Sabtu, 03 Juli 2021
Hukum-hukum Dasar Fisika dan Rumus-rumusnya
Posted by
Maruta Satya on Sabtu, 03 Juli 2021
Saat berjalan-jalan ke taman terkadang kita melihat beberapa orang duduk di ayunan. Mereka duduk sambil berayun-ayun santai. Di tempat lain ada mobil yang didongkrak memakai dongkrak hidrolik saat mobil tersebut hendak dicuci. Tahukah kamu dalam kejadian-kejadian tersebut berlaku hukum-hukum fisika? Lalu hukum-hukum fisika apalagi yang kamu ketahui dalam kehidupan sehari-hari?
Fisika bukanlah suatu sains yang hanya melulu mempelajari tentang alam tanpa adanya penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Padahal peristiwa fisika hampir selalu terjadi di sekitar kita. Beberapa diantara kejadian fisika dalam kehidupan sehari-hari adalah yang berkaitan dengan hukum-hukum fisika. Hukum-hukum fisika biasanya singkat dan bersifat umum dalam menjelaskan perilaku alam. Berikut ini adalah beberapa hukum-hukum fisika dasar dan rumus-rumusnya yang sering kita temui penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
1. Hukum Archimedes
Bunyi Hukum Archimides :
“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”
Rumus:
w’ = w – Fa
Keterangan:
w’ = berat semu dalam air (N)
w = berat di udara (N)
Fa = gaya Archimedes (N)
Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes. Adapun besar gaya Archimedes dirumuskan sebagai berikut.
Fa = ρ . g . V
Keterangan:
ρ = massa jenis zat cair yang didesak benda (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
V := volume zat cair yang didesak benda (m3).
2. Hukum Avogadro
Bunyi Hukum Avogadro :
“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama”
Rumus:
V α n atau V/n = k
Keterangan:
V = volume gas
n = jumlah zat dari gas (dalam satuan mol)
k = konstanta yang sama dengan RT/P, di mana R adalah konstanta gas universal, T adalah suhu Kelvin, dan P adalah tekanan. Sebagai suhu dan tekanan yang konstan, RT/P juga konstan dan disebut sebagai k. Ini berasal dari hukum gas ideal.
Untuk membandingkan substansi yang sama di bawah dua set yang kondisinya berbeda, hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut:
3. Hukum Bernouilli
Bunyi Hukum Bernouilli :
“Tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah”
Rumus:
Keterangan:
P = Tekanan (Pascal)
v = kecepatan (m/s)
p = massa jenis fluida (kg/m3)
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
P1 = tekanan pada ujung 1, satuannya Pa
P2 = tekanan pada ujung 2, satuannya Pa
v1 = kecepatan fluida pada ujung 1, satuannya m/s
v2 = kecepatan fluida pada ujung 2, satuannya m/s
h1 = tinggi ujung 1, satuannya m
h2 = tinggi ujung 2, satuannya m
4. Hukum Boyle
Bunyi Hukum Boyle :
“Pada suhu konstan, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya”
Rumus:
P . V = C
atau
Keterangan:
P = tekanan
V = volume
C = bilangan tetap (konstanta)
P1 = tekanan gas mula-mula (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
P2 = tekanan gas akhir (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
V1 = volum gas mula-mula (m3, cm3)
V2 = volum gas akhir (m3, cm3).
