Meskipun akan kita jumpai banyak bidang yang menunjukkan bahwa konsep fisika moderen sangat berbeda dengan fisika klasik, kita akan sering kali merasa perlu untuk merujuk kembali konsep fisika klasik. untuk mengenali hal-hal mendasar fisika klasik yang penting dan untuk mendefinisikan notasi yang akan kita pakai, berikut disajikan suatu tinjauan ulang ringkas mengernai beberapa konsep fisika yang kelak akan kita butuhkan.\
Mekanika
Sebuah benda bermassa m yang bergerak dengan kecepatan v memiliki energi kinetik yang didefinisikan oleh :
K = 1/2 mv^2
K = 1/2 mv^2
Dan momentum linier P yang didefinisikan oleh
P = mv
Apabila sebuah benda bertumbukan dengan benda lain, maka kita menganalisis tumbukannya dengan menerapkan kedua hukum kekekalan berikut:
I. Kekekalan Energi
Energi total sebuah sistem berpisah selalu (resultan gaya luar yang bekerja padanya adlah nol) konstan. ini berarti (dalam kasus ini) bahwa energi total kedua partikel sebelum tumbukan sama dengan energi total kedua partikel setelah tumbukan.
II. Kekekalan Momentum Linier
Momentum linier sebuah sistem terpisah selalu konstan ; artinya, momentum linier total kedua partikel sebelum tumbukan sama dengan momentum linier total kedua partikel setelah tumbukan. Karena momentum Linier adalah sebuah vektor, maka penerapan hukum ini biasanya memberikan dua buah prsamaan, satu bagi komponen x dan yang lainnya bagi komponen y.
Kedua hukum kekekalan ini sangat penting dan mendasar untuk memahami dan menganalisis beraneka ragam persoalan dalam fisika klasik. Manfaat kedua hukum kekekalan ini sangat besar dan mendasar sehingga jga mampu membahas mengenai Teori Relativitas Khusus.
Penerapan lain dari hukum kekekalan energi berlaku ketika sebuah partikel bergerak di bawah penagruh sebuah gaya luar F. Berkaitan dengang gaya luar ttu , sering kali terdapat gaya potensial V, yang didefenisikan sedemikian rupa sehingga (untuk gerak satu dimensi) berlaku :
F = - dV/dx
Energi total E adalah jumlah energi kinetik dan potensial:
E= K + V
Ketika partikel bergerak, K dan V dapat berubah, tetapi E tetap konstan. Bila sebuah benda yang bergerak dengan momentum linier p berada pada kedudukan r dari titik asal O, maka momentum sudut L-nya terhadap titik O didefinisikan :
L = r x p
Seperti halnya momentum linier, maka bagi momentum sudut terdapat pula suatu hukum kekekalan. Dalam praktek, hukum ini ternyata sanagat bermanfaat. Sebagai contoh, bila sebiuah partikel bermuatan (elektrik) bergerak mendekati sebuah partikel bermuatan lainnya dan dibelokan olehnya, maka momentum sudut total sistem (kedua partikel) tetap konstan jiika resultan momen gaya luar yang bekerja pada sistem adalah nol. Jika berat partikel kedua sangat besar dibandingkan dengan yang pertama, maka momentum sudut partikl pertama tetap konstan. Keadaan yang sama terjadi ketika sebuah komet bergerak dalam medan gravitasi matahari. Ketika komet mendekati matahari, r berkurang, sehingaa denga demikian p haruslah bertambah jika L tetap konstan ; komet dengan demikian bertambah kecepatannya ketika komet mendekati matahari.
P = mv
Apabila sebuah benda bertumbukan dengan benda lain, maka kita menganalisis tumbukannya dengan menerapkan kedua hukum kekekalan berikut:
I. Kekekalan Energi
Energi total sebuah sistem berpisah selalu (resultan gaya luar yang bekerja padanya adlah nol) konstan. ini berarti (dalam kasus ini) bahwa energi total kedua partikel sebelum tumbukan sama dengan energi total kedua partikel setelah tumbukan.
II. Kekekalan Momentum Linier
Momentum linier sebuah sistem terpisah selalu konstan ; artinya, momentum linier total kedua partikel sebelum tumbukan sama dengan momentum linier total kedua partikel setelah tumbukan. Karena momentum Linier adalah sebuah vektor, maka penerapan hukum ini biasanya memberikan dua buah prsamaan, satu bagi komponen x dan yang lainnya bagi komponen y.
Kedua hukum kekekalan ini sangat penting dan mendasar untuk memahami dan menganalisis beraneka ragam persoalan dalam fisika klasik. Manfaat kedua hukum kekekalan ini sangat besar dan mendasar sehingga jga mampu membahas mengenai Teori Relativitas Khusus.
Penerapan lain dari hukum kekekalan energi berlaku ketika sebuah partikel bergerak di bawah penagruh sebuah gaya luar F. Berkaitan dengang gaya luar ttu , sering kali terdapat gaya potensial V, yang didefenisikan sedemikian rupa sehingga (untuk gerak satu dimensi) berlaku :
F = - dV/dx
Energi total E adalah jumlah energi kinetik dan potensial:
E= K + V
Ketika partikel bergerak, K dan V dapat berubah, tetapi E tetap konstan. Bila sebuah benda yang bergerak dengan momentum linier p berada pada kedudukan r dari titik asal O, maka momentum sudut L-nya terhadap titik O didefinisikan :
L = r x p
Seperti halnya momentum linier, maka bagi momentum sudut terdapat pula suatu hukum kekekalan. Dalam praktek, hukum ini ternyata sanagat bermanfaat. Sebagai contoh, bila sebiuah partikel bermuatan (elektrik) bergerak mendekati sebuah partikel bermuatan lainnya dan dibelokan olehnya, maka momentum sudut total sistem (kedua partikel) tetap konstan jiika resultan momen gaya luar yang bekerja pada sistem adalah nol. Jika berat partikel kedua sangat besar dibandingkan dengan yang pertama, maka momentum sudut partikl pertama tetap konstan. Keadaan yang sama terjadi ketika sebuah komet bergerak dalam medan gravitasi matahari. Ketika komet mendekati matahari, r berkurang, sehingaa denga demikian p haruslah bertambah jika L tetap konstan ; komet dengan demikian bertambah kecepatannya ketika komet mendekati matahari.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar