SAINS

USAHA DAN ENERGI 

Energy Kinetik Rotasi

Sebuah benda yang bergerak rotasi memiliki energy kinetic karena partikel-partikelnya bergerak terus walaupun secara keseluruhan benda tersebut tetap di tempatnya (tidak bergerak translasi).

Energy kinetic sebuah partikel dalam benda adalah : E_k = ½ m v² =½ m ω² r²

Maka energy kinetic seluruh partikel benda, atau energy kinetic rotasi benda adalah : E_k = Σ ½ m v² = ½ (Σm r²) ω² atau E_k =½ I ω²

2.1.1. Kombinasi Gerak Translasi dan Gerak Rotasi

Bila sebuah benda tegar bergerak melalui sebuah ruang dan pada saat yang bersamaan melakukan gerak rotasi (menggelinding), maka energy kinetic benda itu adalah total antara energy kinetic translasinya dengan energy kinetic rotasinya.

E_k = E_k translasi + E_k rotasi

Jadi, E_k = ½ m v² + ½ I ω²

2.2. Usaha dan Gaya pada Gerak Rotasi

Usaha yang dilakukan oleh gay F pada benda adalah :

W = F s = F r θ

→ W = τ θ

Sedangkan daya :

P= W/t = Frθ/t = Fr θ/t

Jika kecepatan anguler konstan, maka

→ P = τ ω 

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I₁ = -I₂.

Jika dua benda A dan B dengan massa masing-masing M_A dan M_B serta kecepatannya masing-masing V_A dan V_B saling bertumbukan, maka :

M_A V_A + M_B V_B = M_A V_A + M_B V_B

V_A dan V_B = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan

V_A dan V_B = kecepatan benda A den B setelah tumbukan.

Dalam penyelesaian soal, searah vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan ke kiri dianggap negatif.

Dua benda yang bertumbukan akan memenuhi tiga keadaan/sifat ditinjau dari keelastisannya,

a. ELASTIS SEMPURNA : e = 1

e = (- VA' - VB')/(VA - VB)

e = koefisien restitusi.
Disini berlaku hukum kokokalan energi den kokekalan momentum.

b. ELASTIS SEBAGIAN: 0 <>Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum.

Khusus untuk benda yang jatuh ke tanah den memantul ke atas lagi maka koefisien restitusinya adalah:

e = h'/h

h = tinggi benda mula-mula
h' = tinggi pantulan benda

C. TIDAK ELASTIS: e = 0 Setelah tumbukan, benda melakukan gerak yang sama dengan satu kecepatan v',

M_A V_A + M_B V_B = (M_A + M_B) v'

Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum

PRINSIP KERJA ROKET 

Pada awal perkembangan roket, roket digerakan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair, untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke bawah dan mendorong roket ke atas. Untuk roket V-2 yang dikembangkan Hitler, menggunakan turbin uap untuk memompa alkohol dan oksigen cair ke dalam ruang bakar yang menghasilkan ledakan beruntun yang mendorong roket ke atas. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum Newton III tentang gerak, dimana energi panas diubah menjadi energi gerak.

Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan padat sama, di mana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong ke atas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan bahan bakar dengan dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama, karena telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.


DINAMIKA ROTASI

MOMEN GAYA 

Penyebab terjadinya gerak translasi adalah gaya. Sedangkan pada gerak rotasi, penyebab berputarnya benda dinamakan momen gaya ( = torsi).Contoh dalam kehidupan sehari-hari: - Pegangan pintu yang diberikan gaya oleh tangan kita sehingga engsel di dalamnya dapat berputar - Kincir yang berputar karena tertiup angin - Dll. 

MOMEN GAYA ( t ) adalah gaya kali jarak/lengan.

Arah gaya dan arah jarak harus tegak lurus.

Untuk benda panjang: t = F . l

Untuk benda berjari jari:  t = F . R = I . a

F = gaya penyebab benda berotasi
R = jari-jari
I = lengan gaya terhadap sumbu
I = m . R² = momen inersia benda
a = percepatan sudut / angular

MOMEN INERSIA

Momen inersia (satuan SI kg m²) adalah ukuran ketahanan objek terhadap perubahan laju Besaran ini adalah analog rotasi daripada rotasinya massa. Dengan kata lain, besaran ini adalah kelembaman sebuah benda tegar yang berputar terhadap rotasinya. Momen inersia berperan dalam dinamika rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, dan menentukan hubungan antaramomentum sudut dan kecepetan sudut, momen gaya dan percepatan sudut, dan beberapa besaran lain. Meskipun pembahasan skalar terhadap momen inersia, pembahasan menggunakan pendekatan tensor memungkinkan analisis sistem yang lebih rumit seperti gerakan giroskopik.

