File

Statika dan Dinamika
Senin, 19 Februari 2007
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Dinamika

Dinamika adalah
mempelajari tentang gerak
dengan menganalisis
penyebab gerak tersebut.
Dinamika meliputi:
• Hubungan antara massa
dengan gaya : Hukum
Newton tentang gerak.
• Momentum, Impuls dan
Hukum kekekalan
momentum
• Kerja, Energi dan Hukum
kekekalan energi(Tipler,
1998)
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Hukum Newton I
“Sebuah benda akan
berada dalam keadaan
diam atau bergerak
lurus beraturan apabila
resultan gaya yang
bekerja pada benda
sama dengan nol”
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Hukum Newton II
“Benda akan mengalami
percepatan jika ada gaya
yang bekerja pada benda
tersebut dimana gaya ini
sebanding dengan suatu
konstanta(massa) dan
percepatan benda”
Bentuk umum (memperhitungkan perubahan massa)
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Hukum Newton III
“Dua benda yang berinteraksi akan timbul gaya
pada masing-masing benda yang arahnya
berlawanan arah dan besarnya sama”
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan
Problem 1. Sebuah mobil dengan massa 2000
kg bergerak naik pada jalan dengan kemiringan
30◦. Tentukan gaya pada mobil agar dapat (a)
bergerak lurus beraturan (b) bergerak lurus
dipercepat dengan a = 0, 5 m/s2
Problem 2. Sebuah benda dengan massa 1 kg
begerak mengalami gaya dengan persamaan F =
50t + 20 N bergerak pada garis lurus. Pada t = 0
s partikel berada pada x0 = 5 m dan v0 = 6 m/s.
Tentukan percepatan dan posisi benda setiap
saat
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Macam-macam gaya



4 gaya yang berpengaruh di alam yaitu
• Gaya Elektromagnetik (Electromagnetic Force)
• Gaya Gravitasi (Gravitation Force)
• Gaya Interaksi Kuat (Strongth Force)
• Gaya Interaksi Lemah (Weak Force)
Gara interaksi : gaya yang ditimbulkan oleh suatu
benda pada benda lain walaupun letaknya berjauhan
• gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet
Gaya kontak : gaya yang terjadi hanya pad abendabenda yang bersentuhan
• gaya normal, gaya gesek dan gaya tegang tali
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya
reaksi dari gaya berat
yang dikerjakan pada
benda terhadap bidang
dimana benda itu berada
dan tegak lurus bidang.
N = m g atau N = mg cos 
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gaya Gesek
Gaya dapat berupa : zat padat
dengan zat padat dan zat cair
dengan zat padat
 Gaya gesek dipengaruhi oleh
beberapa faktor yaitu keadaan
permukaan, kecepatan relatif, gaya
yang bekerja, dsb
Gaya gesek dinyatakan




µk=koefisien gesek kinetik
µs=koefisien gesek statik
Umumnya µk < µs
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gaya Tegang Tali

Gaya tegang tali adalah
gaya yang terjadi pada tali,
pegas atau batang yang
ujung-ujung dihubungkan
dengan benda lain.
Gaya tegang tali memenuhi
T = F = mg
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan

Problem 3. Sebuah balok dengan massa m
= 2 kg, ditarik di atas meja licin dengan gaya
P.
a. Berapa gaya normal
b. Berapa P agar balok mempunyai
kecepatan 4 m/s dalam 2s dari keadaan
diamnya
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Torka(Torque)

Torka atau momen gaya
menyebabkan benda
berotasi dan dinyatakan

Arah momen gaya
tergantung perjanjian,
umumnya  > 0 searah
jarum jam dan  < 0
berlawanan arah jarum jam.
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Pusat Massa

Pusat Massa adalah titik tangkap
dari resultan gaya-gaya berat
pada setiap komponen dimana
jumlah momen gaya terhadap
titik(pusat massa) sama dengan
nol (Sarojo, 2002).

Bagian massa(dm) dapat
dinyatakan dalam bentuk:
dm =  dV = dA = dL
 = volume,  = luas dan  = panjang
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Titik Berat


Titik berat adalah titik yang dilalui
oleh garis kerja resultan gaya berat
sistem dan merupakan garis potong
dari garis kerja gaya berat bila
sistem ini berubah-ubah (Sarojo,
2002).
Titik berat dan pusat massa dapat
mempunyai kordinat yang sama
atau berhimpit jika benda tsb dekat
permukaan bumi.
Titik berat dinyatakan
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan
Problem 4. Tentukan letak pusat massa dari
sistem benda titik yang terdiri dari: m1 = 5 kg
beada di (0,0), m2 = 30 kg berada pada
(15,20), m3 = 20 kg berada pada (30,0) dan
m4 = 15 kg berada pada (-15,10). Koordinat
dalam cm.
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Pusat Massa


Gerak pusat massa suatu
benda dapat dihubungkan
dengan gaya netto yang
bekerja pada benda
tersebut
Gerak sistem partikel
dapat diwakili oleh gerak
pusat massa dan gaya Fext
merupakan gaya netto
karena gaya-gaya internal
saling meniadakan
(Halliday and Resnick,
2006)
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan
Problem 5. Sebuah peluru 6 kg ditembakkan
pada sudut elevasi 37◦ dengan kecepatan awal
v0 = 40 m/s. Pada saat t = 3, 2 s peluru meledak
menjadi 2 bagian dengan perbandingan 2 : 1.
Ternyata setelah ledakan bagian peluru yang
lebih berat jatuh bebas dan bagian yang lain
mengikuti lintasannya. Hitung (a) kecepatan
peluru sesaat akan meledak dan (b) dimana letak
jatuh peluru bagian yang lebih ringan?
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007