Xi kinematika

download Xi kinematika

of 72

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    10.725
  • download

    2

Embed Size (px)

Transcript of Xi kinematika

  • 1. STANDAR KOMPETENSI DAN KOMPETENSI DASAR FISIKAKELAS XI SEMESTER 1

2. STANDAR KOMPETENSI KOMPETENSI DASAR

  • Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanik benda titik
  • Menganalisis gerak lurus, gerak melingkar, gerak parabola dengan menggunakan vektor.
  • Menganalisis keteraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton.
  • Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan.
  • Menganalisis hubungan antara gaya dengan gerak getaran.
  • Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan dengan hukum kekekala energi mekanik.
  • Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik untuk menganalisis gerak dalam kehidupan sehari-hari.
  • Menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan masalah tumbukan.

3. Bab IKinematika dengan Analisis Vektor

  • Tujuan :
  • Setelah mempelajari bab ini siswa diharapkan mampu:
  • Menganalisis gerak tanpa dan gerak dengan percepatan tetap.
  • Menentukan hubungan grafik x t, v t, dan a t
  • Menganalisis besaran perpindahan, kecepatan, dan percepatan pada perpaduan gerak lurus dengan menggunakan vektor.
  • Menganalisis besaran perpindahan dan kecepatan pada gerak parabola dengan menggunakan vektor.
  • Menganalisis besaran perpindahan dan kecepatan pada gerak melingkar dengan menggunakan vektor.
  • Menentukan persamaan fungsi sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut pada gerak melingkar.
  • Menganalisis vektor percepatan tangensial dan percepatan sentripetal pada gerak melingkar.

4. PETA KONSEP KINEMATIKA Gerak tanpaAspek penyebabnya Gerak satudimnsi Gerak duadimensi Gerak Rotasi GRBGRBB G. Parabola GLB + GLBB B. Horizontal B. Vertikal KecepatanSudut konstan Percepatan sudut konstan Ilmu yang mempelajari meliputi misalnya misalnya perpaduan pada bersifat cirinya cirinya 5. 6.

  • Misal :

7. 8.

  • Misal

9. 10. 11. Persamaan Gerak

  • Vektor satuan
  • adalah suatu vektor yang besarnya satu satuan.

X Y Z i j k 12. Vektor Posisi

  • Adalah : suatu vektor yang menyatakan posisi dari suatu titik.
  • misal: vektor posisi titik P

X Y Z i j k P(x,y,z) O 13.

  • Maka vektor posisi titik P relatif terhadap pusat koordinat didefinisikan sebagai :
  • r = OP =x i+ y j+z k
  • dan besarnya vektor r :

14.

  • Maka vektor posisi Q relatif terhadap titik P dapat dinyatakan :
  • r PQ= PQ = OQ OP
    • = r Q r P
    • = (x Q -x P )i + (y Q -y P )j
    • + (z Q -Z P )k
    • Besar vektor r PQadalah:

x y z r p r Q r PQ P(x p ,y p ,z p ) Q(x Q ,y Q ,z Q ) 15. Contoh

  • Vektor posisi suatu benda diberikan oleh r = (t 3- 2t 2 )i + (3t 2 )j; t dalam sekon dan r dalam meter. Tentukan besar dan arah perpindahan benda dari t = 2 s sampai t = 3 s.

16. Penyelesaian

  • untuk t 1= 2 s
  • r 1= (2 3 2 x 2 2 ) i + (3 x 2 2 ) j = 12 j
  • untuk t 2= 3 s
  • r 2= (3 3 2 x 3 2 ) i + (3 x 3 2 ) j = 9i + 27j
  • maka vektor perpindahannya adalah:
  • r = r 2 r 1= (9i + 27j) (12j)
  • = 9i + 15j
  • sehingga besar perpindahannya:
  • r = x 2+ y 2= 9 2+ 15 2= 3 34 m
  • arah perpindahan:
  • tan= y/ x = 15/9 = 5/3
  • = arc tan (5/3) = 59 o

17. Kecepatan

  • Besaran vektor yang menyatakan laju perubahan posisi (perpindahan) terhadap waktu.
  • Kecepatan Rata-rata (v r )
  • (Average velocity)
  • dirumuskan :

X y z O r 1 r 2 P 1 P 2 v 2 r 18.

  • Apabila dinyatakan dalam vektor satuan :

19.

  • Kecepatan Sesaat (Instantaneous velocity).
  • yaitu : limit kecepatan rata-rata ketika interval waktunya mendekati nol.

20.

  • Besar kecepatan sesaat dirumuskan:
  • Arah kecepatan sesaat :

r t 21. Uji kemampuan

  • Posisi sebuah partikel diberikan oleh r(t) = x(t)i + y(t)j, dengan x(t) = 2t + 1 dan y(t) = 4t 2+ 2 untuk r, x, dan y dalam meter, t dalam sekon, dan konstanta dalam satuan yang sesuai.
  • Tentukan vektor posisi dan jarak partikel dari titik asal pada saat t = 2 sekon.
  • Tentukan perpindahan dan kecepatan rata-rata partikel dalam selang waktu t = 2 sekon hingga t = 5 sekon.
  • Tentukan persamaan umum kecepatan partikel.
  • Tentukan kelajuan partikel pada t = 2 sekon.

