Kesuksesan bukanlah kunci kebahagiaan, tetapi kebahagiaan adalah kunci kesuksesan. Diberdayakan oleh Blogger.

Prediksi Soal SNMPTN 2012

Logo SNMPTN

Prediksi Soal SNMPTN 2012 kemampuan IPA dan Pebahasan Prediksi Soal SNMPTN 2012 kemampuan IPA dan Kuncinya. Kali ini saya akan share tentang Prediksi Soal SNMPTN 2012 kemampuan IPA. Kali ini soal bisa didownload 100%, karena sudah saya coba sendiri. Buruan download selagi belum kehapus oleh google juga :D


Download Soal Prediksi SNMPTN 2012 kemampuan IPA 
Kunci jawaban download di sini
Pembahasan download di sini

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Listrik


Rangkaian Listrik for Teenager Gejala Listrik Statis

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Listrik dan Magnet

 Listrik Statis

Konsep Dasar Listrik Statis
Listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik.
Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan sifat listrik suatu benda.
Dua buah benda yang memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun dua buah benda dengan muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik saat didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.
Gaya Coulomb
Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul antara benda-benda yang bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sebanding besar muatan listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda bermuatan listrik tersebut.
gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik
gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik
Jika benda A memiliki muatan q1 dan benda B memiliki muatan q2 dan benda A dan benda B berjarak r satu sama lain, gaya listrik yang timbul di antara kedua muatan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut
listrik01
Dimana
F adalah gaya listrik atau gaya coulomb dalam satuan newton k adalah konstanta kesebandingan yang besarnya 9 x 109 N m2 C–2 muatan q dihitung dalam satuan coulomb (C)
konstanta k juga dapat ditulis dalam bentuk
listrik02
dengan ε0 adalah permitivitas ruang hampa yang besarnya 8,85 x 10–12 C2 N–1 m–2
Gaya listrik merupakan besaran vektor sehingga operasi penjumlahan antara dua gaya atau lebih harus menggunakan konsep vektor, yaitu sesuai dengan arah dari masing-masing gaya. Secara umum, penjumlahan vektor atau resultan dari dua gaya listrik F1 dan F2 adalah sebagai berikut.
  1. untuk dua gaya yang searah maka resultan gaya sama dengan penjumlahan dari kedua gaya tersebut. Adapun, untuk dua gaya yang saling berlawanan, resultan gaya sama dengan selisih dari kedua gaya
(gambar)
R = F1 + F2 dan R = F1F2
2. untuk dua gaya yang saling tegak lurus, besar resultan gayanya adalah
listrik03 (gambar)
3 untuk dua gaya yang membentuk sudut θ satu sama lain, resultan gayanya dituliskan sebagai berikut
listrik04
(gambar)
Untuk penjumlahan lebih dari dua gaya, perhitungannya dapat menggunakan metode analitis (lihat pembahasan tentang analisis vektor).
Medan Listrik
Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.
Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.
Gambar
Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan
listrik052dan F = E q’
Adapun kuat medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik q di suatu titik yang berjarak r dari benda tersebut dapat dituliskan sebagai berikut
listrik062Di sini kuat medan listrik dituliskan dalam satuan N/C.
Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.
Gambar
Dua plat sejajar yang bermuatan listrik dapat menyimpan energi listrik karena medan listrik timbul di antara dua plat tersebut. Kuat medan listrik di dalam dua plat sejajar yang bermuatan listrik adalah
listrik071Dimana
σ adalah rapat muatan dari plat yang memiliki satuan C/m2
ε0 adalah permitivitas ruang hampa
(gambar) (gambar)
Kita juga dapat menghitung kuat medan listrik dari sebuah bola konduktor berongga yang bermuatan listrik, yaitu sebagai berikut.
Di dalam bola (r < R), E = 0
Di kulit atau di luar rongga (r > R),
listrik081Energi Potensial Listrik
Dua buah benda bermuatan listrik yang terletak berdekatan akan mengalami gaya listrik di antara keduanya. Suatu usaha diperlukan untuk memindahkan (atau menggeser) salah satu muatan dari posisinya semula. Karena usaha merupakan perubahan energi, maka besar usaha yang diperlukan sama dengan besar energi yang dikeluarkan. energi dari muatan listrik disebut energi potensial listrik. Besar usaha (W) atau perubahan energi potensial listrik dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan dari posisi r1 ke posisi r2 adalah
listrik09(gambar)
Dengan demikian, usaha atau energi potensial untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ yang berjarak r dari sebuah muatan lain q ke jarak tak berhingga dapat dituliskan sebagai berikut
listrik10Dimana tanda minus berarti usaha yang dilakukan selalu melawan gaya tarik yang ada (biasanya usaha yang dilakukan adalah usaha untuk melawan gaya tarik antara dua muatan).
Potensial Listrik
Suatu muatan uji hanya dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain yang memiliki perbedaan potensial listrik sebagaimana benda jatuh dari tempat yang memiliki perbedaan ketinggian. Besaran yang menyatakan perbedaan potensial listrik adalah beda potensial. Beda potensial dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan ke jarak tak berhingga dengan usaha W adalah
listrik11Dimana V adalah potensial listrik dengan satuan volt (V).
Beda potensial dari suatu muatan listrik di suatu titik di sekitar muatan tersebut dinyatakan sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik saja. Potensial listrik dari suatu muatan listrik q di suatu titik berjarak r dari muatan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut
listrik121Dari persamaan di atas tampak bahwa potensial listrik dapat dinyatakan dalam bentuk kuat medan listrik, yaitu
V = E r
Gambar
Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar yang tidak memiliki arah. Potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber dihitung menggunakan penjumlahan aljabar. Untuk n muatan, potensial listriknya dituliskan sebagai berikut.
listrik13Catatan: tanda (+) dan (–) dari muatan perlu diperhitungkan dalam perhitungan potensial listrik.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Laser dalam Fisika

Fisika sebagai Ilmu Dasar



Saat ini manusia begitu dimudahkan oleh berbagai macam teknologi yang ada. Teknologi dalam bidang transportasi memungkinkan manusia dapat bepergian jauh dalam waktu yang wajar. Pesawat terbang, kapal laut, kereta api, bus, mobil, motor, dan sepeda adalah beberapa alat transportasi yang telah diciptakan manusia. dengan adanya alat transportasi ini, manusia bisa bepergian dari satu tempat ke tempat lain dan berhubungan dengan banyak orang di berbagai tempat di bumi. Semua teknologi transportasi ini tidak akan mungkin berkembang dan tercipta tanpa adanya landasan ilmu pengetahuan yang mendukungnya. Landasan ilmu bagi semua teknologi ini tidak lain adalah ilmu pengetahuan alam dan khususnya fisika dan matematika.
Demikian juga dalam bidang komunikasi dan komputer, saat ini telah berkembang bidang khusus dalam bidang komunikasi dan komputer yang disebut teknologi informasi dan komunikasi (TIK) atau dalam istilah inggrisnya information and communication technology (ICT), perkembangan teknologinya telah berlangsung dengan begitu pesat. Dengan teknologi komunikasi, orang bisa saling berkomunikasi dan berinteraksi meskipun berada dalam jarak yang sangat jauh. Dengan telepon yang sekarang telah berkembang menjadi ponsel (telepon seluler), orang-orang bisa bercakap-cakap dan berinteraksi dari jarak jauh dan tanpa perlu bertemu langsung.
Apalagi dengan adanya komputer dan internet, begitu banyak kemudahan yang bisa dinikmati oleh manusia yang dahulu tidak bisa dan tidak pernah terbayang untuk melakukannya. Semua teknologi ini bisa diciptakan tentu seiring dengan perkembangan keilmuan dengan teori-teori, prinsip, dan konsep yang mendasarinya.
Pesawat terbang dan roket bisa dibuat dengan berdasarkan pada hukumNewtondan Bernouli. Kapal laut dan kapal selam berkaitan dengan hukum alam yang dikemukakan oleh Archimedes. Komputer dalam bentuk yang simpel dan kompak dapat dibuat setelah diciptakannya transistor dan IC yang memanfaatkan bahan semikonduktor yang teorinya dicetuskan oleh beberapa ahli fisika kuantum. Laser yang banyak digunakan di dalam CD player dan beberapa peralatan medis memanfaatkan teori fisika kuantum yang telah dikemukakan oleh Einstein, Pauli, Heisenberg, dan kawan-kawan. Dan, masih banyak lagi peralatan dan teknologi yang baru bisa dirancang dan dibuat dengan menggunakan teori fisika yang ada.
Tidak berlebihan jika kita menyebut bahwa fisika merupakan ilmu dasar atau basic science dari ilmu dan teknologi yang ada. Konsep dan prinsip dalam fisika banyak digunakan untuk membangun atau membentuk teknologi baru. Keilmuan fisika sendiri pun terus berkembang untuk dapat menemukan penjelasan atau teori baru yang bisa menjelaskan fenomena-fenomena baru. Bahkan, saat ini ilmu fisika juga mulai digunakan dalam bidang sosial dan ekonomi. Prinsip dan teori dalam fisika mulai digunakan untuk mencari solusi atau menjelaskan fenomena dalam sosial dan ekonomi.
Fisika dan matematika banyak digunakan dalam pembuatan teknologi baru karena fisika dan matematika telah memberikan landasan teori dan latar belakang ilmiahnya. Prinsip fisika ini kemudian dibentuk dalam wujud model matematika dalam bentuk persamaan matematis untuk suatu permasalahan tertentu yang kemudian akan dicari solusi dari persamaan itu. ini berlaku dalam semua bidang termasuk teknik dan juga sosial dan ekonomi.
Fisika juga memberikan penjelasan ilmiah dan masuk akal dari suatu peristiwa alam atau faktor teknis yang membutuhkan alasan atau penjelasan. Sebagai contoh, seorang insinyur yang ingin merancang sebuah jembatan tentu harus memperhitungkan segala sesuatunya agar jembatan yang dibuat nantinya akan kuat dan tahan terhadap gangguan fisik. Perhitungan itu tentu saja mencakup semua teori dan konsep fisika yang berlaku untuk jembatan itu dan menggunakan model-model matematika yang sesuai. Teori fisika akan selalu digunakan dalam pembuatan dan pembentukan teknologi baru.
Inilah alasannya kenapa fisika bersama-sama dengan matematika disebut sebagai ilmu dasar. Prinsip, teori, dan konsepnya digunakan dalam bidang keilmuan dan teknologi yang ada.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Belajar Fisika Melatih Daya Nalar dan Logika


