HUKUM I NEWTON Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol ΣF = 0 maka benda tersebut : - Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau - Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan. Keadaan tersebut di atas disebut Hukum KELEMBAMAN.
LANJUTAN HUKUM I NEWTON Kesimpulan : ΣF = 0 dan a = 0 Karena benda diam atau bergerak lurus beraturan, maka pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan : Σ F = 0 Σ F x dan = 0. y
LANJUTAN HUKUM I NEWTON Kesimpulan : ΣF = 0 dan a = 0 Karena benda diam atau bergerak lurus beraturan, maka pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan : Σ F = 0 Σ F x dan = 0. y
CONTOH SOAL HUKUM I NEWTON Sebuah lampu digantung seperti pada gambar. Berapakah gaya tegangan talinya?
β JAWABAN CONTOH SOAL y T 2 sinβ T 2 T 1 T 2 cosβ 3 sin α = 5 4 cos α = 5 4 sin β = 5 3 cos β = 5 T 1 sinα HUKUM I NEWTON T α T 1 cosα 1 2 1. Gambar gaya gaya yang bekerja 2. Uraikan ke sumbu x dan y. F x = 0 4 3 3 cos α T cos β = 0 T 1 = T 2 T 1 = T 2 x 5 5 4 = 0 1 α 2 F y T sin + T sin β w = 0 3 4 3 T1 + T2 = 10 3( 2) 4 2 50 5 5 4 T + T = 9T + 16T = 200 2 2 2 T 200 = = 8 25 w 1 N T 3 =.8 = 6 4 N
HUKUM II NEWTON Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda. F m.a F = k. m. a dalam S I konstanta k = 1 maka : F = m.a SATUAN : F dalam newton m dalam Kg a dalam m/s 2
MASSA DAN BERAT Berat suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ). Hubungan massa dan berat : w = m. g w = gaya berat (newton) m = massa benda (Kg) g = percepatan grafitasi (m/s 2 ) Perbedaan massa dan berat : * Massa (m) merupakan besaran skalar di mana besarnya di sembarang tempat untuk suatu benda yang sama selalu TETAP. * Berat (w) merupakan besaran vektor di mana besarnya tergantung pada tempatnya ( percepatan grafitasi pada tempat benda berada ).
CONTOH SOAL BERAT BENDA Sebuah benda mendapat gaya sebesar 30 N, sehingga dalam waktu 6 detik kecepatannya menjadi 30 m/det dari keadaan diam. Berapa berat benda jika g = 10 m/det 2. v = v + a. t t o 30 = 0 + a.6 a = 5 m / s 2 F = m. a 30 = m.5 m = 6 Kg w w w = = = m. g 6.10 60 N
KEGIATAN PSIKOMOTORIS Perhatikan dua buah animasi di bawah ini : Diskusikan dalam kelompok mu dan buatlah sebuah deskripsi tentang animasi yang telah kamu amati!
PENGEMBANGAN HUKUM II NEWTON F = m. a F 1 + F 2 - F 3 = m. a Arah gerak benda sama dengan F 1 dan F 2 jika F 1 + F 2 > F 3 Arah gerak benda sama dengan F 3 jika F 1 + F 2 < F 3 ( tanda a = - ) F 1 + F 2 - F 3 = ( m 1 + m 2 ). a F cos θ = m. a
HUKUM III NEWTON Bila sebuah benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda juga akan melakukan gaya pada benda A yang besarnya sama tetapi berlawanan arah. Gaya yang dilakukan A pada B disebut : gaya aksi. Gaya yang dilakukan B pada A disebut : gaya reaksi. maka ditulis : F aksi = - F reaksi Hukum Newton III disebut Hukum Aksi - Reaksi. Meskipun N = w dan arahnya berlawanan Pasangan ini bukanlah pasangan Aksi-Reaksi Karena N dan w bekerja pada satu benda Yang sama.
