Belajar Fisika
Artikel konsep singkat dengan tautan untuk mencoba ide-ide dalam simulasi interaktif.
Artikel konsep
Gerak peluru
Saat kamu melempar bola, menendang bola sepak ke udara, atau menembakkan meriam, lintasan yang dihasilkan adalah salah satu bentuk paling dikenali dalam fisika: sebuah parabola. Gerak proyektil menganalisis hal ini dengan memisahkan gerak benda menjadi dua bagian yang sepenuhnya independen — kecepatan horizontal yang konstan, dan kecepatan vertikal yang terus dipercepat ke bawah oleh gravitasi. Tidak ada satu bagian pun yang mengetahui bagian lainnya; memperlakukannya secara terpisah, lalu menggabungkan kembali hasilnya, adalah yang membuat kita mampu memprediksi dengan tepat seberapa jauh sebuah proyektil akan bergerak, berapa lama ia tetap berada di udara, dan seberapa tinggi ia naik, hanya dengan menggunakan kinematika dasar.
Hukum Ohm
Setiap rangkaian listrik yang kamu buat — dari senter sederhana hingga charger ponsel — bertumpu pada tiga besaran yang sama: seberapa kuat baterai mendorong (tegangan), seberapa banyak muatan yang mengalir akibatnya (arus), dan seberapa kuat komponen di sepanjang jalur menahan aliran tersebut (hambatan). Untuk bagian ohmik, Hukum Ohm, V = IR, mengikat ketiganya dengan hubungan proporsional yang cukup sederhana untuk memprediksi perilaku rangkaian hanya dengan aritmetika dasar, dan hukum ini mendasari setiap teknik analisis rangkaian yang lebih lanjut, dari jaringan seri dan paralel hingga rangkaian AC yang digunakan dalam elektronika nyata.
Efek fotolistrik
Sinari sebuah permukaan logam dengan cahaya, dan dalam kondisi yang tepat, permukaan itu akan melontarkan elektron — sebuah hasil yang sangat aneh ketika fisika klasik mencoba menjelaskannya. Teori gelombang abad kesembilan belas memprediksi bahwa cahaya yang lebih redup seharusnya tetap melepaskan elektron, hanya lebih lambat, asalkan ada cukup waktu untuk mengumpulkan energi. Eksperimen nyata menunjukkan hal sebaliknya: di bawah frekuensi ambang batas tertentu, tidak peduli seberapa besar intensitas atau seberapa lama menunggu, tidak akan menghasilkan satu pun elektron, sementara bahkan cahaya paling redup di atas frekuensi itu langsung melepaskan elektron. Penjelasan Einstein pada tahun 1905 — bahwa cahaya sendiri datang dalam paket-paket energi diskret, yang kemudian disebut foton — memecahkan teka-teki ini dan menjadi salah satu hasil dasar mekanika kuantum, yang membuatnya memenangkan Hadiah Nobel Fisika tahun 1921.
Gelombang berdiri
Petik senar gitar, tiup melintasi mulut botol, atau goyangkan tali lompat pada kecepatan yang tepat, dan kamu akan melihat fenomena yang sama: dua gelombang yang bergerak berlawanan arah pada medium yang sama berinterferensi menciptakan pola yang tampak diam alih-alih merambat. Ini terjadi setiap kali sebuah gelombang dipantulkan dari ujung tetap atau bebas dan tumpang tindih dengan pantulannya sendiri — pada sebagian besar frekuensi hasilnya adalah kekacauan yang berantakan, tetapi pada frekuensi resonansi tertentu, interferensi terkunci menjadi pola stasioner yang bersih, terdiri dari titik-titik yang tidak pernah bergerak (simpul) dan titik-titik yang berayun di antara pergeseran maksimum (perut gelombang). Hampir setiap alat musik, dari alat musik senar hingga alat musik tiup hingga kulit drum, mengandalkan perilaku ini secara persis untuk menghasilkan nada yang stabil.
Gaya apung
Sebuah kapal kargo baja yang masif mengapung sementara sekeping koin baja kecil tenggelam — bahan yang sama, hasil yang sangat berbeda, dan penjelasannya tidak hanya berkaitan dengan berat. Setiap benda yang terendam dalam fluida mendorong sebagian fluida itu ke samping, dan fluida tersebut mendorong balik dengan gaya ke atas yang persis sama dengan berat dari apa yang dipindahkannya — sebuah hubungan yang ditemukan lebih dari dua ribu tahun lalu oleh Archimedes dan masih diajarkan, tanpa perubahan, sebagai salah satu hukum kuantitatif tertua dalam fisika. Apakah dorongan ke atas itu cukup untuk menopang benda tersebut tidak hanya bergantung pada beratnya saja, tetapi juga pada bentuknya: lambung kapal memindahkan volume air yang sangat besar dibandingkan dengan beratnya, sementara koin padat hanya memindahkan sedikit sekali.