Daya nalar dan logika merupakan salah satu keterampilan hidup atau life skill yang secara alami akan terus tumbuh dalam diri individu. Tidak ada satu cara yang sangat efektif tetapi semua manusia pada dasarnya memiliki kemampuan untuk meningkatkan daya nalarnya ini. tidak ada pelajaran khusus yang perlu dipelajari untuk melakukannya namun manusia memiliki ruang untuk terus meningkatkannya.
Pelajaran fisika bersama-sama dengan matematika diyakini mampu meningkatkan daya nalar dan logika manusia ini. di dalam fisika siswa akan terbiasa berpikir secara sistematis dan terstruktur karena siswa akan selalu dihadapkan pada pemecahan masalah, hubungan sebab akibat, pertanyaan dan jawaban yang logis, ilmiah, dan masuk akal. Pemecahan masalah dalam fisika biasa dilakukan secara terpola dan sistematis dengan mengikuti satu pola tertentu. Kemampuan untuk mengenali pola-pola yang kadang tersembunyi ini salah satu tantangan menarik dalam fisika.
Daya nalar dan logika juga akan sangat banyak membantu seseorang dalam kehidupannya. Kemampuan untuk bangkit dari kegagalan, kemampuan untuk kembali tenang dari musibah dan kesedihan dan lain-lain diyakini juga amat dipengaruhi oleh kemampuan daya nalar seseorang. Daya nalar yang tinggi akan mampu membentuk seseorang untuk tetap teguh seiring dengan banyaknya cobaan hidup dan kejadian tidak menyenangkan yang dialaminya. Daya nalar bisa juga disertai dengan sikap positif yang membuat seseorang tidak mudah putus asa dengan segala kejadian yang menimpanya.
Kepercayaan diri juga bisa timbul dari daya nalar dan logika yang kuat ini. jika seorang siswa mendapat nilai yang tinggi dalam pelajaran fisika atau matematika, biasanya kepercayaan diri siswa juga akan semakin kuat. Pelajaran fisika dan matematika biasa dianggap sebagai pelajaran yang sulit, sehingga ketika mendapatkan nilai yang bagus tentu akan menimbulkan kepercayaan diri yang tinggi dalam dirinya. Kepercayaan diri ini selanjutnya juga bisa menanamkan sikap positif bahwa kita bisa melakukan apapun juga sesulit apapun itu. efek ini bisa jadi bisa ditimbulkan dari pemahamannya yang kuat terhadap pelajaran fisika.
Selanjutnya sikap positif dan kepercayaan diri yang dilandasi dengan kemampuan logika dan nalar yang kuat akan sangat menunjang kehidupan dan juga karir dan pekerjaannya nanti. Kesuksesan pun akan bisa diraih dalam sikap dan mental semacam ini. banyak orang sukses yang mereka memiliki sikap dan daya pikir kreatif yang dihasilkan dari proses penalaran kuat yang ditunjang salah satunya dari pemahaman yang kuat dalam fisika dan matematika.
Uraian di atas telah menggambarkan bagaimana fisika dapat berperan dalam kehidupan kita. Bahwa fisika begitu penting tidak hanya karena fisika masuk dalam kurikulum, namun juga karena fisika merupakan ilmu dasar yang menjadi landasan bagi perkembangan teknologi. Juga fisika yang melatih daya nalar dapat menjadi salah satu penunjang untuk meraih sukses dalam hidup. Dengan uraian ini semoga dapat menjawab pertanyaan: mengapa harus belajar fisika?

