Bab ii

II-12
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengukuran Dasar
Terdapat berbagai macam alat ukur untuk
menentukan ukuran panjang antara lain mistar, jangka
sorong, micro meter sekrup, dll. Alat-alat tersebut disebut
alat ukur langsung karena obyek yang diukur akan
dibandingkan dengan skala pada alat ukurnya secara
langsung. Perlu diingat definisi konsep yang berkaitan
dengan pengukuran antara lain :
Alat ukur massa yang umum adalah neraca,
sedangkan alat ukur waktu adalah arloji atau stopwatch.
Besaran ukuran dapat ditentukan dengan
mengukur besaran dasar tersebut, misalnya ukuran luas
kertas ditentukan oleh panjang dan lebar kertas. Ukuran
volume balok dinyatakan dengan panjang, lebar dan
tebalnya. Di sini perlu diingat konsep yang berkaitan
dengan menyatakan hasil pengukurannya, misal : Angka
penting, ketidakpastian hasil/ralat, dll.

BAB II LANDASANTEORI KEL 21
LABORATORIUM FISIKA DASAR 2014/2015 II- 13
Mengukur ialah membandingkan suatu yang
diukur dengan sesuatu lain yang sejenis yang ditetepkan
sebagai satuan.Dalam pengukuran anda mungkin
menggunakan satu instrument (alat ukur)/lebih untuk
menentukan nilai dari suatu besaran fisis.Hal yang harus
diperhatikan ketika melakukan pengukuran adalah
memilih dan merangkaikan instrument secara
benar.Selanjutnya menentukan langkah-langkah
pengukuran dengan benar dan membaca nilai yang
ditunjukkan instrument secara tepat. Ketika anda
menghitung suatu besaran fisis dengan menggunakan
instrument,tidaklah mungkin anda akan mendapatkan
nilai besaran X0,melainkan selalu terdapat nilai
ketidakpastian.
Ketidakpastian pengukuran yaitu perbedaan
antara dua hasil pengukuran,ketidakpastian juga disebut
kesalahan,sebab menunjukkan perbedaan antara nilai
yang diukur dengan nilai yang sebenarnya.Hal ini bisa di
sebabkan beberapa factor,factor itu dalam 2 garis
besar,ketidakpastian bersistem dan ketidak pastiaan acak.

1. Ketidakpastian bersistem
Kesalahan kalibrasi,kesalahan dalam memberi
skala pada waktu alat ukur sedang dibuat,sehingga tiap
kali alat itu digunakan ketidakpastian selalu muncul
dalam tiap pengukuran.Kesalahan titik nol,titik nol skala
alat ukur tidak berimpit dengan titik nol jarum penunjuk
alat ukur.
2. Ketidakpastian acak
Gerak Brown Molekul Udara, jarum penunjuk
skala alat ukur terpengaruhi. Frekuensi tegangan listrik,
perubahan pada PLN, dan lain-lain.
Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara,
yaitu secara langsung dan secara tidak langsung.
Pengukuran secara langsung adalah ketika hasil
pembacaan skala pada alat ukur secara langsung
menyatakan nilai besaran yang diukur, tanpa perlu
dilakukan penambahan, mengambil rata-ratanya ataupun
menggunakan rumus untuk menghitungnilai yang di
inginkan. Pengukuran secara tidak langsung adalah
memerlukan perhitungan-perhitungan tambahan.

Contoh pengukuran langsung adalah menimbang
massa sebuah benda dengan neraca, sedangkan
pengukuran tidak langsung contohnya mengukur luas
persegi panjang, ketika menimbang kita langsung
membaca berapa massa yang ditimbang dalam skala
timbangan, ketika mengukur luas sebuah persegi
panjang, kita mengukur panjang dua buah sisi persegi
panjang tersebut untuk selanjutnya menghitung luas
persegi panjang dengan rumus sisi x sisi.
Setiap pengukuran yang dilakukan oleh siapapun
dan memakai alat apapun selalu disertai dengan
kesalahan (ragu-ragu) nilainya. Besar kevil kesalahan ini
bergantung pada:
1. Banyak sedikitnya sumber-sember kesalahan
yang menyertai pada saat pengukuran
berlangsung
2. Keadaan daripada alat ukur
3. Kondisi indra pengamat
Pada percobaan dan pengukuran terdapat dua
macam kesalahan, yaitu :

 Kesalahan sistematis
Kesalahan yang menyebabkan kesalahan
sistematis di antaranya karena :
1. Kesalahan kalibrasi alat
Kesalan hasil pengukuran akibat dari
ketidakpastian harga skala pada saat alat ukur
dibuat.
2. Kesalahan nol
Nol skala tidak berimpit dengan
petunjuknya
3. Kesalahan eksperimen
Misalnya terjadi jika satu alat ukur sudah
di kalbrasi pada keadaan tertentu, kenudian
digunakan untuk keadaan lain, atau juga bisa
terjadi akibat salah cara menggunakan alat.
4. Kesalahan pengamat

Kesalahan membaca skala,ini disebabkan
karena salah cara memandang skala atau juga
karena kerusakan mata pengamat.
5. Kesalahan random
Penyebabkan terjadinya kesalahan random
adalah:
 Gerak Brown molekul udara yang
mempengaruhi petunjukan alat-alat halus.
1. Kesalahan yang berfluktuasi yang
menyebabkan adanya perubahan-
perubahan sedikit yang terjadi secara
tidak teratur.
2. Gangguan-gangguan kecil yang terjadi
di dekat laboratorium.
3. Ketidakteraturanukuran
benda,mempengaruhi hasil
pengukuran sehingga hasil pertama
tidak sama dengan ukuran selanjutnya.

