Pages

Hukum ke-1 Newton ( First Newton's Laws )

Pada pembahasan ini kita akan meninjau gerak benda disertai dengan penyebab gerak benda tersebut yang dinamakan gaya. Gaya (force; simbol: F) dalam fisika dapat difinisikan sebagai pengaruh apapun yang dapat menyebabkan benda mengalami perubahan kecepatan, perubahan arah, maupun perubahan bentuk. Gaya merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan juga arah.

Pada abad ke-17, Isaac Newton mengajukan tiga buah hukum yang dapat menjelaskan kenapa benda dapat bergerak. Ketiga hukum ini kemudian dikenal dengan "Newton's three laws of motion" atau kita kenal dengan hukum gerak Newton. Newton menjelaskan ketiga hukum tentang gerak dalam bukunya yang berjudul "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis" pada tahun 1686.

Pada pembahasan kali ini kita akan fokuskan ke hukum pertama Newton tentang gerak. Hukum pertama Newton menyatakan sebagai berikut:

An object at rest stays at rest and an object in motion stays in motion with the same speed and in the same direction unless acted upon by an unbalanced force.


"Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan dan arah yang tetap (bergerak lurus beraturan) kecuali jika dipaksa untuk mengubah keadaan tersebut oleh gaya - gaya yang berpengaruh padanya."

Jadi ketika gaya yang berkerja pada benda seimbang (resultan gayanya sama dengan nol atau ), maka keadaan benda akan ada dua kemungkinan:
1. Benda akan diam ( kecepatan sama dengan nol), atau
2. Benda akan bergerak lurus beraturan (kecepatan sama dengan konstan).

Perilaku benda yang cenderung mempertahankan keadaan semula ini dikenal dengan istilah inersia. Oleh karena itu hukum ke-1 Newton tentang gerak ini dikenal dengan hukum Inersia. Sebagai contoh, ketika Anda duduk di kursi mobil yang sedang diam. Kemudian tiba - tiba mobil digerakan ke depan, maka tubuh Anda akan terdorong ke belakang. Begitu pula ketika mobil sedang bergerak, tiba - tiba mobil di rem. Maka tubuh Anda akan terdorong ke depan. Oleh karena itu, pada kursi mobil dipasang sabuk pengaman. Gunanya adalah untuk menahan tubuh Anda apabil mobil di rem mendadak. Selain itu, pada bagian atas jok dipasang sandaran kepala sebagai pengaman kepala apabila terjadi tabarakan dari belakang mobil.
Apabila ada pengaruh gaya luar yang menyebabkan resultan gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol, maka benda akan berubah kecepatannya (ini akan dipelajari pada pembahasan: Hukum Ke-2 Newton Tentang Gerak)
Read More … Hukum ke-1 Newton ( First Newton's Laws )

Free Fall (Gerak Jatuh Bebas)

Free Fall dalam bahasa kita kenal adalah gerak jatuh bebas. Gerak jatuh bebas??? apakah itu? hmmmmmmm......... kita liat dulu deh ilustrasi berikut ini.



 

Nah,, perhatikan gambar di atas!!! Disana ada gambar bola kecil dan gajah jatuh dari suatu tempat yang memiliki ketinggian h... Whuuaaahhh..... ga kebayang pas jatohnya gajah,, ckckckck... pasti bikin bumi bergetarrrrasanya.... hehehe..... Eits tapi perhatikan,, pada gambar keduanya tidak ada hal apapun yang mendorong atopun sesuatu yang bikin dia jatoh... Lalu?

Yupz,, kedua benda itu menunjukkan klo dia bergerak dengan jatuh bebas... Why?? Because... kedua benda itu jatuh bebas alias tidak ada suatu benda atau apapun yang memaksa dia jatuh ke bawah selain gaya gravitasi bumi.. Hmmm....... dengan kata lain juga,, benda yang jatuh tanpa diberi kecepatan awal padanya dari suatu ketinggian tertentu dinamakan jatuh bebas alias bebas dari tangan2 yang jahil yang mau isengin jorokin dia dari gedung paling tinggi... hihihihi...........  Dia jatuh karena bumi ini memiliki gaya gravitasi yang mampu mengikat atau menarik benda-benda yang ada di seluruh bumi agar tetap berada di permukaan bumi. Makanya kita semua bisa jatoh (selama masih berada pada medan gravitasi bumi).


