Rangkuman Fisika

1. Hukum Kekekalan Momentum

Hukum kekekalan momentum linearmenyatakan bahwa jika tidak ada gayaluar yang bekerja pada dua benda yang bertumbukan maka momentum benda sebelum tumbukan sama dengan momentum benda setelah tumbukan.
Keterangan :
m1 = massa benda 1, m2 = massa benda 2
v1 = kelajuan benda 1 sebelum tumbukan, v2 = kelajuan benda 2 sebelum tumbukan
v1’ = kelajuan benda 1 setelah tumbukan, v2’ = kelajuan benda 2 setelah tumbukan
v’ = kelajuan kedua benda setelah tumbukan
v atau v’ bertanda positif jika benda bergerak ke kanan dan  bertanda negatif jika benda bergerak ke kiri. Apabila arah gerakan benda tidak diketahui, tetapi kedua benda bergerak berlawanan arah maka v dan v’ salah satu benda bertanda positif dan benda lainnya bertanda negatif. Jika kedua benda bergerak searah maka v dan v’ kedua benda bertanda sama. Tanda positif atau negatif menunjukan arah gerakan benda.

2. Tumbukan Tidak Lenting

Pada tumbukan lenting sebagian(tumbukan lenting tidak sempurna) berlaku hukum kekekalan momentumsedangkan hukum kekekalan energikinetik tidak berlaku. Selama terjadi tumbukan, sebagian energi kinetikberubah menjadi energi bunyi, energi panas dan energi dalam. Penggunaan kata lenting menunjukan bahwa setelah bertumbukan kedua benda tidak bergabung menjadi satu atau tidak menempel, tetapi memantul. Contoh tumbukan lenting tidak sempurna adalah tumbukan satu dimensi antara dua kelereng atau dua bola biliard.

Contoh soal.

1. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 1 kg dan 2 kg bergerak berlawanan arah dengan kelajuan 4 m/s dan 2 m/s dan bertumbukan lenting tidak sempurna. Jika setelah bertumbukan, benda A bergerak dengan kelajuan 2 m/s, berapa kelajuan benda B ?

Pembahasan

Diketahui :

mA = 1 kg, mB = 2 kg, vA = 4 m/s (misalnya ke kanan), vB = -2 m/s (misalnya ke kiri), vA’ = -2 m/s

Ditanya : vB’

Jawab :

Setelah bertumbukan, benda B bergerak dengan kelajuan 1 m/s (misalnya ke kanan) dan benda A bergerak dengan kelajuan 2 m/s (misalnya ke kiri).

3. Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan antara benda disebuttumbukan lenting sempurna jikamomentum dan energi kinetik masing-masing benda sebelum tumbukan sama dengan momentum dan energi kinetik masing-masing benda setelah tumbukan. Dengan kata lain, pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energikinetik. Penggunaan kata lenting, menunjukan bahwa setelah tumbukan, kedua benda tidak bergabung menjadi satu atau tidak saling menempel tetapi memantul.
Momentum masing-masing benda kekal :
Energi kinetik masing-masing benda kekal :
Tumbukan lenting sempurna harus hening dan tidak memunculkan panas akibat gesekan antara benda yang bertumbukan. Jika tumbukan antara dua benda menimbulkan bunyi dan panas maka energi kinetik benda tidak kekal. Selain berubah menjadi energi bunyi dan kalor alias panas, sebagian energi kinetik berubah menjadi energi dalam. Contoh tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan antara partikel-partikel atomik dan sub atomik.
Pada persoalan tumbukan lenting sempurna, jika kelajuan awal diketahui sedangkan kelajuan akhir tidak diketahui maka persoalan tidak bisa dipecahkan hanya dengan menggunakan persamaan 1.5 dan 1.6. Karenanya kedua persamaan di atas dimanipulasi lagi untuk memperoleh persamaan lain yang bisa digunakan untuk menentukan kelajuan akhir.
Hilangkan faktor ½ lalu manipulasi persamaan 1.6.
Manipulasi persamaan 1.5
Bagi persamaan 1.7 dengan persamaan 1.8 untuk memperoleh hasil akhir
Persamaan 1.5 dan 1.9 dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan tumbukan lenting sempurna. Gabungkan persamaan 1.5 dan 1.9 untuk memperoleh dua persamaan untuk menentukan kecepatan akhir kedua benda jika hanya diketahui massa dan kecepatan awal.
Ketika menyelesaikan soal menggunakan persamaan di atas, gunakan tanda yang tepat untuk v1dan v2. Jika benda 1 bergerak ke kanan maka v1 positif sebaliknya jika benda 2 bergerak ke kiri maka v2 negatif. Jika kedua benda bergerak berlawanan arah tetapi tidak diterangkan arah gerakannya maka v1 dan v2 harus diberi tanda yang berbeda, misalnya v1 positif dan v2 negatif.

