Bab V. Untuk menentukan besarnya kecepatan suatu titik yang bergerak. terhadap sebuah badan yang juga bergerak, perhatikan titik B yang

dokumen-dokumen yang mirip
Bab III Kecepatan relatif dua buah titik pada satu penghubung kaku. Penghubung berputar terhadap satu titik tetap

KINEMATIKA GERAK 1 PERSAMAAN GERAK

Bab IV. Mekanisme paling sederhana yang dipelajari adalah mekanisme. engkol-peluncur segaris seperti pada gambar 4.1

BUKU AJAR KINEMATIKA DAN DINAMIKA 1 TIM DOSEN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA

Bab VI. 6.1 Mekanisme sederhana dan Mekanisme komplek. Suatu mekanisme dikatakan sederhana apabila untuk analisa

BAB 6 PERCEPATAN RELATIF

KINEMATIKA. Fisika. Tim Dosen Fisika 1, ganjil 2016/2017 Program Studi S1 - Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro - Universitas Telkom

Bab II. Lintasan dari sebuah titik adalah perubahan dari posisinya dan dia. adalah besaran vector. Pada gambar 2.1 sebagai titik P bergerak

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

Diferensial Vektor. (Pertemuan III) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Pengertian. Transformasi geometric transformation. koordinat dari objek Transformasi dasar: Translasi Rotasi Penskalaan

Review. Adakah Metode alternatif untuk menentukan kuat medan magnet di sekitar arus listrik???

DEPARTMEN IKA ITB Jurusan Fisika-Unej BENDA TEGAR. MS Bab 6-1

Pembahasan Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Bidang Matematika. Kode Paket 634. Oleh : Fendi Alfi Fauzi 1. x 0 x 2.

BAB 1 Vektor. Fisika. Tim Dosen Fisika 1, Ganjil 2016/2017 Program Studi S1 - Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro - Universitas Telkom

Pembahasan a. Kecepatan partikel saat t = 2 sekon (kecepatan sesaat) b. Kecepatan rata-rata partikel saat t = 0 sekon hingga t = 2 sekon

Gambar 7.1 Sebuah benda bergerak dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

KINEMATIKA. A. Teori Dasar. Besaran besaran dalam kinematika

Gerak rotasi: besaran-besaran sudut

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

III. KINEMATIKA PARTIKEL. 1. PERGESERAN, KECEPATAN dan PERCEPATAN

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

GERAK BENDA TEGAR. Kinematika Rotasi

SOAL&PEMBAHASAN MATEMATIKATKDSAINTEK SBMPTN. yos3prens.wordpres.com

a menunjukkan jumlah satuan skala relatif terhadap nol pada sumbu X Gambar 1

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

FISIKA XI SMA 3

BAB IV ANALISA KECEPATAN

FISIKA KINEMATIKA GERAK LURUS

Medan Magnet 1 MEDAN MAGNET

KINEMATIKA DAN DINAMIKA TEKNIK

Geometri pada Bidang, Vektor

Vektor. Vektor memiliki besaran dan arah. Beberapa besaran fisika yang dinyatakan dengan vektor seperti : perpindahan, kecepatan dan percepatan.

VEKTOR. Besaran skalar (scalar quantities) : besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Contoh: jarak, luas, isi dan waktu.

Jika titik O bertindak sebagai titik pangkal, maka ruas-ruas garis searah mewakili

1 Sistem Koordinat Polar

BAB 1 BESARAN VEKTOR. A. Representasi Besaran Vektor

Pengertian Momen Gaya (torsi)- momen gaya.

