J U R U S A N T E K N I K S I P I L UNIVERSITAS BRAWIJAYA TKS-4101: Fisika GERAKAN SATU DIMENSI Dsen: Tim Dsen Fisika Jurusan Teknik Sipil FT-UB 1
Mekanika Kinemaika Mempelajari gerak maeri anpa melibakan penyebab erjadinya gerak Dinamika Mempelajari gerak maeri dan penyebab erjadinya gerak Maeri bahasan: Pergeseran, Jarak, Kecepaan, Percepaan Maeri bahasan: Gaya, Usaha, Mmenum, dll
Bila suau benda berubah psisinya (berpindah empa/mengalami perpindahan) dalam kurun waku erenu, maka benda ersebu dikaakan mempunyai kecepaan Bila suau benda berubah kecepaannya dalam kurun waku erenu, maka benda ersebu dikaakan mempunyai percepaan
Gerak 1 dimensi Gerak dimensi linasan berada dalam sebuah bidang daar Gerak melingkar Gerak parabla Gerak 3 dimensi linasan berada dalam ruang 4
Apakah gerakan 1 dimensi Gerak sepanjang garis lurus Memiliki arah yang memungkinkan erjadi dengan dibedakan dengan anda psiif (+) dan negaif (-) 5
Cnh gerak 1 dimensi 6
7
SCALAR VECTOR DISTANCE SPEED ACCELERATION DISPLACEMENT VELOCITY ACCELERATION 8
9
Kelajuan raa-raa parikel : perbandingan jarak al yang diempuh erhadap waku al yang dibuuhkan Sauan SI kelajuan raa-raa adalah meer/sekn (m/s) Sauan lazim di US adalah fee/sekn (f/s) Sauan kelajuan sehari-hari di US adalah mile/jam sedangkan dalam SI dikenal dengan km/jam. 10
Cnh: Jika anda menempuh 00 km dalam 5 jam, maka kelajuan raa-raa anda adalah : 00/50 = 40 km/jam. Kelajuan raa-raa idak menceriakan apa-apa enang rincian perjalanan iu. 11
Knsep kecepaan sama dengan knsep kelajuan eapi berbeda karena kecepaan mencakup arah gerakan. Knsep kecepaan Arah gerakan Perpindahan 1
13
14
15
Perpindahan = perubahan psisi suau parikel = 1 Selang waku = laju perubahan psisi = 1 Kecepaan raa-raa = perbandingan anara perpindahan ( ) dengan selang waku ( ) 16
17
Dari gambar di aas: Sebuah mbil bergerak dari iik P1 ke iik P pada 1 = 19 m dengan 1 = 1 s dan iba di iik P pada = 77 m dengan = 4 s. Hiung perpindahan, kecepaan dan kecepaan raa-raa dari mbil ersebu. 18
Jawab: Perpindahan dari iik P1 ke P: = - 1 = 77 m 19 m = 58 m Perpindahan dari iik P1 ke iik P membuuhkan waku yaiu: = 1 = 4.0 s 1.0 s = 3.0 s Kecepaan raa-raa: = 58 m / 3 s = 86 m/s 19
1. Seekr sipu berada di 1 = 18 mm pada 1 = s dan belakangan diemukan di = 14 mm pada = 7 s. Hiunglah perpindahan dan Vraa-raa sipu iu unuk selang waku ersebu!. Berapakah jarak yang diempuh sebuah mbil dalam 5 meni jika Vraa-raa nya selama selang waku ini adalah 80 km/jam? 3. Serang pelari berlari (dari sar) menempuh jarak 100 m dalam 1 s, kemudian berbalik dan berjging sejauh 50 m ke arah iik awal selama 30 s. Berapakah kelajuan raa-raa dan kecepaan raa-raa unuk seluruh perjalanannya? 0
Rasi / adalah kemiringan (gradien) garis lurus. Unuk selang waku erenu, makin curam garisnya, makin besar nilai / Kemiringan garis ini adalah kecepaan raa-raa unuk selang waku 1
Kecepaan sesaa pada saa erenu adalah kemiringan garis lurus yang menyinggung kura erhadap pada saa iu. Jika selang waku menjadi lebih kecil, garis lurusnya menjadi semakin curam, eapi garis ersebu ak pernah lebih miring dari pada garis singgung pada kura 1. Kemiringan garis singgung ini kia definisikan sebagai kecepaan sesaa pada 1. Kecepaan raa-raa dari 1 ke 1
Kecepaan sesaa adalah limi rasi / jika mendekai nl aau secara maemais dapa diulis : Limi ini dinamakan urunan erhadap dalam nasi kalkulus diulis : Ne: Kemiringan ini dapa psiif ( berambah besar) aau dapa juga negaif ( berambah kecil), dengan demikian dalam gerak sau dimensi, kecepaan sesaa dapa bernilai psiif maupun negaif. Besarnya kecepaan sesaa disebu kelajuan sesaa. 3
