DINAMIKA PARTIKEL
GAYA Tarikan/dorongan yang bekerja pada suatu benda akibat interaksi benda tersebut dengan benda lain Macam-macam gaya : a. Gaya kontak gaya normal, gaya gesek, gaya tegang tali, gaya pegas, dll. b. Gaya tidak kontak gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet Satuan : Newton (N) 1 N = 1 kg m/s 2 benda + gaya = gerak?????
N E W T O N I F 0 "Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya total yang tidak nol". hukum Kelembaman
Aplikasi hukum Newton I :
Massa (m) Ukuran inersia suatu benda Satuan : kg Beda antara massa (m) dan berat (w)? Hubungan antara massa dan berat? w =mg Jika seseorang melakukan diet, sebenarnya apa yang ingin dia hilangkan? Massanya atau beratnya?
N E W T O N II F ma Gaya Penggerak Gerakan
Contoh : 1. Berikut ini adalah gambar diagram gaya yang bekerja pada masing-masing benda. Analisa gerak tiap benda dan tentukan besar gaya yang belum diketahui!
N E W T O N III Pada setiap aksi terdapat reaksi yang sama besar namun berlawanan arah dengan aksi itu tadi CIRI CIRI PASANGAN AKSI REAKSI sama besar berlawanan arah bekerja pada 2 benda berbeda
Contoh : 2. Gambarkan pasangan gaya aksi-reaksinya!
BERGERAK DINAMIKA TETAP DIAM STATIKA Lurus v konstan F ma F 0 a = 0
Gaya-gaya yang mungkin ada : - Gaya luar yang diberikan - Gaya berat w - Gaya tegang tali T - Gaya normal N - Gaya gesek f
G A Y A B E R A T w gaya tarik bumi pada benda menyebabkan benda jatuh ke tanah ada massa m arah selalu vertikal ke bawah w = m g (g = 10 m/s 2 ) m w w
GAYA TEGANG TALI Ada tali Tali tegang (tidak kendor) Bila tali tak bermassa, T di ujung-ujung tali sama besar Pada katrol tak bermassa, T di kiri kanan katrol sama tali tak membuat katrol berputar
GAYA NORMAL N - benda bertumpu pada benda lain - reaksi gaya tekan - arahnya selalu tegak lurus permukaan yang ditekan
DIAM N N a W cos a N = W W W N = W cos a BERGERAK v N N = W W
GAYA GESEK f Kinetik bergerak - f k = m k N Permukaan Kasar Statik diam - f s m s N - berlawanan arah gerak benda - f s = gaya pendorong - tepat akan bergerak : (f s ) maks = m s N - berlawanan kecenderungan arah gerak
Soal latihan 1. Seorang sprinter (pelari cepat) bermassa 60 kg meninggalkan balok start dengan percepatan horisontal (mendatar) sebesar 15 m/s 2. Berapakah besar gaya mendatar yang bekerja pada balok start yang harus diberikan oleh pelari itu untuk mencapai percepatan ini? Jelaskan secara singkat, dari manakah gaya untuk mendorong pelari itu berasal, balok start ataukah pelari itu sendiri? 2. Berapa gaya rata-rata yang dibutuhkan untuk menghentikan mobil 1100 kg dalam 8 s jika sedang berjalan dengan laju 90 km/jam? 3. Gaya 40 N dibutuhkan untuk mulai menggerakkan kotak bermassa 5 kg melintasi lantai beton horisontal. a. Berapa koefisien gesekan statik antara kotak dan lantai? b. Jika gaya 40 N tersebut terus diberikan, kotak dipercepat 0,7 m/s 2. Berapa koefisien gesek kinetik? 18
Soal latihan 4. Seorang pekerja mendorong peti bermassa 11,2 kg di atas permukaan datar dengan kecepatan konstan 3,5 m/s. Koefisien gesekan kinetik antara peti dan permukaan adalah 0,2. a. Berapakah gaya dorong horisontal yang harus diberikan oleh pekerja itu untuk menjaga agar peti tetap bergerak? b. Jika besar gaya yang diberikan di soal (a) dihilangkan, berapa lama peti akan berhenti?
Soal latihan 5. Seorang mahasiswi baru yang ingin mengatur kamarnya, mendorong sebuah meja belajar bermassa 44 kg di atas lantai kamar yang kasar dengan koefisien gesek statik 0,6. Di atas meja tersebut terdapat tas bermassa 3 kg, sebuah monitor komputer bermassa 2 kg, dan sebuah CPU bermassa 1 kg. Karena belum makan, mahasiswi tersebut hanya bisa mengeluarkan gaya dorong maksimum dalam arah mendatar sebesar 275 N. a. Apakah meja berhasil dipindahkan oleh mahasiswi tersebut? Berikan alasan atas jawaban Anda! b. Dengan gaya dorong datar yang 275 N itu, paling sedikit, benda apa sajakah yang harus dipindahkan dari atas meja (untuk sementara), agar meja bisa dipindahkan?