View
1.346
Download
7
Category
Preview:
DESCRIPTION
Hasil penerapan fisika dalam bentuk teknologi yang dikenal sehari-hari dapat pula membantu dalam mengenal fisika lebih jauh dengan eksperimen
Citation preview
Belajar Fisika pada Hasil Terapannya
Sparisoma Viridi*
KK Fisika Nuklir dan BiofisikaInstitut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia*dudung@gmail.com
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21 1LPP Salman ITB
Bandung, 20-22 Desember 2012
Outline
• Fisika: Definisi• Telepon kaleng: Alat komunikasi sederhana• Telepon seluler: Suatu kebutuhan ‘primer’• Sensor pada telepon seluler: Suatu alat
penelitian
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 2
FISIKADefinisi
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 3
Fisika: Definisi
• Fisika adalah studi ilmiah mengenai materi, energi, ruang, dan waktu serta hubungan-hubungannya (American Heritage Science Dictionary, 2005)
• Konsep-konsep fisika: dinamika, fluida, gelombang, listrik-magnet, osilasi, hukum kekekalan energi, optik, fisika kuantum (dalam fisika material), dan lain-lain
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 4
URI http://dictionary.reference.com/browse/physics [2012.12.20]
Fisika: Terapannya
• Gerak benda• Bahan• Listrik / energi• Komunikasi• Mesin• ..
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 5
TELEPON KALENGAlat komunikasi sederhana
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 6
Telepon kaleng: Alat komunikasi
• Mengirimkan informasi lewat suara melalui tali
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 7
URI http://heidicohen.com/wp-content/uploads/tin-can-telephone-300x225.png [2012.12.18]URI http://www.imagesource.com/Doc/IS0/Media/TR4_WATERMARKED/5/3/4/b/IS098Z4H4.jpg [2012.12.18]
Telepon kaleng: Cara kerja
• Kata-kata kunci: regangan kawat, tekanan udara, suara
• Mekanismenya?
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 8
J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)
Telepon kaleng: Gelombang tali
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 9
URI http://www4.uwsp.edu/physastr/kmenning/images/gc6.11.f.24.gif [2012.12.18] – modified
Telepon kaleng: Gelom. .. (cont.)
• Cepat rambat gelombanglongitudinal
• Cepat rambat gelombangtransversal
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 10
v
B
v //
D. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, “Fundamentals of Physics”, 9th Edition, John Wiley and Sons, Hoboken, 2011, p. 446
Telepon kaleng: Laju rambat suara
• Kawat tembaga: B = 140 GPa, ρ = 8960 kg/m3
v// = 3953 m/s
• AWG 12 solid: μ = 0.0295 kg/m, d = 2.05 mmT = 50 Nv┴ = 41.17 m/s
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 11
Wikipedia contributors, “Copper”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 15 December 2012, 10:29 UTC, 528138593“Copper Wire Size and Characteristics @ 100 Degrees F”, Engineers Edge, 2012, URI http://www.engineersedge.com/copper_wire.htm [2012.12.18]
Telepon kaleng: Laju rambat (cont.)
• v┴ = 41.17 m/s
• v0 = 343.2 m/s (20 °C)
• v// = 3953 m/s
• Jadi?
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 12
Wikipedia contributors, “Speed of sound’”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 17 December 2012, 00:01 UTC, 528388028
Telepon kaleng: Atenuasi suara
• Di udara terbuka
• Pada padatan
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 13
2
0
4 r
IrI
Wikipedia contributors, “Sound intensity”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 16 December 2012, 20:07 UTC, 528355184“Attenuation of Sound Waves”, NDT Resource Center, URI http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege /Ultrasonics/Physics/attenuation.htm [2012.12.18]
ze
IrI 2
0
Telepon kaleng: Eksperimen
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 14
J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)
Telepon kaleng: Eksperimen (cont.)
• Beberapa konfigurasi corong telepon
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 15
J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)
Telepon kaleng: Spektrum suara
• Berbeda untuktiap kaleng
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 16
J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)
Telepon kaleng: Spektrum (cont.)
• Kata “SKIPS”• Orisinal (atas), dan
terfilter oleh gelaskertas besar (bawah)
• Terdengar “KIP”
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 17
J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)
Telepon kaleng: Elektronik
• Telepon kaleng pun dapat dibuat menjadi lebih canggih, selain mengirimkan suara dapat pula mengirimkan cahaya dan angin
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 18
T. Jindal, S. Lee, and K. J. Nomorosa, “Fun Can: Augmented Tin Can Telephone”, URI http://blogs.ischool.berkeley.edu /tj/ files/2010/01/FunCan.pdf [2012.12.18]
Telepon kaleng: Era digital
• USB Tin Can Phone: Bringing 'two tin cans and a string' to the digital age
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 19
C. Gabbard, “The Can: USB Tin Can Phone Seeks Kickstarter Funding”, WebProNews/Technology, 23 May 2012, URI http://www.webpronews.com/the-can-usb-tin-can-phone-seeks-kickstarter-funding-2012-05 [2012.12.18]
Telepon kaleng: Era digital (cont.)
• USB Tin Can Phone
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 20
URI https://s3.amazonaws.com/ksr/projects/130511/video-97014-h264_base.mp4 [2012.12.19]
TELEPON SELULERSuatu kebutuhan ‘primer’
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 21
Telepon seluler: Ciri era digital
• Ada yang tidakmembawanyasaat ini?
• Yang tidakmembawa(diduga): 0 %
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 22
URI http://images.wisegeek.com/cell-phone-with-apps.jpg [2012.12.18]
Telepon seluler: Ciri .. digital (cont.)
