hukum-hukum newton tentang gerak
Post on 18-Jan-2016
243 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
HUKUM-HUKUM NEWTON
tentang GERAK
HUKUM-HUKUM NEWTON
tentang GERAK
• GAYA [Newton]– Gaya Gravitasi (Berat)– Gaya Sentuh (Tegangan tali, gaya normal, gaya
gesekan)
• HUKUM NEWTON I
• HUKUM NEWTON II
• HUKUM NEWTON III
• DINAMIKA I (tanpa gesekan)
• DINAMIKA II (dengan gesekan)
Kinematika : didasarkan pada definisi pergeseran, kecepatan
dan percepatan
Pertanyaan : Mekanisme apakah yang menyebabkan sebuah
benda bergerak ? Mengapa benda-benda dapat memiliki
percepatan yang berbeda-beda ?
Perubahan Gerak : dijelaskan dengan konsep gaya, massa dan
momentum
PERUBAHAN GERAK(Percepatan)
PERUBAHAN BENTUK(deformasi)
GAYAoleh
?
Menggambarkan adanya interaksi antara benda dengan lingkungannya.Merupakan besaran vektor.
RESULTAN GAYA SETIMBANGGLBB
0
= 0
INTERAKSI
Kontak langsung
Jarak jauh Medan gaya
Medan gaya (interaksi) yang terjadi di alam :Gaya gravitasi : antara benda bermassaGaya elektromagnetik : antara benda bermuatanGaya Kuat : antara partikel subatomikGaya lemah : proses peluruhan radioaktip
W = m g
Bumi
g = percepatan gravitasi
GAYA GRAVITASI
TEGANGAN TALI
T
W
GAYA NORMAL & GAYA GESEKAN
W
N
Ff
Nfmaksimum
= koefisien gesekan
W
N
f
W1
N
f
T
T
W2
Katrol
W2 > T
W1
N
f
T
T
W2
Katrol
W2 < T
HUKUM NEWTON Itentang Gerak
Selama tidak ada resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda maka benda tersebut akan selalu pada keadaannya, yaitu benda yang diam akan selalu diam dan benda yang bergerak akan bergerak dengan kecepatan konstan.
F = 0 a = 0
Hukum Kelembaman
Sistem Inersial
MASSA KELEMBAMAN
Sistem Inersial v = konstan
Jika pengaruh dari luar tidak dapat diabaikan,Seberapa jauh sebuah benda mampu mempertahankan sifat kelembamannya ?
MASSA (m)
SkalarSatuan SI
kilogram (kg)
2
1
2
1
aa
mm
HUKUM NEWTON II
Percepatan pada sebuah benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut
Fa
aF m
xx maF yy maF zz maF
Satuan Gaya : newton (N) 2-smkg1N1 2scmg1dyne1
2sftslug1lb1
1 N = 105 dyne
1 N = 0.225 lb
Contoh Soal 2.1
Sebuah helikopter bermassa 15000 kg mengangkat sebuah truk bermassa 4500 kg dengan percepatan sebesar 1,4 m/s2. Truk disebut diangkat dengan menggunakan kabel baja, Gaya angkat yang diterima oleh baling-baling helikopter arahnya vertikal ke atas. Tentukan besarnya tegangan pada kabel baja dan besarnya gaya angkat pada baling-baling helikopter.
Jawab :
m1 = 15000 kg
m2 = 4500 kg
F = ?
T = ?
a = 1,4 m/s2
F
W2
T
T
W1
a
Hukum Newton II pada truk :
N50400)4,18,9)(4500()ag(mT
aaaamgmTF
2
21222y
Hukum Newton II pada helikopter :
N218400)4,18,9)(15000(50400
)ag(mTF
aaaamgmTFF
1
21111y
Contoh soal 2.2 :
Sebuah pesawat terbang membuat lingkaran horisontal dengan kecepatan 480 km/jam. Gaya angkat yang diterima oleh pesawat tersebut arahnya tegak lurus pada sayap pesawat. Bila sayap pesawat tersebut membentuk sudut 40o terhadap horisontal. tentukan jari-jari lingkaran yang dibentuk oleh pesawat terbang tersebut.