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Fisika Termodinamika

Termodinamika

Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.
Usaha Luar
Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.
W = pV= p(V2V1)
Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai
pers01Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik pV. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik pV, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik pV. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.
fig2004Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.
Energi Dalam
Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.
Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai
untuk gas monoatomik
pers02
untuk gas diatomik
pers03
Dimana U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, danT adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).
Hukum I Termodinamika
Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.
Gambar
Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai
Q = W + U
Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.
Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam U.
Proses Isotermik
Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).
Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik pV di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai
pers04Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.
isothermal_process
Proses Isokhorik
Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV.
QV = U
Proses Isobarik
Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = pV). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku
pers05Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan
QV =U
Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai
W = QpQV
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).
diag11
Proses Adiabatik
Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = U).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
pers06Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).
341px-adiabaticsvg
Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik pV dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik pV pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Science's 10 Most Beautiful Physics Experiments

video

1. Double-slit electron diffraction

The French physicist Louis de Broglie proposed in 1924 that electrons and other discrete bits of matter, which until then had been conceived only as material particles, also have wave properties such as wavelength and frequency. Later (1927) the wave nature of electrons was experimentally established by C.J. Davisson and L.H. Germer in New York and by G.P. Thomson in Aberdeen, Scot. 
To explain the idea, to others and themselves, physicists often used a thought experiment, in which Young's double-slit demonstration is repeated with a beam of electrons instead of light. Obeying the laws of quantum mechanics, the stream of particles would split in two, and the smaller streams would interfere with each other, leaving the same kind of light- and dark-striped pattern as was cast by light. Particles would act like waves. According to an accompanying article in Physics World, by the magazine's editor, Peter Rodgers, it wasn't until 1961 that someone (Claus Jönsson of Tübingen) carried out the experiment in the real world.
 
video

2. Galileo's experiment on falling objects

In the late 1500's, everyone knew that heavy objects fall faster than lighter ones. After all, Aristotle had said so. That an ancient Greek scholar still held such sway was a sign of how far science had declined during the dark ages.

Galileo Galilei, who held a chair in mathematics at the University of Pisa, was impudent enough to question the common knowledge. The story has become part of the folklore of science: he is reputed to have dropped two different weights from the town's Leaning Tower showing that they landed at the same time. His challenges to Aristotle may have cost Galileo his job, but he had demonstrated the importance of taking nature, not human authority, as the final arbiter in matters of science.
 
video

3. Millikan's oil-drop experiment

Oil-drop experiment was the first direct and compelling measurement of the electric charge of a single electron. It was performed originally in 1909 by the American physicist Robert A. Millikan. Using a perfume atomizer, he sprayed tiny drops of oil into a transparent chamber. At the top and bottom were metal plates hooked to a battery, making one positive (red in animation) and the other negative (blue in animation). Since each droplet picked up a slight charge of static electricity as it traveled through the air, the speed of its motion could be controlled by altering the voltage on the plates. When the space between the metal plates is ionized by radiation (e.g., X rays), electrons from the air attach themselves to oil droplets, causing them to acquire a negative charge. Millikan observed one drop after another, varying the voltage and noting the effect. After many repetitions he concluded that charge could only assume certain fixed values. The smallest of these portions was none other than the charge of a single electron.
 
video

4. Newton's decomposition of sunlight with a prism

Isaac Newton was born the year Galileo died. He graduated from Trinity College, Cambridge, in 1665, then holed up at home for a couple of years waiting out the plague. He had no trouble keeping himself occupied.