Alat ukur yang digunakan yaitu :
Gambar 2.1 Pengukuran dasar
2.2 Pesawat Atwood Modern dan Konvensional
Pesawat atwood adalah alat yang digunakan
untuk yang menjelaskan hubungan antara tegangan,
energi pontensial dan energi kinetik dengan
menggunakan 2 pemberat (massa berbeda) dihubungkan
dengan tali pada sebuah katrol. Benda yang yang lebih
berat diletakan lebih tinggi posisinya dibanding yang
lebih ringan. Jadi benda yang berat akan turun karena

gravitasi dan menarik benda yang lebih ringan karena ada
tali dan katrol.
Galileo melakukan pengamatan mengenai benda-
benda jatuh bebas. Ia menyimpulkan dari pengamatan-
pengamatan yang dia lakukan bahwa benda - benda berat
jatuh dengan cara yang sama dengan benda-benda ringan.
Tiga puluh tahun kemudian, Robert Boyle, dalam
sederetan eksperimen yang dimungkinkan oleh pompa
vakum barunya, menunjukan bahwa pengamatan ini tepat
benar untuk benda-benda jatuh tanpa adanya hambatan
dari gesekan udara. Galileo mengetahui bahwa ada
pengaruh hambatan udara pada gerak jatuh. Tetapi
pernyataannya walaupun mengabaikan hambatan udara,
masih cukup sesuai dengan hasil pengukuran dan
pengamatannya dibandingkan dengan yang dipercayai
orangpada saat itu (tetapi tidak diuji dengan eksperimen)
yaitu kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa,”
Benda yang beratnya sepuluh kali benda lain akan
sampai ke tanah sepersepuluh waktu dari waktu benda
yang lebih ringan”. Pada tahun 1678 Sir Isaac Newton
menyatakan hukum pertamanya tentang gerak, yang
sekarang kita kenal sebagai Hukum I Newton Hukum I

Newton menyatakan “Sebuah benda akan berada dalam
keadaan diam atau bergerak lurus beraturan apabila
resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol”.
Secara matematis, Hukum I Newton dinyatakan
dengan persamaan:
∑F = 0
Keterangan :
∑F = Resultan gaya (N)
Hukum di atas menyatakan bahwa jika suatu
benda mula-mula diam maka benda selamanya akan
diam. Benda hanya akan bergerak jika pada suatu benda
itu diberi gaya luar. Sebaliknya, jika benda sedang
bergerak maka benda selamanya akan bergerak, kecuali
bila ada gaya yang menghentikannya. Konsep Gaya dan
Massa yang dijelaskan oleh Hukum Newton yaitu
Hukum I Newton mengungkap tentang sifat benda yang
cenderung mempertahankan keadaannya atau dengan
kata lain sifat kemalasan benda untuk mengubah
keadaannya. Sifat ini kita ini kita sebut kelembaman atau

inersia. Oleh karena itu, Hukum I Newton disebut juga
Hukum Kelembaman.
1. Hukum II Newton
Setiap benda yang dikenai gaya maka akan
mengalami percepatanyang besarnya berbanding lurus
dengan besarnya gaya dan berbanding tebalik dengan
besarnya massa benda.”
a = , ∑F = m a
Keterangan :
a = percepatan benda (ms-2)
m = massa benda (kg)
F = Gaya (N)
Kesimpulan dari persamaan diatas yaitu arah
percepatan benda sama dengan arah gaya yang bekerja
pada benda tersebut. Besarnya percepatan sebanding
dengan gayanya. Jadi bila gayanya konstan, maka
percepatan yang timbul juga akan konstan Bila pada
benda bekerja gaya, maka benda akan mengalami
percepatan, sebaliknya bila kenyataan dari pengamatan
benda mengalami percepatan maka tentu akan ada gaya

yang menyebabkannya. Persamaan gerak untuk
percepatan yang tetap yaitu :
Vt = V0 + at
Xt = X0 + V0t + ½ at2
V2 = V0
2 + 2a(Xt – X0)
Keterangan :
Vt = kecepatan akhir (m/s)
V0 = kecepatan awal (m/s)
V = kecepatan (m/s)
Xt = jarak akhir (m)
X0 = jarak awal (m)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu (s)
Jika sebuah benda dapat bergerak melingkar melalui
porosnya, makapada gerak melingkar ini akan berlaku
persamaan gerak yang ekivalen dengan persamaan gerak
linear. Dalam hal ini ada besaran fisis momen inersia

