Struktur Atom

Susunan Atom

Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu. Atom terdiri atas proton dan neutron. Dalam kaitan dengan susunan atom, perlu memahami beberapa istilah, yaitu nomor atom, nomor massa, isotop, isobar, dan isoton.

1. Nomor Atom. Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom atau nomor proton. Jumlah proton khas bagi setiap unsur. Nomor atom unsur-unsur dapat dilihat pada tabel sistem periodik. Oleh karena suatu atom bersifat netral, maka jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Jadi, nomor atom juga menyatakan jumlah elektron dalam suatu atom
   

   Nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron

   Contoh:
   Nomor atom karbon adalah 6, berarti setiap atomm karbon mempunyai 6 proton dan 6 elektron.
2. Nomor Massa
   Proton dan neutron mempunyai massa yang sama, yaitu masing-masing sekitar 1 sma (massa proton = 1,0073 sma; massa neutron = 1,0087 sma), sedangkan massa sebuah elektron sangat kecil, yaitu 5,486 x 10^-4 sma. Massa sebuah atom hanya ditentukan oleh massa proton da neutronnya, sedangkan massa elektron dapat diabaikan. Jumlah proton dengan neutron dalam suatu atom disebut nomor massa.

    nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

3. Notasi Susunan Atom. Jumlah proton, elektron, dan neutron dalam suatu atom dinyatakan dengan lambang (notasi) sebagai berikut.

   

   dimana,
   X              = lambang atom (=lambang unsur)
   Z              = nomor atom = jumlah proton (p) = jumlah elektron (e)
   A              = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = p+n
   Oleh karena A = p + n, sedangkan p= Z, maka A= Z + n atau n = A – Z. Jadi, jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih nomor massa dengan nomor atomnya.

    jumlah neutron (n) = A — Z

   Contoh: menyatakan atom alumunium dengan nomor atom 13 dan nomor massa 27. Atom ini mempunyai jumlah proton = 13, jumlah elektron = 13, dan jumlah neutron = 27 – 13 = 14
4. Isotop. Sebelumnya, telah disebutkan bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Fenomena ini disebut isotop. Isotop terjadi karena perbedaan jumlah neutron dalam inti atom
   Contoh: 
5. Isobar dan Isoton
   a) Isobar. Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa sama disebut isobar. Contoh: 
   b)       Isoton
   Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama disebut isoton. Contoh: 
6. Susunan Ion
   Suatu atom dapat kehilangan elektron atau mendapat elektron tambahan. Atom yang kehilangan elektron akan menjadi ion positif, sedangkan atom yang mendapat tambahan elektron akan menjadi ion negatif.

Massa Atom dan Massa Atom Relatif

Massa atom relatif adalah perbandingan massa antara atom yang satu terhadap atom yang lainnya. Massa pembanding yang telah disepakati adalah 1⁄12 dari massa 1 atom C-12. Oleh karena umumnya unsur terdiri dari beberapa isotop, maka pada penetapan massa atom relatif digunakan massa rata-rata dari isotop-isotopnya. Dengan demikian, massa atom relatif adalah perbandingan antara massa rata-rata dari 1 atom suatu unsur terhadap 1⁄12  massa 1 atom C-12.

Satu perduabelas massa 1 atom C-12 ditetapkan sama dengan 1 sma, maka definisi di atas dapat ditulis sebagai berikut.

Dengan menata ulang persamaan di atas, diperoleh:

Dengan perkataan lain, massa atom relatif suatu unsur merupakan massa rata-rata dari 1 atom unsur itu dalam satuan sma.

Konfigurasi Elektron

1. Konfigurasi ElektronSesuai dengan teori atom Niels Bohr, elektron berada pada kulit-kulit atom. Kulit yang paling dekat dengan inti, yaitu kulit K, dapat ditempati 2 elektron; kulit kedua (kulit L) dapat ditempati 8 elektron, dan seterusnya. Makin besar nomor kulit, makin banyak jumlah elektron yang dapay berada di situ. Hal itu terjadi karena makin besar nomor atom kulit, makin besar pula ruang cangkupnya. Jumlah maksimum elektron pada setiap kulit memenuhi rumus 2n² (n = nomor kulit).
   

   Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 1² = 2 elektron
   Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 2² = 8 elektron
   Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 3² = 18 elektron
   Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 4² = 32 elektron
   Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 5² = 50 elektron

   Meskipun kulit O, P, dan Q dapat menampung lebih dari 32 elektron, kulit-kulit tersebut belum pernah terisi penuh.
   Persebaran elektron dalam kulit-kulit atom disebut konfigurasi elektron. Elektrom pertama dan kedua akan menempati kulit K. Jadi, konfigurasi elektron dari hhidrogen (nomor atomn= 1) dan helium (nomor atom = 2) ditulis sebagai berikut.

   		K
   1H	:	1
   2He	:	2

   Oleh karena kulit K hanya dapat ditempati maksimum 2 elektron, maka elektron ketiga akan mengisi kulit L. Kulit L ini dapat ditempati maksimum 8 elektron. Jadi, unsur dengan nomor atom 3 – 10 akan mengisi hingga penuh kulit kedua (kulit L). Konfigurasi elektron unsur-unsur tersebut dapat dilihat pada tabel 1.
   Setelah kulit L terisi penuh, maka elektron berikutnya akan mengisi kulit M. Perhatikanlah konfigurasi elektron unsur nomor atom 11 hingga 18 pada tabel yang sama.
   Meskipun kulit M belum terisi penuh, ternyata elektron ke-19 dan ke-20 mengisi kulit N, sehingga konfigurasi elektron unsur K (nomor atom 19) dan Ca (nomor atom 20) adalah sebagai berikut.

   		K	L	M	N
   11Na	:	2	8	8	1
   12Mg	:	2	8	8	2

   Tabel Konfigurasi Elektron 

   Nomor Atom (Z)	Lambang Unsur	K	L	M	N	O	P
   1	H	1
   2	He	2
   3	Li	2	1
   9	F	2	7
   10	Ne	2	8
   11	Na	2	8	1
   12	Mg	2	8	2
   18	Ar	2	8	8
   19	K	2	8	8	1
   20	Ca	2	8	8	2
   21	Sc	2	8	9	2
   22	Ti	2	8	10	2
   30	Zn	2	8	18	2
   31	Ga	2	8	18	3
   36	Kr	2	8	18	8
   37	Rb	2	8	18	8	1
   49	In	2	8	18	18	3

   Tips untuk menuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur golongan utama:
   • Isi penuh sebanyak mungkin kulit, kemudian hitung jumlah elektron yang tersisa.
   • Jika sisa elektron kurang dari 32, maka kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron
   • Jika sisa elektron kurang dari 18, maka kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron.
   • Jika sisa elektron kurang dari 8 elektron, tempatkan pada kulit berikutnya sebagai kulit terluar.
   Contoh:
   Menulis konfigurasi elektron sesium (Cs) dengan nomor atom 55 :
   Kulit K, L, dan M dapat terisi penuh: K = 2; L = 8; M = 18.
   Jumlah elektron yang sudah terdistribusi = 2 + 8 + 18 = 28.
   Sisa elektron = 55 – 28 = 27. Karena sisa elektron kurang dari 32, maka kulit N akan berisi 18 elektron.
   Kini, jumlah elektron yang sisa = 27 – 18 = 9 elektron. Sisa elektron kurang dari 18, maka kulit O akan berisi 8 elektron. Setelah itu, sisa satu elektron akan mengisi kulit P sebagai kulit terluar.
   Jadi, konfigurasi elektron sesium adalah

   55Cs

   :

   2

   8

   18

   18

   8

   1

2. Elektron Valensi

Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Untuk unsur-unsur golongan utama, elektron valensinya adalah elektron yang terdapat pada kulit terluar.

Contoh:

Konfigurasi elektron alumunium dan bromin adalah sebagai berikut.

27Al	:	2,	8,	3,
35Br	:	2,	8,	18,	7

Maka, elektron valensi alumunium = 3 dan bromin = 7

Read More

Dinamika Partikel

DINAMIKA PARTIKEL

Gaya Berat (Berat)

Berat (w) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda (sering disebut dengan gaya tarik bumi).

w = mg

Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan berarah tegak lurus ke bawah, dimana pun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak.

Berdasarkan gambar di atas menunjukkan bahwa arah vektor berat selalu tegak lurus ke bawah.

Gaya Normal

Gaya normal (N) didefinisikan sebagar gaya yang bekerja pada benda, dan berasal dari bidang tumpu. Arahnya selalu tegak lurus pada bidang tumpu.

Berdasarkan gambar di atas, menunjukkan bahwa arah gaya normal selalu tegak lurus bidang tumpu

Gaya Gesekan

Gaya gesekan (f) termasuk gaya sentuh yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak.

Ketika mendorong sebuah benda dan benda tidak bergerak, maka gaya gesekan pada benda adalah gaya gesekan statis (fs) Tetapi jika bergerak, maka gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetis (fs). Gaya gesekan statis mulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong yang diberikan sampai mencapai suatu nilai maksimum (fs maks). Sedangkan, gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.

Gaya Tegangan Tali

Tegangan tali (T) adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang.

Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal (Fs) adalah gayayang bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Arahnya menuju pusat lingkaran.

ax = percepatan sentripetal

Contoh Soal

Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan dalam waktu 20 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah...

a. 10.000 N

b. 20.000 N

c. 30.000 N

d. 40.000 N

e. 50.000 N

Pembahasan:

Diketahui:

m = 10.000 kg

v₀ = 20 m/s

t = 20 s

v = 0 (berhenti)

Ditanya:

F_rem = .....?

Jawab:

Terlebih dahulu hitung percepatan (a) dengan menggunakan persamaan GLBB (Lebih jelas baca Gerak Lurus Berubah Beraturan)

v = v₀ + a . t

F = 10.000 kg . – 1 m/s² = – 10.000 N

Tanda negatif menunjukkan arah gaya rem berlawanan dengan arah gerak mobil

Jawaban: a

Jenis Jenis Gaya, Pengaruh, Pengertian dan Contohnya

Jenis Jenis Gaya, Pengaruh, Pengertian dan Contohnya

Gaya, di dalam ilmu fisika, adalah interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris. Dengan kata lain, sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah objek dengan massa tertentu untuk mengubah kecepatannya (termasuk untuk bergerak dari keadaan diam), atau berakselerasi, atau untuk terdeformasi. Gaya memiliki besaran (magnitude) dan arah, sehingga merupakan kuantitas vektor. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N). Gaya dilambangkan dengan simbol F

Jenis - Jenis Gaya dan Contohnya

1. Gaya Otot dan Contohnya

Gaya Otot adalah gaya berupa tarikan atau dorongan terhadap suatu benda  yang ditimbulkan/dihasilkan oleh tenaga otot manusia dan hewan.Contoh gaya otot, antara lain:

menendang bola

tarik tambang

membawa air dalam ember

sapi/kerbau menarik pedati

2. Gaya Gesek dan Contohnya

Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya dua benda yang saling bergesekkan. Contohnya:

mengasah pisau

gaya yang bekerja pada rem sepeda

mengamplas kayu/dinding

mengepel lantai dengan alat pel

menyapu lantai atau halaman

3. Gaya Pegas dan Contohnya

Gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan/dihasilkan oleh pegas/benda yang sifatnya elastisitas. Contohnya:

karet gelang yang ditarik

gaya ketika kita bermain ketapel

panah yang dilepaskan dari busurnya setelah ada tarikan

peer/pir pada pulpen saat kita tekan

shockbreaker motor ketika motornya dipakai

4. Gaya Magnet dan Contohnya

Gaya magnet adalah adalah gaya dasar yang terjadi karena gerakan muatan listrik. Contohnya:

