Kalkulator Aplikasi Rumus - Fisika Lengkap - A. Hapis Ansyari

🔬 Kalkulator Aplikasi Rumus Fisika

Gerak Parabola, Melingkar, Gravitasi, Usaha-Energi, dan Lainnya

🔬 Kalkulator Aplikasi Rumus

📝 Petunjuk: Pilih topik fisika yang ingin dihitung, isi field input yang tersedia, lalu klik "Hitung". Sistem akan memberikan hasil beserta penjelasan langkah-demi-langkah.

h_max = (v₀ sinθ)² / (2g)

R = v₀² sin(2θ) / g

t = 2v₀ sinθ / g

v₀ = Kecepatan awal (m/s)

θ = Sudut lemparan (derajat)

g = Percepatan gravitasi (m/s²)

h_max = Tinggi maksimum (m)

R = Jangkauan / jarak horizontal (m)

t = Waktu tempuh total (s)

v₀ (Kecepatan Awal)

Kecepatan awal benda saat dilempar

m/s

θ (Sudut Lemparan)

Sudut antara lintasan dengan horizontal (0° - 90°)

Derajat (°)

g (Gravitasi)

Percepatan gravitasi

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

ω = 2π / T = 2πf

a_s = v² / r

F_s = m · a_s

ω = Kecepatan sudut (rad/s)

T = Periode (s)

f = Frekuensi (Hz)

v = Kecepatan linear (m/s)

r = Jari-jari (m)

m = Massa (kg)

a_s = Percepatan sentripetal (m/s²)

F_s = Gaya sentripetal (N)

v (Kecepatan Linear)

Kecepatan benda dalam gerak melingkar

m/s

r (Jari-jari)

Jari-jari lintasan melingkar

meter (m)

m (Massa)

Massa benda yang bergerak melingkar

T (Periode) - Opsional

Waktu untuk 1 putaran penuh

sekon (s)

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

F = G · (m₁ · m₂) / r²

F = Gaya gravitasi (N)

G = Konstanta gravitasi universal = 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg²

m₁, m₂ = Massa kedua benda (kg)

r = Jarak antara pusat massa (m)

m₁ (Massa Benda 1)

Massa benda pertama

m₂ (Massa Benda 2)

Massa benda kedua

r (Jarak antara Pusat Massa)

Jarak antara pusat kedua benda

meter (m)

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

W = F · s · cosθ

E_k = ½ · m · v²

E_p = m · g · h

W = Usaha (Joule, J)

E_k = Energi Kinetik (J)

E_p = Energi Potensial (J)

F = Gaya (N)

s = Perpindahan (m)

θ = Sudut antara gaya dan perpindahan (°)

m = Massa (kg)

v = Kecepatan (m/s)

h = Ketinggian (m)

⚡ Kalkulator Usaha

F (Gaya)

Newton (N)

s (Perpindahan)

meter (m)

θ (Sudut Gaya-Perpindahan)

Derajat (°)

🏃 Kalkulator Energi Kinetik

m (Massa untuk Ek)

v (Kecepatan)

m/s

⛰️ Kalkulator Energi Potensial

m (Massa untuk Ep)

h (Ketinggian)

meter (m)

g (Gravitasi)

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

p = m · v

I = F · Δt

p = Momentum (kg·m/s)

I = Impuls (N·s = kg·m/s)

m = Massa (kg)

v = Kecepatan (m/s)

F = Gaya (N)

Δt = Selang waktu (s)

Impuls = Perubahan momentum: I = Δp = m·Δv

🚀 Kalkulator Momentum

m (Massa)

v (Kecepatan)

m/s

💥 Kalkulator Impuls

F (Gaya)

Newton (N)

Δt (Selang Waktu)

sekon (s)

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

e = -(v₁' - v₂') / (v₁ - v₂)

m₁, m₂ = Massa benda 1 dan 2 (kg)

v₁, v₂ = Kecepatan sebelum tumbukan (m/s)

v₁', v₂' = Kecepatan setelah tumbukan (m/s)

e = Koefisien restitusi (0 ≤ e ≤ 1)

e = 1: lenting sempurna, 0 < e < 1: lenting sebagian, e = 0: tidak lenting

m₁ (Massa Benda 1)

m₂ (Massa Benda 2)

v₁ (Kecepatan Awal Benda 1)

Positif = ke kanan, negatif = ke kiri

m/s

v₂ (Kecepatan Awal Benda 2)

Positif = ke kanan, negatif = ke kiri

m/s

e (Koefisien Restitusi)