(momen kelembaman) I yang ekivalen dengan besaran
fisis massa (m) pada gerak linear. Momen inersia (I)
suatu benda pada poros tertentu harganya sebanding
dengan massa benda terhadap porosnya.
2. Hukum III Newton
Hukum III Newton menyatakan bahwa “Apabila
benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua
(disebut aksi) maka benda kedua akan mengerjakan gaya
pada benda pertama sama besar dan berlawanan arah
dengan gaya pada benda pertama (reaksi).” Secara
matematis dinyatakan dengan persamaan :
Faksi = - Freaksi
Keterangan :
F = gaya (N)
Suatu pasangan gaya disebut aksi-reaksi apabila
memenuhi syarat sebagai berikut :
1. sama besar
2. berlawanan arah
3. bekerja pada satu garis kerja gaya yang sama

4. tidak saling meniadakan
5. bekerja pada benda yang berbeda
Gambar 2.2 Pesawat atwood
2.3 Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas sering disebut juga sebagai
modulus yang merupakan perbandingan antara tegangan
dan regangan aksal dalam deformasi yang elastis
sehingga modulus elastisitas menunjukan kecenderungan
suatu material untuk berubah bentuk dan kembali lahi ke
bentuk semula bilka diberi beban. Modulus elastisitas
merupakan ukuran kekakuan suatu material, sehingga
semakin tinggi nilai modulus elastisitas bahan, maka

semakin sedikit perubahan bentuk yang terjadi atau
semakin kaku.
Berdasarkan pertambahan panjang yang diketahui
oleh setiap bendaa ketika menegang adalah berbeda
antara satu daerah dengan yang lamanya tergantung dari
elastisitas bahanya. Sebagai contoh akan lebih mudah
untuk meregangkan suatu karet gelang dari pada pegas
besi. Untuk meregangkan besi pegas membutuhkan
ratusan kali lipat tenaganya dari sebuah karet gelang.
Ketika diberi gaya tarik karet ataupun pegas akan
meregang dan mengakibatkan pertambahan panjang baik
pada karet gelang maupun pada pegas besi . Besarnya
pertambahan yang terjadi tergantung pada elastisitas
sebuah benda, maka semakin mudah benda tersebut
untuk dipanjangkan atau di pendekan. Semakin besar
gaya yang bekerja pada suatu bahan maka semakin besar
pula tegangan dan regangan yang terjadi pada benda itu.
Sehingga semakin besar pula pemanjangan atau
pemendekan dari benda tersebut. Jika gaya yang bekerja
berupa beban tarik, maka benda akan mengalami
pemanjangan.
Bisa di simpulkan bahwa regangan (𝜀) yang
terjadi pada suatu benda berbanding lurus dengan

teganganya (𝜎) dan berbanding terbalik terhadap
keelastisitasnya ini dinyatakan dengan rumus :
𝐸 =
𝜎
𝜀
Bila nilai E semakin kecil, maka akan semakinm mudah
bagi baha untuk mengalami perpanjangan atau
perpendekan.
Jika lita menguraikan rumus tegangan dan
regangan didapat persamaan : 𝐸 =
𝜎
𝜀
=
𝐹/𝐴
Δ𝑦
l0
=
𝐹 . 𝑙0
𝐴 . ∆𝑙
Dalam satuan internasional ,satuan modulus
elastisitas atau modulus yang sama dengan satuan
tegangan (N/m2), karena pembagian tegangan dengan
regangan tidak pengurangan satuan (regangan tidak
memiliki satuan). Semakin besar regangan yang terjadi,
maka akan semakin kecil nilai modulus elasitisitas.
Semakin besar nilai modulus suatu benda, maka semakin
sulit benda tersebut dapat memanjang dan sebaliknya.
 Jika modulus elastisitas menyatakan
perbandingan antara tegangan terhadap regangan

volume, maka disebut dengan modulus bulk yang
menunjukan besarnya hambatan untuk mengubah
volume suatu benda
 Jika modulus elastisitas menyatakan
perbandingan antara tegangan terhadap regangan
shear, maka disebut sebagai modulus shear yang
menunjukan hambatan gerakan dari bidang-
bidang benda padat yang saling bergesekan.
 Tegangan
Jika suatu benda elastis ditarik oleh suatu gaya,
benda tersebut akan bertambah panjang sampai ukuran
tertentu sebanding dengan gaya tersebut, yang berarti ada
sejumlah gaya yang bekerja pada setiap satuan panjang
benda. Gaya yang bekerja sebanding dengan panjang
benda dan berbanding terbalik dengan luas
penampangnya. Besarnya gaya yang bekerja dibagi
dengan luas penampang didefinisikan sebagai
tegangan(stress).
Dapat dirumuskan :
𝜎 =
𝐹
𝐴

𝜎 = Teganan (N/m2)
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
Apabila gaya tersebut menyebabkan pertambahan
panjang pada benda, maka disebut tegangan tensil.
Sebaliknya jika gaya menyebabkan berkurangnya
panajang benda, maka disebut tegangan kompresional.
 Regangan
Didefinisikan sebagai hasil bagiantar pertambahan
panjang dengan panjang awal. Contohnya : benda yang
menggantung pada tali menimbulkan gaya tarik pada tali,
sehingga tali membentuk perlawanan berupa gaya dalam
yang sebanding dari tali terhadap beban yang dipikulnya
(Faksi = Freaksi). Respon perlawanan dari tali terhadap
beban yang bekerja padanya akan mengakibatkan tali
menegang sekaligus juga merenggang sebagai efek
terjadinya pergeseran internal ditingkat atom pada
partikel. Partikel yang menyusun tali, sehingga tali
mengalami pertambahan panjang

N
L ∆𝑙
Gambar 2.3 Modulus elastisitas
Jika tali mengalami pertambahan sejauh ∆𝑙 dari
panjang semula (L), maka regangan yang terjadi pada tali
merupakan perbandingan antara penambahan panjang
yang terjadi terhadap panjang mula-mula dari tali dan
bisa dinyatakan sebagai berikut :
𝜀 =
Δ𝑙
lo
Karena pembilang dan penyebut memiliki satuan
yang sama, maka regangan adalah sebuah nilai nisbi yang
dapat dinyatakan dalam persen dan tidak memiliki
satuan.
 Hubungan antara tegangan dan regangan
Hukum Hooke menunjukan bahwa terjadinya
bhubungan linear atau proporsonel antara tegangan dan
regangan suatu material.
𝜎 = 𝐸 . 𝜀

Dimana hubungan an atar keduanya ditentukan
berdasarkan nilai modulus elastisitas dari masing masing
material.
 Hubungan antar tegangan, regangan dan modulus
elastisitas
Jika sebuah benda dengan luas penampang sebesar
(A) kemudian di besi gaya tekan, tarik atau luntur (N),
maka benda tersebut akan memegang sebesar gaya (N)
dibagi dengan luasan penampangnya (A)
N
L ∆𝑙
Gambar 2.4 Modulus elastisitas
Bila batang dengan panajang L ditarik hingga
menajdi dua kali panajang semula atau dengan kata lain
pertambahan panjang yang alami semula dengan panjang
semula, sehingga ∆𝑙 = L, ini berarti :
𝜀 = ∆𝑙 / L

Modulus elastisitas sutau benda dapat dihitung
melalaui pemberat beban sebagai tegangan yang
diberikanpada benda tersebut dan mengamati penunjukan
oleh garis rambut sebagai rengganganya. Besar
pelenturan (F) ditentukan melalui :
𝐹 =
𝐵 . 𝐿3
4 . 𝑓 . 𝑏 . ℎ3
Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan
suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera
setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu
dihilangkan.
Sebuah benda dapat dikatakan elastis sempurna,
jika gaya penyebab perubahan bentuk hilang maka benda
akan kembali kke bentuk semula. Benda yang bersifat
elastis sempurna yaitu mempunyai batas-batas deformasi
yang disebut limit elastis, sehingga jika melebihi dari
limit elastis maka benda tidak akan kembali ke bentuk
semula.

2.4 Bandul Sederhana dan Resonansi Bandul
Sederhan
Percobaan dengan bandul ini tidak terlepas dari
getaran, diamana pengertian getaran itu sendiri adalah
gerak bolak balik secara priode melalui titik
kesetimbangan. Secara umum resonansi merupakan
peristiwa ikut bergetarnya benda disekitarnya karena
adanya benda lain yang bergetar. Contoh umum
resonansi adalah kalu mendorong sebuah ayunan.
Ayunan adalah bandul yang hanya mempunyai satu
frekuensi alam yang bergantung pada panjangnya. Jika
pada ayunan tadi secara berkala (priodik) dilakukan
dorongan yang frekuensinya sama dengan frekuensi
ayunan, maka geraknya dapat dibuat besar sekali. Jika
frekuensi dorongan tidak sama dengan frekuensi alam
ayunan, atau bila dorongan dilakukan dalam selang-
selang waktu yang tidak dapat disebut melakukan
getaran.
Resonansi dapat didefenisikan sebagai keadaan
tertentu yang terjadi pada suatu benda, ketika kepadanya
datang stimulus ( pengaruh dari luar ) beda gaya prodik
yang frekuensi alamiyah benda dapat bergetar. Akibat

keadaan resonansi benda bergetar dengan amplitudo
terbesar yang mungkin dapat ditimbulkan oleh gaya
prodik itu.
Resonansi disebut juga ikut bergetar karena
sebuah benda memiliki persamaan frekuensi. Frekuensi
sendiri adalah getaran bolak-balik seperti halnya ayunan,
berayun kesana kemari. Gerakan satu kali bolak-balik itu
disebut frekuensi. Artinya jika ada dua atau lebih benda
yang jika bergetar memiliki frekuensi yang sama, maka
salah satunya bergetar ( dan yang lainya sedang diam )
maka yang terjadi adalah benda yang lainnya akan turut
bergetar juga. Tenaga yang menggetarkannya adalah
karena gerak resonansi itu tadi.
Sesungguhnya frekuensi yang berbeda dapat
terjadi resonansi, asalkan perbedaan frekuensi itu kecil.
Akan tetapi resonansi yang terjadi, tidak sebaik kalau
frekuensinya sama. Jika frekuensinya sama maka gerak
atau arah getarnya akan sama pula. Dengan demikian
dapat dikatakan bahwa kondisi terjadinya resonansi salah
jika frekuensi sama atau hampir sama.

