15. DinamikaOleh :

Putra Umar Said

15.1. Tiga buah peti yang massanya masing-masing : dan

. Diikat dan ditarik dengan gaya Jika gesekan diabaikan,

begitupula massa tali diabaikan.

Ditanyakan :

Tentukan :

Percepatan sistem dan gaya tegangan tali dan ?

Jawab :

Diagram benda bebas (a), dapat diperoleh percepatan sebagai :

Jadi percepatan tiap peti akan sama dengan percepatan seluruh sistem, yaitu 5.0

Besar gaya F sama dengan gaya tegangan tali , sehingga untuk peti , berlaku :

Pada peti bekerja gaya dan , sehingga :

Jadi besar gaya tegangan tali dan adalah 160 Newton dan 400 Newton.

(Sumber : Sardjito, 1996 : 128-129)

15.2. Sebuah kotak berada diatas lantai kasar, dan lantai itu memberi gaya gesek 1 Newton

ketika kotak ditarik dengan gaya 100 Newton berarah terhadap arah horizontal. Jika

massa kotak 10 Kg, dan ditempat itu memiliki percepatan gravitasi bumi 10

Ditanya :

Tentukan :

a. Besar percepatan yang terjadi pada kotak ?

b. Nilai gesekan kinetis ( ) antara kotak dengan lantai ?

Jawab :

Gaya resultan ( ) dari persoalan itu adalah ,

dimana F merupakan gaya yang diderita oleh benda bermassa (m) 10 Kg, dan

merupakan gaya gesek antara kotak dengan lantai. Berikutnya nilai percepatan benda (a)

adalah . Adapun gaya gesekan kinetisnya :

Sehingga diperoleh

(Sumber : Jati, 2012 : 57-58)

15.3.

Balok A dan B dengan massa 4.5 Kg dan 2.5 Kg

Percepatan gravitasi = 9.8

Koefisien gesek static antara A dengan lantai adalah , sedang koefisien gesek

statik antara A dan C sangat besar. Koefisien gesekan kinetik antara A dengan lantai

adalah .

Ditanya :

Tentukan :

a. Massa minimum balok C yang ditempatkan diatas A, agar sistem diam ?

b. Percepatan balok A, jika C ditiadakan ?

Jawab :

a. Anggaplah A, B dan C menjadi satu sistem, sehingga saya tegangan tali T tidak

perlu di perhitungkan. Dalam kondisi ini tentulah harus dipenuhi persyaratan agar

sistem diam yaitu :

Jadi dengan demikian tentulah :

F adalah gaya gesek statis pada benda A.

Pada keadaan kritis (tepat akan bergerak) F mencapai nilai maksimum, sehingga :

Dari kondisi kesetimbangan balok A pada arah vertical, akan diperoleh :

Jadi berarti :

Maka diperoleh massa minimum C adalah :

b. Jika C tidak ada, maka percepatan sistem diperoleh sebagai :

adalah resultan gaya penggerak pada sistem, sedangkan adalah jumlah

massa benda yang digerakkan, jadi :

Dengan gaya normal pada A besarnya

Maka percepatan sistem adalah :

(Sumber : Sardjito, 1996 : 134-135)

15.4. Meriam bermassa 1 Kg, ditembakkan dengan kelajuan awal 100 m/s, pada sudut

elevasi . Percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 .

Ditanya :

Berapakah ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh meriam itu ?

Jawab :

Meriam setelah ditembakkan dianggap hanya menderita gaya berat saja. Gaya itu

bersifat konservatif, sehingga berlaku hukum kekekalan tenaga mekanik.

Jika tenaga mekanik saat meriam ditembakkan(dari ketinggian nol) disebut , dan pada

ketinggian maksimum (h) adalah dipenuhi atau

Saat , dan saat itu . Berikutnya diperoleh :

Berarti

(Sumber : Jati,, 2012 : 69)

15.5. Lihat gambar

Jika dan

Ditanya :

Berapakah periodenya ?

Jawab :

(Sumber : Holliday, 1962 : 103-104)

15.6. Sebuah mobil melaju lurus kedepan dengan kecepatan , jika koefisien

gesek statis antara roda-roda dengan jalan adalah .

Ditanya :

Pada jarak berapakah mobil berhenti ?

Jawab :

(Sumber : Holliday, 1962 : 101-102)

15.7. Seseorang melaju dengan menggunakan sepeda dengan kecepatan

dan mendapati sebuah pohon tepat berada didepannya dengan jarak 6.7 m.

Ditanya :

Berapa kecapatan pengereman yang dibutuhkan untuk menghindari tabrakan ?

Jawab :

(Sumber : Tongue, 2011 : 24)

15.8.

Balok A dengan massa 80 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s, beberapa saat kemudian

balok B yang bermassa 20 kg ikut bergerak karena tertarik oleh balok A yang

dihubungkan dengan tali.

Ditanya :

Berapakah kecepatan balok A sesaat menarik balok B ?

Jawab :

Menggunakan rumus perbandingan momentum :

(Sumber : Tongue, 2011 : 25)

Daftar Pustaka

Jati Bambang Murdaka Eka. 2012. Fisika Dasar I. Yogyakarta : Galangpress Media Utama.

Sardjito. 1996. Mekanika (Fisika). Bandung : Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik.

Tongue Benson H. 2011. Dynamics. New York : Clearence Center.Inc

Holliday David & Robert Resnick. 1960. Physics. New York : John Wiley & Sons.Inc