BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Latar Belakang Belakang Masalah
Dinamika merupakan salah satu bagian dari cabang fisika.Apakah yang terjadi jika benda dikenai dikenai gaya? Pertanyaan Pertanyaan ini merupakan pertanyaan pertanyaan yang pernah kita dengar pada pembahasan fisika sejak kita kelas VII. Bila benda dikenai gaya maka benda akan berubah bentuk, benda akan bergerak hingga benda akan berubah arah geraknya. Jawaban ini selintas sangat mudah bagi kita yang sudah duduk di kelas XI.
Dinamika Dinamika partikel partikel adalah cabang dari mekanika yang mempelajari mempelajari penyebab dari gerak, yaitu gaya. Gaya adalah sebuah dorongan atau penahanan yang diberikan oleh seseorang pada sebuah benda, sehingga benda itu dapat bergerak, baik bergerak konstan maupun tidak konstan atau diam.
1
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Dinamik Dinamika a Partikel Partikel
Dinamika partikel merupakan cabang dari ilmu mekanika yang meninjau meninjau gerak partikel dengan meninjau penyebab geraknya dikenal sebagai dinamika. Dalam bagian ini kita akan membahas membahas konsep-konsep konsep-konsep yang menghubungkan menghubungkan kondisi kondisi gerak benda dengan keadaan-keadaan keadaan-keadaan luar yang menyebabkan perubahan keadaan gerak benda.
Hukum-Hukum Gerak. Aristotle
(384-3 (384-322 22 B.C) : gaya, gaya, tarik tarik atau atau dorong, dorong, diperl diperlukan ukan untuk untuk menjag menjagaa sesuat sesuatu u
bergerak. Galileo Galilei
(awal 1600-an) : benda bergerak mempunyai “kuantitas gerak” secara
intrinsik. Newton (1665 - 1666) : Issac Newton
Hukum Newton mengandung 3 konsep : massa, gaya, momentum 1. Mass Massaa
: men mengu guku kurr kua kuant ntit itas as bah bahan an dar darii sua suatu tu bend benda. a.
2. Gaya Gaya
: tari tarikan kan atau atau doro doronga ngan. n.
3. Mome Moment ntum um
: kuant kuantit itas as gera gerak k
“Kua “Kuant ntit itas as gera gerak” k” atau atau mome moment ntum um diuk diukur ur dari dari perk perkal alia ian n mass massaa bend bendaa deng dengan an kecepatannya : p = m v
Hukum I : Benda yang bergerak bergerak cenderung cenderung untuk untuk tetap bergerak, bergerak, atau tetap diam jika jika diam. Hukum II : Laju perubahan momentum momentum suatu benda sama dengan gaya total yang bekerja bekerja pada benda tersebut. F = dp/dt bila massa m konstan, F = d(mv)/dt m dv/dt karena dv/dt = a (percepatan), maka F = ma
Hukum III : Untuk setiap aksi selalu terdapat rekasi yang sama besar dan berlawanan.
2.1.1. 2.1.1. Huk Hukum um perta pertama ma Newton Newton dan Inersia Inersia..
Hukum pertama Newton lebih presisi dibanding dengan apa yang diusulkan Galileo. Tanpa adanya gaya luar, sebuah benda yang bergerak akan tetap terjaga bergerak. Dengan kata 2
lain kecepatannya kecepatannya tidak akan berubah berubah baik besar maupun arah. Ketahanan Ketahanan sebuah benda untuk merubah gerakan disebut inersia. Hukum pertama Newton ekivalen dengan mengatakan sebuah benda mempunyai inersia.
2.1.2. 2.1.2. Hu Hukum kum kedua kedua Newton Newton..
Persamaan F = ma dapat diterjemahkan dalam 2 pernyataan. Bila sebuah benda dengan massa m mendapat percepatan a, maka gaya sebesar ma bekerja
pada benda tersebut.
Bila sebuah benda bermassa m mendapat gaya F, maka benda tersebut akan dipercepat sebesar F/m
2.1.3. 2.1.3. Gaya Gaya gravit gravitasi asi : massa massa dan berat. berat.
