di titik C, pebalap sepeda mulai mengerem sepedanya sampai berhenti di titik D.

Dikatakan dari A sampai B, sepeda mengalami Percepatan. Cirinya Kecepatan naik terus menerus sampai maksimu di titik B. Dari titik B ke C sepeda berjalan dengan Kecepatan konstan karena sudah tidak ada lagi gaya luar yang bekerja. Cirinya percepatannya Nol. Dari titik C sampai D, sepeda mengalami perlambatan karena direm. Cirinya Kecepatan menurun terus-menerus sampai menjadi nol di titik D.

Escape velocity

Saat ini, perjalanan ke antariksa sudah bukan hal yang aneh. Setiap tahun hampir selalu ada misi pesawat ulang-alik datang dang kembali dari antariksa.

Pertanyaannya sederhana. Setiap obyek yang kita lemparkan ke atas akan selalu kembali ke bawah. Penyebabnya jelas. Gaya gravitasi.
Nah mengapa pesawat ulang-alik bisa lepas dari pengaruh gravitasi?
Jawabannya adalah karena pesawat ulang-alik meluncur dengan kecepatan yang melebihi kecepatan minimum yang disebut escape velocity.
Escape velocity adalah kecepatan minimum agar suatu obyek dapat terbebas dari pengaruh gaya gravitasi. Tinjau Gambar berikut:

Di bawah escape velocity, obyek akan kembali ke bumi (Titik A, B dan C). Di atas escape velocity, obyek akan terbebas dari pengaruh gravitasi dan bisa meluncur ke antariksa (Titik D).

Secara praktis, escape velocity dapat dicari dari rumus berikut.

dimana g adalah konstanta gravitasi (10 m/s2) dan r adalah jari-jari bumi (lebih kurang 6400 km).

Persoalan garis lurus

Tinjau suatu persamaan garis lurus pada koordinat kartesian berikut.

P dan Q adalah 2 titik yang terletak pada garis tersebut. Berapa nilai y untuk titik R yang juga terletak pada garis tersebut.

Posisi titik pusat massa

Pertanyaan: Kenapa titik berat selau di tengah. . ?
Jawab: Untuk benda dengan massa homogen dan bentuknya berupa geometri sederhana seperti lingkaran, bujur sangkar, persegi panjang dan segi tiga, posisi titik massa memang di tengah.

Bagaimana dengan bentuk yang tidak beraturan? Dimanakah titik pusat massanya? Bagaimana cara mendapatkan posisi titik pusat massanya? Ada cara praktis untuk mendapatkan titik pusat massanya. Nantikan pembahasan selanjutnya.

Berkenalan dengan konsep pesawat

Tujuan dari memahami ilmu Mekanika nantinya adalah mampu merancang sistem yang memiliki keuntungan mekanik (mechanical advantage). Besarnya tenaga atau perpindahan yang dihasilkan dari sistem itu (kita sebut tenaga output) harus lebih besar dari tenaga atau perpindahan yang diberikan kepada sistem tersebut (kita sebut tenaga intput yang pada umumnya berupa tenaga manusia).
Sistem pesawat yang paling sederhana adalah sistem tuas/pengungkit. Ciri sistem tuas/pengungkit ditandai dengan adanya sisi lengan pendek yang akan kontak dengan obyek (sisi output), dan sisi lengan panjang yang berhubungan langsung dengan tangan manusia (sisi input).
Berikut diperlihatkan empat contoh sistem yang memiliki prinsip kerja serupa dengan tuas/pengungkit: gunting kawat, palu untuk menarik paku, linggis dengan tugas yang hampir sama dengan palu dan gunting kuku.
Lihat kesamaan satu dengan yang lain yaitu adanya lengan pendek (L1) dan lengan panjang (L2).

Bagaimana cara mengetahui ketinggian suatu gedung pencakar langit?

Si Bedu ingin mengetahui tinggi suatu gedung pencakar langit. Ada saran untuk si Bedu bagaimana caranya?

Pertarungan dua jagoan

Dua buah kendaraan berikut memiliki Power yang hampir sama, sekitar 600 HP. Pertanyaan, kalau keduanya mengikuti lomba balap mobil siapa yang menang? Apa alasannya?

Keterangan gambar:
Truk seri Titan by Mack
Sedan Ferrari Modena by Ferrari

Konsep faktor keamanan

Jika pada suatu jembatan tertulis Max 5 ton. Apakah artinya? Tentu saja massa maximum suatu kendaraan atau kumpulan kendaraan yang lewat di atasnya tidak boleh melebihi 5 ton.
Kalau pada satu saat suatu kendaraan berat dengan massa 5.1 Ton melewati jembatan tersebut, apa yang akan terjadi?
Maka diperkenalkanlah konsep faktor keamanan atau Safety Factor (SF).
SF didefinisikan sebagai perbandingan antara kekuatan struktur (tergantung bahan/material) dibagi dengan beban aktual. SF harus lebih dari 1.
Jadi kalau di jembatan tertulis Max 5 ton, maka sesungguhnya jembatan tersebut dapat menahan lebih dari 5 ton. Misalnya jika SF-nya 2, maka jembatan tersebut mampu menahan beban sampai 10 Ton.
Faktor keamanan dirancang untuk mengantisipasi beban yang tak terduga. Sebagai contoh: pernah lihat kan kereta api yang dijejali penumpang sampai ke atap-atapnya? Apakah atap kereta api dirancang untuk tempat penumpang? Tentu saja tidak. Tetapi mengapa kuat? Karena itu tadi ada faktor keamanan.

Berkenalan dengan kPa

Perhatikan suatu indikator alat ukur berikut.

Di sana tercantum satuan kPa. kPa singkatan dari kiloPascal. Pascal adalah satuan Tekanan dimana 1 Pa = 1 N/m2. Kalau jarum tersebut menunjukkan angka 50 berarti artinya tekanan yang diukur besarnya 50 kPa

Berkenalan dengan rpm

Pada suatu label motor listrik tertera data sebagai berikut.

Di sana tertera 5000 rpm. Apakah artinya?
RPM singkatan dari Revolution per minute artinya jumlah putaran per menit. Kalau dibagi dengan 60 maka menjadi 5000/60= 83.33 rps atau putaran per detik. Ingat putaran per detik sama dengan Hz (Hertz).

Lantas apakah HP itu? Seperti yang tertera pada Gambar tersebut yang bernilai 3/4 HP? Kita bahas di postingan berikutnya.

Mengenal Roda Gigi

Roda gigi (gear) merupakan suatu komponen mekanik yang berfungsi (1) meneruskan daya, (2) meneruskan putaran, dan (3) merubah arah putaran
Roda gigi yang paling sederhana adalah roda gigi lurus (spur gear).

Roda gigi selalu berpasangan. Jika suatu roda gigi berpasangan, maka dikatakan modul (m) kedua roda gigi tersebut sama. Modul adalah diameter referensi (lihat gambar) dibagi jumlah gigi.

Mengamati ruang 3 dimensi

Ini adalah persoalan Geometri atau disebut juga ilmu ukur ruang. Dengan memahami geometri, membantu kita dalam mengerjakan masalah-masalah mekanika yang kadangkala harus ditinjau dalam 3 dimensi.
Tinjaulah suatu kubus pada gambar berikut. Kubus memiliki 6 sisi.
Kita beri nama tampak depan , samping kiri, samping kanan, belakang, atas dan bawah.
Jika mata kita melihat dari depan maka yang terlihat adalah Gambar .....(pilih antara A sampai E), jika mata kita melihat dari samping kanan, maka yang terlihat Gambar .....dan jika kita melihat dari sisi atas, maka yang terlihat Gambar.....

Berkenalan dengan koordinat

Koordinat menyatakan lokasi obyek tertentu dalam suatu ruang. Ruang bisa berarti ruang 2D (bidang datar) atau ruang 3D. Bidang datar membutuhkan dua data x dan y atau vertikal dan horisontal.
Tinjau suatu bola biru yang terletak pada bidang datar. Jika kita tentukan titik referensi (dan harus kita definisikan) 0,0 sebagai titik sumbunya maka titik tersebut ditampilkan sebagai berikut.

Jadi posisi bola biru (4,3) dibaca 4 satuan arah x dan 3 satuan arah y. Bila titik referensi diubah, maka koordinat posisinya juga berubah. Ingat HANYA koordinat yang berubah. POSISInya sendiri TETAP dalam bidang itu.

Dalam bidang yang lebih luas lagi yaitu bumi ini, orang membuat koordinat yang menyatakan posisi suatu wilayah di bumi. Koordinat tersebut dinyatakan dengan garis Lintang/Latitude (horisontal) dan Bujur/Longitude (vertikal). 0 Lintang adalah posisi Ekuator (Khatulistiwa) sedangkan 0 Bujur adalah posisi GMT (Greenwich Mean Time) di Inggris.

