Sabtu, 17 Juli 2010

VEKTOR

Penjumlahan vektor (khususnya menggunakan vektor komponen) sering dipakai dalam menentukan resultan atau menguraikan komponen besaran-besaran vektor, seperti kecepatan (misalnya pada pokok bahasan gerak parabola. Sebuah pesawat menukik ke bawah 60o terhadap horisontal. Nah, anda tinggal menguraikannya untuk menentukan komponen kecepatan pada arah horisontal dan vertikal) atau gaya (misalnya dalam hukum newton, bagaimana menentukan gaya total)… dll.

Perkalian vektor (perkalian titik dan silang) membantu kita untuk mengetahui apakah suatu besaran yang diperoleh melalui perkalian dua besaran vektor, masuk dalam kategori besaran vektor atau besaran skalar…

Perkalian vektor dan skalar menggunakan komponen vektor satuan

Vektor satuan

Sebelum kita belajar mengenai perkalian vektor, terlebih dahulu kita berkenalan dengan vektor-vektor satuan.

Vektor satuan (unit vektor) merupakan suatu vektor yang besarnya = 1. vektor satuan tidak mempunyai satuan. Vektor satuan berfungsi untuk menunjukan suatu arah dalam ruang. Untuk membedakan vektor satuan dari vektor biasa maka vektor satuan dicetak tebal (untuk tulisan cetak) atau di atas vektor satuan disisipkan tanda ^ (untuk tulisan tangan)

Pada sistem koordinat kartesius (xyz) kita menggunakan vektor satuan i untuk menunjukkan arah sumbu x positif, vektor satuan j untuk menunjukkan arah sumbu y positif, vektor satuan k untuk menunjukkan arah sumbu y positif.

Perkalian Titik dan Perkalian Silang

Vektor bukan bilangan biasa, sehingga perkalian biasa tidak bisa langsung digunakan pada vektor. Kita harus menggunakan perkalian vektor. Perkalian vektor terdiri dari dua jenis, yaitu perkalian titik dan perkalian silang. Perkalian titik disebut juga perkalian skalar karena menghasilkan besaran skalar. Perkalian silang disebut juga perkalian vektor karena perkalian tersebut menghasilkan besaran vektor.

Misalnya terdapat dua vektor, yakni A dan B. Perkalian skalar dari vektor A dan B dinyatakan dengan A.B (karena digunakan notasi titik maka perkalian ini dinamakan perkalian titik). Perkalian vektor dari A dan B dinyatakan dengan A x B. Karena digunakan notasi x, maka perkalian ini disebut perkalian silang.

Menentukan vektor resultan
Ada dua cara yang dapat dilakukan untuk menentukan nilai dan arah vektor resultan, yaitu dengan metode grafis dan metode analitis.

MENENTUKAN VEKTOR RESULTAN DENGAN METODE GRAFIS

Dengan menggunakan metode segitiga dan poligon, kita dapat melukis vektor resultan dari dua buah vektor atau lebih. Dari gambar vektor resultan tersebut, kita dapat menentukan besar dan arah vektor resultan dengan melakukan pengukuran (bukan menghitung). Cara menentukan vektor resultan seperti ini disebut metode grafis.

Difusi

Pernah lihat asap ? asap rokok, asap knalpot, asap pabrik, asap hasil pembakaran sampah dkk…. Kalau kita perhatikan secara saksama, asap yang ngepul dari ujung rokok yang terbakar atau asap yang nyembur dari knalpot motor butut biasanya mula-mula masih bisa kita lihat… setelah beberapa saat, asap tidak bisa kita lihat lagi… aneh bin ajaib ;) si asap jalan-jalan ke mana ya ? Ada lagi contoh yang lain… Pernah pakai parfum ? ya pernah dong gurumuda, masa ya pernahlah ;) Walaupun dirimu nyemprot parfum di kamar pribadi, masilnya, ibu atau ayah mu di kamar sebelah bisa ikut2an menikmati keharuman parfum kesayanganmu… Pacar kesayangan yang lagi nunggu di ruang tamu juga bisa kebagian rejeki… wah, harumnya pacarku… malam mingguannya pasti asyik neh :) hiks2… Kalau ibu lagi memasak makanan yang lezat dan mengundang selera di dapur, aroma masakan bisa dirasakan dari rumah tetangga… Mengapa bisa demikian ya ?

Perubahan wujud, Penguapan, Pendidihan, Kelembaban

Pernah lihat embun-kah ? kalau belum, coba bangun paginya dipercepat :( perhatikan dedaunan di sekitar rumahmu… Aneh ya, malamnya tidak ada hujan, pagi hari tetes-tetes air bergentayangan di dedaunan. Tuh jatuhnya dari langit keberapa ya ;)

Konon katanya air yang dipanaskan di puncak gunung lebih cepat mendidih. Sebaliknya air yang dipanaskan di tepi pantai lebih lama mendidih… itu sich konon katanya. Kalau menurutmu bagaimanakah ? sebaiknya dibuktikan saja… ajak beberapa temanmu untuk melakukan pembuktian. Pinjam termometer dari laboratorium sekolah atau beli saja di toko. Terus siapkan juga alat masak memasak. Wah, kayanya lebih seru kalau ngajak dengan pacar kesayangan juga neh… Minggu ini jalan-jalan ke pantai, minggu berikutnya jalan-jalan ke puncak. Sambil menyelam minum air (bisa tenggelam dunk), sambil rekreasi dirimu dan dirinya melakukan percobaan fisika… gunakan alat masak memasak untuk memanaskan air… Jangan lupa masukan termometer ke dalam air, sehingga suhu air bisa diketahui. Pada saat air mulai mendidih, biasanya air raksa dalam termometer tidak jalan-jalan lagi… Catat suhu air ketika terjadi proses pendidihan… bandingkan hasil percobaanmu di tepi pantai dan di puncak.

