Kumpulan Rumus2

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Teori kinetik gas

Mol dan massa molekul

1 mol= 6,022 x 10²³ molekul
6,022 x 10²³ juga disebut dengan bilangan avogadro (N_A).
Massa sebuah atom/molekul: $m_{0} = \frac {M} {N_{A}}$
Hubungan antara massa dengan mol: $m= n \times M$ atau $n= \frac {m} {M}$
Keterangan:

n: jumlah mol
M: Massa relatif atom/molekul
m: massa zat (kg)

Persamaan keadaan gas ideal

Hukum Boyle

Tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya pada ruangan tertutup.
$p_{1} \times V_{1} = p_{2} \times V_{2}$

Hukum Charles Gay-Lussac

Volume benda akan berbanding lurus dengan suhu mutlaknya pada ruangan tertutup.
$\frac {V_{1}} {T_{1}} = \frac {V_{2}} {T_{2}}$
Dari kedua hukum diatas, maka:
$\frac {p_{1}\times V_{1}} {T_{1}} = \frac {p_{2}\times V_{2} } {T_{2}}$ atau disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.

Persamaan gas ideal

$p \times V = n \times R \times T$
Keterangan:

p: tekanan
v: volume ruang
n: jumlah mol gas
R: tetapan umum gas
T: suhu (Kelvin)

Perhatikan satuan:

R= 8314 J/kmol K apabila tekanan dalam Pa atau N/m², volume dalam m³, dan jumlah mol dalam kmol
R= 0,082 L atm/mol K apabila tekanan dalam atm, volume dalam liter, dan jumlah mol dalam mol

Turunan dari persamaan gas ideal

Karena $n= \frac {m} {M}$ maka dapat dituliskan:
$p \times V = n \times R \times T \Leftrightarrow p \times V = \frac {m} {M} \times R \times T$
$\rho = \frac {m}{V} = \frac {p\times M} {R \times T}$

Karena $n = \frac {N} {N_{A}}$ , maka akan didapat persamaan:
$p \times V = \frac {N} {N_{A}} \times R \times T$ (dari rumus P V = n R T)
$p \times V = N \times \frac {R} {N_{A}} \times T$
$\frac {R} {N_{A}} = k$ , maka:
$p \times V = N \times k \times T$
k disebut dengan tetapan Boltzmann, yang nilainya adalah:
$k = \frac {R} {N_{A}} = \frac {8314 J/kmol K} {6,022 \times 10^{23} partikel} = 1,38 \times 10^{-23} J/K$

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Relativitas

Subbagian ini akan menjelaskan tentang rumus-rumus yang digunakan pada teori relativitas khusus.

Kecepatan A menurut B: $v_{AB} = \frac {v_{AO} + v_{OB}}{1+ \frac {v_{AO} \times v_{OB}}{c^2}}$

Dengan titik O adalah sebuah acuan yang berada diantara A dan B.
Keterangan:

V_AB: Kecepatan benda A relatif terhadap kecepatan benda B.
V_AO: Kecepatan benda A relatif terhadap acuan O.
V_OB: Kecepatan benda B relatif terhadap acuan O.
c: kecepatan cahaya (3 x 10⁸ m/s²)

Ada besaran $\gamma$ yang gunanya untuk menghitung dilatasi waktu, panjang, dan massa.

$\gamma = \frac {1} {\sqrt {1- \frac {v^2}{c^2}}}$

Dilatasi panjang:

$L = \frac {L_0} {\gamma}$

Keterangan:

L₀: Panjang awal benda.

Dilatasi waktu:

$t = t_0 \times {\gamma}$

Keterangan:

t₀: waktu dalam acuan pengamat yang diam.
t: waktu dalam acuan pengamat yang bergerak.

