Jurnal Fisika : Fisika Sains dan Aplikasinya

RESPON MATERIAL AKIBAT KEKERASAN PAHAT BUBUT HARDFACING TERHADAP NILAI KEKASARAN PERMUKAAN

2026-04-19T14:36:14+00:00

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respons nilai kekerasan pahat bubut hardfacing hasil modifikasi mata potong terhadap kekasaran permukaan, sehingga dapat menghasilkan pahat bubut alternatif untuk mengatasi keterbatasan pengadaan alat potong di laboratorium demi meningkatkan kompetensi mahasiswa dan kualitas layanan bagi pengguna laboratorium. Metode yang digunakan meliputi tahap perancangan, persiapan, pembuatan, serta demonstrasi pada mesin bubut. Parameter pemesinan yang divariasikan meliputi kedalaman potong 0,1 mm, 0,2 mm, dan 0,3 mm; putaran mesin 320 rpm, 440 rpm, dan 540 rpm; dengan material kerja aluminium, baja St 37, dan baja S45C. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kekerasan maksimum pahat hardfacing adalah 65,16 HRC dengan nilai kekasaran permukaan 2,953 μm pada material baja St 37. Sementara itu, nilai kekerasan minimum sebesar 62,06 HRC menghasilkan kekasaran permukaan 3,521 μm pada material S45C. Untuk proses pemesinan, nilai kekasaran maksimum (paling kasar) tercatat 5,108 μm pada material baja St 37, sedangkan nilai kekasaran minimum (paling halus) sebesar 0,939 μm diperoleh pada material aluminium

RESPON PERAMBATAN TERMAL TRANSIEN PADA MATERIAL DINDING BANGUNAN DENGAN VARIASI KETEBALAN MENGGUNAKAN METODE BEDA HINGGA IMPLIS

2026-04-20T00:40:32+00:00

Penelitian ini menganalisis perpindahan panas konduksi satu dimensi secara transien pada dinding bangunan yang dikenai pembebanan suhu permukaan luar akibat radiasi matahari menggunakan pendekatan numerik berbasis persamaan panas. Persamaan panas satu dimensi diselesaikan dengan metode beda hingga menggunakan skema implisit Backward Time–Central Space (BTCS) untuk menjamin stabilitas numerik pada simulasi waktu yang relatif panjang. Tiga jenis material dinding, yaitu beton ringan, bata merah, dan batako, dianalisis dengan variasi ketebalan 0,15 m, 0,20 m, dan 0,25 m. Suhu awal dinding diasumsikan seragam sebesar 25 °C, sementara permukaan luar ditetapkan pada suhu konstan sebesar 34 °C. Hasil simulasi menunjukkan bahwa panas merambat secara bertahap dari permukaan luar menuju bagian dalam dinding, dengan laju penetrasi yang dipengaruhi oleh sifat termofisika material dan ketebalan dinding. Batako menunjukkan respons termal yang lebih cepat dibandingkan bata merah dan beton ringan, sedangkan peningkatan ketebalan dinding secara konsisten memperlambat kenaikan suhu pada sisi dalam. Analisis nondimensi menggunakan Fourier number menegaskan bahwa seluruh sistem berada dalam rezim transien selama waktu simulasi, sehingga perbedaan respons termal yang diamati dapat dijelaskan sebagai konsekuensi langsung dari mekanisme difusi panas dan skala panjang karakteristik dinding.

PEMANFAATAN LIMBAH SERBUK GERGAJI DAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN CAMPURAN BATU BATA MERAH

2026-04-19T14:36:15+00:00

Batu bata merah merupakan material bangunan yang banyak digunakan, namun proses pembuatannya masih bergantung pada tanah liat yang berpotensi menimbulkan dampak lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan limbah serbuk gergaji dan abu sekam padi sebagai bahan campuran terhadap sifat fisis dan kuat tekan batu bata merah. Penelitian dilakukan secara eksperimen dengan variasi campuran limbah sebesar 0%, 5%, 10%, dan 15% dari massa tanah liat. Parameter yang diuji meliputi susut bakar, daya serap air, densitas, dan kuat tekan, kemudian dibandingkan dengan standar SNI 15-2094-2000 dan SII 0021-1978. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan persentase campuran limbah menyebabkan penurunan densitas dan kuat tekan serta peningkatan daya serap air. Variasi campuran 5% menghasilkan performa paling optimal dengan nilai susut bakar 7,14%, daya serap air 18,67%, densitas 1,67 g/cm³, dan kuat tekan tertinggi sebesar 4,33 N/mm², yang seluruhnya memenuhi standar mutu. Dengan demikian, pemanfaatan limbah serbuk gergaji dan abu sekam padi hingga 5% berpotensi menghasilkan batu bata ramah lingkungan dengan kualitas teknis yang baik.

MICROPHYSICAL AND DYNAMICAL CHARACTERISTICS OF HAIL-BEARING CONVECTIVE CLOUDS IN DEPOK: THE CASE OF 28 OCTOBER 2024

2026-04-20T00:46:06+00:00

This study investigates the microphysical and dynamical characteristics of hail-producing convective clouds over the Depok region, Indonesia, through a case study of the event on 28 October 2024. A multi-data approach was applied by integrating weather radar data, Himawari-9 satellite, and ERA5 atmospheric reanalysis. Radar analysis revealed intense convective cores with reflectivity exceeding 55–60 dBZ, high Vertically Integrated Liquid (VIL) values (~50 mm), and ZHAIL probabilities above 80%, indicating well-developed hail cores. Satellite observations showed cloud growth and extremely low cloud-top temperatures coinciding with peak radar signatures. Although Convective Available Potential Energy (CAPE) values were relatively modest, reanalysis data indicated strong moisture availability, deep-layer instability, and favorable wind shear. These results demonstrate that hail formation in tropical urban regions is driven by the combined effects of moisture-rich environments, deep atmospheric instability, and organized convective dynamics rather than by high CAPE alone.

SIMULASI DINAMIKA MOLEKULER INTERAKSI HEMISELULOSA RUMPUT PAYUNG TERMODIFIKASI NON-THERMAL PLASMA DENGAN AIR

2026-04-23T12:53:42+00:00

Penelitian ini mengkaji secara komputasional pengaruh dosis perlakuan plasma dingin (non-thermal plasma/NTP) terhadap hidrofilisitas hemiselulosa dari rumput payung (Cyperus alternifolius) melalui simulasi dinamika molekuler (MD) sebagai fondasi ilmiah pengembangan mortar 3D Concrete Printing (3DCP) berserat alami. Delapan variasi dosis plasma (0–20 menit) disimulasikan menggunakan perangkat lunak LAMMPS dengan medan gaya OPLS-AA pada temperatur 300K dalam kotak periodik 46,83×51,73×31,37 Å yang mengandung 2.908 atom. Efek plasma dimodelkan melalui modifikasi sistematis muatan parsial atom permukaan serat. Energi interaksi hemiselulosa–air dianalisis pada fase produksi ekuilibrium dan dikonfirmasi melalui analisis Radial Distribution Function (RDF) untuk tiga pasangan atom kunci. Hasil menunjukkan energi interaksi meningkat signifikan dari −565,2 kcal/mol (pristine) hingga −986,0 kcal/mol pada dosis optimal 10 menit (+74,5%), dengan analisis RDF mengkonfirmasi peningkatan densitas ikatan hidrogen pada r ≈ 2,7–2,8 Å. Dosis di atas 10 menit menunjukkan fenomena over-treatment. Temuan ini menyediakan parameter energi permukaan kuantitatif sebagai dasar pemodelan multiskala (DEM-CFD) untuk optimasi desain nosel printer 3D berbasis mortar berserat alami termodifikasi plasma.