Lambang I dan kadang-kadang juga J biasanya digunakan untuk merujuk kepada momen inersia.

DEFINISI SKALAR

Definisi sederhana momen inersia (terhadap sumbu rotasi tertentu) dari sembarang objek, baik massa titik atau struktur tiga dimensi, diberikan oleh rumus:

di mana m adalah massa dan r adalah jarak tegak lurus terhadap sumbu rotasi.

Analisis

Momen inersia (skalar) sebuah massa titik yang berputar pada sumbu yang diketahui didefinisikan oleh

Momen inersia adalah aditif. Jadi, untuk sebuah bend tegar yang terdiri atas Nmassa titik m_i dengan jarak r_i terhadap sumbu rotasi, momen inersia total sama dengan jumlah momen inersia semua massa titik:

Untuk benda pejal yang dideskripsikan oleh fungsi kerapatan massa ρ(r), momen inersia terhadap sumbu tertentu dapat dihitung dengan mengintegralkankuadrat jarak terhadap sumbu rotasi, dikalikan dengan kerapatan massa pada suatu titik di benda tersebut:

di mana

V adalah volume yang ditempati objek

ρ adalah fungsi kerapatan spasial objek

r = (r,θ,φ), (x,y,z), atau (r,θ,z) adalah vektor (tegaklurus terhadap sumbu rotasi) antara sumbu rotasi dan titik di benda tersebut.

Diagram perhitungan momen inersia sebuah piringan. Di sini k adalah 1/2 dan  adalah jari-jari yang digunakan untuk menentukan momen inersia

Berdasarkan analisis dimensi saja, momen inersia sebuah objek bukan titik haruslah mengambil bentuk:

di mana

M adalah massa

R adalah jari-jari objek dari pusat massa (dalam beberapa kasus, panjang objek yang digunakan)

k adalah konstanta tidak berdimensi yang dinamakan "konstanta inersia", yang berbeda-beda tergantung pada objek terkait.

Konstanta inersia digunakan untuk memperhitungkan perbedaan letak massa dari pusat rotasi. Contoh:

• k = 1, cincin tipis atau silinder tipis di sekeliling pusat
• k = 2/5, bola pejal di sekitar pusat
• k = 1/2, silinder atau piringan pejal di sekitar pusat.

 Momen Gaya (Torsi = τ)

Momen gaya adalah ukuran besar kecilnya efek putar sebuah gaya. Untuk sumbu tetap dan gaya-gaya yang tidak mempunyai komponen yang sejajar dengan sumbu tersebut.

Momen gaya : τ = r F sin α

dengan α = sudut antara r dan F

1.4. Momen Gaya dan Percepatan Anguler

Sebuah gaya F yang bekerja pada sebuah partikel m secara tangensial (menyinggung lintasan) akan memberikan percepatan tangensial aт yang memenuhi :

F = m aт

karena aт = r α, maka

F = m r α

F r = m r² α → τ = I α

Persamaan di atas juga berlaku untuk sembarang benda tegar, asalkan momen gaya dan momen inersianya dihitung terhadap sumbu yang sama. Persamaan di atas merupakan hokum dasar untuk gerak rotasi. 

AVRIL LAVIGNE LYRICS

                                                        "Here's To Never Growing Up"

Singing Radiohead at the top of our lungs
With the boom box blaring as we're falling in love
Got a bottle of whatever, but it's getting us drunk
Singing here's to never growing up

Call up all our friends, go hard this weekend
For no damn reason, I don't think we'll ever change
Meet you at the spot, half past ten o'clock
We don't ever stop, and we're never gonna change

Say, won't you stay forever stay
If you stay forever hey
We can stay forever young

Singing Radiohead at the top of our lungs
With the boom box blaring as we're falling in love
Got a bottle of whatever, but it's getting us drunk
Singing, here's to never growing up

We'll be running down the street, yelling "Kiss my ass!"
I'm like yeah whatever, we're still living like that
When the sun's going down, we'll be raising our cups
Singing, here's to never growing up

Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up
Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up

We live like rock stars, dance on every bar
This is who we are, I don't think we'll ever change (hell no!)
They say just grow up, but they don't know us
We don't give a fuck, and we're never gonna change

Say, won't you stay forever stay
If you stay forever hey
We can stay forever young