Jawab :
40o
V = 480 km/jam
R = ?
F
s/m33,133jam/km480V
40o
R = ?
F
mg
F cos
F sin
mtg
R
tgg
VRtg
gR
V
mgR
Vm
F
F
mgFFR
VmmaFF
o
yx
2162)40)(8,9(
)33,133(
cos
sin
cos|sin
2
22
2
2
Contoh Soal 2.3 :
Sebuah balok bemassa 5 kg bergerak ke atas dengan kecepatan awal Vo pada bidang miring dengan sudut 30o terhadap horisontal. Oleh karena koefisien gesekan antara balok dan bidang miring kecil (yaitu sebesar 0,15), maka setelah naik keatas balok tersebut turun kembali dan sampai ditempat semula dengan kecepatan sebesar 7,66 m/s. Tentukan kecepatan awal Vo
Jawab :
Vo = ?
V2 = 7,66 m/s = 0,15
L V1 = 0
30o
V1 = 0
m = 5 kg
N
f
mg sin
mg cos
mg
Diagram gaya (saat turun) :
mafsinmg
maF
0cosmgN0F
x
y
2s/m62,3)87,0)(8,9)(15,0()5,0)(8,9(a
)cosgsing(a
macosmgsinmg
cosmgNf
V2 = 7,66 m/s
L V1 = 0
m1,8)62,3(2
066,7L
aL2VV2
21
22
N
f
mg sin
mg cos
mg
Diagram gaya (saat naik) :
ma)fsinmg(
maF
0cosmgN0F
x
y
2s/m18,6)]5,0)(8,9()87,0)(8,9)(15,0[(a
)cosgsing(amasinmgcosmg
cosmgNfcosmgN
V1 = 0
Vo
L
30o
s/m10V
)1,8)(18,6(2V0
aL2VV
o
2o
2o
21
HUKUM NEWTON III
Jika dua benda berinteraksi, gaya yang dilakukan oleh benda pertama pada benda kedua sama dan berlawanan arah dengan gaya yang dilakukan oleh benda kedua pada benda pertama.
2112 FF M1 M2
F12F21
GAYA GESEK
Benda diam
F
W
N
fs
Gaya berat
Gaya normal
Gaya gesekstatik
Nf smakss ,
Nf kk
statik kinetik
f
F
Benda bergerak
Gaya gesek kinetik
F
W
N
fk
a
maksss fFf ,
0F aF m
makssfF ,
Contoh Soal 2.4
Dua buah balok yang masing-masing bermassa 1 kg (sebelah kiri) dan 3 kg (sebelah kanan) diletakkan berdampingan di atas lantai horisontal dimana koefisien gesekan antara lantai dan balok 1 kg adalah 0,2 sedangkan antara lantai dan balok 3 kg adalah 0,1. Tentukan percepatan dari kedua balok tersebut dan gaya aksi-reaksi bila balok 1 kg didorong ke kanan dengan gaya sebesar 12 N.
Jawab :
= 0,2 = 0,1
F = 12 Na = ?
= 0,2 = 0,1
F = 12 Na = ?
N1
m1 g
F
f1
F12
N8,9)8,9)(1(gmN0F 11y
a04,10FaF)8,9)(2,0(12
aa)1(amFfFamF
1212
11211x
= 0,2 = 0,1
F = 12 N a = ?
N2
m2 g
F21
f2
N4,29)8,9)(3(gmN0F 22y
94,2a3Fa3)4,29)(1,0(F
a3a)3(amfFamF
2121
22212x
a04,10F12 94,2a3F21
2
1221
s/m775,14
1,7a1,794,204,10a4
a04,1094,2a3FF
N265,8775,104,10F12
N2,394,298,9gmgmNN0F 2121y
2
212121x
s/m775,14
1,7aa4)4,29)(1,0()8,9)(2,0(12
a4a)mm(ffFa)mm(F
N2
m2 g
F21
f1
F
f2
N
1
m1g
F21
atau
Contoh Soal 2.5
Sebuah balok bermassa 3 kg terletak di atas lantai dimana koefisien gesekan antara balok tersebut dan lantai adalah 0,1. Diatas balok tersebut diletakkan balok kedua yang bermassa 1 kg dimana koefisien gesekan antara kedua balok adalah 0,2. Bila balok pertama ditarik dengan gaya sebesar 12 N, hitung percepatan dari kedua balok trsebut.
