FISIKA DASAR PENGUKURAN, SATUAN, VEKTOR

FISIKA TEKNIKPENGUKURAN, SATUAN, DIMENSIDIAN NOORVY KHAERUDIN, ST., MT1

PENGUKURANDalam Ilmu Alam dipelajari keadaan dan sifat-sifat benda seperti perubahannya, juga mencari kaitan energi dengan perubahan keadaan dan sifat benda-benda tersebut. Ilmu Alam dapat dipelajari dengan kuantitatif dan kualitatif.Untuk mempelajari sifat-sifat dan keadaan benda dengan cara kuantitatif diperlukan PENGUKURAN.Ilmu Alam DISEBUT JUGA ILMU PENGUKURAN.KEADAAN DAN SIFAT BENDA-BENDA YANG DAPAT DIUKUR BESARAN.Misalnya : panjang, luas, volume, momentum, gaya dll.2

BESARANBESARAN : Sesuatu yang dapat diukurSuatu besaran dapat dinyatakan dengan besaran yang lain yang lebih sederhana. Misalnya besaran gaya, dapat dinyatakan dengan besaran massa, panjang, dan waktu.1. BESARAN DASAR : Besaran yang cara pengukurannya tidak tergantung pada besaran-besaran yang lain.Contohnya : massa, panjang, waktu 2. BESARAN TURUNAN : Besaran yang diturunkan dari besaran-besaran dasar, artinya besaran yang cara pengukurannya tergantung lebih dari satu besaran pokok/dasar. Contohnya : gaya, energi, kecepatan dll3

SISTEM SATUANMengukur keadaan atau sifat suatu benda atau mengukur besaran suatu benda dapat dilakukan dengan membandingkan benda tersebut dengan besaran standar yang telah didefinisikan. Contoh: panjang rambut adalah 4 ruas jari telunjuk.Definisi dari Kecepatan ( besaran kecepatan) : adalah perubahan posisi persatuan waktu. m/det (satuan)Definisi dari Gaya (besaran gaya) : adalah penyebab perubahan gerak Newton (satuan)Definisi dari Tekanan (besaran tekanan) : adalah gaya persatuan luas. Pascal (satuan)

4

Satuan.....Satuan : Ukuran dari suatu besaranSatuan besaran standar dalam Sistem Internasional (SI) :Satuan panjang standar adalah 1 meter ( 1 m), yaitu 1.650.763,73 x panjang gelombang dalam hampa yang dipancarkan oleh atom kripton 86 pada peralihan antara tingkat energi 2P10 dan 5d5 Satuan masa standar adalah 1 kilogram (1kgm), yaitu masa kilogram prototipe internasional berbentuk silinder terbuat dari campuran platina dan iridium, yang disimpan di kota Sevres Perancis.Satuan waktu standar adalah 1 sekon (1det, 1 s) yaitu 9.192.631,770 x to, dengan 1/to = frekuensi pancaran yang dikeluarkan pada peralihan elektron atom caecium 13 antara sua tingkat hyverfine, yaitu tingkat F = 4, mf = 0 ke tingkat F = 3, mf = 0

5

Satuan arus listrik standar 1 ampere (1A), yaitu arus listrik yang bila dialirkan dalam dua kawat lurus sejajar yang sangat panjang yang jaraknya 1 meter dalam hampa, mengahasilkan gaya sebesar 2 x 10-7 newton pada setiap meter kawat.Satuan suhu standar adalah 1 kelvin (1 Kelvin), yaitu 1/273,16 x T dengan T = suhu titik tripel.Satuan intensitas cahaya standar adalah 1 kandela (1 cd), yaitu intensitas cahaya dalam arah tegak lurus pada permukaan benda hitam seluas 1/600.000 m2 pada suhu cair platina pada tekanan luar 101.325 N/m2 .Satuan gram molekul standar adalah 1 mole (1 mol), yaitu banyaknya zat yang mengandung unsur dasar zat yang sama jumlahnya dengan jumlah atom carbon 12 yang massanya 1,012 kgm.Satuan sudut standar adalah 1 radian (1 rad), yaitu sudut pusat lingkaran yang mengahadapi busur sepanjang R, dengan R adalah jari-jari lingkaran.Satuan sudu ruang adalah 1 steradian (1 sr) adalah sudut pada pusat bola menghadapi permukaan bola seluas R2, dengan R = jari-jari bola.