• Terdapat 6.8 milyar manusia di planet ini• Terdapat 5.1 milyar manusia dengan telepon
seluler• Terdapat hanya 4.1 milyar manusia yang
memiliki sikat gigi
• Jadi?
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 23
J. Hopkins, “9 Amazing Mobile Marketing Statistics Every Marketer Should Know”, HubSpot's Inbound Internet Marketing Blog, 6 September 2011, 08.00 AM, URI http://images.wisegeek.com/cell-phone-with-apps.jpg [2012.12.19]
Telepon seluler: Kabar burung 1
• Memasak telur dengan telepon seluler
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 24
URI http://www.hoax-slayer.com/cook-egg-mobile-phones.shtml [2012.12.18]
Memasak telur
• Dengan air mendidih T = 100 °C
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 25
J. Kenji López-Alt, “The Food Lab: Perfect Boiled Eggs”, Serious Eats!, 9 October 2009, 11:45 AM, URI http://www. seriouseats.com/2009/10/the-food-lab-science-of-how-to-cook-perfect-boiled-eggs.html [2012.12.19]
1 menit 3 menit 5 menit 7 menit
9 menit 11 menit 13 menit 15 menit
Perhitungan sederhana
• Kalor jenis telur c = 3.18 kJ/kg·°C• Temperatur kamar T0 = 20 °C
• Ambil massa telur rata-rata m = 50 g• P = W / Δ t = mcΔT / Δt = 12.72 W• Ambil waktu Δt = 600 s W = 7.632 kW• Daya RF telepon selular saat ini: < 1 W• Jadi?
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 26
URI http://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-food-d_295.html [2012.12.19]URI http://www.wolframalpha.com/input/?i=room+temperature [2012.12.19]URI http://eggs.ab.ca/about-eggs/quality-grades [2012.12.19]
Eksperimen untuk membuktikan
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 27
Brainiac - Cooking an Egg With 200 mobile phones, 5 April 2008, URI http://www.youtube.com/watch?v=Rc-ne-nIKUY [2012.12.19]
• Memasak telur dengan 100 telepon seluler
Telepon seluler: Kabar burung 2
• Telepon seluler membuat pompa bensin terbakar
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 28
URI http://urbanlegends.about.com/library/bl-cellphone-gas-fires.htm [2012.12.18]URI http://www.francesfox.com/wp-content/uploads/logo-_No_Cell_Phones_Allowed.png [2012.12.18]URI http://images.smh.com.au/2012/08/31/3598925/1_newtown0-620x349.jpg [2012.12.18]
Eksperimen untuk membuktikan
• Percobaan telepon seluler dengan uap bensin
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 29
Mythbusters- Cell Phone Gas Station MiniMyth, 22 September 2010, URI http://www.youtube.com/watch?v=uw6-PhvcS3M [2012.12.19]
Fakta medis radiasi telepon seluler
• Terdapat kasus di mana ada loncatan api listrik pada telepon seluler saat berdering dan kabel dayanya dicabut luka bakar derajat dua (Gill et al., 2007)
• Dapat menyebabkan disfungsi sementara saraf kulit muka akibat terpanasi oleh radiasi frekuensi radio telepon seluler (Acar et al., 2009)
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 30
T. Gil, I. Metanes, and Y. Har-Shai, “Mobile Phone-Triggered Thermal Burns in the Presence of Supplemental Oxygen”, Journal of Burn Care & Research 28 (2), 348-350 (2007)G. O. Acar, H. M. Yener, F. K. Savrun, T. Kalkan, I Bayrak, and O Enver, “Thermal effects of mobile phones on facial nerves and surrounding soft tissue”, The Laryngoscope 119 (3), 559-562 (2009)
SENSOR PADA TELEPON SELULERSuatu alat penelitian
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 31
Telepon seluler: Sensor-sensor
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 32
URI https://play.google.com/store/apps/details?id=imoblife.androidsensorbox&hl=en [2012.12.19]
Telepon seluler: Sensor percepatan
• Digunakan untuk mendeteksikualitas jalan (Strazdins et al.,2011)
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 33
G. Strazdins, A. Mednis, R. Zviedris, G. Kanonirs, and L. Selavo, “Virtual Ground Truth in Vehicular Sensing Experiments: How to Mark it Accurately”, The 5th International Conference on Sensor Technologies and Applications (SENSORCOMM 2011), Nice, France, August 20-27, 2011
..: Sensor percepatan (cont.)
• Benda jatuh bebas (Vogt et al.,2012)
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 34
P. Vogt and J. Kuhn, “Analyzing free fall with a smartphone acceleration sensor”, The Physics Teacher 50 (3), 182-183 (2012)
Telepon seluler: Sensor orientasi
• Menentukan kemiringanbidang miring
• Eksperimen pendulum, sudutbandul bisa diketahui setiapsaat
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 35
Telepon seluler: Sensor keberadaan
• Memancarkan gelombangelektromagnetik secara umumatau inframerah
• Memiliki kelakuan yang ber-beda untuk benda berbahanberbeda, plastik: kapasitif,logam: induktif
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 36
Wikipedia contributors, “Proximity sensor”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 15 December 2012, 01:03 UTC, 528092627 [2012.12.20]
Telepon seluler: Sensor kebisingan
• Mengukur pengaruh jarakterhadap penurunan tarafintensitas suara
• Interferensi bunyi• Efek Doppler• ..
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 37
Telepon seluler: Sensor magnetik
• Hukum Biot-Savart• Hukum Ampere• Mengukur kuat momen
mangetik magnet permanen• ..
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 38
Telepon seluler: Sensor tekanan
• Prinsip Bernoulli• Gas ideal• Tekanan hidrostatis• ..
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 39
Terima kasih
BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21
LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 40
Recommended