1. Massa kedua benda sama

Apabila m1 = m2 maka v1’ = v2 dan v2’ = v1.

Bagaimana jika kedua benda bergerak berlawanan arah ? Misalnya jika sebelum bertumbukan benda 1 bergerak ke kanan dan benda 2 bergerak ke kiri, maka setelah bertumbukan benda 1 bergerak ke kiri (v1’ = – v2) dan benda 2 bergerak ke kanan (v2’ = v1).

Bagaimana jika salah satu benda pada mulanya diam ? Misalnya jika sebelum bertumbukan benda 2 diam (v2 = 0) maka setelah bertumbukan benda 1 diam (v1’ = 0) dan benda 2 bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan awal benda 1 (v2’ = v1). Jika sebelum bertumbukan benda 1  bergerak ke kanan maka setelah bertumbukan, benda 2 bergerak ke kanan. Jadi kedua benda bertukar kecepatan.

Contoh soal.

1. Dua benda A (2 kg) dan B (2 kg) bergerak berlawanan arah dengan kelajuan masing-masing 4 m/s dan 2 m/s. Jika benda A bertumbukan dengan benda B secara lenting sempurna, berapa kelajuan akhir benda A dan benda B ?

Pembahasan

Diketahui :

mA = 2 kg, mB = 2 kg

vA = 4 m/s, vB = -2 m/s

Ditanya : vA’ dan vB’

Jawab :

vA’ = -2 m/s dan vB’ = 4 m/s

Setelah bertumbukan, benda A bergerak dengan kelajuan 2 m/s dan benda B bergerak dengan kelajuan 4 m/s, di mana arah gerakan kedua benda berlawanan. Jika sebelum bertumbukan, benda A bergerak ke kanan dan benda B bergerak ke kiri maka setelah bertumbukan, benda A bergerak ke kiri dan benda B bergerak ke kanan.

2. Benda A (2 kg) bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s menumbuk benda B (2 kg) yang sedang diam. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna, berapa kelajuan akhir benda A dan benda B ?

Pembahasan

Diketahui :

mA = 2 kg, mB = 2 kg

vA = 2 m/s, vB = 0 m/s

Ditanya : vA’ dan vB’

Jawab :

vA’ = 0 dan vB’ = 2 m/s

Setelah bertumbukan, benda A diam dan benda B bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s.

2. Massa kedua benda berbeda

Apabila kedua benda mempunyai kecepatan awal dan massa kedua benda berbeda (perbedaannya kecil) maka kecepatan akhir diketahui menggunakan persamaan 1.10 dan 1.11.

Apabila pada mulanya benda 2 diam (v2 = 0) maka persamaan 1.10 berubah menjadi persamaan 1.12 dan persamaan 1.11 berubah menjadi persamaan 1.13.

Apabila v2 = 0, m1 sangat besar, m2 sangat kecil maka dengan menyelesaikan persamaan 1.12 dan 1.13 diperoleh v1’ = v1 dan v2’ = 2v1. Apabila v2 = 0, m1 sangat kecil, m2 sangat besar maka dengan menyelesaikan persamaan 1.12 dan 1.13 diperoleh v1’ = -v1 dan v2’ = 0. Tanda positif dan negatif menunjukan arah gerakan benda berlawanan.

Contoh soal.

1. Sebuah benda bermassa 1 kg bergerak dengan kelajuan 20 m/s menumbuk dinding secara lenting sempurna. Berapa kelajuan akhir benda dan dinding ?

