PENGANTAR FISIKA, LISTRIK SERTA ENERGI DENGAN MENGGUNAKAN BORLAND DELPHI. Syarifah Azharina Syafrudin

(1)

PENGANTAR FISIKA, LISTRIK SERTA ENERGI DENGAN MENGGUNAKAN BORLAND DELPHI .

Syarifah Azharina Syafrudin

Teknik Informatika, Universitas Gunadarma s_azharina@staff.gunadarma.ac.id

ABSTRAK

Kebutuhan informasi yang disajikan dalam bentuk yang menarik merupakan salah satu bentuk sajian informasi yang populer di kalangan pengguna komputer. Guna menyelesaikan persoalan fisika mekanika, listrik dan energi, selain keakuratan hasil penyelesaian juga dibutuhkan kecepatan waktu penyelesaian.

Berdasarkan oleh hal yang tersebut diatas maka dengan ini Penulis membuat aplikasi perhitungan fisika, khususnya mengenai Fisika Mekanika, Listrik serta Energi, yang ditampilkan dengan menggunakan Borland Delphi.

Penulisan Penelitian Ilmiah ini memiliki tujuan untuk memberikan informasi mengenai mata kuliah Dasar Fisika. Aplikasi ini diharapkan dapat mengurangi tingkat kesalahan penghitungan persoalan fisika, khususnya mengenai sub materi Gerak, Listrik dan Energi.

Aplikasi Pengantar Fisika, Listrik serta Energi merupakan salah satu contoh penerapan aplikasi penghitungan fisika dengan menu yang dapat mempermudah pengguna dalam mencari penyelesaian masalah sesuai dengan metode yang tepat dan meminimalisasi kesalahan penghitungan manual yang mungkin terjadi.

Kata kunci: fisika, mekanika, delphi Daftar Pustaka (1990 – 2019).

PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah

Komputer sebagai salah satu hasil perkembangan teknologi, merupakan salah satu faktor pendukung yang sangat penting dalam kehidupan manusia modern. Jalur informasi dengan mudah diakses melalui jaringan komputer. Komputer bukan hanya dijadikan sebagai media pengolah data melainkan juga dapat digunakan sebagai media pencarian informasi yang cepat dan akurat. Hal tersebut didukung oleh perkembangan teknologi telekomunikasi yang berkembang semakin pesat.

Informasi yang terdapat di dalam komputer dapat disajikan dalam bentuk multimedia, yaitu gabungan antara beberapa elemen seperti teks, grafis, suara, video dan animasi, sehingga lebih menarik dan mudah untuk dipahami dan memudahkan para pengguna awam sekalipun untuk menggunakannya.

Berdasarkan hal tersebut di atas, Penulis ingin menyajikan sebuah software aplikasi Pengantar Fisika, Listrik serta Energi yang membahas sub bab Fisika Mekanika, Listrik dan Energi dengan pertimbangan sebagai salah satu sarana bantuan pengecekan

(2)

hasil ujian praktikum fisika di laboratorium untuk membantu mengurangi tingkat kesalahan yang mungkin terjadi dalam proses perhitungan manual dalam materi ini.

Batasan Masalah

Aplikasi mengenai Pengantar Fisika, Listrik serta Energi, dalam proses penyusunan dan pembuatan menggunakan Borland Delphi. Pembahasan masalah dibatasi hanya mengenai sub bab Gerak pada pokok pembahasan Gerak Linear dan Gerak Melingkar. Sedangkan pada pembahasan Listrik, dibatasi pada proses penghitungan Listrik secara sederhana dengan menggunakan dua buah muatan. Kemudian dalam sub bab Energi, Penulis akan mencoba melakukan penghitungan untuk mencari nilai Energi Kinetik, Elastis, Potensial dan Daya. Dalam penghitungan ini, program akan langsung menampilkan nilai dengan nilai yang sebenarnya.

Tujuan Penulisan

Memberikan informasi mengenai mata kuliah Fisika Listrik Magnet dan Mekanika, khususnya mengenai sub materi Gerak, Listrik dan Energi, selanjutnya bertujuan ebagai langkah awal pengenalan dan pengertian konsep dasar perhitungan Gerak, Listrik dan Energi secara sederhana dan mengurangi tingkat kesalahan penghitungan persoalan fisika sub bahasan Gerak, Listrik dan Energi dengan menggunakan program aplikasi

METODOLOGI

Dalam penulisan ini mempergunakan metode studi pustaka di mana data dan informasi diperoleh dari berbagai sumber literatur yang ada seperti buku, jurnal, artikel majalah maupun internet.