Pada peristiwa seperti ini benda yang ikut
bergetar tersebut disebut frekuensi alamiyahnya.
Frekuensi alami sebuah osilator didefinisikan sebagai
frekuensi osilator tersebut ketika tak ada gaya paksa atau
gaya redaman. Jika frekuensi paksa sama dengan
frekuensi alami sistem, sistem akan berosilasi dengan
suatu amplitudo yang jauh lebih besar dari pada
amplitudo gaya paksa. Bila frekuensi paksa sama dengan
frekuensi alami oksilator tersebut, energi yang diserap
oleh oksilator akan bernilai maksimum, maka frekuensi
alam disebut frekuensi resonansi sistem. Berayunnya
bandul karena bandul lainya tergantung pada panjang tali
dan bukan pada massanya. Frekuensi getaran bandul
hanya bergantung pada panjang pada talinya dan tidak
bergantung pada berat massanya maupun amplitudo.
Bundul pun memiliki frekuensi yang sama pula. Prinsip
ini digunakan pada kontruksi jembatan, gedung dan
loudspiker.
Benda diletakkan bergerak atau bergetar harmonis
jika benda tersebut berayun melalui titik kesetimbangan
dan kembali lagi keposisi awal. Gerak harmonik
sederhana adalah gerak bolak-balik benda melalui titik

kesetimbangan tertentu dengan beberapa getaran benda
dalam setiap sekon selalu konstan.
Gambar 2.5 Bandul sederhana dan resonansi
bandul sederhana
www.gomuda.com
Besar harmonis sederhana banyak di jumpai
dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada
pegas dan getaran pada ayunan sederhana. Besaran fisika
yang terdapat pada gerak harmonis sederhana.
Perioda ( T ), benda yang bergerak harmonis
sederhana pada ayunan sederhana memiliki prioda atau
waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu
getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari

titik benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ketitik
awal.
Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang
dilakukan leh sistem dalam satu detik, diberi simbol f,
satuan frekuensi adalah 1,5 m atau s-1.
Amplitudo pada ayunan sederhana, selain prioda
dan frekuensi terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah
perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan.
Hubungan antara prioda dan frekuensi getaran
diatas, diperoleh hubungan :
f =
1
𝑇
→ T =
1
𝑓
Keterangan : T = Prioda ( s)
f = Frekuensi ( Hz )
Gravitasi adalah gaya tarik menarik yang terdapat
antara semua partikel yang mempunyai massa dialam
semesta. Fisika modern mendiskripsikan gravitasi
menggunakan teori relativitas gravitasi universal newton
yang lebih sederhana merupakan hampir yang lebih
akurat dalam kebanyakan kasus. Beberapa teorinya yang

belum dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi
timbul karena adanya partikel gravitroa dalam atom.
Hukum gravitasi universal newton dirumuskan sebagai
bentuk, setiap massa menarik massa titik lainya dengan
gaya. Segaris dengan garis yang menghubungkan kedua
titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan
perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik
kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.
2.5 Resonansi Pada Pegas Heliks
Gelombang adlah suatu gejala terjadinya
pertambahan suatu gangguan (disturbance) melewati
suatu medium dimana setelah digunakan ini melewati
keadaan medium akan kembali kekaadaan semula seperti
sebelum gangguan itu datang.
Secara umum gelombang dibagi menjadi 3 jenis
gelombang saja, yakni gelombang mekanik dan
gelombang elektromaknetik. Pembagian jenis gelombang
ini didasarkan pada medium perambatan gelombang.

1. Gelombang Maknetik
Gelombang maknetik yaitu gelombang yang
perambatannya butuh medium. Misalnya : gelombang
air, gelombang bunyi, gelombang slinki, gelombang
permukaan air dan gelombang pada tali serta gelombang
pada pegas heliks.
2. Gelombang Elektromaknet
Gelombang elektromaknet yaitu gelombang yang
perambatannya tidak memerlukan medium, misalnya :
gelombang cahaya, sianar ultraviolet, infra merah,
gelombang radar, gelombang radio, gelombang Tv, sinar-
X, dan sinar gamma.
Berdasarkan arah rambatannya dan getarannya,
dibagi menjadi :
1. Gelombang Tranversal
Gelombang tranversal yaitu gelombang yang arah
rambatanya tegak lurus dengan arah getarannya :
gelombang tali.