OKEY... secara ilmiahnya akan dibahas nih,, oleh profesor Mbot berikut ini!!!
Prof.Mbot... Baiklah adik-adik semuanya,, kita pertama akan membahas dulu dari penyebab benda tersebut bergerak.Satu hal yang harus kita perhatikan ketika dalam pembahasan kita adalah kita akan mengabaikan gaya gesek udara. Ya.. tiada tujuan lain..selain biar gampang men... Untuk  gaya gesek udara yang tidak diabaikan kita akan pelajari nanti.
Kawan - kawan masih inget ngga dengan gerak lurus berubah beraturan... Sebenarnya gerak jatuh bebas ini sama saja dengan prinsip gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Hanya saja pada gerak jatuh bebas arah geraknya vertikal (dari atas ke bawah). Karena benda dibiarkan jatuh begitu saja, maka tidak ada kecepatan awal yang bekerja pada benda. Maka, yang mempengaruhi benda bergerak ke bawah adalah karena percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s^2). Artinya, dalam satu sekon benda mengalami perubahan kecepatan sebesar 9,8 m/s.  
Free fall describes any motion of a body where gravity is the only or dominant force acting upon it, at least initially. Since this definition does not specify velocity, it also applies to objects initially moving upward. Although strictly the definition excludes motion of an object subjected to other forces such as aerodynamic drag, in nontechnical usage falling through an atmosphere without a deployed parachute or lifting device is also referred to as free fall.
Nah karena kecepatan awalnya sama dengan nol,, jadi benda itu termasuk gerak jatuh bebas. Sehingga persamaanya adalah:






apabila kita ingin mengetahui selang waktu benda sampai ke lantai:




Kecepatan benda sesaat sebelum menyentuh lantai:







Kalau masih penasaran coba saja lakukan percobaan sederhana berikut:
Alat yang diperluka:
1. Sebuah buku, penghapus, bola, atau apa saja yang bisa dijatuhkan.. asal jangan piring, gelas, laptop, dsb yang membahayakan.. he he
2. Penggaris (alat ukur panjang)
3. Stopwatch
Langkah Percobaan
1. Ambilah benda yang akan kita jatuhkan (kita ambil contoh penghapus).
2. Tentukan ketinggian dari lantai dimana penghapus itu akan kita jatuhkan.
3. Setelah ketinggiannya ditentukan, jatuhkan penghapus itu dari tempat yang telah ditentukan tadi. Ingat bahwa benda harus jatuh bebas jadi tidak boleh ada dorongan dari tangan kita, biarkan benda itu jatuh dengan bebas)
4. Bersamaan dengan kita menjatuhkan penghapus, nyalakan stopwatch sebagai dimulainya penghitungan waktu.
5. Matikan stopwatch saat penghapus tepat menyentuh lantai. Bacalah hasil pengukuran pada stopwatch tersebut.
6. Bandingkan hasil experiment kita tadi dengan hasil perhitungan dengan rumus. Berikan kesimpulan anda.
7. Supaya lebih yakin lakukanlah percobaan tersebut beberapa kali.

Walaupun percobaan kita sangat sederhana tapi mudah-mudahan menjadi dasar bagi perkembangan ilmu pengetahuan di negera kita. Mulailah dari hal yang kecil. Seorang ilmuwan terkemuka Sir Isaac Newton menemukan Hukum Gravitasi universal terinspirasi dari aple yang jatuh bebas dari pohonya.
Newton himself often told the story that he was inspired to formulate his theory of gravitation by watching the fall of an apple from a tree.
Read More … Free Fall (Gerak Jatuh Bebas)

Titik Acuan, Posisi, Gerak, dan Lintasan Benda

Titik acuan meruapakn titik dimulainya suatu pengukuran atau suatu titik yang menjadi standar perhitungan terhadap benda yang akan ditinjau. Misalkan jarak papan tulis adalah 2 meter dari pintu. Dengan demikian, yang menjadi titik acuannya adalah pintu dan yang ditinjaunya adalah papan tulis. Akan menjadi rancu apabila kita tidak menyebutkan suatu acuan, misalnya jarak papan tulis itu adalah 2 meter. Jarak papan tulis itu diukur dari mana. Membingungkan bukan?
Posisi adalah letak suatu benda pada suatu waktu tertentu terhadap suatu acuan tertentu.

Misalkan titik acuan pada garis bilangan berikut ini adalah titik O. Maka kita dapat menyatakan posisi titik - titik lainnya dengan menggunakan tanda positif untuk yang disebelah kanan titik acuan dan tanda negatif di sebelah kiri titik acuan. Contoh: posisi A adalah +2 dan posisi D adalah -4.
 Sedangkan bila titik C sebagai titik acuan, maka posisi A adalah +5 dan posisi D adalah -1. 
Gerak benda adalah perubahan posisi dari suatu benda pada waktu tertentu terhadap titik acuan tertentu. Suatu benda dapat dikatakan bergerak apabila posisi benda senantiasa berubah terhadap suatu acuan tertentu. 