Penerapan Elastisitas dalam kehidupan sehari-hari

Pada awal penjelasan mengenai hukum Hooke, gurumuda telah berjanji akan membahas mengenai aplikasi elastisitas dalam kehidupan sehari-hari. Nah, berikut ini beberapa penerapan elastisitas dalam kehidupan kita.

Kita mulai dari teknologi yang sering kita gunakan, yaitu sepeda motor atau mobil.

Gambar disamping ini adalah pegas yang digunakan sebagai peredam kejutan pada kendaraan sepeda motor. Istilah kerennya pegas digunakan pada sistem suspensi kendaraan bermotor. Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika sepedamotor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang tidak rata. Ketika sepeda motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada pengendara (dan gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas mengalami mampatan. Akibat sifat elastisitas yang dimilikinya, pegas meregang kembali setelah termapatkan. Perubahan panjang pegas ini menyebabkan pengendara merasakan ayunan. Dalam kondisi ini, pengendara merasa sangat nyaman ketika sedang mengendarai sepedamotor. (more…)

Hukum Hooke dan Elastisitas

Pernakah dirimu melihat alat yang tampak pada gambar ini ? wah, hari gini belum ;) itu adalah gambar pegas. Nyamannya kehidupan kita tidak terlepas dari bantuan pegas, walaupun kadang tidak kita sadari. Ketika dirimu mengendarai sepeda motor atau berada dalam sebuah mobil yang sedang bergerak di jalan yang permukaannya tidak rata alias jalan berlubang, pegas membantu meredam kejutan sehingga dirimu merasa sangat nyaman berada dalammobil atau ketika berada di atas sepeda motor. Apabila setiap kendaraan yang anda tumpangi tidak memiliki pegas, gurumuda yakin perjalanan anda akan sangat melelahkan, apalagi ketika menempuh perjalanan yang jauh. Ketika turun dari mobil langsung meringis kesakitan karena terserang encok dan pegal linu ;) pegas tidak hanya dimanfaatkan di mobil atau sepeda motor, tetapi pada semua kendaraan yang selalu kita gunakan. Selengkapnya akan kita kupas tuntas pada akhir tulisan ini. Pegas merupakan salah satu contoh benda elastis. Contoh benda elastis lainnya adalah karet mainan (more…)

Tarikan, Tekanan dan Geseran

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah belajar mengenai Hukum Hooke dan Elastisitas. Sekarang, mari kita pelajari secara lebih mendalam mengenai perubahan bentuk benda ketika diberikan gaya. Apabila sebuah benda diberikan dua gaya sejajaryang sama besar tetapi berlawanan arah, di mana masing-masing gaya bekerja pada kedua ujung benda maka bentuk benda akan berubah. Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat tiga jenis perubahan bentuk benda akibat adanya gaya tersebut. Mari kita tinjau ketiga jenis perubahan bentuk ini…

Tarikan

Jika sebuah benda digantungkan secara vertikal dan pada ujung bawah benda dikenai gaya, maka benda akan mengalami pertambahan panjang (Amati gambar di bawah). Amati bahwa pada ujung bawah benda tersebut bekerja sebuah gaya luar yang arahnya ke bawah. pada kondisi ini benda berada dalam kesetimbangan setelah bertambah panjang sejauh delta L.

Resonansi

Pengantar Resonansi

Pernah melihat atau menggunakan garputala ? Ada gambar garputala di samping… garputala merupakan alat yang hanya menghasilkan satu frekuensi saja. Atau dalam istilah musik, garputala merupakan alat yang hanya menghasilkan satu nada saja. Biasanya digunakan oleh musikus untuk mencari nada atau untuk menyetel alat musik seperti senar gitar atau piano. Btw, mengapa garputala punya dua tangkai, mengapa tidak satu tangkai saja ? kalau satu tangkai nanti jadi tusuk gigi ;) he2… Jika kita menggetarkan garputala lalu mendekatkannya dengan senar gitar maka senar gitar yang mempunyai nada yang sama dengan nada garputala juga akan ikut bergetar. Mengapa senar gitar juga ikut bergetar ? omong soal gitar, mengapa harus ada badan gitar, mengapa tidak cukup senar dan gagang tempat menautkan senar saja ? Selamat belajar resonansi :mrgreen:

Layangan

Pengantar Layangan gelombang bunyi

Sebelumnya sudah dijelaskan mengenai interferensi gelombang bunyi. Kali ini kita berkenalan dengan salah satu jenis interferensi gelombang bunyi, yakni layangan. Bukan mainan layangan ya.. ;)

Banyak penerapan konsep layangan dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya dalam bidang musik. Penyetel alat musik, misalnya gitar atau piano, biasanya memanfaatkan layangan untuk mengetahui apakah senar sudah disetel dengan benar atau belum. (more…)

Share on Facebook

Pengantar interferensi gelombang bunyi

Dalam pembahasan mengenai prinsip superposisi dan interferensi gelombang mekanik, sudah dijelaskan bahwa ketika dua atau lebih gelombang melewati tempat yang sama, gelombang-gelombang tersebut saling berinterferensi. Kalau dirimu belum paham dengan pengertian interferensi, sebaiknya segera meluncur ke tkp untuk mempelajarinya terlebih dahulu. Kali ini gurumuda ingin mengajakmu berkenalan dengan interferensiyang dialami oleh gelombang bunyi.

Gelombang bunyi harmonik

Pengantar Gelombang bunyi harmonik

Dalam pokok bahasan gelombang harmonik, gurumuda sudah menjelaskan mengenai gelombang transversal harmonik yang merambat melalui dawai (tali). Gelombang transversal harmonik pada dawai bisa terjadi jika salah satu ujung dawai digerakkan naik turun secara teratur. Yang dimaksudkan dengan teratur di sini adalah jumlah getaran yang terjadi selama suatu selang waktu tertentu selalu sama. Di samping itu, amplitudo atau simpangan maksimum dari setiap getaran juga selalu sama.

