Dinamika PartikelBy Eka Suarso, S.Si

I. PendahuluanII. Konsep Gaya dan interaksinyaIII. Hukum Newton Tentang Gerak

IV. Konsep Massa dan BeratV. Penggunaan Hukum-hukum Newton

VI. Dinamika Gerak Melingkar

Pendahuluan Pada pembahasan kinematika partikel, kita

telah melukiskan gerak suatu benda berdasarkan definisi dari perpindahan, kecepatan dan percepatan. Namun apa sebenarnya yang menyebabkan suatu benda bergerak dan mengapa satu benda mempunyai percepatan yang lebih tinggi dari yang lain? itu semua tidak lain karena adanya interaksi antara benda tersebut dengan benda-benda lain dan lingkungan sekitarnya, yang dalam fisika dikenal dengan konsep gaya dan massa. Pembahasan mengenai hubungan antara gerak suatu benda dengan gaya penyebab terjadinya gerakan tersebut disebut Dinamika. Dalam perkembangannya pembahasan mengenai Dinamika ini lebih dikenal dengan Mekanika Newtonian atau Mekanika Klasik.

Mekanika Klasik (Newtonian) merupakan pembahasan tentang gerak yang didasarkan pada konsep massa dan gaya, serta hukum-hukum yang menghubungkan konsep-konsep fisis tersebut dengan besaran kinematika seperti jarak, perpindahan, kecepatan dan percepatan.

Semua gejala dalam mekanika klasik dapat digambarkan dengan menggunakan hukum-hukum Newton tentang gerak, yaitu hukum yang menghubungkan percepatan sebuah benda/partikel dengan massanya dan gaya-gaya yang bekerja padanya. Oleh karena itu perlu adanya kajian secara rinci tentang tiap-tiap hukum newton tersebut, pendefinisian konsep gaya dan massa secara tepat dan bagaimana hukum-hukum newton itu dapat digunakan pada persoalan yang sederhana, dimana sebuah benda dipengaruhi gaya yang besarnya konstan.

Konsep Inersia, Massa&Berat Kelembaman (Inersia) adalah

kecenderungan suatu benda/partikel untuk mempertahankan kedudukannya (tetap diam atau tetap bergerak lurus dengan kecepatan tetap). Sema

Pembahasan massa dan berat seringkali dicampur adukkan, terutama karena mereka sebanding. Namun pada faktanya terdapat perbedaan yang mendasar antara massa dengan berat, dimana :

Aspek perbedaan

Massa Berat

Definisi

Merupakan banyaknya zat yang terkandung di dalam benda tersebut atau Ukuran inersia sebuah benda tanpa adanya gesekan.

Besarnya gaya yang dialami benda akibat gaya tarik bumi terhadap benda tersebut

Sifatnya

Tidak bergantung ruang dimana benda berada,artinya dimanapun tempatnya,massa benda selalu sama.

Bergantung tempat dimana benda berada, dapat berubah-ubah sesuai dengan tempatnya. Berat benda di bumi > berat benda di bulan, karena gravitasi di bulan hanya 1/6 gravitasi bumi.

Satuannya Kilogram (Kg) Newton (Kg m/s)

Secara matematis hubungan antara massa dan berat dinyatakan dengan persamaan: dengan

Massa benda me

gmW

2

2/8,9 sm

r

GMg B

Pandangan ilmuwan tentang Gerak

Aristoteles dan para Ilmuwan sebelum GalileoGaya, seperti tarikan atau dorongan, diperlukan untuk mempertahankan benda agar terus bergerak dengan kecepatan konstan, kecuali ada gaya luar yang bekerja pada benda itu. Tanpa adanya gaya, benda tidak mungkin bergerak.

Galileo Galilei (1564-1642 M):Benda bergerak mempunyai “kuantitas gerak” secara intrinsik. Dia memberikan gambaran gerak proyektil secara modern dan kuantitatif.

Sir Isaac Newton (1642-1727 M):Pada tahun 1687 dalam bukunya “Mathematical Principles of Natural Philosophy” Mempublikasikan Tiga Hukum dasar (Newton) tentang gerak yang didalamnya mengandung 3 konsep, yaitu massa, gaya, momentum1. Massa : mengukur kuantitas bahan dari suatu benda.2. Gaya : tarikan atau dorongan.3. Momentum : kuantitas gerak“Kuantitas gerak” atau momentum diukur dari perkalian massa benda dengan kecepatannya : p = m v

Hukum Newton Tentang Gerak Hukum Pertama Newton

“Sebuah benda/partikel akan tetap diam atau bergerak menurut garis lurus dengan kecepatan konstan, kecuali dipengaruhi oleh gaya eksternal”.Artinya keadaan benda tidak berubah atau percepatan benda nol, jika resultan gaya-gaya pada benda tersebut sama dengan nol. Secara matematis dapat ditulis:

Hukum Kedua Newton“Percepatan Sebuah benda sebanding dengan resultan gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya”.Secara matematis dapat ditulis:

Hukum Ketiga Newton“Untuk setiap gaya aksi selalu akan timbul gaya reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah.”Secara matematis dapat ditulis:

0F

aksiAksi FF Re

m

Fa