Misalkan dua orang siswa pergi dari sekolah dengan menggunakan sepeda. Maka dua orang siswa tersebut dapat dikatakan bergerak terhadap sekolah karena terjadi perubahan posisi kedua orang tersebut terhadap titik acuan (sekolah). Tetapi apabila yang menjadi titik acuannya adalah sepeda, maka kedua siswa tersebut dikatakan tidak bergerak terhadap sepeda karena tidak terjadi perubahan posisi terhadap titik acuan (sepeda). Dengan demikian gerak benda ini bersifat relatif tergantung titik acuan yang dipakai.
Lintasan Gerak Benda adalah titik - titik posisi yang dilalui oleh suatu benda yang bergerak. Lintasan gerak benda ini dapat berbentuk lurus, parabola, ataupun berbelok.
Read More … Titik Acuan, Posisi, Gerak, dan Lintasan Benda

Jarak dan Perpindahan

Jarak dan perpindahan merupakan dua kuantitas yang terlihat sama sebelum kita mengenal definisi atau arti yang jelas. Oleh karena itu, kita mulai pembahasan mengenai jarak dan perpindahan ini dari definisi kedua besaran tersebut.
  
Jarak (distance) didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh partikel selama melakukan geraknya. Jarak merupakan besaran skalar. Biasanya diberi simbol dengan hurup d atau s

Perpindahan didefinisikan sebagai sejauh mana perubahan posisi partikel dari suatu titik ke titik lain yang akan ditinjau. Perpindahan merupakan besaran vektor. Biasanya diberi simbol atau .

Dari definisi tersebut maka kita akan melihat perbedaan yang jelas dari jarak dan perpindahan ini. Perhatikan ilustrasi berikut!

Misalkan anda melakukan perjalanan dengan menggunakan mobil dari gerbang Bandara Husein Sastranegara (Jl. Pajajaran) ke gerbang tol Pasteur. Karena tidak mendapatkan ijin untuk melalui jalan Kapten Tata Natanegara, maka anda harus melalui Jl. Pajajaran, Jl. HOS. Cokroaminoto, kemudian melalui Jl. Dr. Djunjunan seperti pada gambar diatas (jalan yang berwarna ungu).  

Dari perjalanan tersebut, maka yang dimaksud jarak perjalanan  panjang lintasan yang ditempuh mobil ketika melalui Jl. Pajajaran (sejauh 1 km), Jl. HOS. Cokroaminoto (sejauh 650 m), dan Jl. Dr. Djunjunan (sejauh 2,1 km).  Jadi jarak yang ditempuh mobil adalah 1 km + 0,65 km + 2,1 km = 3,75 km. 

Sedangkan perpindahannya adalah seperti panjang garis yang ditarik dari posisi awal (titik A) ke posisi akhir (titik B) yaitu sekitar 2,7 km. 

Untuk lebih jelasnya lagi, perhatikan ilustrasu gerak partikel pada garis bilangan berikut:

Sebuah partikel bergerak dari titik O ke titik B kemudian berbalik arah ke titik D.

Jarak tempuh partikel = panjang AB + panjang BD = 6 + 10 = 16 satuan

Perpindahan partikel = posisi akhir - posisi awal = -4 - 0 = - 4 satuan (ingat bahwa perpindahan merupakan besaran vektor sehingga memiliki dua komponen yaitu besar dan arah . tanda negarif (-) menunjukan arah gerak).

Dari ilustrasi di atas, terlihat bahwa perpindahan hanya melihat posisi awal dan posisi akhir dari suatu benda. Secara matematis perpindahan suatu partikel dari titik A ke titik B untuk gerak satu dimensi dituliskan dalam bentuk persamaan berikut ini:

Read More … Jarak dan Perpindahan

Kecepatan dan Kelajuan

Istilah kecepatan dan kelajuan sudah sangat familiar dalam masyarakat. Bahkan penggunaan kedua istilah ini terkadang salah. Contoh "kecepatan motor Andi adalah 100 km/jam". Apakah pernyataan tersebut benar atau salah?
Mari kita kembalikan kepada definisi kecepatan dalam fisika. Kecepatan merupakan perpindahan yang dilakukan oleh suatu benda setiap satuan waktu.
Pada pembahasan mengenai jarak dan perpindahan kita sudah mengenal bahwa perpindahan merupakan besaran vektor (besaran yang dinyatakan dalam besarnya dan juga arahnya) sedangkan waktu  merupakan besaran skalar. Besaran vektor jika dibagi dengan besaran skalar akan menghasilkan besaran vektor. Dengan demikian kecepatan merupakan besaran vektor sehingga kecepatan harus dinyatakan besarnya dan juga arahnya.
Maka pernyataan "kecepatan motor Andi adalah 100 km/jam" keliru. Seharunya apabila ingin menyatakan kecepatan pernyataannya adalah " kecepatan motor Andi adalah 100 km/jam ke arah Timur".
Satuan dari kecepatan dalam meter per skon (). Alat pengukur kecepatan dinamakan velocitymeter.
Apa bedanya kecepatan dengan kelajuan?
Kelajuan merupakan besaran skalar jadi hanya memiliki komponen besar saja. Kelajuan ini dapat didefinisikan sebagai besarnya jarak tempuh yang dilakukan benda setiap satuan waktu. Kelajuan ini akan sama dengan besar kecepatan apabila benda bergerak pada lintasan lurus. Alat pengukur kecepatan dinamakan speedometer. Jadi sesungguhnya yang terbaca pada alat ukur yang dipasang pada sepeda motor ataupun mobil adalah kelajuan.
Read More … Kecepatan dan Kelajuan

