Penggunaan Hukum Newton

Transkripsi

1 Penggunaan Hukum Newton Asumsi Benda dipandang sebagai patikel Dapat mengabaikan geak otasi (untuk sekaang) Massa tali diabaikan Hanya ditinjau gaya yang bekeja pada benda Dapat mengabaikan gaya eaksi

2 Diagam Bebas Benda Identifikasi semua gaya yang bekeja pada benda Pilih sistem koodinat yang tepat Jika diagam bebas benda keliu, maka solusi yang dihasilkan akan keliu juga

3 Contoh: Bidang Miing Pilih sistem koodinat dengan sumbu x sepanjang bidang miing dan sumbu y tegak luus bidang miing Gantikan gaya gaitasi dengan komponen- komponennya

4 Contoh 1. Soal Bidang Miing Poblem: Seoang anak menahan tali yang dihubungkan dengan keeta luncu sehingga keeta luncu tidak begeak. Jika beat keeta luncu 77.0 N dan anggap tidak ada gesekan antaa bukit dengan keeta luncu, cailah tegangan tali T dan gaya nomal yang dikejakan oleh bukit pada keeta luncu!

5 Solusi Gien: angle: α=30 weight: w=77.0 N Find: Tension T=? Nomal n=? 1. Intoduce coodinate fame: Oy: y is diected pep. to incline Ox: x is diected ight, along incline Ox : Oy : F x Note = T mg sinα = 0, T = mg(sin 30 F y T = mg(cos 30 : F = 0 o ) = 77.0N(sin 30 = n mg cosα = 0, o ) = 77.0N(cos30 o ) = 38.5N o ) = 66.7N

6 Contoh. Benda yang Saling Dihubungkan Beapa pecepatan masing-masing benda? Animasi 4.1

7 Gaya Gesek Ketika sebuah benda begeak di atas pemukaan atau melewati medium yang kental, maka benda akan mengalami hambatan dalam geaknya Hal ini disebabkan akibat adanya inteaksi antaa benda dengan lingkungannya Hambatan ini disebut gaya gesek

8 Gaya Gesek (Lanjutan) Gaya gesek sebanding dengan gaya nomal Gaya gesek statis biasanya lebih besa daipada gaya gesek kinetis Koefisien gesekan (µ) begantung pada pemukaan kontak Aah gaya gesek belawanan dengan aah geak benda Koefisien gesekan tidak begantung pada luas pemukaan kontak

9 Gesekan Statis,, ƒ s Gesekan statis bekeja untuk menjaga benda dai begeak Jika F betambah, begitu juga ƒ s Jika F bekuang, begitu juga ƒ s ƒ s µ s N

10 Gaya Gesek Kinetik Gaya gesek kinetik muncul ketika sebuah benda sedang begeak ƒ k = µ k N Animasi 4. Animasi 4.3

11 Tes Konsep 3 Anda mendoong peti kayu di atas lantai dengan laju konstan. Kemudian anda memutuskan untuk membalikkan ujungnya, sehingga luas pemukaan yang besentuhan dengan lantai menjadi setengah dai semula. Dalam posisi yang bau ini, bila anda mendoong peti kayu tesebut dengan laju yang sama dengan laju semula, maka gaya yang anda kejakan pada peti kayu tesebut hauslah a. empat kali lebih besa b. dua kali lebih besa c. sama besa d. setengah kali lebih besa e. sepeempat kali lebih besa dengan gaya yang anda beikan sebelum meubah posisi peti kayu. Jawab c

12 Contoh 4. Benda yang Saling Dihubungkan Poblem: Jika koefisien gesekan statik dan kinetik antaa benda dengan pemukaan meja betuut-tuut dan Cai pecepatan kedua benda dan tegangan talinya (abaikan efek otasi)

13 Solusi Gien: mass1: m 1 =4.00 kg mass: m =7.00 kg fiction: µ κ =0.300 Find: Tensions T=? Acceleation a=? 1. Intoduce two coodinate fames: Oy: y s ae diected up Ox: x s ae diected ight Note : u F = ma, and fk = µ n Mass1: Ox 1 Oy 1 : : F x F y = T f k = n m g 1 = m a, 1 = 0. Mass : Oy : Fy = mg T = m a. Soling those equations: a = 5.16 m/s T = 3.4 N

14 Dinamika Geak Melingka

15 Gaya yang Menyebabkan Pecepatan Sentipetal Hukum II Newton mengatakan bahwa pecepatan sentipetal diakibatkan oleh gaya F = ma F menyatakan gaya-gaya yang bekeja pada benda yang membuat benda mengikuti lintasan melingka m Gaya gesek (belokan miing dan ata) Tegangan pada tali Gaitasi C =

16 Contoh1: belokan ata Tinjau sebuah mobil yang melaju dengan 0 m/s (~45 mph) pada sebuah belokan melingka ata bejai-jai 40.0 m. Asumsikan massa mobil 1000 kg. 1. Beapa besanya gaya gesek yang dialami ban mobil?. Beapa haga koefisien gesek minimum aga mobil aman melalui belokan tanpa selip?

17 Solusi Diketahui: massa: m=1000 kg kecepatan: =0 m/s adius: = 40.0m 1. Gamba diagam bebas benda dan teapkan Hukum Newton tiap komponen F y = 0 = N mg N = mg Dicai: 1. f=?. µ=? f = µ mg = m = N µ = 1000 kg 9.8m s F x = m f = m. Gunakan definisi gaya gesek: 4 N, 1.0 thus ( 0 m s) = 1000 kg = m 4 N info: µ untuk kaet pada keadaan keing adalah 1.00! µ untuk kaet pada keadaan basah adalah 0.!

18 Tes Konsep 4 Dalam gesekan statis atau kinetis kah apabila sebuah mobil tidak selip atau tegelinci? a. Statis b. Kinetis Jawab a

19 Contoh : belokan miing Tinjau sebuah mobil yang melaju dengan 0 m/s (~45 mph) pada sebuah belokan melingka miing dengan kemiingan 30 dan bejai-jai 40.0 m. Asumsikan massa mobil 1000 kg. 1. Beapa besanya gaya gesek yang dialami ban mobil?. Beapa haga koefisien gesek minimum aga mobil aman melalui belokan tanpa selip?

20 Solusi: Diketahui: massa: m=1000 kg kecepatan: =0 m/s adius: = 40.0m sudut: α = 30 Dicai: 1. f=?. µ=? 1. Gamba diagam benas benda, buat keangka koodinat dan tinjau poyeksi hoisontal dan etikal F y = 0 o mg ncos30 = mg n = = 11316,06N o cos30 F x = m o o nsin 30 + f cos30 = m mg o o sin 30 + f cos30 = m o cos30 o m mg tan 30 f = o o cos30 cos , f = 3 = 5013,67 N Gunakan definisi gaya gesek: f µ s = µ sn, jadi minimal µ s adalah f s 5013,67 N = = 0.44 N 11316,06 N

21 Contoh-contoh Geak Melingka yang Lain 1. Tali diputa dalam bidang hoisontal T F T = m = m. Benda di lua lintasan etikal N Ө mg cos Ө mg F = m mg cosθ N = m

22 3. Benda di dalam lintasan etikal Ө N F = m N mg cosθ = m mg mg cos Ө 4. Benda (pesawat) beputa etikal Ө mg cos Ө mg F = m mg cosθ = m

23 PR Buku Tiple Jilid I Hal 10 no 45 Hal 151 no 35, 37 Hal 153 no 48, 49