Belajar Fisika pada Hasil Terapannya

Belajar Fisika pada Hasil Terapannya

Sparisoma Viridi*

KK Fisika Nuklir dan BiofisikaInstitut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia*[email protected]

BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21 1LPP Salman ITB

Bandung, 20-22 Desember 2012

Outline

• Fisika: Definisi• Telepon kaleng: Alat komunikasi sederhana• Telepon seluler: Suatu kebutuhan ‘primer’• Sensor pada telepon seluler: Suatu alat

penelitian

BEA Guru Diklat I Guru Mulai Abad 21

LPP Salman ITB Bandung, 20-22 Desember 2012 2

FISIKADefinisi



Fisika: Definisi

• Fisika adalah studi ilmiah mengenai materi, energi, ruang, dan waktu serta hubungan-hubungannya (American Heritage Science Dictionary, 2005)

• Konsep-konsep fisika: dinamika, fluida, gelombang, listrik-magnet, osilasi, hukum kekekalan energi, optik, fisika kuantum (dalam fisika material), dan lain-lain



URI http://dictionary.reference.com/browse/physics [2012.12.20]

Fisika: Terapannya

• Gerak benda• Bahan• Listrik / energi• Komunikasi• Mesin• ..



TELEPON KALENGAlat komunikasi sederhana



Telepon kaleng: Alat komunikasi

• Mengirimkan informasi lewat suara melalui tali



URI http://heidicohen.com/wp-content/uploads/tin-can-telephone-300x225.png [2012.12.18]URI http://www.imagesource.com/Doc/IS0/Media/TR4_WATERMARKED/5/3/4/b/IS098Z4H4.jpg [2012.12.18]

Telepon kaleng: Cara kerja

• Kata-kata kunci: regangan kawat, tekanan udara, suara

• Mekanismenya?



J. D. Sagers, A. R. McNeese, and P. S. Wilson, “The tin-can telephone: An example of sound propagation and communication for Project Listen Up”, Proceedings of Meetings on Acoustics 9, 025002 (2011)

Telepon kaleng: Gelombang tali



URI http://www4.uwsp.edu/physastr/kmenning/images/gc6.11.f.24.gif [2012.12.18] – modified

Telepon kaleng: Gelom. .. (cont.)

• Cepat rambat gelombanglongitudinal

• Cepat rambat gelombangtransversal



v

B

v //

D. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, “Fundamentals of Physics”, 9th Edition, John Wiley and Sons, Hoboken, 2011, p. 446

Telepon kaleng: Laju rambat suara

• Kawat tembaga: B = 140 GPa, ρ = 8960 kg/m3

v// = 3953 m/s

• AWG 12 solid: μ = 0.0295 kg/m, d = 2.05 mmT = 50 Nv┴ = 41.17 m/s



Wikipedia contributors, “Copper”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 15 December 2012, 10:29 UTC, 528138593“Copper Wire Size and Characteristics @ 100 Degrees F”, Engineers Edge, 2012, URI http://www.engineersedge.com/copper_wire.htm [2012.12.18]

Telepon kaleng: Laju rambat (cont.)

• v┴ = 41.17 m/s

• v0 = 343.2 m/s (20 °C)

• v// = 3953 m/s

• Jadi?



Wikipedia contributors, “Speed of sound’”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 17 December 2012, 00:01 UTC, 528388028

Telepon kaleng: Atenuasi suara

• Di udara terbuka

• Pada padatan



2

0

4 r

IrI

Wikipedia contributors, “Sound intensity”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 16 December 2012, 20:07 UTC, 528355184“Attenuation of Sound Waves”, NDT Resource Center, URI http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege /Ultrasonics/Physics/attenuation.htm [2012.12.18]

ze

IrI 2

0

Telepon kaleng: Eksperimen




Telepon kaleng: Eksperimen (cont.)

• Beberapa konfigurasi corong telepon




Telepon kaleng: Spektrum suara

• Berbeda untuktiap kaleng




Telepon kaleng: Spektrum (cont.)

• Kata “SKIPS”• Orisinal (atas), dan

terfilter oleh gelaskertas besar (bawah)

• Terdengar “KIP”




Telepon kaleng: Elektronik

• Telepon kaleng pun dapat dibuat menjadi lebih canggih, selain mengirimkan suara dapat pula mengirimkan cahaya dan angin



T. Jindal, S. Lee, and K. J. Nomorosa, “Fun Can: Augmented Tin Can Telephone”, URI http://blogs.ischool.berkeley.edu /tj/ files/2010/01/FunCan.pdf [2012.12.18]

Telepon kaleng: Era digital

• USB Tin Can Phone: Bringing 'two tin cans and a string' to the digital age



C. Gabbard, “The Can: USB Tin Can Phone Seeks Kickstarter Funding”, WebProNews/Technology, 23 May 2012, URI http://www.webpronews.com/the-can-usb-tin-can-phone-seeks-kickstarter-funding-2012-05 [2012.12.18]

Telepon kaleng: Era digital (cont.)

• USB Tin Can Phone



URI https://s3.amazonaws.com/ksr/projects/130511/video-97014-h264_base.mp4 [2012.12.19]

TELEPON SELULERSuatu kebutuhan ‘primer’



Telepon seluler: Ciri era digital

• Ada yang tidakmembawanyasaat ini?

• Yang tidakmembawa(diduga): 0 %



URI http://images.wisegeek.com/cell-phone-with-apps.jpg [2012.12.18]

Telepon seluler: Ciri .. digital (cont.)

