BAB 6 PERCEPATAN RELATIF

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

NO. POKOK BAHASAN SUB POKOK BAHASAB

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

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

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

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

BAB III KECEPATAN RELATIF

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

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

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

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

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

A x pada sumbu x dan. Pembina Olimpiade Fisika davitsipayung.com. 2. Vektor. 2.1 Representasi grafis sebuah vektor

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

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

1 Sistem Koordinat Polar

Selain besaran pokok dan turunan, besaran fisika masih dapat dibagi atas dua kelompok lain yaitu besaran skalar dan besaran vektor

LIMIT FUNGSI. A. Menentukan Limit Fungsi Aljabar A.1. Limit x a Contoh A.1: Contoh A.2 : 2 4)

FUNGSI dan LIMIT. 1.1 Fungsi dan Grafiknya

2.2 kinematika Translasi

3. ORBIT KEPLERIAN. AS 2201 Mekanika Benda Langit. Monday, February 17,

PERSAMAAN BIDANG RATA

Transformasi Geometri Sederhana

SASARAN PEMBELAJARAN

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

Integral yang berhubungan dengan kepentingan fisika

Dr. Ramadoni Syahputra Jurusan Teknik Elektro FT UMY

GERAK MELINGKAR. Gerak Melingkar Beraturan

BESARAN VEKTOR. Gb. 1.1 Vektor dan vektor

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

Fisika Umum Suyoso Kinematika MEKANIKA

Transformasi Geometri Sederhana. Farah Zakiyah Rahmanti 2014

Fisika Dasar 9/1/2016

KINEMATIKA PARTIKEL 1. KINEMATIKA DAN PARTIKEL

Osilasi Harmonis Sederhana: Beban Massa pada Pegas

BAB 1 ANALISA SKALAR DANVEKTOR

MODUL 3 BIDANG RATA. [Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI Sumatera Barat]

(A) 3 (B) 5 (B) 1 (C) 8

GERAK HARMONIK. Pembahasan Persamaan Gerak. untuk Osilator Harmonik Sederhana

TEOREMA FUNDAMENTAL PADA KALKULUS VEKTOR

VEKTOR. Matematika Industri I

BAB 1 BESARAN VEKTOR. A. Representasi Besaran Vektor

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

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 36

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

Bab 1 : Skalar dan Vektor

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

PEMBAHASAN SOAL SESUAI KISI-KISI UAS

Kalkulus Multivariabel I

Jadi momentum anguler adalah jumlah momen dari momentum linear jika sumbu putar sistem berhimpit.

TRAINING CENTER OLIMPIADE INTERNASIONAL

KINEMATIKA. Fisika Dasar / Fisika Terapan Program Studi Teknik Sipil Salmani, ST., MS., MT.

GERAK MELINGKAR BERATURAN

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

Ilmu Gaya : 1.Kesimbangan gaya 2.Superposisi gaya / resultante gaya

BENDA TEGAR FISIKA DASAR (TEKNIK SISPIL) Mirza Satriawan. menu. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Integral lipat dua BAB V INTEGRAL LIPAT 5.1. DEFINISI INTEGRAL LIPAT DUA. gambar 5.1 Luasan di bawah permukaan

Gerak Melingkar Pendahuluan

1.1. Mekanika benda tegar : Statika : mempelajari benda dalam keadaan diam. Dinamika : mempelajari benda dalam keadaan bergerak.

VEKTOR Matematika Industri I

PERSAMAAN BIDANG RATA DAN VEKTOR NORMAL. (,, ) dan (,, ). Dan misalkan

1. Jika f ( x ) = sin² ( 2x + ), maka nilai f ( 0 ) =. a. 2 b. 2 c. 2. Diketahui f(x) = sin³ (3 2x). Turunan pertama fungsi f adalah f (x) =.

r = r = xi + yj + zk r = (x 2 - x 1 ) i + (y 2 - y 1 ) j + (z 2 - z 1 ) k atau r = x i + y j + z k

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

Bab 3 Medan Listrik. A. Pendahuluan

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

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

MOMENTUM DAN IMPULS FISIKA 2 SKS PERTEMUAN KE-3

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(D) 2 x < 2 atau x > 2 (E) x > Kurva y = naik pada

Angular Distance dan Displacement

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

Wardaya College. Tes Simulasi Ujian Nasional SMA Berbasis Komputer. Mata Pelajaran Matematika Tahun Ajaran 2017/2018

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

SUDUT DAN JARAK ANTARA DUA BIDANG RATA

Matematika Ujian Akhir Nasional Tahun 2004

DIFERENSIASI VEKTOR. Fungsi Vektor

Gerak Jatuh Bebas. Sehingga secara sederhana persaman GLBB sebelumya dapat diubah menjadi sbb:

Gelombang sferis (bola) dan Radiasi suara

RINGKASAN MATERI SUDUT DAN PENGUKURAN SUDUT

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

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

Hukum Newton dan Penerapannya 1

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

11 Lebih Jauh tentang Lingkaran

2.1 Zat Cair Dalam Kesetimbangan Relatif

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

Bola dan bidang Rata

2 H g. mv ' A, x. R= 2 5 m R2 ' A. = 1 2 m 2. v' A, x 2

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

Kalkulus Multivariabel I

Xpedia Matematika. Kapita Selekta Set 05

GERAK MELINGKAR. = S R radian

Analisis Fisika Mekanis Sederhana pada Permainan Billiard

Kinematika. Gerak Lurus Beraturan. Gerak Lurus Beraturan

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

Transkripsi:

BAB 6 PERCEPATAN RELATIF Dalam analisa percepatan, dapat dijumpai tiga situasi yang telah dibahas dalam analisa kecepatan : (1) hubungan perceptana dua buah titik yang berbeda dan terpisah, (2) hubungan percepatan dua buah titik pada satu penghubung kaku dan (3) hubungan percepatan sebuah titik ke suatu badan, dimana titik bergerak terhadap badan. 6-1. Percepatan Sebuah Titik Pada Sebuah Penghubung Yang Berputar Terhadap Satu Pusat Tetap Dengan Suatu Jari-Jari Konstan. Analisa Analitis Sebuah penghubung, seperti ditunjukan dalam gambar diatas, berputar terhadap satu pusat tetap, O 2, dengan suatu sudut kecepatan sudut ω radian perdetik, kearah melawan putaran jam, percepatan sudut. Jarak antara O 2 dan B ditentukan R. Garis O 2 -B membuat sudut dengan sumbu. Diinginkan percepatan total B. Seperti yang ditunjukan dalam bab 3, halaman 10, kecepatan titik B dalam arah-arah dan y diberikan oleh V B = -Rω sin V y B = Rω cos Diferensiasi kedua persamaan terhadap waktu dan mengingat bahwa R adalah konstan, memberikan: dv B = Rω cos d = -R [ ω(cos ) + sin dω dt dt dt ] dv y B = Rω cos d = R [ ω(-sin ) + (cos ) dω dt dt dt ]

Tuliskan, dv B dt = A B, percepatan titik B dalam arah dv B y dt dω dt = A B y, percepatan titik B dalam arah y = A B y, percepatan titik B dalam arah y Sehingga pers. 1 dan 2 menjadi: A B = -Rω 2 cos - R sin A B y = -Rω 2 sin - R cos Gambar diatas memperlihatkan vector-vektor dalam posisinya, tanda-tanda plus dan minus diambil dengan memperhatikan arah vector. Dalam mendapatkan percepatan total titik B, urutan dalam penjumlahan vektornya boleh sembarang. Mari kita nyatakan percepatan total titik B sebagai A B = (Rω 2 cos Rω 2 sin ) (R sin R cos ) Gambar 6-1a Gambar 6-1b

Gambar 6-1c Kedua komponen tegak lurus dalam tanda kurung pertama, yang ditunjukan Gambar 6-1a, memberikan satu resultante yang sama dengan Rω 2, yang dapat ditunjukan mempunyai arah dari titik B ke pusat titk perputaran penghubung. Dua komponen tegak lurus dalam tanda kurung kedua, yang ditunjukan dalam gambar 6-1b, memberikan satu resultante yang sama dengan R, ynag dapat ditunjukan tegak lurus ke garis B-O 2 dan arahnya sesuai dengan arah percepatan sudut penghubung. Gambar 6.1c menunjukan pengaruh pembalikan arah percepatan sudut. Catat bahwa Rω 2 adalah sebuah vektor yang merupakan fungsi dari harga numeric kecepatan sudut namun tidak bergantung pada arah putaran penghubung. Sehingga percepatan total titik B dapat dinyatakan dengan, A B = Rω 2 R Dimana Rω 2 disebut komponen percepatan normal atau radial dan R disebut komponen percepatan tangensial. Catat bahwa kecepatan sudut harus dinyatakan sebagai radian per waktu satuan, seperti radian perdetik dan percepatan sudut harus dinyatakan dengan radian per waktu satuan, seperti raian per detik. Karena komponen-komponen pers.6 saling tegak lurus satu dengan lainnya, maka A B dapat dinyatakan sebagai A B = [(Rω 2 ) 2 + (R ) 2 ] 1/2 Namnun demikian, bentuk pers. 7 bukan merupakan suatu persamaan yang dengan siap menyediakan dirinya untuk penyelesaian soal-soal dan tidak akan digunakan dalam buku ini.

6-2 Percepatan Relatif Dua Buah Titik Pada Satu Penghubung Kaku. Analisa Analitis Perhatikan sebuah garis A-B dalam gambar diatas. Yang merupakan bagian dari sebuah penghubung kaku yang bergerak dalam suatu bidang dengan suatu gerak sembarang. Satu system sumbu koordinat akan dipakai untuk menentukan lokasi dititik B. X B = X A + R cos Y B = Y A + R sin Diferensiasi dari persamaan-persamaan diatas dengan mengingat bahwa besaran konstanta hanyalah R, memberikan dv B = - R [ ω (cos ) d dω - (sin ) dt dt dt dt dv A ] dv B y = + R [ ω (-sin ) d dω + (cos ) dt dt dt dt dv A y ] Maka persamaan dapat dituliskan kembali menjadi: A B = A A -Rω 2 cos - R sin A y B = A y A -Rω 2 sin - R cos Percepatan total titik B, A B, diperoleh dengan penjumlahan kedua komponen lurus: A B = A B A B y

Gambar diatas memperlihatkan masing-masing vector dalam posisinya. Urutan dalam penjumlahan vector adalah sembarang. Jadi, perhatikan penjumlahan vector-vektor sebagai berikut: A B = (A A A y A ) (Rω 2 cos Rω 2 sin ) (R sin R cos ) Gambar diatas memperlihatkan vetor-vektor dalam posisinya. Dengan mencatat bahwa ω =V BA /BA dan bahwa Rω = (BA) (V BA /BA) 2 = V 2 BA /BA, kita dapat menyatakan persamaan dalam cara yang berbeda: A B = A A V BA 2 BA BA 6-3 Percepatan Sebuah Titik Yang Berputar Terhadap Satu Pusat Tetap Dengan Suatu Jari- Jari Konstan. Analisa Grafis Gambar 6-3a memperlihatkan suatu titik B yang bergerak sepanjang busur lingkaran, dengan dengan jari-jari konstan R kesuatu posisi baru B. Kecepatan awal titik adalah Rω, dan kecepatan titik sebuah suatu perubahan sudut sebesar dari garis radial adalah R(ω+ ω), dimana ω adalah perubahan kecepatan sudut garis radial. Perubahan kecepatan seperti terlihat dalam gambar 6-3b adalah perbedaan vector kecepatan awal dan akhir, yang perubahan kecepatan ini ditandai dengan V.

Komponen-komponen yang dipilih di sini ada dua seperti ditunjukan dalam gambar 6-3c, dimana suatu komponen, [R(ω + ω)cos - Rω], mempunyai arah sepanjang vector Rω, dan komponen yang lainnya, R(ω + ω)cos tegak lurus ke vector Rω. Jadi komponen perubahan kecepatan dalam arah normal atau radial, yakni tegak lurus ke vector Rω, ditandai dengan V t, adalah V t = R(ω + ω) cos - Rω Dan komponen perubahan kecepatan dalam arah normal atau radial, yakni tegak lurus ke vector Rω, ditandai dengan V n, adalah V n = R(ω + ω )sin Bagilah masing-masing persamaan dengan t, dan ambil limitnya pada saat t mendekati nol: lim t 0 V t lim R(ω+ ω)cos = t 0 - lim Rω t t t 0 t lim t 0 V t t = lim t 0 R(ω+ ω)sin t 6-4 Percepatan Relatif Dua Buah Titik Pada Satu Penghubung Kaku. Analisis Grafis Gambar 6-4a memperlihatkan sebuah penghubung kaku, dinyatakan dengan A-B dalam suatu posisi seperti yang diberikan, dimana penghubung berputar ke arah melawan putaran

jam dengan kecepatan sudut ω. Sesudah satu periode waktu, t, garis A-B bergerak ke suatu posisinya A -B, dengan perubahan sudut sebesar, dan dalam posisinya yang baru garis mempunyai kecepatan sudut dengan (ω + ω). Gambar 6-4b memperlihatkan polygon vector kecepatan untuk persamaan V B = V A Rω Dan gambar 6-4c memperlihatkan polygon vector kecepatan untuk persamaan V B = V A R(ω+ ω) Kurangkan persaman 1 dari persamaan 2 (V B V B ) = (V A V A ) (R(ω+ ω) Rω) Dalam persamaan diatas V B V B = V B adalah perubahan kecepatan titik B: V A V A = V A adalah perubahan kecepatan titik A, sedangkan R(ω+ ω) Rω = V BA adalah perubahan kecepatan relative. Subsitusikan hal ini kedalam pers. 3 maka kita dapatkan, V B =V A V BA Bagi seluruhnya dengan t dan ambil limitnya pada saat dapatkan mendekati nol, maka kita A B = A A Pertanyaanya sekarang adalah berapa besarnya ABA. Harga ini dapat ditentukan dari pengujian yang dapat dinyatakan dengan lim t 0 V BA A BA lim R(ω+ ω) = t 0 lim Rω t t t 0 t

Dengan membandingkan Gambar 6-3c dan Gambar 6-4d terlihat bahwa perubahan kecepatan sebuah titik pada sebuah penghubung yang berputar terhadap satu pusat tetap adalah sama persis seperti perubahan kecepatan relative dua buah titik pada satu penghubung yang bergerak dalam suatu bidang: sehingga dengan memakai hasil-hasil pada sub-sub dimuka, kita dapat menuliskan persamaan. Secara ringkas, kita dapat menyatakan hubungan percapatan dua buah titik pada satu penghubung kaku dengan A B = A A Atau dengan A B = A A Rω 2 Atau dengan n A B = A A A BA Dimana Rω 2, komponen normal atau radial, berarah dari B ke A; dan R, komponen tangensial, dalam arah kecepatan realtif dan mempunyai arah seperti kecepatan jika kecepatan relative bertambah dan mempunyai arah yang berlawan dengan kecepatan relatifnya berkurang. A BA R A BA t