ANALISIS DAN PEMETAAN KEBISINGAN INDUSTRI DI PLTP ULUBELU MENGGUNAKAN SOUND LEVEL METER DAN APLIKASI SMARTPHONE

2026-04-24T15:26:09+00:00

Kebisingan menjadi polusi fisik nyata di lingkungan industri Kebisingan dapat menyebabkan gangguan pendengaran, stress hingga penurunan produktivitas kerja. Pemerintah telah menetapkan ambang batas kebisingan sebesar 85 dB untuk paparan selama 8 jam/hari. Melihat fenomena tersebut, penelitian ini bertujuan menganalisis Tingkat kebisingan dan membuat peta zonasi risiko kebisingan di PLTP Ulubelu, Lampung. Pengukuran kebisingan menggunakan Sound Level Meter (SLM) dan aplikasi ponsel. Pengukuran dilakukan pada 100 titik dengan metode grid point measurement. Pengukuran dilakukan selama jam kerja pada ketinggian 1,5 meter. Data yang diperoleh akan dianalisis deskriptif dan spasial menggunakan Golden Surfer V28. Hasil penelitian menunjukkan titik pada koordinat 1.3-5.7 memiliki tingkat kebisingan di atas ambang batas berkisar 89,60 dB hingga 104,32 dB. Intensitas tertinggi ditemukan pada area kompresor sebesar 104,32 dB. Hal ini menjadi landasan bagi manajeman wajib menambahkan APD alat dengar pada pekerja. Pemetaan spasial menunjukkan zona kebisingan terkonsentraasi pada area mesin bertekanan dan system bermekanik berat. Selanjutnya, perbandingan pengukuran dengan alat dan aplikasi ponsel memiliki selisih rata-rata 6.13 dB. Aplikasi ponsel cenderung mengalami underestimasi nilai. Temuan ini menunjukkan aplikasi ponsel layak digunaan sebagai skrinning awal tetapi pengukuran dengan alat terkalibrasi tetap diperlukan. Alat terkalibrasi akan mengukur risiko kebisingan di lingkungan industri dengan akurat.

STUDI KAPASITANSI KUANTUM BERBASIS DFT PADA GRAFENA DAN GRAFENA TERHIDROGENASI (SUPERSEL 1×1): ANALISIS MENGGUNAKAN SIMULASI QUANTUM ESPRESSO

2026-04-25T16:32:51+00:00

Telah dilakukan studi kapasitansi kuantum daari grafena (Graphene) dan grafena terhidrogenasi (Graphane) menggunakan simulasi teori fungsional kerapatan (DFT) yang dilakukan dengan bantuan aplikasi Quantum Espresso (QE). Graphene, graphane, dan graphene terhidrogenasi sebagian (adatom hidrogen 50%) dimodelkan menggunakan struktur supersel 1×1. Langkah pertama yang dilakukan dalam perhitungan adalah optimasi struktural untuk mendapatkan geometri yang stabil. Selanjutnya, dilakukan perhitungan kerapatan keadaan elektronik (DOS) untuk mengetahui sifat elektronik dari setiap struktur. Kapasitansi kuantum dan kerapatan muatan permukaan kemudian dihitung pada daerah potensial listrik -1 V s/d 1 V. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Graphene memiliki sifat konduktivitas semi-metal dengan titik Dirac pada tingkat energi Fermi, Selain itu Graphene menghasilkan kapasitansi kuantum sebesar 31.42 – 35.85 µF/cm². Pada Graphene tehidrogenasi 50% terbentuk celah pita energi (semikonduktor) sebesar 1,07 eV karena akibat perubahan ikatan sp² menjadi sp³ . Hal ini mengakibatkan peningkatan nilai kapasitansi kuantum dibandingkan dengan Graphene murni yaitu sebesar 52.06 – 55.19 µF/cm². Sebaliknya, Graphane menunjukkan celah pita energi lebar yang menekan keadaan elektronik didekat tingkat energi Fermi dan mengakibatkan nilai kapasitansi kuantum sampai mendekati 0. Penelitian ini menunjukkan bahwa fungsionalisasi hidrogen yang terkontrol ssecara efektif dapat mengatur nilai kapasitansi kuantum material khususnya Graphene. Hidrogenasi yang terkontrol pada Graphene merupakan potensi yang menjanjikan dalam pemanfaatannya sebagai material elektroda superkapasitor.

QUANTUM TUNNELING IN FLASH MEMORY TECHNOLOGY: ENABLING SCALABLE NON-VOLATILE STORAGE

2026-04-26T14:20:13+00:00

Modern non-volatile memory technology relies heavily on quantum tunneling, which allows electrons to pass through insulating barriers that are otherwise impenetrable. This paper investigates the use of tunneling methods in flash memory designs to provide high-density and scalable storage. Reviewing tunneling physics in floating-gate and charge-trap memory, assessing barrier-engineering techniques, and investigating scalability options are the goals. Fourteen chosen publications published between 2010 to 2025 were the subject of a systematic literature review (SLR) with an emphasis on high-k dielectric materials, nanoscale device design, and tunneling-barrier engineering. The findings demonstrate that leakage can be decreased while programming efficiency is maintained by improving barrier thickness and dielectric characteristics. Furthermore, the advancement of 3D NAND technology depends heavily on sophisticated materials and device structures. This study indicates that quantum tunneling is still the key mechanism enabling next-generation scalable non-volatile memory, notwithstanding the reliability issues it introduces.