Amati kehidupan sehari-hari

Fisika adalah pemahaman tentang fenomena alam yang terjadi. Dan semuanya berawal dari proses pengamatan. Amati hal-hal dari mulai yang kecil-yang sering luput dari pengamatan- sampai peristiwa besar yang terjadi di sekitar kita. Banyak hal yang bisa diamati.
Sekedar contoh:
1.Sebuah headline di koran: “Columbia meledak saat akan melakukan proses pendaratan”
2.Air mengalir
3.Bola jatuh dan memantul

Point satu adalah peristiwa besar, no 2, dan 3 adalah peristiwa sehari-hari, kadang-kadang luput dari pengamatan. Untuk peristiwa besar, kita pun kadang-kadang hanya menganggap sebagai berita/informasi biasa. Tidak ada keinginan untuk menggali lebih jauh.
Jika dikaitkan dengan pernyataan bahwa tidak ada pertanyaan bodoh, sebenarnya dari pernyataan-pernyataan di atas bisa digali hal-hal menarik seputar fenomena fisika. Gunakan 7 jenis pertanyaan What, Who, Why, Which, Whose, When,
1.Sebuah headline di koran: “Columbia meledak saat akan melakukan proses pendaratan”
Mengapa Columbia meledak? Apa penyebab ledakan? Kapan terjadinya ledakan? Bagaimana mencegah supaya tidak meledak? Berapa kecepatannya pada saat akan mendarat? Apakah kecepatan menjadi bagian dari penyebab ledakan? Terbuat dari apakah dinding Columbia? Apakah dinding itu penyebabnya? Apakah gesekan atmosfir penyebabnya? Apakah waktu pendaratan mempengaruhi gesekan? Apakah material dinding pesawat kuat menahan gesekan? Apakah ada alternatif bahan lain? Apakah kesalahan ada di pilotnya? Apakah kemiringan pesawat pada saat pendaratan dapat menjadi penyebab?
2.Air mengalir
Berapa kecepatan aliran? Bagaimana cara menghitung kecepatannya? Berapa kemiringan tanahnya? Bagaimana cara mengukur kemiringan tanah? Apakah kemiringan tanah mempegaruhi kecepatan aliran? Berapa debit aliran? Jika tempat aliran air itu bukan tanah, tapi batu atau dinding atau tanah jenis lain, apakah kecepatan alirannya akan sama?
3.Bola jatuh dan memantul
Mengapa bola bisa memantul? Berapa kecepatan bola pada saat akan menyentuh lantai? Berapa ketinggian pantulan? Mengapa bola tidak kembali ke ketinggian yang sama? Apakah kalau jenis bola yang berbeda ketinggian air juga akan berbeda? Bagaimana jika lantainya berbeda bahannya?
Kita lihat dari ketiga pengamatan tersebut banyak pertanyaan yang bisa diajukan. Beri waktu tambahan bagi kita untuk memikirkan pertanyaan lainnya, maka jumlah pertanyaan akan berlipat dari sebelumnya. Ingat, sekali lagi tidak ada pertanyaan bodoh. Jangan menjadikan hal tersebut menjadi pembatas atas kreatifitas kita bertanya.

Pengalaman: Recall your memory

Fisika juga merupakan fenomena alam yang pernah kita alami, sadar atau tidak, sengaja atau tidak. Peristiwa-peristiwa tersebut ada yang masih tersimpan dengan baik dalam memori kita.

Menurut teori para peneliti kerja otak, peristiwa sangat menyenangkan atau sangat menyakitkanlah yang dapat tersimpan dengan baik di memori. Sekarang kita akan coba mengeluarkan peristiwa apa yang ada di memori tersebut. Berikut adalah pernyataan-pernyataan berdasarkan pengalaman seseorang yang sangat membekas dalam hidupnya.
1. Saat itu saya sedang dalam perjalanan dari Singaraja (Bali) menuju Bandung, saya sedang ada di bus. Saat melewati Rembang, hari sudah malam, saya tertidur dan mayoritas penumpang lainnya juga sama. Tiba-tiba, Buuum! Yang saya alami, kaca-kaca bertebaran menyiram wajah saya. Dada saya menumbuk senderan jok depan. Suara jeritan bercampur dengan orang yang menangis dan berdoa.
Tabrakan adalah suatu peristiwa besar, semua yang mengalaminya pasti akan menyimpannya dalam memori selama-lamanya, sampai akhir hayatnya. Dikaitkan dengan fisika, peristiwa tabrakan bisa saya uraikan sebagai berikut: yang terjadi adalah peristiwa tumbukan. Suatu massa yang sedang bergerak dengan kecepatan v memiliki momentum. Makin besar m (bus dengan beban maksimum tentulah memiliki m besar), dan v (tentu saja bus tersebut sedang ngebut di jalan panturan yang lebar) makin besar pula momentum yang dimilikinya. Percayalah, momentum itu menyakitkan

