Nama : I Made Ary Sudiatmika NIM : 1113031061

Kelas : C/Pendidikan Kimia

Dinamika Partikel

A. Gaya

Gaya sebagai semacam dorongan atau tarikan terhadap suatu benda. Yang

bisa memprecepat aksi sebuah benda.

B. Gaya berat

Yaitu gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda.w=mg. W adalah gaya

berat, m adalah massa ( kg ), g percepatan ( m/s2)

C. Gaya normal

Gaya reaksi yang sama dengan gaya berat N=−w cos α.

D. Gaya gesekan

Adalah gaya yang diberikan oleh suatu permukaan pada benda yang bergerak

melintasinya. Gaya gesekan dapat dibagi dua yaitu gaya gesekan static dan

gaya gesekan kinetis.

E. Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal merupakan gaya yang dapat ditimbulkan oleh gaya-gaya

yang lain yang bekerja pada suatu benda.

F. Gerak Lurus Beraturan ( GLB )

Adalah suatu gerak yang bekerja pada lintasan dengan kecepatan konstan atau

tetap.s=v t. s adalah perpindahan ( m) v adalah kecepatan (m/s) t adalah

waktu (s).

G. Gerak Lurus Berubah Beraturan ( GLBB )

Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan ( GLBB )

jika kecepatan geraknya berubah secara teratur. Ada tiga rumus dalam GLBB

yaitu v t=v0+at ; st=v0t + 12

a t 2; v t2=v0

2+2 a st

H. Gaya Melingkar

Gerak Melingkar Beraturan ( GMB ) adalah gerak suatu benda

yang bergreak pada lintasan lingkaran dengan putaran yang tetap.

θ=ωt

θ adalah sudut yang ditempuh ( rad), ω adalah kelajuan sudut (rad/s), t adalah

waktu (s).

I. Gerak Melingkar Berubah Beraturan ( GMBB )

Keadaan berubah dari diam menjadi berputar cepat karena karena roda

mengalami percepatan sudut α. ω0=ω0+αt . ω adalah kelajuan sudut (rad/s), θ

= sudut tempuh (rad), α= percepatan sudut (rad/s), t = waktu (s).

J. Massa

Adalah ukuran inersia suatu benda dan diukur dalam Kg.

K. Hukumu Newton I

Suatu benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap

sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya total yang tidak nol. Dapat

dituliskan dengan persamaan ΣF=0.

L. Hukum Newton II

Hukum Newton II menyatakan bahwa percepatan yang dihasilkan oleh

resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan

gaya , searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa

benda. Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan Σ F= ma.

Dimana a= percepatan (m/s2), m= massa (kg) dan F= gaya (N)

M. Hukum Newton III

Jika benda pertama memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua juga

akan memberikan gaya yang sama besarnya pada benda pertama tetapi

arahnya berlawanan.

Faksi=−F reaksi

Hukum Gas Ideal

Gas Ideal

Gas ideal adalah gas yang memenuhi sifat-sifat berikut :

Gas ideal terdiri dari partikel-partikel yang tersebar merata dalam ruang

dengan jumlah yang banyak.

Partikel gas bergerak secara acak.

Gerak partikel gas ideal menuruti hukum Newton tentang gerak.

Ukuran partikel gas ideal lebih kecil daripada jarak antara partikelnya.

Tidak ada gaya luar yang bekerja pada partikel gas, kecuali bila terjadi kecuali

tumbukan.

Bila ada tumbukan antar partikel arau partikel dengan dinding, sifatnya

lenting sempurna.

Hukum gas Ideal :

Hukum Boyle

Jika suatu gas yang berada dalam suatu bejana tertutup dijaga konstan, maka tekanan

gas berbanding lurus dengan dengan volumenya. Persamaan hukum boyle :

PV=konstan; P1V1=P2V2; dimana P= tekanan(N/m2=Pa) dan V= volume (m3)

Hukum gay Lussac

Hukum Gay Lussac menyatakan bahwa pada tekanan tetap, volume gas sebanding

dengan suhu mutlak gas tersebut pada volume tetap, tekanan gas sebanding dengan

suhu mutlaknya. Secara matematis dapat dirumuskan :

Atau atau

Hukum Boyle-Gay Lussac

Apabila pada kondisi tekanan, suhu, dan volume gas dalam ruang tidak tetap maka

berlaku penggabungan hukum Boyle dan Gay Lussac. Dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Atau

Persamaan Gas Ideal

Dimana :

P = tekanan gas (Pa)

V = volume gas (m3)

n = jumlah mol (gr/mol)