1 = lenting sempurna, 0 = tidak lenting sama sekali

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

T = 2π · √(m/k)

f = 1 / T

T = Periode (s)

f = Frekuensi (Hz)

m = Massa (kg)

k = Konstanta pegas (N/m)

Getaran Harmonik Sederhana pada pegas

m (Massa)

Massa benda yang digantung pada pegas

k (Konstanta Pegas)

Kekakuan pegas

N/m

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

v = λ · f

T = 1 / f

v = Cepat rambat gelombang (m/s)

λ (lambda) = Panjang gelombang (m)

f = Frekuensi (Hz)

T = Periode (s)

λ (Panjang Gelombang)

Jarak antara dua puncak gelombang berurutan

meter (m)

f (Frekuensi)

Banyaknya gelombang per sekon

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-demi-Langkah

📚 Ringkasan Rumus

1. Gerak Parabola

h_max = (v₀ sinθ)² / (2g)

R = v₀² sin(2θ) / g

t = 2v₀ sinθ / g

Jangkauan maksimum tercapai saat θ = 45°. Tinggi maksimum tercapai saat θ = 90° (gerak vertikal).

2. Gerak Melingkar

ω = 2π / T = 2πf

v = ω · r

a_s = v² / r = ω² · r

F_s = m · a_s

Percepatan sentripetal selalu mengarah ke pusat lingkaran.

3. Hukum Gravitasi Newton

F = G · (m₁ · m₂) / r²

G = 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg². Gaya gravitasi berbanding lurus dengan massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

4. Usaha dan Energi

W = F · s · cosθ

E_k = ½ · m · v²

E_p = m · g · h

W = ΔE_k

Teorema Usaha-Energi: Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik. Hukum Kekekalan Energi Mekanik: E_k + E_p = konstan.

5. Impuls dan Momentum

p = m · v

I = F · Δt = Δp

Momentum adalah besaran vektor. Impuls sama dengan perubahan momentum.

6. Tumbukan

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

e = -(v₁' - v₂') / (v₁ - v₂)

e = 1: Lenting sempurna (energi kinetik kekal)
0 < e < 1: Lenting sebagian
e = 0: Tidak lenting (benda bergabung)

7. Getaran Harmonik Sederhana

T = 2π · √(m/k)

f = 1 / T

Untuk pegas: periode bergantung pada massa dan konstanta pegas.

8. Gelombang Mekanik

v = λ · f = λ / T

Cepat rambat gelombang sama dengan hasil kali panjang gelombang dan frekuensi.

💡 Contoh Soal dan Penyelesaian

Contoh 1: Gerak Parabola

Sebuah bola dilempar dengan kecepatan awal 20 m/s dan sudut 30° terhadap horizontal. Jika g = 10 m/s², tentukan tinggi maksimum, jangkauan, dan waktu tempuh!

1 Identifikasi

Diketahui: v₀ = 20 m/s, θ = 30°, g = 10 m/s²

2 Tinggi Maksimum

h_max = (v₀ sinθ)² / (2g)

h_max = (20 × 0,5)² / (2 × 10) = 100 / 20 = 5 m

3 Jangkauan

R = v₀² sin(2θ) / g

R = 400 × sin(60°) / 10 = 400 × 0,866 / 10 = 34,64 m

4 Waktu Tempuh

t = 2v₀ sinθ / g = 2 × 20 × 0,5 / 10 = 2 s

Contoh 2: Gerak Melingkar

Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak melingkar dengan kecepatan 20 m/s pada lintasan berjari-jari 50 m. Hitung percepatan dan gaya sentripetal!

1 Identifikasi

Diketahui: m = 1000 kg, v = 20 m/s, r = 50 m

2 Percepatan Sentripetal

a_s = v² / r = 400 / 50 = 8 m/s²

3 Gaya Sentripetal

F_s = m · a_s = 1000 × 8 = 8000 N

Contoh 3: Gravitasi Newton

Hitung gaya gravitasi antara Bumi (5,97 × 10²⁴ kg) dan Bulan (7,35 × 10²² kg) yang terpisah sejauh 3,84 × 10⁸ m!

1 Gunakan Rumus

F = G · (m₁ · m₂) / r²

F = (6,674 × 10⁻¹¹) × (5,97 × 10²⁴)(7,35 × 10²²) / (3,84 × 10⁸)²

F ≈ 1,98 × 10²⁰ N

Contoh 4: Usaha dan Energi

Sebuah gaya 50 N menarik balok sejauh 10 m dengan sudut 60° terhadap horizontal. Berapa usaha yang dilakukan?