pasir besi akan menempel pada magnet jika didekatkan

jarum menempel pada pucuk gunting yang mengandung magnet

besi akan menempel pada magnet jika didekatkan

5. Gaya Gravitasi dan Contohnya

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Contohnya :

buah mangga jatuh dari pohonnya

benda, misalnya batu yang dilempar ke atas akan kembali ke bumi

6.  Gaya Listrik dan Contohnya

Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh obyek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Contohnya:

serpihan kertas akan bergerak naik turun ketika didekatkan dengan sisir atau penggaris plastik yang telah digosokkan ke rambut/buku

kipas angin listrik ketika dihubungkan dengan sumber listrik akan bergerak

Pengaruh Gaya dan Contohnya

1. Gaya menyebabkan benda bergerak

bola akan bergerak ketika ditendang

batu akan bergerak ketika diambil atau dilempar

daun pintu bergerak ketika sedang dibuka/ditutup

halaman buku bergerak ketika dibuka

2. Gaya menyebabkan benda berubah arah

bola yang ditendang ke arah dinding akan berbelok arah

bola basket akan berubah arah ketika dipantulkan ke tanah atau benda keras lainnya

3. Gaya menyebabkan benda bergerak menjadi berhenti

sepeda akan berhenti ketika direm

bola berhenti ketika ditangkap

4. Gaya mengubah bentuk benda

membuat gerabah dari tanah liat

lembaran kertas akan berubah bentuk ketika diremas atau dilipat

Read More

Hukum Newton

HUKUM NEWTON DAN PENERAPANNYA 

Berikut ini akan dijelaskan mengenai dasar-dasar materi tentang hukum newton. Hukum newton merupakan salah satu materi yang akan dipelajari oleh siswa SMA kelas X. Semoga materi ini akan mudah dipelajari…

Hukum Newton

Pada pembahasan sebelumnya kita telah mempelajari gaya. Gaya yang dikenakan atau diberikan pada suatu benda dapat mengakibatkan perubahan bentuk dan atau gerak benda tersebut. Kali ini kita akan mempelajari gerak benda dan gaya yang memengaruhi gerak benda tersebut.

Permasalahan gerak dan penyebabnya telah menarik perhatian para ahli filsafat alam selama berabad-abad. Permasalahan ini mulai menemukan titik terang pada masa Galileo dan Newton.

Pada abad ke-17, Galileo menyadari bahwa suatu benda menjadi lebih lambat atau lebih cepat jika sejumlah gaya bekerja pada benda tersebut. Jika gaya yang bekerja pada benda dihilangkan maka benda akan terus bergerak pada garis lurus.

Galileo menyatakan bahwa suatu benda akan mengalami perubahan kelajuan hanya saat benda dikenai suatu gaya. Dia juga berpendapat bahwa suatu benda akan bertambah cepat atau melambat selama gaya yang bekerja pada benda tidak saling meniadakan.

Berdasarkan gagasan Galileo tersebut, seorang ilmuwan Inggris, yaitu Sir Isaac Newtonmenjelaskan tentang gaya dan gerak.

Gagasan-gagasan Newton dituangkan melalui ketiga hukumnya dalam buku berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathemathica atau yang lebih dikenal sebagai Principia.

Ketiga hukum tentang gerak dan gaya yang dikemukakan oleh Newton dikenal sebagai hukum Newton. Hukum I dan II Newton mengikuti gagasan yang dikemukakan oleh Galileo.

Sedangkan hukum III Newton membicarakan mengenai gaya aksi dan reaksi. Apa dan bagaimana penerapan ketiga hukum Newton tersebut akan kita pelajari berikut ini.

1. Hukum I Newton

Hukum I Newton  berbunyi:

“Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.”