Pengukuran Massa

Penjelasan mengenai besaran massa telah kita bahas pada artikel dengan judul Besaran Massa Dalam Fisika. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas bagaimana cara pengukuran dari besaran massa tersebut.Jika kita berbicara mengenai pengukuran, pasti tidak akan lepas dari alat ukur. Alat ukur massa diantaranya adalah:

1. Neraca ( Timbangan)
Ada beberapa jenis neraca:
a. Neraca Analitis Dua Lengan
Jenis neraca ini biasanya digunakan untuk mengukur massa emas dan kristal dengan ketelitian mencapai 0,1 gram.
b. Neraca Ohauss
Cara penggunaan neraca Ohauss dapat Anda pelajari di "sini".
Neraca Ohauss ini biasanya digunakan dalam praktek di laboratorium. Jadi sebaiknya Anda mempelajari lebih dalam mengenai neraca jenis ini. 
Neraca Ohauss memiliki batas ukur mencapai 311 gram dengan ketelitian 0,1 gram.
c. Neraca Lengan Gantung
Neraca ini biasanya digunakan oleh para pedagang. Cara penggunaannya relatif mudah. Anda tinggal menempatkan benda yang akan diukur pada tempat penyimpan beban. Kemudian geser beban pemberat disepanjang batang bersekala sampai setimbang. Kemudian baca skala pada batang tersebut.
Bentuk lain dari neraca ini:
Prinsip penggunaannya sama tetapi penempatan benda yang akan diukurnya saja yang berbeda. Biasanya digunakan untuk benda yang ukurannya besar atau yang massanya besar sehingga tidak memungkinkan untuk penggunaan neraca lengan gantung.
d. Neraca Jarum Berskala.
Mohon maaf saya kurang tahu nama sesungguhnya dari timbangan ini, makanya saya pakai saja nama Neraca Jarum Berskala. Kalau ada yang tahu silahkan emailkan ke saya ya!

Neraca jenis ini biasanya digunakan dalam rumah tangga. Cara menggunaknnya pun sangat mudah. Anda tinggal menempatkan benda yang akan diukur massanya pada wadah yang berada pada bagian atas neraca, kemudian baca skala yang ditunjukan oleh jarum skala.
Jenis lain dari neraca ini adalah neraca pengukur massa badan.
e. Neraca pegas (dinamometer)
Neraca pegas atau biasa juga disebut dinamometer.Persamaan matematis suatu neraca pegas dinyatakan dalam:
k * X = m * g
dengan
k = konstanta pegas
X = defleksi
m = massa
g = gravitasi
Neraca/timbangan dengan bandul pemberat (seperti yang terdapat di pasar ikan/sayur) menimbang massa. Biasanya menggunakan massa pembanding yang lebih kecil dengan lever (tuas) yg panjang. Mengikuti hukum tuas (persamaan momen).
m1 * g * L1 = m2 * g * L2
dengan
m1,m2 = massa benda pertama, massa benda kedua
L1,L2 = panjang tuas pertama, panjang tuas kedua
g = gravitasi

Neraca pegas menunjukkan angka yang berbeda di bumi dan bulan, atau di daerah yg gravitasinya berbeda. Timbangan bandul menunjukkan angka yg sama di mana pun, asal masih ada gravitasi untuk menggerakkan timbangan.
f. Neraca Digital
Neraca digital (neraca elektronik) ini sangat mudah digunakan. Anda tinggal menempatkan benda yang akan diukur massanya kemudian anda tinggal melihat angka yang ditunjukan pada layar.
Ketelitian neraca digital ini mencapai 0,001 gram.

2. Spektrometer Massa
Alat ini digunakan untuk mengukur massa atom atau molekul.
Sampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Perlakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel berionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui suatu celah sempit. Di dalam medan magnet, ion-ion tersebut akan mengalami pembelokan yang bergantung kepada:
  1. Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
  2. Kuat medan magnet. Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
  3. Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.
  4. Muatan partikel. Makin besar muatan, makin besar pembelokan.
Read More … Pengukuran Massa

Pengukuran Waktu

Pengukuran waktu identik dengan menggunakan jam. Ada berbagai jenis jam yang telah berkembang sampai saat ini yakni jam dinding, jam pasir, jam matahari dan jam atom. Selain itu, pengukuran waktu dapat dilakukan dengan kronometer, stopwatch dan penanggalan radiometrik. Tentu kalian ingin mengetahui lebih lanjut karakteristik dari masing-masing alat pengukur tersebut. Penjelasanny akan ada di bawah ini.
1. Jam dinding
Jam dinding merupakan jam yang difungsikan secara letak atau biasanya diletakkan di dinding. Jam dinding dapat pula digunakan sebagai hiasan atau pajangan. Selain itu, ada pula jam tangan yang diletakkan di pergelangan tangan. Dapat sebagai penunjuk waktu dan perhiasan.
Jam dinding memiliki dua tipe yakni jam analog dan jam digital.
Jam dinding analog