Jawab :
F=12 N1
2
3
= 0,1
= 0,2
Asumsi : a1 > a2
F=12 N1
2
3
= 0,1
= 0,2
N21
m2g
f21
222
22212x
221y
s/m96,1aa)1()8,9)(2,0(
amfamF
N8,9)8,9)(1(gmN0F
Asumsi : a1 > a2
F=12 N1
2
3
= 0,1
= 0,2
N13
m1g
f13
21
21
1
22121311x
13
12113y
aa
s/m04,23
12,6a
a3)8,9(2,0)2,39(1,012
amffFamF
2,398,9)8,9(3N
NgmN0F
f12 N12
Asumsi benar
Latihan Soal 1
Sebuah lampu tergantung vertikal pada sebuah kabel dari atap suatu lift yang sedang turun dengan perlambatan sebesar 2,4 m/s2. Pada saat itu tegangan dalam kabel adalah 89 N. Bila kemudian lift tersebut naik dengan percepatan sebesar 1,2 m/s2 berapa tegangan dalam kabel sekarang ?
Jawab :
a1= 2,4 m/s2
T1 = 89N T2 = ?
Lift sedang turun Lift sedang naik
a2= 1,2 m/s2
T1 = 89N
mg
Lift sedang turun :
kg3,72,12
89mm2,1289
)4,28,9(m)ag(mT
ammgTF
1
1y
T2 = ? Lift sedang naik :
N3,80)2,18,9(3,7)ag(mT
ammgTF
22
22y
mg
Latihan Soal 2
Sebuah kapal terbang mainan bermassa 0,75 kg terbang dengan kecepatan konstan pada lingkaran horisontal setinggi 18 m di atas tanah. Mainan ini terikat pada salah satu ujung tali yang panjangnya 30 m sedangkan ujung tali yang satu lagi diikatkan di tanah. Kapal terbang mainan ini berputar 4,4 kali setiap menit dan sayapnya selalu horisontal selama terbang sehingga gaya angkat yang dialaminya arahnya vertikal ke atas. Tentukan gaya angkat yang diberikan oleh udara pada sayap kapal terbang mainan tersebut.
Jawab :F= ?
H = 18 mL = 30 m
R
s60
4,4f
R
F
mg
T
T sin
T cos
N2,10)6,0(78,4)8,9)(75,0(sinTmgF
N78,4)8,0(24
)06,11)(75,0(
cosR
mVT
s/m06,11)24(60
4,4)28,6(Rf2
t
R2V6,0
30
18sin
8,030
24cosm241830R
R
VmcosTF
22
222
x
3018
Latihan Soal 3
Dua buah balok yang masing-masing bermassa 1 kg (sebelah kiri) dan 3 kg (sebelah kanan) diletakkan berdampingan di atas lantai horisontal dimana koefisien gesekan antara lantai dan balok 1 kg adalah 0,2 sedangkan antara lantai dan balok 3 kg adalah 0,1. Tentukan percepatan dari kedua balok tersebut dan gaya aksi-reaksi bila balok 3 kg didorong ke kiri dengan gaya sebesar 12 N.
= 0,2 = 0,1
F = 12 Na = ?
= 0,2 = 0,1
F = 12 N
a = ?
N1
m1 g
f1F12
N8,9)8,9)(1(gmN0F 11y
a96,1Fa)8,9(2,0F
aa)1(amfFamF
1212
11121x
= 0,2 = 0,1
F = 12 N
a = ?
N2
m2 g
f2 F21
N2,39)8,9)(3(gmN0F 22y
a3F08,8a3F)2,39(1,012
a3a)3(amFfFamF
2121
22122x
F
N49,353,196,1F
s/m53,14
12,6aa3a96,108,8
a3F08,8a96,1F
12
2
2112
Tugas 3
• Tugas Mandiri :– Pelajari contoh-contoh soal pada Bab 5 buku
Serwey
• Tugas Kelompok– Kerjakan soal-soal no 18, 31, 59 dan 73 pada
bab 5 buku Serwey
top related