fisika

1. SRI MULYATI, M.Si
1

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

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. # Kemampuan sistem
untuk melakukan kerja
( perubahan
kedudukan, posisi,
bentuk).

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. 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. 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. 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. 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. 
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 
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

20. Massa suatu benda dapat ditentukan
dengan membandingkan percepatan
yang dihasilkan oleh SUATU gaya pada
benda-benda yang berbeda.
20

23. 





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)

25. 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.

27. 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)

28. 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

31. 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 !!!!!

32. 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