6

BESARAN DASAR/POKOK BESARAN TURUNANBesaranSatuanSimbol PanjangmetermMassaKilogramKgmWaktuSekons atau detArus listrikAmperASuhuKelvinKIntensitas CahayaKandelaCdMasa MolekulMolemolSudut standarRadianradSudut ruangSteradiansr

Besaran DefinisiSimbolSatuanKecepatanPerubahan posisi persatuan waktuV = ds/dtm/detPercepatanPerubahan kecepatan persatuan waktua = dv/dtm/det2GayaPenyebab perubahan gerakF = m x aNewtonKg m/det2TekananGaya persatuan luasP = F/ANewton/m2

7

Sistem Satuan ada 4, yaitu:1. Sistem Statis (besar dan kecil)2. Sistem Dinamis (MKS dan CGS)3. Sistem Inggris (Absolut dan Teknik)4. Sistem International (SI)Hubungan antara satuan-satuan besaran dasar dalam berbagai sistem satuan dapat dicari dengan membandingkan satuan dari suatu sistem dengan sistem lainnya. Misalnya akan dicari hubungan antra panjang dalam sistem Inggris dengan saltuan panjang dalam sistem SI, dengan membandingkan satuan panjang dalam sistem Inggris (1 foot) dengan (1 m) SI. Maka didapat : 1 foot = 0,3048 mLainnya, massa : 1 lbm = 0,45359 kgmdinamakan KONVERSIuntuk besaran dasar waktu, dalam semua sistem sama, yaitu 1 det.

8

SOAL KONVERSI9Diketahui kelajuan suatu mobil : 38 m/secBerapakah kelajuan tersebut dalam mil/sec?Berapakah dalam mil/jam?Berapakah dalam km/jam?Apabila 1 mil = 1609 meter

Soal 210Diketahui : Aliran cairan (fluida) 3 m3/detBerapakah :Dalam liter/det?Dalam ml/det?Dalam liter/ hari?Dalam m3/hari?Apabila 1 m3 = 1000 liter

Soal 311Suatu kaveling berbentuk persegi panjang memiliki ukuran 100 kaki x 150 kaki. Tentukan luas kaveling dalam m2?1 kaki = 0,3048 meter

100 kaki = 100 x 0,3048 meter =30,48 meter 150 kaki = 150 x 0,3048 meter = 45,72 meter

Maka luas kaveling = 1393,5456 meter 2

Soal 412Air infus menetes dengan kecepatan 2 cm per det. Tabung infus berukuran 1000 ml. Dengan tinggi tabung 40 cm. Berapakah waktu yang diperlukan untuk menghabiskan 1 tabung infus?1000 ml = 1 liter= 0,001 m3Luas alas tabung = 0,001 m3 / 0,4 = 0,01 m2Q = m3/detQ = 0,02 x 0,01 = 2 x 10-4 m3/det0,0005 = 4x10-5 m/detWaktu yang diperlukan untuk habis : 0,2 det

SOAL 213Pengukuran:Pilih Salah Satu Dari Pengukuran Berikut:1. Ukuran lantai 2. Ukuran Ubin Rumah3. Ukuran kolom rumah4. Ukuran 30 meter jalan5. Ukuran Kolam IkanLakukan di kertas Folio bergaris dengan tabel berikut dan gambar dengan skala 1 : 0,5

Pengukur : nama :NIM :Kelas :Alamat:Kelompok :Alat Pengukur14Lantai LebarPanjangJumlah keramikUkuran keramikLUAS LANTAI12345

Gambar Lantai dengan skala : 1 : 0,5

Konversi yang lain ...Misal jarak antar kota, jika satuannya dipertahankan dalam tulisan, terlalu besar bilangan yang harus dituliskan. Maka dibuatkan 1 km.

1km = 1000 m1 Angstrom (1A) = 10-10 m1 mikron (1 m) = 10-6 m1 nano meter (1nm) = 10-9 m1 km = 0,6214 mil1 m = 39,37 inci15

Satuan panjang, waktu, masa dan gaya dalam berbagai sistem satuanSistem SatuanPanjangWaktuMassaGayaStatis besarmskgmkg gayaStatis kecilcmsgmgr gayaDinamis besarmskgmnewtonDinamis kecilcmskgmdyneInggris absolutftslbmPdlInggris teknikftsSluglbf

16

DIMENSI Cara penulisan dari besaran-besaran dengan menggunakan simbol-simbol besaran dasar.DIMENSI berfungsi untuk :Menurunkan satuan dari suatu besaranMeneliti kebenaran suatu rumus-rumus atau persamaan fisika

BesaranSatuanDimensiPanjangmeter[L]MassaKilogram[M]WaktuSekon[t]Arus listrikAmper[I]SuhuKelvin[T]Intensitas CahayaKandela[A]MasaMolekulMole[N]Sudut standarRadianradSudut ruangSteradiansr17

VEKTOR18Jenis besaran yang mempunyai besar dan arah pada sistem koordinat.Contoh besaran vektor : gaya, kecepatan, percepatanSkalar : jenis besaran yang mempunyai besaran saja, maka hasil pengukurannya tidak tergantung pada sistem koordinat.Contoh besaran skalar : waktu, masa, temperatur, kerja, energi

PQDari gambar disamping PQ adalah sebuah vektor dengan P apa yang disebut titik tangkap vektor

Beberapa hal yang perlu diketahui:19

B

A

Besaran vektor adalah besaran yang selain dinyatakan dengan besar juga dinyatakan arahnya. Misalnya, perpindahan partikel, kecepatan, percepatan, gaya, momentum, dll. Besaran skalar adalah besaran yang hanya dinyatakan dengan besarnya saja. Misalnya, massa, temperatur, energi, volume, panjang lintasan dll.

Sebuah partikel pindah dari titik A ke titik B lewat lintasan lengkung. Perpindahan partikel dapat dinyatakan dengan menarik garis dari A ke B, panjang garis menyatakan besar perpindahan, sedang arah perpindahan dinyatakan dengan memberi ujung anak panah di B. Garis lengkung merupakan lintasannya..

20Dua vektor dinyatakan sama bila panjang/besar dan arahnya sama. Vektor B dan AB adalah dua vektor yang samaB

B'A

AVektor dari titik A ke titik B = AB, sedang vektor dari pusat koordinat ke titik A diberi simbol a, vektor dari titik 0 ke titik B diberik simbol b.Contoh: sebuah benda massanya sama yang satu ditarik dengan gaya 10 satuan ke arah mendatar, sedang yang lain di tarik dengan gaya juga 10 satuan, tetapi arahnya mengapit sudut dengan sumbu mendatar, ternyata hasilnya berlainan. Jadi gaya adalah besaran yang ditentukan oleh besar dan arahnya, ini berarti gaya adalah besarn vektor.

KOMPONEN VEKTOR DAN VEKTOR SATUAN21Untuk memudahkan perhitungan vektor, setiap vektor dapat diuraikan menjadi komponen ke arah sumbu-sumbu koordinat. Dalam bidang datar, vektor a dapat diuraikan menjadi komponen ax dan ay.

Sistem Koordinat22

(X,,Y)(-3,5)(5,,3)Sistem Koordinat Cartesian : sumbu horizontal dan vertikalnya berpotongan pada suatu titik yang disebut dengan titik asal.(x,y)r

yxrSistem Koordinat Polar (r, ) : r, adalah jarak dari titik asal ke titik yang memiliki Koordinat Cartesian (x,y) dan adalah sudut antara garis yang digambar dari titik asal ke titik tersebut dengan suatu suatu sumbu tetap.

RESUTAN VEKTOR23

PENJUMLAHAN VEKTOR24

SOAL25Soal 1Sebuah persegi berada pada titik koordinat (2,y) dan berada pada titik koordinat polar (r,30o).Tentukan y, dan r?

Soal 2Sebuah vektor perpindahan pada bidang xy besarnya adalah 50 m dan arahnya 120o dari sumbu positif. Berapakah komponen x dan y dari vektor tersebut?