Pengertian Fisika

Fisika sendiri berasal dari bahasa Yunani yang memiliki arti “alam”. Karena itu, Fisika dapat diartikan sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari benda, gejala maupun interaksi manusia dengan alam.

Gerak

Gerak Linear

Gerak dapat diartikan sebagai perpindahan suatu benda (partikel) dari satu titik ke titik lainnya dalam suatu ruang, sehingga seringkali gerak dikaitkan dengan vektor ruang ataupun garis. Karena itu gerak selalu melibatkan kecepatan, percepatan, jarak dan waktu.

v = dt dx

atau dapat disederhanakan menjadi v = t s

dengan ketentuan v = kecepatan, dengan satuan m/s2

s = jarak, dengan satuan meter

t = waktu, dengan satuan sekon

Dari rumus di atas, dapat diturunkan lagi menjadi: a = 0 lim  t a = 0 lim  t dt dv atau

(3)

dapat disederhanakan menjadi a = t v

dengan ketentuan a = percepatan, dengan satuan m/s2 v = kecepatan, dengan satuan m/s2

Gerak Melingkar atau Rotasi

Rumus tersebut di atas juga dapat diterapkan pada gerak melingkar, misalnya gerak yang terjadi pada roda yang berputar. Suatu benda akan mengalami gerak melingkar jika tiap partikelnya menempuh lintasan berupa suatu lingkaran pada porosnya. Perhitungan gerak rotasi ini akan melibatkan keliling lingkaran, sehingga dapat dirumuskan menjadi: v = T lingkaran keliling = T R 2 dengan ketentuan

v = kecepatan melingkar linear, dengan satuan m/s2

T = periode, dengan satuan s

R = jari-jari lingkaran, dengan satuan meter

= 3, 14

Selama satu putaran itu, maka sudut pusat yang ditempuh adalah 360 derajat = 2 radian. Dengan demikian kecepatan sudut dapat dihitung melalui rumus:

w = T ditempuh yang pusat sudut = T 2

dengan ketentuan w = kecepatan sudut (anguler), dengan satuan rad/s

T = periode, dengan satuan s

= 3, 14

Dari dua buah rumus di atas, dapat ditarik persamaan berikut ini: v = T R 2 v = _      T  2 R , karena T 2 = w v = wR

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

Benda dengan muatan listrik adalah benda bermuatan elektron atau proton. Benda bermuatan negatif adalah benda dengan kelebihan sejumlah elektron, sedangkan benda yang bermuatan positif adalah benda yang memiliki lebih banyak proton.

Setiap muatan listrik besar ataupun kecil merupakan hasil kelipatan dari: e = 1,602 x 10-19 C

dimana e = muatan satu elektron

C = satuan muatan listrik, Coulomb

(4)

F = 0 E 4 1  . _R2

Q

1 2 = K 2 R

Q

1 2

dimana F = gaya elektrostatika, dengan satuan Newton

R = jarak muatan, dengan satuan meter

Q = muatan listrik, dengan satuan Coulomb

K = konstanta dielektrika medium,sebesar 8,98742 x 109 N.m2/C2 E0= permitivitas ruang hampa, sebesar 8,85432 x 10-12 C2/N.m2 = 8,85432 x 10-12 C2/N.m2

Energi

Energi dapat disebut dengan tenaga. Dalam kehidupan, energi sering kali dihubungkan dengan gerak. Sedangkan dalam fisika dapat dispesifikasikan lebih jauh sebagai kemampuan untuk melakukan kerja mekanik.

WAB =



B A F. dS =



B A F s. dS

dimana W = kerja, dengan satuan Joule

F = gaya, dengan satuan Newton

S = jarak, dengan satuan meter

1 J = 1 Nm = 1 kg m2.S-2 tapi bila F dalam satuan dyne, maka: W = kerja, dengan satuan erg

S = jarak, dengan satuan cm 1 erg = 1 dyne.cm = 1 g.cm3.S-2

dengan kata lain 1 J = 107 erg

Energi Kinetik (K)

Energi Kinetik adalah kemampuan gerak suatu benda untuk melakukan kerja. Formulanya adalah:

K = 2 1

mv2

dimana K = energi kinetik, dengan satuan Joule

m = massa benda, dengan satuan kilogram

v = kecepatan, dengan satuan m/s

Energi Potensial Gravitasi (U)

Energi potensial gravitasi adalah kemampuan suatu benda untuk berada di suatu tempat. U = mgh

dimana U = energi potensial gravitasi, dengan satuan Joule

m = massa benda, dengan satuan kilogram

g = gravitasi bumi, dengan konstanta 9,8 N

h = tinggi benda, dengan satuan m

Energi Potensial Elastis (Pegas)

Energi potensial gravitasi adalah kemampuan suatu benda yang dihubungkan dengan pegas ketika berada pada posisi maksimal.

(5)

Ep = 2 1

kx2

dimana Ep= energi potensial pegas dengan satuan Joule

k = pegas, dengan konstanta 8lb/ft

x = jarak regang pegas, dengan satuan ft

Daya

Daya memiliki pengertian laju benda untuk melakukan kerja. Formulanya adalah:

Ep = dt dW

dimana P = daya, dengan satuan Watt

W= kerja, dengan satuan Joule

1 Watt = 1 Js-1 = 1 kg.m2.s-3 = 1 N.m.s-1

1 horse power = 1 hp = 746 W = 550 lb.ft/s

1 kWh = 3,6 x 106 J

HASIl DAN PEMBAHASAN

SPLASH FORM

MENU HELP EXIT

GERAK LISTRIK ENERGI

MELINGKAR LINEAR

LINEAR SUDUT

KINETIK P. GRAVITASI P. ELASTIS DAYA

MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA MENU UTAMA

(6)

Struktur Umum Program

START

SPLASH MENU UTAMA

GERAK MELINGKAR LING. LINEAR FORM GERAK LINEAR INPUT DATA PROSES OUTPUT GERAK LINEAR EXIT Y Y T FORM GERAK LING. SUDUT FORM GERAK LING. LINEAR Y T INPUT DATA OUTPUT GERAK LING. SUDUT PROSES INPUT DATA PROSES OUTPUT GERAK LING. LINEAR EXIT EXIT Y Y T T T M.HUKUM COULOMB FORM M.HUKUM COULOMB INPUT DATA PROSES OUTPUT M.HUKUM COULOMB EXIT Y A Y B T T Y T P.GRAVITASI PROSES OUTPUT ENERGI KINETIK FORM ENERGI P. GRAV INPUT DATA OUTPUT ENERGI P. GRAV PROSES INPUT DATA PROSES EXIT EXIT A ENERGI FORM ENERGI KINETIK INPUT DATA P.ELASTIS FORM ENERGI P. ELASTIS OUTPUT DAYA FORM DAYA INPUT DATA PROSES OUTPUT ENERGI P. ELASTIS EXIT EXIT END B EXIT Y Y Y T T T KINETIK Y Y Y Y Y Y T T T T T T T

(7)

START DICARI=V DIKET: s,t INPUT NILAI s DAN t HASIL=s/t OUTPUT HASIL EXIT Y EXIT Y Y T T A T FORM GERAK LINEAR INPUT NILAI a DAN t HASIL=a*t OUTPUT HASIL DICARI=a DIKET: s,t INPUT NILAI s DAN t HASIL=s/t2 OUTPUT HASIL EXIT Y Y Y T T T INPUT NILAI V DAN t HASIL=V/t OUTPUT HASIL EXIT B Y Y T T A B DIKET: V,t INPUT NILAI V DAN t HASIL=V*t OUTPUT HASIL EXIT Y Y Y T T T INPUT NILAI a DAN t HASIL=a*t2 OUTPUT HASIL EXIT DICARI=s DIKET: s,V INPUT NILAI s DAN V HASIL=s/V OUTPUT HASIL EXIT Y Y Y T T T INPUT NILAI a DAN V HASIL=V/a OUTPUT HASIL EXIT DICARI=t END T T Y Y

(8)

START DICARI=V INPUT NILAI R DAN t HASIL= ((2*3,14)R)/t OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM GERAK LING. LINEAR Y T Y T DICARI=R INPUT NILAI V DAN t HASIL= (V*t)/(2*3,14) OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=t INPUT NILAI V DAN R HASIL= ((2*3,14)R)/V OUTPUT HASIL Y T EXIT END

Gambar 4. Flowchart Gerak Melingkar Linear

START

DICARI=W Y _{NILAI T}INPUT _(2*3,14)/THASIL= OUTPUT_HASIL EXIT

T T FORM GERAK LING. SUDUT Y Y T T Y DICARI=T INPUT NILAI R HASIL= (2*3,14)/R OUTPUT HASIL Y T EXIT END

Gambar 5. Flowchart Gerak Melingkar Sudut

START DICARI=F INPUT NILAI Q1,Q2 DAN r HASIL= (8,98742X109_* Q1*Q2)/r2 OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM M.HUKUM COULOMB Y T Y T DICARI=Q1 INPUT NILAI F,Q2 DAN r HASIL= (F*r2_)/ (8,98742X109_* Q2) OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=Q2 INPUT NILAI F,Q2 DAN r HASIL= (F*r2_)/ (8,98742X109_* Q1) OUTPUT HASIL Y T EXIT T Y DICARI=r INPUT NILAI F,Q1 DAN Q2 HASIL= SQRT ((Q1*Q2)/ F)*8,98742X109 OUTPUT HASIL Y T EXIT END T