10 Grafik Sudut Deviasi Bangun Datar

MODUL FISIKA SMA Kelas 10

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

Fisika Umum Suyoso Kinematika MEKANIKA

III HASIL DAN PEMBAHASAN

BESARAN VEKTOR. Gb. 1.1 Vektor dan vektor

Fisika Dasar 9/1/2016

1/32 FISIKA DASAR (TEKNIK SIPIL) KINEMATIKA. menu. Mirza Satriawan. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

Transformasi Geometri Sederhana

BAB II PEMODELAN MATEMATIS SISTEM INVERTED PENDULUM

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

Antiremed Kelas 10 FISIKA

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

Kinematika. Gerak Lurus Beraturan. Gerak Lurus Beraturan

Intensitas spesifik Fluks energi Luminositas Bintang sebagai benda hitam (black body) Kompetensi Dasar: Memahami konsep pancaran benda hitam

Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Kode 483

SASARAN PEMBELAJARAN

Osilasi Harmonis Sederhana: Beban Massa pada Pegas

Trigonometri. G-Ed. - Dua sisi sama panjang atau dua sudut yang besarnya sama. - Dua sisi di seberang sudut-sudut yang sama besar panjangnya sama.

dengan vektor tersebut, namun nilai skalarnya satu. Artinya

Pembahasan Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN)

KINEMATIKA PARTIKEL 1. KINEMATIKA DAN PARTIKEL

Gerak Dua Dimensi Gerak dua dimensi merupakan gerak dalam bidang datar Contoh gerak dua dimensi : Gerak peluru Gerak melingkar Gerak relatif

Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi. Oleh : Ni Made Wulan Permata Sari

VEKTOR. Oleh : Musayyanah, S.ST, MT

Disusun oleh : Ir. ARIANTO

GERAK LURUS Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.

Gambar (a) Arah medan magnet, (b) Garis-garis medan magnet

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

Koordinat Kartesius, Koordinat Tabung & Koordinat Bola. Tim Kalkulus II

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

Kalkulus Multivariabel I

BAB 2 ANALISIS VEKTOR

BAB 3 DINAMIKA. Tujuan Pembelajaran. Bab 3 Dinamika

4 I :0 1 a :4 9 1 isik F I S A T O R A IK M A IN D

Hendra Gunawan. 5 Maret 2014

VEKTOR. maka a c a c b d b d. , maka panjang (besar/nilai) vector u ditentukan dengan rumus. maka panjang vector

MATEMATIKA. Sesi VEKTOR 2 CONTOH SOAL A. DEFINISI PERKALIAN TITIK

Bab VI Dinamika Rotasi

Arahnya diwakili oleh sudut yang dibentuk oleh A dengan ketigas umbu koordinat,

SISTEM KOORDINAT VEKTOR. Tri Rahajoeningroem, MT T. Elektro - UNIKOM

Keep running VEKTOR. 3/8/2007 Fisika I 1

Can be accessed on:

MAKALAH MOMEN GAYA. Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Mekanik. Disusun Oleh: 1.Heri Kiswanto 2.M Abdul Aziz

Dinamika. DlNAMIKA adalah ilmu gerak yang membicarakan gaya-gaya yang berhubungan dengan gerak-gerak yang diakibatkannya.

BAB V ZAT CAIR DALAM KESATIMBANGAN RELATIF

BAB II BESARAN VEKTOR

B a b 2. Vektor. Sumber:

Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Kode 132

BAB III ANALISA DINAMIK DAN PEMODELAN SIMULINK CONNECTING ROD

Karena hanya mempelajari gerak saja dan pergerakannya hanya dalam satu koordinat (sumbu x saja atau sumbu y saja), maka disebut sebagai gerak

Antiremed Kelas 10 FISIKA

GEOMETRI ANALITIK PERTEMUAN2: GARIS LURUS PADA BIDANG KOORDINAT. sofyan mahfudy-iain Mataram 1

Analisis Perpindahan (displacement) dan Kecepatan Sudut (angular velocity) Mekanisme Empat Batang Secara Analitik Dengan Bantuan Komputer

Bab 1 -Pendahuluan Hitung Vektor.