Bila kecepaan sesaa sebuah parikel berubah seiring dengan berubahnya waku, maka parikel dikaakan dipercepa. Percepaan raa-raa adalah perubahan kecepaan sesaa unuk selang waku ersebu. Ne: Dimensi percepaan adalah panjang dibagi (waku). Sauan yang umum adalah meer per sekn kwadra aau diulis m/s. Arinya bila suau benda dipercepa dengan percepaan 10 m/s, maka iap deik, kecepaan benda ersebu berambah sebesar 10 m/s. misalnya pada saa =0; = 0 maka unuk deik perama (=1) maka kecepaan benda menjadi 10 m/s, unuk deik kedua (=) kecepaan benda menjadi 0 m/s dan seerusnya. 4
Percepaan sesaa adalah limi (rasi / ) dengan mendekai nl. Percepaan adalah urunan kecepaan erhadap waku. Kecepaan adalah urunan psisi erhadap waku. 5
Jika kecepaan knsan maka kemiringan kura erhadap adalah knsan Kecepaan berubah secara linear erhadap waku 6
1 1 1 1 a 1 1 1 1 = = 1 = = psisi awal psisi akhir kecepaan awal kecepaan akhir Percepaan knsan : a a 0 1 = 0 = waku awal waku akhir a
1 = = psisi awal psisi akhir Kecepaan raa-raa : 1 = = 1 = 0 = kecepaan awal kecepaan akhir waku awal waku akhir 1 1 0 0 Δ / Perpindahan
a a a) ( 1 a Fungsi psisi
a a a ) ( ) ( ) ( a a Percepaan knsan
( 1) a ( ) ( 3) 1 ( 4) a 1 ( 5) a ( a )
Percepaan sudah dikeahui a = - g (6) (7) y g y 1 ( 8) y y g 1 ( 9) y y g (10) ( g y y )
Sebuah mbil yang bergerak dengan percepaan knsan melewai jalan di anara dua buah iik yang berjarak 60 m dalam waku 6 deik. Kecepaannya pada saa ia melewai iik kedua adalah 15 m/s. a) Berapa jarak dari empa ia mula-mula berheni sampai ke iik perama? b) Berapa waku empuh dari empa ia mula-mula berheni sampai ke iik perama? Jawab : (- ) 1 =? (- ) = 60 m 1 =? = 6 s V =15m/s Linasan 1 Linasan
(- ) 1 =? 60 m 1 =? = 6 s V =15 m/s Pada linasan 1 hanya sau ariabel yang dikeahui, yaiu = 0 sehingga diperlukan ariabel lagi, yaiu percepaan dan kecepaan di iik 1 (kecepaan awal pada linasan aau kecepaan akhir pada linasan 1) Pada linasan sudah erdapa 3 besaran yang dikeahui : (- ) = 60 m, kecepaan akhir V = 15 m/s dan waku = 6 s. Gunakan persamaan () pada linasan unuk menghiung V : V Linasan 1 Linasan V (60)() 6 V 15 5 m s V 15 60 (6) m V1 5 s
(- ) 1 =? 60 m =? 5 m/s = 6 s 15 m/s Linasan 1 Linasan Gunakan persamaan pada linasan unuk menghiung a : 155 V a a 6 V Pada linasan 1 sudah erdapa 3 ariabel yang dikeahui 5 3 a). Gunakan persamaan (5) unuk menghiung - 5 0 V1 V1 a( ) 1 ( ) 1 5 3 b). Gunakan persaman (1) unuk menghiung 1 V V1 a 1 1 5 0 5/ 3 1 3s 7,5m
Sebuah mbil mulai bergerak dengan percepaan sebesar, m/s pada saa lampu lalulinas menyala hijau. Pada saa yang sama sebuah ruk melewainya dengan kecepaan knsan sebesar 9,5 m/s. a). Kapan, b). Dimana c). Pada kecepaan berapa mbil ersebu kembali menyusul ruk? Jawab : Truk a = 0 =9,5 m/s =9,5 m/s Mbil = 0 a=, m/s =? - =?
Truk a = 0 =9,5 m/s =9,5 m/s Mbil = 0 a=, m/s =? - =? a). b). c). ( 9,5 ( ) 1 1,1 ) 1 9,5,(8,64) 9,5 1,1 ( 8,64s 8,1 m a 0,(8,64) 19m/ s ) 1 a 1, 1,1
Sebuah bla dilemparkan erikal ke bawah dari aap sebuah gedung yang ingginya 36,6 m. Dua deik kemudian bla ersebu melewai sebuah jendela yang erleak 1, m di aas anah a). Pada kecepaan berapa bla ersebu iba di anah? b). Kapan bla ersebu iba di anah? aap gedung V jendela 36,6 V 1 anah 1, V =?
Sebuah bau dilepaskan dari sebuah jembaan yang ingginya 50 m di aas permukaan sungai. Sau deik kemudian sebuah bau lain dilemparkan erikal ke bawah dan ernyaa kedua bau ersebu mengenai permukaan sungai pada saa yang bersamaan. Tenukan kecepaan awal dari bau kedua. Jawab : 1 V 1 = 0 V