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 90 km/h mengerem dengan perlambatan konstan 7,5 m/s² hingga berhenti. Berapa lama pengereman berlangsung? Cari t.

v₀ = 90 km/ha = −7,5 m/s²v = 0

t = s

2.KinematikaSulit

Sebuah trem mulai dari keadaan diam dan dipercepat 1 m/s² selama 7 s, lalu berjalan dengan kecepatan tetap selama 13 s, dan akhirnya mengerem dengan 3,5 m/s² sampai berhenti. Cari jarak total s antara kedua perhentian.

a₁ = 1 m/s²t₁ = 7 st₂ = 13 sa₃ = −3,5 m/s²

s = m

3.Hukum NewtonSedang

Sebuah balok 17 kg meluncur menuruni bidang miring bersudut 40° terhadap horizontal. Koefisien gesek kinetiknya 0,15. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari percepatan a balok sepanjang bidang miring.

m = 17 kgθ = 40°μ = 0,15g = 9,81 m/s²

a = m/s²

4.Hukum NewtonSulit

Sebuah balok 7,5 kg di atas meja horizontal dihubungkan dengan tali ringan melalui katrol licin ke beban tergantung 5,5 kg. Koefisien gesek kinetik antara balok dan meja adalah 0,1. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari tegangan T pada tali.

m₁ = 7,5 kgm₂ = 5,5 kgμ = 0,1g = 9,81 m/s²

T = N

5.Gerak proyektilSedang

Sebuah bola diluncurkan dari tanah datar dengan sudut 35° di atas horizontal dan mendarat 150 m jauhnya. Abaikan hambatan udara dan gunakan g = 9,81 m/s². Cari kelajuan awal v₀.

θ = 35°R = 150 mg = 9,81 m/s²

v₀ = m/s

6.Gerak proyektilSulit

Sebuah bola diluncurkan dengan 16 m/s dan sudut 25° di atas horizontal dari puncak tebing setinggi 40 m. Abaikan hambatan udara dan gunakan g = 9,81 m/s². Cari ketinggian maksimum H di atas tanah di kaki tebing.

v₀ = 16 m/sθ = 25°h = 40 mg = 9,81 m/s²

H = m

7.Usaha & energiSedang

Sebuah mobil 1200 kg menanjak lereng 6° dengan kecepatan tetap 36 km/h. Hambatan udara dan hambatan gulir bersama-sama sebesar 200 N. Cari daya P yang harus diberikan roda, dalam kW.

m = 1200 kgθ = 6°F_r = 200 Nv = 36 km/hg = 9,81 m/s²

P = kW

8.Usaha & energiSulit

Balok 2 kg dilepas dari keadaan diam pada ketinggian 2,5 m di lintasan miring yang licin. Di bawah, balok melintasi jalur horizontal kasar sepanjang 2,5 m (μ = 0,25) lalu menabrak pegas (k = 2000 N/m) di permukaan licin. Cari pemampatan maksimum x pegas.

m = 2 kgh = 2,5 mL = 2,5 mμ = 0,25k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²

x = cm

9.Momentum & tumbukanSedang

Sebuah mobil 700 kg yang bergerak 17 m/s menabrak mobil 1300 kg yang diam dan keduanya menyatu. Berapa energi kinetik ΔK yang hilang dalam tumbukan?

m₁ = 700 kgv₁ = 17 m/sm₂ = 1300 kgv₂ = 0

ΔK = J

10.Momentum & tumbukanSulit

Sebuah peluru 15 g ditembakkan horizontal ke balok 3,5 kg yang tergantung pada tali ringan sepanjang 1,4 m, dan tertanam di dalamnya. Tali berayun sampai sudut terbesar 40° dari vertikal. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari kelajuan v peluru sebelum tumbukan.

m = 15 gM = 3,5 kgL = 1,4 mθ = 40°g = 9,81 m/s²

v = m/s

11.Gaya hidrostatisSedang

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1,5 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 = 2 mb = 1,5 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²

F = kN

12.Gaya hidrostatisSulit

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 m berada di dinding tangki berisi air laut, dengan tepi atasnya 3 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 3 mH = 3 mb = 1 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²

F = kN

13.Kontinuitas & BernoulliSedang

Tabung pitot-statis di pipa air menunjukkan selisih 35 kPa antara tekanan stagnasi dan tekanan statis. Cari kecepatan air v di ujung tabung.

p₀ − p = 35 kPaρ = 1000 kg/m³

v = m/s

14.Kontinuitas & BernoulliSulit

Air mengalir naik melalui pipa yang menyempit dari 150 mm ke 50 mm sambil naik 3 m. Di penampang 1 tekanannya 150 kPa dan kecepatannya 0,75 m/s. Dengan mengabaikan kerugian, cari tekanan p₂ di penampang 2.

d₁ = 150 mmd₂ = 50 mmp₁ = 150 kPav₁ = 0,75 m/sΔz = 3 mρ = 1000 kg/m³

p₂ = kPa

15.Hukum gas idealSedang

Tangki 5 L berisi 160 g CH₄ pada 10 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 160 gM = 16,04 g/molV = 5 LT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

16.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 350 kPa dan 30 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 350 kPaT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

17.Mesin kalor & refrigeratorSedang

Sebuah mesin kalor reversibel (Carnot) menerima 900 kJ panas dari reservoir bersuhu 375 °C dan membuang 442 kJ per siklus. Cari suhu T_L reservoir dingin dalam °C.

T_H = 375 °CQ_H = 900 kJQ_L = 442 kJ

T_L = °C

18.Mesin kalor & refrigeratorSulit

Sebuah pompa kalor memasok 12,5 kW panas ke sistem pemanas bersuhu 45 °C, dengan mengambil panas dari sumber bersuhu 0 °C. COP sebenarnya 45% dari COP Carnot di antara kedua suhu ini. Cari daya listrik Ẇ yang dipakainya.

T_H = 45 °CT_L = 0 °Cη_II = 45%Q̇_H = 12,5 kW

Ẇ = kW

19.Gelombang, bunyi & optikaSedang

Pipa terbuka di kedua ujungnya panjangnya 1,5 m. Kelajuan bunyi adalah 343 m/s. Carilah frekuensi f₄ untuk harmonik ke-4.

v = 343 m/sn = 4L = 1,5 m

f₄ = Hz

20.Gelombang, bunyi & optikaSulit

Cahaya dengan panjang gelombang 650 nm melewati celah tunggal selebar 0,08 mm. Carilah sudut θ₂ pita gelap nomor 2 dari arah lurus.

λ = 650 nma = 0,08 mmm = 2

θ₂ = °

3Larutan

1.Kinematika

Jawaban: t = 3,333 s

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 = 90/3,6 = 25 m/s

Waktu pengereman

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 25/7,5 = 3,333 s

Jawaban

t = 3,333 s

2.Kinematika

Jawaban: s = 122,5 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.

Kecepatan puncak

v = a₁·t₁ = 1·7 = 7 m/s

Jarak tiap fase

s₁ = ½·1·7² = 24,5 m

s₂ = 7·13 = 91 m

s₃ = 7²/(2·3,5) = 7 m

Jarak total

s = 24,5 + 91 + 7 = 122,5 m

Jawaban

s = 122,5 m

3.Hukum Newton

Jawaban: a = 5,179 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 40° − 0,15·cos 40°) = 9,81·(0,6428 − 0,1149) = 5,179 m/s²

Jawaban

a = 5,179 m/s²

4.Hukum Newton

Jawaban: T = 34,24 N

Percepatan sistem

a = (m₂·g − μ·m₁·g)/(m₁ + m₂) = (53,96 − 7,357)/13 = 3,584 m/s²

Tegangan tali dari balok di atas meja

T − μ·m₁·g = m₁·a

T = 7,5·3,584 + 7,357 = 34,24 N

Jawaban

T = 34,24 N

5.Gerak proyektil

Jawaban: v₀ = 39,57 m/s

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.

Selesaikan rumus jangkauan untuk v₀

v₀ = √(g·R/sin 2θ) = √(9,81·150/sin 70°) = 39,57 m/s

Jawaban

v₀ = 39,57 m/s

6.Gerak proyektil

Jawaban: H = 42,33 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 = 16·sin 25° = 6,762 m/s

Kenaikan di atas tebing

Δh = v_y²/(2g) = 6,762²/(2·9,81) = 2,33 m

Ketinggian di atas tanah

H = 40 + 2,33 = 42,33 m

Jawaban

H = 42,33 m

7.Usaha & energi

Jawaban: P = 14,31 kW

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). Daya adalah gaya dikali kecepatan: P = F·v.

Gaya dorong

m·g = 1200·9,81 = 11772 N

mg·sin θ = 11772·sin 6° = 1231 N

F = 1231 + 200 = 1431 N

Daya

v = 36/3,6 = 10 m/s

P = F·v = 1431·10 = 14305 W = 14,31 kW

Jawaban

P = 14,31 kW

8.Usaha & energi

Jawaban: x = 19,18 cm

Energi tersisa setelah jalur kasar

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

mgh − μmgL = 19,62·(2,5 − 0,25·2,5) = 36,79 J

Pemampatan maksimum

½kx² = 36,79 → x = √(2·36,79/2000) = 0,1918 m = 19,18 cm

Jawaban

x = 19,18 cm

9.Momentum & tumbukan

Jawaban: ΔK = 65748 J

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.

Kecepatan bersama

v′ = m₁·v₁/(m₁ + m₂) = 700·17/2000 = 5,95 m/s

Energi kinetik sebelum dan sesudah

K_before = ½·700·17² = 101150 J

K_after = ½·2000·5,95² = 35403 J

Energi yang hilang

ΔK = 101150 − 35403 = 65748 J

Jawaban

ΔK = 65748 J

Energi yang hilang berubah menjadi deformasi, panas, dan bunyi.

10.Momentum & tumbukan

Jawaban: v = 594 m/s

Kenaikan balok

h = L·(1 − cos θ) = 1,4·(1 − cos 40°) = 0,3275 m

Kelajuan setelah tumbukan

V = √(2·9,81·0,3275) = 2,535 m/s

Tumbukan

v = (m + M)·V/m = 3,515·2,535/0,015 = 594 m/s

Jawaban

v = 594 m/s

11.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 103 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 + 2/2 = 3,5 m

A = H·b = 2·1,5 = 3 m²

Gaya resultan

F = ρ·g·y_c·A = 1000·9,81·3,5·3 = 103 kN

Jawaban

F = 103 kN

12.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 135,7 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 = 3 + 3/2 = 4,5 m

A = H·b = 3·1 = 3 m²

Gaya resultan

F = ρ·g·y_c·A = 1025·9,81·4,5·3 = 135,7 kN

Jawaban

F = 135,7 kN

13.Kontinuitas & Bernoulli

Jawaban: v = 8,367 m/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 ke titik stagnasi

Aliran berhenti di ujung tabung, jadi energi kinetiknya muncul sebagai tambahan tekanan.

p₀ − p = ½ρv²

v = √(2·35000/1000) = 8,367 m/s

Jawaban

v = 8,367 m/s

14.Kontinuitas & Bernoulli

Jawaban: p₂ = 98,07 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 = 0,75·(150/50)² = 6,75 m/s

½ρ(v₁² − v₂²) = ½·1000·(0,75² − 6,75²)/1000 = −22,5 kPa

ρgΔz = 1000·9,81·3/1000 = 29,43 kPa

p₂ = p₁ + ½ρ(v₁² − v₂²) − ρgΔz = 150 + (−22,5) − 29,43 = 98,07 kPa

Jawaban

p₂ = 98,07 kPa

15.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 4696 kPa

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

Mol

n = m/M = 160/16,04 = 9,975 mol

T = 10 + 273,15 = 283,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9,975·8,314·283,1/0,005 = 4696 kPa

Jawaban

P = 4696 kPa

16.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 3,89 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 30 + 273,15 = 303,1 K

Massa jenis

ρ = 350·28,01/(8,314·303,1) = 3,89 kg/m³

Jawaban

ρ = 3,89 kg/m³

17.Mesin kalor & refrigerator

Jawaban: T_L = 45,16 °C

Second-law limits: no cycle working between reservoirs at absolute temperatures T_H and T_L can beat the reversible (Carnot) cycle: η_max = 1 − T_L/T_H, COP_R,max = T_L/(T_H − T_L) and COP_HP,max = T_H/(T_H − T_L). Energy is always conserved: Q_H = W + Q_L.

Suhu absolut sumber

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

Rasio panas reversibel

T_L = T_H·Q_L/Q_H = 648,1·442/900 = 318,3 K = 45,16 °C

Jawaban

T_L = 45,16 °C

18.Mesin kalor & refrigerator

Jawaban: Ẇ = 3,929 kW

Suhu mutlak

T_H = 45 + 273,15 = 318,1 K

T_L = 0 + 273,15 = 273,1 K

COP Carnot dan COP sebenarnya

COP_max = 318,1/(318,1 − 273,1) = 7,07

COP = 0,45·7,07 = 3,181

Daya masukan

Ẇ = Q̇_H/COP = 12,5/3,181 = 3,929 kW

Jawaban

Ẇ = 3,929 kW

19.Gelombang, bunyi & optika

Jawaban: f₄ = 457,3 Hz

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 mode ini

λ = 2L/n = 2·1,5/4 = 0,75 m

Frekuensi

f = v/λ = 343/0,75 = 457,3 Hz

Jawaban

f₄ = 457,3 Hz

20.Gelombang, bunyi & optika

Jawaban: θ₂ = 0,9311 °

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, …

Syarat pita gelap

sin θ = mλ/a = 0,01625

θ = 0,9311°

Jawaban

θ₂ = 0,9311°

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