Jangka Sorong untuk Mengukur Besaran Panjang

Salah satu alat ukur fisika dasar adalah Jangka Sorong atau dalam bahasa Inggris disebut Vernier Caliper. Jangka sorong adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran panjang, yakni digunakan dalam hal pengukuran diameter luar, diameter dalam dan kedalaman lubang, dengan ketelitian tertentu. 

Jangka sorong terdiri dari dua pasang "rahangg': sepasang untuk pengukur luar dan sepasang untuk pengukur dalam. Dari pasangan itu ada rahang yang tak bergerak, disebut rahang tetap, dan ada yang dapat digeser-geser, disebut rahang geser. Pada rahang tetap terdapat batang skala yang diberi skala dalam cm dan mm.

Gambar Jangka Sorong

Keterangan gambar:

a. Rahang pengukur bidang lubang

b. Rahang tetap

c. Rahang bergerak

d. Skala utama (metrik dan inci)

e. Skala nonius (metrik dan

f. Mur pengunci

g. Batang pengukur

Skala pada jangka sorong ada 2, yaitu skala utama skala nonius.

1. Skala utama terdiri dari skala standar yang pembagiannya sama seperti pada penggaris biasa.
2. Skala nonius dibagi ke dalam beberapa bagian tertentu, berdasarkan ketelitian yang dibuat oleh jangka sorong yang bersangkutan.

Jangka sorong memiliki berbagai macam tingkat ketelitian, di antaranya :

a. Dengan ketelitian 0,1 mm.

Pada skala nonius, 9 mm dibagi menjadi 10 bagian yang sama. Jadi 1 skala panjangnya : 9/10 mm. Satu bagian skala utama panjangnya 1 mm. 

Selisih dari kedua skala ini adalah : 1 mm - 0,9 mm = 0,1 mm. Jadi jangka sorong ini ketelitiannya 0,1 mm. 

b. Dengan ketelitian 0,05 mm

Pada skala nonius, 39 mm dibagi menjadi 20 bagian yang sama. Jadi 1 skala 39 panjangnya : 39/10 mm = 1,95 mm. Dua bagian skala utama panjangnya 2 mm.

Selisih dari kedua skala ini adalah: 2 mm - 1,95 mm = 0,05 mm. Jadi jangka sorong ini ketelitiannya 0,05 mm.

c.  Dengan ketelitian 0,02 mm

Pada skala nonius, 49 mm dibagi menjadi 50 bagian yang sama. Jadi 1 skala panjangnya: 49/10 = 0,98 mm. Satu bagian skala utama panjangnya 1 mm. Selisih dari kedua skala ini adalah: 1 mm - 0,98 mm = 0,02 mm.

Jadi jangka sorong ini ketelitiannya 0,02 mm

Sesuai dengan fungsinya untuk mengukur diameter luar, diameter dalam dan kedalaman lubang, posisi benda untuk tiap pengukuran tersebut tidaklah sama, sebagaimana gambar berikut:

1) posisi benda pada pengukuran diameter luar

2) posisi benda pada pengukuran diameter dalam

3) posisi benda pada pengukuran kedalaman lubang

Referensi:

Fisika 1 untuk Sekolah Menengah Umum kelas 1. Nyoman Kertiasa. Jakarta: Depdikbud. 1996

Pedoman Pendayagunaan Laboratorium dan Alat Pendidikan IPA. Jakarta: Depdikbud. 1994.

Kelahiran Elektromagnetisme!

Di bulan April 1820, Ilmuwan Denmark bernama Orsted sedang memberikan kuliah umum tentang efek pemanasan pada penghantar logam akibat dialiri arus listrik. Di meja peragaan tersebut, terdapat sebuah kompas tadinya dipersiapkan untuk bahan kuliah selanjutnya.

Ketika rangkaian listrik dinyalakan, Orsted mengamati bahwa jarum kompas menyimpang dari posisi semula. Seketika itu, Orsted menyadari bahwa kawat yang dialiri listrik menjadikannya suatu magnet sementara. Namun, saat itu, ia masih mengira bahwa sifat magnet itu diradiasikan seperti panas atau cahaya.

Namun bagaimanapun pemahamannya saat itu, percobaannya telah mendemonstrasikan adanya hubungan antara listrik dengan magnet dan bidang baru fisika saat itu lahir, yaitu Elektromagnetisme. Banyak hal/penemuan di bidang Fisika ditemukan secara tidak sengaja!

sumber

LIDAR - Light Detection and Ranging

Pernahkah Anda melihat tayangan di TV yang memperlihatkan seorang polantas mengarahkan sebuah alat pada kendaraan yang melintasinya? Alat itu adalah senapan kecepatan (speed gun). yaitu alat pengukur kecepatan kendaraan yang digunakan polisi untuk mengetahui terjadinya pelanggaran balas kecepatan di jalan raya.

Senapan kecepatan laser yang terbaru (LIDAR-light detection and ranging) menggunakan sebuah metode yang mengandalkan waktu pantul cahaya Mungkin Anda pernah menganuti pemantulan gelombang bunyi dalam bentuk gema. Contohnya, jika Anda berteriak ke dalam sebuah sumur atau menyeberangi sebuah lembah, suara Anda membutuhkan selang waktu yang dapat teramati untuk mencapai dasar sumur dan kembali ke telinga Anda. Bunyi bergerak dengan kelajuan sekitar 340 m/s, sehingga sumur yang dalam atau lembah yang lebar menghasilkan selang waktu bolak-baliknya suara yang cukup lama.

Sebuah senjata kecepatan laser mengukur waktu bolak-balik bagi cahaya untuk mencapai sebuah kendaraan dan memantul kembali. Cahaya dari sebuah senapan kecepatan radar jauh lebih cepat daripada bunyi-sekitar 300.000.000 m/s. Senjata kecepatan laser menembakkan tembakan singkat cahaya laser inframerah dan kemudian menerima pantulannya dan kendaraan yang sedang diukur kecepatannya. Senjata itu menghitung selang waktu dari penembakan hingga kembalinya laser itu, dan membaginya dengan angka 2 sehingga jarak kendaraan ke senjata dapat diketahui.

Jika senjata itu menembakkan 1000 tembakan per detik, maka jarak tempuh-jarak tempuh dari tembakan-tembakan itu dapat dibandingkan sehingga kelajuan kendaraan dapat diketahui. Jadi, kecepatan kendaraan nu diturunkan dari fungsi posisi kendaraan tadi.

Mekanismenya diilustrasikan pada gambar berikut ini.

Pada gambar di atas diperlihatkan hanya 5 tembakan. Sesungguhnya senapan laser itu menembakkan hingga 1000 tembakan per detik. Tiap tembakan menunjukkan posisi kendaraan dalam satu waktu. Posisi ini merupakan fungsi dari waktu. Dari sini, kecepatan kendaraan dapat dihitung dari turunan fungsi posisi tadi terhadap selang waktu antartembakan, v = dr(t)/dt.

Kelebihan senapan kecepatan laser adalah ukuran "corong" cahaya yang dipancarkan oleh senapan sangat kecil, bahkan pada jarak sebesar 300 meter. Corong tersebut pada jarak ini dapat memiliki diameter sebesar 1 meter. Ini memungkinkan senapan itu membidik sebuah kendaraan tertentu. Senapan kecepatan laser juga sangat akurat. Kekurangannya adalah petugas polisi yang menggunakannya harus mengarahkan senapan itu tepat ke arah kendaraan. Senapan kecepatan yang lama yang menggunakan berkas radar yang luas dan memanfaatkan pergeseran Doppler dapat digunakan tanpa membidiknya secara langsung.

Sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 2A untuk kelas XI Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 2004

Kesalahan Fatal Akibat Kesalahan Konversi Satuan

Secara umum, sistem satuan SI lebih banyak digunakan diberbagai negara. Namun demikian, ada beberapa negara yang masih sering menggunakan satuan bukan sistem SI, misalnya Amerika Serikat. Amerika menggunakan sistem satuan U.S.

Costumary Unit atau biasa disebut sistem satuan Inggris. Sistem satuan ini memiliki satuan dasar kaki (untuk panjang), pound (untuk berat, bukan massa), dan sekon (untuk waktu). Walaupun demikian, sebagian kegiatan sehari-hari telah menggunakan sistem satuan SI, sehingga konversi satuan memiliki peran yang cukup besar di Amerika Serikat.

Pada tahun 1999, terjadi kekecewaan warga Amerika terhadap NASA, karena sebuah pesawat ruang angkasa berbiaya 125 juta dollar Amerika yang didesain akan mengorbit Mars ternyata justru lepas dari orbit dan hancur di planet tersebut.

Perusahaan pembuat roket pendorong untuk pesawat ruang angkasa tersebut memberikan informasi mengenai spesifikasi roket tersebut dalam sistem satuan U.S Costumary Unit, tetapi para ilmuwan di NASA yang mengendalikan roket tersebut mengira bahwa angka-angka yang tercantum dalam spesifikasi roket tersebut dinyatakan dalam sistem satuan SI.