5. Hukum Boyle-Gay-Lussac
Bunyi Hukum Boyle-Gay-Lussac :
“Pada suhu konstan, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya. Pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhunya. Pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya”
Rumus:
Keterangan:
T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
p1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
p2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)
6. Hukum Charles
Bunyi Hukum Charles:
“Pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhunya”
Rumus:
Keterangan:
V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3)
V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3)
T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
7. Hukum Coulomb
Bunyi Hukum Couloumb :
“Besar gaya tolak-menolak atau tarik-menarik pada suatu benda yang memiliki muatan listrik sebanding dengan hasil kali besar muatan listrik kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut”
Rumus:
Keterangan:
Fc = gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik (N)
q1 = besar muatan pertama (C)
q2 = besar muatan kedua (C)
r = jarak antara dua benda bermuatan (m)
k = konstanta pembanding = konstanta gaya Coloumb = 9 × 109 Nm2C-2
e0 = permitivitas ruang hampa = 8,854 × 10-12 C2N-1m-2
8. Hukum Dalton
Bunyi Hukum Dalton :
“Jika dua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, maka salah satu unsur yang bergabung dengan massa unsur yang lain yang dibuat tetap, berbanding kelipatan bilangan bulat dan sederhana”
9. Hukum Dulong dan Petit
Bunyi Hukum Dulong dan Petit :
“Kalor jenis dari zat-zat padat adalah 6kalori/grammolekul”
10. Hukum-hukum Faraday
a. Bunyi Hukum Faraday 1
“Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari suatu medan magnetik (flux) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi”
Rumus Hukum Faraday 1:
m = e . i . t / 96.500
q = i . t
Keterangan:
m = massa zat yang dihasilkan (gram)
e = berat ekivalen = Ar/ Valensi = Mr/Valensi
i = kuat arus listrik (amper)
t = waktu (detik)
q = muatan listrik (coulomb)
b. Bunyi Hukum Faraday 2
“Perubahan flux medan magnetik didalam suatu rangkaian bahan penghantar, akan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian tersebut”
Rumus Hukum Faraday 2
m1 : m2 = e1 : e2
Keterangan:
m = massa zat (gram)
e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi
11. Hukum Gay Lussac
Bunyi Hukum Gay Lussac :
“Pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya”
12. Hukum Hukum Galilei
Bunyi Hukum Galilei :
a. Tempo ayunan tidak bergantung dari besarnya amplitudo (jarak ayunan), asal amplitudo tersebut tidak terlalu besar.
b. Tempo ayunan tidak bergantung dari beratnya bandulan ayunan.
c. Tempo ayunan adalah sebanding-selaras dengan akar dari panjangnya bandulan ayunan.
d. Tempo ayunan adalah sebanding-sebalik dengan akar dari percepatan yang disebabkan oleh gaya berat.
Rumus Hukum Galilei
Keterangan:
T = tempo (s)
l = panjang tali (m)
g = percepatan gravitasi (ms-2)
13. Hukum-Hukum Kirchhoff
a. Bunyi Hukum Kirchhoff 1
“Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut”
Rumus Hukum Kirchhoff 1:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6
b. Bunyi Hukum Kirchhoff 2
“Total Tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”
Rumus Hukum Kirchhoff 2:
Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0
14. Hukum Lenz
Bunyi Hukum Lenz:
“Arus induksi elektromagnetik dan gaya akan selalu berusaha untuk saling meniadakan (gaya aksi dan reaksi)”
15. Hukum-hukum Newton
a. Bunyi Hukum Newton 1
“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap”
Rumus Hukum Newton 1 (Hukum Kelembaman / Hukum Inersia)
∑ F=0
Keterangan:
∑F = resultan gaya (kg m/s2)
b. Bunyi Hukum Newton 2
“Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya”
∑F = m.a
Keterangan:
∑F = resultan gaya (kg m/s2)
m = sassa benda (kg)
a = percepatan (m/s2)
c. Bunyi Hukum Newton 3
“Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama”
Rumus Hukum Newton 3 (Hukum Aksi Reaksi)
F aksi = - F reaksi
Rumus gaya gesek:
Fg = gaya gesek (N)
µ = koefisien gesekan
N = gaya normal (N)
Rumus gaya berat:
w = gaya berat (N)
m = massa benda (Kg)
g = gravitasi bumi (m/s2)
Rumus berat sejenis:
s = berat jenis (N/m3)
𝞺 = massa jenis
g = gravitasi bumi (m/s2)
16. Hukum OHM
Bunyi Hukum Ohm :
“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”
17. Hukum Pascal
Bunyi Hukum Pascal :
“Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair didalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”
18. Hukum-hukum Snellius
a. Bunyi Hukum Snellius 1
“Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar,dan ketiganya saling berpotongan”
b. Bunyi Hukum Snellius 2
“Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul”
19. Hukum Stefan - Boltzmann
Bunyi Hukum Stefan-Boltzmann :
“Jika suatu benda hitam memancarkan kalor, maka intensitas pemancaran kalor tersebut sebanding-laras dengan pangkat empat dari temperatur absolut”
20. Hukum Wiedemann-Franz
Bunyi Hukum Wiedemann-Franz :
“Bagi segala macam logam murni adalah perbandingan antara daya-penghantar-kalor spesifik dan daya penghantar-listrik spesifik suatu bilangan yang konstan, jika temperaturnya sama”
Fisika bukanlah suatu sains yang hanya melulu mempelajari tentang alam tanpa adanya penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Padahal peristiwa fisika hampir selalu terjadi di sekitar kita. Beberapa diantara kejadian fisika dalam kehidupan sehari-hari adalah yang berkaitan dengan hukum-hukum fisika. Hukum-hukum fisika biasanya singkat dan bersifat umum dalam menjelaskan perilaku alam. Berikut ini adalah beberapa hukum-hukum fisika dasar dan rumus-rumusnya yang sering kita temui penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
1. Hukum Archimedes
Bunyi Hukum Archimides :
“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”
Rumus:
w’ = w – Fa
Keterangan:
w’ = berat semu dalam air (N)
w = berat di udara (N)
Fa = gaya Archimedes (N)
Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes. Adapun besar gaya Archimedes dirumuskan sebagai berikut.
