MATA PELAJARAN FISIKA

SMA NEGERI 36 JAKARTA

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

HandoutKINEMATIKA DAN DINAMIKA

BENDA TITIKA. Standar Kompetensi

1. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.

B. Kompetensi Dasar

1.1 Menerapkan hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan.

C. Indikator 1.1.1 Menjelaskan prinsip Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton

1.1.2 Menjelaskan beberapa jenis gaya yang berkaitan dengan Hukum Newton

1.1.3 Mengidentifikasi penerapan prinsip Hukum I,II, dan III Newton dalam kehidupan sehari-hari

PENDAHULUAN

Pengertian GayaPenjelasan Hukum NewtonBeberapa Jenis Gaya

Penerapan Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari-Hari

SEMANGAT (

Dalam kehidupan sehari-hari, seringkali kita mengalami peristiwa fisika. Misalnya, saat kita berada dalam bus yang sedang melaju dan tiba-tiba bus direm, maka kita akan terdorong ke depan. Atau saat kita menendang batu besar akan terasa lebih sakit daripada menendang batu kerikil. Peristiwa tersebut merupakan peristiwa fisika yang melibatkan Hukum Newton tentang gerak. Hukum Newton tentang gerak didasarkan pada konsep massa dan gaya, yang dihubungkan dengan besaran kinematika seperti perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Ilmuwan yang pertama kali menemukan konsep ini adalah Isaac Newton (1642-1727).

Dalam fisika, gaya diartikan sebagai tarikan atau dorongan. Bila kita memberi dorongan atau tarikan pada sebuah benda, berarti kita memberikan gaya pada benda itu.

Gaya termasuk besaran vector yang memiliki besar dan arah. Gaya dapat mengubah arah gerak suatu benda, bentuk suatu benda serta mengubah ukuran suatu benda dengan syarat gaya yang kita berikan cukup besar. Hubungan antara gaya dan gerak benda diatur berdasarkan hukum Newton.

Satuan gaya dalam sistem SI adalah Newton (N) atau kg m/s2

Hukum III Newton

Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan rengerjakan gaya pada A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

atau

Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah

Hukum II Newton

Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.

HYPERLINK "http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=a=\\frac{\\sum F}{m}" \t "_blank"

dimana :

F= resultan gaya (Newton)

a = percepatan (kg/m2)

m = massa (kg)

Hukum I Newton

Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap.

HYPERLINK "http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=\\sum F=0" \t "_blank"

Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau inersia (kemalasan). Oleh karena itu hukum I Newton disebut juga dengan hukum kelembaman atau hukum inersia.

Gaya Berat

Berat (w) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda (sering disebut dengan gaya tarik bumi).

w = m g

dimana:

w= berat (N)

m = massa (kg)

g= percepatan gravitasi (m/s )= 9,8 m/s

Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan berarah tegak lurus ke bawah, dimana pun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak akibat dipengaruhi oleh gravitasi.

Gaya Normal

Gaya normal (N) didefinisikan sebagar gaya yang bekerja pada benda, dan berasal dari bidang tumpu. Arahnya selalu tegak lurus pada bidang tumpu.

Gaya Gesek

Gaya gesek (f) termasuk gaya sentuh/kontak yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya gesek berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.

Ketika mendorong sebuah benda dan benda tidak bergerak, maka gaya gesekan pada benda adalah gaya gesekan statis (fs) yaitu gaya gesek yang timbul sejak benda diberi gaya sampai sesaat sebelum benda dimulai bergerak, tetapi jika bergerak, maka gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetis (fs),yaitu gaya gesekan yang timbul ketika benda bergerak. Gaya gesekan statis mulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong yang diberikan sampai mencapai suatu nilai maksimum (fs maks). Sedangkan, gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.

Rumus besar gaya gesek statis :

Keterangan:

s= koefisien gesek statis

N= gaya normal (N)

Rumus besar gaya gesek kinetis :

Keterangan:

k=koefisien gesek kinetis

N= gaya normal (N)

Benda di Gantung dengan Tali dan Digerakkan

Digerakkan ke atas dengan percepatan a, maka:

HYPERLINK "http://www.rumus-fisika.com/wp-content/uploads/2013/12/Penerapan-Hukum-Newton.gif" \t "_top"

::: gaya yang searah dengan gerak benda bernilai positif.

::: gaya yang berlawanan dengan gerak benda bernilai negatif , sehingga berlaku:

F = m.a

T-mg = m.aT = mg + ma

Digerakkan ke bawah dengan percepatan a, maka:

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/benda-digantung-ditarik-ke-bawah.gif" \t "_top"

:: gaya yang searah dengan gerak benda bernilai positif dan yang berlawanan bernilai negatif

Rumus tegangan talinya:

F = m.amg T = m.aT = mg-ma = m (g-a)

Penerapan Hukum Newton Orang Berada di Dalam Lift

Lift berada dalam keadaan diam atau dalam kecepatan tetap

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/penerapan-hukum-newton-pada-lift.gif" \t "_top"

F = 0N w = 0N = w = m.g (berat orang dalam lift)N = gaya normal

Lift dipercepat ke bawah

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/mekanika-pada-lift.gif" \t "_top"

F = m.aW N = m.aN = W m.aN = mg -ma = m (g-a)

Lift dipercepat ke atas

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/lift-dipercepat-ke-atas.gif" \t "_top"

F = m.aN W = m.aN = W + m.aN = m.g + m.a = m (g+a)

Benda Digantungkan dengann Seutas Tali Melalui Katrol

Massa tali dan massa katrol tidak diperhitungkan

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/rumus-hukum-ohm-pada-katrol.gif" \t "_top"

Bila W2> W1 maka gerak benda ke arah W2, sekarang kita uraikan satu-satu, perhatikan sobat hitung,

Lihat Benda 1

F = m.aT1 W1= m1.a (m1bergerak ke atas)T1= W1+ m1.a. (1)

Lihat Benda 2

F = m.aW2 T2= m2.aT2= W2 m2.a (2)

Sekarang kita gabungkan persamaan (1) dengan persamaan (2)

Karena ,massa katrol dan massa tali diabaikan maka :

T1= T2W1+ m1.a =W2 m2.am1.a +m2.a =W2 W1a (m1+m2) = g (m2m1)a =g (m2m1) /(m1+m2)

Penerapan Hukum Newton pada Dua Benda Bergandengan pada Lantai Licin

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/benda-bergandengan.gif"

Ketika dua benda bergandengan berada pada lantai licin maka berlaku rumus persamaan:

F = m.aF F12 + F21 = m.a

karena F12 dan F21 merupakan pasangan gaya aksi reaksi yang saling meniadakan maka:

F = (m1 + m2) a

Penerapan Hukum Newton pada Benda digantung Dengan Dua Utas Tali dalam Keadaan Setimbang

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/benda-digantung-pada-tali.gif"

F = 0

komponenF kita pecah menjadiFy danFx

F y = 0berlaku persamaan pada sumbu y

T1sin + T2sin + T T w = 0T1sin + T2sin w = 0. (1)

Fx = 0

berlaku persamaan pada sumbu x

T1cos T2cos = 0T1cos = T2cos . (2)

Untuk mencari T1 dan T2 ,dengan cara mensubtitusikan persamaan (2) ke persamaan (1) sehingga didapat :

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/CodeCogsEqn10.gif"

atau menggunakan rumus :

HYPERLINK "http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/CodeCogsEqn11.gif"