22. Menentukan posisi dari kecepatan:

  • Metode Integral
  • Atau :

23. Secara umum, posisi benda dalam lintasannya dapat dirumuskan: 24.

  • Metode Grafik

v x t x 0 t 0 t 25. v y t 0 t 0 t y 0 26. v z z 0 t t 0 t 27. Uji Kemampuan

  • Persamaan kecepatan partikel sebagai fungsi waktu dinyatakan oleh v = 4t 2 i 3tj +2k. Jika posisi partikel mula-mula berada pada pusat koordinat, tentukanlah posisi partikel sebagai fungsi waktu.

28. Percepatan (acceleration)

  • Adalah : besaran vektor yang menyatakan laju perubahan kecepatan terhadap waktu.
  • Percepatan Rata-rata (average acceleration)

v 1 v 2 a r P 2 P 1 v 1 v 2 v 29.

  • Secara metematis percepatan rata-rata dirumuskan :

30.

  • Jika dinyatakan dalam vektor satuan:

31. Percepatan sesaat(instantaneous acceleration)

  • Adalah limit percepatan rata-rata ketika interval waktunya mendekati nol.

32. Percepatan sebagai turunan ke dua dari vektor posisi:

  • Dirumuskan :
  • Sehingga vektor percepatan a menjadi :

33.

  • Besar vektor percepatan dirumuskan :

v t O P 34. Menentukan Kecepatan dari fungsi Percepatan:

  • Metode Integral

35.

  • Dalam komponen-komponen x, y, dan z:
  • Secara umum dirumuskan :

36.

  • Metode grafik

a x 0 t 0 t v 0 a y 0 v 0 t 0 t 37.

  • Secara vektor S dapat dinyatakan:
  • S = S 1+ S 2
  • Pada sumbu X :
  • S x= S 1x+ S 2x
  • S x= S 1cos 1+ S 2cos 2
  • Pada sumbu y :
  • S y= S 1y+ S 2y
  • S y= S 1sin 1+ S 2sin 2

38. Perpaduan Gerak

  • Perpaduan Dua Gerak Lurus Beraturan
  • Resulthan Vektor Perpindahan dalam Komponen-komponennya.

S 1 S 2 S X y 1 2 39.

  • Sehingga besar vektor resulthan S dapat dirumuskan:
  • Sedangka arah S terhadap sumbu X adalah :

40.

  • Cara yang lebih sederhana :

41. Perpaduan Dua Gerak Lurus Beraturan yang Saling tagak Lurus

  • Resulthan S dirumuskan :

S S y S x 42.

  • Resulthan v dirumuskan:

v v y v x 43. Ilustrasi

  • Sebuah perahu akan menyeberangi sungai secara tegak lurus terhadap aliran sungai. Kapan dan dimana perahu tersebut sampai di seberang sungai, jika lebar sungai 20 m, kecepatan perahu terhadap aliran sungai 4 m/s, dan kecepatan aliran sungai 3 m/s relatif terhadap tepi sungai.

44.

  • Diket :
  • v a= 3 m/s ; v p= 4 m/s
  • y = 20 m (lebar sungai)

v v p v a x y 20 m 45.

  • Ditanya :
  • x dan t y
  • Jawab :
  • nilai x dan y untuk beberapa nilai t

t (s) 0 1 2 3 4 5 X =v a t (m) 0 3 6 9 12 15 Y =v p t (m) 0 4 8 12 16 20 46.

  • Grafik lintasan perpaduan dua GLB pada bidang xy.

x y 0 3 6 9 12 15 4 8 12 16 20 47.

  • Dari grafik dapat disimpulkan bahwa perpaduan antara GLB dengan GLB akan menghasilkan GLB juga.
  • Waktu yang dibutuhkan perahu sampai seberang sungai:

48.

  • Posisi perahu setelah di seberang sungai:

49. Uji Kemampuanmu Rek!

  • Sebuah perahu bergerak dengan kecepatan 0,3 m/s arah ke Barat laut relatif terhadap tepi sungai. Perahu tersebut berada di sungai yang airnya mengalir dengan kecepatan 0,5 m/s arah ke Barat relatif terhadap tepi sungai. Tentukan besar dan arah kecepatan perahu relatif terhadap aliran sungai.

50.

  • Seorang pilot berusaha menerbangkan pesawatnya ke Utara. Tiba-tiba ada angin berhembus dengan kecepatan 80 km/jam ke Barat. Jika kelajuan pesawat terbang di udara 240 km/jam, ke mana pesawat harus di arahkan?

51. Perpaduan GLB dengan GLBB

  • Gerak dalam Bidang Horizontal
  • Masih ingat dengan perahu yang menyeberangi sungai? Sekarang perahu menyeberangi sungai dengan GLBB tanpa kecepatan awal tetapi mempunyai percepatan 2 m/s 2 . Kalau begitu bagaimana bentuk grafiknya?

52.

  • Nilai x dan y untuk beberapa nilai t

t (s) 0 1 2 3 4 5 x = v a t (m) 0 3 6 9 12 15 y = at 2(m) 0 1 4 9 16 25 53.

  • Dari tabel diperoleh grafik