Fa = ρ . g . V
Keterangan:
ρ = massa jenis zat cair yang didesak benda (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
V := volume zat cair yang didesak benda (m3).
2. Hukum Avogadro
Bunyi Hukum Avogadro :
“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama”
Rumus:
V α n atau V/n = k
Keterangan:
V = volume gas
n = jumlah zat dari gas (dalam satuan mol)
k = konstanta yang sama dengan RT/P, di mana R adalah konstanta gas universal, T adalah suhu Kelvin, dan P adalah tekanan. Sebagai suhu dan tekanan yang konstan, RT/P juga konstan dan disebut sebagai k. Ini berasal dari hukum gas ideal.
Untuk membandingkan substansi yang sama di bawah dua set yang kondisinya berbeda, hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut:
3. Hukum Bernouilli
Bunyi Hukum Bernouilli :
“Tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah”
Rumus:
Keterangan:
P = Tekanan (Pascal)
v = kecepatan (m/s)
p = massa jenis fluida (kg/m3)
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
P1 = tekanan pada ujung 1, satuannya Pa
P2 = tekanan pada ujung 2, satuannya Pa
v1 = kecepatan fluida pada ujung 1, satuannya m/s
v2 = kecepatan fluida pada ujung 2, satuannya m/s
h1 = tinggi ujung 1, satuannya m
h2 = tinggi ujung 2, satuannya m
4. Hukum Boyle
Bunyi Hukum Boyle :
“Pada suhu konstan, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya”
Rumus:
P . V = C
atau
Keterangan:
P = tekanan
V = volume
C = bilangan tetap (konstanta)
P1 = tekanan gas mula-mula (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
P2 = tekanan gas akhir (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
V1 = volum gas mula-mula (m3, cm3)
V2 = volum gas akhir (m3, cm3).
