MACAM-MACAM HUKUM DALAM FISIKA

Hukum Avogadro (1811)

"Jika dua macam gas (atau lebih) sama volumenya, maka gas-gas tersebut sama banyak pula jumlah molekul-molekulnya masing-masing, asal temperatur dan tekanannya sama pula".

Hukum Bernoulli (1738)

"Bagi zat-zat cair, yang tidak dapat dimampatkan dan yang mengalir secara stasioner, jumlah tenaga gerak, tenaga tempat dan tenaga tekanan adalah konstan".

Hukum Boyle (1662)

"Jika suatu kuantitas dari sesuatu gas ideal (yakni kuantitas menurut beratnya) mempunyai temperatur yang konstan, maka juga hasil kali volume dan tekanannya merupakan bilangan konstan"

Hukum Boyle-Gay Lussac (1802)

"Jika volume gas diperkecil maka tekanan gas tersebut membesar asalkan suhunya tetap, atau Jika volume gas diperbesar maka tekanan mengecil".

Hukum Coulomb (1785)

• Gaya, yang dilakukan oleh dua kutub magnet yang satu pada yang lain, adalah sebanding-lurus dengan kuatnya mekanitisme kutub-kutub tersebut dan sebanding balik dengan kuadrat jarak antara kedua kutub tersebut.
• Gaya, yang dilakukan oleh dua benda (yang masing-masing bermuatan listrik) yang satu pada yang lain, adalah sebanding-laras dengan kuatnya muatan listrik dari benda-benda tersebut dan sebanding-balik dengan kuadrat jarak antara kedua benda itu.

Hukum Gay Lussac (1802)

"Jika suatu kuantitas dari sesuatu gas ideal (yakni kuantitas menurut beratnya) mempunyai tekanan yang konstan, maka juga hasil bagi volume dan temperaturnya merupakan bilangan konstan" "gas berkembang secara linear dengan tekanan tetap dan suhu yang bertambah"

Hukum Dalton (1802)

"Tekanan dari suatu campuran yang terdiri atas beberapa macam gas (yang tidak bereaksi kimiawi yang satu dengan yang lain) adalah sama dengan jumlah dari tekanan-tekanan dari setiap gas tersebut, jelasnya tekanan dari setiap gas tersebut, jika ia masing-masing ada sendirian dalam ruang campuran tadi".

Hukum Dulong dan Petit (1819)

"Kalori jenis dari zat-zat padat adalah kira-kira 6 (enam) kalori per grammolecule".

Hukum-hukum (ayunan) Galilei (1596)

• Tempo ayunan tidak bergantung dari besarnya amplitudo (jarak ayunan), asal amplitudo tersebut tidak terlalu besar.
• Tempo ayunan tidak bergantung dari beratnya bandulan ayunan.
• Tempo ayunan adalah sebanding laras dengan akar dari panjangnya bandulan ayunan.
• Tempo ayunan adalah sebanding-balik dengan akar dari percepatan yang disebabkan oleh gaya berat.

Hukum Kirchoff (1875)

• Jika berbagai arus listrik bertepatan di suatu titik, maka jumlah aljabar dari kekuatan arus-arus tersebut adalah 0 (nol) di titik pertepatan tadi.
• Dalam suatu edaran arus listrik yang tertutup berlaku persamaan berikut: "Jumlah aljabar dari hasilkali-hasilkali kekuatan arus dan tahanan disetiap bagian (dari edaran tersebut) adalah sama dengan jumlah aljabar dari gaya-gaya gerak listriknya".

• Besar Arus listrik yang mengalir menuju titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari titik percabangan

Hukum Lenz (1878)

"Jika suatu pengantar listrik digerakkan dalam suatu medan magnet, maka arus listrik yang diinduksikan berarah sedemikian rupa, sehingga gerak pengantar listrik yang mengakibatkan induksi tadi terhambat olehnya. oke...!

Hukum Newton (1687)

"Dua benda saling menarik dengan suatu gaya yang sebanding-laras dengan massa-massa dari kedua benda tersebut dan sebanding-balik dengan kuadrat dari jarak antara kedua benda itu.

Hukum Ohm (1825)

"Jika suatu arus listrik melalui suatu penghantar, maka kekuatan arus tersebut adalah sebanding-laras dengan tegangan listrik yang terdapat di antara kedua ujung penghantar tadi".

