DINAMIKA PARTIKELA. Hukum hukum Newton tentang Gerak Ada tiga buah hukum Newton tentang gerak, yaitu hukum I Newton, hukum II Newton dan hukum III Newton.

Hukum I Newton Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka: Benda yang semula diam akan tetap diam. Benda yang semula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap. Pernyataan hukum I Newton dapat pula dirumuskan dengan persamaan:

Hukum II Newton Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara sistematis, hukum II Newton dirumuskan dengan persamaan:Dengan: = resultan gaya (N) m = massa benda (Kg) a = percepatan benda (m/s2) Apabila benda yang bergerak mendapatkan gesekan, maka resultan gayanya adalahgesekan

atau

Hukum III Newton Menurut Newton, gaya tunggal yang hanya melibatkan satu benda tidak mungkin ada. Gaya ada jika sedikitnya ada dua benda yang saling berinteraksi. Pada interaksi ini gaya gaya selalu berpasangan. Misalkan, jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan mengerjakan gaya pula terhadap A. gaya pertama disebut sebagai aksi dan gaya kedua disebut reaksi. Besar gaya aksi sama dengan besar gaya reaksi. Dengan demikian, hukum III Newton dapat dinyatakan sebagai berikut. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A yang besarnya sama, tetapi berlawanan arahnya. Hukum III Newton dirumuskan dalam bentuk persamaan:

Faksi = - Freaksi

B. Jenis jenis Gaya1. Gaya Berat (W) Gaya berat sering disebut berat saja. Berat berbeda dengan massa. Massa adalah ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda atau massa adalah ukuran kelembaman suatu benda. Massa benda selalu tetap di lokasi manapun di alam semesta ini. Berat adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Dari persamaan hukum II Newton, kita akan mendapatkan hubungan antara massa benda dengan berat benda. W = mg

2. Gaya Normal (N)Gaya normal didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan, yang arahnya selalu tegak lurus pada bidang sentuh. Apabila bidang sentuh antara dua benda adalah horizontal, maka arah gaya normal N adalah vertical. Apabila bidang sentuh vertical, maka arah gaya normal N adalah horizontal. Apabila bidang sentuh miring membentuk sudut terhadapat horizontal, maka gaya normal N juga miring.

3. Gaya Gesekan Gaya gesekan merupakan salah satu gaya sentuh, yang terjadi jika permukaan dua buah benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya ini searah dengan permukaan bidang sentuh, tapi berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak.Ada dua macam gaya gesekan, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. Missal, kita memberikan gaya dorong F pada suatu benda. Jika gaya dorong F tidak besar, maka benda tidak bergerak

(diam). Agar= 0, maka gaya gesekan harus sama dnega gaya dorong F( f = F). Gaya gesekan yang dikerjakan suatu permukaan pada benda sewaktu benda tidak bergerak disebut gaya gesekan statis, yang dilambangkan dengan fs.

Besarnya nilai gaya gesekan gaya statis dan gaya kinetis dirumuskan dalam persamaan berikut ini.

fs = fk =keterangan : fs = gaya gesekan statis (N) fk = gaya gesekan kinetis (N)

s

N

kN

s = koefisien gaya gesekan statisk = koefisien gaya gesekan kinetisN = gaya normal (N)

4.

Gaya Tegangan Tali (T)T1A T2

B

C

F

Gaya tegangan tali (T) adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung ujung tali karena tali tegang. Benda A, benda B, benda C dihubungkan dengan dua utas tali, kemudian ditarik dengan gaya F. Akibat tarikan gaya F pada benda C, maka benda A dan B ikut tertarik. Hal ini terjadi karena ketika benda C ditarik ,tali 1 dan tali 2 tegang. Pada kedua ujung tali yang tegang terjadi tegangan tali. Berdasarkan hukum I Newton dan hukum II Newton pada suatu benda, F adalah resultan gaya yang bekerja pada benda itu.