5. Hukum Boyle-Gay-Lussac
Bunyi Hukum Boyle-Gay-Lussac :
“Pada suhu konstan, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya. Pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhunya. Pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya”
Rumus:
Keterangan:
T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
p1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
p2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)
6. Hukum Charles
Bunyi Hukum Charles:
“Pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhunya”
Rumus:
Keterangan:
V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3)
V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3)
T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
7. Hukum Coulomb
Bunyi Hukum Couloumb :
“Besar gaya tolak-menolak atau tarik-menarik pada suatu benda yang memiliki muatan listrik sebanding dengan hasil kali besar muatan listrik kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut”
Rumus:
Keterangan:
Fc = gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik (N)
q1 = besar muatan pertama (C)
q2 = besar muatan kedua (C)
r = jarak antara dua benda bermuatan (m)
k = konstanta pembanding = konstanta gaya Coloumb = 9 × 109 Nm2C-2
e0 = permitivitas ruang hampa = 8,854 × 10-12 C2N-1m-2
8. Hukum Dalton
Bunyi Hukum Dalton :
“Jika dua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, maka salah satu unsur yang bergabung dengan massa unsur yang lain yang dibuat tetap, berbanding kelipatan bilangan bulat dan sederhana”
9. Hukum Dulong dan Petit
Bunyi Hukum Dulong dan Petit :
“Kalor jenis dari zat-zat padat adalah 6kalori/grammolekul”
10. Hukum-hukum Faraday
a. Bunyi Hukum Faraday 1
“Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari suatu medan magnetik (flux) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi”
Rumus Hukum Faraday 1:
m = e . i . t / 96.500
q = i . t
Keterangan:
m = massa zat yang dihasilkan (gram)
e = berat ekivalen = Ar/ Valensi = Mr/Valensi
i = kuat arus listrik (amper)
t = waktu (detik)
q = muatan listrik (coulomb)
b. Bunyi Hukum Faraday 2
“Perubahan flux medan magnetik didalam suatu rangkaian bahan penghantar, akan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian tersebut”
Rumus Hukum Faraday 2
m1 : m2 = e1 : e2
Keterangan:
m = massa zat (gram)
e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi
11. Hukum Gay Lussac
Bunyi Hukum Gay Lussac :
“Pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya”
12. Hukum Hukum Galilei
Bunyi Hukum Galilei :
a. Tempo ayunan tidak bergantung dari besarnya amplitudo (jarak ayunan), asal amplitudo tersebut tidak terlalu besar.
b. Tempo ayunan tidak bergantung dari beratnya bandulan ayunan.
c. Tempo ayunan adalah sebanding-selaras dengan akar dari panjangnya bandulan ayunan.
d. Tempo ayunan adalah sebanding-sebalik dengan akar dari percepatan yang disebabkan oleh gaya berat.
Rumus Hukum Galilei
Keterangan:
T = tempo (s)
l = panjang tali (m)
g = percepatan gravitasi (ms-2)
13. Hukum-Hukum Kirchhoff
a. Bunyi Hukum Kirchhoff 1
“Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut”
Rumus Hukum Kirchhoff 1:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6
b. Bunyi Hukum Kirchhoff 2
“Total Tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”
Rumus Hukum Kirchhoff 2:
Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0
14. Hukum Lenz
Bunyi Hukum Lenz:
“Arus induksi elektromagnetik dan gaya akan selalu berusaha untuk saling meniadakan (gaya aksi dan reaksi)”
15. Hukum-hukum Newton
a. Bunyi Hukum Newton 1
“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap”
Rumus Hukum Newton 1 (Hukum Kelembaman / Hukum Inersia)
∑ F=0
Keterangan:
∑F = resultan gaya (kg m/s2)
b. Bunyi Hukum Newton 2
“Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya”
∑F = m.a
Keterangan:
∑F = resultan gaya (kg m/s2)
m = sassa benda (kg)
a = percepatan (m/s2)
c. Bunyi Hukum Newton 3
“Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama”
Rumus Hukum Newton 3 (Hukum Aksi Reaksi)
F aksi = - F reaksi
Rumus gaya gesek:
Fg = gaya gesek (N)
µ = koefisien gesekan
N = gaya normal (N)
Rumus gaya berat:
w = gaya berat (N)
m = massa benda (Kg)
g = gravitasi bumi (m/s2)
Rumus berat sejenis:
s = berat jenis (N/m3)
𝞺 = massa jenis
g = gravitasi bumi (m/s2)
16. Hukum OHM
Bunyi Hukum Ohm :
“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”
17. Hukum Pascal
Bunyi Hukum Pascal :
“Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair didalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”
18. Hukum-hukum Snellius
a. Bunyi Hukum Snellius 1
“Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar,dan ketiganya saling berpotongan”
b. Bunyi Hukum Snellius 2
“Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul”
19. Hukum Stefan - Boltzmann
Bunyi Hukum Stefan-Boltzmann :
“Jika suatu benda hitam memancarkan kalor, maka intensitas pemancaran kalor tersebut sebanding-laras dengan pangkat empat dari temperatur absolut”
20. Hukum Wiedemann-Franz
Bunyi Hukum Wiedemann-Franz :
“Bagi segala macam logam murni adalah perbandingan antara daya-penghantar-kalor spesifik dan daya penghantar-listrik spesifik suatu bilangan yang konstan, jika temperaturnya sama”