Jam dinding digital
                                         
  







Jam dinding atau jam tang dipergunakan untuk menunjukkan jam, menit dan detik. Penggunaannya sangat mudah dan praktis karena menggunakan baterai sehingga dapat digunakan dan disimpan ditempat manapun. Berbeda halnya dengan jam matahari. Mengapa demikian? Mari kita bahas lebih lanjut.
2. Jam Matahari
Jam matahari atau sundial digunakan untuk menunjukkan waktu berdasarkan letak matahari. Rancangan jam matahari yang paling umum dikenal memanfaatkan bayangan yang menimpa permukaan datar yang ditandai dengan jam-jam dalam suatu hari. Seiring dengan perubahan pada posisi matahari, waktu yang ditunjukkan oleh bayangan tersebut pun turut berubah. Pada dasarnya, jam matahari dapat dibuat menggunakan segala jenis permukaan yang ditimpai bayangan yang dapat ditebak posisinya.
Jam matahari terbesar dia Asia juga dunia ternyata ada di Indonesia, tepatnya di Kota Baru Parahyangan, Padalarang, Kabupaten Bandung Barat.
Sundial dilihat dari atas




Jarum penunjuk waktu

Kamu juga mampu membuat sebuah jam matahari di dinding tembok rumahmu untuk keperluanmu sendiri, paling tidak Kamu sudah berhemat terhadap pemakaian baterei. Bukankah Indonesia negara tropis yang setiap hari ada matahari? Dengan alat dan bahan sederhana seperti lembaran papan/triplek, cat, kuas, kawat, dan lain-lain, kamu dapat membuat banyak jam matahari.
Jam matahari hanya dapat digunakan pada siang hari karena itulah pemanfaatan jam ini kurang praktis untuk digunakan. Namun dengan variasi rancangan yang kecil, jam matahari dapat mengukur waktu standar serta waktu musim panas.


3. Jam Pasir

Jam pasir adalah perangkat untuk pengatur waktu. Terdiri dari dua tabung gelas yang terhunbung dengan sebuah tabung sempit .Salah satu tabung biasanya diisi dengan pasir yang mengalir melalui tabung sempit ke tabung dibawahnya dengan laju yang teratur. Ketika pasir telah mengisi penuh tabung bawah, alat ini bisa di balik sehingga dapat digunakan kembali sebagai pengatur waktu. Jam pasir merupakan nama umum yang mengacu pada gelas pasir, dimana jam pasir ini digunakan untuk menghitung waktu selama satu jam.
4. Jam Atom
Jam atom adalah sebuah jenis jam yang menggunakan standar frekuensi resonansi atom sebagai penghitungnya. Jam atom awal adalah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik sekarang ini berdasarkan fisika yang lebih maju melibatkan atom dingin dan air mancur atomik.