C. Gaya Sentripetal Suatu benda yang bergerakmelingkarberaturan (GMB) mengalamipercepatan yang arahnya tegak lurus terhadap vector kecepatan menuju kepusat lingkaran. Percepatan ini disebut percepatan sentripetal ( = = r)

percepatan sentripental pasti di sebabkan oleh gaya sentripental ( Fsp )

Fsp=

=m

Asal Gaya Sentripetal Suatu benda bergerak melingkar beraturan karena adaanya resultana gaya yang menuju pusat lingkarannya. Fsp = T, asal gaya sentripental adalah gaya tegangan tali T. Fsp = T =Pada kasus mobil yang membelok pada tikungan jalan horizontal yang kasar, gaya yang berfungsi sebagai gaya sentripental adalah gaya gesekan yang dikerjakan permukaan jalan horizontal kasar pada keempat ban mobil. Fsp = f gesekan statis = sN = smgDengan u s = koefisien gesekann statis N = gaya normal ( N)

Pada kasus satelit ( bulan ) dan satelit satelit buatan yang berfungsi adalah gaya grafitasi.

Fsp = Gdengan: G = konstanta umum gravitasi ( 6,6 x 10-11 Nm2Kg-2 ) r = jarak antara dua benda ( m) Pada kasus elektron berputar mengeliling inti gaya yang berfungsi adalah gaya elektrostatik atau gaya Coulomb. Fsp = k dengan: k = konstanta gaya coulomb (9 x 109 Nm2/C2 ) q = muatan listrik (C) r = jarak antara dua muatan listrik ( m )

Dinamika Gerak Melingkar Vertikal Gerak melingkar vertikal yang akan kita pelajari adalah gerak melingkar vertikal pada seutas tali, pada sisi sebelah dalam lingkaran, dan sisi sebelah luar lingkaran.

1. Gerak Melingkar Vertikal pada Seutas taliPada benda bekerja dua buah gaya dalam arah radial, yaitu gaya tegangan tali T dan komponen

berat mg. Untuk arah radial ke dalam di tetapkan sebagai arah positif, sedangkan arah radikal ke luar sebagai arah negative. Persamaan yang berlaku pada gerak melingkar vertikal pada seutas tali adalah :Di titik terendah A => T mg = mDi titik tertinggi B => T + mg = m

Rumus umum : Untuk di sembarang titik, T = mg { } Dengan : T = tegangan tali pada kedudukan sembarang ( N ) mg = berat benda (N) = sudut antara tali dan garis acuan vertikal OA

2. Gerak Merlingkar Vertikal pada Sisi Sebelah Dalam Lingkaran

Di titik terendah ( di titik A) => Di titik tertinggi ( di titik C ) =>

Laju minimum agar benda tidak terlempar dari lintasan (

) adalah:

3. Gerak Melingkar Vertikal pada Sisi Sebelah Luar Lingkaran Gerak orang yang duduk pada kincir vertikal ketika berada di bagian atas lintasan atau gerak mobil ketika berada di puncak jalan pegunungan adalah contoh gerak melingkar melalui sisi sebelah luar lingkar vertical. Persamaan di titik tertinggi ( titik C ) :Kelajuan maksimum di titik teringgi lintasan dicapai jika

PESAWAT SEDERHANA Untuk memudahkan pekerjaannya, manusia menggunakan alat alat bantu yang di sebut pesawat. Alat alat yang paling sederhana susunannya di sebut pesawat sederhana. Pesawat Sederhana merupakan alat bantu dengan susunan sederhana. Di Kelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas ( pengungkit ), bidang miring, katrol, dan roda berporos. Alat bantu yang rumit sebenarnya tersusun dari pesawat pesawat sederhana.

1. Alat Yang Menggunakan Prinsip Pesawat sederhana a. Pesawat sederhana memudahkan pekerjaan, misalnya linggis di gunakan untuk mengungkit benda yang berat dengan mudah. b. Katrol di gunakan untuk mengangkat benda yang berat dengan mudah. c. Bidang miring di gunakan untuk memindahkan benda yang berat sehingga mudah. d. Banyak hal yang tak dapat kita lakukan tanpa bantuan alat atau mesin. e. Ada pesawat rumit dan ada pula pesawat sederhana. Pesawat yang rumit terdiri atas susunan pesawat pesawat sederhana.