(9)

START DICARI=K INPUT NILAI M DAN V HASIL= (M*V2_)/2 OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM E. KINETIK Y T Y T DICARI=M INPUT NILAI K DAN V HASIL= (2*K)/V2 OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=V INPUT NILAI K DAN M HASIL= SQRT ((2*K)/M) OUTPUT HASIL Y T EXIT END

Gambar 7. Flowchart Energi Kinetik

START DICARI=U INPUT NILAI m, g DAN h HASIL= m*g*h OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM P. GRAVITASI Y T Y T DICARI=m INPUT NILAI U, g DAN h HASIL= U/(g*h) OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=g INPUT NILAI U, m DAN h HASIL= U/(m*h) OUTPUT HASIL Y T EXIT T Y DICARI=h NILAI U,INPUT

g DAN m HASIL= U/(g*m) OUTPUT HASIL Y T EXIT END T

Gambar 8. Flowchart Energi Potensial Gravitasi

START DICARI=E INPUT NILAI k DAN x HASIL= (k*x2_)/2 OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM P. ELASTIS Y T Y T DICARI=k INPUT NILAI E DAN x HASIL= (2*E)/x2 OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=x INPUT NILAI E DAN k HASIL= SQRT ((2*E)/k) OUTPUT HASIL Y T EXIT END

(10)

START DICARI=P INPUT NILAI W DAN t HASIL= W/t OUTPUT HASIL EXIT Y T T FORM DAYA Y T Y T DICARI=W INPUT NILAI P DAN t HASIL= P*t OUTPUT HASIL EXIT Y T Y T DICARI=t INPUT NILAI P DAN W HASIL= W/P OUTPUT HASIL Y T EXIT END

Gambar 10. Flowchart Daya

Kemampuan perangkat keras komputer yang dibutuhkan untuk pengoperasian, yakni :

a. PC dengan prosesor i3 ke atas b. RAM minimum 2 Gb

c. Ruang Hardisk sebesar 1 GB. d. Monitor

e. Mouse & Keyboard.

f. Sistem Operasi Windows 7. Pembuatan Program

Properties Form Splash

Tabel 1. Properties Form Splash

Form Caption SplashForm

Visible False

Image Name Image1

Visible True

Picture TJPEGImage

Timer Name Timer1

Interval 5000

Pembuatan Form MenuUtama

Properties Form MenuUtama

Tabel 2. Properties Form MenuUtama

Form Caption Utama

BorderStyle beSizeable

MainMenu Caption Menu Utama

OwnerDraw False

Item Menu

MenuItem Caption Menu

RadioItem False

(11)

MenuItem Caption Linear1

MenuItem Caption Sudut1

MenuItem Caption Listrik1

MenuItem Caption Kinetik1

MenuItem Caption PotensialGravitasi1

MenuItem Caption PotensialElastis1

MenuItem Caption Daya1

MenuItem Caption Help1

MenuItem Caption Exit1

Pembuatan Form Menu Gerak Linear

Properties Form Menu Gerak Linear

Tabel 3. Properties Form Gerak Linear

Form1 Caption Gerak Linear

Name Gerak1

Label1 Caption Gerak Linear

Label2 Caption Dicari

Label3 Caption Diketahui

Label4 Caption Hasil

ComboBox1 Style csDropDown

ComboBox2 Style csDropDown

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

lblNil1 Caption Nilai s

lblNil2 Caption Nilai t

lblHasil Caption Hasilnya

Button1 Caption Proses

Gambar 11. Hasil Form Menu Gerak Linear

Pembuatan Form Menu Gerak Melingkar Linear

(12)

Tabel 4. Properties Form Gerak Melingkar Linear

Form1 Caption Gerak Linear

Name Gerak2

Label1 Caption Gerak Melingkar Linear

Lbl1 Caption Nilai R

Lbl2 Caption Nilai T

Cbo1 Style csDropDown

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

lblHasil Caption Hasil

Gambar 12. Hasil Form Menu Gerak Melingkar Linear

Pembuatan Form Menu Gerak Melingkar Sudut

Properties Form Menu Gerak Melingkar Sudut

Tabel 5. Properties Form Gerak Melingkar Sudut

Form1 Caption Gerak Melingkar Sudut

Name Gerak3

Label1 Caption Gerak Melingkar Sudut

Lbl1 Caption Nilai T

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

(13)