• Terdapat 6.8 milyar manusia di planet ini• Terdapat 5.1 milyar manusia dengan telepon

seluler• Terdapat hanya 4.1 milyar manusia yang

memiliki sikat gigi

• Jadi?



J. Hopkins, “9 Amazing Mobile Marketing Statistics Every Marketer Should Know”, HubSpot's Inbound Internet Marketing Blog, 6 September 2011, 08.00 AM, URI http://images.wisegeek.com/cell-phone-with-apps.jpg [2012.12.19]

Telepon seluler: Kabar burung 1

• Memasak telur dengan telepon seluler



URI http://www.hoax-slayer.com/cook-egg-mobile-phones.shtml [2012.12.18]

Memasak telur

• Dengan air mendidih T = 100 °C



J. Kenji López-Alt, “The Food Lab: Perfect Boiled Eggs”, Serious Eats!, 9 October 2009, 11:45 AM, URI http://www. seriouseats.com/2009/10/the-food-lab-science-of-how-to-cook-perfect-boiled-eggs.html [2012.12.19]

1 menit 3 menit 5 menit 7 menit

9 menit 11 menit 13 menit 15 menit

Perhitungan sederhana

• Kalor jenis telur c = 3.18 kJ/kg·°C• Temperatur kamar T0 = 20 °C

• Ambil massa telur rata-rata m = 50 g• P = W / Δ t = mcΔT / Δt = 12.72 W• Ambil waktu Δt = 600 s W = 7.632 kW• Daya RF telepon selular saat ini: < 1 W• Jadi?



URI http://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-food-d_295.html [2012.12.19]URI http://www.wolframalpha.com/input/?i=room+temperature [2012.12.19]URI http://eggs.ab.ca/about-eggs/quality-grades [2012.12.19]

Eksperimen untuk membuktikan



Brainiac - Cooking an Egg With 200 mobile phones, 5 April 2008, URI http://www.youtube.com/watch?v=Rc-ne-nIKUY [2012.12.19]

• Memasak telur dengan 100 telepon seluler

Telepon seluler: Kabar burung 2

• Telepon seluler membuat pompa bensin terbakar



URI http://urbanlegends.about.com/library/bl-cellphone-gas-fires.htm [2012.12.18]URI http://www.francesfox.com/wp-content/uploads/logo-_No_Cell_Phones_Allowed.png [2012.12.18]URI http://images.smh.com.au/2012/08/31/3598925/1_newtown0-620x349.jpg [2012.12.18]

Eksperimen untuk membuktikan

• Percobaan telepon seluler dengan uap bensin



Mythbusters- Cell Phone Gas Station MiniMyth, 22 September 2010, URI http://www.youtube.com/watch?v=uw6-PhvcS3M [2012.12.19]

Fakta medis radiasi telepon seluler

• Terdapat kasus di mana ada loncatan api listrik pada telepon seluler saat berdering dan kabel dayanya dicabut luka bakar derajat dua (Gill et al., 2007)

• Dapat menyebabkan disfungsi sementara saraf kulit muka akibat terpanasi oleh radiasi frekuensi radio telepon seluler (Acar et al., 2009)



T. Gil, I. Metanes, and Y. Har-Shai, “Mobile Phone-Triggered Thermal Burns in the Presence of Supplemental Oxygen”, Journal of Burn Care & Research 28 (2), 348-350 (2007)G. O. Acar, H. M. Yener, F. K. Savrun, T. Kalkan, I Bayrak, and O Enver, “Thermal effects of mobile phones on facial nerves and surrounding soft tissue”, The Laryngoscope 119 (3), 559-562 (2009)

SENSOR PADA TELEPON SELULERSuatu alat penelitian



Telepon seluler: Sensor-sensor



URI https://play.google.com/store/apps/details?id=imoblife.androidsensorbox&hl=en [2012.12.19]

Telepon seluler: Sensor percepatan

• Digunakan untuk mendeteksikualitas jalan (Strazdins et al.,2011)



G. Strazdins, A. Mednis, R. Zviedris, G. Kanonirs, and L. Selavo, “Virtual Ground Truth in Vehicular Sensing Experiments: How to Mark it Accurately”, The 5th International Conference on Sensor Technologies and Applications (SENSORCOMM 2011), Nice, France, August 20-27, 2011

..: Sensor percepatan (cont.)

• Benda jatuh bebas (Vogt et al.,2012)



P. Vogt and J. Kuhn, “Analyzing free fall with a smartphone acceleration sensor”, The Physics Teacher 50 (3), 182-183 (2012)

Telepon seluler: Sensor orientasi

• Menentukan kemiringanbidang miring

• Eksperimen pendulum, sudutbandul bisa diketahui setiapsaat



Telepon seluler: Sensor keberadaan

• Memancarkan gelombangelektromagnetik secara umumatau inframerah

• Memiliki kelakuan yang ber-beda untuk benda berbahanberbeda, plastik: kapasitif,logam: induktif



Wikipedia contributors, “Proximity sensor”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, 15 December 2012, 01:03 UTC, 528092627 [2012.12.20]

Telepon seluler: Sensor kebisingan

• Mengukur pengaruh jarakterhadap penurunan tarafintensitas suara

• Interferensi bunyi• Efek Doppler• ..



Telepon seluler: Sensor magnetik

• Hukum Biot-Savart• Hukum Ampere• Mengukur kuat momen

mangetik magnet permanen• ..



Telepon seluler: Sensor tekanan

• Prinsip Bernoulli• Gas ideal• Tekanan hidrostatis• ..



Terima kasih



Belajar Fisika pada Hasil Terapannya

Education

Transcript of Belajar Fisika pada Hasil Terapannya