Integral yang berhubungan dengan kepentingan fisika

DIKTAT MATEMATIKA II

Transkripsi:

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Bab V KECEPATAN DAN PERCEPATAN PADA DUA TITIK YANG BERIMPIT KOMPONEN CORIOLI DARI PERCEPATAN NORMAL 5.1 Kecepatan relatif dua titik berimpit Untuk menentukan besarnya kecepatan suatu titik yang bergerak terhadap sebuah badan yang juga bergerak, perhatikan titik B yang bergerak terhadap badan M, yang pada saat bersamaan badan M tersebut bergerak dalam satu bidang, seperti terlihat pada gambar. Ditetapkan sebuah system sumbu koordinat, X dan Y, dan akan digunakan untuk menentukan posisi absolute suatu titik dalam bidang X dan Y. ebuah system sumbu yang kedua, c dan d ditetapkan pada badan M dan bergerak dalam cara yang sama seperti badan M Program emi Que IV Tahun 003 56

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. bergerak. udut memberikan posisi sudut dari sumbu c dengan sumbu X Y M d c B d c (c sin + d cos ) YB X A A (c cos - d sin ) YA O X B X (a) Pada gambar diatas menunjukkan bahwa perpindahan X dan Y dari titik B dapat dinyatakan sebagai berikut, dimana A merupakan satu titik tetap pada M : XB = X A + c cos θ - d sin θ YB = YA + c sin θ + d cos θ Dideferensialkan persamaan-persamaan di atas dan mengganti dθ ω = yaitu kecepatan sudut badan M, dengan menganggap bahwa c dan d adalah variable-variabel dx B = V x B dx = A dc dd cω sinθ + cosθ dω cosθ sinθ Program emi Que IV Tahun 003 57

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. dy B = V Y B dy = A + cω cosθ + dc sinθ dω sinθ + dd cosθ Dengan dc = uc, ud dd dx X =, A dy = V A dan A y = VA Maka V x B = V x A ω( c sinθ + d cosθ ) + uc cosθ ud sinθ Y y V B = V A + ω( c cosθ d sinθ ) + uc sinθ + ud cosθ Y H (c sin + d cos ) G d R 90- B (c cos - d sin ) c R (c sin + d cos ) A J (c cos - d sin ) O X (b) Dengan menjumlahkan persaman diatas secara vektor dan menyederhanakan seperti dibawah : (a). VB = (V X B V y B ) (b). V A = (V X A V y A ) c = ω ( c + d ) (c). ω( c sin θ + d cos θ ) ω( cos θ d sin θ ) 1 / Program emi Que IV Tahun 003 58

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Maka 1 / (d). (uc cos uc sin ) = [ ] ( u cosθ ) + ( u sinθ ) = uc 1/ (e). (ud cos ud sin ) = [ ] c c ( u cosθ) + ( u sinθ) = ud d d VB = V B R uc ud Tetapi V B R = VB m yaitu kecepatan suatu titik pada badan M yang berimpit dengan titik B, karena A dan satu titik pada badan M yang berimpit dengan B adalah dua buah titik pada satu penghubung kaku. Juga, uc ud = u, yaitu kecepatan relatif B terhadap badan M. sehingga persamaan diatas dapat dituliskan dalam bentuk : VB = V M B u ebagai kesimpulan, interpretasi persamaan diatas yaitu bahwa kecepatan sebuah titik yang bergerak terhadap satu badan yang juga bergerak, diperoleh dengan menjumlahkan secara vector kecepatan titik yang berimpit pada badan gerak dan kecepatan relatif terhadap badan, dengan menganggap badan diam. Persamaan dapat dituliskan dalam bentuk siap pakai dengan menyebut titik gerak sebagai B3 titik berimpit pada badan M sebagai B4, sehingga bentuknya menjadi : VB3 = VB4 VB3B4 Interprestasi sebenarnya adalah bahwa kecepatan relatif, VB3B4, diamati dengan menganalisa lintasan gerak titik B3 relatif ke penhubung 4 (penghubung dimana titik B3 bergerak ), dengan menganggap penghubung 4 diam. Program emi Que IV Tahun 003 59