Pembahasan

Diketahui :

mA = 1 kg, vA = 20 m/s, mB = sangat besar dan vB = 0

Ditanya : vA’ dan vB’

Jawab :

vA’ = -20 m/s

vB’ = 0

Setelah bertumbukan, benda A memantul dengan kelajuan 20 m/s dan benda B tetap diam. Jika sebelum bertumbukan benda A bergerak ke kanan maka setelah bertumbukan benda A bergerak ke kiri

Read More

Molekul Kovalen Berikatan Rangkap

Bagaimanakah pandangan teori domain elektron terhadap molekul yang memiliki ikatan kovalen rangkap dua atau rangkap tiga? Menurut teori domain elektron, ikatan rangkap dianggap sebagai satuan gugus elektron seperti halnya ikatan tunggal yang menghubungkan atom dengan atom pusat M. Contohnya, molekul CO₂ yang mengandung ikatan rangkap dua.
Menurut teori domain elektron, bentuk molekul CO₂ dapat dianggap sebagai dua gugus pasangan elektron ikatan, seperti pada molekul BeCl₂. Oleh karena itu, bentuk molekul CO₂ dianggap linear.

Contoh molekul lain dengan ikatan rangkap tiga adalah HCN. Pada molekul HCN ada dua gugus pasangan elektron pada atom pusat C, yaitu pasangan elektron ikatan dengan H dan tiga pasangan elektron ikatan dengan N (ikatan rangkap tiga) sehingga diramalkan memiliki bentuk molekul linear.

Menurut sobat apa kesimpulan dari uraian yang telah sobat Materi Kimia SMA pelajari sebelumnya? Andaikan M menyatakan atom pusat, X menyatakan atom yang terikat pada atom pusat, dan pasangan elektron bebas dinyatakan dengan E maka rumus bentuk molekul dapat diungkapkan sebagai MXmEn, dengan m adalah jumlah ligan dan n adalah jumlah pasangan elektron bebas dalam kulit valensi atom pusat. Berdasarkan rumusan tersebut, Anda dapat menyatakan molekul dengan rumusan tersebut. Contohnya, CH₄ sebagai MX₄, NH₃ sebagai MX₃E, dan H₂O sebagai MX₂E₂.
Hasil-hasil yang dicapai dengan teori domain elektron dalam meramalkan bentuk molekul untuk molekul-molekul berikatan tunggal dan rangkap disajikan pada tabel berikut.


Itulah penjelasan mengenai Teori Domain Elektron yang sobat pelajari di kelas XI ini. Teori selanjutnya yang akan sobat pelajari yaitu Teori Ikatan Valensi dan Hibridisasi

Read More

Bentu Molekul Tanpa Elektron Bebas

Silahkan sobat Materi Kimia SMA simak molekul BeCl₂ dengan menggunakan rumus Lewis yang ditunjukkan gambar berikut.

Sebagai atom pusat adalah berilium dengan dua elektron valensi. Kedua elektron tersebut digunakan untuk berikatan kovalen dengan atom-atom klorin membentuk dua ikatan kovalen tunggal.

Pasangan elektron ikatan dalam kulit valensi atom pusat akan mengalami tolakan disebabkan muatannya sejenis. Guna meminimalkan tolakan tersebut maka pasangan elektron ikatan akan menjauh satu sama lain. Menurut pendapat Anda, pada posisi bagaimana tolakan akan minimal? Tolakan minimum dicapai jika pasangan elektron ikatan berada pada posisi dengan sudut 180°. Oleh karena sudut ikatan yang terbentuk antara atom klorin dan atom klorin yang lain melalui titik pusat (atom Be) membentuk 180° maka bentuk molekul yang paling mungkin adalah linear.

Sekarang, tinjau rumus Lewis dari molekul dengan tiga pasang elektron ikatan dalam kulit valensi atom pusat. Contoh dari molekul ini adalah boron triklorida, BCl₃.

Tiga pasang elektron ikatan dalam kulit valensi atom pusat berusaha meminimalkan tolakan dengan cara memposisikan sejauh mungkin satu sama lain. Tolakan akan minimum jika ketiga pasang elektron ikatan berada pada posisi 120° satu sama lain. Akibatnya, bentuk molekul yang terbentuk adalah trigonal planar dengan atom pusat berada di tengah-tengah segitiga.