Dari hukum kedua Newton bahwa massa mengukur ketahanan benda untuk berubah gerakannya, yaitu inersianya. Massa adalah sifat intrinsik dari suatu benda, tidak tergantung ketinggian maupun keadaan yang lain. Berat Berat merupak merupakan an gaya yang diperlu diperlukan kan benda benda untuk untuk melakuk melakukan an gerak gerak jatuh jatuh bebas. bebas. Untuk gerak jatuh bebas a = g = percepatan gravitasi setempat. F =ma w=mg Berat tergantung pada lokasi terhadap bumi.
2.1.4. 2.1.4. Hu Hukum kum ketig ketiga a Newton Newton..
Hukum ketiga Newton menyatakan adanya pasangan gaya aksi-reaksi. Pasangan gaya aksi-reaksi : Terjadi serentak Bekerja pada benda yang berbeda Sama besar Berlawanan arah
Fdt : gaya oleh dinding pada tali
Ftd : gaya oleh tali pada dinding
3
wt : gaya tarik bumi pada tali
Ftb : gaya oleh tali pada balok
Fbt : gaya oleh balok pada tali
w : gaya tarik bumi pada balok
w’ : gaya tarik balok pada bumi
w’ : gaya tarik tali pada bumi
Merupakan pasangan gaya aksi a ksi - reaksi : w dan w’, wt dan wt’,
Fbt dan Ftb,
Fdt dan Ftd.
2.2. Pemakaian Pemakaian Hukum Hukum Newton Newton
Huku Hukum m kedu keduaa Newt Newton on , F = m a, meru merupa paka kan n bagi bagian an yang yang pent pentiing di dala dalam m meny menyel eles esai aikan kan masa masala lahh-ma masa sala lah h mekan mekanik ika. a. Ada beber beberapa apa langk langkah ah yang yang berg berguna una untu untuk k membantu menyelesaikan masalah-masalah mekanika.
a. Identi Identifik fikasi asi obyek/be obyek/benda nda yang menjad menjadii pusat perhat perhatian ian..
yang menjadi pusat perhatian : balok θ
m
lantai licin
b. Gambar gaya-gaya yang bekerja be kerja pada obyek/benda tersebut secara vektor. N F
4
w c. Pilih sistem sistem koordinat koordinat pada obyek/benda tersebut tersebut dan proyeksikan proyeksikan gayagaya yang bekerja pada sumbu koordinat. y N F sin θ
F θ
F cos θ
w
x
= mg
d. Tulis Tulis hukum hukum keduan keduan Newton Newton dalam dalam F = ma, dan jumlah jumlahkan kan F total total yang
bekerj bekerjaa
pada
obyek/benda tersebut secara vektor. komponen x
F x = m a x F cos
θ =
m a x
Komponen y
F y = m a y F sin
θ +
N - mg = m a y
e. Selesaikan Selesaikan permasa permasalahannya lahannya secara simbolik simbolik (dengan (dengan notasi simbol, simbol, misal misal m, a, F dsb). Dari dua persamaan dalam komponen x dan komponen y tersebut variabel yang ditanyakan dapat dicari.
f. Masukkan Masukkan nilai nilai tiap-ti tiap-tiap ap variabel variabel ke dalam persamaan persamaan yang sudah diperol diperoleh. eh. 2.3. 2.3. GE GESE SEKA KAN N
Gaya Gaya gesek gesek adala adalah h gaya gaya yang yang terj terjad adii antar antaraa 2 permu permukaa kaan n yang yang berg berger erak ak rela relati tif f berlawanan.
adhesi permukaan
5
Tinjau sebuah balok yang terletak pada bidang datar yang kasar.
diam
F1 fs
diam
F=0
F=0
F1
fs = F1
F2 fs
diam
F=0
F1
fs = F2
F3 fs
diam
F1
F=0 fs = F3
Gaya gesek yang terjadi selama benda diam disebut gaya disebut gaya gesek ge sek statik . Gaya gesek statik maksimum maksimum adalah gaya terkecil terkecil yang dibutuhkan dibutuhkan agar benda mulai bergerak. bergerak. Gaya gesek statik statik maksimum : a. Tidak Tidak terg tergant antung ung luas luas daera daerah h konta kontak. k. b. sebanding dengan gaya normal. Gaya normal muncul normal muncul akibat deformasi elastik benda yang bersinggungan. f s ≤ µs N µs = koefisien gesek statis Bila F3 diperbesar sedikit saja, benda akan bergerak.