Singing Radiohead at the top of our lungs
With the boom box blaring as we're falling in love
Got a bottle of whatever, but it's getting us drunk
Singing, here's to never growing up

We'll be running down the street, yelling "Kiss my ass!"
I'm like yeah whatever, we're still living like that
When the sun's going down, we'll be raising our cups
Singing, here's to never growing up

Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up
Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up

Say, won't you stay forever stay
If you stay forever hey
We can stay forever young

Singing Radiohead at the top of our lungs
With the boom box blaring as we're falling in love
I got a bottle of whatever, but it's getting us drunk
Singing, here's to never growing up

We'll be running down the street, yelling "Kiss my ass!"
I'm like yeah whatever, we're still living like that
When the sun's going down, we'll be raising our cups
Singing, here's to never growing up

Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up
Oh whoa, oh whoa, (yeah raise your glass and say) here's to never growing up
Oh whoa, oh whoa, (da de da de da) here's to never growing up (no we're never growing up)
Oh whoa, oh whoa, here's to never growing up

SUMBER : http://www.azlyrics.com/lyrics/avrillavigne/herestonevergrowingup.html

NOKIA X

KIMIA

Kristalisasi

Kristalisasi adalah proses pemisahan campuran yang menghasilkan zat padat berupa kristal dari pemisahan/ pelepasan zat terlarut dari pelarutnya dalam sebuah campuran homogen atau larutan, yang menggunakan pemanasan atau penyerapan kalor sehingga terbentuk butiran Kristal dari zat pelarutnya. Pemisahan dalam kristalisasi antara lain penyaringan, sentrifugasi, dan pengendapan.

Kristal itu sendiri merupakan susunan atom yang beraturan dan berulang, yang bentuknya dapat berupa kubik, tetragonal, orthorombik, heksagonal, monoklin,triklin dan trigonal. Bentuk itu nantinya, tergantung dari proses downstream(pemurnian) yang dilakukan dan juga spesifikasi produk yang diharapkan pasar.

Kristalisasi dapat dilakukan dengan pendinginan ,penguapan ,dan penambahan solvent atau zat pelarut bahan kimia. Kristalisasi dapat dimanfaatkan untuk memisahkan suatu campuran tertentu dari larutan berbagai komponen sehingga dapat membentuk butiran- butiran kristal. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%.

Karakter proses kristalisasi ditentukan oleh termodinamika dan faktor kinetik, yang bisa membuat proses ini sangat bervariasi dan sulit dikontrol. Faktor-faktor seperti tingkat ketidakmurnian, metoda penyamburan, desain wadah, dan profil pendinginan bisa berpengaruh besar terhadap ukuran, jumlah dan bentuk kristal yang dihasilkan.

     Proses Kristalisasi

Proses kristalisasi terbagi menjadi       :

1.      Membuat larutan supersaturasi (lewat jenuh) terjadi karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai.

Keadaan supersaturasi dapat diperoleh dengan beberapa cara, yaitu perubahan suhu(pendinginan untuk sistem gradien kurva kelarutannya positif atau pemanas untuk sistem gradiennya negatif). Dengan pemisahan pelarut (dengan penguapan) atau dengan penambahan bahan tertentu.

Cara mencapai supersaturasi:

      Pendinginan

Yaitu mendinginkan larutan yang akan dikristalka sampai keadaan supersaturasi dimana konsentrasi larutan lebih besar dari konsentrasi larutan jenuh pada suhu tersebut.

      Penguapan Solvent

Larutan disiapkan dalam evaporator untuk dipekatkan, lalu dikristalkan dengan pendingn. Cara ini digunakan untuk zat yang mempunyai kurva kelarutan agak dalam.

      Evaporasi Adiabatis

Larutan dalam keadaan panas bila dimasukan ke dalam ruang vacuum, maka terjadi penguapan dengan sendirinya, sebab tekanan totalnya menjadi lebih rendah dari tekanan uap solvent pada suhu itu. Penguapan dan turunya suhu disertai kristalisasi.  

                                                                                                                       

      Penambahan zat lain

Penambahan zat lain yang dapat menurunkan kelarutan zat yang akan dikristalisasi, misalnya larutan NaOH ditambah gliserol, maka kelarutan NaOH menjadi turun dan larutan NaOH mudah diendapkan.

2.      Pembentukan Inti Kristal

Pembentukan Inti Kristal secara sistematis dapat dibagi menjadi            :

      Primary Nukleus adalah Proses pembentukan inti kristal karena larutan telah mencapai derajat supersaturasi yang cukup tinggi.