R = tetapan gas umum = 8,31 J.mol-1.K-1

N = jumlah partikel

k = konstanta Bolzman = 1,38.10-23 J.K-1

m = massa gas

VT

=konstanV 1

T 1

=V 2

T2

PT

=konstanP1

T1

=P2

T 2

P . VT

=konstanP1.V 1

T 1

=P2V 2

T 2

P .V =nRT atau P .V =nKT

Mr = berat molekul gas

R = k . NA

NA = 6,02. 1023 molekul/mol

Ringkasan Materi Gelombang

Gelombang merupakan getaran yang merambat pada suatu medium yang tidak

disertai perpindahan mediumnya. Berdasarkan arah arah getarannya gelombnag dapat

dibagi menjadi dua yaitu gelombang Transversal dan gelombang Longitudinal.

I. Gelombang Transversal

Gelombang transversal merupakan gelombnag yang arah getarnya tegak lurus

terhadap arah perambatannya.

Panjang satu lembah dan satu bukit disebut panjang gelombang (λ). Jadi cepat

rambat gelombang transversal dapat ditulis sebagai berikut :

v= λT

dimana T=1/f maka persamaannya dapat ditulis v=λf

II. Gelombang Longitudinal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus

dengan arah getarannya, misalnya gelombang cahaya dan gelombang pada tali. Pada

gelombang transversal, satu gelombang adalah panjang satu bukit dan satu lembah

yang berurutan atau jarak antara dua puncak atau dua dasar yang berurutan. Puncak

gelombang adalah titik-titik tertinggi pada gelombang. Sedangkan dasar gelombang

adalah titik-titik terendah pada gelombang.

III. Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner (gelombang diam) atau gelombang berdiri terbentuk dari

hasil interferensi dua gelombang yang mempunyai frekuensi dan amplitude yang

sama tetapi berlawanan arah.

Pada dua deret gelombang dengan frekuensi sama, memiliki kelajuan dan amplitudo

yang sama, berjalan di dalam arah-arah yang berlawanan sepanjang sebuah tali, maka

persamaan untuk menyatakan dua gelombang tersebut adalah:

y1 = A sin (kx −ωt )

y2 = A sin (kx + ωt )

Resultan kedua persamaan tersebut adalah:

y = y1 + y2 = A sin(kx −ωt )+ A sin (kx +ωt ))

Dengan menggunakan hubungan trigonometrik, resultannya menjadi:

y = 2A sin kx cos. ωt ini merupakan persamaan gelombang tegak atau stasioner.

IV. Resonansi

Resonansi merupakan proses bergetarnya suatu benda dikarenakan ada benda lain

yang bergetar, hal ini terjadi dikarenakan suatu benda bergetar pada frekwensi yang

sama dengan frekwensi benda yang terpengaruhi. Contohnya apabila suatu gitar

dipetik pada yang dipetik pada nada D, maka dawai keempat akan ikut bergetar

karena dawai ke-4 gitar biasanya bernada D, sehingga karena kesamaan frekwensi ini,

maka senar tersebut juga ikut bergetar walau tidak disentuh. Persamaannya adalah :

I n=2n−1

4λ

Dimana

I = panjang kolom udara diatas permukaan air dalam tabung (m)

n = resonansi ke-n

λ = panjang gelombang (m)

Equipartisi Energi

A. Azas equipartisi energi

Energi kinetik rata-rata partikel gas besarnya memenuhi suatu aturan tertentu

seperti berikut.“Jika pada gas berlaku hukum Newton maka semua derajat

kebebasan gerak partikel akan menyumbang energi kinetik sebesar 1/2 kT.”

Ek= f (1/2 kT)

Dengan Ek = energi kinetik rata-rata partikel (joule)

T = suhu gas (K)

f = derajat kebebasan

k = ketetapan Boltzman

B. Energi Dalam

Energy dalam (U) adalah besarnya energy kinetic sebanyak partikel gas yang

terdapat di dalam ruang. Jika banyaknya partikel gas = N, maka

U= f(1/2NkT)

Dimana :

f = derajat kebebasan

N = jumlah partikel gas

K = konstanta boltzman ( 1,38.1023) J.K

U= f.(1/2nRT)

Dimana :

n = jumlah mol zat

R = konstanta gas (8,314 J/mol K)

C. Gas Monoatomik

Partikel-partikel gas monoatomik hanya memiliki gerak translasi sehingga

memliki tiga derajat kebebasan. Berarti energy kinetik rata-rata partikelnya

memenuhi persamaan berikut:

Ek = 32

kT

Dalam sejumlah gas dapat mengandung banyak partikel (N partikel). Setiap

partikel tersebut memiliki energi, jumlah semua energi kinetik partikel partikel

itu dinamakan energi dalam gas dan disimbulkan U sesuai persamaan berikut.

U = N

U = N kT

U = n R T

D. Gas Diatomik

Pada suhu rendah (300K), diatomic mempunyai 3 derajat kebebasan, sehingga

besarnya Ek = 32

kT dengan energi dalam U = 32

nRT .

Pada suhu sedang (500K), gas diatomic mempunyai 5 derajat kebebasan,

sehingga Ek = 5/2kT dan energi dalam sebesar U = 5/2NkT atau 5/2 nRT

Pada suhu tinggi (1.000K), gas diatomic mempunyai 7 derajat kebebasan,

sehingga Ek = 7/2kT dan energi dalam sebesar U = 7/2 NkT

Ringkasan Sifat-sfat Cahaya

Cahaya sebagai gelombang memiliki sifat-sifat cahaya sebagai berikut:

1. Pemantulan (refleksi)

Pemantulan cahaya dapaat terjadi pada bahan yang mengkilat sperti cermin.

Dalam pemantulan ada hokum pemantulan cahaya yang berbunyi :

Sinar datang, garis normal,dan inar pantul terletak pada satu bidang

datar.

Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.

2. Pembiasan (refraksi)

Hukum pemantulan:

Berkas sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang

datar

Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias adalah konstan.

sinθ1

sin θ2

=n2

n1

=n21

3. Difraksi cahaya

Difraksi cahaya merupakan peristiwa pembelokan arah rambat oleh kisi atau

celah sempit.

Difraksi celah tunggal

Pola difraksi pada celah tunggal sebagai berikut :

Pola difraksi minimum (gelap) = d sin θ = nλ

Pola difraksi maksimum (terang) = d sin θ = (n-1/2)λ

dengan : d = jarak antar celah (m)

θ = sudut berkas cahaya terhadap arah tegak lurus

λ = panjang gelombang sinar (m)

n = orde (n = 1, 2, 3, .....)

Difraksi celah majemuk

o Interferensi maksimum (garis terang)

d sin θ = nλ dimana d = 1/N cm

o Interfensi minimum (garis gelap)

d sin θ = (n-1/2)λ

dimana θ = sudut difraksi, n = orde difraksi, d = jarak antara celah

kisi, N = banyak goresan (celah) tiap satuan panjang mm.

4. Interferensi cahaya

Interferensi adalah gabungan dua cahaya atau lebih. Syarat terjadinya

inteferensi cahaya yaitu sumber cahaya harus koheren. Syarat sumber cahaya

koheren yaitu: frekuensinya tetap, amplitudonya tetap, dan aplitudonya tetap.

Interfernsi pada celah ganda : percobaan Young

o Interferensi maksimum : d sin θ = n λ

o Interferensi minimum : d sin θ = (n -1/2 ) λ

Keterangan :

d = jarak celah (m) θ = sudut deviasi

n = orde interferensi (0,1,2…) λ = panjang gelombang

interfernsi pada lapisan tipis :

o interferensi maksimum (konstruktif)

m λ=2nt cosθt

o interferensi minimum (destruktif)

(m+ 12 ) λ=2nt cosθt

Keterangan :

t = tebal lapisan tipis m = bilangan bulat

n = indeks bias lapisan θt = sudut bias

Ringkasan Listrik Dinamis

Hukum Ohm

Kuat arus yang mengalir melalui suatu pengantar sebanding dengan beda potensial

antara ujung-ujung penghantar, asal suhu penghantar tersebut tidak berubah.

V(volt) R

I (ampere)

Hukum I Kirchoff

Hokum I Kirchoff menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk kesuatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

tersebut. ∑ I masuk = ∑❑ I keluar.

Hukum II Kirchoff

Hukum II Kirchoff menyatakan bahwa jumlah aljabar perubahan tegangan mengelilingi suatu rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol. Dapat dirumuskan :

∑V =0atau∑ E+∑ IR=0. Dalam penggunaan hukum II Kirchoff perlu

diperhatikan perjanjian berikut:

Kuat arus bertanda positif (+) jika searah dengan arah loop yang kita tentukan, dan bertanda negative (-) jika berlawanan dengan arah loop.

Apabila saat mengikuti arah loop, kutub positif sumber tegangan dijumpai lebih dahulu daripada kutub negatifnya, ggl (E) bertanda positif (+). Sebaliknya jika kutub negative dijumpai lebih dahulu, ggl (E) bernilai negative (-).

