Title Goes Here - Binus Repository

Matakuliah : D0684 – FISIKA I
Tahun
: 2008
HUKUM-HUKUM NEWTON
Pertemuan 7-8-9
Dinamika partikel adalah ilmu mempelajari hubungan
gerak benda dengan penyebab gerak benda, dalam
hal ini gaya yang bekerja pada benda.
1. Hukum Newton I
Benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau
bergerak lurus beraturan , kecuali ada gangguan (
gaya ) luar pada benda tersebut .
Kecendrungan sebuah untuk mempertahankan
keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurus
disebut kelembaman ( inersia). Maka hukum Newton I
disebut juga hukum kelembaman
3
Bina Nusantara
2. Hukum Newton II
Percepatan suatu benda / partikel , sama dengan
resultan
gaya luar dibagi massa
benda tersebut .



a  F / m
atau

F  m a
Percepatan benda berbanding lurus dengan resultan
gaya yang bekerja padanya. Arah percepatan a adalah
sejajar dengan resultan gaya yang bekerja pada benda
tersebut.
3. Hukum Newton III
Gaya yang diadakan pada suatu benda ( gaya aksi )
akan menimbulkan gaya reaksi dari benda, yang sama
besarnya tapi arahnya berlawanan .


F aksi  - F reaksi
Bina Nusantara
4. Sistem Satuan dalam Mekanika
Sistem
satuan
Gaya
(F)
Massa
(m)
Percepatan
(a)
SI
Newton ( N )
Kilogram( kg )
m/s2
CGs
Dyne
Gram (gr)
cm / s2
BE
Pound ( lb )
Slug
ft / s2
1 N = 105 dyne = 0,2248 lb
Bina Nusantara
5. Massa dan Gaya Berat
Berat suatu benda adalah gaya gravitasional yang
dilakukan oleh bumi pada benda tersebut. Karena berat
merupakan suatu gaya, maka berat merupakan besaran
vektor yang arahnya selalu menuju pusat bumi. Gaya berat
sebuah benda yang bermassa m adalah :


W m g
Berat dari benda bermassa m akan berbeda pada daerah
yang berbeda percepatan gravitasinya ( g )
Bina Nusantara
6. Kesetimbangan Gaya
Sebuah benda mengalami sejumlah gaya, seperti
diilustrasikan pada gambar berikut.

F2

F3
Dalam hal :

 F =0

F1

Fn
: benda diam atau bergerak lurus beraturan ,
disebut benda dalam kesetimbangan gaya
Maka : FX = 0
FY = 0
Bina Nusantara
Bila :


 F = m a : benda bergerak dengan percepatan

a
Maka :
 FX = m aX : benda bergerak dalam arah sumbu X
 FY = m aY : benda bergerak dalam arah sumbu Y
 FZ = m aZ : benda bergerak dalam arah sumbu Z
Bina Nusantara
Langkah-langkah Dalam Penyelesaian Soal Dinamika
1. Kenali benda yang geraknya harus ditinjau menurut
soal
2. Kenali gaya-gaya yang bekerja pada benda, beserta
besar dan arahnya.
3. Pilih sistem koordinat yang memudahkan perhitungan
4. Buat diagram gaya yang bekerja pada benda
5. Uraikan masing-masing gaya tersebut atas komponenkomponennya, dan jumlahkan untuk masing-masing
komponen (komponen X dan komponen Y )
6. Terapkan Hk. Newton untuk masing-masing komponen
Bina Nusantara
7. Benda Pada Bidang Miring
Sebuah benda bermassa m terletak pada bidang
miring, yang membentuk sudut θ terhadap horizontal.
m
mg Sinθ
θ
mg Cosθ
mg
* Gaya berat W= mg selalu berarah menuju pusat bumi
( tegak lurus terhadap horizontal )
Gaya berat tersebut diuraikan atas komponen X dan
komponen Y. Pemilihan sumbu X dan sumbu pada
prinsipnya adalah sebarang, yang penting sumbu X
dan sumbu Y saling tegak lurus.
Bina Nusantara
Untuk memudahkan penyelesaian lebih lanjut, umumnya
sumbu X dipilih sejajar bidang miring, dan sumbu Y
tegak lurus bidang miring.
Maka gaya berat dapat diuraikan atas komponenkomponen :
- tegak lurus bidang miring : mg Cosθ
- sejajar bidang miring
: mg Sinθ
Bina Nusantara
8. Gaya Gesekan
Merupakan gaya perlawanan yang arahnya selalu
berlawanan dengan arah gerak . Gaya gesekan
muncul antara dua benda yang saling bersinggungan
Gaya gesekan statik
Merupakan gaya gesekan antara dua benda yang
relatif diam satu terhadap yang lainnya
fS  S N
S = koefisien gesekan statik
N = gaya normal , yang salu tegak lurus terhadap bidang
gesek
fS = S N : saat benda mulai akan bergerak satu
terhadap lainnya
Bina Nusantara
Gaya gesekan kinetik
Merupakan gaya gesekan antara dua benda yang relatif
bergerak yang satu terhadap yang lainnya
fk = k N
k = koefisien gesekan kinetik
N = Gaya normal selalu tegak lurus pada bidang
kontak kedua benda yang bersinggungan.
Hubungan gaya gesekan fS dan fk dengan gaya normal
di atas adalah menyatakan hubungan dalam besarnya.
Sedangkan hubungan arahnya adalah :
 
 
fS  N
Bina Nusantara
dan f  N
k

9. Gaya Normal ( N )
Gaya normal merupakan gaya reaksi dari suatu benda yang
mengalami gaya oleh benda lain, arah gaya normal selalu
tegak lurus bidang kontak kedua benda .
Beberapa contoh gaya normal :
(1). Benda berada pada bidang horizontal
N
m
mg
Lantai mengalami gaya mg, dan gaya reaksi dari lantai pada
benda: N Dalam arah sumbu Y benda tidak bergerak, berarti :
 FY = N – mg = 0 , maka : N = mg
Bina Nusantara
(2). Benda berada pada bidang horizontal dan dikenai
gaya T. 
N

T
m
θ

mg
Benda tidak bergerak dalam arah sumbu Y, maka
FY = 0 , atau N + T Sin θ – mg = 0 atau :
N = mg – T Sin θ
Bina Nusantara
(3) Benda pada bidang datar dan didorong dengan gaya


T
N
TY θ
m
m

g
FY = 0 = N - TY – mg = 0
maka : N = mg + T Sin θ
Bina Nusantara
TY = T Sinθ

T
(4). Benda berada pada bidang miring.

N
m
mg Cos θ

mg
FY = N – mg Cos θ = 0
Maka :
Bina Nusantara
N = mg Cos θ
θ
10. Gaya Sentripetal
Sebuah benda yang melakukan gerak melingkar
beraturan akan mengalami percepatan sentripetal ,
yang besarnya :
V2
aR 
R
Sesuai dengan Hukum Newton II , maka setiap benda
yang melakukan gerak melingkar beraturan, akan
mengalami gaya (gaya sentripetal ) yang bearah ke
pusat lintasan, dan besarnya :
2
V
FR  m aR  m
R
Bina Nusantara