SOAL 3Dua titik pada sebuah bidang memiliki koordinat polar (2,5 meter; 30o) dan (3,8 meter;120o)a)Tentukan koordinat cartesian dari kedua titik b) Jarak antara dua titik

Contoh:26Sebuah partikel pada titik R(2,3,4), koordinat dinyatakan dalam meter, bergerak dengan kecepatan v, besar kecepatan 5 m/det. Arahnya mengapit sudut 60o, 60o, 45o berturut-turut dengan sumbu X,Y,Z. Masa benda/partikel = 2 kgm.Penyelesaian

GERAK DALAM BIDANG DATAR27GERAK LURUSGerak Lurus Beraturan (GLB) Lintasan gerak lurus beraturan adalah berupa garis lurus yang dijalani benda dengan laju yang konstan. Dengan demikian kecepatannya konstan pulaApabila untuk menempuh jarak S diperlukan waktu t, maka kecepatan gerak adalah:V = S/t , yang sama dengan kecepatan rata-rata benda.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

28Gerak lurus berubah beraturan adalah gerakan benda dengan lintasan lurus, yang dijalani benda dengan kecepatan yang berubah secara teratur yaitu sebesar a persatuan waktu.Besaran a adalah apa yang disebut percepatan benda, dengan satuan (dalam MKS) m/s2.Bila vo, vt, dan S berturut-turut adalah kecepatan awal, kecepatan pada waktu t dan jarak yang ditempuh benda, maka pada GLBB berlaku hubungan :vt = vo + atS = vt dt = vot + at2Juga : vt2 = vo2 = vo2 + 2aSSedangkan a = dvt/dt = konstanta

3. Grafik Gerak Lurus29Grafik hubungan antara besaran-besaran geraknya.(i) Grafik kecepatan sebagai fungsi waktutV

SS = VdtMaka luas grafik yang diperoleh menunjukkan besarnya jarak yang ditempuh benda(ii) Grafik percepatan sebagai fungsi waktu

Grafik ini menunjukkan hubungan antara a dengan t. Luas grafik yang disajikan menunjukkan besarnya kecepatan benda

at

V

SOAL30DIKETAHUI, Sebuah partikel bergerak dengan lintasan :X = 10 t2 + 3t + 4, dimana X dalam meter (posisi), t dalam detik (waktu).

berapakah kecepatan rata-rata, pada waktu 2 det dan 4 det?Berapakah kecepatan sesaat pada waktu 2 det?Berapakah waktu yang diperlukan pada saat partikel berhenti?Berapakah percepatannya?Bagaimnakah Grafiknya? Hub antara t dan V, t dan a?

LATIHAN DIRUMAH31

SOAL32Posisi dari suatu partikel yang bergerak dalam fluida diamati pada waktu yang beda-beda menghasilkan data pada tabel berikut:Carilah Kecepatan rata-rata dari pergerakan partikel tersebut:A) pada detik pertamaB) 3 detik terakhir dari pertamaC) keseluruhan periode waktu

t(det)012345X (meter)02,39,220,736,857,5

SOAL33Partikel dalam darah bergerak dengan lintasan : X = 2 t2 +1t + 1, t dalam jam dan X dalam meter.

Hitung:1. Kecepatan rata-rata pada waktu 0,5 jam dan 1 jam2. Kecepatan sesaat pada waktu 1 jam3. berapa m/det, kecepatan pada saat 1 jam?4. berapakah percepatannya?5. buatkan grafiknya?

DINAMIKA BENDADIAN NOORVY KHAERUDIN, ST., MTFISIKA KEPERAWATAN34

GAYA : PENYEBAB GERAK BENDA35

Gaya merupakan ukuran dari berat, dengan inersia (kelembaman). Inersia kecendruangan benda untuk tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan.

Formula36

F = m . a

Satuan gaya = kg m/det2 = Newton

Dinyatakan bahwa gaya merupakan perkalian antara masa pada gaya itu bekerja dikalikan dengan percepatan yang dialami benda karena bekerjanya gaya.

HUKUM-HUKUM NEWTON TENTANG GAYA371. HUKUM NEWTON PERTAMABila gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka vektor kecepatan (laju dan arah) dari benda tidak berubah.

Yaitu apabila tidak ada gaya yang bekerja pada benda, bila benda mula-mula diam maka benda akan tetap diamF = 0 , a = 0Apabila benda mula-mula bergerak, maka benda akan tetap bergerak dengan kecepatan yang tetap, laju konstan dan lintasan yang lurus.

2. HUKUM NEWTON KEDUA38 Bila pada suatu benda bekerja gaya F maka pada benda tersebut akan bekerja percepatan a, yang akan diberikan :a = F/m dengan m adalah masa dari benda tersebut.

3. HUKUM NEWTON KETIGA Untuk setiap gaya yang bekerja pada suatu benda akan terdapat gaya lain yang bekerja pada benda itu yang sama besar dengan gaya yang pertama, tetapi dengan arah yang berlawanan.Hukum Aksi Reaksi

BERAT DAN MASA BENDA39BERAT adalah gaya (tarik) gravitasi yang bekerja pada benda itu.

Masa Benda adalah ukuran kuantitas benda

Berat benda ( W ) karena gaya tarik bumi dirumuskan sebagai berikut:W = m. g F = m . a

MACAM-MACAM GAYA401. Gaya Interaksi : gaya yang ditimbulkan oleh suatu benda pada benda lain walaupun letaknya berjauhan.Yang tergolong dalam Gaya Interaksi ini adalah:1.1 gaya Gravitasi : yaitu gaya tarik-menarik antara partikel-partikel yang berada di alam1.2 Gaya Elektromagnetik, yaitu gaya tarik atau tolak yang berkaitan dengan partikel-partikel bermuatan listrikAdanya medan ditimbulkan akibat gaya ini, interaksi. Medan adalah ruagn yang merupakan daerah pengaruh gaya akibat benda-benda dalam satu medan tersebut akan menderita gaya.

2. GAYA KONTAK41Adalah gaya yang terjadi hanya pada benda-benda yang besentuhan.Yaitu :2.1 Gaya Normal2.2 Gaya Gesek2.3 Gaya Tegang Tali

GAYA NORMAL42Gaya normal benda adalah gaya yang bekerja menekan benda dan merupakan gaya reaksi terhadap letak benda sehingga posisi gaya norma adalah tegak lurus terhadap bidang.

N = gaya normal pada bidang datarW = m.g = gaya berat benda

N = gaya normal pada bidang miringGaya normal dan gaya berat adalah merupakan gaya aksi reaksi benda terhadap bidang dan benda terhadap bumi.

GAYA GESEK43Adalah : gaya yang melawan gerak relatif antara dua benda.

Macam-macam gaya gesek adalah:1) gaya gesek antara zat padat dan zat padat2) gaya gesek antara zat padat dan zat cair (fluida)

Arah gaya gesek selalu sejajar dengan bidang tempat benda berada dan berlawanan arah dengan arah gerak benda, jadi gaya gesek berlawanan dengan gerak benda (melawan gerak benda).

GAYA GESEK ANTAR ZAT PADAT44ADALAH : gaya yang disebabkan adanya interaksi antara molekul-molekul benda yang saling bergerak (relatif) berupa gaya-gaya adhesi dan kohesi.

Besarnya gaya gesek (f) berbanding lurus dengan gaya normal (N) dan = koefisien gesek.Gaya gesek pada gerak relatif antara dua benda yang bersinggungan adalah gaya gesek kinetik (luncur)

fk = k . N

GAYA GESEK.....45Gaya gesek luncur selalu melawan gerak benda, berlawanan arah dengan kecepatan bendaAda 2 macam gaya gesek : gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis

V = arah gerak bendaW = m.g fkPN

Macam gaya gesek461. gaya gesek statisTerjadi pada saat benda diam fs = s . N , merupakan gaya terkecil yang diperlukan benda saat akan bergerak

2. gaya gesek kinetisBerlaku pada saat benda bergerak atau sedang bergerak = fk = k . N adalah gaya relatif yang mempertahankan gerak benda.Benda ditarik oleh P, benda belum bergerak karena ada fs hingga P diperbesar maka benda mulai bergerak dan bergerak.