2. Untuk pertama kalinya saya naik flying fox. Ya, di masa sekarang orang banyak kembali ke alam. Sensasi di saat meluncur ke bawah sampai saat ini masih teringat. Ketegangan mulai terasa saat peralatan pengaman dipasangkan ke badan kita. Kemudian pada saat naik tangga. Makin tinggi kita naik, makin terasa deg-degan. Begitu sampai di ketinggian akhir. Terlihat betapa tingginya kita. Sampai saatnya tiba: peluncuran. Rasakan bagaimana gravitasi menarik kita ke bawah. Terasa makin lama makin cepat. Adrenalin makin meninggi.
Flying fox adalah wahana yang memanfaatkan percepatan gravitasi. Yang bisa menjadikan rasa kepenasaran adalah: hal apakah yang berpengaruh terhadapa kecepatan luncur? Apakah berat seseorang mempengaruhi? Apakah ketinggian awal berpengaruh? Bagaimana dengan gesekan tali? Mengapa di ujung seseorang harus mengerem laju kita?
Peristiwa-peristiwa apakah yang sangat berpengaruh sehingga tersimpan dengan baik dalam memori anda?

Eksperimen itu asyik

Anda tentu tahu siapa itu Thomas Alva Edison, ya Edison si penemu bola lampu. Ada kisah menarik dari Pak Edison ini. Konon pak Edison berhasil membuat bola lampu yang menyala setelah 10.000 kali percobaan. Ketika di tanya bagaimana rasanya melakukan 10.000 percobaan yang gagal? Dia menjawab bahwa saya tidak gagal, saya bahkan telah menemukan 10.000 cara untuk membuat lampu yang tidak menyala!

Hikmah kisah pak Edison ini ada dua: (1) Kegigihan seorang penemu yang meyakini atas apa yang sedang dilakukannya. (2) Eksperimen tetap harus dilakukan walaupun berdasarkan teori hasilnya sudah dapat diprediksi.
Eksperimen itu penting karena hampir semua sensor syaraf menerima input atau sensasi. Berdasarkan teori para peneliti kerja otak, jika otak menerima satu informasi dari berbagai syaraf maka kemungkinan besar informasi itu akan tertanam lebih lama dalam memori. Dengan eksperimen hampir semua sensor syaraf menerima informasi.
Sebagai contoh: di bagian eksperimen ada eksperimen tentang benda jatuh. Sensasi yang dirasakan syaraf adalah sebagai berikut:
(1) Bagi orang yang menjatuhkan benda: tangan memegang benda, hidung mencium bau benda itu, sensasi yang dirasakan adalah benda terasa beratnya, kepadatannya, kekasarannya; sensasi ketinggian terasa saat ada di puncak bangunan; mata mengamati bagaimana benda jatuh; telinga mendengarkan bunyi tumbukan benda saat menyentuh lantai
(2) Bagi orang yang mencatat waktu benda jatuh: mata mengawasi benda tersebut, tangan siap-siap menekan stopwatch, telinga mendengarkan saat benda bertumbukan
Dengan eksperimen, kita dituntut juga untuk belajar memprediksi atau bahasa kerennya hipotesis. Sebagai contoh, jika batu dan sehelai bulu dijatuhkan, mana yang lebih dulu sampai ke tanah? Prediksi kita adalah lebih dulu batu yang sampai ke tanah. Apakah kecepatan jatuh benda tetap sepanjang perjalannya? Prediksinya akan makin cepat karena pengaruh percepatan gravitasi.

Gravitasi sangatlah menyenangkan

Bumi memiliki percepatan gravitasi. Sehingga, semua yang memiliki massa akan mengalami gaya tarik bumi. Makin besar massanya, makin besar gaya tarik bumi.
Bertemanlah dengan gravitasi, maka anda akan mendapatkan kehidupan yang menyenangkan.

Bisakah anda sebutkan lagi asyiknya gravitasi dalam kehidupan sehari-hari?

Tidak ada istilah pertanyaan bodoh

Di depan kelas, seperti biasa, kalau saya memberikan materi selalu menanyakan apakah sudah mengerti. Mahasiswa diam. Apakah ada yang tidak mengerti? Mahasiswa diam. Ada yang mau bertanya? Mahasiswa diam. Bagaimana ini?
Kemudian saya menerawang masa lalu saat menjadi mahasiswa. Dalam mengikuti kelas fisika atau kelas lainnya kadang-kadang sebagai mahasiswa kita takut untuk bertanya. Keinginan kuat untuk tahu kalah oleh ketakutan bahwa nanti pertanyaannya dianggap pertanyaan bodoh.
Perlu ditegaskan di sini “Tidak ada istilah pertanyaan bodoh kalau itu menyangkut rasa ingin tahu sesuatu akan fenomena alam tertentu”.