Contohnya seperti ini… (more…)

Share on Facebook

Telinga dan pendengaran

Pengantar

Seandainya manusia tidak punya telinga… dunia akan terasa sangat sepih. Bersyukurlah kalau saat ini kita punya telinga dan bisa berfungsi dengan normal. Ada orangyang dilahirkan tanpa telinga atau bahkan tidak bisa mendengar karena telinga tidak berfungsi dengan normal…

Kali ini gurumuda mengajakmu untuk berkenalan dengan telinga manusia, bagian-bagian telinga dan bagaimana cara kerja telinga manusia. Penjelasannya tidak mendetail tapi cuma gambaran kasar saja… cara kerja telinga secara lebih mendetail bisa dipelajari di jurusan teknik pertubuhan.

Hukum Kekekalan Momentum

Pengantar

Dalam kehidupan sehari-hari, kita biasa menyaksikan benda-benda saling bertumbukan. Banyak kecelakaan yang terjadi di jalan raya sebagiannya disebabkan karena tabrakan (tumbukan) antara dua kendaraan, baik antara sepeda motor dengan sepeda motor, mobil dengan mobil maupun antara sepeda motor dengan mobil. Demikian juga dengan kereta api atau kendaraan lainnya. Hidup kita tidak terlepas dari adanya tumbukan. Ketika bola sepak ditendang David Beckham, pada saat itu juga terjadi tumbukan antara bola sepak dengan kaki Abang Beckham. Tampa tumbukan, permainan billiard tidak akan pernah ada. Demikian juga dengan permainan kelereng kesukaanmu ketika masih kecil. Masih banyak contoh lainnya yang dapat anda temui dalam kehidupan sehari-hari. Ayo dipikirkan… (more…)

Pada pokok bahasan Momentum dan Impuls, kita telah berkenalan dengan konsep momentum serta pengaruh momentum benda pada peristiwa tumbukan. Pada kesempatan ini kita akan meninjau momentum benda ketika dua buah benda saling bertumbukan. Ingat ya, momentum merupakan hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Jadi momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda. Kita tidak bisa meninjau momentum suatu benda hanya berdasarkan massa atau kecepatannya saja. Pahami baik-baik konsep ini ya….

Pernahkah anda menonton permainan biliard ? lebih baik lagi jika dirimu adalah pemain biliard ;) tuh gambarnya di samping kiri… biasanya pada permainan billiard, kita berusaha untuk memasukan bola ke dalam lubang. Bola yang menjadi target biasanya diam. Jika anda perhatikan secara cermat, kecepatan bola biliard yang disodok menuju bola biliard target menjadi berkurang setelah kedua bola biliard bertumbukan. (more…)

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.

GERAK LURUS BERATURAN

Aplikasi dari Gerak Lurus Beraturan (GLB) dalam kehidupan sehari-hari agak sulit ditemukan, karena biasanya kecepatan gerak benda selalu berubah-ubah. Misalnya ketika dirimu mengendarai sepeda motor atau mobil, laju mobilmu pasti selalu berubah-ubah. Ketika ada kendaraan di depanmu, pasti kecepatan kendaraanmu dikurangi, biar ga ciuman, belum jalannya padat dengan kendaraan atau mungkin jalannya berlubang dan banyak tikungan ;)

Walaupun agak sulit ditemukan, tapi terdapat aplikasi GLB dalam kehidupan sehari-hari.

Contoh pertama, kendaraan yang melewati jalan tol. Walaupun terdapat tikungan pada jalan tol, kendaraan beroda bisa melakukan GLB pada jalan tol. Pada jarak tertentu, lintasan jalan tol lurus. Kendaraan yang bergerak pada jalan tol juga kadang mempunyai kecepatan yang tetap. Tetapi ini hanya berlangsung sementara alias beberapa menit saja.

Contoh kedua, gerakan kereta api atau kereta listrik di atas rel. Lintasan rel kereta kadang lurus, walaupun jaraknya hanya beberapa kilometer. Kereta api melakukan GLB ketika bergerak di atas lintasan relyang lurus tersebut dengan laju tetap.

Contoh ketiga : kapal laut yang menyeberangi lautan atau samudera. Dirimu pernah menumpang kapal laut-kah ? ketika melewati laut lepas, kapal laut biasanya bergerak pada lintasanyang lurus dengan kecepatan tetap. Ketika hendak tiba di pelabuhan tujuan, biasanya kapal baru merubah haluan dan mengurangi lajunya. Gurumuda sering menggunakan kapal laut ketika liburan (mudik) jadi agak ngerti soal gerakan kapal laut.

Contoh keempat : gerakan pesawat terbang. Pesawat terbang juga biasa melakukan GLB. Setelah lepas landas, pesawat terbang biasanya bergerak pada lintasan lurus dengan dengan laju tetap. Walaupun demikian, pesawat juga mengubah arah geraknya ketika hendak tiba di bandara tujuan.

Hanya empat contoh yang dapat gurumuda berikan. Silahkan dipikirkan sendiri lainnya. Ingat bahwa pada contoh yang disebutkan di atas, baik kendaraan beroda, kereta api atau kereta listrik, kapal laut dan pesawat terbang tidak melakukan GLB sepanjang lintasan gerakannya. Ketika mulai bergerakdari keadaan diam, kendaraan tersebut tidak melakukan GLB karena terdapat percepatan yang membuat kendaraan tersebut mulai bergerak. Kendaraan melakukan GLB setelah menempuh jarak tertentu. Tidak ada contoh dalam kehidupan sehari-hari di mana benda melakukan GLB ketika mulai bergerak hingga berhenti.