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor

V = I.R
I = V / R

Hukum Pascal (1658)

"Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya".

rumusnya :

   

Hukum Snellius (1621)

• Jika suatu sinar cahaya melalui perbatasan dua jenis zat cair, maka garis semula dari sinar tersebut, garis sesudah sinar itu membias dan garis normal dititik-biasnya, ketiga-tiga garis tersebut terletak dalam satu bidang datar.
• Perbandingan antara sinus-sinur dari sudut masuk dan sudut bias adalah konstan.

Hukum Stefan - Boltzmann (1898)

"Jika suatu benda hitam memancarkan kalor, maka intensitas pemancaran kalor tersebut sebanding-laras dengan pangkat empat dari temperatur absolut".

Hukum Wiedemann - Franz (1853)

"Bagi segala macam logam murni adalah perbandingan antara daya-penghantar-kalor spesifik dan daya penghantar-listrik spesifik suatu bilangan yang konstan, jika temperaturnya sama".

Hukum Gauss Gauss

"Jumlah garis-garis gaya listrik yang menembus atau menambah suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup tersebut dan sebagainya"

Hukum Maxwell (percobaan Maxwell) James Clerk Maxwell [1864]

"Oleh karena perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik,sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan perubahan medan magnet"

Read More..

HUKUM COULOMB

      Pada tahun 1785 Charles Augustin de Coulomb telah melakukan pengamatan secara kuantitatif terhadap gaya antar muatan listrik dengan neraca puntiran. Dari hasil percobaan tersebut ia menemukan hubungan antara gaya tarik atau gaya tolah antar dua muatan dengan besar muatan masing-masing serta jarak antar keduanya. 

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jaraktertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

KETERANGAN:

Untuk beberapa muatan yang segaris dalam mendapatkan besar gaya coulomb (elektrostatisnya) , langsung dijumlahkan secara vektor.

Besar gaya coulomb pada muatan q₁ yang dipengaruhi oleh muatan q₂ dan q₃ adalah: F₁=F₁₂ + F₁₃

Dengan ketentuan jika arah kanan dianggap positif dan arah kiri dianggap negatif.
Jadi besar gaya coulombnya dapat ditulis sebagai:

F₁ = F₁₂-F₁₃

     = kQ₁Q₂ /r₁₂² – kQ₁Q₂ /r₁₂² / r₁₃²

Jika muatannya lebih dari satu secara umum dapat ditulis sebagai :

F = F1 + F2 + F3 +…

Sekarang bagaimana gaya Coulomb dari beberapa muatan listrik yang tidak segaris?

Disini kita misalkan ada tiga buah muatan q1,q2 dan, q3.untuk menentukan gaya coulomb nya pada muatan q1 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya . Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi. Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut . Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik

Dalam notasi vektor, hukum Coloumb dapat dituliskan sebagai

yang dibaca sebagai gaya yang dialami oleh muatan  akibat adanya muatan . Untuk gaya yang dialami oleh muatan  akibat adanya muatan  dituliskan dengan menukarkan indeks , atau melalui hukum ketiga Newton dapat dituliskan

 hukum Coulomb ditemukan oleh Charles Coulomb seorang ilmuan Perancis (1736-1806). Pada tahun 1785, C. Coulomb menyelidiki hubungan antar besar muatan dan jarak antara muatan dengan besar gaya listrik yang dihasilkan

Read More..

HUKUM BOYLE

       Hubungan antara tekanan dan volume pertama kali dicatat oleh ilmuwan amatir, Richard Towneley dan Henry Power. Boyle mengkonfirmasi penelitian dan eksperimen mereka dan menerbitkan hasilnya. Berdasarkan keterangan dari Robert Gunther dan otoritas lain, saat itu adalah asisten Boyle, Robert Hooke, yang membuat peralatan eksperimen. Hukum Boyle adalah berdasarkan dari eksperimen dengan udara, dimana ia mempertimbangkan adanya partikel fluida di tengah mata air yang tidak terlihat. Saat itu, udara masih terlihat sebagai satu dari empat elemen, tetapi Boyle tidak setuju. Minat Boyle kemungkinan adalah untuk mengerti bahwa udara adalah bagian penting dalam hidup, ia mempublikasikan sebagai contoh pertumbuhan tumbuhan tanpa udara. Fisikawan Perancis, Edme Mariotte (1620-1684) juga menemukan hukum yang sama secara terpisah dengan Boyle tahun 1676, tetapi Boyle telah mempublikasikan hukum tersebut tahun 1662. Jadi, hukum ini, kemungkinan, secara tidak tepat, direferensikan juga merupakan hukum Mariotte, atau Hukum Boyle-Mariotte. Kemudian, pada tahun 1687, di Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Newton, menunjukkan, secara matematis, jika fluida elastis berisi sisa partikel, di tengah kekuatan repulsif dengan proporsional terbalik kepada jaraknya, kepadatannya secara proporsional langsung kepada tekanan, tetapi risalah matematisnya bukan penjelasan secara fisika terhadap hubungan pengamatan. Daripada teori statis, teori kinetis dibutuhkan, dimana ditemukan oleh Maxwell dan Boltzmann.