Arthur Stephenson, kepala penyelidik untuk kegagalan pesawat ruang angkasa tersebut menyatakan bahwa "akar masalah" dari kehancuran pesawat ruang angkasa tersebut adalah kesalahan konversi satuan pada sebuah software pengendali di NASA.

Sebuah proyek yang sangat mahal harus berantakan gara-gara kesalahan konversi satuan. Inilah sebabnya mengapa pencantuman satuan pada sebuah angka memiliki arti yang sangat penting.

sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 1A untuk kelas X Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 2004

Kisah Tragis Kapal Titanic dan Marconi!

Hingga kini, kisah tenggelamnya Kapal Titanic masih sangat dikenang. Titanic pada saat itu melakukan perjalanan perdananya dari Southampton menuju New York. Titanic tenggelam akibat menabrak bongkahan es raksasa di lautan Atlantik di bulan April 1912. Pada kecelakaan ini, diperkirakan lebih dari 1500 jiwa tewas tenggelam di dingin dan gelapnya lautan. Namun, jumlah ini mungkin akan bertambah jika pada saat itu tidak ada komunikasi radio.

Pada pelayaran itu, Titanic membawa dua operator komunikasi radio yang mengirimkan pesan musibah itu. Namun sayangnya, pesan itu terlambat diketahui karena sebuah kapal terdekat dengannya saat itu justru sedang mematikan radionya. Semenjak kecelakaan ini, muncul peraturan bahwa komunikasi radio harus terus dipantau selama 24 jam non stop setiap harinya.

Marconi telah memulai penelitian komunikasi dengan gelombang radio saat berkuliah di Universitas Bologna pada tahun 1894. Ia memperdalam penemuan Heinrich Hertz, sang penemu gelombang elektromagnet, yang justru mengira gelombang tersebut tidak ada gunanya! Tahun 1899, Marconi telah mampu mendirikan komunikasi radio antara Inggris dan Perancis, saat itu, usianya baru 24 tahun!

Kalau saat ini, kita bisa menikmati berbagai komunikasi dan informasi melalui telepon genggam, televisi, dll. Ini semua dimulai dari percobaan Marconi pada tahun 1901, yang mana ia mencoba mengirimkan pesan satu buah huruf s dengan menggunakan sandi Morse melewati samudra Atlantik.

sumber

Posisi Partikel dalam Koordinat Polar

Gambar di bawah adalah posisi titik P dengan koordinat polar (r,q)

Berlaku: 

x = r cos q

y = r sin q

dan

Pada saat partikel bergerak sepanjang lingkaran dari sumbu x positif (q= 0) ke titik P, lintasan yang ditempuhnya adalah busur sepanjang s atau posisi sudutnya adalah q (dalam radian) yang memenuhi

Untuk 1 putaran penuh, lintasan s sama dengan keliling lingkaran (s = 2pr) sehingga berdasarkan dihasilkan:

Sehingga

Oleh karena itu, didefinisikan bahwa satu radian adalah besar sudut di hadapan busur yang panjangnya sama dengan radius lingkaran.

Contoh soal:

Sebuah partikel terletak pada bidang xy dengan koordinat (3,4) cm. Nyatakanlah posisi partikel tersebut dalam bentuk koordinat polar!

Jawaban:
r = 5 cm dan q = 53o

Sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 2A untuk kelas XI Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 1997

Akulah Pelari Tercepat di alam ini!

Halo, namaku Paratarsotomus Macropalpis, aku sejenis kutu yang hidup di daerah California.

Meskipun ukuran tubuhku kecil (lebih kecil dari biji wijen/sesame), namun sebenarnya akulah pelari tercepat di alam ini! Setiap detiknya aku mampu "berlari" sejauh 322 kali ukuran panjang tubuhku.

Bandingkan dengan cheetah yang setiap detiknya dapat berlari sejauh 16 kali panjang tubuhnya (sekitar 27 m/s). Juga bandingkan dengan Usain Bolt, juara dunia lari 100 meter yang setiap detiknya mampu berlari sejauh 6 kali panjang tubuhnya (sekitar 10.2 m/s)

Jika dibayangkan ukuran tubuhku dapat diperbesar seukuran manusia, maka dengan kemampuanku yang sama, aku akan berlari dengan kecepatan hingga mencapai 580 m/s !

sumber: 

Vektor Posisi, Kecepatan dan Percepatan pada Gerak Parabola

Which is accelerating the most? (see photo)

In the photo, one apple and one orange are moving up while the other two fruits are moving down.