Dilatasi massa:

$m = m_0 \times \gamma$

Energi kinetik relativistik:

$E_k = (\gamma - 1) \times E_0 = (\gamma - 1) \times m_0 c^2$

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Usaha dan energi

Kerja oleh gaya konstan

$W= F \times s$

Keterangan:

$W$ : kerja yang dilakukan oleh gaya terhadap benda (J)
$F$ : gaya yang dikerjakan pada benda (N)
$s$ : jarak yang ditempuh benda selama bergerak (meter)

Jika gaya konstan yang bekerja tidak searah dengan arah gerak benda, maka besarnya kerja yang dilakukan pada benda adalah:

$W= (F \cos \alpha) \times s$

Jika $\alpha=90 ^\circ$ , maka nilai $F \cos \alpha$ akan bernilai nol, sehingga tidak ada kerja yang dilakukan selama gerakan.

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Induksi elektromagnet

Toroida

Kuat medan magnet di sumbu toroida: $B = \frac{\mu_0 i N}{2 \pi a}$ dengan:

i: kuat arus yang mengalir (Ampere)
a: jari-jari efektif (meter)
N: jumlah lilitan
$\mu_0$ : permitivitas vakum = $4\pi * 10^{-7}$ Wb/(A·m)

Contoh soal

Toroida dengan jari-jari efektif 5cm terdiri dari 750 lilitan. Berapakah arus yang mengalir dalam lilitan agar $B=1,8 * 10^{-3} \mbox{T}$ ?
Diketahui:
$a = 5 \mbox{cm} = 5 * 10^{-2} \mbox{m}$
$N = 750$
$B = 1,8 * 10^{-3} \mbox{T}$
Ditanya:
$i = ?$
Jawab:
$B = \frac{\mu_0 i N}{2 \pi a}$
$1,8 * 10^{-3} = \frac{\mu_0 * i * 750}{2 * \pi * 5 * 10^{-2}}$
$i = 0,6 \mbox{A}$

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Impuls dan momentum

Momentum

$p = m \times v$
$\vartriangle p = m \vartriangle v = mv_{1} - mv_{0}$
Keterangan:

p = momentum (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Impuls

Impuls merupakan perubahan momentum.
$I = \vartriangle p = F \vartriangle t = \int F dt$
Keterangan:

I = impuls
$\vartriangle p$ = perubahan momentum (kg m/s)
$\vartriangle t$ = perubahan selang waktu (s)
F = gaya (Newton)

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Alat optik

Lup (Kaca Pembesar)

Pembesaran bayangan saat mata berakomodasi maksimum

$\!M=\frac{Sn}{f}+1$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran
$\!Sn$ = Titik dekat (cm)
$\!f$ = Fokus lup (cm)

Pembesaran bayangan saat mata tidak berakomodasi

$\!M=\frac{Sn}{f}$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran
$\!Sn$ = Titik dekat (cm)
$\!f$ = Fokus lup (cm)

Mikroskop

Proses pembentukan bayangan pada mikroskop

Pembesaran mikroskop adalah hasil kali pembesaran lensa objektif dan pembesaran lensa okuler, sehingga dirumuskan:
$M_{mik}=M_{ob}\times M_{ok}$

Karena lensa okuler mikroskop berfungsi seperti lup, pembesaran mikroskop dirumuskan sebagai berikut:

Pembesaran Mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum

$M_{mik}=M_{ob}\times M_{ok}=(\frac{S'_{ob}}{S_{ob}})\times(\frac{Sn}{f_{ok}}+1)$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=S'_{ob}+S_{ok}=S'_{ob}+\frac{Sn\times f_{ok}}{Sn+f_{ok}}$
Dengan ketentuan:

$\!M_{mik}$ = Pembesaran mikroskop
$\!M_{ob}$ = Pembesaran oleh lensa objektif
$\!M_{ok}$ = Pembesaran oleh lensa okuler (seperti perbesaran pada lup)
$\!Sn$ = Titik dekat mata
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler
$\!S'_{ob}$ = jarak bayangan oleh lensa objektif
$\!S_{ob}$ = jarak benda di depan lensa objektif
$\!d$ = jarak lensa objektif dan lensa okuler

Pembesaran Mikroskop pada saat mata tidak berakomodasi

$M_{mik}=M_{ob}\times \frac{Sn}{f_{ok}}=\frac{S'_{ob}}{S_{ob}}\times \frac{Sn}{f_{ok}}$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=S'_{ob}+f_{ok}\,\!$
Dengan ketentuan: