Fisika Dasar untuk Teknik: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 20 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Kinematika

Kecepatan: v = v₀ + a·t
Perpindahan: s = v₀·t + ½·a·t²
Tanpa waktu: v² = v₀² + 2·a·s
Satuan: 1 m/s = 3,6 km/h

Metode

Daftarkan yang Anda ketahui: v₀, v, a, t, dan s, beserta satuannya.
Pilih persamaan yang memuat tiga besaran yang diketahui dan besaran yang dicari.
Pilih satu arah positif dan beri tanda minus pada besaran yang berlawanan arah.
Selesaikan dan periksa bahwa jawabannya masuk akal secara fisis.

Hukum Newton

Hukum kedua: ΣF = m·a
Berat: W = m·g
Gesekan kinetik: F_f = μ·N
Pada bidang miring: sejajar: m·g·sin θ, normal: m·g·cos θ

Metode

Gambar diagram benda bebas dengan setiap gaya yang bekerja pada benda.
Pilih arah positif searah gerak.
Uraikan gaya menjadi komponen sejajar dan tegak lurus terhadap gerak (pada bidang miring: m·g·sin θ sejajar, m·g·cos θ menekan bidang).
Terapkan ΣF = m·a searah gerak; gesekan adalah μ·N yang melawan gerak.

Gerak proyektil

Komponen: v_x = v₀cos θ, v_y = v₀sin θ
Posisi: x = v_xt, y = h + v_yt − ½gt²
Tinggi maksimum: H = h + v_y²/(2g)
Jarak tempuh (tanah datar): R = v₀²·sin 2θ/g

Metode

Uraikan kecepatan luncur menjadi komponen: v_x = v₀·cos θ dan v_y = v₀·sin θ.
Gerak horizontal memiliki kelajuan konstan; gerak vertikal memiliki percepatan −g.
Cari waktu terbang dari gerak vertikal.
Gunakan waktu itu dalam gerak horizontal untuk mencari jarak jangkauan.

Usaha & energi

Energi kinetik: E_k = ½mv²
Energi potensial: E_p = mgh
Neraca energi: E_k1 + E_p1 + W = E_k2 + E_p2 + losses
Usaha gaya gesek: W = μ·N·d
Daya: P = W/t

Momentum & tumbukan

Momentum: p = m·v
Kekekalan: Σm·v (before) = Σm·v (after)
Tidak lenting sama sekali: v′ = (m₁v₁ + m₂v₂)/(m₁ + m₂)
Impuls: J = F·Δt = m·Δv

Metode

Pilih arah positif dan beri setiap kecepatan tandanya.
Tulis momentum total sebelum tumbukan: Σm·v.
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, benda-benda bergerak bersama setelahnya; pada tumbukan lenting, energi kinetik juga kekal.
Samakan momentum sebelum dengan momentum sesudah tumbukan lalu selesaikan.

Gaya hidrostatis

Tekanan pada kedalaman: p = ρgh
Gaya pada dinding vertikal: F = ρg·h_c·A
Pusat tekanan: y_p = y_c + I_c/(y_cA)
Persegi panjang: I_c = bH³/12

Kontinuitas & Bernoulli

Kontinuitas: A₁v₁ = A₂v₂
Bernoulli: p₁ + ½ρv₁² + ρgz₁ = p₂ + ½ρv₂² + ρgz₂
Debit: Q = A·v
Luas lingkaran: A = πd²/4

Hukum gas ideal

Hukum gas ideal: pV = nRT
Konstanta gas: R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15

Mesin kalor & refrigerator

Efisiensi: η = W/Q_H = 1 − Q_C/Q_H
Efisiensi Carnot: η_C = 1 − T_C/T_H (kelvin)
COP mesin pendingin: COP_R = Q_C/W
COP pompa kalor: COP_HP = Q_H/W = COP_R + 1
Neraca energi: Q_H = W + Q_C

Gelombang, bunyi & optika

Kelajuan gelombang: v = fλ, T = 1/f
Tali: v = √(T/μ), μ = m/L
Tingkat bunyi: β = 10·log₁₀(I/I₀), I₀ = 10⁻¹² W/m²
Sumber titik: I = P/(4πr²)
Gelombang berdiri: tali atau pipa terbuka f_n = n·v/(2L); pipa tertutup f_n = n·v/(4L), n ganjil
Efek Doppler: f′ = f·(v ± v_o)/(v ∓ v_s)
Indeks bias: n = c/v, λ = λ₀/n
Hukum Snell: n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂
Sudut kritis: sin θ_c = n₂/n₁
Serat optik: NA = sin θ_a = √(n₁² − n₂²)
Lensa dan cermin: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, m = −d_i/d_o, mirror f = R/2
Celah ganda: d·sin θ = mλ, y_m = mλL/d
Kisi: d = 1/N, d·sin θ = mλ, m_max ≤ d/λ
Celah tunggal: a·sin θ = mλ (dark), w = 2λL/a

Metode

Kenali jenis soalnya: kelajuan gelombang, tingkat bunyi, gelombang berdiri, Doppler, pembiasan, lensa atau cermin, atau interferensi.
Tulis dulu hubungannya: v = fλ, β = 10·log(I/I₀), fₙ = n·v/(2L) atau n·v/(4L), f′ = f(v ± v_o)/(v ∓ v_s), n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂, 1/f = 1/d₀ + 1/dᵢ, d·sin θ = mλ.
Ubah satuan: nm, mm, dan cm ke m, dan periksa apakah sudut diukur dari garis normal.
Periksa tanda dan kewajaran: bayangan maya memiliki dᵢ < 0, sumber yang mendekat terdengar lebih tinggi, pipa tertutup hanya memiliki harmonik ganjil.

2Soal latihan

1.KinematikaSedang

Sebuah mobil yang melaju dengan 54 km/h mengerem dengan perlambatan konstan 8 m/s² hingga berhenti. Cari jarak pengereman s.

v₀ = 54 km/ha = −8 m/s²v = 0

s = m

2.KinematikaSulit

Sebuah roket model diluncurkan tegak ke atas dari keadaan diam. Mesinnya memberi percepatan konstan ke atas 24 m/s² selama 3 s, setelah itu mesin mati dan roket bergerak bebas. Abaikan hambatan udara dan gunakan g = 9,81 m/s². Cari ketinggian maksimum h_max yang dicapai roket.

a = 24 m/s²t₁ = 3 sg = 9,81 m/s²

h_max = m

3.Hukum NewtonSedang

Sebuah balok 15 kg meluncur menuruni bidang miring bersudut 35° terhadap horizontal. Koefisien gesek kinetiknya 0,25. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari percepatan a balok sepanjang bidang miring.

m = 15 kgθ = 35°μ = 0,25g = 9,81 m/s²

a = m/s²

4.Hukum NewtonSulit

Sebuah balok 4 kg di atas meja horizontal dihubungkan dengan tali ringan melalui katrol licin ke beban tergantung 5 kg. Koefisien gesek kinetik antara balok dan meja adalah 0,1. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari percepatan a sistem.

m₁ = 4 kgm₂ = 5 kgμ = 0,1g = 9,81 m/s²

a = m/s²

5.Gerak proyektilSedang

Sebuah bola dilempar dengan sudut 30° di atas horizontal dari tanah datar. Abaikan hambatan udara. Cari tinggi maksimum H yang dicapai bola.

v₀ = 38 m/sθ = 30°g = 9,81 m/s²

H = m

6.Gerak proyektilSulit

Sebuah bola diluncurkan dengan 23 m/s dan sudut 70° di atas horizontal dari puncak tebing setinggi 55 m. Abaikan hambatan udara dan gunakan g = 9,81 m/s². Cari ketinggian maksimum H di atas tanah di kaki tebing.

v₀ = 23 m/sθ = 70°h = 55 mg = 9,81 m/s²

H = m

7.Usaha & energiSedang

Balok 2 kg meluncur 10 m menuruni lereng bersudut 35° terhadap horizontal, dengan koefisien gesek kinetik 0,35. Cari usaha W_f melawan gesekan.

