Makalah Fisika Finish
description
Transcript of Makalah Fisika Finish
TUGAS FISIKA
DINAMIKA PARTIKEL
Disusun oleh:
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Dinamika merupakan salah satu bagian dari cabang fisika.Apakah yang
terjadi jika benda dikenai gaya? Pertanyaan ini merupakan pertanyaan yang
pernah kita dengar pada pembahasan fisika sejak kita kelas VII. Bila benda
dikenai gaya maka benda akan berubah bentuk, benda akan bergerak hingga
benda akan berubah arah geraknya. Jawaban ini selintas sangat mudah bagi kita
yang sudah duduk di kelas XI.
Dinamika partikel adalah cabang dari mekanika yang mempelajari
penyebab dari gerak, yaitu gaya. Gaya adalah sebuah dorongan atau penahanan
yang diberikan oleh seseorang pada sebuah benda, sehingga benda itu dapat
bergerak, baik bergerak konstan maupun tidak konstan atau diam.
BAB II
PEMBAHASAN
I. PENGERTIAN DINAMIKA PARTIKEL
Dinamika partikel adalah cabang mekanika yang mempelajari gerak suatu partikel dengan meninjau penyebab geraknya. Gerak dari suatu partikel dipengaruhi oleh sifat-sifat dan susunan benda lain yang ada disekitarnya.
II.HUKUM HUKUM GERAK
Aristotle (384-322 B.C) :
gaya, tarik atau dorong, diperlukan untuk menjaga sesuatu bergerak.
Galileo Galilei (awal 1600-an) :
benda bergerak mempunyai “kuantitas gerak” secara intrinsik.
Issac Newton (1665 - 1666) :
Hukum Newton mengandung 3 konsep : massa, gaya, momentum
massa : mengukur kuantitas bahan dari suatu benda.
gaya : tarikan atau dorongan.
momentum : kuantitas gerak
“Kuantitas gerak” atau momentum diukur dari perkalian massa benda dengan kecepatannya :
p = m v
Persoalan pengaruh lingkungan yang mempengaruhi gerak suatu partikel telah dipecahkan oleh Issac Newton (1642-1727) yang
digambarkan dengan menggunakan hanya tiga hukum sederhana yang dinamakan dengan hukum Newton tentang gerak. Ketiga hukum tersebut ialah:
A.HUKUM I NEWTON
Hukum pertama Newton dirumuskan sebagai berikut:
“ Suatu benda yang diam akan tetap diam, dan suatu benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada gaya luar yang bekerja pada benda itu“.
Kecenderungan dari sifat benda seperti itu disebutkan bahwa benda mempunyai kelembaman, sehubungan dengan itu, hukum I Newton sering disebut hukum kelembaman/inersia.
Hukum pertama Newton tidak membuat perbedaan antara benda
yang diam dengan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan.
Hukum pertama Newton berlaku pada kerangka acuan yang inersial, yaitu
kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan konstan atau diam.
B.HUKUM KEDUA NEWTON
Hukum II Newton berbunyi:
“ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik
dengan percepatan gerak benda tersebut“
Hal tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:
m =
Fa ,maka F= m.a
Arah gaya sama dengan arah pecepatan yang ditimbulkan oleh gaya
tersebut jika gaya itu adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada
benda yang bermassa. Massa adalah sifat intrinsik sebuah benda yang
mengukur resistansinya terhadap percepatan.
C.HUKUM III NEWTON
Hukum III Newton berbunyi:
“ Jika benda 1 mengerjakan gaya aksi pada benda 2, maka benda 2 akan
mengerjakan gaya reaksi pada benda 1, yang besarnya sama tapi
arahnya berlawanan"
.
Pasangan gaya aksi-rekasi :
terjadi serentak
bekerja pada benda yang berbeda
sama besar
berlawanan arah
F aksi = - F reaksi
Keterangan :
Faksi = gaya yang bekerja pada benda
Freaksi = gaya reaksi benda akibat gaya aksi
Secara matematis ditulis :
tanda (-) menunjukkan arah gaya yang berlawanan .
III.GAYA
A.PENGERTIAN GAYA
Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan. Gaya dapat
mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :
1) benda diam menjadi bergerak
2) benda bergerak menjadi diam.
3) bentuk dan ukuran benda berubah.
4) arah gerak benda berubah.
B.MACAM-MACAM GAYA
1. Gaya Gesek
Gaya gesek adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung
antara dua permukaa benda dengan arah berlawanan terhadap
kecenderungan arah gerak benda.
Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran permukaan sentuh.
Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang
timbul.Selain itu Gaya gesek juga dapat dikatakan sebagai gaya yang
melawan gerakan dari dua permukaan yang bersentuhan. Gaya ini
memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda.Terdapat dua
jenis gaya gesek, yaitu :
-gaya gesekan statis
-gaya gesekan kinetis
Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda tidak bergerak disebut gaya
gesekan statis. Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda
bergerak disebut gaya gesekan kinetis
Gaya gesek adalah gaya yang terjadi antara 2 permukaan yang bergerak relatif berlawana
Tinjau sebuah balok yang terletak pada bidang datar yang kasar.
diam F = 0
diam F = 0 fs F1 F1 fs = F1
diam F = 0 fs F1 F2 fs = F2
diam F = 0 fs F1 F3 fs = F3
Gaya gesek yang terjadi selama benda diam disebut gaya gesek statik. Gaya gesek statik maksimum adalah gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Gaya gesek statik maksimum :
a. Tidak tergantung luas daerah kontak.
b. sebanding dengan gaya normal. Gaya normal muncul akibat deformasi elastik benda-benda yang bersinggungan.
fs s N
s = koefisien gesek statis
Bila F3 diperbesar sedikit saja, benda akan bergerak.
mulai bergerak F = m a
F1 F4 fk < F4
fk
Gaya gesek yang terjadi selama benda sedang bergerak disebut gaya gesek kinetik.
fk = k N
k = koefisien gesek kinetik
2. Gaya Berat
Gaya berat adalah besarnya gaya tarik bumi pada suatu benda.
Secara matematis, berat di tulis sebagai berikut :
w = m . g
dengan :
W = berat benda
m =massa benda
g =percepatan gravitasi bumi (g=9,8 m/s-2)
3.Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal adalah gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran
yang bekerja pada benda bermassa m, dan benda mengalami percepatan
sebesar as.
Arah gaya sentripetal juga tegak lurus terhadap vektor kecepatan
Gaya sentripetal ditulis dengan lambang Fs, dan besarnya :
Dari Hukum II Newton:
∑ F = m . a
Fs = m . as
as= V 2
r
4.Gaya Normal
Sebuah gaya kontak yang tegak lurus terhadap permukaan kontak
disebut Gaya Normal (normal berarti tegak lurus), dan mempunyai
Lambang FN atau bisa ditulis N.
IV. PENGGUNAAN HUKUM NEWTON
Hukum kedua Newton , F = m a, merupakan bagian yang penting di dalammenyelesaikan masalah-masalah mekanika. Ada beberapa langkah yang bergunauntuk membantu menyelesaikan masalah-masalah mekanika.
a. Identifikasi obyek/benda yang menjadi pusat perhatian.Pada sistem di bawah ini yang menjadi pusat perhatian adalah balok
b. Gambar gaya-gaya yang bekerja pada obyek/benda tersebut secara vektor.
c. Pilih sistem koordinat pada obyek/benda tersebut dan proyeksikan gayagayayang bekerja pada sumbu koordinat.
d. Tulis hukum keduan Newton dalam F = ma, dan jumlahkan F total yangbekerja pada obyek/benda tersebut secara vektor.
Gaya-gaya pada komponen xFx = m axF cos θ = m ax
Gaya-gaya pada Komponen yFy = m ayF sin θ + N - mg = m ay
e. Selesaikan permasalahannya secara simbolik (dengan notasi simbol, misal m, a, F dsb).
Dari dua persamaan dalam komponen x dan komponen y tersebut variabel yang ditanyakan dapat dicari.
f. Masukkan nilai tiap-tiap variabel ke dalam persamaan yang sudah diperoleh.
V. DINAMIKA GERAK MELINGKAR
Suatu partikel dapat bergerak melingkar dengan besar kecepatan konstan, jikapartikel tersebut mengalami percepatan sentripetal, yaitu percepatan ke arah pusatlingkaran:
Berdasarkan Hukum kedua Newton, bahwa apabila sebuah benda bergerakdipercepat maka pada benda tersebut bekerja suatu gaya. Maka pada kasus bendabergerak melingkar, pada benda tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat.Gaya tersebut dikenal sebagai gaya sentripetal.Contoh : sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali, pada posisi di A gaya yangmenuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w, jadi Fs = T + w
Pada posisi di bawah, gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan beratbalok w (arah menjauhi pusat). Jadi Fs = T - w
BAB III
PENUTUP
I. KESIMPULAN
Cabang dari ilmu mekanika yang meninjau gerak partikel dengan
meninjau penyebab geraknya dikenal sebagai dinamika. Persoalan pengaruh
lingkungan yang mempengaruhi gerak suatu partikel telah dipecahkan oleh
Issac Newton (1642-1727) yang digambarkan dengan menggunakan hanya tiga
hukum sederhana yang dinamakan dengan hukum Newton tentang gerak. Gerak
partikel tidak dapat dipisahkan dengan gaya-gaya yang bekerja pada partikel
tersebut,seperti gaya gesek,gaya berat,gaya sentripetal,dan lain-lain. Adapun
hukum-hukum newtin tentang gerak dapat kita aplikasikan untuk menyelesaikan
masalah-masalah menyangkut mekanika.
II. SARAN
Kita hendaknya mempelajari dan memahami berbagai hukum newton
tentang gerak agar kita dapat mengaplikaasikannya dalam kehidupan sehari-hari
terutama dalam menyelesaikan masalah menyangkut mekanika.
DAFTAR PUSTAKA
staff.uny.ac.id/sites/default/.../ii-dinamika-partikel.pdf
http://vivimuflifah31.blogspot.com/2015/02/makalah-fisika-tentang-dinamika-
gerak.html
http://klaudya-tamaleroh.blogspot.com/2011/10/dinamika-partikel.html