Coba kita kilas balik lagi sebagai anak kecil, atau perhatikan anak kecil di sekitar kita: Mereka sering, bahkan terlalu sering, bertanya. Setiap hal adalah baru bagi mereka maka tanpa pikir panjang mereka akan bertanya. Setiap jawaban menimbulkan pertanyaan baru dan seterusnya. Sampai kadang-kadang kita sebagai orang tua menyerah karena kehabisan jawaban.
Tidak ada definisi pertanyaan bodoh dalam fikiran mereka. Maka sikap seperti itulah yang semestinya terus dipelihara. Sikap selalu ingin tahu, rasa penasaran, mengapa begini, mengapa begitu. Rasa penasaran dan rasa ingin tahu itu jugalah yang banyak melahirkan para penemu.
Oleh karena itulah sekali lagi: Tidak ada pertanyaan bodoh.

Apa yg terjadi kalau benda di bawa makin tinggi?

Pertanyaan:
Apa yg terjadi kalau benda di bawa makin tinggi?
Berat jadi naik atau turun?

Jawaban:
Selama masih di dalam atmosfir bumi, berat (dan bukan massa) dipengaruhi percepatan gravitasi (g). Baik ada di permukaan tanah ataupun di pesawat terbang perbedaan gravitasi ada tetapi sangatlah kecil sehingga bisa diabaikan. Jadi berat relatif konstan.
Yang jelas makin tinggi posisi benda energi potensialnya, E=mgh makin besar (karena faktor h, ketinggian).

Memahami konsep sudut dengan menggunakan jam dinding

Jam dinding ada di mana-mana. Ambil sebuah jam dinding, kita akan bermain-main (tentunya sambil belajar) dengan jam dinding tersebut. Saya punya satu dan saya tampilkan di bawah ini

Perhatikan, ada 3 jarum: jarum jam (hitam-pendek), menit (hitam-panjang) dan detik (merah). Dari posisi jarum-jarum tersebut jam saat itu adalah jam 2 kurang 10 menit.

Definisi sudut: besaran dari dua garis yang bertemu di suatu titik. Dalam hal ini titik adalah (tentu saja) titik pusat lingkaran. Dua buah garis bisa antara jarum jam dengan jarum menit, antara jarum jam dengan jarum detik, atau antara jarum menit dan jarum detik.

Ingat satu putaran penuh adalah 360 derajat atau 2pi. Biasanya sudut yang diambil adalah sudut terkecil (karena ada dua kemungkinan sudut kan?)

Pertanyaannya:
1. Berapa sudut antara jarum jam dan jarum menit?
2. Berapa sudut antara jarum menit dan jarum detik?
3. Berapa sudut yang ditempuh jarum detik dari angka 1 ke angka 4?

Silahkan buat pertanyaan selanjutnya.

Eksperimen Fisika: Semuanya ada di lingkungan kita

Mekanika merupakan pelajaran yang asyik. Apalagi kalau disertai dengan pengalaman: mencoba, merasakan, mengamati dan mendokumentasikannya sendiri. Itu berarti: Eksperimen, eksperimen dan eksperimen.
Wah eksperimen itu bukankah mahal?
Siapa bilang?
Lihat di sekitar kita. Coba kita lihat kendaraan yang paling murah meriah: sepeda.

Dengan sepeda saja saya sudah mencoba menjelaskan beberapa konsep fisika dan mekanika. Tidak percaya akan saya ceritakan pada topik2 eksperimen berikutnya. Jadi tetaplah di blog ini

Tanya tentang Tekanan Atmosfer

Pertanyaan: Ada yg tau gak, dimensi dari Tekanan Atmosfer??
Jawab: Dari kata awal yaitu Tekanan yang merupakan suatu gaya yang bekerja pada suatu bidang dibagi luas penampang bidang tersebut.
Maka satuan dasar adalah N/m2.
Besaran Tekanan memiliki banyak standar satuan.
Antara lain: Pa (Pascal), bar, Atm (Atmosfir), Torr (Torriceli) dan psi (pound per square inch)
1 N/m2 setara dengan 1 Pa (Pascal). Sedangkan 1 Atm adalah besaran tekanan standar dengan mengacu kepada tekanan pada level air laut. Sekarang direkomendasikan 1 Atm = 1 bar = 100 kPa (kilo Pascal)

Berkenalan dengan Tekanan

Tekanan (Pressure) adalah gaya yang bekerja normal atau tegak lurus pada suatu bidang. Beban pada suatu benda pada prinsipnya berupa tekanan karena kontak suatu benda dengan benda lain pasti akan berupa suatu daerah. Sebatang jarum pun kalau diperbesar kontaknya akan berupa suatu daerah dan bukan satu titik saja.
Tinjau suatu balon yang ditiup maka tekanan udara dalam balon terus diperbesar. Kalau balon itu terus menerus ditiup, tekanan udara di dalam tidak dapat ditahan lagi oleh karet balon tersebut. Akibatnya?