Maser untuk referensi frekuensi menggunakan ruangan (atau chamber) berbinar berisi gas terionisasi, pada umumnya caesium, karena caesium adalah elemen yang digunakan di dalam definisi resmi detik internasional.
Sejak tahun 1967, Sistem Satuan Internasional (SI) telah mendefinisikan detik sebagai 9.192.631.770 getaran dari radiasi yang berhubungan dengan transisi antara dua tingkat energi dari ground state atom Caesium-133. Definisi ini membuat osilator caesium (yang sering disebut jam atom) sebagai standard utama untuk waktu dan pengukuran frekuensi (lihat standard caesium). Kuantitas lain, seperti volt dan meter, berpegang pada definisi detik sebagai bagian dari definisinya.
Isi dari jam atom adalah sebuah microwave cavity (lubang resonansi) yang berisi gas terionisasi, sebuah oscillator microwave tertala (tunable), dan sebuah feedback loop yang digunakan untuk menyetel oscillator ke frekuensi yang paling tepat dari karakteristik absorpsi (penyerapan) yang ditentukan oleh perilaku masing-masing atom.
Sebuah pemancar microwave mengisi ruangan dengan gelombang radio berdiri (standing wave). Saat frekuensi radio bertepatan dengan frekuensi transisi hyperfine dari caesium, atom caesium tersebut menyerap gelombang radio dan selanjutnya memancarkan cahaya. Gelombang radio membuat elektron menjauh dari nukleus. Saat elektron kembali ke dekat nukleus, karena gaya tarik muatan yang berbeda, elektron tersebut bergetar sebelum berdiam diri di tempat yang baru. Perpindahan ini menyebabkan pancaran cahaya, yang sebenarnya adalah getaran listrik dan magnetisme.
Sebuah fotosel menerima cahaya tersebut. Saat cahaya itu meredup karena frekuensi rangsangan telah bergeser dari frekuensi resonansi, peralatan elektronik di antara fotosel dan pemancar radio menyetel frekuensi pemancar radio itu.
Proses penyetelan inilah letak sebagin besar kompleksitas sistem ini berada. Penyetelan mencoba untuk menghilangkan efek samping, seperti frekuensi dari transisi elektron yang lain, distorsi dalam medan kuantum dan efek suhu dalam mekanisme tersebut. Sebagai contoh, frekuensi radio itu diubah-ubah secara sinusoida untuk membentuk modulasi sinyal di fotosel. Sinyal dari fotosel kemudian bisa didemodulasi untuk digunakan sebagai kontrol terhadap pergeseran jangka panjang di frekuensi radio. Dengan demikian, sifat-sifat ultra-akurat dari kuantum mekanika dari frekuensi transisi atom caesium bisa digunakan untuk menyetel oscillator microwave ke frekuensi yang sama (kecuali untuk kesalahan eksperimentasi yang kecil). Dalam prakteknya, mekanisme feedback dan pemantauan adalah jauh lebih kompleks dari yang dijelaskan di atas. Saat jam baru dihidupkan, jam tersebut memakan waktu yang lama sebelum bisa dipercaya.
Jam Atom Skala chip yang diungkapkan NIST
Sebuah penghitung menghitung jumlah gelombang yang dibuat oleh pemancar radio. Sebuah komputer membaca penghitung, dan menghitungnya untuk mengubah angka tersebut kedalam sesuatu yang kelihatannya mirip dengan jam digital atau gelombang radio yang dipancarkan. Tentu saja, yang sebenarnya menjadi jam adalah mekanisme cavity, osilator, dan feedback loop yang menjaga standar frekuensi yang mana menjadi dasar jam tersebut.
Sejarah Ketepatan Jam Atom NIST
Sejumlah metode lain digunakan untuk jam atom untuk keperluan lainnya. Jam Rubidium sangat disuka karena harganya murah, dan ukurannya yang kecil (standard komersial sekecil 400 cm3), dan kestabilitasan jangka pendeknya. Jam-jam ini banyak digunakan dalam aplikasi-aplikasi komersial, portable, dan angkasa luar. Maser hidrogen (sering buatan Rusia) memiliki stabilitas jangka pendek yang tangguh dibandingkan dengan standard lain, namun memiliki kelemahan dalam akurasi jangka panjang.
Sering, satu standar digunakan untuk memperbaiki standard lainnya. Sebagai contoh, sebuah aplikasi komersial menggunakan standar Rubidium yang dipautkan ke sebuah penerima GPS. Sistem ini memiliki ketangguhan akurasi jangka pendek, dengan akurasi jangka panjang setara ke standard nasional waktu Amerika Serikat.
Umur standar adalah sebuah masalah penting. Standard modern Rubidium bisa bertahan lebih dari sepuluh tahun, dan menghabiskan ongkos sekecil US $50. Tabung referensi Caesium sangat cocok untuk standar nasional, saat ini awet sampai tujuh tahun, dan menghabiskan ongkos seharga US $35.000. Standard Hidrogen bisa awet sepanjang umur.
Tim Jepang telah mengembangkan jam atom menjadi jam optik. Jam atom  ini sangat sensitif sehingga dapat mendeteksi perubahan gravitasi Bumi dan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur waktu hingga 17 digit. Dia juga akan secara dramatis meningkatkan sistem pelacakan GPS dan akan dapat mendeteksi perbedaan ketinggian sekecil 10 cm.
Jam atom digunakan untuk menetapkan Waktu Atom Internasional atau Universal Time Coordinated, yang berbeda tetapi lebih tepat dari Greenwich Mean Time. Selama bertahun-tahun, jam atom pun akan kehilangan keakuratan dan harus disesuaikan untuk menebus kehilangan pecahan deti. Hal ini terjadi karena "Dick effect", ketika suara yang tidak diinginkan dari laser jam menyebabkannya kehilangan jeja. Jam optik ini dapat menghindari hal itu dan jauh lebih stabil sehingga tidak perlu sering disesuaikan.
5. Kronometer

Kronometer adalah alat pencatat waktu yang cukup tepat untuk dapat digunakan sebagai standar waktu portabel, biasanya digunakan untuk menentukan bujur dengan cara navigasi selestial. Dalam dunia jam tangan, istilah ini juga sering digunakan ke jam yang telah dites dan diberikan sertifikat karena telah lulus standar ketepatan. Di Swiss, hanya jam yang diberi sertifikat oleh COSC (Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres) yang dapat menggunakan kata Chronometer. Jam ini sangat penting ketika kita melakukan pelayaran.
6. Radiometrik
Penanggalan radiometrik (sering juga disebut penanggalan radioaktif) adalah teknik yang digunakan untuk mengetahui usia pada berbagai benda, yang biasanya didasarkan pada perbandingan antara jumlah banyaknya isotop radioaktif alami yang ada dengan produk-produk hasil peluruhannya, dengan menggunakan tingkat peluruhan yang telah diketahui.
Read More … Pengukuran Waktu

Pengukuran Besaran Panjang Dengan Mikrometer Sekrup

Mikrometer Skrup merupakan alat ukur panjang yang memiliki ketelitian 0,01 mm. Mikrometer terdiri atas tiga jenis yaitu:
1. Mikrometer luar (Outside micrometer /aka micrometer caliper) digunakan untuk mengukur diameter kawat, tebal plat, dan tebal batang.