Hukum Newton I juga dapat dinyatakan bila sebuah benda dalam keadaan diam maka benda itu akan tetap diam dan jika bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tetap contohnya sebagai berikut :

1.ketika kita naik mobil tiba-tiba direm, maka badan cenderung ke depan

2.Ketika kita naik motor tiba-tiba di rem mendadak maka akan terdorong ke belakang

3.Ketika kita nenarik kertas dengan cepat maka uang diatas kertas seperti gambar disamping akan tetap ditempatnya

Secara matematis dinyatakan sebagai berikut ini :

Keterangan : F = Resultan gaya (N)

Contoh soal dan Pembahasannya:

Perhatikan gambar berikut!

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

a) Gaya normal
Σ Fy = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:
fsmaks = μs N
fsmaks = (0,2)(100) = 20 N
Ternyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik benda (F) sehingga benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :
Σ Fx = 0
F − fges = 0
12 − fges = 0
fges = 12 N

c) Percepatan gerak benda
Benda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

1. Hukum II Newton

Bunyi hukum II Newton :

“Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya”. 

Definisi hukum II Newton adalah benda yang mengalami gaya akan mendapat percepatan yang besarnya ;

• Berbanding lurus (sebanding) dengan besar resultan gaya-gaya yang mempengaruhinya.
•  Berbanding terbalik dengan massa benda itu

Secara Sistematis dapat ditulis :

a   = percepatan benda (m/s2)

F   = gaya (N)

m = massa benda (kg)

Contoh penerapan hukum II newto dalam kehidupan sehari-hari :

1. Bola yang diam kemudian ditendang maka bola akan bergerak dengan percepatan tertentu.
   b. Andong yang diam kemudian ditarik oleh kuda maka andong akan bergerak dengan percepatan tertentu.

Contoh soal dan Pembahasannya:

Perhatikan gambar berikut, benda mula-mula dalam keadaan diam!

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda
d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

Pembahasan

Tentukanlah komponen-komponen gaya apa saja yang bekerja pada benda tersebut, dari situlah diketahui penyelesaiannya menggunakan hukum II newton.

a) Gaya normal
Σ Fy = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:
fsmaks = μs N
fsmaks = (0,2)(100) = 20 N
Ternyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), Sehingga benda bergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :
fges = fk = μk N
fges = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak benda
Hukum Newton II :
Σ Fx = ma
F − fges = ma
25 − 10 = 10a
a = 15/10 = 1,5 m/s2

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = 0 + 1/2(1,5)(22)
S = 3 meter

C. Hukum III Newton

Bunyi Hukum III Newton :
 “Apabila sebuah benda diberi gaya maka benda tersebut akan memberikan gaya yang sama sebagai balasan dimana gaya balasan tersebut sama besar dengan gaya yang diterima tetapi arahnya berlawanan”. Hukum III Newton juga disebut hukum aksi reaksi.

Mengapa kaki terasa sakit saat menendang tembok ?. hal ini disebabkan saat kita memberikan gaya (menendang) tembok maka tembok juga akan membalas dengan gaya yang besarnya sama kepada kaki kita. Gaya yang kita berikan pada tembok saat menendang tembok disebut gaya aksi, gaya aksi ini arahnya menuju tembok. Sedangkan gaya yang tembok berikan disebut gaya reaksi, gaya reaksi arahnya menjauhi tembok.

Secara matematis dapat dituliskan:

Demikian materi tentang hukum newton yang dapat saya sampaikan. Semoga pembahasan yang saya berikan mudah dipahami oleh pembaca sekalian.

Sumber :

http://www.dunia-mulyadi.com/2015/05/materi-hukum-newton-dan-penerapannya.html                                                                                                                       http://kelompok-bahagia.blogspot.co.id/2013/09/contoh-soal-hukum-newton.htmlhttp://fisikasmkthpati.blogspot.co.id/2012/12/hukum-newton.htmlhttp://seputarpendidikan003.blogspot.co.id/2015/01/hukum-i-ii-iii-newton.html

Read More