The common wisdom held that white light is the purest form (Aristotle again) and that colored light must therefore have been altered somehow. To test this hypothesis, Newton shined a beam of sunlight through a glass prism and showed that it decomposed into a spectrum cast on the wall. People already knew about rainbows, of course, but they were considered to be little more than pretty aberrations. Actually, Newton concluded, it was these colors — red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet and the gradations in between — that were fundamental. What seemed simple on the surface, a beam of white light, was, if one looked deeper, beautifully complex.
 
video


video

5. Young's light-interference experiment
Newton wasn't always right. Through various arguments, he had moved the scientific mainstream toward the conviction that light consists exclusively of particles rather than waves. In 1803, Thomas Young, an English physician and physicist, put the idea to a test. He cut a hole in a window shutter, covered it with a thick piece of paper punctured with a tiny pinhole and used a mirror to divert the thin beam that came shining through. Then he took "a slip of a card, about one-thirtieth of an inch in breadth" and held it edgewise in the path of the beam, dividing it in two. The result was a shadow of alternating light and dark bands — a phenomenon that could be explained if the two beams were interacting like waves. Bright bands appeared where two crests overlapped, reinforcing each other; dark bands marked where a crest lined up with a trough, neutralizing each other.

The demonstration was often repeated over the years using a card with two holes to divide the beam. These so-called double-slit experiments became the standard for determining wavelike motion — a fact that was to become especially important a century later when quantum theory began.
 
video

6. Cavendish's torsion-bar experiment
The experiment was performed in 1797–98 by the English scientist Henry Cavendish. He followed a method prescribed and used apparatus built by his countryman, the geologist John Michell, who had died in 1793. The apparatus employed was a torsion balance, essentially a stretched wire supporting spherical weights. Attraction between pairs of weights caused the wire to twist slightly, which thus allowed the first calculation of the value of the gravitational constant G. The experiment was popularly known as weighing the Earth because determination of G permitted calculation of the Earth's mass.
 
video

7. Eratosthenes' measurement of the Earth's circumference

At Syene (now Aswan), some 800 km (500 miles) southeast of Alexandria in Egypt, the Sun's rays fall vertically at noon at the summer solstice. Eratosthenes, who was born in c. 276 BC, noted that at Alexandria, at the same date and time, sunlight fell at an angle of about 7° from the vertical. He correctly assumed the Sun's distance to be very great; its rays therefore are practically parallel when they reach the Earth. Given estimates of the distance between the two cities, he was able to calculate the circumference of the Earth. The exact length of the units (stadia) he used is doubtful, and the accuracy of his result is therefore uncertain; it may have varied by 0.5 to 17 percent from the value accepted by modern astronomers.
 
video

8. Galileo's experiments with rolling balls down inclined planes

Galileo continued to refine his ideas about objects in motion. He took a board 12 cubits long and half a cubit wide (about 20 feet by 10 inches) and cut a groove, as straight and smooth as possible, down the center. He inclined the plane and rolled brass balls down it, timing their descent with a water clock — a large vessel that emptied through a thin tube into a glass. After each run he would weigh the water that had flowed out — his measurement of elapsed time — and compare it with the distance the ball had traveled.

Aristotle would have predicted that the velocity of a rolling ball was constant: double its time in transit and you would double the distance it traversed. Galileo was able to show that the distance is actually proportional to the square of the time: Double it and the ball would go four times as far. The reason is that it is being constantly accelerated by gravity.
 
video


video

9. Rutherford's discovery of the nucleus
When Ernest Rutherford was experimenting with radioactivity at the University of Manchester in 1911, atoms were generally believed to consist of large mushy blobs of positive electrical charge with electrons embedded inside — the "plum pudding" model. But when he and his assistants fired tiny positively charged projectiles, called alpha particles, at a thin foil of gold, they were surprised that a tiny percentage of them came bouncing back. It was as though bullets had ricocheted off Jell-O. Rutherford calculated that actually atoms were not so mushy after all. Most of the mass must be concentrated in a tiny core, now called the nucleus, with the electrons hovering around it. With amendments from quantum theory, this image of the atom persists today.
 

video


video

10. Foucault's pendulum
Last year when scientists mounted a pendulum above the South Pole and watched it swing, they were replicating a celebrated demonstration performed in Paris in 1851. Using a steel wire 220 feet long, the French scientist Jean-Bernard-Léon Foucault suspended a 62-pound iron ball from the dome of the Panthéon and set it in motion, rocking back and forth. To mark its progress he attached a stylus to the ball and placed a ring of damp sand on the floor below.

The audience watched in awe as the pendulum inexplicably appeared to rotate, leaving a slightly different trace with each swing. Actually it was the floor of the Panthéon that was slowly moving, and Foucault had shown, more convincingly than ever, that the earth revolves on its axis. At the latitude of Paris, the pendulum's path would complete a full clockwise rotation every 30 hours; on the Southern Hemisphere it would rotate counterclockwise, and on the Equator it wouldn't revolve at all. At the South Pole, as the modern-day scientists confirmed, the period of rotation is 24 hours.
 

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS