3.4. Dinamika Partikel_fisika
-
Upload
putra-raka -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of 3.4. Dinamika Partikel_fisika
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
1/32
Dinamika(Menjelaskan mengapa benda bergerak : konsep gaya)
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
2/32
Hukum Dasar
Hukum Newton pertama
Hukum Newton kedua
Hukum Newton ketiga
Dirumuskan oleh Isaac Newton untuk mempelajarigerakan mekanik pada benda, manusia dan hewan.
Dimulai dengan gaya tarik gravitasi dua benda.
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
3/32
Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan benda bergerak.
Ada dua macam gaya
!. Gaya kontak kontak "isik antara dua benda gaya tarik, gaya
dorong, gaya gesek, dll#. Gaya medan tidak ada kontak "isik
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
4/32
HUKUM I NEWTON
!. $enda diam
#. $enda bergerak dengan kecepatan konstan
%. Inersia & kelembaman kecenderungan suatu benda
untuk mempertahankan keadaan geraknya
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
5/32
$unyi Hukum I Newton
'Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol
maka benda yang mula-mula diam akan terus diam(mempertahankan keadaan diam), sedangkan jika benda
mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan
kecepatan tetap (mempertahankan keadaan geraknya)(
! " #
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
6/32
Hukum Newton )ertama
*etiap benda mempunyai si"at
mempertahankan keadaannya, baik dalam
keadaan diam atau bergerak +H--/0/$AAN1.
*emua benda akan bergerak lurus, kecuali
jika ada gaya yang membelokannya.
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
7/32
HUKUM II NEWTON
$enda yang bergerak
Dengan massa yang berbeda Dengan Gaya yang berbeda
Dengan percepatan yang
berbeda
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
8/32
! $ m
! $ a
! " m % a
& " m % gg 2 percepatan gravitasi
2
*ebuah benda bermassa m yang mendapat gaya sebesar 4 akan
memmperoleh percepatan sebanding dengan gaya tersebut dan berbanding
terbalik dengan massanya
$ila pada benda tersebut bekerja berbagai gaya, maka percepatannya dapat
ditentukan dari hukum Newton II
mFa=
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
9/32
Hukum Newton -edua
Gaya adalah suatu gangguan yang diberikan padabenda agar bergerak. 5ika ada suatu gaya yang bekerja
pada benda, maka benda akan mengalami percepatan
yang searah dengan arah gaya.
! " m a4 2 gaya +Newton, N, kg m&s#1
a 2 percepatan +m&s1
m 2 massa benda +kg1
Inga' : massa 'dak sama dengan bera'
*era' adala+ gaya gra,'as yang bekerja pada benda- W " m% g
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
10/32
6 2 m g
$umi
g 2 percepatan gravitasi
./0/ .1/2IT/3I
*emua benda yang berada dalam +dipengaruhi oleh1 medan
gravitasi bumi akan ditarik ke bawah dengan percepatan gravitasi
Hukum Newton II
6 2 $erat benda
mgW
WFga
amF
===
=
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
11/32
Hukum Gravitasi menyatakan bahwa gaya antar dua partikel yang
mempunyai massa m! dan m# dan terpisah oleh jarak r adalah suatu
gaya tarik menarik sepanjang garis yang menghubungkan yang kedua
partikel tersebut dan mempunyai besar
G2 tetapan gravitasi 7,78%9!3:!! Nm#&kg#
1 2
2G
m mF G
r=
2
Mg G
r=
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
12/32
.aya Normal
; Gaya normal +N1 Gaya yang timbuljika dua buah benda saling
bersentuhan .; Arah gaya normal selalu tegak lurus
terhadap permukaan yang
bersentuhan +bidang singgung1
dengan benda tersebut.; $esar kecilnya gaya normal
bergantung kepada besar kecilnya
gaya tekanan terhadap permukaankontak +bidang singgung1
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
13/32
*oal
!. $erapakah gaya gravitasi antara dua benda bermassa % -gdan < kg yang terpisah sejauh =3 cm.
#. *ebuah bednda bermassa# kg ditarik dengan gaya gravitasi
bumi. 5ika massa bumi =,>? 9 !3#
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
14/32
TE./N./N T/4I
@
6
$ila benda bergerak ke atas
dengan percepatan a, maka
$ila benda bergerak ke bawah
dengan percepatan a, maka
$ila benda diam atau bergerak ke
atas atau ke bawah dengan
kecepatan konstan +percepatan 2
31, maka
Hukum Newton I4 2 3
=== mamgTWTF
=== maTmgTWF
mgT0TmgTWF ====
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
15/32
HUKUM III NEWTON
@entang Aksi dan eaksi yang
terjadi pada suatu benda
engapa orang yang sedang berenang dapat dikatakan
memenuhi Hukum III NewtonBBB
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
16/32
aksi reaksi
aksi
reaksi
! aks " 5 ! reaks
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
17/32
Hukum Newton -etiga5ika suatu benda A memberi gaya 4 pada benda lain $, maka
pada waktu yang bersamaan benda $ memberikan gaya Npada benda A. Arah gaya N berlawanan dengan gaya 4 +Aksi-
Reaksi1
!
