210 likes | 781 Views
DINAMIKA PARTIKEL. Mempelajari hubungan antara gerakan suatu benda dengan penyebabnya Hkum Newton I/ Hukum Inersia atau Kelembaman Suatu partikel bebas bergerak menurut garis lurus dengan kecepatan konstan , atau dalam keadaan diam Hukum Newton II
E N D
DINAMIKA PARTIKEL • Mempelajarihubunganantaragerakansuatubendadenganpenyebabnya • Hkum Newton I/HukumInersiaatauKelembaman Suatupartikelbebasbergerakmenurutgarislurusdengankecepatankonstan, ataudalamkeadaandiam • Hukum Newton II Gerakansuatubendaadalahhasilinteraksinyadenganbenda-bendadisekelilingnya. Interaksi-interaksiinidikenalsebagaisuatukonsepygdisebutgaya. Secaramatematisditulis:
Seseorangmenariktalidengangaya , talimengerjakangayapadatangan. MenurutHukum Newton III, Talijugamengerjakangaya padabalok, danbalokmengerjakangayareaksipadatali, sehingga . Misalkanmassataliadalah mR, untukmenggerakkanbalokdantalidarikeadaandiamsehinggadidapatpercepatan a, maka: • Hukum Newton III Padasetiapgayaaksiterdapatgayareaksi yang samabesardanberlawananarah FBR FRB FMR FRM mR mR FBR FRM Karenagayadanpercepatanbekerjasepanjanggarislurusdptdipakaibesaranskalar: FMR – FBR = mR . a
BeberapapemakaiandariHukum Newton Langkah-langkahumumygperludilakukandalammenyelesaikanpersoalan: • Tentukanbenda yang akankitacaripemecahanpersoalannya. • Setelahbendanyatertentu, perhatikanlingkungannya, karenalingkunganini (bidang miring, pegas, tali, dst) mengerjakangayapadabenda. Sifatataumacamgayaharusjelas. • Kemudiankitapilih/buatkerangkaacuannya, sumbu-sumbukoordinatiniharusmenyederhanakanlangkahperhitungankita. • Sekarangkitabuat diagram gaya-gaya yang bekerjapadabenda. Diagram inidisebutbendabebas • Akhirnyakitapakaihukum Newton kedua.
Contoh Suatubalokbermassa m1, beradapadapermukaanhorisontal yang licinditarikolehsuatutali yang padaujunglainnyatergantungbalokmassa m2lewatsuatukatrol. Massa talidankatroldapatdiabaikandantidakadagesekanpadakatrol. Tentukanpercepatanbalok-baloktersebutdantegangantali. Buat diagram gaya-gayaygbekerja. Benda I: sepanjangsumbu x: T= m1 ax (1) Sepanjangsumbu y: N-W1 = 0, takadapercepatansepanjangsumbuvertikal. Jadi N = W1 ax N T m1 T W1 = m1 g ay m2 W2 = m2 g
Benda II: Tegangantali yang bekerjajuga T, karenamassatalidapatdiabaikandantidakadagesekanpadakatrol. Benda II bergerakkebawah: m2 g – T = m2 ay (2) disini ax = ay = a Substitusi T dari pers. (1) pada pers.(2) danpakai pers. (3) diperoleh: m2g – m1 a = m2 a kembalike pers. (1):
Gaya Gesek Bilakitagerakkansuatubalokdengankecepatanawal padapermukaansuatubidanghorisontal, makasetelahbeberapasaatbaloktersebutakanberhentibergerak. Iniberartiketikabaloktsbbergerakmengalamiperlambatan . Menuruthukum Newton keduapermukaanbidangmelakukangayagesek : Ketikabendamasihdalamkeadaandiam, padanyabekerjagayagesekstatis. Gaya gesekstatismaksimumsamabesarnyadengangayaterkecil yang diperlukanuntukmulaimenggerakkanbenda. Besarnyagayagesekstatis: Dimana : μs = koefisiengesekstatis N F f W
Begitubendabergerak, gayagesek yang bekerjadiantarapermukaanmengecilsehinggahanyadiperlukangaya yang keciluntukmenjagakecepatankonstan. Gaya gesek yang bekerjainidisebut Gaya Gesekkinetis (fk). Besarnyagayagesekkinetis: dimana:μk = Koefisiengesekkinetis • Contoh: Suatubendamassa 0,80 kg, beradapadabidang miring yang membuatsudut 37odenganbidangdatar. Berapagaya yang diberikan agar bendabergerak: • Keatas • Kebawah Untukkeduahaldiatas, anggapbendabergerakberaturandenganpercepatankonstan 0,10 m/det2. Koefisiengesekankinetisdenganbidangμk = 0,30. g = 9,8 m/det2
V N F fk N V Wsinα Wsinα • Solusi • Benda bergerakkeatasgambar (a) Persamaangeraksepanjangbidangdatar: α α Wcosα = N fk F Wcosα = N α α W=m.g W=m.g (b) (a)
Persamaan (1) menjadi; • Benda bergerakkebawahgambar (b)
Gaya Sentripetal Suatubenda yang bergerakpadasuatulingkaranberjari-jari r, dengankecepatan V, mengalamipercepatan a yang besarnya V2/r. Arahvektorpercepatanselalumenujukepusatlingkarandanselalutegaklurusdenganvektorkecepatan V. • Gaya Sentripetal yang bekerja: Jadipadasetiapgerakmelingkarselaluterdapatgaya total, gayasentripetal yang arahnyakepusatlingkaran.
Bilatalimembuatsudutθdengangarisvertikal, makajari-jarilintasan: R = l sinθ Gaya-gayaygbekerjapadamassa m adalah T (tegangantali) dan w = m.g (beratbenda). Tentunya T + w ≠ 0, sehinggaresultankeduagayainiadalah T sin θ (gayasentripetal), yang membuatbendabergerakmelingkardengankecepatan V yang konstan. Jadi: T cosθ = w = m.g Dan Bilaτadalahwaktu yang diperlukanbendauntukmelakukansatuputaranmaka: • BandulKonis l θ T Tcosθ R Tsinθ m.g