Hambatan dalam

Dari grafik dapat dilihat bahwa

R=VI

atau R=tan❑α

Perbandingan tegangan (V) dan kuat arus (I) disebut hambatan atau resistensi (R). Hukum Ohm dapat dirumuskan dengan : V=IR dimana V adalah beda potensial (V), I adalah kuat arus listrik (A) dan R adalah tahanan /hambatan (ohm=ω) 1 ohm= 1 volt/ampere (V/A).

Semua sumber tegangan listrik memilki hambatan dalam walaupun kecil. Misalkan baterai, baterai memilki hambatan dalam meskipun kecil. Hambatan dalam dilambangkan oleh (r).

GGl

Ggl atau gaya gerak listrik adalah besar beda potensial suatu sumber tegangan sebelum digunakan untuk mengalirkan arus listrik. Rumus untuk mendapatkan besar ggl E= I (R+r) dimana E=besar ggl (volt), I = kuat arus listrik (ampere), R= hambatan rangkaian (ohm), r = hambatan dalam sumber tegangan (ohm)

Hukum Faraday

Hukum induksi Faraday menyatakan : “tegangan gerak eletrik imbas (GGL induksi) dalam sebuah rangkaian sama dengan kecepatan perubahan fluks yang melalui rangkaian tersebut”

ε=−Blv dengan ε = GGl induksi, B=induksi magnet ,l=panjang kawat , dan v=kecepatan gerak kawat

Jika kumparan terdiri atas N lilitan, GGl induksi akan muncul di setiap lilitan dan seluruh ggl induksi, ini harus dijumlahkan. Kumparan ini dililit dengan erat sehingga setiap lilitan dapat dikatakan menempati daerah yang sama dari ruang, fluks yang melalui setiap lilitan akan sama besarnya. GGL induksi ini diberikan oleh persamaan

ε=−Ndϕdt

=−d (Nϕ)

dt

Ringkasan Materi Radiasi Benda Hitam

Benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi

yang datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar

dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas

yang besarnya sama dengan satu.

1. Emisivitas (e)

Enisivitas (daya pancar) merupakan karakteristik suatu materi, yang menunjukkan

perbandingan daya yang dipancarkan per satuan luas oleh suatu permukaan terhadap

daya yang dipancarkan benda hitam pada temperatur yang sama. Radiasi dipengaruhi

oleh sifat warna benda. Besaran ini dinamakan koefisien emisivitas, disimbulkan e.

Benda hitam sempurna memiliki e = 1, benda putih sempurna e = 0 dan benda-benda

lain memiliki rentang 0 - 1.

2. Absorpsi

Absorptansi (daya serap) merupakan perbandingan fluks pancaran atau fluks

cahaya yang diserap oleh suatu benda terhadap fluks yang tiba pada benda itu. Besar

koefesien absorpsi sama dengan emesivitas yaitu antara 0-1.

3. Radiasi Benda Hitam

Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah

benda hitam. Pada radiasi benda hitam berlaku Hukum Stefan Boltzman yang

berbunyi : “Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda

hitam dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat

temperatur termodinamikanya”. Secara matematis dapat dtulis persamaanya sebagai

berikut :

I = e σ T4

P = I . AE = P . t

3.1 Pergeseran Wien

Benda hitam pada suhu tertentu akan meradiasikan energy dalam bentuk

gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang bervariasi. Hubungan

antara panjang gelombang pada intensitas maksimum dan saat suhu mutlaknya

tertentu diselidiki oleh Wien didapat grafik seperti di bawah ini.

Keterangan : I = intensitas radiasi ( watt/m2)P = daya radiasi (watt)E = energi radiasi (joule)T = suhu mutlak benda (K)A = luas penampang (m2)t = waktu radiasi (s)σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10-8 Wm-2 K4)

T3

λ panjang gelombang (mm)

Kenaikan suhu benda hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang

dipancarkan benda akan mengecil. Hubungan ini dapat dituliskan seperti persamaan

berikut.

λm T = c

4. Efek Fotolistrik

Menurut Einstein, cahaya merambat dalam bentuk paket-paket energy yang disebut dengan foton. Foton berperilaku seperti partikel dan tiap foton mengandung energy sebesar :

Ek = h.f – h.f0

I

T1

T2

Keterangan :

λm = panjang gelombang intensitas radiasi maksimum (m)

T = suhu mutlak benda (K)

c = tetapan Wien (2,90.10-3 mK)

Keterangan :

f = frekuensi cahaya (Hz)

f0 = frekuensi ambang (Hz)

h = konstanta Planck (6,63 × 10-34 Js)

Ek = energi kinetik maksimum elektron ( J)