Aplikasi GLBB dalam kehidupan sehari-hari.

GLBB merupakan gerak lurus berubah beraturan. Berubah beraturan maksudnya kecepatan gerak benda bertambah secara teratur atau berkurang secara teratur. Perubahan kecepatan tersebut dinamakan percepatan. Nah, dalam kehidupan sehari-hari kayanya sulit banget menemukan bendayang melakukan gerak lurus berubah beraturan. Pada kasus kendaraan beroda misalnya, ketika mulai bergerak dari keadaan diam, pengendara biasanya menekan pedal gas (mobil dkk) atau menarik pedal gas (motor dkk). Pedal gas tersebut biasanya tidak ditekan atau ditarik dengan teratur sehingga walaupun kendaraan kelihatannya mulai bergerak dengan percepatan tertentu, besar percepatannya tidak tetap alias selalu berubah-ubah. Contoh GLBB dalam kehidupan sehari-hari pada gerak horisontal alias mendatar nyaris tidak ada.

Contoh GLBB yang selalu kita jumpai dalam kehidupan hanya gerak jatuh bebas. Pada gerak jatuh bebas, yang bekerja hanya percepatan gravitasi dan besar percepatan gravitasi bernilai tetap. Benda yang jatuh bebas juga bergerak pada lintasan lurus (vertikal). Contohnya buah mangga yang lezat atau buah kelapa yang jatuh dari pohonnya. Dirimu bisa memikirkan contoh GLBB yang lain. Jika dirimu pernah jatuh dari atap rumah berarti dirimu juga pernah melakukan GLBB (piss… :) ) ingat bahwa benda melakukan gerak jatuh bebas jika kecepatan awalnya nol. Benda yang dilempar atau dijatuhkan dari ketinggian tertentu tidak termasuk GJB karena memiliki kecepatan awal. Benda yang dilempar atau dijatuhkan termasuk gerak vertikal. Paham ya perbedaannya… pada dasarnya gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke bawah sama, hanya bedanya pada GJB tidak terdapat kecepatan awal.

Aplikasi gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari :

Gerak vertikal terdiri dari dua jenis, yakni gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah. Benda melakukan gerak vertikal ke atas atau ke bawah jika lintasan gerak benda lurus. Kalau lintasan miring, gerakan benda tersebut termasuk gerak parabola. Aplikasi gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari apa ya ? ;) ketika dirimu melempar sesuatu tegak lurus ke bawah (permukaan tanah), ini termasuk gerak vertikal. Dipikirkan sendiri ya sisanya… gampang kok. Syaratnya, benda tersebut bergerak pada lintasan lurus (lintasan vertikal, bukan mendatar alias horisontal) dan memiliki kecepatan awal.

Usaha dan energi

Pengantar

Dalam kehidupan sehari-hari dirimu pasti sering mendengar atau menggunakan kata “usaha” dan “energi”. Kata “usaha” yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari memiliki makna yang berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Pada kesempitan ini kita akan belajar pokok bahasan usaha dan energi. Pokok bahasan Usaha dan Energi yang telah anda pelajari di SMP masih bersifat kualitatif dan mungkin sekarang dirimu sudah melupakan semuanya ;) . Oleh karena itu gurumuda mencoba membantu dirimu memahami kembali (syukur kalo masih diingat) konsep Usaha dan Energi secara lebih mendalam dan tentu saja disertai juga dengan penjelasan kuantitatif (ada rumusnya). Akhirnya, semoga dirimu tidak berkecil hati, apalagi sampai kecewa dan putus asa karena ada rumus. Pahamilah dengan baik dan benar konsep Usaha dan Energi yang dijelaskan, maka dirimu tidak akan meringis ketika menatap rumus… selamat belajar ya, semoga sukses sampai di tujuan :)

Pada pokok bahasan fisika sebelumnya, kita telah belajar tentang gerak benda dan hubungannya dengan Gaya yang mempengaruhi gerak benda (Hukum Newton tentang Gerak). Kali ini kita menganalisis gerak benda dalam kaitannya dengan Usaha dan Energi. Usaha dan Energi merupakan besaran skalar sehingga analisis kita menjadi lebih mudah dibandingkan dengan ketika kita mempelajari gaya. Konsep usaha dan energi sangat penting, sehingga sangat dianjurkan supaya dipelajari dengan penuh semangat.

USAHA

Usaha alias Kerja yang dilambangkan dengan huruf W (Work-bahasa inggris), digambarkan sebagai sesuatu yang dihasilkan oleh Gaya (F) ketika Gaya bekerja pada benda hingga benda bergerak dalam jarak tertentu. Hal yang paling sederhana adalah apabila Gaya (F) bernilai konstan (baik besar maupun arahnya) dan benda yang dikenai Gaya bergerak pada lintasan lurus dan searah dengan arah Gaya tersebut.

Secara matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang searah dengan perpindahan.

usaha dan kerja-02

Persamaan matematisnya adalah :

W = Fs cos 0 = Fs (1) = Fs

W adalah usaha alias kerja, F adalah besar gaya yang searah dengan perpindahan dan s adalah besar perpindahan.

