Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto FISIKA DASAR. Pertemuan ke-3. Mukhtar Effendi

Transkripsi

1 FISIKA DASAR Pertemuan ke-3

2 GBPP Konsep dasar mekanika dan termodinamika Besaran dan satuan Vektor Kinematika dan dinamika pertikel Kerja dan Energi Gerak Rotasi Mekanika Fluida Termodinamika Getaran Gelombang dan Optika Kelistrikan Resnick dan Halliday, 1983, Fisika terjemahan P Silaban dan E Sucipto, Erlangga, Jakarta. Sutrisna, 1978, Seri FIsika dasar, Penerbit ITB, Bandung Sears dan Zamansky, 1981, Physics University, Addison Wesley Reading Massachusset. Fisika Dasar 2

3 Kinematika : Membahas deskripsi gerak Dinamika : Membahas benda yang mengalami gerak A)Gerak satu dimensi B)Gerak dua dimensi C)Hukum-hukum gerak D)Gerak melingkar dan aplikasi lainnya Fisika Dasar 3

4 III.A. Gerak 1 dimensi 1 Displacement, Velocity and Speed 2 Instantaneous Velocity and Speed 3 Acceleration 4 One-Dimensional Motion with Constant Acceleration 5 Freely Falling Objects 1. Perpindahan, kecepatan dan kelajuan 2. Kecepataan sesaat dan kelajuan sesaat 3. Percepatan 4. Gerak 1-D dengan percepatan konstan 5. Benda jatuh bebas Fisika Dasar 4

5 III.A.1 Displacement, Velocity and Speed Perpindahan (besaran vektor): perubahan posisi Kecepatan rata-rata (besaran vektor): Perpindahan dibagi rentang waktu selama terjadinya perpindahan tersebut. Kelajuan rata-rata (besaran skalar): Jarak yang ditempuh dibagi rentang waktu yang dibutuhkan selama perjalanan. Fisika Dasar 5

6 Fisika Dasar 6

7 Fisika Dasar 7

8 III.A.2. Instantaneous Velocity and Speed Instantaneous velocity x equals the limiting value of the ratio x/ t as t approaches zero Note that the displacement x also approaches zero as t approaches zero. As x and t become smaller and smaller, the ratio x/ t approaches a value equal to the slope of the line tangent to the x-versus-t curve. Fisika Dasar 8

9 In calculus notation, this limit is called the derivative of x with respect to t, written dx/dt: The instantaneous speed of a particle is defined as the magnitude of its velocity. Fisika Dasar 9

10 Fisika Dasar 10

11 A Sebuah particle pertikel moves bergerak along the sepanjang x axis. Its sumbu x coordinate x. Koordinat varies with x berubah time according terhadap waktu to the mengikuti expression persamaan x= -4t where + 2t 2 x, is x dalam in meters meter and t is dan in t seconds. dalam sekon. The position time Grafik posisi terhadap graph for waktu this motion untukis gerak shown iniin Figure ditunjukkan below. dalam Note gambar that the berikut particle ini. moves Perhatikan in the negative bahwa partikel x direction bergerakfor pada the arah first x second negatifof untuk motion, gerakan is at rest detik at pertama, the moment diamt = 1 s, pada and t=1 moves dan bergerak in the positive padaxarah direction x positif for untuk t >1s. Fisika Dasar 11

12 (a) Determine the displacement of the particle in the time intervals t = 0 to t = 1 s and t = 1 s to t = 3 s. Fisika Dasar 12

13 (b) Calculate the average velocity during these two time intervals. Fisika Dasar 13

14 (c) Find the instantaneous velocity of the particle at t = 2.5 s. Fisika Dasar 14

15 III.A.3. Acceleration The average acceleration of the particle is defined as the change in velocity x divided by the time interval t during which that change occurred: Fisika Dasar 15

16 the instantaneous acceleration equals the derivative of the velocity with respect to time, Fisika Dasar 16

17 The velocity of a particle moving along the x axis varies in time according to the expression, where t is in seconds. (a) Find the average acceleration in the time interval t = 0 to t = 2.0 s. Kecepatan sebuah partikel yang bergerak sepanjang sumbu x berubah terhadap waktu mengikuti persamaan v=(40-5t 2 ) m/s dengan t dalam sekon/detik. a. Carilah percepatan rata-rata dalam rentang waktu t=0 sampai t= 2 s. Fisika Dasar 17

18 Fisika Dasar 18

19 Fisika Dasar 19

20 III.A.4. Gerak 1 dimensi dengan percepatan konstan Fisika Dasar 20

21 Fisika Dasar 21

22 Sebuah pesawat mendarat dengan kecepatan 63 m/s. Berapakah percepatannya jika pesawat tsb berhenti dalam 2 detik? Berapakah perpindahan pesawat sejak di-rem sampai berhenti? Fisika Dasar 22

23 III.A.5. Gerak jatuh bebas Hanya dipengaruhi gaya gravitasi saja, tanpa memperhatikan gerak asalnya. Benda yang dilempar keatas atau kebawah atau dilepaskan dari keadaan diam, mengalami percepatan gravitasi yang arahnya kebawah (menuju pusat bumi) tanpa memperhatikan gerak asalnya. g = 9.8 m/s 2 g = 10 m/s 2 Fisika Dasar 23

24 Sebuah A stone batu thrown dilemparkan from the top dari of a atas building gedung is diberikan given initial kecepatan velocity awal of 20.0 m/s lurus straight ke atas. upward. Tinggi The gedung building 50 is 50.0 m dan m batu high, tersebut and the tidak stone menabrak just misses sudut the edge gedung of the pada roof bergerak on its turun, way down, sebagaimana as shown dalam in Figure gambar below. berikut. Using t A Gunakan = 0 as the ta time = 0 the sebagai stone waktu leaves pada the thrower s saat batu lepas hand dari at position tangan, determine pelempar. Tentukanlah: (a) the time at which the stone reaches its maximum height, (b) the maximum height, (c) the time at which the stone returns to the height from which it was thrown, (d) the velocity of the stone at this instant, and (e) the velocity and position of the stone at t = 5 s Fisika Dasar 24

25 Fisika Dasar 25

26 Fisika Dasar 26

27 Fisika Dasar 27

28 Carilah (a) kecepatan batu sesaat sebelum menyentuh tanah di titik E, dan (b) Waktu total batu berada di udara. Fisika Dasar 28

29 Emily menantang David temannya untuk menangkap sebuah uang dolar sebagai berikut. Dia memegang uang secara vertikal, seperti pada gambar, dengan titik tengah uang kertas tersebut berada diantara ujung jari telunjuk dan ibu jari nya David. David harus menangkap uang tersebut setelah Emily melepaskan uang tanpa menggerakkan tangannya ke bawah. Jika waktu tanggap David adalah 0,2 s, apakah dia akan berhasil menangkap uang kertas milik Emily tersebut? Jelaskan alasanmu. Fisika Dasar 29