N
A
$
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
18/32
Contoh *oal
!. *ebuah balok = kg diam pada saat t 2 3. *ebuah gaya
tunggal konstan yang horiontal +41 bekerja pada balok.
)ada t 2 = s balok berpindah sejauh #= m. Hitunglah
gaya 4B
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
19/32
A. $/NDA DA0A -/ADAAN */@I$ANG
5ika benda dalam keadaan diam +percepatannya nol1, maka benda
disebut dalam keadaan setimbang.Contoh lampu yang digantungkan pada langit:langit rumah.
-arena tidak ada gaya yang
bekerja dalam arah sumbu:9, maka
492 3.5umlah gaya dalam sumbu:y
9
y
@ dan 4gbukanlah pasangan gaya
aksi reaksi, tapi gaya reaksi dari @
adalah @E.
mgF;0FT
0maF
gg
yy
==
==
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
20/32
$. $/NDA DA0A -/ADAAN $/G/A-
Dalam kasus ini, hanya gaya @ yang
sejajar dengan sumbu:9 yang bekerjapada benda
N
Dalam arah:y, tidak ada percepatan,
sehingga
m
T
a
maTF
x
xx
=
==
mgFN
0FN
0maF
g
g
yy
==
=
==
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
21/32
$agaimana dengan percepatan dan jarak yang
ditempuhnya B
5ika gaya @ konstan, maka benda bergerak dengan
percepatan konstan +@&m1, sehingga benda tersebut
bergerak sesuai dengan persamaan gerak dengan
percepatan konstan.
-ecepatan
5arak yang ditempuh 20x0
0xx
tm
T
2
1tvxx
tm
Tvv
++=
+=
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
22/32
-asus +!1
Ilustrasikan gaya:gaya
yang bekerja pada
sistem seperti gambar
disamping B
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
23/32
C. GAFA )ADA $/NDA FANG @/0/@A- )ADA $IDANG
IING
Gaya:gaya apa saja
yang bekerja B
$agaimana persamaangerak mobil tersebut B
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
24/32
*olusinya
N
.aya dalam sumbu56 :
.aya dalam sumbu5y :
obil akan mengalami percepatan
yang semakin besar, jika sudut
semakin besar +sin besar, jika
juga besar1
===
singamasinmgF
x
xx
0macosmgNF yx ===
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
25/32
./0/ .E3EK
5ika suatu benda bergerak, baik di permukaan atau didalam suatu
medium yang viskos +air, darah, dll1, maka akan ada gaya yang
menahan gerak benda karena benda berinteraksi dengan medium.Gaya yang menahan gerak benda disebut dengan gaya gesek. 5ika
permukaannya licin atau dalam ruang hampa, maka tidak ada gesekan.
(a) Keadaan dam
6 2 mg
N
fs !
s2 koe"isien gesekan statis
NfF
0fF
0maF
ss
s
xx
==
=
==
mgN
0maFyy
=
==
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
26/32
(b) Keadaan bergerak
6 2 mg
4
fk
N
k2 koe"isien gesekan kinetik.
5ika koe"isien ini besar +permukaan kasar, atau
mediumnya kental, maka benda akan bergerak
dengan lambat +percepatannya kecil1
( ) xk
xk
maNF
mafF
mgN
==
=
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
27/32
-asus +%1
!. *eorang ayah sedang bermaik ski dengan anaknya. *i
anak duduk di roda. Ada dua cara supaya roda ski yangdiduduki anak tersebut bergerak +a1 menariknya dan +b1
mendorongnya.
Cara manakah yang lebih mudah, mengapa B
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
28/32
3olusnya :
+a1. endorong
%33
6 2 mg
N
fk
+b1. enarik
%33
6 2 mg
N
fk
Gaya gesek pada peristiwa menarik lebih kecil dibandingkan dengan pada
kasus mendorong, sehingga akan lebih mudah menarik dibandingkan
dengan mendorong
F
cosF
sinF
( )+=
=
=
sinFmgf
mafcosF
maF
kk
k
F
cosF
sinF
( )==
=
=
sinFmgNf
mafcosF
maF
kkk
k
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
29/32
@ugas
!. )erhatikan gambar di bawah ini
a. Gambarkan gaya:gaya yang bekerja pada mobil
tersebut dengan menggunakan diagram gaya.b. $agaimanakah persamaan gerak mobil tersebutB
Contoh *oal ! Dinamika I erak !orisontal
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
30/32
Contoh *oal ! Dinamika I erak !orisontal
@iga buah balok masing:masing bermassa !# kg, #< kg dan %!
kg yang berada di atas lantai horisontal dihubungkan dengan dua
buah tali dimana balok #< kg berada ditengah. $alok
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
31/32
5awab
@%@#
@#@!@!!# #< %!
N64,11)97,0(12a12T
N92,34)97,0(36a36Ts/m97,067
6a
a67a36a31Tam6amTT
a36a12a24TamTamTT
a12amT
1
2
2
23323
122212
11
===
=====
=+=+==
=+=+==
==
-
7/24/2019 3.4. Dinamika Partikel_fisika
32/32
@/IA -A*IH