Sebaliknya, tinjau suatu kaleng minuman yang diremas oleh tangan kita. Berarti kaleng tersebut menerima tekanan dari luar. Pada tekanan tertentu kaleng tersebut tidak akan mampu lagi menahan remasan tangan kita. Akibatnya?

Efek yang sama akan dialami kaleng tersebut kalau dimasukkan ke dalam air. Pada kedalaman tertentu, kaleng tidak mampu lagi menahan tekanan air.
Wah bagaimana ya kalau kapal selam tidak dirancang dengan baik. Apakah nasibnya akan seperti kaleng itu?

Dua balok yang ditahan oleh tali (Soal DBB)

Berikut adalah contoh klasik:

Maka untuk membuat DBB-nya seperti biasa pisahkan sistem dari lingkungan.
Terdapat dua asumsi yang harus dipilih untuk dapat menggambarkan arah gaya gesek. Asumsi
(Gambar kiri): balok 1 tepat akan bergerak ke kiri sehingga balok 2 akan bergerak ke atas.
(Gambar kanan): balok 2 tepat akan bergerak ke bawah sehingga balok 1 akan bergerak ke kanan.

Perlu diperhatikan bahwa w1cos dan w1sin merupakan penguraian dari w1 dan BUKAN gaya baru. SEBAIKNYA w1 tidak usah ditulis lagi.

Pohon Fisika Mekanika

Ini adalah  pohon Fisika Mekanika, dimana akar-akarnya adalah dasar-dasar matematika yang sebaiknya sudah dikuasai. Walaupun begitu untuk penyegaran, topik-topik matematik tersebut tetap akan kita ulang  lagi. Sementara cabang dan ranting menunjukkan  penguraian topik-topik Fisika seri Mekanika yang akan dibahas pada buku ini.
Ada yang ingin berkomentar? Ada topik yang posisinya kurang pas? Silahkan sharing.

Memahami Diagram Benda Bebas (DBB)

Tinjau seseorang sedang mendorong 3 balok yang berkontak satu sama lain. Walaupun kelihatan besar, tentunya tidak seberat penampilannya. Buatlah DBB dari sistem tersebut.

Hal-hal yang harus diingat dalam membuat DBB dan sering diabaikan adalah sebagai berikut.
(1) Isolasi sistem yang ditinjau. Contoh isolasi sistem diperlihatkan pada tiga Gambar berikut. Sistem yang sama dapat digabung atau dipecah menjadi beberapa sub sistem. Jangan digambar lagi benda benda di luar sistem yang kita sebut sebagai lingkungan.
(2) Pada sistem tersebut gambarkan gaya-gaya yang bekerja PADA sistem dan bukan OLEH sistem. Terkecuali gaya berat. Contohnya orang mendorong PADA balok. Balok menorong PADA orang.
(3) Agar sistem setimbang baik dalam arah horisontal ataupun vertikal, maka harus selalu ada gaya yang mengimbangi.

Keterangan:
Orang menekan PADA balok, dilambangkan dengan F. Nla, Nlb dan Nlc adalah gaya reaksi lantai terhadap balok. Fga, Fgb dan Fgc masing-masing adalah gaya gesek.

Memahami kelembaman

Hukum Newton I menyatakan bahwa Jika resultan gaya-gaya yang bekerja pada suatu sistem adalah nol maka benda itu sedang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan.

Dalam bahasa sehari-hari: Benda diam cenderung diam, benda yang sedang bergerak akan tetap bergerak. Ada ilmuwan yang bilang itulah bentuk kemalasan benda yang cenderung senang akan kondisi yang sedang mereka jalani.

Jika suatu benda sedang bergerak dan ada upaya dari luar untuk menghentikannya, maka benda itu akan mengadakan 'perlawanan' dengan menggunakan sifat kelembamannya. Makin besar massa suatu benda, makin besar usaha yang harus dilakukan untuk dapat menghentikannya.

Tinjau kasus pengereman. Empat buah kendaraan darat dibandingkan dalam hal waktu dan jarak yang dibutuhkan kendaraan untuk berhenti.