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. 5. Percepatan dua titik berimpit Untuk menentukan percepatan relatif dua buah titik yang berimpit dimana satu titik bergerak terhadap satu body yang bergerak, seperti pada pasangan sliding (sliding pair). Maka analisa percepatan untuk keadaan tersebut diatas akan lebih rumit karena pusat kecepatan relatif untuk pasangan seperti ini berada di tak terhingga. Penyelesaian untuk analisa kinematika dari problem diatas ialah dengan berdasarkan ketentuan bahwa hubungan yang mentransfergerakan dari pasangan seperti keadaan diatas berimpit pada satu titik. Kedua titik yang berimpit dari pasangan link tersebut mempunyai kecepatan dan percepatan relatif satu dengan yang lainnya. Dalam analisa ini kita akan mencari persamaan yang menentukan besarnya percepatan normal relatif antara kedua titik tersebut. s VQ s V Q Q Q zs M s z M s Q pada link z pada link s M pada link z dan link s (a) (b) Program emi Que IV Tahun 003 60

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Pada gambar (a) diatas link bergerak dengan kecepatan sudut, sedangkan titik Q bergerak diatas link dengan jari-jari lintasan dan pusat lintasan M. Dengan memisalkan MQ = link z dengan panjang yang berputar diatas link dengan M sebagai pusatnya serta kecepatan sudutnya Z. Pada gambar (b) Arah VQ keatas apabila Z. Arahnya berlawanan arah putaran jarum jam dan arahnya akan kebawah bila Z berputar searah putaran jarum jam. Kecepatan Q relatif terhadap : VQ = Z. Atau ω Z V = ± Q Tanda positip Z berlawanan dengan putaran jarum jam dan apabila negative arah Z sama dengan putaran jarum jam. Kecepatan sudut absolute dari link Z adalah : Z = + Z Dengan menggunakan persamaan gerak relatif maka : ( AQM ) n = ( AQ )n + ( AM )n ( AQ )n = ( AQM )n + ( AM )n Kemudian ditinjau titik Q dan titik M pada link z. Q zs M Program emi Que IV Tahun 003 61

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. ( AQM ) n = ω Z = ( + Z ) = ω + ω Z ± ω ω Z Dengan memasukkan persamaan diatas dalam persamaan ini dihasilkan : ( AQM ) n = ω + V Q ± ω VQ ( AQM )n = ω + V Q ± ω V Q Kemudian ditinjau titik dan M pada link. ω ( AM )n = ω M Mensubstitusikan persamaan () dan () kedalam persamaan () maka akan didapatkan : ( AQM ) n = ω + V Q ± ω V Q - ω Program emi Que IV Tahun 003 6

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. ( AQM ) n = V Q ± ω VQ Persamaan () menunjukkan besarnya percepatan normal titik Q yang bergerak diatas link yang juga bergerak. Komponen percepatan apabila link diam. V Q adalah percepatan normal titik Q, V Dalam hal ini berarti VQ = Vq, dan arah Q adalah dari Q ke M. edangkan komponen percepatan ± ω VQ disebut komponen Coriolis dari percepatan normal titik Q relatif terhadap titik. Tanda positip menunjuj\kkan bahwa arah ω Z sama dengan arah ω, dan komponen + ω VQ arahnya dari M menuju Q. ekarang apabila lintasan titik Q diatas link adalah berpa garis lurus, maka dalam hal ini harga tak terhingga, sehingga komponen V percepatan Q harganya nol. Jadi untuk kasus ini percepatan normal antara titik Q relatif terhadap adalah : ( AQ )n = ± ω VQ elanjutnya percepatan normal titik relatif terhadap titik Q. ( AQ )n = ± ω VQ Program emi Que IV Tahun 003 63

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Cara untuk menentukan arah komponen percepatan coriolis Arah dari komponen percepatan coriolis dapat juga kita tentukan tanpa memperhatikan tanda positip atau negative dari komponen percepatan tersebut. Arah dari ω VQ adalah sama dengan arah VQ yang diputar 90 0 menurut arah putaran ω.edangkan arah ω VQ sama dengan arah VQ yang diputar 90 0 menurut arah putaran ω. elain dengan pedoman diatas arah komponen percepatancoriolis dapat juga ditentukan sebagai berikut : Arah percepatan coriolis ω V Q adalah sama dengan arah perkalian cros dari kecepatan sudut link pembawa ω dan kecepatan relatif antara titik Q dan. Jadi secara vektor hal tersebut diatas dapat dituliskan : ( AQ )coriolis = ω VQ ( AQ ) coriolis = ω VQ Komponen percepatan coriolis seperti yang telah kita bahas diatas terjadi pada dua titik yang berimpit dari dua buah link yang merupakan pasangan sliding, rolling atau slip-rolling. Program emi Que IV Tahun 003 64

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Pada ketiga gambar diatas titik Q pada link q dan titik pada link s. Pada gambar ini link q mempunyai gerakan sliding, slip-rolling atau rolling pada link s. Dalam hal ini link s dikatakan sebagai link pembawa CONTOH OAL : Diketahui Link berputar dengan kecepatan sudut konstan. Program emi Que IV Tahun 003 65

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Pada mekanisme diatas diketahui data-data sebagai berikut : Diagram Kecepatan Kecepatan titik Q : VQ = (OQ) ω VQ diketahui tegak lurus OQ arahnya sesuai ω Table diagram kecepatan No Besaran Harga Arah 1 VQ = Ov - q (OQ) ω - OQ VQ = q - s O4 3 V = Ov - s - O4 4 VP = Ov - p VP Diperoleh dengan ( O P 4 V = ) O 4 5 VR = Ov -r Lintasan titik R Dari diagram kecepatan didapat : VQ = q s ( arah ke bawah) V = o s Program emi Que IV Tahun 003 66

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. = V O 4 ( arahnya berlawanan putaran jarum jam ) Diagram Percepatan Percepatan titik A yang berputar terhadap satu pusat tetap sama dengan AQ = O Q) ( OQ) α ( ω Harga OA dan ω diketahui sehingga percepatan normal ( O ω Q) dapat dihitung. Arah ( O Q ω adalah sepanjang garis A O ) dari A menuju O dan harga percepatan normalnya = AQ digambarkan dengan skala percepatan yang sesuai. ( OQ) α =0. Pembuatan diagram percepatan dapat ditabelkan sebagai berikut : Table diagram percepatan No Besaran Percepatan Normal Percepatan Tangensial Harga Arah Vektor Harga Arah Vektor 1 AQ = o q ω (OQ) Q O o q0 0 - q0 q AQ = q - s ω xv - O4 s Q (kekanan) q - sq O4 sq s 3 A = o s ω (O 4) O4 o s0 V s0 s 4 AP = o p AP Diperoleh dengan ( O P 4 A = ) O 4 5 ARP = p - r ω 5 (RP) R - P p - rp VRP rp r Program emi Que IV Tahun 003 67

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. 6 AR = o r 0 - o r 0 VR r0 r r O s so p q sq V Q V Q V Q Diagram percepatan OAL-OAL : Program emi Que IV Tahun 003 68

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. 1. uatu mekanisme seperti pada gambar dibawah diketahui : O O 3 = 36 cm O B = 8 cm O3 B 3 = 3 cm R = 48 cm Penghubung sebagai penggerak berputar dengan kecepatan konstan = 40 rad/det. Tentukan 3 dan a3 dengan membuat diagram kecepatan dan diagram percepatan lebih dahulu.. Kecepatan titik A adalah 1 m/det dengan penghubung berputar pada suatu kecepatan sudut konstan dalam arah melawan putaran jam. Dengan membuat polygon kecepatan dan polygon percepatan tentukan kecepatan sudut penghubung 4, 5, 6 dan kecepatan titik B serta percepatan titik C pada penghubung 5 (atau 6) dan percepatan sudut penghubung 3, 4, 5 dan 6. Program emi Que IV Tahun 003 69

Oleh : Ir Ir. Erwin ulityo - Ir. Endi utikno. Program emi Que IV Tahun 003 70