2. Pengungkit Pengungkit ialah pesawat yang merupakan batang, yang dapat berputar

pada suatu titik tumpu.Pengungkit dapat di golongan menjadi tiga golongan atau jenis : 1) pengungkit jenis pertama, titik tempu terletak di antara beban dan kuasa 2) pengungkit jenis kedua, beban ada di antara titik tumpu dan kuasa 3) pengungkit jenis ke tiga kuasa ada di antara beban dan titik tumpu. a. Tuas merupakan pesawat sederhana. Banyak pekerjaan kita menjadi lebih mudah karena tuas. b. Pada dasarnya tuas memutar tetapi ada bagian tuas yang tidak ikut berputar. Bagian itu merupakan (A) titik tumpu tuas. Titik tumpu ini sering pula di sebut Fulkrum. Jika pengungkit kita di gunakan, kita mengadakan gaya pada pengungkit itu. Gaya yang diadakan itu di sebut kuasa (B). Titik tempat beban itu bekerja di sebut sebagai titik beban (C) banyak sekali alat yang menggunakan dasar pengungkit.

Kuasa ialah gaya yang di gunakan untuk mengalahkan beban, supayakuasa dapat mengangkat / mengalahkan beban yang besar, jarak kuasa ke titik tumpu harus jauh, jarak beban ke titik tumpu harus dekat (pendek).

3. Alat alat Bidang Miring Bidang miring ialah suatu permukaan yang miring. Dengan menggunakan bidang miring, gaya yang di perlukan untuk mengangkat beban lebih kecil, jika di bandingkan dengan mengangkat langsung. Makin landai bidang miring itu, makin kecil gaya yang diperlukan. Banyak contoh bidang miring : tangga naik ke suatu gedung bertingkat, jalan yang berliku liku melalui gunung, sekrup baji.

a. Dengan bidang miring kita menjadi lebih mudah melakukan pekerjaan. KitaDapat memindahkan drum ke atas dengan mudah, dengan menggunakan papan yang kita miringkan. b. Alat alat yang menggunakan sistem bidang miring.

4. Katrol

Katrol adalah alat yang terdiri atas sebuah roda kecil yang tepinya beralur dandapat berputar pada poros. Katrol juga dapat memudahkan pekerjaan kita dan dapat di gunakan dengan dua cara. Sebagai katrol tetap, yaitu katrol yang di gunakan pada suatu tempat yang tetap. Sebagai katrol bebas, yaitu yang ikut bergerak bersama dengan beban. Katrol bebas tidak tergantung pada tempat yang tetap. Keuntungan menggunakan katrol tetap ialah arah gaya untuk mengangkut suatu beban dapat di ubah sehingga gaya itu lebih mudah di teruskan. Katrol tetap tidak memperkecil gaya atau kuasa yang di perlukan untuk mengangkat beban

5. Roda dan porosRoda sudah di kenal orang 5000 tahun yang lalu. Roda merupakan penemuanmanusia yang sangat penting. Banyak alat alat yang menggunakan roda. Sepeda, gerobak, kereta api, mobil, mesin mesin, juga menggunakan roda. Roda dan poros juga merupakan pesawat sederhana. Makin besar roda, makin kecil gaya yang di perlukan untuk memutar alat itu. Contoh : penggunaan roda dan poros sederhana ialah tombol pintu. Tombol sebagai roda. Batang yang masuk pintu sebagai poros. Tuas, bidang miring, katrol, roda dan poros, sekrup dan baji ialah pesawat sederhana. Roda di gunakan dalam berbagai keperluan, dan roda amat berguna dalam transportasi.

Pesawat sederhana merupakan bagian pesawat yang rumit. Setiap pesawat yangrumit dapat di anggap tersusun dari berbagai jenis pesawat sederhana.