Berapa lama waktu dan jarak berhenti bagi tiap-tiap kendaraan tersebut?
Sepeda motor dengan kecepatan pada saat pengereman sekitar 70 km/jam membutuhkan sekitar 30 meter.
Mobil sedan dengan kecepatan pada saat pengereman sekitar 70 km/jam membutuhkan sekitar 40 meter.
Kereta Api dengan kecepatan pada saat pengereman sekitar 70 km/jam membutuhkan jarak 500-1000 meter untuk berhenti.
Anda punya data lain? Silahkan sharing di bagian komentar.

Soal tumpuan sederhana

Tanya:
Sebuah batang hom0gen dgn panjang L, penumpu di A dan B, dan berat 200N di gantungkan beban 440N dari kiri 1/4 L.  Tentukan gaya tumpuan yg di lakukan penyangga A (pin/engsel) dan B (rol)!

Jawab:



Keterangan tambahan:
Gaya berat walaupun homogen, dapat diwakili oleh berat total dan disimpan di tengah (L/2).
Anda punya soal? Kirim ke kami, kita bahas solusinya.

Berkenalan dengan gaya aksi reaksi

Gaya aksi reaksi merupakan gaya yang terdefinisi dalam Hukum III Newton. Setiap ada gaya aksi dari suatu benda ke benda lain, maka benda lain akan melawan dengan gaya reaksinya.
Ciri pasangan gaya aksi reaksi adalah: (1) Segaris dan mempunyai titik tangkap yang sama, (2) Sama besar dan (3) Berlawanan arah.
Contohnya Tarik Tambang(kok nggak ada lomba Tekan tambang ya?).
Kalau kita "potong" tali di tengah, maka pada potongan tersebut ada gaya aksi reaksi. Sisi kiri akan ditarik oleh sisi kanan. Maka sebaliknya sisi kanan akan ditarik oleh sisi kiri. Jadi gaya yang ditampilkan adalah gaya yang bekerja PADA dan bukan OLEH benda teresebut. Lebih lanjut akan dijelaskan pada bagian Diagram Benda Bebas (DBB).
Kalau kita pisahkan orang di sisi kanan dan orang beserta tali di sisi kiri, maka aksi reaksinya ditampilkan pada gambar ke 3.

Berdasarkan definisi tersebut, Anda harus bisa membedakan mana gaya aksi reaksi seperti diperlihatkan pada Gambar di bawah ini.
W (gaya berat) BUKAN aksi-reaksi dengan N21 (gaya normal lantai thd benda). Tetapi N21 aksi reaksi dengan N12 (gaya normal benda terhadap lantai).


Bagaimana masih bingung? Ditunggu komentarnya.

Berkenalan dengan titik pusat massa

Titik pusat massa (center of mass) dari suatu geometri (bangun) adalah suatu titik dalam suatu benda di mana rata-rata (mean) lokasi massa berada. Untuk kasus benda tegar (rigid body, akan dibahas pada bagian berikutnya) sembarang titik pada geometri tersebut adalah tetap (fixed) terhadap titik pusat massanya.


Tinjau suatu bangun persegi panjang mengalami tiga kondisi pembebanan. Sebelah kiri gaya bekerja dengan lintasan melewati titik pusat massa. Maka benda tersebut akan mengalami gerak translasi murni. Jika gayanya bekerja tidak segaris seperti gambar tengah, maka akan timbul kombinasi gerak translasi dan gerak rotasi terhadap titik pusat massanya. Jika gayanya simetri terhadap titik pusat massa (gambar kanan) maka yang terjadi adalah gerak translasi juga.
Bagaimana cara mencari Titik Pusat massa suatu benda yang tidak beraturan bentuknya?
Stay tune di blog ini.

Berkenalan dengan Vektor

Bermain menjadi Bajak Laut? Mencari harta karun? Bertemu para penjahat? Ah kedengarannya mengasyikan. Apalagi bagian mencari harta karun. Akan banyak kejutan.
Oke kali ini kita berkhayal menjadi seorang bajak laut. Kita memiliki suatu peta kuno. Sudah banyak orang mati berebut peta ini. Wah harta karun apakah yang ada di sana?



Kali ini kita berkenalan dengan Vektor sebagai suatu besaran yang punya arah (ingat lawannya adalah Skalar). Dalam mencari harta karun ini, kita akan berjalan sesuai Arah pada peta.
Misalnya sebagai berikut:
100 meter ke arah Barat Laut
80 meter ke arah Utara
120 meter ke arah Timur Laut
Dst.
Jadi menyebutkan angka 100 meter (skalar) saja tanpa menyebutkan arah (vektor) maka informasinya belum lengkap.
Mau tahu kelanjutan kisah sang bajak laut? Mampukah dia menemukan harta karun tersebut? Simaklah posting kelanjutannya.

