IV. DINAMIKA PARTIKEL
1. HUKUM-HUKUM GERAK.
1.1 Apa yang membuat benda bergerak ?
Aristotle (384-322 B.C) :
gaya, tarik atau dorong, diperlukan untuk
menjaga sesuatu bergerak.
Galileo
Galilei (awal 1600-an) :
benda bergerak mempunyai “kuantitas
gerak” secara intrinsik.
Issac
Newton (1665 - 1666) :
Hukum Newton mengandung 3 konsep : massa,
gaya, momentum
massa
: mengukur kuantitas bahan dari suatu benda.
gaya : tarikan atau dorongan.
momentum : kuantitas gerak
“Kuantitas
gerak” atau momentum diukur dari perkalian massa benda dengan kecepatannya :
p = m v
Hukum I : Benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak, atau
tetap diam jika diam.
Hukum II : Laju perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya
total yang 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.
1.2. Hukum pertama Newton dan 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 lain kecepatannya tidak akan berubah baik besar maupun arah. Ketahanan sebuah benda untuk merubah gerakan
disebut inersia. Hukum pertama Newton
ekivalen dengan mengatakan sebuah benda mempunyai inersia.
1.3. Hukum kedua Newton.
Persamaan
F = ma dapat diterjemahkan dalam 2 pernyataan.
ð Bila sebuah benda dengan massa m mendapat percepatan a,
maka gaya sebesar ma bekerja pada benda tersebut.
ð Bila sebuah benda bermassa m mendapat gaya F, maka benda
tersebut akan dipercepat sebesar F/m
1.4. Gaya gravitasi : massa dan 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
merupakan gaya yang diperlukan benda untuk melakukan gerak jatuh bebas. Untuk gerak jatuh bebas a = g = percepatan
gravitasi setempat.
F = m a
w
= m g
Berat
tergantung pada lokasi terhadap bumi.
1.5. Hukum ketiga Newton.
Hukum
ketiga Newton menyatakan adanya pasangan gaya aksi-reaksi.
Pasangan
gaya aksi-rekasi :
ª terjadi serentak
ª bekerja pada benda yang berbeda
ª sama besar
ª berlawanan arah
Fdt
: gaya oleh dinding pada tali |
Ftd
: gaya oleh tali pada dinding
 |
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 - reaksi :
w dan w’,
wt dan wt’, Fbt dan Ftb, Fdt dan Ftd.
2. PEMAKAIAN HUKUM NEWTON
Hukum kedua Newton , F = m a, merupakan bagian yang penting
di dalam menyelesaikan masalah-masalah mekanika. Ada beberapa langkah yang
berguna untuk membantu menyelesaikan masalah-masalah mekanika.
a. Identifikasi obyek/benda yang menjadi pusat perhatian.
yang menjadi pusat perhatian : balok
q
m 
lantai
licin
b. Gambar gaya-gaya yang bekerja pada obyek/benda tersebut
secara vektor.
N 
F 
w
c. Pilih sistem koordinat pada obyek/benda tersebut dan
proyeksikan gaya-
gaya yang bekerja pada sumbu
koordinat.
y 
N F sin q F 
q
F
cos q x
w =
mg
d. Tulis hukum keduan Newton dalam F = ma, dan jumlahkan F
total yang bekerja pada obyek/benda
tersebut secara vektor.
˜ komponen x
Fx
= m ax
F
cos q = m ax
˜ Komponen y
Fy
= m ay
F
sin q + N - mg = m ay
e. Selesaikan permasalahannya secara simbolik (dengan
notasi simbol, misal m, a, F dsb).
Dari dua persamaan dalam komponen x dan
komponen y tersebut variabel yang ditanyakan dapat dicari.
f. Masukkan nilai tiap-tiap variabel ke dalam persamaan
yang sudah diperoleh.
3.
GESEKAN
Gaya gesek adalah gaya yang terjadi antara 2 permukaan yang
bergerak relatif berlawanan.
adhesi permukaan  |
0 komentar:
Posting Komentar