Terbentuknya negara terjadi dikarenakan adanya tujuan yang sama. Adapun fungsi-fungsi utama negara antara lain :
1. Fungsi Pertahanan dan Keamanan (Hankam) Negara
harus dapat melindungi rakyat, wilayah serta pemerintahan dari ancaman,
tantangan, hambatan dan gangguan, baik yang berasal dari dalam maupun
dari luar. Contoh : Penjagaan perbatasan yang intensif oleh TNI
2. Fungsi Keadilan Negara
harus dapat menegakkan hukum secara tegas dan tanpa adanya unsur
kepentingan tertentu. Setiap warga negara harus dipandang sama di depan
hukum. Contoh : Penegakkan hukum melalui lembaga peradilan.
3. Fungsi Pengaturan dan Ketertiban Negara
harus mempunyai peraturan (UU) dan peraturan-peraturan lainnya untuk
menjalankannya agar terwujudnya tatanan kehidupan masyarakat, berbangsa
dan bernegara. Contoh : UU tentang Tindak Pidanan Korupsi.
4. Fungsi Kesejahteraan dan Kemakmuran Negara harus mengeksplorasi sumber daya alam
(SDA) dan meningkatkan kualitas sumber daya manusia (SDM) untuk
meningkatkan pendapatan rakyat guna mencapai kesejahteraan dan
kemakmuran. contoh : memberi beasiswa sekolah berkualitas.
Konduktor merupakan material yang mudah menghantarkan arus listrik.
Contoh: tembaga.
Insulator
Insulator merupakan material yang susah menghantarkan arus listrik.
Semikonduktor
Semikonduktor adalah material yang memilki sifat antara konduktor dan insulator.
Contoh: silikon.
HUKUM COULOMB
Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang
timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu.
Dirumuskan:
Keterangan:
F : Gaya Coulomb (N)
k : Konstanta Coulomb =
q1 : besar muatan pertama (C)
q2 : besar muatan kedua (C)
r : jarak antar muatan (m)
Hukum ini menyatakan apabila terdapat
dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang
besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya.
Gaya yang timbul dapat membuat kedua
titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung
nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan
tolak-menolak. Sedangkan muatan yang berbeda jenis akan tarik menarik
Dalam notasi vektor, Hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai
MEDAN LISTRIK
Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik.
Satuan listrik memiliki satuan N/C atau Newton/Coulomb.
Jika dalam sebuah sistem terdapat banyak
muatan, maka medan listrik di sebuah titik sama dengan jumlah vektor
medan listrik dari masing-masing muatan pada titik tersebut.
ENERGI POTENSIAL ELEKTROSTATIK
Jika terdapat dua benda titik bermuatan q1 dan q2 yang terpisah pada jarak r, maka besar energi potensial system tersebut adalah
Jika ada lebih dari dua muatan, maka
energi potensial yang tersimpan dalam sistem tersebut adalah jumlah dari
energi potensial dari tiap pasang muatan yang ada. Contoh untuk tiga
muatan
POTENSIAL LISTRIK
Beda potensial antara titik A dan B
didefinisikan sebagai perubahan energi potensial sebuah muatan q yang
digerakkan dari A ke B, dibagi dengan muatan tersebut.
Kapasitor (kondensator) dalam rangkaian
elektronika dilambangkan dengan huruf ‘C’ adalah suatu alat yang dapat
menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara
mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor
ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut
Farad (F). Satu Farad = 9×1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Struktur sebuah kapasitor terbuat fari
dua buah pelat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik.
Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal misalnya adalah ruang hampa
udara, keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung pelat metal
diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada
ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju
ujung kutub negatif, dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke
kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.
Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada
ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada
saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
FUNGSI KAPASITOR
Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian adalah:
Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power supply)
Sebagai filter dalam rangkaian PS
Sebagai frekuensi dalam rangkaian antenna
Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.
Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
KAPASITANSI KAPASITOR
Kapasitansi didefinisikan sebagai
kemampuan dari suatu kapasitor untuk menampung muatan elektron. Coulomb
pada abad ke-18 menghitung bahwa 1 Coulomb = 6,25 x 1018
elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah
kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan
1 volt dapat memuat muatan electron sebanyak 1 Coulomb. Dengan rumus
dapat ditulis:
Q = C . V
Keterangan:
Q = muatan electron dalam C (Coulomb)
C = nilai kapasitansi dalam F (Farad)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Kapasitor pelat paralel tersusun atas
dua pelat paralel dengan luas A dan jarak antar pelat d. dalam ruang
hampa, dengan penjabaran menggunakan hokum Gauss, kapasitansinya adalah
Kapasitor dengan dielektrik adalah
kapasitor dengan material insulator (karet, gelas, kertas, mika, dll).
Misalkan sebuah bahan dielektrik disisipkan diantara kedua pelat
kapasitor, maka beda potensial antara kedua keping akan turun. Karena
jumlah muatan pada setiap keping tetap, kapasitansi naik. Hal ini dapat
dirumuskan sebagai
RANGKAIAN KAPASITOR
Rangkaian kapasitor secara seri akan
mengakibatkan nilai kapasitansi total semakin kecil. Di bawah ini adalah
contoh kapasitor yang dirangkai secara seri
Pada rangkaian kapasitor seri, berlaku rumus:
V = V1 + V2 + … + Vn
Q = Q1 = Q2 = Qn
Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar.
Di bawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai secara paralel.
Pada rangkaian kapasitor paralel, berlaku rumus:
V1 = V2 =V3 = Vn
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qn
ENERGI YANG DISIMPAN DALAM KAPASITOR
Energi potensial U yang tersimpan di
dalam kapasitor didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk
mengisi muatan. Misalkan sebuah baterai dihubungkan ke sebuah kapasitor.
Baterai melakukan kerja untuk menggerakkan muatan dari satu pelat ke
pelat yang lain. Kerja yang dilakukan untuk memindahkan sejumlah muatan
sebesar q melalui tegangan V adalah
Benda-benda yang dapat menarik besi
disebut magnet. Magnet dapat diperoleh degan cara buatan. Jika baja
digosok degan sebuah magnet. Dan cara menggosoknya dalam arah yang
tetap, maka baja itu akan menjadi magnet. Baja atau besi dapat pula
dijadikan magnet dengan cara dialiri arus listrik. Baja atau besi itu
dimasukkan ke dalam kumparan kawat, kemudian ke dalam kumparan kawat
dialiri arus listrik yang searah. Ujung-ujung sebuah magnet disebut
kutub magnet.
Kutub-kutub yang sejenis pada magnet
tolak-menolak dan kutub-kutub yang tidak sejenis tarik menarik. Kekuatan
kutub sebuah magnet sama besarnya, semakin ke tengah kekuatannya
semakin berkurang.n
Sehubungan dengan sifat-sifat kemagnetan benda dibedakan atas Diamagnetik dan Para magnetik.
Benda magnetik : bila ditempatkan dalam
medan magnet yang tidak homogen, ujung-ujung benda itu mengalami gaya
tolak sehingga benda akan mengambil posisi yang tegak lurus pada kuat
medan. Benda-benda yang demikian mempunyai nilai permeabilitas relatif
lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca
flinta.
Benda paramagnetik : bila ditempatkan
dalam medan magnet yang tidak homogen, akan mengambil posisi sejajar
dengan arah kuat medan. Benda-benda yang demikian mempunyai
permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu. Contoh : Aluminium,
platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logam
adalah zat paramagnetik.
Benda feromagnetik : Benda-benda yang
mempunyai effek magnet yang sangat besar, sangat kuat ditarik oleh
magnet dan mempunyai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu. Contoh :
Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu ( almico )
HUKUM COULOMB
Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya
tarik-menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya
masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya
Keterangan:
F = gaya tarik-menarik/gaya tolak-menolak dalam newton
R = jarak dalam meter
m1 dan m2 = kuat kutub medan magnet dalam Ampere-meter
µ0 = permeabilitas hampa
MEDAN MAGNET
Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain.