Hukum Boyle (atau sering direferensikan sebagai Hukum Boyle-Mariotte) adalah salah satu dari banyak hukum kimia dan merupakan kasus khusus dari hukum kimia ideal. Hukum Boyle mendeskripsikan kebalikan hubungan proporsi antara tekanan absolut dan volumeudara, jika suhu tetap konstan dalam sistem tertutup. Hukum ini dinamakan setelah kimiawan dan fisikawan Robert Boyle, yang menerbitkan hukum aslinya pada tahun 1662. Hukumnya sendiri berbunyi:

Untuk jumlah tetap gas ideal tetap di suhu yang sama, P [tekanan] dan V [volume] merupakan proporsional terbalik (dimana yang satu ganda, yang satunya setengahnya).

Hubungan dengan teori kinetis dan udara ideal

Hukum Boyle menyatakan bahwa "dalam suhu tetap" untuk massa yang sama, tekanan absolut dan volume udara terbalik secara proporsional. Hukum ini juga bisa dinyatakan sebagai: secara agak berbeda, produk dari tekanan absolut dan volume selalu konstan.

Kebanyakan udara berjalan seperti udara ideal saat tekanan dan suhu cukup. Teknologi pada abad ke-17 tidak dapat memproduksi tekanan tinggi atau suhu rendah. Tetapi, hukum tidak mungkin memiliki penyimpangan pada saat publikasi. Sebagai kemajuan dalam teknologi membolehkan tekanan lebih tinggi dan suhu lebih rendah, penyimpangan dari sifat udara ideal bisa tercatat, dan hubungan antara tekanan dan volume hanya bisa akurat, dijelaskan sebagai teori udara sesungguhnya. Penyimpangan ini disebut sebagai faktor kompresibilitas.

Robert Boyle (dan Edme Mariotte) menyatakan bahwa hukum tersebut berasal dari eksperimen yang mereka lakukan. Hukum ini juga bisa berasal secara teori, berdasarkan anggapan bahwa atom dan molekul dan asumsi tentang gerakan dan elastis sempurna (lihat teori kinetis udara). Asumsi tersebut ditemukan dengan resisten hebat dalam komunitas ilmiah positif saat itu, tetapi, saat mereka terlihat, merupakan konstruksi teoretis murni yang tidak ada sedikit pun bukti pengamatan.

Pada tahun 1738, Daniel Bernoulli, mengembangkan teori Boyle menggunakan Hukum Newton dengan aplikasi tingkat molekul. Ini tetap tidak digubris sampai kira-kira tahun 1845, dimana John Waterston menerbitkan bangunan kertas dengan persepsi utama adalah teori kinetis; tetap tidak digubris oleh Royal Society of England. Kemudian, James Prescott Joule,Rudolf Clausius, dan Ludwig Boltzmann menerbitkan teori kinetis udara, dan menarik perhatian teori Bernoulli dan Waterston.

Debat antara proponen energetika dan atomisme mengantar Boltzmann untuk menulis buku pada tahun 1898, dimana membuahkan kritik dan mengakibatkan ia bunuh diri pada tahun 1906. Albert Einstein, pada tahun 1905, memperlihatkan bagaimana teori kinetis berlaku kepada Gerakan Brown dengan partikel yang berisi fluida, dikonfirmasi tahun 1908 oleh Jean Perrin.

Persamaan matematis untuk Hukum Boyle adalah:

dimana:

p berarti sistem tekanan.

V berarti volume udara.

k adalah jumlah konstan tekanan dan volume dari sistem tersebut.

Selama suhu tetap konstan, jumlah energi yang sama memberikan sistem persis selama operasi dan, secara teoritis, jumlah k akan tetap konstan. Akan tetapi, karena penyimpangan tegak lurus diterapkanm, kemungkinan kekuatan probabilistik dari tabrakan dengan partikel lain, seperti teori tabrakan, aplikasi kekuatan permukaan tidak mungkin konstan secara tak terbatas, seperti jumlah k, tetapi akan mempunyai batas dimana perbedaan jumlah tersebut terhadap a.

