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