Mengenal Gerak harmonik

Suatu karung diikat pada seutas tali yang digantungkan pada suatu tumpuan. Jika karung tersebut diposisikan di titik A (seperti pada Gambar) kemudian dilepas, maka karung tersebut akan mengalami gerak dengan lintasan A-B-C-B-A dan seterusnya. Jika gaya gesek udara diabaikan, maka secara teoritik, karung tersebut tidak akan pernah berhenti.


Di sini kita mulai berkenalan dengan Energi Potensial sistem (maksimum di posisi A) yang dikonversikan menjadi energi kinetik (maksimum di posisi B).
Di sini kita juga mulai berkenalan dengan definisi Frekuensi (f), Perioda (T) dan Amplitudo (h).
Perioda: Waktu yang dibutuhkan karung untuk bergerak bolak-balik dari A-B-C-B-A (kembali ke posisi awal)
Frekuensi: Jumlah gerak bolak-balik yang terjadi dalam 1 detik.
Amplitudo: Simpangan maksimum yang ditempuh (bisa berupa beda ketinggian, h atau sudut, theta).
Bisakah anda sebutkan contoh gerak harmonik lainnya pada kehidupan sehari-hari?

Berkenalan dengan keseimbangan

Semasa kecil wahana jungkat-jungkit (see-saw) tentulah akrab dengan kehidupan kita. Jungkat-jungkit ini haruslah dimainkan oleh setidaknya dua orang di sisi yang berbeda (gambar 1) dengan berat badan yang relatif sama.



Tentulah repot kalau sepasang pemain adalah orang yang memiliki berat badan yang berbeda jauh (gambar 2). Kita mengatakan sistem tidak seimbang.
Bagaimana menyeimbangkannya? Secara naluri si gendut seharusnya mendekati ke arah pasangan mainnya. Nanti ada suatu posisi dimana kondisi dikatakan seimbang (gambar 3). Secara DBB, sistem tersebut dapat direpresentasikan seperti pada Gambar 4.


Prinsip inilah yang digunakan pada Timbangan Dacin. Prinsip kerjanya adalah menggeserkan bandul pemberat sehingga terjadi kondisi keseimbangan.
Bisakah anda sebutkan alat ukur lainnya yang memanfaatkan prinsip keseimbangan ini?

Berkenalan dengan gaya gesek

Gaya gesek terjadi karena adanya kontak antara dua permukaan. Gaya gesek merupakan fungsi perkalian koefisien gesek dengan gaya normal. Koefisien gesek tergantung dari permukaan yang saling kontak. Koefisien gesek antara lantai dan kayu mungkin berbeda dengan koefisien gesek antara kayu dan dinding.


Tinjau suatu balok yang disenderkan pada dinding. Balok diam pada posisinya seperti diperlihatkan pada Gambar kiri atas karena adanya gesekan. Seumpama tidak ada gesekan maka balok akan jatuh dengan arah gerak seperti diperlihatkan pada Gambar kanan atas (Tidak mungkin kan arahnya sebaliknya?!). Oleh karena itu, arah gaya gesek (fg) akan melawan arah gerak. Diagram Benda Bebas (DBB) balok tersebut diperlihatkan pada Gambar bawah. Balok memiliki beban terdistribusi merata (wL). Perlu diingat, arah gaya normal (N) selalu tegak lurus permukaan.

Tulisan para jenius

Waktu saya duduk di bangku SD, saya diajari menulis rapih. Buku tulis yang digunakan adalah buku bergaris. Tetapi karena saya dulu suka menggambar, maka kadang-kadang timbul godaan untuk membuat coretan di sana-sini di hampir setiap sudut buku tulis.

Iseng saya googling ingin tahu seperti apakah tulisan para bapak penemu kita. Hasilnya seperti di samping ini:

Tulisan ini saya tutup dengan Kata Bijak "Tuliskan apa yang kamu MENGERTI dan bukan apa yang DIAJARKAN kepada kamu.

Selamat Datang di Web IHilmy

Vektor, Gerak, Gaya gesek, Hukum Newton, Diagram Benda bebas, Cara belajar dan Soal-soal Statika?
Yok kita diskusikan di sini.
Adek yang berseragam putih abu? Adek mahasiswa? Para orang tua ataupun rekan-rekan pengajar, siapapun yang senang mempelajari rahasia fisika khususnya mekanika mari bergabung di sini.