Kekuatan volume v dari kuantitas tetap udara naik, menetapkan udara dari suhu yang telah diukur, tekanan p harus turun secara proporsional. Jika dikonversikan, menurunkan volume udara sama dengan meninggikan tekanan.

Hukum Boyle biasa digunakan untuk memprediksi hasil pengenalan perubahan, dalam volume dan tekanan saja, kepada keadaan yang sama dengan keadaan tetap udara. Sebelum dan setelah volume dan tekanan tetap merupakan jumlah dari udara, dimana sebelum dan sesudah suhu tetap (memanas dan mendingin bisa dibutuhkan untuk kondisi ini), memiliki hubungan dengan persamaan:

Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Gay-Lusaac menghasilkan hukum kombinasi udara. Tiga hukum udara tersebut berkombinasi dengan Hukum Avogadro dan disamaratakan dengan hukum udara ideal

CONTOH PENGGUNAAN :

1. Pergantian tekanan dalam penyuntik
2. Meniup balon
3. Peningkatan ukuran gelembung saat mereka naik ke permukaan.
4. Kematian makhluk laut dalam karena perubahan tekanan.
5. Masalah pada telinga di ketinggian tinggi.

Read More..

HUKUM ARCHIMEDES

Hukum Archimedes

Bunyi Hukum Archimedes

"Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan".

Penemu

Archimedes dari Syracusa (sekitar 287 SM - 212 SM) Sebagian sejarahwan matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersama-sama Newton dan Gauss.

Penurunan Rumus

Hukum Archimedes Berlaku Untuk Semua Fluida

Vbf adalah volum benda yang tercelup dalam FLUIDA

Fa = Mfg

Fa = pfVbfg

Fa = F2 – F1 karena F2 > F1
= pf gh2 A - pf gh1 A
= pf gA (h2 - h1)
= pf gAh sebab h2 - h1 = h
= pf gVbf
sebab Ah = Vbf adalah volum silinder yang tercelup dalam fluida

PERHATIKAN
pf Vbf = massa Fluida (Mf)
pf gVbf = berat Fluida yang dipindahkan benda (Mfg)

RUMUS GAYA APUNG

Fa = Mfg
Fa = pfVbfg

Secara sistematis, hukum archimedes dapat ditulis sebagai berikut :
FA = ρa Va g

FA = gaya angkat ke atas pada benda (N)
ρ a = massa jenis zat cair (kg/m3)
Va = volume zat cair yang terdesak (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Keadaan Benda
Tiga keadaan benda di dalam zat cair :

Melayang
pb, rata-rata = pf
w = Fa

KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

Tenggelam
pb, rata-rata > pf
w > Fa

KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

Terapung

pb, rata-rata < pf
w = Fa

KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

Aplikasi Hukum Archimedes

1) Kapal Selam
Mempunyai tangki pemberat.
Konsep gaya Apung yang berhubungan dengan berat total untuk menentukan kapal mengapung atau tenggelam.

2) Hidrometer
Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar agar dihasilkan gaya Apung.
Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis cairan. Nilai massa jenis cairan dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair

Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki 3 bagian :

Tangkai tabung kaca
Bawah tabung kaca
Diameter kaca

3) Balon Udara
Volum bertambah maka bertambah volum udara yang dipindahkan.
Gaya apung bertambah besar

SAAT INGIN MENAIKKAN BALON UDARA

Saat gaya apung sudah lebih berat daripada berat total balon (berat balon dan muatan) sehingga balon mulai bergerak naik.

SAAT INGIN MENURUNKAN BALON UDARA

Saat gaya apung lebih kecil daripada berat balon, dan berat balon bergerak turun.

4) Kapal Laut
Sangat berat tetapi dapat terapung di permukaan laut
- Konsep Gaya Apung
- Konsep Massa Jenis

Badan kapal yang terbuat dari besi berongga, ini menyebabkan volum air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan volum air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar . Gaya apung ini mampu mengatasi berat total sehingga kapal laut mengaoung di permukaan laut. Jadi massa jenis rata – rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada massa jenis air laut. Oleh karena itu kapal itu mengapung.

Sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat yang terletak di antara lambung sebelah dalam sebelah luar. Tangki ini dapat diisi udara atau air. Mengatur isi tangki pemberat berarti mengatur berat total kapl. Sesuai dengan konsep gaya apung, berat total kapal selam akan menentukan apakah kapl selam mengapung atau menyelam

Kapal laut tidak akan tenggelam apabila.
Berat kapal bertambah maka gaya ke atas juga harus bertambah besar.

Read More..