Ketika kita menggerakkan tali naik-turun, tampak
bahwa tali bergerak naik turun dengan arah tegak lurus
dengan arah gelombang. Bentuk gelombang tranversal
tampak seperti gambar berikut
Gambar 1.6 Gelombang Tranversal
www.rumushitung.com
Pada gambar tersebut tampak bahwa gelombang
merambat kekanan pada bidang horizontal. Sedangkan
arah getarannya naik-turun pada bidang vertikal. Garis
putus-putus yang digambarkan dengan sepanjang arah
rambat gelombang atau garis horizontal, menyatakan
posisi setimbang medium ( misalnya : tali atau air ). Titik
tertinggi gelombang disebut puncak, sedangkan titik
terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian
maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah,

diukur dari posisi setimbang. Jarak antara dua titik yang
sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang
gelombang, bisa juga dianggap sebagai jarak dari puncak
kepuncak atau jarak dari lembah kelembah.
2. Gelombang Logitudinal
Gelombang logitudinal yaitu gelombang yang arah
rambatanya sejajar dengan arah getaranya ( misal :
gelombang slinki ), gelombang yang terjadi pada slinki
yang digetarkan searah dengan membujurnya slinki
berupa rapatan dan renggangan. Jarak dua rapatan yang
berdekatan atau dua renggangan yang berdekatan disebut
satu gelombang. Contoh : gelombang senar gitar yang
dipetik, getaran tali yang digoyang-goyang pada salah
satu ujungnya.
Gambar 1.7 Gelombang Logitudinal
www.brainly.co.id

Pada gambar diatas tampak bahwa arah getaran
sejajar dengan arah rambatan gelombang. Serangkaian
rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas.
Rapatan merupakan daerah dimana kumparan
pegas saling mendekat, sedangkan renggangan
merupakan daerah dimana kumparan pegas saling
menjauh. Jika gelombang tranversal memiliki pola
berupa puncak dan lembah, maka gelombang logitudinal
terdiri dari pola rapatan renggangan. Salah satu contoh
gelombang logitudinal adalah gelombang suara diudara,
udara sebagai medium perambatan gelombang suara,
merapat dan merenggang sepanjang arah rambat
gelombang udara.
Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat efek
fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi
elektron untuk melesit keluar dari orbitnya.
Pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie
menunjukkan nektron mempunyai sifat dualitas partikel
gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikel dua
gelombang.

Albert Einstein kemudian pada tahun 1926
membuat poslular berdasarka fotoelektrik, bahwa cahaya
tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai
sifat dualitas yang sama. Karya Albert Emstein dan
Mark Planck mendapat penghargaan nobel.
Jika gelombang datang terus menerus, gelombang
pantul juga akan menjadi terus menerus, gelombang
datang dan gelombang pantul akan berinterfrensi satu
sama lain. Bila kondisinya tepat akan terjadi gelombang
berdiri pada tali. Terjadinya gelombang berdiri ditandai
oleh kehadiran simup dan perut dalam medium tersebut.
Gelombang dicirikan oleh adanya panjang
gelombang (  ), frekuensi ( F ), dan kecepatan
gelombang ( V ), hubungan teoris antara frekunsi dasar
dan frekuensi harmonis diberikan oleh persamaan bentuk.
Fn = n . F1 → n = 1, 2, 3, ....
Fn adalah frekunsi harmonik ke-n, n Aadalah
bilangan bulat, n = 1 adlah bentuk frekunsi dasar F1, n =
2 adalah bentuk frekuensi harmonik kedua F2 dan
seterusnya.

2.6 Hambatan Listrik
Hambatan listrik adalah perbandingan
antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik
(misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.
Hambatan listrik yang mempunyai satuan Ohm dapat
dirumuskan sebagai berikut:
atau
di mana R adalah hambatan listrik (Ω), V adalah
tegangan (volt) dan I adalah arus listrik (A)
 Jembatan Wheatstone
Alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter
Christie pada 1833 dan meningkat kemudian
dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun
1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak
diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua
kali dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup
komponen diketahui kerjanya mirip dengan aslinya
potensiometer. Jembatan Wheatstone adalah suatu proses

menentukan nilai hambatan listrik yang presisi/tepat
menggunakan rangkaian Jembatan Wheatstone dan
melakukan perbandingan antara besar hambatan yang
telah diketahui dengan besar hambatan yang belum
diketahui yang tentunya dalam keadaan Jembatan disebut
seimbang yaitu Galvanometer menunjukkan pada angka
nol.
 Galvanometer
Alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur
kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil.
Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur
kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar,
karena komponen-komponen internalnya yang tidak
mendukung. Galvanometer bisa digunakan untuk
mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang
besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang
hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan
depan, sedangkan pada ampermeter disebut hambatan
shunt). Galvanometer terdiri atas sebuah komponen kecil
berlilitan banyak yang ditempatkan dalam sebuah medan
magnet begitu rupa sehingga garis-garis medan akan

menimbulkan kopel pada kumparan apabila melalui
kumparan ini ada arus.
Rangkaian Hambatan Listrik
Secara umum rangkaian hambatan dikelompokkan
menjadi rangkaian hambatan seri, hambatan paralel,
maupun gabungan keduanya. Untuk membuat rangkaian
hambatan seri maupun parallel minimal diperlukan dua
hambatan. Adapun, untuk membuat rangkaian hambatan
kombinasi seri-paralel minimal diperlukan tiga
hambatan. Jenis-jenis rangkaian hambatan tersebut
memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.
Oleh karena itu, jenis rangkaian hambatan yang dipilih
bergantung pada tujuannya.
1. Hambatan seri
Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berurutan
disebut hambatan seri. Hambatan yang disusun seri akan
membentuk rangkaian listrik tak bercabang. Kuat arus
yang mengalir di setiap titik besarnya sama. Tujuan
rangkaian hambatan seri untuk memperbesar nilai
hambatan listrik dan membagi beda potensial dari sumber
tegangan. Rangkaian hambatan seri dapat diganti dengan

sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti seri
(RS). Tiga buah lampu masing-masing
hambatannya R1, R2, dan R3 disusun seri dihubungkan
dengan baterai yang tegangannyaV menyebabkan arus
listrik yang mengalir I. Tegangan sebesar V dibagikan ke
tiga hambatan masing-masing V1, V2,dan V3.
RS = R1 + R2 + R3 + ... + Rn
Gambar 2.8 Hambatan seri
2. Hambatan Paralel
Dua hambatan atau lebih yang disusun secara
berdampingan disebut hambatan paralel. Hambatan yang
disusun paralel akan membentuk rangkaian listrik
bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur arus listrik.

Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah
hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel (RP).
Rangkaian hambatan paralel berfungsi untuk membagi
arus listrik. Tiga buah lampu masing masing
hambatannya R1, R2, dan R3 disusun paralel dihubungkan
dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus
listrik yang mengalir I.
2.7 Elektromaknet
Membuktikan ada listrik yang mengalir melalui
radiasi suatu benda.yang akhirnya terhantarkan ke loop.
Karena merasa belum puas, Hertz mencoba untuk
menghitung frekuensi pada loop. Ternyata frekuensi yang
dihasilkan sama dengan frekuensi pemancar. Ini artinya
listrik pada loop berasal dari pemancar itu sendiri.
Dengan ini terbuktilah adanya radiasi gelombang
elektromagnetik Maxwell. Percobaan Hertz ini juga
memicu penemuan telegram tanpa kabel dan radio oleh
Marconi. Rangkaian ini ada dalam kaca quartz untuk
menghindari sinar UV.

Macam Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik dibagi menjadi 7
bagian berdasarkan tingkat frekuensinya. Berikut ini
macam-macam gelombang elektromagnetik dari
frekuensi terendah sampai frekuensi tertinggi:
a. Gelombang Radio
Gelombang radio adalah gelombang yang
memiliki frekuensi paling kecil yang mana frekuensi
maksimalnya 109Hertz. Dalam kehidupan sehari-hari,
penggunaan terbanyak dalam komunikasi, penelitian luar
angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk
mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D
permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es
di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang
gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
b. Gelombang Mikro
Frekuensi gelombang ini berkisar antara 109hertz
sampai 3.1011hertz Penggunaannya terutama dalam
bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui
ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem
PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah
target dan refleksinya diukur untuk mempelajari
karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah

Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM)
Microwave Imager (TMI), yang mengukur
radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum
elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi
untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan
ntensitas hujan.
c. Sinar Inframerah
Sinar Inframerah banyak digunakan dibidang
kedokteran, seperti menghambat sel kanker. Selain itu,
juga digunakan di bidang industri, dan astronomi. Seperti
pemrotetan bumi oleh satelit. Selain itu juga digunakan
untuk mempelajari struktur molekul menggunakan
Spektroskop Inframerah.
d. Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet digunakan untuk pengenalan
unsur suatu bahan dengan teknik spektroskopi, Sinar
ultraviolet mampu merubah pro vitamin D menjadi
vitamin D.
e. Sinar-X
Dalam bidang kedokteran, sinar-X digunakan
untuk memotret bagian dalam tubuh, seperti tulang yang
patah. Dalam bidang industri sinar-X digunakan untuk
menemukan cacat pada bungkus logam. Pada bidang seni

sinar-X digunakan untuk melihat bagian dalam patung.
Dan dalam bidang fisika untuk mempelajari difraksi
pada struktur atom suatu bahan.
f. Sinar Gamma
Dalam pengontrolan, sinar ini dapat digunakan
untuk membunuh sel kanker, serta mensterilkan
peralatan rumah sakit. Seperti sinar-X, sinar gamma
juga bisa digunakan untuk meneliti cacat pada logam.
Modulasi Amplitudo (AM) Amplitudo gelombang radio
disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi dengan
frekuensi tetap.
Modulasi Frekuensi (FM) Frekuensi gelombang
radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi
dengan amplitudo tetap. Sistem FM lebih unggul
daripada AM karena FM dapat mengurangi desau akibat
kelistrikan diudara, walaupun jangkauannya terbatas
sekali.
Sumber Gelombang Elektromagnetik
1. Osilasi listrik.
2. Sinar matahari à menghasilkan sinar infra merah.
3. Lampu merkuri à menghasilkan ultra violet.

4. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada
keping logam à menghasilkan sinar X (digunakan untuk
rontgen).
5. Inti atom yang tidak stabil à menghasilkan sinar
gamma.
2.8 Kalorimeter
Kalor didefenisikan sebagai energi panas yang
ditimbulkan oleh suatu zat. Secara umum untuk
mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda
yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika
suhunya tinggi, maka kalor yang dikandung oleh suatu
benda juga tinggi. Begitu juga sebaliknya, juka suhunya
rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu
benda ( zat ) bergantung pada 3 faktor :
1. Massa zat
2. Jenis zat ( kalor jenis )
3. Perubahan suhu
Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m . c . T
Keterangan : Q = Kalor ( J )
m = massa benda ( Kg )
c = Kalor jenis ( J/KgoC )
T = Perubahan suhu ( oC )
Kalor dapat dibagi menjadi dua jenis :
1) Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
2) Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (
kalor laten ), persamaan yang digunakan ada 2
macam :
 Q = m . u
 Q = m . L
Bila benda yang suhunya lebih tinggi disatuka (
dicampurkan ) dengan benda yang suhunya lebih rendah,
kalor mengalir dari benda yang suhunya lebih rendah,
kalor mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi
kebenda yang suhunya lebih rendah. Menurut asas black
dianggap tidak lain dari pada hukum kekekalan energi.

Pengukuran kalorimetersuatu reaksi dilakukan
dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Ada
beberapa jenis kalorimeter : kalorimeter termos,
kalorimeter bom, kalorimeter thienman, dll. Klorimeter
yang sederhana dapat dibuat dari bejana plastik yang
ditutup rapat, sehingga bejana ini merupakan sistem yang
terisolasi. Cara kerjanya adalah sebelum zat-zat pereaksi
direaksikan didalam kalorimeter, terlebih dahulu suhunya
diukur dan usahakan agar masing-masing pereaksi ini
memiliki suhu yang sama. Setelah suhunya diukur kedua
larutan tersebut dimasukkan kedalam kalorimeter sambil
diaduk agar zat-zat bereaksi dengan baik kemudian suhu
akhir diukur.
Jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara
eksoterm, maka kalor yang timbul akan dibebaskan
kedalam larutan itu sehingga suhu larutan akan naik, dan
jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara
endoterm maka reaksi itu akan menyerap kalor dari
larutan itu sendiri. Sehingga suhu larutan akan turun
dengan perubahan suhu dan massa larutan, jadi :
Qreaksi = mlarutan . clarutan . T

Kalorimeter yang lebih teliti adalah yang lebih
terisolasi serta memperhitungkan kalor yang diserap oleh
perangkat kalorimeter. Jumlah kalor yang diserap atau
dibebaskan kalorimeter dapat ditentukan jika kapasitas
kalor dari kalorimeter diketahui. Dalam hal ini jumlah
kalor yang dibebaskan atau diserap oleh reaksi sama
dengan jumlah kalor yang diserap / dibebaskan oleh
larutan dalam kalorimeter, oleh karena energi tidak dapat
dimusnahkan atau diciptakan, maka :
Qreaksi = ( - Qkalorimeter – Qlarutan )
Pada percobaan menentukan kalor jenis logam
dengan menggunakan kalorimeter, kalorimeter diisi
dengan air. Benda yang kalor jenisnya hendak ditentukan
dimasukkan kedalam kalorimeter ( dicampurkan dengan
kalorimeter ). Bila benda yang hendak ditentukan
kalorjenisnya itu lebih tinggi suhunya dari pada
kalorimeter ( isinya ), benda tersebut memberikan kalor
pada kalorimeter. Akibatnya suhu kalorimeter beserta
isinya naik, sedangka suhu benda yang dimasukkan
kedalam kalorimeter turun. Suhu akhir benda dan
kalorimeter menjadi sama.

Misalnya massa benda yang hendak ditentukan
kalor jenisnya itu mb, kalor jenisnya cb, suhu awalnya ,
massa kalorimeter mk, kalor jenisnya ck, massa
pengaduk mp, kalor jenisnya cp, massa air didalam
kalorimeter ma, kalor jenis ca, suhu awal kalorimeter dan
isinya o, dan o  . Setelah benda dan kalorimeter
dicampurkan, misalnya suhu akhir menjadi a. Suhu
kalorimeter beserta isinya naik sebesar (  - a ), jadi
kalorimeter beserta isinya menerima kalor sebesar.
Qk = ( mk . ck + ma . ca ) ( a - o )
Benda yang kalor jenisnya hendak ditentukan
memberikan kalor sebesar.
Qb = mb . cb (  - a )
Dari hukum kekekalan energi ( asas black ) Qk =
Qb . Maka cb dapat di hitung jika besarn-besaran lain
diketahui atau dapat diukur.
Beberapa jenis kalorimeter, yaitu :
 Kalorimeter Alumunium

 Kalorimeter Elektrik (digunakan untuk
mengukur kalor jenis zat cair)
 Kalorimeter gas
 Kalorimeter bom
Gambar 2.9 Kalorimeter
http://encrypted-tbn2.gstatic.com

Bab ii

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (11)

Similar to Bab ii

Similar to Bab ii (20)

More from fajar shiddiq

More from fajar shiddiq (6)

Bab ii