2. Mikrometer dalam (Inside micrometer) digunakan untuk mengukur diamter dari suatu lubang.

3. Mikrometer kedalaman (Depth micrometer) digunakan untuk mengukur kedalaman dari suatu lubang.

Pada kesempatan kali ini yang akan dibahas adalah mikrometer luar karena memang sering digunakan dan pada prinsipnya cara menggunakan mikrometer dalam dan mikrometer kedalaman pun sama.
Sebelum menggunakan, kita harus mengenal terlebih dahulu bagian - bagian dari mikrometer skrup.

1.Bingkai (Frame)
Bingkai ini berbentuk huruf C terbuat dari bahan logam yang tahan panas serta dibuat agak tebal dan kuat. Tujuannya adalah untuk meminimalkan peregangan dan pengerutan yang mengganggu pengukuran. Selain itu, bingkai dilapisi plastik untuk meminimalkan transfer panas dari tangan ketika pengukuran karena jika Anda memegang bingkai agak lama sehingga bingkai memanas sampai 10 derajat celcius, maka setiap 10 cm baja akan memanjang sebesar 1/100 mm.
2. Landasan (Anvil)
Landasan ini berfungsi sebagai penahan ketika benda diletakan dan diantara anvil dan spindle.
3. Spindle (gelendong)
Spindle ini merupakan silinder yang dapat digerakan menuju landasan.
4. Pengunci (lock)
Pengunci ini berfungsi sebagai penahan spindle agar tidak bergerak ketika mengukur benda.
5. Sleeve
Tempat skala utama.
6. Thimble
Tempat skala nonius berada
7. Ratchet Knob
Untuk memajukan atau memundurkan spindel agar sisi benda yang akan diukur tepat berada diantara spindle dan anvil.

Cara menggunakan mikrometer skrup:
1.Membuka pengunci mikrometer skrup kemudian membuka celah antara spindle dan anvil sedikit lebih besar dari benda yang akan diukur dengan cara memutar Ratchet Knob
2. Masukan benda yang akan diukur diantara spindle dan anvil.
3. Geserkan spindle ke arah benda dengan cara memutar ratchet knob sampai terdengar bunyi klik. Jangan sampai terlalu kuat, cukup sampai benda tidak jatuh saja.
4. Kunci mikrometer skrup agar spindle tidak bergerak.
5. Keluarkan benda dari mikrometer skrup dan baca skalanya.

Cara membaca mikrometer skrup:
1. Posisikan mikrometer skrup tegak lurus terhadap arah pandangan.
2. Bacalah skala utama pada mikrometer skrup. Garis bagian atas menunjukan angka bulat dalam mm contohnya 1 mm, 2 mm, 3 mm, dst. Sedangan garis skala bagian bawah menunjukan bilangan 0,5. Perhatikan gambar berikut!

Dari gambar tersebut, garis skala atas menunjukan angka 7 mm dan garis skala bagian bawahnya menunjukan 0,5 mm maka skala utama pada mikrometer skrup tersebut menunjukan angka 7,5 mm.
3. Bacalah skala nonius yaitu garis yang tepat segaris dengan garis pembagi pada skala utama. Setiap satu garis pada skala nonius menunjukan 0,01 mm. Pada gambar di atas, skala nonius menunjukan angka 22 dikalikan dengan 0,01 mm sehingga skala noniusnya menunjukan 0,22 mm.
4. Jumlahkan hasil pengukuran dari skala utama dengan hasil pengukuran dari skala nonius. Sehingga dari gambar diatas diperoleh hasil pengukuran 7,5 mm + 0,22 mm = 0,72 mm.
Untuk lebih memahami perhatikan contoh pembacaan skala beriut ini!
 Dari gambar tersebut, skala utama menunjukan angka 3 mm dan skala nonius menunjukan 0,46 mm sehingga hasil pengukuran yang diperoleh adalah 3 mm + 0,46 mm = 3,46 mm.
Pada gambar tersebut, skala utama menunjukan angka 3,5 mm dan skala nonius menunjukan angka 0,06 mm sehingga hasil pengukuran yang diperoleh adalah 3,5 mm + 0,06 mm = 3,56 mm.