47PfKeadaan benda00diamP fkGerak lurus dipercepat

Persamaan : F = m.aP fk = m.abenda pada bidang miring:W.sin fk = m . ajika benda bergerak dengan GLB (a=0)maka : fk = m.g sin

CONTOH SOAL48Suatu benda yang beratnya 600 Newton harus diberi percepatan 0,7 m/det2. Tentukan berapakah gaya yang hars dikerjakan pada benda bila diketahui g = 9,8 m/det2.PenyelesaianW = m.gMaka masa benda adalah m = W / g = 600 / 9,8 Newton/m/det2 = 61,2 kg.Maka gaya yang harus diberikan untuk benda adalah:

F = m . a = 61,2 x 0,7 = 42,8 Newton

CONTOH 249

Sebuah balok bermasa 3 kg, ditarik dengan gaya P pada bidang datar. Percepatan yang diinginkan adalah sebesar 25 cm/det2. koefisien kekasaran 1,23 . Tentukan gaya yang dibutuhkan untuk dapat menarik benda.

Gaya mendatar 200 Newton diperlukan untuk menggeser balok 15 kg sepanjang lintasan miring 30o dengan percepatan 25 cm/det2. Tentukan gaya gesek pada balok dan koefisien geseknya.

USAHA DAN ENERGI50Bila suatu gaya yang bekerja pada suatu benda m menyebabkan benda tersebut bergeser sejauh x, dikatakan bahwa gaya telah melakukan usaha (kerja) sebesar :

W = F . x W = F.x.cos W adalah usaha adalah sudut antara arah vektor gaya dan arah vektor gaya lintasanF = gayax = jarak

ENERGI51Adalah : kemampuan benda tersebut untuk melakukan usahaKemampuan energi suatu benda diukur berdasarkan pada besarnya usaha yang dapat dilakukan benda, maka satuan energi sama dengan satuan untuk besaran usaha, yaitu joule atau erg.

Energi dibedakan menjadi 2, yaitu energi kinetik dan energi potensial

ENERGI KINETIK52Adalah : energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Benda yang masanya m, yang bergerak dengan kecepatan v mempunyai energi kinetik sebesar :Ek = mv2

Bekerjanya suatu gaya pada suatu benda menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan benda tersebut. Oleh karena terjadinya perubahan kecepatan berarti terjadinya perubahan energi kinetik, maka usaha yang telah dilakukan suatu gaya pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Atau :W = mv22 mv12

ENERGI POTENSIAL53ADALAH : energi = kemampuan kerja yang dimiliki benda karena interaksinya dengan sesuatu medan. Bila medan tersebut adalah medan gravitasi, maka energi potensial benda adalah energi potensial gravitasi. Bila medan tersebut adalah medan listrik, maka energi potensial benda adalah energi potensial listrik, dst.Suatu massa m pada ketinggian h akibat percepatan gravitasi bumi g yang memiliki energi potensial :Ep = m.g. HEnergi potensial suatu benda adalah fungsi posisi sedemikian rupa sehingga selisih nilainya pada posisi awal dan posisi akhir sama dengan usaha yang telah dilakukan untuk memindahkan benda tersebut dari posisi awal ke posisi akhirnya. Atau :W = Ep1 Ep2

DAYA (P)54Adalah Kemampuan, gambaran tentang banyaknya usaha dapat dilakukan oleh suatu gaya persatuan waktu.P = W/t

Dua gaya yang berbeda dapat menghasilkan sejumlah kerja yang sama dalam waktu yang berbeda. Sehingga gaya yang perlu waktu lebih singkat mempunyai daya yang lebih besar. Dengan kata lain gaya yang memiliki daya besar dalam waktu singkat dapat melakukan usaha (kerja) besar.Satuan dari daya, dalam SI adalah Joule/sekon atau Watt.

Dapat pula menjadi daya kuda (horse power, Hp). Dimana : 1 hp = 746 Watt.

Contoh 55Suatu masa 10 kg berada pada lantai dengan kemiringan 30o. Tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya berat bila benda bergesr 25 cmi) ke bawahii) ke atas, dengan g = 10 m/sekon2

CONTOH 256Hitunglah usaha yang dilakukan sebuah pompa yang menaikkan munyak sebanyak 600 liter ke dalam tangki yang letaknya pada ketinggian 20 m bila massa jenis minyak tersebut adalah adalah 0,82 g/cm3 dan g = 9,8 m/sec2

