Fisika Dasa I (FI-31) Topik hai ini (minggu ) Geak dalam Satu Dimensi (Kinematika) Keangka Acuan & Sistem Koodinat Posisi dan Pepindahan Kecepatan Pecepatan GLB dan GLBB Geak Jatuh Bebas
Mekanika Bagian dai ilmu fisika yang mengkaji geak suatu benda dan pengauh lingkungan tehadap geak benda tesebut Kinematika Kinematika adalah bagian dai mekanika yang mengkaji geak banda tanpa mempedulikan penyebab geak atau bagaimana lingkungan mempengauhi geak tesebut Dinamika adalah bagian dai mekanika yang mengkaji bagaimana pengauh lingkungan tehadap geak tesebut Dinamika
Kinematika Patikel (Benda Titik) Benda titik atau patikel adalah benda yang memiliki massa tetapi ukuannya dapat diabaikan tehadap skala ukuan lain yang telihat dalam pembahasan (infinitesimal) Contoh: Dalam meninjau geak benda langit, bumi dapat dianggap sebagai benda titik kaena ukuannya jauh lebih kecil dai ukuan obitnya Cat: Geak benda yang bukan titik dapat dipandang sebagai geak benda titik asalkan benda secaa keseluuhan hanya begeak tanslasi saja (setiap titik pada benda akan mengalami pegeakan yang seupa, kaena itu geak benda secaa keseluuhan dapat diwakili oleh geak salah satu titiknya saja)
Geak?
Sistem Koodinat Digunakan untuk menjelaskan posisi suatu titik dalam uang Sistem koodinat (keangka) tedii dai - Titik acuan tetap yang dinamakan titik pusat - Sumbu-sumbu dengan skala dan keteangan Jenis Sistem Koodinat (dalam kuliah ini) - Katesian - Pola
Sistem Koodinat Katesian Sumbu x dan sumbu y (D) Posisi sebuah titik ditulis (x,y) Sistem Koodinat Pola Posisi sebuah titik adalah bejaak dai titik pusat dan besudut θ dai gais acuan (θ 0) Posisi sebuah titik ditulis (, θ)
Posisi Posisi didefinisikan dalam sebuah keangka acuan A Keangka A: x i > 0 dan x f >0 Keangka B: x i < 0 tapi x f >0 B y Satu Dimensi, sehingga kita hanya pelu sumbu x atau sumbu y saja O x i x f x
Pepindahan Pepindahan adalah peubahan posisi Diepesentasikan oleh x, y (jika hoizontal) atau z (jika etikal) Kuantitas Vekto (kaena pelu infomasi aah) Tanda + atau dapat digunakan untuk menyatakan aah geak satu dimensi SI CGS USA &UK Satuan Metes (m) Centimetes (cm) Feet (ft)
Pepindahan dan Jaak x 1 x x 80m 10m + 70m f i x x x 0 m 80 m 60 m f i Jaak Panjang Lintasan
Jaak atau Pepindahan? Pepindahan (gais meah) Jaak yang ditempuh (kua biu)
Gafik Posisi tehadap Waktu Cat: gafik posisi-waktu tidak haus beupa sebuah gais luus, meskipun geakannya sepanjang aah x Animasi.1
Test Konsep Sebuah patikel begeak dai suatu titik dalam uang ke titik yang lain. Setelah sampai di tujuan, maka besa pepindahannya dibandingkan dengan jaak yang ditempuh adalah a. Lebih besa atau sama b. Selalu lebih besa c. Selalu sama d. Lebih kecil atau sama e. Lebih kecil atau lebih besa Jawab : d
Kecepatan Rata-ata Membutuhkan waktu untuk sebuah benda ketika mengalami pepindahan Kecepatan ata-ata adalah pebandingan antaa pepindahan dengan selang waktu yang tejadi ata ata x t x t Aahnya sama dengan aah pepindahan ( t selalu positif) x f i
Kecepatan Rata-ata (Lanjutan) Satuan dai kecepatan: SI CGS USA & UK Satuan Mete pe sekon (m/s) Centimete pe sekon (cm/s) Feet pe sekon (ft/s) Kelajuan ata-ata adalah jaak total yang ditempuh dibagi dengan selang waktu
Intepetasi Gafik dai Kecepatan Rata-ata Kecepatan dapat ditentukan dai gafik posisi-waktu ata ata x + 40m t 3.0s + 13m s Kelajuan ata-ata selang A-D? Kecepatan ata-ata adalah kemiingan dai gais yang menghubungkan posisi awal dan akhi
Kecepatan Sesaat Kecepatan sesaat didefinisikan sebagai limit dai kecepatan ata-ata dengan selang waktu yang sangat singkat (infinitesimal), atau selang waktunya mendekati nol inst x x x x lim lim f i t 0 t t 0 t Kecepatan sesaat menunjukkan apa yang tejadi disetiap titik waktu Kelajuan sesaat adalah besa dai kecepatan sesaat
Intepetasi Gafik dai Kecepatan Sesaat Animasi. Kecepatan sesaat adalah kemiingan dai gais singgung (tangent line) pada kua saat waktu tetentu Laju sesaat adalah besa dai kecepatan sesaat
Kecepatan Sesaat (lanjutan) inst x x x lim lim f i t 0 t t 0 t Kemiingan gais yang menyinggung kua x tehadap t Limit ini dinamakan tuunan x tehadap t, ditulis dalam notasi kalkulus (1-D) : lim t 0 x t dx dt Latihan: Lihat Buku Tiple Jilid 1 hal 47 no 1, 13, 14 dan 15
Kecepatan ata-ata Vs Kecepatan sesaat Kecepatan ata-ata selang 0 3s Kecepatan sesaat saat t 1s