Ketidakpastian dari pengukuran dengan mikrometer skrup adalah setengahnya dari skala terkecil mikrometer skrup tersebut. yaitu 0,5 x 0,01 = 0,005 sehingga hasil pengukuran dapat dituliskan sebagai berikut

Masih bingung mengenai cara penggunaan mikrometer skrup? Untuk memperjelasnya perhatikan video berikut ini!
Read More … Pengukuran Besaran Panjang Dengan Mikrometer Sekrup

Cara Mengukur Panjang Dengan Mistar Geser (Jangka Sorong) dan Membaca Skalanya

Salah satu alat ukur yang digunakan dalam pengukuran panjang adalah mistar geser atau kita lebih mengenalnya dengan istilah jangka sorong (caliper). Jangka sorong terdiri dari dua jenis, yaitu jangka sorong digital dan jangka sorong analog. 
Jangka Sorong Digital
Jangka Sorong Analog








































Jangka sorong analog memiliki ketelitian sampai seperseratus milimeter (0,01 mm).  Bagian - bagian jangka sorong terdiri atas:





1. Rahang dalam
Rahang dalam digunakan untuk mengukur sisi luar dari suatu benda. Terdiri atas rahang tetap dan rahang geser.



2. Rahang luar
Rahang luar digunakan untuk mengukur sisi dalam dari suatu benda. Terdiri atas rahang tetap dan rahang geser.


3. Depth probe
Depth probe digunakan untuk mengukur kedalaman dari suatu benda.

4. Skala Utama (dalam cm)
Pada skala utama, angka 0 - 17 menunjukan skala dalam cm sedangkan garis - garis yang lebih pendeknya dalam mm. Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm sehingga dua sekala utama yang berdekatan berukuran 0,1 cm atau sama dengan 1 mm.


5. Skala utama (dalam inchi)
Pada skala utama, angka 0 - 6 menunjukan skala dalam inchi sedangkan garis - garis yang lebih pendeknya dalam fraksi.

6. Skala nonius (dalam 1/10 mm)
Pada jangka sorong di atas, untuk setiap garis skala menunjukan 1/10 mm. Tetapi ada juga yang memiliki skala 1/20, dll. Sepuluh skala nonius memiliki panjang 9 mm, sehingga jarak dua skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,9 mm. Dengan demikian, perbedaan satu skala utama dan satu skala nonius adalah 1 mm - 0,9 mm = 0, 1 mm atau 0,01 cm
Dengan melihat skala terkecil dari jangka sorong ini, maka ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil jangka sorong tersebut, yaitu: atau 0,005 cm

7. Skala Nonius (untuk inchi)
Menunjukan skala pengukuran fraksi dari inchi

8. Pengunci
Digunakan untuk menahan bagian - bagian yang bergerak ketika pengukuran seperti rahang atau Depth probe



Fungsi dari jangka sorong adalah:


1. Untuk mengukur sisi luar dari suatu benda, misalkan untuk diameter batang besi. 


Cara pengukuran:
  • Putar pengunci berlawanan arah dengan arah jarum jam.
  • Geser rahang kanan.
  • Masukan benda yang akan diukur ke antara kedua rahang bawah jangka sorong.
  • Geser rahang sampai tepat pada tepi benda.
  • Putar pengunci searah jarum jam agar rahang tidak bergeser.
  • Baca skala utama dan skala noniusnya.  
untuk mencoba mengukur sisi luar dengan jangka sorong secara online silahkan klik di sini .
Untuk download tutorial flash jangka sorong klik JANGKA SORONG.swf


2. Untuk mengukur sisi dalam suatu benda 
Cara pengukuran:
  • Putar pengunci berlawanan arah dengan arah jarum jam.
  • Masukkan rahang bagian atas ke dalam benda yang akan diukur. 
  • Geser rahang tepat pada benda dan putar pengunci searah jarum jam agar rahang tidak bergeser.
  • Bacalah skala utama dan skala noniusnya. 

3. Untuk mengkuru kedalaman suatu benda.
Cara pengukuran:
  • Putar pengunci berlawanan arah dengan arah jarum jam.
  • Buka rahang jangka sorong hingga ujung lancip menyentuh dasar benda.
  • Putar pengunci searah jarum jam agar rahang tidak bergeser.
  • Bacalah skala utama dan skala noniusnya.
Read More … Cara Mengukur Panjang Dengan Mistar Geser (Jangka Sorong) dan Membaca Skalanya

Pengukuran Besaran Panjang Dengan Mistar

Ada berbagai jenis mistar sesuai dengan skalanya. Mistar yang skala terkecilnya 1 mm kita sebut mistar berskala mm. Mistar yang skala terkecilnya 1 cm kita sebut mistar berskala cm. Mistar yang  biasa anda gunakan disekolah adalah mistar yang berskala mm. Satu bagian skala terkecil mistar ini adalah 1 mm atau 0,1 cm. Oleh karena itu ketelitian mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm. 

Cara mengukur dengan mistar geser:
1. Letakan benda yang akan diukur pada tepi skala mistar.
2. Pastikan bahwa benda telah sejajar dengan mistar dan salah satu ujung benda tepat berada di angka nol (0)


3. Baca skala mistar yang terletak diujung lain benda (bukan ujung yang di titik nol mistar). Contoh, benda di atas menunjukan angka 6 cm + 3 mm. Dengan demikian panjang benda tersebut adalah 6,3 cm atau 63 mm.
Read More … Pengukuran Besaran Panjang Dengan Mistar