m = 2 kgθ = 35°μ = 0,35d = 10 mg = 9,81 m/s²

W_f = J

8.Usaha & energiSulit

Balok 2 kg dilepas dari keadaan diam pada ketinggian 1 m di lintasan miring yang licin. Di bawah, balok melintasi jalur horizontal kasar sepanjang 2,5 m (μ = 0,15) lalu menabrak pegas (k = 800 N/m) di permukaan licin. Cari kecepatan v balok saat mencapai pegas.

m = 2 kgh = 1 mL = 2,5 mμ = 0,15k = 800 N/mg = 9,81 m/s²

v = m/s

9.Momentum & tumbukanSedang

Sebuah proyektil 13 kg yang bergerak horizontal dengan 32 m/s meledak menjadi dua pecahan yang bergerak pada garis yang sama. Pecahan 10 kg terus bergerak ke depan dengan 60 m/s. Cari kecepatan v′₂ pecahan 3 kg (positif searah gerak semula).

M = 13 kgu = 32 m/sm₁ = 10 kgv′₁ = 60 m/sm₂ = 3 kg

v′₂ = m/s

10.Momentum & tumbukanSulit

Sebuah peluru 12 g ditembakkan horizontal ke balok 4 kg yang tergantung pada tali ringan sepanjang 1,7 m, dan tertanam di dalamnya. Tali berayun sampai sudut terbesar 30° dari vertikal. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari kelajuan v peluru sebelum tumbukan.

m = 12 gM = 4 kgL = 1,7 mθ = 30°g = 9,81 m/s²

v = m/s

11.Gaya hidrostatisSedang

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 m berada di dinding tangki berisi air, dengan tepi atasnya 2,5 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 2,5 mH = 3 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²

F = kN

12.Gaya hidrostatisSulit

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 2 m berada di dinding tangki berisi oli, dengan tepi atasnya 1,5 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 1,5 mH = 2 mb = 2 mρ = 880 kg/m³g = 9,81 m/s²

F = kN

13.Kontinuitas & BernoulliSedang

Air mengalir melalui pipa horizontal yang menyempit dari 100 mm ke 50 mm. Di bagian lebar tekanannya 110 kPa dan kecepatannya 0,5 m/s. Dengan mengabaikan kerugian, cari tekanan p₂ di bagian sempit.

d₁ = 100 mmd₂ = 50 mmp₁ = 110 kPav₁ = 0,5 m/sρ = 1000 kg/m³

p₂ = kPa

14.Kontinuitas & BernoulliSulit

Tangki air tertutup berisi udara bertekanan di atas air dengan tekanan gauge 190 kPa. Air keluar melalui lubang berdiameter 40 mm, 4 m di bawah permukaan air, ke udara terbuka. Dengan mengabaikan kerugian, cari laju aliran Q. Gunakan g = 9,81 m/s².

p_air = 190 kPa (gauge)h = 4 md = 40 mmρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²

Q = L/s

15.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 470 g He pada 250 kPa dan 55 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 470 gM = 4,003 g/molP = 250 kPaT = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

16.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 300 kPa dan 170 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 300 kPaT = 170 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

17.Mesin kalor & refrigeratorSedang

Sebuah mesin kalor bekerja di antara reservoir panas bersuhu 375 °C dan reservoir dingin bersuhu 40 °C. Cari efisiensi termal tertinggi yang mungkin η_max.

T_H = 375 °CT_L = 40 °C

η_max = %

18.Mesin kalor & refrigeratorSulit

Pompa kalor menjaga rumah pada 21 °C saat di luar -10 °C, dengan memasok 10 kW panas ke rumah. Cari koefisien kinerja tertinggi yang mungkin COP_max.

T_H = 21 °CT_L = -10 °CQ̇_H = 10 kW

COP_max =

19.Gelombang, bunyi & optikaSedang

Pipa tertutup di satu ujung harus memiliki harmonik ke-7 pada 923 Hz. Kelajuan bunyi adalah 343 m/s. Carilah panjang pipa L.

v = 343 m/sn = 7f₇ = 923 Hz

L = m

20.Gelombang, bunyi & optikaSulit

Cahaya dengan panjang gelombang 633 nm mengenai dua celah yang berjarak 0,4 mm. Layar berada 1,2 m jauhnya. Carilah jarak antar pita terang yang bersebelahan Δy.

λ = 633 nmd = 0,4 mmL = 1,2 m

Δy = mm

3Larutan

1.Kinematika

Jawaban: s = 14,06 m

Gerak dengan percepatan konstan: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t², dan v² = v₀² + 2·a·s. Pilih persamaan yang memuat tiga besaran yang Anda ketahui dan satu besaran yang dicari, dan jaga konsistensi tanda dengan satu arah positif.

Satuan

v₀ = 54/3,6 = 15 m/s

Jarak pengereman

0 = v₀² − 2·a·s → s = v₀²/(2a) = 15²/(2·8) = 14,06 m

Jawaban

s = 14,06 m

2.Kinematika

Jawaban: h_max = 372,2 m

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

Fase bertenaga

v₁ = 24·3 = 72 m/s

h₁ = ½·24·3² = 108 m

Terbang bebas ke atas

Di puncak kecepatannya nol.

Δh = v₁²/(2g) = 72²/(2·9,81) = 264,2 m

h_max = 108 + 264,2 = 372,2 m

Jawaban

h_max = 372,2 m

3.Hukum Newton

Jawaban: a = 3,618 m/s²

Hukum kedua Newton: gaya total pada suatu benda sama dengan massanya dikali percepatannya, ΣF = m·a. Gambar diagram benda bebas, pilih arah positif searah gerak, dan jumlahkan semua gaya dalam arah tersebut: gaya luar, gesekan μ·N yang melawan gerak, dan komponen gaya gravitasi.

Gaya sepanjang bidang miring

Arah menuruni bidang miring positif.

m·a = m·g·sin θ − μ·m·g·cos θ

Percepatan

a = 9,81·(sin 35° − 0,25·cos 35°) = 9,81·(0,5736 − 0,2048) = 3,618 m/s²

Jawaban

a = 3,618 m/s²

4.Hukum Newton

Jawaban: a = 5,014 m/s²

Percepatan sistem

a = (m₂·g − μ·m₁·g)/(m₁ + m₂) = (49,05 − 3,924)/9 = 5,014 m/s²

Jawaban

a = 5,014 m/s²

5.Gerak proyektil

Jawaban: H = 18,4 m

Gerak proyektil: tanpa hambatan udara, x = v_xt dan y = h + v_yt − ½gt². Kedua arah tidak saling bergantung, kecuali berbagi waktu yang sama.

Uraikan kecepatan awal

Kecepatan horizontal tetap; gerak vertikal memiliki percepatan konstan g = 9,81 m/s² ke bawah.

v_x = v₀·cos θ = 38·cos 30° = 32,91 m/s

v_y = v₀·sin θ = 38·sin 30° = 19 m/s

Titik tertinggi

Di puncak kecepatan vertikal nol: v_y² = 2gH.

H = v_y²/(2g) = 19²/(2·9,81) = 18,4 m

Jawaban

H = 18,4 m

6.Gerak proyektil

Jawaban: H = 78,81 m

Projectile motion: with no air resistance, x = v_xt and y = h + v_yt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

Kelajuan awal vertikal

v_y = 23·sin 70° = 21,61 m/s

Kenaikan di atas tebing

Δh = v_y²/(2g) = 21,61²/(2·9,81) = 23,81 m

Ketinggian di atas tanah

H = 55 + 23,81 = 78,81 m

Jawaban

H = 78,81 m

7.Usaha & energi

Jawaban: W_f = 56,25 J

Prinsip usaha–energi: perubahan energi kinetik sama dengan usaha oleh semua gaya. Menuliskan gravitasi dan pegas sebagai energi potensial (mgh dan ½kx²) mengubahnya menjadi neraca: energi awal = energi akhir + energi yang hilang karena gesekan (μN·d).

Gaya gesek

N = mg·cos θ = 19,62·0,8192 = 16,07 N

F = μN = 0,35·16,07 = 5,625 N

Usaha melawan gesekan

W_f = F·d = 5,625·10 = 56,25 J

Jawaban

W_f = 56,25 J

8.Usaha & energi

Jawaban: v = 3,502 m/s

Energi tersisa setelah jalur kasar

Lintasan miringnya licin, jadi hanya jalur kasar yang mengambil energi.

mgh − μmgL = 19,62·(1 − 0,15·2,5) = 12,26 J

Kecepatan di pegas

½mv² = mg(h − μL) → v = √(2g(h − μL)) = √(2·9,81·0,625) = 3,502 m/s

Jawaban

v = 3,502 m/s

9.Momentum & tumbukan

Jawaban: v′₂ = −61,33 m/s

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

Momentum sebelum

p = M·u = 13·32 = 416 kg·m/s

Momentum sesudah

416 = 10·60 + 3·v′₂

v′₂ = (416 − 600)/3 = −61,33 m/s

Jawaban

v′₂ = −61,33 m/s

Tanda minus berarti pecahan kedua terlempar ke belakang.

10.Momentum & tumbukan

Jawaban: v = 706,7 m/s

Kenaikan balok

h = L·(1 − cos θ) = 1,7·(1 − cos 30°) = 0,2278 m

Kelajuan setelah tumbukan

V = √(2·9,81·0,2278) = 2,114 m/s

Tumbukan

v = (m + M)·V/m = 4,012·2,114/0,012 = 706,7 m/s

Jawaban

v = 706,7 m/s

11.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 117,7 kN

Gaya hidrostatis pada permukaan datar: F = ρ·g·y_c·A. Gaya bekerja di pusat tekanan, y_cp = y_c + I_c/(y_cA), yang selalu berada di bawah titik berat.

Kedalaman titik berat dan luas

y_c = d + H/2 = 2,5 + 3/2 = 4 m

A = H·b = 3·1 = 3 m²

Gaya resultan

F = ρ·g·y_c·A = 1000·9,81·4·3 = 117,7 kN

Jawaban

F = 117,7 kN

12.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 86,33 kN

Gaya hidrostatis pada permukaan datar: F = ρ·g·y_c·A. Gaya bekerja di pusat tekanan, y_cp = y_c + I_c/(y_cA), yang selalu berada di bawah titik berat.

Kedalaman titik berat dan luas

y_c = d + H/2 = 1,5 + 2/2 = 2,5 m

A = H·b = 2·2 = 4 m²

Gaya resultan

F = ρ·g·y_c·A = 880·9,81·2,5·4 = 86,33 kN

Jawaban

F = 86,33 kN

13.Kontinuitas & Bernoulli

Jawaban: p₂ = 108,1 kPa

Kontinuitas dan Bernoulli: untuk fluida tak mampat, laju alir sama di setiap penampang, Q = A₁v₁ = A₂v₂. Sepanjang garis arus tanpa kerugian, p + ½ρv² + ρgz konstan, jadi di tempat fluida lebih cepat atau lebih tinggi, tekanannya lebih rendah.

Kontinuitas dan Bernoulli

Hitung dalam Pa, lalu bagi 1000 untuk mendapat kPa.

v₂ = v₁·(d₁/d₂)² = 0,5·(100/50)² = 2 m/s

½ρ(v₁² − v₂²) = ½·1000·(0,5² − 2²)/1000 = −1,875 kPa

p₂ = p₁ + ½ρ(v₁² − v₂²) = 110 + (−1,875) = 108,1 kPa

Jawaban

p₂ = 108,1 kPa

14.Kontinuitas & Bernoulli

Jawaban: Q = 26,91 L/s

Continuity and Bernoulli: for an incompressible fluid the flow rate is the same at every section, Q = A₁v₁ = A₂v₂. Along a streamline without losses, p + ½ρv² + ρgz is constant, so where the fluid is faster or higher its pressure is lower.

Bernoulli dari permukaan ke pancaran

v = √(2·(190000/1000 + 9,81·4)) = 21,41 m/s

Debit

Q = A·v = 0,001257·21,41 = 0,02691 m³/s = 26,91 L/s

Jawaban

Q = 26,91 L/s

15.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 1281 L

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = 470/4,003 = 117,4 mol

T = 55 + 273,15 = 328,1 K

Volume

V = nRT/P = 117,4·8,314·328,1/250 = 1281 L

Jawaban

V = 1281 L

16.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,281 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 170 + 273,15 = 443,1 K

Massa jenis

ρ = 300·28,01/(8,314·443,1) = 2,281 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,281 kg/m³

17.Mesin kalor & refrigerator

Jawaban: η_max = 51,69 %

Batas hukum kedua: tidak ada siklus yang bekerja di antara reservoir bersuhu mutlak T_H dan T_L yang dapat mengungguli siklus reversibel (Carnot): η_max = 1 − T_L/T_H, COP_R,max = T_L/(T_H − T_L), dan COP_HP,max = T_H/(T_H − T_L). Energi selalu kekal: Q_H = W + Q_L.

Suhu mutlak

T_H = 375 + 273,15 = 648,1 K

T_L = 40 + 273,15 = 313,1 K

Efisiensi Carnot

η_max = 1 − T_L/T_H = 1 − 313,1/648,1 = 51,69 %

Jawaban

η_max = 51,69 %

18.Mesin kalor & refrigerator

Jawaban: COP_max = 9,489

Suhu mutlak

T_H = 21 + 273,15 = 294,1 K

T_L = -10 + 273,15 = 263,1 K

COP terbaik yang mungkin

COP_HP,max = T_H/(T_H − T_L) = 294,1/(294,1 − 263,1) = 9,489

Jawaban

COP_max = 9,489

19.Gelombang, bunyi & optika

Jawaban: L = 0,6503 m

Gelombang berdiri dan efek Doppler: tali yang terikat di kedua ujungnya, atau pipa terbuka di kedua ujungnya, memuat setengah panjang gelombang bulat: L = nλ/2, f_n = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … Pipa tertutup di satu ujung memiliki simpul di ujung tertutup dan perut di ujung terbuka: L = nλ/4 dengan n ganjil saja, f_n = n·v/(4L). Ketika sumber atau pengamat bergerak sepanjang garis di antara keduanya, f′ = f·(v ± v_o)/(v ∓ v_s): pakai tanda atas untuk gerak saling mendekat. Dua gelombang dengan frekuensi hampir sama berpelayangan pada |f₁ − f₂|.

Panjang gelombang

λ = v/f = 343/923 = 0,3716 m

Panjang

L = nλ/4 = 7·0,3716/4 = 0,6503 m

Jawaban

L = 0,6503 m

20.Gelombang, bunyi & optika

Jawaban: Δy = 1,899 mm

Interferensi dan difraksi: cahaya dari dua celah berjarak d mencapai suatu titik pada layar dengan selisih lintasan d·sin θ. Pita terang muncul di tempat d·sin θ = mλ (m = 0, ±1, ±2, …). Untuk layar berjarak L ≫ d, pita terang ke-m berada pada y = mλL/d dan jarak antar pita adalah Δy = λL/d. Kisi dengan N garis per milimeter memiliki d = 1/N dan maksimum tajam pada d·sin θ = mλ; karena sin θ ≤ 1, orde tertinggi adalah bilangan bulat terbesar m ≤ d/λ. Celah tunggal selebar a memiliki pita gelap pada a·sin θ = mλ, m = ±1, ±2, …

Jarak antar pita

Δy = λL/d = 633 × 10⁻⁹·1,2/(0,4 × 10⁻³) = 1,899 mm

Jawaban

Δy = 1,899 mm

ExamProblems · examproblems.com/courses/physics-for-engineers