Paradoks kembar

Paradoks kembar merupakan salah satu paradoks yang paling terkenal di dunia, khsusnya bagi yang suka mengikuti perkembangan fisiska. Paradoks ini muncul dari kasus dua orang yang kembar dimana salah satunya melakukan perjalanan ruang angkasa dan setelah pulang mendapati saudaranya yang tetap di bumi lebih tua.

Paradoks kembar menggambarkan dua orang yang sama persis atau kembar, kemudia salah satu dari mereka memutuskan  untuk melakukan perjalanana ruang angkasa dengan pesawat yang memiliki kecepatan menghampiri kecepatan cahaya. kemudian setelah beberapa tahun saudara yang melakukan perjalanan ruang angkasa kembali kebumi dan mendapati saudaranya yang tinggal di bumi lebih tua dari dirinya.

Dalam teori relativitas sebuah benda yang mengalami percepatan dan perlambatan yang melaju dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya akan merasakan waktu yang lebih lama dari pada yang tidak mengalami percepatan atau perlambatan.

kembali ke malasah orang kembar tadi, menurut mereka berdua yang bergerak adalah saudara mereka, misalnya yang menaiki roket tadi menganggap bahwa yang bergerak adalah sudaranya yang tinggal dibumi, begitu juga sebaliknya. tetapi pada kenyataannya saudara yang menaiki pesawat ruang angkasa lah yang bergerak dan yang mengalami percepatan dan perlambatan, ini terjadi ketika dia berangkat maka acuannya dia mengarah keatas, dan pada saat kembali pesawat tersebut acuannya ke bawah, sehingga sesuatu yang mengalami perubahan acuan pasti mengalami perlambatan dan percepatan. kesimpuannya saudara yang menaiki pesawat ruang angkasalah yang merasakan waktu berjalan lebih lambat, sehingga semua oragan tubuhnya juga akan bekerja lebih lambat, sehingga penuaanya pun akan lebih lambat. oleh karena itu saudara yang lebih tua adalah saudara yang tinggal dibumi

Gaya Coulomb

Gaya coulomb adalah gaya yang terjadi akibat interaksi paritikel-partikel bermuatan. Gaya coulomb berbeda dengan gaya gravitasi yang hanya tarik-menarik, gaya coulomb juga bisa tolak menolak. Gaya coulomb dapat tarik menarik jika kedua partikel bermuatan berbeda atau berlawanan, dan akan tolak-menolak jika partikel-partikel tersebut memiliki muatan yang sama atau sejenis.

partikel dapat dikatakan bermuatan positif jika terdapat lebih banyak proton dari pada elektron, sehingga partikel itu lebih bermuatan positif, begitu juga sebaliknya. Rumus gaya coulomb adalah sebagai berikut :

dimana :

1. F merupakan gaya coulomb
2. k adalah konstanta : 9 x 10 9 Nm2/C2
3. q_{1 ,} q₂   adalah muatan dari masing-masing benda
4. r adalah jaraj antara dua partikel

Gaya coulomb akan semakin besar jika muatan masing-masing partikel semakin besar dan akan semakin kecil jika jarak antara kedua partikel semakin kecil.

Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi adalah gaya tarik menarik antara dua benda. Pada prinsipnya, gaya gravitasi akan semakin kuat jika kedua benda tersebut semakin dekat. Gaya gravitasi bukan hanya di pengaruhi oleh jarak antar dua benda tersebut, tetapi juga dipengaruhi oleh masa masing-masing benda. semakin besar benda yang saling berinteraksi maka gaya gravitasi akan semakin besar.

Gaya gravitasi juga mengakibatkan bumi kita ini berputar mengelilingi matahari. Jadi bumi mengelilingi matahari karena adanya gaya tarik menarik antara bumi dan matahari. Rumus dari gaya gravitasi adalah sebagai berikut :

dimana :

1. F merupakan gaya gravitasi 
2. G adalah konstanta gravitasi 6,67 x 10^-11 m³/kg.s² 
3. M dan m adalah masa benda
4. r adalah jarak antara dua benda

Energi Nuklir

Energi merupakan sesuatu yang sangat penting pada kehidupan sehari-hari, karena enrgi merupakan sesuatu yang sangat dibutuhkan oleh manusia. sumber energi yang banyak digunakan di dunia adalah sumber energi dari bahan bakar fosil, seperti minyak gas dan batu bara.

Salah satu sumber energi yang perlu dipertimbangkan untuk dikembangkan adalah energi nuklir. Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan inti atom ( reaksi fisi ) atau berasal dari rekasi penggabungan inti atom ( reaksi fusi ). Namun saat ini yang bisa dikembangkan untuk menjadi sumber energi adalah rekasi fisi karena pada rekasi fusi teknologi yang ada sekarang belum cukup mendukung. Kendala yang dihadapi untuk membangun reaktor fusi adalah untuk mendapatkan suhu yang sangat tinggi. 

keuntungan dari energi nuklir tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca dan juga lebih murah untuk dikembangkan. Namun kekurangannya adalah bahwa untuk mengembangkan energi nuklir harus memiliki kesiapan dalam pengawasan. Jika rektor bocor maka dapat mengakibatkan radiasi yang dapat membunuh makhluk hidup.

Gerak Bolak Balik

Getaran merupakan gerak bolak balik di sekitar titik kesetimbangan. jadi setiap benda yang bergetar selalu melewati titik sesetimbangannya. Titik keseimbangan pada benda yang bergetar adalah suatu titik dimana pada saat itu, gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Pada getaran terdapat beberapa istilah sebagai berikut :

• frekuensi : jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik
• periode : waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu kali getaran. Satu kali getaran adalah jika benda tersebut bergerak kemudian kembali lagi ketempat awal.
• amplitudo : simpangan terbesar yang ada pada suatu getaran

Hubungan antara frekuensi dan getaran adalah berbanding terbalik. sehingga jika frekuensi suatu benda semakin besar maka periode benda akan semakin mengecil. Dalam kehidupan sehari-hari, contoh dari getaran adalah gerakan bandul pada jam.

Gelombang Elektromaknetik

Gelombang elektromaknetik adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya, sehingga gelombang elektromaknetik dapat di masukan kedalam kelompok gelombang logitudinal. salah satu contoh gelombang elektromaknetik adalah cahaya, cahaya yang di pancarkan matahari sebenarnya adalah gabungan dari beberapa gelombang elektromaknetik yang memiliki frekuensi berbeda-beda.

Dalam perambatannya gelombang elektromaknetik tidak memerlukan medium untuk merambat sehingga dapat merambat di ruang hampa sekalipun seperti ruang angkasa. Gelombang elektromaknetik yang dapat merambat diruang hampa berbeda dari sifat gelombang kebanyakan dimana biasanya gelombang memerlukan medium untuk merambatnya.

Kecepatan merambat dari gelombang elektromaknetik diruang hampa adalah 300.000.000 meeter perdetik. kecepatan rambat gelombang elektromaknetik luar biasa kecepatanya sehingga seberkas cahaya yang berasal dari matahari untuk sampai kebumi hanya memerlukan waktu sekitar 8,3 menit. 

Gelombang elektromaknetik banyak digunakan di zaman sekarang, misalnya untuk berkomunikasi melaui telpon genggam menggunakan gelombang elektromaknetik, sehingga gelombang elektromaknetik tidak bisa dilepaskan peranannya dari kehidupan sehari-hari.

Percepatan

Percepatan suatu benda sangat mempengaruhi kecepatan suatu benda. Percepatan suatu benda dapat dipengaruhi oleh gaya external yang bekerja pada benda tersebut, misalnya saja gaya dorong ataupun gaya gesek benda tersebut. 

Percepatan suatu benda dapat dibagi menjadi dua bentuk yaitu percepatan rata-rata dan percepatan seasaat. Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan benda dibagi dengan selang waktu, sedangkan perceptan sesaat adalah percepatan suatu benda pada saat waktu tertentu 

Percepatan merupakan sebuah besaran vektor karena memiliki besaran dan arah, salah satu contoh Percepatan adalah percepatan gravitasi bumi yang biasanya di notasikan sebagai g. Besar percepatan gravitasi bumi adalah beraneka ragam pada berbagai tempat di permukaan bumi, tetapi pada tempat yang relatif dekat dengan permukaan bumi gravitasi besarnya rata-rata 9.8 meter per sekon kuadrat.

itulah sekilas tentang perceptan yang merupakan suatu penyebab pergerakan benda, semoga artikel yang singkat ini dapat bermanfaat.

Gerak Benda

Gerak lurus benda pada satu dimensi dapat dibagi dua yaitu gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan, kali ini kita akn lebih membahas tentang gerak lurus berubah beraturan, tetapi yang arahnya vertikal.  Pada gerak lurus berubah beraturan ini dapat di bagi tiga yaitu gerak benda jatuh bebas, gerak vertikal keatas dan gerak vertikal kebawah.

a. Gerak jatuh bebas

Gerak benda jatuh bebas adalah gerakan benda yang vertikal kebawah namun tidak mempunyai kecepatan awal, atau dengan kata lain kecepatan awalnya sama dengan nol

b. Gerak benda vertikal ke bawah

Pada gerak ini benda yang sedang jatuh kebawah tetapi memiliki kecepatan awal yang searah dengan arah perceoatan gravitasi

c. Gerak benda vertikal keatas

Pada gerak ini benda bergerak vertikal keatas sehingga memiliki keceptan yang arahnya berlawanna dengan arah percepatan gravitasi bumi.

Jenis Tumbukan

Jika kita sedang membahas momentum, seringkali kita juga akan membahas tentang tumbukan. sebuah sistem partikel yang mengalami tumbukan akan berutukar momentum antar benda dan juga akan terjadi erpindahan energi antar partikel.

Ada satu konsep tentang perubahan momentum yang biasanya disebut sebagai implus. Dalam teorema implus dan  momentum jika impuls yang diberikan kepada suatu pada saat berinteraksi (baik tumbukan ataupun ledakan) adalah sama dengan perubahan momentum benda itu, yaitu momentum awal dikurangi momentum akhir.

Tiga jenis Tumbukan dalam momentum :

1. Tumbukan lenting sempurna 

Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi dan juga hukum kekekalan momentum. Sehingga pada tumbukan ini koefisien restitusinya sama dengan 1.

2. Tumbukan lenting sebagian 

Pada tumbukan lenting sebagian yang berlaku hanya hukum kekekalan momentum pada sistem sedangkan hukum kekekalan energi pada sistem tidak kekal, sehingga energi yang hilang berubah menjadi energi panas kepada lingkungan. Pada tumbukan lenting sebagian koefisien restitusi berada diantara 0 sampai 1 tetapi bukan nol dan bukan satu.

3. Tumbukan tak lenting sama sekali 

Pada tumbukan tak lenting sama sekali sama seperti tumbukan lenting sebagian yang berlaku hanya kekekalan momentum. kedua benda yang bertumbukan akan bersatu dan akan memiliki kecepatan yang sama.koefisien restitusi sama dengan 0. 

rumus koefisien restitusi

Energi Mekanik

energi mekanik pada suatu sistem biasnya terdiri dari energi kinetik dan energi potensial. energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena benda tersebut sedang bergerak. energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena keadaan benda tersebut, biasanya karena benda tersebut berada di ketinggian tertentu sehingga memiliki energi potesial

 

energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan kecepatan suatu benda sehingga  semakin cepat pergerakan suatu benda maka energi kinetiknya akan semakin besar.  begitu pula dengan momentum suatu benda, jika momentum suatu benda besar maka energi  kinetiknya juga akan besar

rumus energi kinetik adalah sebagai berikut 

 

dimana p adalah momentum, v adalah kecepatan dan m adalah massa benda.

energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena keadaannya, misalnya karena  ketinggiannya. biasanya yang menjadi acuan adalah permukaan bumi, sehingga semakin tinggi benda tersebut dengan permukaaan bumi maka semakin besar pula energi potensialnya.

 

rumus energi potensial adalah sebagai berikut :

 

dimana h adalah ketinggian dan m adalah massa benda dan g adalah percepatan gravitasi dimuka bumi

Momentum

Momentum bisa diartikan sebagai efek merusak dari suatu benda. Di dunia ini hampir semua benda yang bergerak memiliki momentum. Misalnya sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan v maka akan memiliki momentum p = mv dimana m merupakan masa dari benda yang bergerak tersebut.

Salah satu contoh partikel yang tidak memiliki momentum adalah foton. Foton tidak memiliki momentum karena massa dari foton adalah nol meskipun kecepatan dari foton sangat besar yakni sama dengan kecepatan cahaya.

jika dua benda bertumbukan maka akan terjadi hukum kekekalan momentum. momentum sistem yang terjadi harus kekal maksudnya momentum sebelum dan sesudah tumbukan akan sama namn kecepatan benda mungkin saja akan berubah.

momentum suatu benda dirumuskan sebagai berikut :

Di mana p adalah momentum benda (satuannya kg m/s) dan m adalah massa benda (satuannya kg) dan v adalah keceptan benda bergerak (satuannya m/s).

Gaya

Gaya merupakan salah salah satu penyabab pergerakan benda, jika suatu benda setimbang dikenai sutau gaya maka kemungkinan besar dia akan bergerak dan meninggalkan keadaan kesetimbangannya

Dikehidupan sehari-hari banyak ditemui gaya, misalnya gaya berat, gaya tegang tali, gaya listrik  dan gaya lain2nya. Semua gaya di alam semesta saling berinteraksi dan menimbulkan pergerakan pada suatu benda.

hukum newton ada tiga jenis :

1.  benda akan berada dalam keadaan setimbang jika resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol

benda akan berada dalam keadaan setimbang maksudnya benda akan bergerak lurus beraturan atau akan diam  jika resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol

2.  sebuah benda yang dikenai gaya maka gaya tersebut akan  sebanding dengan percepatannya

           

dua benda jika dalam percepatan yang sama tetapi masanya berbeda ( masa benda yang satu lebih besar (dari pada masa benda yang satunya ) maka diperlukan  gaya yang leih besar agar benda yang bermasa lebih besar  memiliki percepatan yang sama dengan benda yang bermasa lebih kecil

sebuah benda jika gaya yang dikenai padanya ditambah     besarnya maka perceoatannya akan bertambah besar pula. sehingga dapat dikatakan bahwa percepatan suatu benda  berbanding lurus dengan besarnya gaya tersebut

3.  gaya aksi reaksi

            

sebuah benda yang dikenai(aksi) suatu gaya maka akan menimbulkan gaya reaksi yang akan memiliki besarnya sama seperti gaya aksi tetapi berlawanan arah

fisika kuantum

fisika kuantum adalah ilmu yang mempelajari tentang fenomena yang terjadi dalam tataran mikro. Fisika kuantum baru muncul pada awal abad ke 20 dan sampai sekarang sangat berkembang pesat.

didalam fisika kuantum dibahas berbagai masalah mendasar, mulai dari inti atom sampai ke tingkat partikel yang mendasar.

pada awalnya orang mengira partikel yang terkecil dialam semesta ini adalah atom, namun setelah thomson menemukan elektron yang artinya menemukan sesuatu yang lebih kecil dari atom. kemudian rutherford menemukan inti atom sehingga gugurlah teori yang menyatakan atom tidak bisa dibagi-bagi lagi.

penemuan yang dicapai oleh kedua orang itu belumlah sempurna mengenai atom, tetapi mereka membuka peluang untuk berkembangnya cabang ilmu fisika baru yaitu fisika kuantum, ditambah lagi penemuan terbaru oleh bohr teori tentang atom hedrogen yang menambah pesat perkembangan ilmu fisika kuantum.

sekarang fisika kuantum sangat penting untuk menjelaskan tentang asal usul alam semesta, sehingga banyak orang yang tertarik untuk mendalami fisika kuantum terutama yang berhubungan dengan experimen fisika kuantum.

Kecepatan, percepatan, dan jarak

sebuah benda dikatakan bergerak jika benda tersebut sedang berpindah dari satu titik ke titik lainya terhadap titik acuan tertentu. Di dunia ini semua benda bergerak relatif terhadap benda lainnya walaupun benda tersebut diam terhadap suatu benda yang lain. 

kecepatan rata-rata suatu benda dapat dinyatakan sebagai perpindahan posisi suatu benda dibagi selang waktu perpindahan benda tersebut. sedangkan percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan terhadap selang waktu.

di dalam fisika klasik, terdapat beberapa rumus untuk menghitung jarak kecepatan dan percepatan. gerak benda dibagi menjadi dua, yaitu gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. berikut rumus-rumusya :

dimana s adalah jarak dan t adalah waktu sedangkan v adalah kecepatan, selain gerak lurus beraturan gerakan benda yang dipelajari difisika adalah gerak lurus berubah beraturan, berikut rumus-rumusnya

 

itulah rumus-rumus pada gerak benda yang bergerak secara linier, di lain kesempatan kita akan bahas gerak benda yang merupakan variasi dari gerak linier, dan beberapa contoh soal, terima kasih