Rumus Fisika

1. Massa Jenis

ρ = m / v

Keterangan :

ρ = Massa jenis (kg/m³) atau (g/cm³)
m = massa (kg atau gram)
v = volume (m³ atau cm³)

2. USAHA DAN ENERGI

$W = F \times S$
$W = \int F dx = \int m v {\operatorname{d}v\over\operatorname{d}x} = \int m v dv$
Keterangan:

W = usaha (newton meter atau Joule)
F = gaya (newton)
S = jarak (meter)

Usaha yang dilakukan oleh pegas:

$W = \frac {1}{2} \times k \times x^2$

Keterangan:

W = usaha (newton meter atau Joule)
k = konstanta pegas (Newton/m²)
x = pertambahan panjang pegas (meter)

3. PERIODE dan FREKUENSI GETARAN

Periode Getaran

$T=\frac{t}{n}$
Dengan ketentuan:

$\!T$ = Periode (sekon)
$\!t$ = Waktu (sekon)
$\!n$ = Jumlah getaran

Frekuensi Getaran

$\!f=\frac{n}{t}$
Dengan ketentuan:

$\!f$ = Frekuensi (Hz)
$\!n$ = Jumlah getaran
$\!t$ = Waktu (sekon)

Periode Getaran

$\!T=\frac{1}{f}$
Dengan ketentuan:

$\!T$ = periode getaran (sekon)
$\!f$ = frekuensi(Hz)

Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Besar periode berbanding terbalik dengan frekuensi.

$\!T=\frac{1}{f}$

$\!f=\frac{1}{T}$

Dengan ketentuan:

$\!T$ = periode (sekon)
$\!f$ = frekuensi (Hz)

Gelombang

Gelombang berjalan

Persamaan gelombang:

$y = A \sin 2\pi (ft \pm \frac {x} {\lambda})$

Keterangan:

A: amplitudo (m)
f: frekuensi (Hz)
$\lambda$ : panjang gelombang (m)

4. ALAT OPTIK

Lup (Kaca Pembesar)

Pembesaran bayangan saat mata berakomodasi maksimum

$\!M=\frac{Sn}{f}+1$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran
$\!Sn$ = Titik dekat (cm)
$\!f$ = Fokus lup (cm)

Pembesaran bayangan saat mata tidak berakomodasi

$\!M=\frac{Sn}{f}$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran
$\!Sn$ = Titik dekat (cm)
$\!f$ = Fokus lup (cm)

Mikroskop

Proses pembentukan bayangan pada mikroskop

Pembesaran mikroskop adalah hasil kali pembesaran lensa objektif dan pembesaran lensa okuler, sehingga dirumuskan:
$M_{mik}=M_{ob}\times M_{ok}$
Karena lensa okuler mikroskop berfungsi seperti lup, pembesaran mikroskop dirumuskan sebagai berikut:

Pembesaran Mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum

$M_{mik}=M_{ob}\times(\frac{Sn}{f_{ok}}+1)=(\frac{S'_{ob}}{S_{ob}})\times(\frac{Sn}{f_{ok}}+1)$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=S'_{ob}+S_{ok}=S'_{ob}+\frac{Sn\times f_{ok}}{Sn+f_{ok}}$
Dengan ketentuan:

$\!M_{mik}$ = Pembesaran mikroskop
$\!M_{ob}$ = Pembesaran oleh lensa objektif
$\!Sn$ = Titik dekat mata
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler
$\!S'_{ob}$ = jarak bayangan oleh lensa objektif
$\!S_{ob}$ = jarak benda di depan lensa objektif
$\!d$ = jarak lensa objektif dan lensa okuler

Pembesaran Mikroskop pada saat mata tidak berakomodasi

$M_{mik}=M_{ob}\times \frac{Sn}{f_{ok}}=\frac{S'_{ob}}{S_{ob}}\times \frac{Sn}{f_{ok}}$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=S'_{ob}+f_{ok}\,\!$
Dengan ketentuan:

$\!M_{mik}$ = Pembesaran mikroskop
$\!M_{ob}$ = Pembesaran oleh lensa objektif
$\!Sn$ = Titik dekat mata
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler
$\!S'_{ob}$ = jarak bayangan oleh lensa objektif
$\!S_{ob}$ = jarak benda di depan lensa objektif
$\!d$ = jarak lensa objektif dan lensa okuler

Teropong Bintang

Pembesaran Teropong Bintang pada saat mata tidak berakomodasi

$M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=f_{ob}+f_{ok}\,\!$
Dengan ketentuan:

$\!d$ = Jarak lensa objektif dan lensa okuler
$\!M$ = Pembesaran teropong bintang
$\!f_{ob}$ = Jarak fokus lensa objektif
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler

Pembesaran Teropong Bintang pada saat mata berakomodasi maksimum

$M=\frac{f_{ob}}{S_{ok}}$
Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:
$d=f_{ob}+s_{ok}\,\!$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran teropong bintang
$\!f_{ob}$ = Jarak fokus lensa objektif
$\!s_{ok}$ = jarak benda di depan lensa okuler

Teropong Bumi

Pembesaran Teropong Bumi

$M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}$
Dengan ketentuan:

$\!M$ = Pembesaran teropong bumi
$\!f_{ob}$ = Jarak fokus lensa objektif
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler

Jarak lensa objektif dan lensa okuler

$d=f_{ob}+4f_p+f_{ok}\,\!$
Dengan ketentuan:

$\!d$ = Jarak lensa objektif dan lensa okuler
$\!f_{ob}$ = Jarak fokus lensa objektif
$\!f_p$ = Jarak fokus lensa pembalik
$\!f_{ok}$ = Jarak fokus lensa okuler

5. IMPULS DAN MOMENTUM

Momentum

$p = m \times v$
Keterangan:

p = momentum (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Impuls

Impuls merupakan perubahan momentum.
Keterangan:

I = impuls
$\vartriangle p$ = perubahan momentum (kg m/s)

= perubahan selang waktu (s)

F = gaya (Newton)

6. GERAK

Gerak lurus beraturan

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah suatu gerak lurus yang mempunyai kecepatan konstan. Maka nilai percepatannya adalah a = 0. Gerakan GLB berbentuk linear dan nilai kecepatannya adalah hasil bagi jarak dengan waktu yang ditempuh.
Rumus:
$\!v=\frac{s}{t}$
Dengan ketentuan:

$\!s$ = Jarak yang ditempuh (m, km)
$\!v$ = Kecepatan (km/jam, m/s)
$\!t$ = Waktu tempuh (jam, sekon)

Catatan:

Untuk mencari jarak yang ditempuh, rumusnya adalah $\!s=\!v\times\!t$ .
Untuk mencari waktu tempuh, rumusnya adalah $\!t=\frac{s}{v}$ .
Untuk mencari kecepatan, rumusnya adalah $\!v=\frac{s}{t}$ .

Kecepatan rata-rata

Rumus:
$\!v=\frac{s_{total}}{t_{total}} = \frac {V_{1} \times t_{1} + V_{2} \times t_{2} + ... + V_{n} \times t_{n}} {t_{1} + t_{2} + ... + t_{n}}$

Gerak lurus berubah beraturan

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatannya yang berubah beraturan.
Percepatannya bernilai konstan/tetap.
Rumus GLBB ada 3, yaitu:

$\!v_{t}=\!v_{0}+\!a\times\!t$

$\!s=\!v_{0}\times\!t+\frac{1}{2}\times\!a\times\!t^2$

$\!v_{t}^2=\!v_{0}^2+\!2\times\!a\times\!s$

Dengan ketentuan:

$\!v_{0}$ = Kecepatan awal (m/s)
$\!v_{t}$ = Kecepatan akhir (m/s)
$\!a$ = Percepatan (m/s²)
$\!s$ = Jarak yang ditempuh (m)

Gerak vertikal ke atas

Benda dilemparkan secara vertikal, tegak lurus terhadap bidang horizontal ke atas dengan kecepatan awal tertentu. Arah gerak benda dan arah percepatan gravitasi berlawanan, gerak lurus berubah beraturan diperlambat.
Peluru akan mencapai titik tertinggi apabila V_t sama dengan nol.
$t_{\text{maks}}= \frac {Vo} {g}$
$h= \frac {Vo^2} {2g}$
$t= {2} \times {t_{\text{maks}}}$
${V_{\text{t}}^2}= V_{\text{0}}^2 - 2 \times{g} \times{h}$
Keterangan:

Kecepatan awal= Vo
Kecepatan benda di suatu ketinggian tertentu= Vt
Percepatan /Gravitasi bumi: g
Tinggi maksimum: h
Waktu benda mencapai titik tertinggi: t _maks
Waktu ketika benda kembali ke tanah: t

Gerak jatuh bebas

Benda dikatakan jatuh bebas apabila benda:

Memiliki ketinggian tertentu (h) dari atas tanah.
Benda tersebut dijatuhkan tegak lurus bidang horizontal tanpa kecepatan awal.