Materi kimia kelas XI selanjutnya yang akan sobat pelajari yaitu molekul kovalen tunggal tidak jenuh

Read More

Struktur Molekul Dasar

Sobat Materi Kimia SMA telah mengetahui bahwa walaupun jumlah materi di alam sangat banyak dan beragam, tetapi pada dasarnya materi tersebut dibangun oleh beberapa jenis atom dengan struktur yang terbatas. Jumlah cara penyusunan atom dalam molekul tidak banyak sebab dibatasi oleh sudut antar ikatan dan sifat partikel penyusunnya. Teori yang mengkaji aspekstruktur molekul adalah teori ikatan valensi (berdasarkan mekanika kuantum), teori domain elektron (berdasarkan teori Lewis), dan teori hibridisasi.

Terdapat sekitar tujuh bentuk molekul yang sederhana, yaitu bentuk linear, trigonal planar, trigonal piramidal, segiempat datar, tetrahedral, tirogonal bipiramidal, dan oktahedral.

Bentuk Linear

Suatu molekul dikatakan linear jika atom-atom yang menyusun molekul tersebut berada dalam suatu garis lurus. Contohnya, BeCl₂ dan CO₂. Sudut yang dibentuk oleh ikatan antara dua atom melalui atom pusat sebesar 180°.

Trigonal Planar

Suatu bentuk molekul dikatakan trigonal planar jika di dalam molekulnya terdapat empat buah atom dan semua atom berada pada bidang yang sama. Atom pusat dikelilingi oleh tiga atom lain yang berada pada sudut-sudut segitiga. Sudut ikatan yang dibentuk di antara dua ikatan melalui atom pusat sama besar yaitu 120°. Contohnya, molekul BCl₃ dan BF₃.

Trigonal Piramidal

Trigonal piramidal adalah suatu bentuk molekul dengan empat buah muka segitiga sama sisi. Suatu molekul dikatakan berbentuk trigonal piramidal jika memilki empat buah atom. Atom pusat ditempatkan pada sudut puncak limas, dan atom lainnya berada pada sudut-sudut limas yang berada pada bidang datar segitiga. Contohnya, molekul NH₃.

Bujur Sangkar

Suatu bentuk molekul dikatakan bujur sangkar jika dalam molekul terdapat lima buah atom dan semua atom berada pada bidang datar yang sama. Atom pusat dikelilingi oleh empat atom lain yang berada pada sudut-sudut segiempat. Sudut ikatan yang dibentuk antara dua ikatan yang melalui pusat sama besar, yaitu 90°. Contohnya, molekul XeF₄.

Tetrahedral

Tetrahedral adalah limas segiempat dengan muka segitiga sama sisi. Suatu bentuk molekul tergolong tetrahedral jika dalam molekulnya terdapat lima buah atom. Atom pusat ditempatkan pada pusat tetrahedral dan empat atom lain berada pada sudut-sudut tetrahedral yang terlihat pada ujung-ujung bidang segitiga sama sisi. Sudut ikatan yang dibentuk sama besar, yaitu 109,5°. Contohnya, molekul CH₄.

Trigonal Bipiramidal

Trigonal bipiramidal terdiri atas dua buah limas yang bagian alasnya berimpit. Suatu molekul memiliki bentuk trigonal bipiramidal jika dalam molekulnya terdapat enam buah atom.

Dalam trigonal bipiramidal, atom pusat ditempatkan pada pusat alas yang berimpit dan dikelilingi oleh lima atom lain yang ditempatkan pada sudut-sudut trigonal bipiramidal. Dalam bentuk molekul ini sudut ikatan tidak sama. Sudut ikatan yang terletak pada pusat bidang datar segitiga masing-masing 120°, sedangkan sudut ikatan antara bidang pusat dan titik sudut atas serta bawah bidang adalah 90°. Contohnya, molekul PCl₅.

Oktahedral

Oktahedral adalah bentuk yang memiliki delapan muka segitiga, dibentuk dari dua buah limas alas segiempat yang berimpit. Suatu molekul memiliki bentuk oktahedral jika tersusun dari tujuh atom.

Atom pusat ditempatkan pada pusat bidang segiempat yang berimpit. Enam atom lain terletak pada sudut-sudut oktahedral. Sudut antarikatan yang terbentuk sama besar, yaitu 90°. Contohnya, molekul SF₆ dan XeF₆.

Itulah tujuh struktur molekul dasar, materi kimia kelas XI yang sobat pelajari sekarang. 

Read More