KUMPULAN SOAL 5.
GETARAN DAN GELOMBANG
1) Mesin sebuah motor suatu saat berputar pada 1500 rpm. Berapa hertz kah ini?
2) Sebuah pegas bergetar dengan frekuensi 0,5 Hz. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 30 getaran?
3) Sebuah mesin jahit bisa menusukkan jarumnya sebanyak 15 kali dalam 2 sekon. Tentukan frekuensi dan periodanya. Jika pada kain yang dijahitnya jarak antar lubang tusukan jarum adalah 3 mm, tentukan kelajuan bergesernya kain selama dijahit.
4) Seorang anak sedang bermain ayunan. Dia mulai bergerak dari ujung belakang. Ketika waktunya 313menit dia meloncat dari ayunan, yaitu pada saat ayunan berada di ujung depan untuk yang ke101 kalinya. Tentukan frekuensi ayunan tersebut.
5) Sebuah pegas yang dibebani massa m bergetar dengan frekuensi f= 2Hz. Jika bebannya dijadikan 4 kali semula, tentukan frekuensinya!
6) Sebuah bandul yang panjangnya l bergetar dengan frekuensi perioda T =0,5 s. Tentukan panjang bandul agar periodanya menjadi tiga kali semula.
7) Sebuah balok bermassa 2,5 kg berada pada permukaan yang licin terhubungkan dengan pegas (k= 1,6 N/m). Jika pegas ditarik sejauh 5 cm dari posisi kestimbangan dan kemudian dilepaskan, tentukan
a) Frekuensi getaran yang terjadi
b) Energi total getaran
c) Kelajuan balok ketika berada di titik yang berjarak 2,5 cm dari titik setimbang.
8) Sebuah getaran selaras dinyatakan dalam persamaan ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=3sin05,021ππty dengan y dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan
a) Perioda getaran tersebut
b) Simpangan, kecepatan dan percepatan pada saat t=2sekon
9) Seorang peselancar ketika diam di laut dia merasakan gelombang laut melaluinya setiap 10 sekon. Jika dia mengayuh papan selancarnya sehingga bergerak dengan kecepatan 2 m/s searah dengan gelombang laut dia merasakan gelombang laut melaluinya setiap 12 sekon. Tentukan frekuensi, panjang gelombang dan kecepatan gelombang laut tersebut!
10) Jika kita berada di luar sebuah ruangan, kita masih dapat mendengar suara orang berbicara di dalam ruangan tersebut yang pintunya terbuka meskipun kita tidak melihat orang yang berbicara. Jelaskan mengapa hal ini dapat terjadi!
11) Sebuah gelombang transversal memiliki periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, hitunglah cepat rambat gelombang itu!
12) Gelombang suara di udara mempunyai frekuensi 300 Hz dan merambat dengan laju 330 m/s. Berapakah jarak antar puncak gelombang?
13) Pada jarak 4m dari pengeras suara, terdengar suara dengan intensitas 1,6 x 10-4 W/m2. Hitunglah intensitas bunyi ini pada jarak 10m dari pengeras suara tersebut!
14) Pada jarak L dari sebuah pengeras suara terdengar suara dengan tingkat intensitas 4 dB. Berapa pengeras suara yang sejenis harus ditambahkan agar tingkat intensitasnya menjadi 5 dB?
15) Sebuah mobil polisi membunyikan sirene dengan frekuensi f0. Kelajuan bunyi di udara diam adalah v0 sehingga panjang gelombangnya jika tidak ada gerak adalah λ0. Jika mobil polisi tersebut diam sedangkan pengamat bergerak terhadap pengamat besaran apa saja yang berubah dan apa yang tetap? Jelaskan! Jika mobil polisi yang bergerak terhadap pengamat sedangkan pengamat diam, besaran apa saja yang berubah dan apa saja yang tetap? Jelaskan!
16) Sebuah mobil ambulans yang sedang diam membunyikan sirene dengan frekuensi 440 Hz. Kelajuan bunyi di udara adalah 330 m/s. Jika seorang pengamat bergerak dengan kelajuan 30m/s meninggalkan mobil ambulans tersebut, tentukan :
a) panjang gelombang bunyi
b) kelajuan bunyi relatif terhadap pengamat
c) frekuensi bunyi yang terdengar pengamat
17) Cepat rambat gelombang seismik pada pada lapisan batuan tertentu adalah 2000 m/s. Untuk mengetahui ketebalan lapisan tersebut dinamit diledakkan di suatu titik di bagian atas lapisan tersebut kemudian sinyal pantul ditangkap di titik yang lain. Jika jarak antara titik peledakan dan titik tempat sinyal ditangkap adalah 400m dan selangwaktu antara peledakan dinamit dan penangkapan sinyal adalah 0,25 s, tentukan ketebalan lapisan batuan tersebut.
Tugas: No. 4, 7, 14, 16

Read More

Albert Einstein, Ilmuwan Terbesar Abad 20

Albert Einstein (14 Maret 1879–18 April 1955) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika Teoretis".

Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.

Pada tahun 1999, Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama "Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain, dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang.

Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein.

Biografi

Masa muda dan universitas

Einstein dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholik dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.

Pada umur lima tahun, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa sesuatu di ruang yang "kosong" ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut; dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslexia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya (diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan untuk teori relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan berpikir dalam tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu mengembangkan kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang belakangan ini, tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom Asperger, sebuah kondisi yang berhubungan dengan autisme.

Einstein mulai belajar matematika pada umur dua belas tahun. Ada gosip bahwa dia gagal dalam matematika dalam jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak benar; penggantian dalam penilaian membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua pamannya membantu mengembangkan ketertarikannya terhadap dunia intelek pada masa akhir kanak-kanaknya dan awal remaja dengan memberikan usulan dan buku tentang sains dan matematika.

Pada tahun 1894, dikarenakan kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari Munich ke Pavia, Italia (dekat kota Milan). Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.

Kegagalannya dalam seni liberal dalam tes masuk Eidgenössische Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss Federal, di Zurich) pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh keluarganya dikirim ke Aarau, Swiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya, di mana dia menerima diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar di Eidgenössische Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas kewarganegaraan Württemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.

Pada 1898, Einstein menemui dan jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang merupakan teman kelasnya (juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia diberikan gelar untuk mengajar oleh Eidgenössische Technische Hochschule dan diterima sebagai warga negar Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein mendiskusikan ketertarikannya terhadap sains kepada teman-teman dekatnya, termasuk Mileva. Dia dan Mileva memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir dalam bulan Januari tahun 1902. Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap tidak legal karena orang tuanya tidak menikah.

Kerja dan Gelar Doktor

Pada saat kelulusannya Einstein tidak dapat menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda yang mudah membuat marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya mendapatkan pekerjaan sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss pada tahun 1902. Di sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat yang memerlukan pengetahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya aplikasi dibanding dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana "menjelaskan dirinya secara benar". Dia kadang-kadang membetulkan desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.

Einstein menikahi Mileva pada 6 Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang matematikawan. Pada 14 Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert Einstein, lahir. Pada 1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi tetap. Dia mendapatkan gelar doktor setelah menyerahkan thesis "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen" ("On a new determination of molecular dimensions") pada tahun 1905 dari Universitas Zürich.

Di tahun yang sama dia menulis empat artikel yang memberikan dasar fisika modern, tanpa banyak sastra sains yang dapat ia tunjuk atau banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang teorinya. Banyak fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentang gerak Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade.

Dia menyerahkan thesis-thesisnya ke "Annalen der Physik". Mereka biasanya ditujukan kepada "Annus Mirabilis Papers" (dari Latin: Tahun luar biasa). Persatuan Fisika Murni dan Aplikasi (IUPAP) merencanakan untuk merayakan 100 tahun publikasi pekerjaan Einstein di tahun 1905 sebagai Tahun Fisika 2005.

Gerakan Brown

Di artikel pertamanya di tahun 1905 bernama "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid", mencakup penelitian tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga kontroversial.

Sebelum thesis ini, atom dikenal sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan kimiawan berdebat dengan sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang nyata. Diskusi statistik Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku eksperimen sebuah cara untuk menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop biasa. Wilhelm Ostwald, seorang pemimpin sekolah anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld bahwa ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan Brown.

Read More