Selama bergerak ke bawah, benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g) dan arah kecepatan/gerak benda searah, merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat.
$v= \sqrt{2gh}$
$t= \sqrt{2h/g}$
Keterangan:

v = kecepatan di permukaan tanah
g = gravitasi bumi
h = tinggi dari permukaan tanah
t = lama benda sampai di tanah

Gerak vertikal ke bawah

Benda dilemparkan tegak lurus bidang horizontal arahnya ke bawah.
Arah percepatan gravitasi dan arah gerak benda searah, merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat.
$Vt= {Vo} + g \times t$
$Vt^2= {Vo^2} + 2 \times g \times h$
Keterangan:

Vo = kecepatan awal
Vt = kecepatan pada ketinggian tertentu dari tanah
g = gravitasi bumi
h = tinggi dari permukaan tanah
t = waktu

Gerak melingkar

Gerak dengan lintasan berupa lingkaran.

Dari diagram di atas, diketahui benda bergerak sejauh ω° selama $t$ sekon, maka benda dikatakan melakukan perpindahan sudut.
Benda melalukan 1 putaran penuh. Besar perpindahan linear adalah $2 \pi r$ atau keliling lingkaran. Besar perpindahan sudut dalam 1 putaran penuh adalah $2 \pi$ radian atau 360°.
$2 \pi rad = 360^\circ$
$1 rad = \frac {360^\circ} {2 \pi} = \frac {180^\circ} {\pi} = 57,3^\circ$

Perpindahan sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut

Perpindahan sudut adalah posisi sudut benda yang bergerak secara melingkar dalam selang waktu tertentu.
$\theta = \omega \times t$
Keterangan:

$\theta$ = perpindahan sudut (rad)
$\omega$ = kecepatan sudut (rad/s)
t = waktu (sekon)

Kecepatan sudut rata-rata ( $\overline{\omega}$ ): perpindahan sudut per selang waktu.
$\overline{\omega} = \frac {\vartriangle\theta} {\vartriangle t} = \frac {\theta_{2} - \theta_{1}} {t_{2} - t_{1}}$
Percepatan sudut rata-rata ( $\alpha$ ): perubahan kecepatan sudut per selang waktu.
$\alpha = \frac {\vartriangle\omega} {\vartriangle t} = \frac {\omega_{2} - \omega_{1}} {t_{2} - t_{1}}$
$\alpha$ : Percepatan sudut (rad/s²)

Percepatan sentripetal

Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran.
Percepatan sentripetal tidak menambah kecepatan, melainkan hanya untuk mempertahankan benda agar tetap bergerak melingkar.
$A_{s} = \frac {v^2} {r} = \omega^2 r$
Keterangan:

r : jari-jari benda/lingkaran
A_s: percepatan sentripetal (rad/s²)

Gerak parabola

Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola, gesekan diabaikan, dan gaya yang bekerja hanya gaya berat/percepatan gravitasi.

Pada titik awal,
$Vo_{x} = Vo \times \cos \alpha$
$Vo_{y} = Vo \times \sin \alpha$
Pada titik A (t = t_a):
$Va_{x} = Vo_{x} = Vo \times \cos \alpha$
$Va_{y} = Vo_{y} - g \times t_{a}$
Letak/posisi di A:
$X_{a} = Vo_{x} \times t_{a}$
$Y_{a} = Vo_{y} \times t_{a} - 1/2 g {t_{a}^2}$
Titik tertinggi yang bisa dicapai (B):
$h_{max} = \frac {{(Vo\times\sin\alpha})^2} {2g} = \frac {{(Vo^2\times\sin^2\alpha})} {2g}$
Waktu untuk sampai di titik tertinggi (B) (t_b):
$V_{y}=0$
$V_{y}= Vo_{y} - g t$
$0= Vo \sin \alpha - g t$
$t_{b} = \frac {{(Vo\times\sin\alpha})} {g} = \frac {Vo_{y}} {g}$
Jarak mendatar/horizontal dari titik awal sampai titik B (Xb):
$X_{b} = Vo_{x} \times t_{b}$
$X_{b} = Vo \cos \alpha \times (\frac {{(Vo\times\sin\alpha})} {g})$
$X_{b} = \frac {{Vo^2} \times \sin 2\alpha} {2g}$
Jarak vertikal dari titik awal ke titik B (Yb):
$Y_{b} = \frac {Vo_{y}^2} {2g}$
$Y_{b} = \frac {{Vo^2} \times \sin^2 \alpha} {2g}$
Waktu untuk sampai di titik C:
$t_{total} = \frac {{(2 Vo\times\sin\alpha})} {g} = \frac {2 Vo_{y}} {g}$
Jarak dari awal bola bergerak sampai titik C:
$X_{maks} = Vo{x} \times t_{total}$
$X_{maks} = Vo \times \cos \alpha \times \frac {{(2 Vo\times\sin\alpha})} {g}$
$X_{maks} = \frac {{Vo^2} \times \sin 2\alpha} {g}$