KESEIMBANGAN BENDA TEGARDIAN NOORVY KHAERUDIN, ST., MT57

SYARAT KESEIMBANGAN58 Suatu benda dikatakan seimbang apabila benda tersebut tidak mengalami percepatan, baik percepatan linier, maupun percepatan sudut (anguler)

2 syarat keseimbangan benda:1. syarat gaya : jumlah vektor gaya yang bekerja pada benda harus sama dengan nol. Atau F = 0

2. syarat torsi (momen gaya): jumlah momen gaya yang bekerja pada benda harus sama dengan nol. Atau =0

PUSAT MASA59PUSAT MASA suatu benda adalah suatu titik yang akan bergerak seperti bergeraknya sebuah titik masa yang besarnya sama dengan masa benda tersebut, bila dikenai gaya yang sama.F = m. acmacm adalah percepatan pusat masa benda.Andaikata suatu benda terdiri atas titik-titik masa m1, m2, m3..., mn yang berturut-turut terletak pada titik-titik (x1, y1, z1), dst... Maka koordinat pusat masanya diberikan oleh:xcm = xi.mi/mi, ycm = yi.mi/ mi, zcm= zi.mi/ mi

PUSAT GRAVITASI60Adalah suatu titik yang dapat dianggap sebagai tempat terpusatnya seluruh berat benda. Pusat gravitasi adalah titik tangkap vektor gaya berat dari suatu benda.

Contoh:...

Contoh 161Suatu batang logam homogen yang panjangnya L dibebani oleh gaya 450 Newton pada jarak 0,25 L dari ujung kanan. Tentukan besarnya gaya yang bekerja pada penyangga A dan B apabila berat batang tersebut 200 Newton.

F1F20,5 L0,25 L200 N400 N

Contoh 262Sebuah tangga AB dengan berat 160 Newton bersandar pada dinding vertikal dengan membentuk sudut 60o terhadap lantai, seperti terlihat pada gambar. Dinding vertikal licin sehingga tidak ada gesekan antar dinding dan tangga. Tentukan gaya-gaya pada tangga di titik A dan B serta koefisien gesekan lantai dengan angga bila C ada di tengah-tangah tangga.

ABCF3WF1F260o

Contoh 363Masa-masa m1 = 10 kg, m2 = 30 kg, m3 = 15 kg, dan m4 = 20 kg terletak pada titik-titik (-3,2), (0,0), (3,4), (6,0). Tentukan letak pusat masa sistem tersebut.

MEKANIKA FLUIDA

64

65Yang dimaksud dengan fluida dalam ilmu fisika adalah zat alir yaitu zat zat yang relatif mudah mengalir misalnya zat cair ( air, raksa, dsb ) dan juga gas ( udara,uap,air,dsb) tinjauan tentang fluida umumnya didasarkan pada asumsi bahwa fluida yang sedang ditinjau adalah tak termampatkan artinya volume fluida tersebut tidak dapat menyusut karena tekanan.

fluida tak bergerak66Adhesi dan kohesiAdhesi adalah gaya interaksi yang terjadi antara partikel partikel zat dari jenis yang berbeda.Kohesi adalah gaya interaksi antara partikel-partikel zat dari jenis yang samacontoh: Sifat adhesif terjadi pada kapur yang menempel papan, lem yang merekatkan kertas, tinta yang menempel pada kertas dsb.Sifat kohesif terjadi pada pengenceran cat, pemanasan aspal terlebih dahulu sebelum disiramkan ke permukaan jalan dsb.Pada dasarnya energi/panas itu diberikan untuk melawan gaya kohesi sehingga partikel-partikel zat dapat terpisahkan.

Penjelasan....67Bila adhesi lebih kecil dari kohesi maka sudut kontak antara cairan dan dinding bejana akan lebih besar dari 90o. Dikatakan bahwa fluida tidak akan membasahi tempatnya. Dalam pipa kapiler, permukaan fluida dengan sifat ini akan turun.Contoh : Air raksa (Hg)

>90o

Lanjutan.....68Bila adhesi lebih besar dari kohesi maka sudut kontak fluida dengan dinding bejana akan lebih kecil dari 90o. Dikatakan bahwa zat cair dengan sifat sifat ini membasahi tempatnya. Karena sifat ini pula maka dalam pipa piler fluida akan naik ke permukaannya Contoh: air dan sebagian besar zat cair.