Tes Konsep Gafik di bawah ini menunjukkan fungsi antaa posisi tehadap waktu dua buah keeta yang melaju dalam lintasan paalel. Penyataan mana yang bena: a. pada t t B kedua keeta mempunyai kecepatan yang sama b. Laju kedua keeta betambah tiap waktu c. kedua keeta penah mempunyai kecepatan yang sama sebelum t B d. keeta api A lebih panjang dai pada keeta api B e. semua penyataan bena posisi A B Jawab : c t B waktu
Pecepatan Rata-ata Peubahan kecepatan (tidak kostan) beati menghadikan pecepatan Pecepatan ata-ata adalah pebandingan peubahan kecepatan tehadap selang waktu (laju peubahan kecepatan) a ata ata t t Pecepatan ata-ata adalah besaan ekto (jadi mempunyai besa dan aah) f i
Pecepatan Rata-ata (Lanjutan) Ketika tanda dai kecepatan dan pecepatan sama (positif atau negatif), laju betambah Ketika tanda dai kecepatan dan pecepatan belawanan, laju bekuang SI CGS USA & UK Satuan Mete pe sekon kuadat (m/s ) Centimete pe sekon kuadat (cm/s ) Feet pe sekon kuadat (ft/s )
Pecepatan Sesaat dan Pecepatan Konstan Pecepatan sesaat adalah limit dai pecepatan ata-ata dengan selang waktu mendekati nol a lim lim f i inst t 0 t t 0 t Ketika pecepatan sesaat selalu sama, pecepatannya akan tetap (konstan) Kecepatan sesaat akan sama dengan pecepatan aa-ataata
Intepetasi Gafik dai Pecepatan Pecepatan ata-ata adalah kemiingan dai gais yang menghubungkan kecepatan awal dan akhi pada gafik kecepatan-waktu Pecepatan sesaat adalah kemiingan dai gais singgung pada kua untuk gafik kecepatan-waktu
a inst Pecepatan Sesaat (lanjutan) lim lim f i t 0 t t 0 t Kemiingan gais yang menyinggung kua tehadap t Limit ini dinamakan tuunan tehadap t, ditulis dalam notasi kalkulus (1-D) : lim t 0 t d dt d dt dx dt d x dt Latihan: Lihat Buku Tiple Jilid 1 hal 47 no 18 Animasi.3
Tes Konsep
Geak Satu Dimensi dengan Pecepatan Nol (GLB) f i f i a 0 f t t t f i i dx dt dx dt x t t 1 dt x t
Geak Satu Dimensi dengan Pecepatan Konstan Tidak Nol (GLBB) Pecepatan: a t f f t i i f t i + f o at Menunjukkan bahwa kecepatan adalah fungsi dai pecepatan dan waktu
Hubungan Difeensiasi dan Integasi dx dt dx dt x t t 1 dt d dt a d a dt t t 1 a dt
Pesamaan GLBB dalam Notasi Skala Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan waktu + f o at Pepindahan sebagai fungsi dai waktu, kecepatan dan pecepatan 1 x ot + at Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan pepindahan + a x f o
Pesamaan GLBB dalam Notasi Vekto Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan waktu f o + at Pepindahan sebagai fungsi dai waktu, kecepatan dan pecepatan x 1 at Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan pepindahan f o t o + + a. x
PR Buku Tiple Jilid 1 hal 51 No 56, 6, 66 dan
Geak Jatuh Bebas Setiap benda begeak yang hanya dipengauhi oleh gaitasi disebut jatuh bebas Setiap benda yang jatuh dekat pemukaan bumi memiliki pecepatan konstan Pecepatan ini disebut pecepatan gaitasi, dan disimbolkan dengan g
Pecepatan Gaitasi Disimbolkan oleh g g 9.8 m/s² (dapat digunakan g 10 m/s²) g aahnya selalu ke bawah menuju ke pusat bumi dalam notasi ekto dituliskan: g ) g( k )
Pesamaan GLBB (Jatuh Bebas) dalam Notasi Vekto dan Skala Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan waktu f + gt gt o a f g o ) g( k ) Pepindahan sebagai fungsi dai waktu, kecepatan dan pecepatan z o t + 1 gt Kecepatan sebagai fungsi dai pecepatan dan pepindahan f o z t o 1 gt + g. z g z f o
Jatuh Bebas Benda Dilepaskan Kecepatan awal nol Keangka: ke atas positif Gunakan pesamaan o 0 kinematika y x z t o 1 gt 1 z gt g 9.8 m s Animasi.5
Jatuh Bebas Benda Dilempa ke Bawah Kecepatan awal 0 Ke atas positif, maka kecepatan awal akan negatif Gunakan pesamaan kinematika: f o gt o -V V gt
Jatuh Bebas Benda dilempa ke atas Kecepatan awal ke atas, sehingga positif Kecepatan sesaat pada tinggi maksimum adalah nol Gunakan pesamaan kinematika: 0 f V gt o V
Jatuh Bebas Tidak Simeti Geaknya pelu dibagi menjadi bebeapa bagian Kemungkinannya meliputi: Geak ke atas dan ke bawah Bagian simeti (kembali ke titik benda dilempa) dan kemudian bagian non-simeti
Tes Konsep 3 Seseoang bedii di tepi sebuah kaang, kemudian melempakan dua buah bola yang satu luus ke atas dan yang satunya lagi luus ke bawah dengan laju awal sama. Abaikan hambatan udaa, maka bola yang memiliki laju paling besa ketika menumbuk tanah adalah bola yang dilempa a. ke atas b. ke bawah c. Tidak ada kedua bola menumbuk tanah dengan laju yang sama Jawab : c
Selesai