Which one the correct:

If you throw a stone horizontally out over the surface of a lake, the time it is in the air (i.e., before it hits the water) is determined only by?

A. the height from which you throw it.

B. the height from which you throw it and its initial speed.

C. its initial speed and the horizontal distance to the point where it splashes down.

SOLUTION As we've just learned, the horizontal and vertical components of a projectile's motion are independent. Therefore, the stone reaches the water at the same time as a rock that was dropped vertically from the same starting height. The time required for the stone to reach the water depends only on the height from which it is thrown, so answer A is the correct one. The distance the stone travels before splashing down, however, depends on both the height from which it is thrown and the speed with which it is thrown.

Independence of horizontal and vertical motion. In the vertical direction, a projectile behaves like a freely falling object; in the horizontal direction, it moves with constant velocity

Vektor Posisi dan Kecepatan pada Gerak Parabola

Vektor kecepatan : v = vx i + vy j

Kecepatan awal : v0 = v0x i + v0y j

Vektor posisi : r = x i + y j

arah sumbu x berlaku GLBB

arah sumbu y berlaku GLBB

Tinggi maksimum dan Jarak Maksimum pada Gerak Parabola

Tinggi maksimum dicapai pada saat kecepatan peluru searah sumbu y sama dengan nol.

Jarak maksimum dicapai saat posisi peluru searah sumbu y sama dengan nol.

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal: v0 = (100 i + 50 j) m/s dengan g = 10 m/s2. Tentukan:

a. Kecepatan peluru saat t = 4 s

b. Besar kecepatan dan sudut arah peluru

c. Posisi titik tertinggi

d. Posisi titik terjauh

Bahan bacaan:

College Physics.—9th. Ed. Sears & Zemansky’s. Hugh D. Young. Addison Wesley.
Fisika Dasar 2. Teori dan Implementasinya, untuk kelas XI SMA dan MA Program IPA. Budi Purwanto. Penerbit Tiga Serangkai. 2007

4 Kategori Materi Pembelajaran Fisika SMA

Materi pembelajaran mata pelajaran Fisika SMA pada kurikulum 2013 dapat dikembangkan dari materi pembelajaran yang sudah dicantumkan pada silabus atau buku kurikulum 2013 yang diterbitkan kementrian pendidikan dan kebudayaan Tahun 2014. Pengembangan materi pembelajaran merujuk pada materi pokok dalam silabus atau buku, serta kompetensi dasar yang termuat dalam kompetensi inti ketiga (pengetahuan). 

Dalam penjabaran materi pembelajaran tetap diperlukan untuk melihat linierisai dengan kompetensi inti ke empat (keterampilan). 

Hasil pengembangan materi pembelajaran materi pelajaran Fisika SMA dapat dikelompokkan dalam empat kategori, yaitu:

Fakta, yaitu kejadian atau peristiwa yang dapat dilihat, didengar, dibaca, disentuh, atau diamati. 

Contoh fakta adalah karet lentur dan plastisin, es mencair dan air menguap, mobil bergerak dipercepat dan diperlambat, benda terapung, melayang, dan tenggelam, benda dipanaskan memuai, benda bergerak melingkar (roda sepeda, gir sepeda, jarum jam bergerak melingkar dan sebagainya.

Konsep, merupakan ide yang mempersatukan fakta-fakta atau dengan kata lain konsep merupakan suatu penghubung antara fakta-fakta yang saling berhubungan. 

Contoh konsep;elastisitas. perubahan wujud, gerak , pengukuran, vektor, jarak, perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, kecepatan sudut, tegangan, regangan, dll.

Prinsip, merupakan generalisasi tentang hubungan antara konsep-konsep yang berkaiatan. Prinsip IPA bersifat analitik, sebab merupakan generalisasi induktif yang ditarik dari berapa contoh. 

Contoh yang merupakan prinsip adalah benda dikatakan elastis jika setelah diberi gaya luar akan kembali pada keadaan semula, air jika dipanaskan akan menguap.resultan gaya yang bekerja pada benda mempengaruhi percepatan benda, gerak lurus berubah beraturan, gerak jatuh bebas, gerak parabola, hukum Newton, hukum utama hidrostatika, hukum pascal, hukum archimedes, asas black. Termasuk ke dalam kategori prinsip adalah hukum, teori, dan azas.

Prosedur, merupakan sederatan langkah yang bertahap dan sistematis dalam menerapkan prinsip. Langkah prosedural merupakan bagian dari kompetensi pada aspek keterampilan. Pada mata pelajaran fisika, langkah kerja ilmiah merupakan bagian tidak terpisahkan pada setiap materi pokok. 