mulai bergerak F1
F4
fk 6
F=ma fk < F4
benda-
Gaya gesek yang terjadi selama benda sedang bergerak disebut gaya gesek kinetik. f k k = µk N µk = koefisien gesek kinetik 2.4. DINAMIKA GERAK MELINGKAR MELINGKAR
Suatu Suatu partik partikel el yang berger bergerak ak meling melingkar kar dengan dengan besar besar kecepat kecepatan an konstan konstan,, partik partikel el tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar a = v2/r yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan). Dari hukum ke-2 Newton, bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada benda tersebut bekerja gaya. Maka pada kasus benda bergerak melingkar, pada benda tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat. Gaya-gaya tersebut disebut gaya centripetal centripetal . Contoh : sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali. Pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w, jadi Fc = T + w
T w
T
w Pada posisi di bawah, gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w (arah menjauhi pusat). Jadi Fc = T - w
7
BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpul Kesimpulan an
Jadi dapat di simpulkan simpulkan bahwa Gaya gesekan adalah gaya yang ditimbulkan ditimbulkan apabila dua permukaan benda saling bersentuhan. Hal ini terjadi karena adanya kekasaran dari permukaan benda yang bersentuhan. Gaya gesekan ditentukan oleh dua faktor yaitu massa benda dan koefisi koefisien en gesekan gesekan benda. benda. Gaya Gaya gesekan gesekan dapat dapat terjad terjadii pada semua semua bidang bidang permuk permukaan aan yang meliputi bidang datar, bidang miring dan bidang tegak. Gaya gesekan mempunyai dua fungsi yang berbeda yaitu fungsi yang menguntungkan dan fungsi yang merugikan bagi manusia.
8
DAFTAR PUSTAKA
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion2.htm http://en.islamstory.com/contributions-of-muslim-scientists-to-physics.html http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton http://www.alargam.com/general/arabsince/7.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton http://id.wikipedia.org/wiki/Ren%C3%A9_Descartes
9
KATA PENGANTAR Denga Dengan n mengu mengucap capkan kan puji puji syuk syukur ur kehadi kehadira ratt Tuhan Tuhan Yang Yang Maha Maha Esa, Esa, atas atas sega segala la kebesaran kebesaran dan limpahan limpahan nikmat yang diberikan-Nya diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan menyelesaikan Makalah ini. Dalam Dalam penulis penulisan an Makala Makalah h ini, ini, berbaga berbagaii hambat hambatan an telah telah penulis penulis alami. alami. Oleh Oleh karena itu terselesaikannya Makalah ini tentu saja bukan karena kemampuan penulis sematamata. mata. Namun Namun karena karena adanya adanya dukungan dukungan dan bantuan bantuan dari dari pihak-pi pihak-pihak hak terika terikat. t. Penulis Penulis juga juga berterimakasih kepada Guru Pembimbing dan kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan Makalah ini. Dalam penyusunan Makalah ini, penulis menyadari bahwa pengetahuan dan pengalaman penulis masih sangat terbatas. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak agar Makalah ini lebih baik dan bermanfaat. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih atas semua kritik dan saran, semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu membalas budi baik anda semua.
10 i
Daftar Isi
Kata Pengantar
i
Daftar isi
ii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.2. Latar Belakang Masalah
1
BAB II PEMBAHASAN
2
2.5. Dinamika Partikel
2
2.5.1. Hukum pertama Newton dan Inersia
2
2.5.2. Hukum kedua Newton
3
2.5.3. Gaya gravitasi : massa dan berat
3
2.5.4. Hukum ketiga Newton
3
2.6. Pemakaian Hukum Newton
4
2.7. GESEKAN
5
2.8. DINAMIKA GERAK MELINGKAR
7 8
BAB III PENUTUP
3.2. .2. Kesimpulan
8
DAFTAR PUSTAKA
9
11 ii