PASANGAN GAYA AKSI-REAKSI
HUBUNGAN TEGANGAN T ALI DAN PERCEPATAN Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadaan bergerak lurus beraturan maka : T = m. g T = gaya tegangan tali. Benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka : T = m. g + m. a T = gaya tegangan tali. Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka : T = m. g - m. a T = gaya tegangan tali.
GERAK BENDA YANG DIHUBUNGK AN DENGAN KATROL Tinjauan benda m1 Tinjauan benda m2 T = m 1.g - m 1.a ( persamaan 1) T = m 2.g + m 2.a ( persamaan 2) Karena gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka persamaan 1 dan persamaan 2 dapat digabungkan : m 1. g - m 1. a = m 2. g + m 2. a m 1. a + m 2. a = m 1. g - m 2. g ( m 1 + m 2 ). a = ( m 1 - m 2 ). g w 1 - w 2 = (m 1 + m 2 ). a ( m 1 - m 2 ). g = ( m 1 + m 2 ). a atau ΣF = Σ m. a w 1 - T + T - T + T - w 2 = ( m 1 + m 2 ). a a = ( m ( m 1 1 + m m 2 2 ) ) g
CONTOH SOAL KATROL Seutas tali dipasang pada kantrol dan ujung-ujung tali di beri beban 4 kg dan 6 kg. Jika gesekan tali dengan katrol diabaikan, hitung : a. Percepatan. b.tegangan tali.
JAWABAN CONTOH SOAL Benda A. F = m. a Benda B F = m. a T w = m. a w. T = m a A A B B T a a T = 40 + 4. a T = 60 6. a T A w A B w B Untuk Untuk Mengakhiri Mengakhiri tekan tekan Esc Esc 40 + 4a = 60 6a 2a = 20 a = 2 m / s T = 60 6.2 = 48 N 2 F = m. a w T + T T + T w = ( m + m ). a B A A B 60 40 = 10. a a = 2 m / s 2
JAWABAN CONTOH SOAL Gambar gaya-gaya yang bekerja. TENTUKAN ARAH GERAK SISTEM Benda A. Benda B F = m. a F = m. a T w = m. a w. T = m a A A B B T a a T = 40 + 4. a T = 60 6. a T A w A B w B 40 + 4a = 60 6a 2a = 20 a = 2 m / s T = 60 6.2 = 48 N 2 F = m. a w T + T T + T w = ( m + m ). a B A A B 60 40 = 10. a a = 2 m / s 2
BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING Gaya - gaya yang bekerja pada benda. N W sin θ θ w W cos θ
GAYA GESEKAN Gaya gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan arah gerak benda. Ada dua jenis gaya gesek yaitu : gaya gesek statis (fs) : bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan persamaan : fs = N.µs gaya gesek kinetik (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan : fk = N. µk Nilai fk < fs.
GAYA NORMAL N = w N = w cos θ N = w - F sin θ N = w + F sin θ
CONTOH SOAL GAYA GESEKAN Sebuah benda berada dibidang miring kasar dengan sudut kemiringan 37 o dan koefisien gesekan kinetiknya 0,2 Jika massa benda 5 kg dan ditarik dengan gaya 10 newton sejajar bidang mkiring ke atas, tentukan arah gerak benda, tentukan pula jarak yang ditempuhnya selama 5 detik jika mula-mula dalam keadaan diam.
JAWABAN CONTOH SOAL F = W sin 37 o 37 O m. a N w 37 O F = 10 N fk W cos 37 o 1. GAMBAR GAYA-GAYA YANG BEKERJA! 2. Bandingkan gaya-gaya yang bekerja di ujung-ujung benda untuk menentukan arah gerak 3. Tentukan arah gerak benda 4. Gambar gaya gesek benda 5. Selesaikan dengan persamaan Hukum II Newton o w sin 37 F fk = m. a fk = N. µ k 3 50 10 8 = 5. a f cos37 o k = w. µ k 5 12 4 2 a = = 2, 4 m / s fk = 50..0, 2 = 8 5 5 N