1 Hitung Usaha

W = F · s · cosθ

W = 50 × 10 × cos60° = 500 × 0,5 = 250 J

Contoh 5: Tumbukan Lenting Sempurna

Benda A (2 kg) bergerak 4 m/s ke kanan, menumbuk benda B (1 kg) yang diam. Jika tumbukan lenting sempurna, tentukan kecepatan setelah tumbukan!

1 Gunakan Kekekalan Momentum & Restitusi

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

2(4) + 1(0) = 2v₁' + 1v₂' → 8 = 2v₁' + v₂'

e = 1: v₂' - v₁' = v₁ - v₂ = 4 - 0 = 4

Penyelesaian: v₁' = 1,33 m/s, v₂' = 5,33 m/s

Contoh 6: Getaran Harmonik

Sebuah pegas dengan konstanta 200 N/m digantungi massa 0,5 kg. Hitung periode dan frekuensi!

1 Periode

T = 2π · √(m/k) = 2π · √(0,5/200) = 2π · √0,0025 = 2π × 0,05 = 0,314 s

2 Frekuensi

f = 1 / T = 1 / 0,314 = 3,18 Hz

Contoh 7: Gelombang Mekanik

Gelombang air memiliki panjang gelombang 2 m dan frekuensi 5 Hz. Hitung cepat rambatnya!

1 Hitung

v = λ · f = 2 × 5 = 10 m/s

📊 Tabel Referensi

Konstanta Fisika Penting

Konstanta	Simbol	Nilai	Satuan
Konstanta gravitasi universal	G	6,674 × 10⁻¹¹	N·m²/kg²
Percepatan gravitasi (permukaan Bumi)	g	9,8	m/s²
Massa Bumi	M_B	5,97 × 10²⁴	kg
Massa Matahari	M_☉	1,989 × 10³⁰	kg
Jari-jari Bumi	R_B	6,371 × 10⁶	m
π (pi)	π	3,14159...	-

Jenis-Jenis Tumbukan

Jenis	Koef. Restitusi (e)	Momentum	Energi Kinetik	Contoh
Lenting Sempurna	e = 1	Kekal	Kekal	Tumbukan bola biliar (ideal)
Lenting Sebagian	0 < e < 1	Kekal	Tidak kekal (hilang)	Bola karet dijatuhkan
Tidak Lenting	e = 0	Kekal	Tidak kekal (hilang max)	Peluru menumbuk balok (bergabung)

Sudut Istimewa pada Gerak Parabola

Sudut θ	sin θ	sin 2θ	Keterangan
0°	0	0	Gerak horizontal murni
30°	0,5	0,866	-
45°	0,707	1	Jangkauan maksimum
60°	0,866	0,866	Sama dengan 30°
90°	1	0	Gerak vertikal murni

Aplikasi dalam Kehidupan

Topik	Aplikasi	Penjelasan
Gerak Parabola	Olahraga (bola basket, sepak bola)	Lintasan bola yang ditendang/dilempar
Gerak Parabola	Militer (proyektil)	Perhitungan lintasan peluru
Gerak Melingkar	Roller coaster, komidi putar	Gaya sentripetal menahan penumpang
Gerak Melingkar	Satelit, ISS	Mengorbit Bumi
Gravitasi Newton	Gerak planet, satelit	Hukum Kepler
Usaha & Energi	Pembangkit listrik	Konversi energi potensial air
Impuls & Momentum	Airbag mobil	Memperbesar Δt untuk memperkecil F
Tumbukan	Kecelakaan kendaraan	Analisis forensik
Getaran Harmonik	Shock absorber, pegas mobil	Sistem suspensi
Gelombang Mekanik	Bunyi, gelombang laut	Perambatan energi

Satuan Besaran Fisika

Besaran	Satuan SI	Dimensi
Gaya	Newton (N) = kg·m/s²	[MLT⁻²]
Usaha/Energi	Joule (J) = kg·m²/s²	[ML²T⁻²]
Momentum	kg·m/s	[MLT⁻¹]
Impuls	N·s = kg·m/s	[MLT⁻¹]
Frekuensi	Hertz (Hz) = s⁻¹	[T⁻¹]
Periode	Sekon (s)	[T]
Konstanta pegas	N/m = kg/s²	[MT⁻²]

🔬 Kalkulator Aplikasi Rumus Fisika Gerak Parabola, Melingkar, Gravitasi, Usaha-Energi, dan Lainnya