Hk. Dinamika

1,336 views

Published on

fisika

Published in: Education, Technology
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,336
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
93
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Hk. Dinamika

  1. 1. SRI MULYATI, M.Si 1
  2. 2. Dinamika: Mempelajari pengaruh lingkungan terhadap keadaan gerak suatu sistem Dasar rumusan persoalan dalam dinamika: “Bila sebuah sistem dengan keadaan awal (posisi, kecepatan dsb) diketahui ditempatkan dalam suatu lingkungan tertentu, bagaimanakah gerak sistem selanjutnya di bawah pengaruh lingkungan tersebut ?” 2
  3. 3. 3
  4. 4.  Dalam kehidupan sehari-hari, tiap orang sebenarnya punya konsep dasar tentang gaya. Misalnya pada waktu kita menarik atau mendorong suatu benda atau kita menendang bola, kita mengatakan bahwa kita mengerjakan suatu gaya pada benda itu.  Gaya dapat : - mengubah arah gerak suatu benda, - mengubah bentuk suatu benda - mengubah ukuran suatu benda    dengan syarat gaya yang kita berikan cukup besar. Gaya menyebabkan percepatan. Arah gaya searah dengan arah percepatan. gaya dapat digolongkan sebagai sebuah vektor. Diperhatikan secara cermat tampaknya ada dua macam gaya: - gaya kontak yang terjadi melalui persentuhan (dorongan, tarikan, gesekan, pegas dll) - gaya yang bekerja jarak jauh (action-at a- distance), misal : gaya gravitasi, gaya coulomb 4
  5. 5. # Kemampuan sistem untuk melakukan kerja ( perubahan kedudukan, posisi, bentuk).
  6. 6. Di SMA telah kita pelajari ada berbagai rumus gaya, seperti: F = ma F = -kx F = mv2/r F = G m1m2/r2 F = k q1q2/r2 F=μN Dll
  7. 7. 1. Gaya berat Gaya berat (W) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Gaya berat selalu tegak lurus kebawah dimana pun posisi benda diletakkan, apakah dibidang horizontal, vertikal ataupun bidang miring Gambar Arah vektor gaya berat 7
  8. 8. 2. Gaya Normal Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua prmukaan yang bersentuhan, dan arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh. Gambar Arah vektor gaya normal 8
  9. 9. Gaya normal = gaya tegak lurus permukaan N a N N W Gaya normal bisa tak segaris dengan W N W Gaya normal bisa sama dengan gaya berat W W F W Gaya normal bisa tegak lurus W Gaya normal bisa lebih besar dari W
  10. 10. 3. Gaya Gesek Gaya gesek termasuk gaya normal. gaya ini muncul jika permukaan dua benda bersentuhan secara langsung. Arah gesekan searah dengan permukaan bidang sentuh dan berlawanan dengan arah kecendrungan gerak. Gambar Arah vektor gaya gesek 10
  11. 11.  Gaya gesek statik dan kinetik (empiris):  Bergantung pada sifat permukaan yang saling bersentuhan  Gaya gesek statik:  Tumbuh merespon mengimbangi tarikan gaya dalam arah berlawanan. Tapi ada harga maksimum:  Fs,max = μs N dengan μs : koefisien gesek statik Gaya gesek kinetik  Umumnya besarnya bergantung kecepatan  Untuk kecepatan tak terlalu tinggi: konstan  Fk =μk N dengan μk : koefisien gesek kinetik  Umumnya gaya gesek kinetik < gaya gesek statik  N = besar gaya normal
  12. 12. Gaya gesek ada 2 macam : Jenis Gesekan Persamaan Keterangan KInetik FK = µ k.N Gaya berlawanan dengan kecepatan. Selalu lebih kecil dari gaya gesek statik Digunakan untuk benda yang meluncur/bergerak. Statis FS = µS.N Gaya harus lebih besar dari gaya gesek maksimum ini untuk membuat benda bergerak dari keadaan diam. Digunakan untuk objek yang diam. Arah gaya gesek berlawanan dengan arah gaya yang bekerja pada benda. 12
  13. 13. Menguraikan gaya yang bekerja pada benda di atas bidang miring. Pertanyaan : bagaimanakah sumbu penguraian (X-Y) dipilih? Pertimbangkan N kesetimbangan yang terjadi. N N=Wcos(α) ??? α W Bandingkan kasus: α W α ??? α -Mendorong kotak sepanjang bidang miring W=Ncos(α) -Mobil berbelok pada bidang miring (hanya masalah penguraian gayanya saja!!) Keuntungan mekanis dari bidang miring (nanti waktu membahas usaha!) N W α
  14. 14. 4. Gaya tegangan tali Gaya tegangan tali adalah gaya yang bekerja pada ujungujung tali karena tali itu tegang. Jika tali dianggap ringan maka gaya tegangan tali pada kedua ujung tali yang sama dianggap sama besarnya. Gambar Gaya Tegangan Tali 14
  15. 15. Asumsi thd tali ideal:  Hanya sebagai medium penerus gaya secara sempurna  Tidak elastis (a sepanjang tali sama)  Tidak bermassa (tegangan dimana-mana sama) Asumsi katrol ideal:  Hanya sebagai alat pembelok gaya  Tidak bermassa  Tidak berputar tapi licin sempurna
  16. 16. Gaya sentripetal hanyalah NAMA sejenis gaya yang istimewa yaitu arahnya selalu menuju ke titik pusat lingkaran. Jadi tentukan dulu bidang lingkarannya serta titik pusatnya, baru menentukan arah gaya centripetal. Dengan demikian: Gaya centripetal = resultan komponen semua gaya yang menuju ke pusat lingkaran atau radial keluar Untuk memiliki gaya centripetal tak perlu melakukan gerak melingkar penuh! Setiap gerak melengkung, bisa didefinisikan gaya centripetalnya. Jika Fc adalah gaya centripetal maka hukum II Newton bisa dituliskan dalam bentuk yang sangat istimewa yaitu: FC = m v2/R Dengan v adalah besar kecepatan Dan R adalah jari-jari rotasinya.
  17. 17. Ilustrasi. Siapakah yang berfungsi sebagai gaya sentripetal (Fc) Bumi mengelilingi matahari. Gaya gravitasi berfungsi jadi gaya sentripetal N cosα = Fc Tikungan licin. Uraian gaya Normal berfungsi sebagai gaya sentripetal Fc = G m M/r2 v N Selisih gaya berat dan normal berfungsi jadi gaya centripetal T W Fc = W-N Selisih gaya tegangan tali dan gaya berat berfungsi jadi gaya centripetal Fc = T-W v W
  18. 18.  Inersia adalah kecenderungan suatu benda untuk tetap diam atau tetap bergerak lurus dengan kecepatan tetap (bergerak lurus beraturan)  Semakin besar inersia suatu benda semakin cenderung benda ini ingin mempertahankan posisi diamnya, akibatnya untuk menggerakkan benda yang lebih besar inersianya dibutuhkan gaya yang lebih besar.  Catatan: pengertian inersia sebenarnya bukan untuk benda yang diam saja, tapi juga untuk benda yang bergerak dengan kecepatan tetap Gambar 1 Dua benda yg berbeda jenis 18
  19. 19. 19
  20. 20. Massa suatu benda dapat ditentukan dengan membandingkan percepatan yang dihasilkan oleh SUATU gaya pada benda-benda yang berbeda. 20
  21. 21.       Newton memikirkan gaya sebagai penyebab perubahan gerak. Gerak adalah perubahan posisi terhadap waktu. Jadi besaran gerak yang penting adalah kecepatan. Perubahan gerak berarti perubahan kecepatan, alias percepatan. Bilamana ada percepatan berarti ada gaya penyebabnya. Massa adalah ukuran kuantitatif kemudahan benda diubah keadaan geraknya. Massa menjadi ukuran inersia (kecenderungan untuk mempertahankan keadaannya)
  22. 22. Hukum ini berasal dari Galileo: Kecepatan yang diberikan pada suatu benda akan tetap dipertahankan jika semua gaya penghambatnya dihilangkan. Hukum Newton I:  Jika gaya total yang bekerja pada benda itu sama dengan nol, maka benda yang sedang diam akan tetap diam dan benda yang sedang bergerak lurus dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak lurus dengan kecepatan tetap.Benda tidak mengalami perubahan gerak    Disebut hukum inersia sebab menyatakan bilamana resultan gaya=0, benda cenderung mempertahankan keadaannya (inert). Jadi sebenarnya keadaan diam dan gerak lurus beraturan tidaklah berbeda, dua-duanya tidak memerlukan adanya gaya resultan yang sama dengan NOL. Patut diingat, gaya bersifat vektor, jadi resultannya dilakukan penjumlahan secara vektor.
  23. 23. Perubahan gerak, berarti perubahan kecepatan alias mengalami percepatan. Jika sebuah benda mengalami percepatan, maka pasti resultan gaya yang bekerja pada benda tsb tidak sama dengan NOL. Hukum II Newton: Percepatan suatu benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massanya ∑F = m a Dalam menuliskan itu, kita telah memilih konstanta kesebandingannya =1, dan satuan F ditentukan oleh satuan m dan a SI : satuan m : kg, satuan a : m/s2 satuan F : kg m/s2 (diberi nama : newton atau N)
  24. 24. Jika dalam bentuk vektor maka penulisannya adalah : ΣF = resultan gaya yang bekerja m = massa benda a = percepatan yang ditimbulkan Sebuah bola bilyard diletakkan pada permukaan yang licin sekali (anggap gesekannya tidak ada). Dua gaya bekerja pada bola ini seperti pada Gb. Hitung percepatan tersebut jika massanya, 0,5 kg. 28
  25. 25. Sebuah mobil bermassa 10 000 kg, bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan berhenti setelah menempuh jarak 200 m. Berapakah gaya pengeremannya? Ingat !!!!!
  26. 26. Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang kedua ini mengerjakan gaya pada benda yang pertama yang besarnya sama dengan gaya yang diterimatapi arahnya berlawanan. Sebuah balok diletakkan di atas lantai. Balok memberikan gaya pada lantai sebesar gaya beratnya W. Balok tidak melesak ke dalam lantai karena lantai memberikan gaya reaksi yang sama besar dengan gaya berat W. Gaya reaksi ini sering disebut gaya normal (N) yang arahnya tegak lurus permukaan lantai. 32

×