      Homogen Nukleus adalah Nukleus disini pembentukannya spontan pada larutan dengan supersaturasi tinggi, artinya nukleus terbentuk karena penggabungan molekul-molekul solute sendiri.

      Heterogen Nukleus adalah Pembentukan inti kristalnya masih dalam supersaturasi tinggi, namun dapat dipercepat dengan adanya partikel-partikel asing seperti debu dan sebagainya.

      Secondary Nukleus (Contact Nucleation) adalah Pembentukan inti Kristal akibat dari Tumbukan antarkristal induk, Tumbukan antar kristal dengan katalisator, Gerakan antara permukaan kristal yang relatif lebih kecil. Nukleasi (pembentukan butiran inti) dan pertumbuhan sebuah kristal terjadi dibawah                                     pengaruh kinetik, dan bukan termodinamik.

3.      Pertumbuhan Kristal        

Biasanya pada proses ini digunakan alat pendinginan yang cepat agar dapat menghasilkan Kristal yang lebih banyak dibandingkan menggunakan pendingin yang lambat. Tahap berikutnya dalam proses kristalisasi adalah inti bertumbuh menjadi lebih besar dengan penambahan molekul solute dari larutan lewat jenuh. Pertumbuhan Kristal dibagi menjadi 2 fase yaitu yaitu proses difusi, di mana molekul solu berpindah dari bulk fase liquid ke permukaan solid, diikuti tahap reaksi orde satu, di mana molekul solut menyusun dirinya dalam geometri kristal (crystal lattice).

4.      Kristaliser Tangki adalah Kristaliser yang paling kuno. Larutan jenuh, panas dibiarkan berkontakdengan udara terbuka dalam tangki terbuka.

     Contoh Penggunaan Kristalisasi

Contoh pembuatan produk dengan proses kristalisasi      : 

      Pembuatan garam dengan mengalirkan air laut kedalam tambak. Air laut yang ada dalam tambak terkena sinar matahari dan mengalami proses penguapan, semakin lama jumlah berkurang, dan mengering bersamaan dengan itu pula kristal garam terbentuk. Biasanya petani garam mengirim hasilnya ke pabrik untuk diolah lebih lanjut.

      Pembuatan gula dengan menggiling tebu sehingga menghasilkan nira, nira lalu dimasukkan dalama vacuum evaporator, Dalam alat ini dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi Kristal gula.  

     Jenis-jenis Kristaliser

   Kristaliser Tangki Kristaliser yang paling kuno. Larutan jenuh, panas dibiarkan berkontakdengan udara terbuka dalam tangki terbuka.2.

   Scraped Surface Crystallizers  

Contoh kristaliser jenis ini adalah Swenson-Walker crystallizer. Berupasaluran dengan lebar 2 ft, dengan penampang berbentuk setengah lingkaran.Bagian luar dinding dilengkapi dengan jaket pendingin dan sebuah pisaupengeruk yang akan mengambil produk kristal yang menempel pada dinding.

   Forced Circulating Liquid Evaporator-CrystallizerKristaliser jenis ini mengkombinasikan antara pendinginan dan evaporasiuntuk mencapai kondisi supersaturasi. Larutan terlebih dulu dilewatkanpemanas HE, kemudian menuju badan kristaliser. Di sini terjadi flashevaporation, mengurangi jumlah pelarut dan meningkatkan konsentrasi solute,membawa ke kondisi supersaturasi. Selanjutnya larutan ini mengalir melaluiarea fluidisasi dimana kristal terbentuk melalui nukleasi sekunder. Produkkristal diambil sebagai hasil bawah, sedangkan larutan pekat direcycle,dicampur dengan umpan segar.

   Circulating Magma Vacuum Crystallizer

Pada tipe kristaliser ini, baik kristal ataupun larutan disirkulasi diluarbadan kristal. Setelah dipanaskan larutan akan dialirkan ke badan kristaliser.Kondisi vakum menjadi penyebab menguapnya pelarut, sehingga menjadi lewat jenuh.

     Table Pertumbuhan Kristal

Kecepatan Mengaduk	Diameter rata- rata Kristal (μm)
300 rpm	301,2	T nukleasi	134	Menit
		T akhir	200	Menit
		laju pertumbuhan kristal	3,2	(μm/menit)
400 rpm	296,2	T nukleasi	125	Menit
		T akhir	230	Menit
		Laju pertumbuhan Kristal	2,8	(μm/menit)
500 rpm	294,0	T nuleasi	113	Menit
		T akhir	230	menit
		Laju pertumbuhan kristal	2,5	(μm/menit)