KUAT MEDAN MAGNET (H)
Kuat medan magnet di suatu titik di
dalam medan magnet ialah besar gaya pada suatu satuan kuat kutub di
titik itu di dalam medan magnet m adalah kuat kutub yang menimbulkan
medan magnet
dalam Ampere-meter. R jarak dari kutub
magnet sampai titik yang bersangkutan dalam meter. dan H = kuat medan
titik itu dalam N/A.m atau dalam weber/m2.
GARIS GAYA MAGNET
Garis gaya magnet adalah lintasan kutub
utara dalam medan magnet atau garis yang bentuknya demikian hingga kuat
medan di tiap titik dinyatakan oleh garis singgungnya. Garis-garis gaya
keluar dari kutub-kutub dan masuk ke kutub selatan.
RAPAT GARIS GAYA MAGNET/FLUX DENSITY (B)
Flux density adalah jumlah garis gaya
tiap satuan luas yang tegak lurus kuat medan. Flux density dapat
dirumuskan sebagai berikut
Kata
Fisika bersal dari bahasa Yunani “Physic” yang berarti “alam” atau “hal
ikhwal alam” sedangkan fisika (dalam bahasa inggris “Physic”) ialah
ilmu yang mempelajari aspek-aspek alam yang dapat dipahami dengan
dasar-dasar pengertian terhadap prinsip-prinsip dan hukum-hukum
elementemya. Selanjutnya fisika dapat didefenisikan dalam berbagai
pengertian, satu diantaranya mengatakan bahwa fisika adalah ilmu yang
mempelajari suatu zat dan energi atau zat dan gerakan.
Fisika
sebagai ilmu memiliki arti yang sangat luas. Tetapi dalam persoalan
sering dijumpai khususnya dalam bidang teknik (kimia) yang mempelajari
tentang gerakan atom dalam perpindahan panas (termodinamika)
Fisika
adalah ilmu yang fundamental yang mencakup semua sains dan benda-benda
hidup (biologi, zoologi, dan lain-lain) maupun sains fisika (astronomi,
kimia, fisika). Fisika pada dasarnya membahas tentang materi dan energi
adalah akar dari tiap bidang sains dan mendasari semua gejola.
Fisika
juga dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan tentang pengukuran, sebab
segala sesuatu yang kita ketahui tentang dunia fisika dan tentang
prinsip-prinsip yang mengatur prilakunya telah dipelajari melalui
pengamatan-pengamatan terhadap gejala alam. Tanpa kecuali gejala-gejala
itu selalu mengikuti atau memahami sekumpulan prinsip umum tertentu yang
disebut hukum-hukum fisika.
Adapun
pengertian fisika dari sumber lain seperti dari ensiklopedia bebas
dunia internet “wikipedia.org” yang berbunyi fisika adalah ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan penemuan dan pemahaman mendasar hukum-hukum yang menggerakkan materi, energi, ruang dan waktu. Fisika mencakup konstituen elementeralam semesta dan interaksi-interaksi fundamental
di dalamnya, sebagaimana analisa sistem-sistem yang paling dapat
dimengerti dalam artian prinsip-prinsip fundamental ini. Fisika adalah
studi mengenai dunia anorganik, fisik, sebagai lawan dari dunia organik seperti biologi, fisiologi, dan lain-lain.
Dan dapat disimpulkan bahwa fisika merupakan ilmu yang mempelajari benda benda beserta fenomena dan keadaan.
Pembahasan selajutnya yaitu mengenai besaran pokok dan besaran skalar.
Besaran
adalah segala sesuatu yang dapat diukur yang memiliki nilai dan satuan.
Besaran menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan dalam angka
melalui hasil pengukuran. Oleh karena satu besaran berbeda dengan
besaran lainnya, maka ditetapkan satuan untuk tiap besaran. Satuan juga
menunjukkan bahwa setiap besaran diukur dengan cara berbeda.
Besaran fisis terdiri dari: Besaran Pokok dan Besaran Turunan.