Contoh: percobaan hukum Hooke, percobaan menentukan kalor jenis, percobaan gerak dipercepat atau diperlambat, percobaan menentukan massa jenis benda, dll.

Bahan bacaan: Pembelajaran Mata Pelajaran Fisika. Direktorat Pembinaan Sma, Direktorat Jenderal Pendidikan Menengah, Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan, 2014

Menyelidiki Jarak Tertinggi dan Jarak Terjauh

Kerja Ilmiah berikut bertujuan untuk menyelidiki jarak tertinggi dan jarak terjauh pada Gerak Parabola.

Alat dan Bahan:
1. Air ledeng dari kran
2. Selang air
3. Busur derajat
4. Meteran

Langkah Kerja:

1. Pasang selang air pada kran. Posisi selang dibuat 30° terhadap bidang horizontal.

2. Ukurlah jarak tertinggi dan jarak terjauh dari semprotan air.

3. Ulangilah langkah 1 dan 2 dengan sudut elevasi yang berbeda-beda. Kemudian, tulislah hasilnya dalam tabel berikut.

4. Apa yang dapat Anda simpulkan dari kerja ilmiah ini?

Buatlah laporan tugas lengkap dengan hasil diskusi, foto dan penjelasan yang diperlukan.
Lengkapi dengan tinjauan pustaka yang relevan.

sumber: Cerdas Belajar Fisika untuk kelas XI, Penulis Kamajaya

Lambang, Simbol atau Singkatan?

Ketika mempelajari mengenai Besaran dan Satuan pada mata pelajaran Fisika SMA kelas X, kita mengenal yang namanya besaran pokok atau besaran dasar. Ada 7 besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, intensitas cahaya dan jumlah zat. 

Pada buku-buku fisika untuk SMA, biasanya tujuh besaran pokok tersebut disajikan dalam satu tabel, dengan 3 kolom. Kolom pertama adalah nama besaran, satuan dan lambang. Untuk kolom lambang, kadang ada penulis buku yang menuliskannya dengan simbol. 

Salah satu tabel saya ambil dari buku Olimpiade Fisika ditulis oleh Yohanes Surya, M.Sc. Ph.D. Edisi Pertama 1996. untuk Sekolah Menengah Umum Caturwulan Pertama kelas I. Penerbit: Primatika Cipta Ilmu Sebagai berikut:

Karena, dimuat pada sub judul besaran pokok, maka kesannya kolom ketiga menjelaskan bahwa isinya adalah lambang dari kolom pertama, yaitu besaran. Misalnya untuk waktu, satuannya adalah detik dan lambangnya adalah s. Apabila waktu satuannya adalah detik, maka memang benar begitu. Tetapi apabila dikatakan lambang dari waktu adalah s, maka ini tidak kita temui dalam rumus-rumus fisika yang ada di buku-buku SMA. Huruf s (huruf kecil) biasanya digunakan sebagai lambang untuk jarak, sedangkan lambang untuk waktu adalah t (huruf kecil). Sehingga sebagian penulis buku lebih suka menuliskan "singkatan" daripada "lambang" atau "simbol" pada kolom ketiga. Salah satunya adalah pada buku Fisika, untuk SMA dan MA kelas X, penulis Mikrajudin Abdullah, Penerbit GAP Gelora Aksara Pratama tahun 2006, tabel nya sebagai berikut:

Contoh lainnya yang menggunakan "singkatan" adalah pada buku Seribu Pena Fisika SMU Kelas 1, Penulis Marthen Kanginan, Penerbit Erlangga, Tahun 1999. Sebagai berikut

Contoh lainnya yang menggunakan "singkatan" adalah pada buku terbitan Widya Utama berikut: (saya masih belum tahu siapa penulisnya), 

Selanjutnya pada buku Cerdas Belajar Fisika untuk kelas X, Penulis Kamajaya, dituliskan dengan "lambang satuan", sebagai berikut:

Sehingga dapat disimpulkan bahwa memang kolom ketiga, yaitu lambang atau singkatan itu lebih tepatnya adalah sebagai lambang dari satuan yang digunakan, bukan sebagai lambang dari besaran pokoknya. Misalnya pada besaran panjang, satuannya adalah meter. Selanjutnya satuan meter dilambangkan dengan m.

Oleh karena itu pada kamus lengkap Fisika Oxford, judul dari tabel tersebut adalah: Tabel Satuan SI dasar dan tambahan sebagaimana bisa dilihat disini.