Apabila gaya konstan tidak searah dengan perpindahan, sebagaimana tampak pada gambar di bawah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda didefinisikan sebagai perkalian antara perpindahan dengan komponen gaya yang searah dengan perpindahan. Komponen gaya yang searah dengan perpindahan adalah F cos teta

usaha dan kerja-01

Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

usaha dan energi

Hasil perkalian antara besar gaya (F) dan besar perpindahan (s) di atas merupakan bentuk perkalian titik atau perkalian skalar. Karenanya usaha masuk dalam kategori besaran skalar. Pelajari lagi perkalian vektor dan skalar kalau dirimu bingun… Persamaan di atas bisa ditulis dalam bentuk seperti ini :usaha dan kerja

Satuan Usaha dalam Sistem Internasional (SI) adalah newton-meter. Satuan newton-meter juga biasa disebut Joule ( 1 Joule = 1 N.m). menggunakan sistem CGS (Centimeter Gram Sekon), satuan usaha disebut erg. 1 erg = 1 dyne.cm. Dalam sistem British, usaha diukur dalam foot-pound (kaki-pon). 1 Joule = 107 erg = 0,7376 ft.lb.

Perlu anda pahami dengan baik bahwa sebuah gaya melakukan usaha apabila benda yang dikenai gaya mengalami perpindahan. Jika benda tidak berpindah tempat maka gaya tidak melakukan usaha. Agar memudahkan pemahaman anda, bayangkanlah anda sedang menenteng buku sambil diam di tempat. Walaupun anda memberikan gaya pada buku tersebut, sebenarnya anda tidak melakukan usaha karena buku tidak melakukan perpindahan. Ketika anda menenteng atau menjinjing buku sambil berjalan lurus ke depan, ke belakang atau ke samping, anda juga tidak melakukan usaha pada buku. Pada saat menenteng buku atau menjinjing tas, arah gaya yang diberikan ke atas, tegak lurus dengan arah perpindahan. Karena tegak lurus maka sudut yang dibentuk adalah 90o. Cos 90o = 0, karenanya berdasarkan persamaan di atas, nilai usaha sama dengan nol. Contoh lain adalah ketika dirimu mendorong tembok sampai puyeng… jika tembok tidak berpindah tempat maka walaupun anda mendorong sampai banjir keringat, anda tidak melakukan usaha. Kita dapat menyimpulkan bahwa sebuah gaya tidak melakukan usaha apabila gaya tidak menghasilkan perpindahan dan arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan.

Contoh Soal 1 :

Sebuah peti kemas bermassa 50 kg yang terletak pada lantai ditarik horisontal sejauh 2 meter dengan gaya 100 N oleh seorang buruh pelabuhan. Lantai tersebut agak kasar sehingga gaya gesekan yang diberikan pada karung beras sebesar 50 N. Hitunglah usaha total yang dilakukan terhadap karung berisi beras tersebut…

usaha dan energi - 466

Panduan jawaban :

Sebelum menghitung usaha total, terlebih dahulu kita hitung usaha yang dilakukan oleh buruh karung dan usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan. Kita tetapkan arah kanan bertanda positif sedangkan arah kiri negatif. (b = buruh, Fg = gaya gesekan, N = gaya normal, w = berat). Gaya gesekan berlawanan arah dengan arah gerakan benda sehingga bertanda negatif.

Pada soal di atas, terdapat empat gaya yang bekerja pada peti kemas, yakni gaya tarik buruh (searah dengan perpindahan peti kemas), gaya gesekan (berlawanan arah dengan perpindahan peti), gaya berat dan gaya normal (tegak lurus arah perpindahan, sudut yang terbentuk adalah 90o).

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya tersebut.

Usaha yang dilakukan oleh buruh pelabuhan :

Wb = Fb.s = (100 N) (2 m) = 200 N.m

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

Wg = Fg.s =- (50 N) (2 m) = -100 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

Ww = Fw.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

WN = FN.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha total = Wb + Wg + Ww + WN = (200 N.m) + (-100 N.m) + 0 + 0 = 100 N.m = 100 Joule

Contoh Soal 2 :

Seorang anak menarik mobil mainan menggunakan tali dengan gaya sebesar 20 N. Tali tersebut membentuk sudut 30o terhadap permukaan tanah dan besar gaya gesekan tanah dengan roda mobil mainan adalah 2 N. Jika mobil mainan berpindah sejauh 10 meter, berapakah usaha yang dilakukan anak tersebut ?

usaha dan kerja-03

Panduan jawaban :

Pada dasarnya soal ini sama dengan contoh soal 1. Pada soal ini terdapat sudut yang dibentuk antara gaya dengan arah horisontal, sehingga komponen gaya tarik yang dipakai adalah F cos teta (sejajar dengan arah perpindahan)

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya : (A = anak, g = gesekan, w = berat dan N = normal)

usaha dan kerja-04

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

Wg = Fg.s = (-2 N) (10 m) = -20 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

Ww = Fw.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

WN = FN.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha total :

ENERGI

Segala sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan energi. Untuk bertahan hidup kita membutuhkan energi yang diperoleh dari makanan. Setiap kendaraan membutuhkan energi untuk bergerak dan energi itu diperoleh dari bahan bakar. Hewan juga membutuhkan energi untuk hidup, sebagaimana manusia dan tumbuhan.

Energi merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep yang sangat erat kaitannya dengan usaha adalah konsep energi. Secara sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan usaha. Definisi yang sederhana ini sebenarnya kurang tepat atau kurang valid untuk beberapa jenis energi (misalnya energi panas atau energi cahaya tidak dapat melakukan kerja). Definisi tersebut hanya bersifat umum. Secara umum, tanpa energi kita tidak dapat melakukan kerja. Sebagai contoh, jika kita mendorong sepeda motor yang mogok, usaha alias kerja yang kita lakukan menggerakan sepeda motor tersebut. Pada saat yang sama, energi kimia dalam tubuh kita menjadi berkurang, karena sebagian energi kimia dalam tubuh berubah menjadi energi kinetik sepeda motor. Usaha dilakukan ketika energi dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Contoh ini juga menjelaskan salah satu konsep penting dalam sains, yakni kekekalan energi. Jumlah total energi pada sistem dan lingkungan bersifat kekal alias tetap. Energi tidak pernah hilang, tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Mengenai Hukum Kekekalan Energi akan kita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri. (tuh ada linknya di bawah)…..

Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis energi. Energi kimia pada bahan bakar membantu kita menggerakan kendaraan, demikian juga energi kimia pada makanan membantu makhluk hidup bertahan hidup dan melakukan kerja. Dengan adanya energi listrik, kita bisa menonton TV atau menyalakan komputer sehingga bisa bermain game sepuasnya. Ini hanya beberapa contoh dari sekian banyak jenis energi dalam kehidupan kita. Misalnya ketika kita menyalakan lampu neon, energi listrik berubah menjadi energi cahaya. Energi listrik juga bisa berubah menjadi energi panas (setrika listrik), energi gerak (kipas angin) dan sebagainya. Banyak sekali contoh dalam kehidupan kita, dirimu bisa memikirkan contoh lainnya. Secara umum, energi bermanfaat bagi kita ketika energi mengalami perubahan bentuk, misalnya energi listrik berubah menjadi energi gerak (kipas angin), atau energi kimia berubah menjadi energi gerak (mesin kendaraan).

Pada kesempatan ini kita akan mempelajari dua jenis energi yang sebenarnya selalu kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yakni energi potensial dan energi kinetik translasi. Energi potensial dapat berubah bentuk menjadi energi kinetik dan sebaliknya energi kinetik juga bisa berubah bentuk menjadi energi potensial. Total kedua energi ini disebut energi mekanik, yang besarnya tetap alias kekal. Mari kita pelajari kedua jenis energi ini secara lebih mendalam…

Referensi :

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Materi Usaha dan energi :

  1. Usaha dan energi
  2. Energi potensial dan energi kinetik
  3. Hukum kekekalan energi mekanik
  4. Penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada berbagai jenis gerakan
  5. Daya
Share on Facebook



  • RSS feed for comments on this post
  • Ada 48 Komentar

    • Ai says:

      Om…ksi contoh dong usaha yg dlakukan pada bidang miring?

    • nadia says:

      usaha sebesar 1 joule adalah gaya 1 newton dapat memindahkan bneda … ngga ngerti maksd pertanyaan inii . kasih tau jawabannyaa yaa .. :D

      W = Fs cos teta
      W = (1 N)(1 m) cos (0o)
      W = (1 N)(1 m)(1)
      W = 1 Nm
      W = 1 Joule

      Kalau F = 1 N, s = 1 m dan teta = 0o maka W = 1 Joule. Teta = 0o artinya arah perpindahan benda = arah gaya atau arah gaya total yang memindahkan benda tersebut. Kalau arahnya berlawanan maka teta = 180o. Teta tuh sudut

      Kalau diterjemahkan, usaha alias kerja sebesar 1 Joule = gaya sebesar 1 N yang memindahkan benda sejauh 1 meter. Dalam hal ini arah perpindahan benda = arah gaya atau arah gaya total yang memindahkan benda tersebut

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 :

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

Fapung merupakan gaya total yang diberikan fluida pada batu (Fapung = F2-F1). Arah gaya apung (Fapung) 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 (Fapung) di atas bisa kita tulis menjadi :

mFg = wF = 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 = mairg = 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….

Mengapa Kapal Tidak Tenggelam ?

Pada pokok bahasan Massa Jenis dan Berat Jenis, telah dijelaskan konsep terapung dan tenggelam dari sudut pandang ilmu fisika. Apabila kerapatan alias massa jenis suatu benda lebih kecil dari massa jenis air, maka benda akan terapung. Sebaliknya jika kerapatan suatu benda lebih besar dari kerapatan air maka benda tersebut akan tenggelam.

MISTERI HUKUM ARCHIMEDES DALAM KEHIDUPAN

LATAR BELAKANG MASALAH
Kehidupan tak pernah luput dari masalah-masalah umum yang telah kita ketahui permasalahannya maupun yang belum kita ketahui seluk-beluknya. Sebagai manusia yang mempunyai akal dan pikiran, kita dituntut untuk memecahkan berbagai masalah-masalah yang belum pernah terungkap misterinya. Seperti para penemu, ilmuwan, dan cendekiawan terdahulu, penemuan-penemuan dan gagasan-gagasan brilian mereka sebenarnya adalah hasil dari ketekunan mereka untuk memecahkan semua misteri tersebut, alhasil buah pikiran mereka tetap menjadi sesuatu yang sangat berharga dalam kehidupan dan ilmu pengetahuan.

Tak dapat dipungkiri, hampir setiap ilmu pengetahuan masih memiliki misteri dalam setiap materi dan teorinya. Salah satu ilmu pengetahuan tersebuat adalah SAINS atau biasa dikenal dengan sebutan ILMU PENGETAHUAN ALAM (IPA).
Sains merupakan hasil kegiatan manusia berupa pengetahuan, gagasan, dan konsep yang terorganisasi tentang alam sekitar yang meliputi penyelidikan, penyusunan, dan pengujian gagasan.

Seperti ilmu-ilmu yang lainnya, sains pun memiliki beberapa cabang yang sangat penting untuk dipelajari dalam mengungkap misteri alam dalam kehidupan ini. Salah satu cabang tersebut yaitu FISIKA.

Pengetahuan fisika sebagai ilmu dan artinya dalam masyarakat merupakan inti isi pembelajaran mengembangkan sains. Maka pelajaran fisika harus dapat memberikan pengertian tentang masalah alam, teknologi, manusia, dan lingkungan.
Mengingat misteri alam diatas yang telah disinggung oleh penulis, maka pada kesempatan kali ini kami menyajikan suatu eksperimen tentang salah satu misteri alam yang pernah terungkap oleh ahli matematika dan filosofi berkebangsaan Yunani kenamaan Archimedes, yang mana penemuan tersebut terus dikenang dan dipelajari dengan sebutan HUKUM ARCHIMEDES.

Dengan metode eksperimen penulis berharap agar para pembaca mendapatkan gambaran yang jelas dari hasil pengamatannya, dibandingkan dengan hanya membaca dan mendengarkan.
Dengan latar belakang tersebut penulis memilih judul makalah laboratorium fisika sebagai berikut:

“MISTERI HUKUM ARCHIMEDES DALAM KEHIDUPAN”.

B. IDENTIFIKASI MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah di atas didapat beberapa identifikasi masalah sebagai berikut:
1. Kehidupan tidak pernah luput dari berbagai misteri alam yang belum terungkap kebenarannya.
2. Sebagai manusia yang memiliki akal dan pikiran kita dituntut untuk memecahkan misteri-misteri tersebut dengan menggunakan ilmu pengetahuan dan sains, salah satunya adalah ilmu fisika.
3. Hukum Archimedes adalah salah satu dari sekian banyak misteri alam yang telah terungkap oleh ilmuwan-ilmuwan ternama salah satunya adalah Archimedes.
4. Metode eksperimen lebih membantu para siswa untuk memecahkan misteri-misteri alam daripada hanya membaca dan mendengarkan.

C. PEMBATASAN MASALAH
Pada eksperimen ini terdapat batasan-batasan masalah dalam hal:
1. Melakukan eksperimen untuk mengetahui kasus-kasus yang berhubungan dengan hukum Archimedes.
2. Penyediaan alat dan bahan yang berhubungan dengan penelitian Hukum Archimedes.
3. Proses pembelajaran meggunakan metode eksperimen dan analisis data.

D. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:
1. Apakah benda yang melayang di dalam fluida hanya disebabkan karena gaya ke atas benda sama dengan gaya berat benda atau disebabkan karena massa jenis fluida sama dengan massa jenis benda?
2. Bagaimana cara membedakan antara benda yang mengapung karena adanya gaya apung atau gaya Archimedes dengan benda yang mengapung karena disebabkan oleh tegangan permukaan zat cair?
3. Mengapa telur mengapung di atas permukaan air garam (larutan garam) tetapi tenggelam di dalam air tawar?
4. Apakah semua telur akan tenggelam jika dicelupkan ke dalam air tawar?

E. TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari makalah penelitian ini adalah agar pembaca dan peneliti dapat:
1. Mempelajari dan memahami pengertian Hukum Archimedes.
2. Mengidentifikasi kasus-kasus yang berhubungan dengan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.
3. Membandingkan massa jenis suatu fluida cair dengan fluida cair lainnya dan mengetahui pengaruhnya bagi benda yang dicelupkan ke dalamnya.
4. Membandingkan benda yang mengapung karena disebabkan oleh gaya apung atau gaya Archimedes dengan tegangan permukaan zat cair.
5. Mengetahui manfaat-manfaat dari kasus-kasus dalam hukum Archimedes.
6. Menerapkan kasus-kasus hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.


F. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Membuat pembaca dan peneliti lebih menyadari bahwa masih banyak misteri alam yang harus dipelajari dan dipecahkan.
2. Membuat pembaca dan peneliti lebih kritis dalam menyikapi misteri-misteri alam.
3. Membuat pembaca dan peneliti lebih serius mendalami dan mempelajari hal-hal dan misteri-misteri alam yang telah dipecahkan oleh para ilmuwan terdahulu.
4. Membuat pembaca dan peneliti dapat menerapkan kasus hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

Keajaiban Penciptaan Makhluk

Sesungguhnya salah satu bukti keagungan Allah di alam semesta ini adalah penciptaan langit. Coba perhatikan langit yang tinggi, luas dan bundar ini. Dan coba perhatikan juga keagungan penciptaannya, keelokan bentuknya dan keajaiban matahari, bulan dan bintang. Coba lihat keindahan bentuk dan keterpautan antara timur dan baratnya. Tidak ada satupun benda yang terlepas dari hikmah dan kebijaksanaan Allah. Bahkan langit merupakan makhluk yang paling hebat penciptaannya, paling rapi dan paling universal daripada tubuh manusia. Tidak akan bisa dibandingkan antara seluruh yang ada di atas muka bumi dengan keajaiban langit. Allah Subhanahu wa Ta’ala berfirman:
“Apakah kamu yang lebih sulit penciptaannya ataukah langit Allah telah membangunnya, Dia meninggikan bangunannya lalu menyempurnakannya.” (An-Nazi’at: 27-28)

Dalam ayat lain Allah Subhanahu wa Ta’ala berfirman:
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.” (Al-Baqarah: 164)

Allah terlebih dahulu menyebutkan penciptaan langit sebelum menyebutkan yang lain. Dalam ayat lain Allah berfirman:
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal.” (Ali Imran: 190)

Ayat seperti ini banyak diulang di dalam Al Qur’an. Bumi, lautan dan udara serta semua yang ada di bawah naungan langit jika dibandingkan dengan luasnya langit seperti setetes air di lautan samudra luas. Oleh sebab itulah Allah seringkali menyebutkan penciptaan langit dalam Al Qur’an. Kadangkala untuk menceritakan keagungan dan keluasannya, kadangkala untuk bersumpah dengannya, kadangkala untuk mengajak manusia agar memperhatikan kebesarannya, kadangkala dijadikan sebagai bukti bagi manusia akan kemahabesaran yang telah menciptakan dan meninggikannya. Kadangkala dijadikan sebagai bukti adanya hari berbangkit dan hari Kiamat. Kadangkala dijadikan sebagai bukti rububiyah Allah dan kemahaesaan-Nya, bahwasanya Dia-lah Allah yang tiada ilah yang berhak disembah selain Dia. Kadangkala keindahan langit, ketinggiannya, keluasannya dan tidak ada celah padanya dijadikan sebagai bukti kesempurnaan hikmah dan kudrat Allah Subhanahu wa Ta’ala.

Demikian pula halnya dengan benda-benda yang ada di langit seperti bintang-bintang, matahari, bulan dan keajaiban-keajaiban lainnya yang tidak mampu ditembus oleh akal manusia. Sering kali Allah bersumpah dengan langit di dalam Al Qur’an. Misalnya dalam firman Allah: “Demi langit yang mempunyai gugusan bintang.” (Al-Buruj: 1)

Dan firman Allah:
“Demi langit dan yang datang pada malam hari.” (Ath-Thariq: 1)

Dan firman Allah:
“Dan demi langit serta pembinaannya.” (Asy-Syams: 5)

Dan firman Allah:
“Demi langit yang mengandung hujan.” (Ath-Thariq: 11)

Allah Subhanahu wa Ta’ala paling sering bersumpah dengan langit, bintang, matahari dan bulan daripada bersumpah dengan makhluk-makhluk lainnya. Dan Allah bersumpah dengan apa saja yang Dia kehendaki dari makhluk-makhluk-Nya. Karena tanda-tanda kebesaran dan keajaiban yang menjadi bukti keesaan-Nya. Oleh sebab itu semakin besar tanda kekuasaan itu dan semakin dalam kandungan maknanya maka Allah semakin sering bersumpah dengannya daripada dengan yang lain. Oleh sebab itu Allah sering bersumpah dengan langit, misalnya dalam firman Allah:
“Maka Aku bersumpah dengan tempat beredarnya bintang-bintang. Sesungguhnya sumpah itu adalah sumpah yang besar kalau kamu mengetahui.” (Al-Waqi’ah: 75-76)

Pendapat ahli tafsir yang paling benar menyebutkan bahwa Allah bersumpah dengan tempat-tempat beredarnya bintang-bintang itu di langit. Allah bersumpah dengan makhluk-makhluk yang dikehendaki-Nya yang menjadi bukti atas rububiyah dan keesaan-Nya.

Allah telah memuji orang-orang yang merenungi penciptaan langit dan bumi serta mencela orang-orang yang berpaling darinya. Allah berfirman:
“Dan Kami jadikan langit itu sebagai atap yang terpelihara, sedang mereka berpaling dari segala tanda-tanda (kekuasaan Allah) yang terdapat padanya.” (Al-Anbiya’: 32)

Coba perhatikan penciptaan atap yang sangat besar ini, yang sangat kuat, sangat keras dan sangat kokoh, diciptakan dari asap yang merupakan uap air. Allah berfirman: “Dan Kami bangun di atas kamu tujuh buah (langit) yang kokoh.” (An-Naba’: 12)

Dalam ayat lain Allah berfirman:
“Apakah kamu yang lebih sulit penciptaannya ataukah langit Allah telah membangunnya, Dia meninggikan bangunannya lalu menyempurnakannya.” (An-Nazi’at: 27-28)

Dan dalam ayat lainnya Allah berfirman:
“Dan Kami jadikan langit itu sebagai atap yang terpelihara.” (Al-Anbiya’: 32)

Coba perhatikan bangunan langit yang teramat besar dan luas ini, Allah telah meninggikan bangunannya dan menghiasinya dengan berbagai perhiasan yang indah. Dan Allah menebarkan keajaiban-keajaiban dan tanda-tanda kebesaran-Nya. Coba lihat bagaimana Allah memulai penciptaannya dari uap yang terangkat dari air lalu menjadi asap!

Maha suci Allah yang mencipta makhluk dan menetapkan kadarnya Yang berada di atas Arsy, Yang Maha Esa lagi Maha Tunggal

Coba pandang sekali lagi di langit di atasmu dan lihatlah bintang-bintang yang ada di sana, peredarannya, tempat terbit dan tempat tenggelamnya. Coba lihat matahari dan bulan serta perbedaan tempat terbit dan tenggelamnya di barat dan di timur, dan lihatlah peredarannya yang merambat perlahan namun terus menerus beredar tanpa henti dan tanpa berubah jalur, bahkan keduanya tetap pada garis edarnya!

Allah telah menetapkan bilangan tertentu bagi peredaran matahari dan bulan yang tidak akan bertambah ataupun berkurang sedikitpun sampai akhirnya nanti akan dilipat oleh penciptanya. Kemudian coba lihat berulang kali, engkau pasti melihat agungnya tanda-tanda kebesaran Allah itu, lihatlah ketinggian, keluasan dan kekokohannya. Ia tidak menjalar ke atas seperti api dan tidak jatuh ke bawah seperti benda-benda berat, tidak ada tiang yang menyangganya dan tidak ada tali yang menggantungnya, ia tetap tegak dengan qudrat Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah menegakkan langit dan bumi hingga tidak runtuh.

Kemudian coba lihat kerataan dan keseimbangannya, tidak ada retak, tidak ada belah, tidak ada pecah, tidak ada kebengkokan dan kemiringannya. Lalu coba perhatikan warna yang diberikan untuknya, warna yang paling bagus dan paling enak dipandang bahkan dapat menguatkan mata. Sebab bila seseorang terganggu alat penglihatannya ia dianjurkan agar sering-sering melihat warna hijau dan warna-warna yang cenderung gelap. Ahli dokter mengatakan bahwa barangsiapa yang melemah penglihatannya maka obatnya adalah sering-sering melihat bejana hijau yang berisi air. Coba perhatikan bagaimana Allah menciptakan langit dengan warna tersebut agar pandangan mata akan terpana menatapnya dan tidak merasa letih karena lama memandanginya. Ini adalah beberapa faedah dari warnanya dan hikmah di balik penciptaannya tentu lebih banyak lagi.