Gambar 13. Hasil Form Menu Gerak Melingkar Sudut

Pembuatan Menu Muatan Listrik Coulomb

Properties Form Menu Muatan Listrik Coulomb

Tabel 6. Properties Form Muatan Listrik Coulomb

Form1 Caption Muatan Listrik H.Coulomb

Name Listrik

Label1 Caption Muatan Listrik Hukum

Coulomb

Lbl1 Caption Nilai Q1

Lbl2 Caption Nilai Q2

Lbl3 Caption Nilai r

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

Edit3 Name Edit3

(14)

Pembuatan Menu Energi Kinetik

Properties Form Menu Energi Kinetik

Tabel 7. Properties Form Energi Kinetik

Form1 Caption Energi Kinetik

Name Energi1

Label1 Caption Energi Kinetik

Lbl1 Caption Nilai m

Lbl2 Caption Nilai v

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

Gambar 15. Hasil Form Menu Energi Kinetik

Pembuatan Menu Potensial Gravitasi

Properties Form Menu Energi Potensial Gravitasi

Tabel 8. Properties Form Energi Potensial Gravitasi

Form1 Caption Energi Potensial Gravitasi

Name Energi2

Label2 Caption Energi Potensial Gravitasi

Lbl1 Caption Nilai m

Lbl2 Caption Nilai g

Lbl2 Caption Nilai h

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

Edit3 Name Edit3

(15)

Gambar 16. Hasil Form Menu Potensial Gravitasi

Pembuatan Menu Energi Potensial Elastis

Properties Form Menu Energi Potensial Elastis

Tabel 9. Properties Form Energi Potensial Elastis

Form1 Caption Energi Potensial Elastis

Name Energi3

Label2 Caption Energi Potensial Elastis

Lbl1 Caption Nilai k

Lbl2 Caption Nilai x

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

Gambar 17. Hasil Form Menu Potensial Elastis

Pembuatan Menu Daya

(16)

Tabel 10. Properties Form Daya

Form1 Caption Daya

Name Energi4

Label2 Caption Daya

Lbl1 Caption Nilai W

Lbl2 Caption Nilai t

Edit1 Name Edit1

Edit2 Name Edit2

Gambar 18. Hasil Form Menu Daya

Pembuatan Help

Properties Form Help

Tabel. Properties Form Help

Form1 Caption Help

Name Help

Label1 Caption Help

Memo1 Name Memo1

ScrollBar ssVertical

Visible True

(17)

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Aplikasi Pengantar Fisika, Listrik serta Energi telah berhasil dibuat. Merupakan salah satu contoh penerapan aplikasi penghitungan Fisika dengan beberapa menu. Hal tersebut dapat mempermudah pengguna dalam mencari penyelesaian masalah yang sesuai dengan metode yang tepat dan meminimalisasi kesalahan penghitungan manual yang mungkin terjadi.

Saran

Pembuatan aplikasi ini dapat dikembangkan lebih jauh lagi pada bagian cakupan obyek penelitian fisika di kemudian hari. Misalnya dapat ditambahkan dengan materi fisika di luar bab listrik dan energi

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Kadir., Pemrograman Borland Delphi 5.0, Andi Yogyakarta, Yogyakarta, 2001. Antony Pranata., Pemrograman Borland Delphi, Andi Yogyakarta, Yogyakarta, 2000. Blokdyk Gerardus., Borland Delphi Second Edition, 5StarCooks, 2018

Dani Okianto., Adobe Photoshop 4.0, Elex Media Komputindo, Jakarta, 1997.

Duarte William., Delphi Programming Projects: Build a range of exciting projects by exploring cross-platform development and microservices, Packt Publishing; 1 edition, 2019

JA, M Agus., Belajar Sendiri Borland Delphi 6.0, Elex Media Komputindo, Jakarta, 2001.

Intersimone, David., Borland History; Why The Name Delphi?,

http://edn.embarcadero.com/article/20396, 2013. Marthen Kanginan., Fisika, Erlangga, Jakarta, 1996.

Marthen Kanginan, Tony Mulia, Adnin Adjis., Fisika SMA, Erlangga, Jakarta, 1992. Slamet Riyanto., Belajar Cepat Adobe Photoshop 6.0, Datakom, Jakarta, 2001. Umar Yahdi., Pengantar Fisika Listrik Magnet, Universitas Gunadarma, Jakarta, 1991. Umar Yahdi., Pengantar Fisika Mekanika, Universitas Gunadarma, Jakarta, 1990.