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain.
Panjang/Jarak
Satuan
panjang adalah “meter”. Sedangkan definisi dari satuan “meter” : “satu
meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) dalam selang waktu
1/299 792 458 sekon.”
Massa
Satuan
massa adalah “kilogram” (disingkat kg). Sedang definisi dari satuan
“kilogram” : “satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar yang
disimpan di lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1,
1899)”
Waktu
Satuan
waktu adalah “sekon” (disingkat s) (detik). Definisi adalah selang
waktu yang diperlukan oleh atom sesium-133 untuk melakukan getaran
sebanyak 9 192 631 770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di
tingkat energi dasarnya (CGPM ke-13; 1967)
Kuat arus listrik
Satuan
kuat arus listrik adalah “ampere” (disingkat A). Satu ampere adalah
kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar
dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan
pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 × 10-7 newton
pada setiap meter kawat.
Suhu
Satuan
suhu adalah “kelvin” (disingkat K). Satu kelvin adalah 1/273,16 kali
suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967). Dengan demikian,
suhu termodinamika titik tripel air adalah 273,16 K. Titik tripel air
adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan
uap jenuhnya.
Intensitas Cahaya
Satuan
intensitas cahaya adalah “kandela” (disingkat cd). Satu kandenla adalah
intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi
monokromatik pada frekuensi 540 × 1012 hertz dengan intensitas radiasi
sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM ke-16, 1979)
Selain kita
mempelajari Besaran Pokok, kita juga mempelajari Besaran turunan.
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran
pokok atau besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok.
Contoh besaran
turunan adalah Berat, Luas, Volume, Kecepatan, Percepatan, Massa Jenis,
Berat jenis, Gaya, Usaha, Daya, Tekanan, Energi Kinetik, Energi
Potensial, Momentum, Impuls, Momen inersia, dll. Dalam fisika, selain
tujuh besaran pokok yang disebutkan di atas, lainnya merupakan besaran
turunan. Besaran Turunan selengkapnya akan dipelajari pada masing-masing
pokok bahasan dalam pelajaran fisika.
Untuk
lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan beberapa
besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok
berikut ini.
Luas = panjang x lebar
= besaran panjang x besaran panjang
= m x m
= m2
Volume = panjang x lebar x tinggi
= besaran panjang x besaran panjang x besaran Panjang
= m x m x m
= m3
Kecepatan = jarak / waktu
= besaran panjang / besaran waktu
= m / s
Dimensi Besaran
Dimensi
besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa
(mass), panjang (length) dan waktu (time). Ada dua macam dimensi yaitu
Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder. Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T (untuk satuan waktu). Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan dalam Dimensi Primer. Contoh : Dimensi Gaya : M L T-2 atau dimensi Percepatan : L T-2.
Catatan :
Semua
besaran fisis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok
(Dimensi Primer) yaitu panjang, massa dan waktu. Sebagaimana terdapat
Satuan Besaran Turunan yang diturunkan dari Satuan Besaran Pokok,
demikian juga terdapat Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder yang diturunkan dari Dimensi Primer.
Manfaat
Dimensi dalam Fisika antara lain : (1) dapat digunakan untuk
membuktikan dua besaran sama atau tidak. Dua besaran sama jika keduanya
memiliki dimensi yang sama atau keduanya termasuk besaran vektor atau
skalar, (2) dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah
atau mungkin benar, (3) dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu
besaran fisis jika kesebandingan besaran fisis tersebut dengan
besaran-besaran fisis lainnya diketahui.
Satuan
dan dimensi suatu variabel fisika adalah dua hal berbeda. Satuan
besaran fisis didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan
standar tertentu (contohnya, besaran panjang dapat memiliki satuan
meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer), namun dimensi besaran panjang
hanya satu, yaitu L. Dua satuan yang berbeda dapat dikonversikan satu
sama lain (contohnya: 1 m = 39,37 in; angka 39,37 ini disebut sebagai
faktor konversi), sementara tidak ada faktor konversi antarlambang
dimensi.
