Hukum Gerak Newton

Hukum Newton
tentang
Gerak
Gaya & Interaksinya
Gaya yang melibatkan
kontak langsung antara
dua buah benda atau lebih
Gaya tetap bekerja
meskipun dipisahkan
oleh ruang kosong
Gaya Kontak
Contact force
Gaya Jarak Jauh
Long range force
Gaya sebagai Vektor
y
F
F  Fx  Fy
Fy=F sin q
x
Fx=F cos q
Penjumlahan beberapa Gaya
R   F  F1  F2  ...
F2
F1
F3
Rx   Fx ; Ry   Fy
R
Rx  R y
tan q 
2
Ry
Rx
2
Ingat bab 1
Hukum I Newton
Ketika tidak ada gaya yang bekerja pada
sebuah benda, atau ketika jumlah vektor
dari semua gaya yang bekerja padanya
(gaya total) adalah nol, maka benda pada
kesetimbangan
 F  0 (benda dalam kesetimban gan)
 F  0  F  0 (benda dalam kesetimban gan)
x
y
Hukum II Newton
Jika suatu gaya luar total bekerja pada sebuah benda,
maka benda akan mengalami percepatan. Arah
percepatan tsb sama dengan arah gaya total. Vektor gaya
sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan
benda
 F  ma
F
x
 max
F
y
 may
w  mg
Hukum III Newton
Jika benda A memberikan gaya pada benda B (aksi),
maka benda B akan memberikan gaya pada benda A
(reaksi). Kedua gaya memiliki besar yang sama tetapi
arahnya berlawanan. Kedua gaya bekerja pada benda yang
berlainan.
FA pada B  FB pada A
Contoh Soal
1. Dua gaya memiliki nilai yang sama dengan
F. Berapa sudut antara dua vektor jika
jumlahnya bernilai
a) 2F
b) 2 F
c) nol
Buatlah sketsa ketiganya!
F1  F
F2  F
F1  F2  2 F
 F  F1  F2  2F1F2 cosq
2
2
2 F  F  F  2 FF cos q
2
F
2
F
2 F  2 F 2  2 F 2 cos q
(2 F ) 2  2 F 2  2 F 2 cos q
4 F 2  2 F 2  2 F 2 cos q
2 F  2 F cos q
cos q  1
2
q  00
2
2F
F
F1  F
F2  F
90
F1  F2  2 F
0
F
 F  F1  F2  2 F1F2 cos q
2
2
2 F  F 2  F 2  2 FF cos q
2 F  2 F 2  2 F 2 cos q
( 2 F ) 2  2 F 2  2 F 2 cos q
0  2 F cos q
2
2F
F
cos q  0
q  900
F
F1  F
F2  F
F1  F2  0
F 
F1  F2  2 F1 F2 cos q
2
2
0  F 2  F 2  2 FF cos q
0  2 F 2  2 F 2 cos q
0 2  2 F 2 cos q
 2 F 2  2 F 2 cos q
cos q  1
q  1800
F
180
0
F
Contoh Soal
2. Sebuah peti yang memiliki massa 32,5 kg dalam
keadaan diam di atas lantai gudang, mengalami
gaya mendatar sebesar 140 N. a) berapa besar
percepatan yang dihasilkan? b) Berapa jauh peti
bergerak dalam waktu 10,0 s? c) Berapa
kecepatannya setelah 10,0 s?
a
 F  ma
140 (N)  32,5(kg) a
F  140N
m  32,5kg
140
2
a
ms
32,5
a  4,31 ms
2
Percepatan yang dialami peti ketika didorong
oleh gaya 140 N adalah 4,31 ms-2
a  4,31 ms2
F  140N
m  32,5kg
t  10,0 s
x  ...?
Diketahui
a  4,31 ms2
x0  0
v0  0
Dicari
x t  ... ?
xt  x0  v0t  at
1
2
2
xt  0  0.10,0  4,31. 10,0
1
2
2
xt  215,5 m
Jarak yang ditempuh peti ketika didorong oleh
gaya 140 N selama 10,0 s adalah 215,5 meter
a  4,31 ms2
F  140N
m  32,5kg
t  10,0 s
x  215,5 m
vt  ... ?
Diketahui
a  4,31 ms2
x0  0
v0  0
Dicari
vt  ... ?
vt  v0  at
vt  0  4,31.10,0
vt  43,1 ms
1
Setelah menempuh watu 10,0 s kecepatan peti
menjadi 43,1 ms-1
Contoh Soal
3.
Bayangkan bahwa anda memegang sebuah buku seberat 4
N pada telapak tangan Anda. Lengkapilah kata-kata berikut:
a)
b)
c)
d)
Gaya kebawah sebesar 4 N pada buku diberikan oleh ___
Gaya ke atas sebesar ___ diberikan pada ____ oleh tangan.
Apakah gaya keatas merupakan bagian dari b)?
Reaksi gaya di bagian a) besarnya _____ diberikan pada ____,
oleh ___. Arahnya adalah ___ .
Reaksi gaya di bagian b) besarnya _____ diberikan pada ____,
oleh ___. Arahnya adalah ___ .
Gaya pada bagian a) dan b) adalah sama dan bertolak belakang,
disebabkan oleh hukum ___ newton.
e)
f)
Contoh Soal
3.
Bayangkan bahwa anda memegang sebuah buku seberat 4
N pada telapak tangan Anda. Lengkapilah kata-kata berikut:
a)
b)
c)
d)
Gaya kebawah sebesar 4 N pada buku diberikan oleh ___
Gaya ke atas sebesar ___ diberikan pada ____ oleh tangan.
Apakah gaya keatas merupakan bagian dari b)?
Reaksi gaya di bagian a) besarnya _____ diberikan pada ____,
oleh ___. Arahnya adalah ___ .
Reaksi gaya di bagian b) besarnya _____ diberikan pada ____,
oleh ___. Arahnya adalah ___ .
Gaya pada bagian a) dan b) adalah sama dan bertolak belakang,
disebabkan oleh hukum ___ newton.
e)
f)
1.
Dua pria dewasa dan seorang
anak kecil hendak mendorong
sebuah peti. Kedua pria
mendorong dengan gaya
mendatar F1 dan F2
yang besar dan arahnya spt
gambar. a) cari besar dan arah
gaya terkecil yang harus
diberikan oleh anak kecil itu! b).
Jika anak memberikan gaya
minimum dari a), peti
mengalami percepatan 2,0 ms-2
dalam arah x positif. Berapa
berat peti tsb?
F1  100N
F1  100N
60 0
300
F2  140N
F1
F1xiˆ  F1 y ˆj  F1 cos 600 iˆ  F1 sin 600 ˆj  50iˆ  50 3 ˆj
F2
F2 xiˆ  F2 y ˆj  F2 cos 300 iˆ  F2 sin 300 ˆj  70 3iˆ  70 ˆj
F3
F3 xiˆ  F3 y ˆj  0iˆ  F3 sin 900 ˆj  0iˆ  F3 ˆj
F
0
50  70 3 iˆ  50
171,2iˆ  16,6  F3  ˆj
F3  16,6 ˆj

3  70  F3 ˆj
F1  100N
F1  100N
60 0
300
F3  ...
F2  140N
Fx  171,2 N
a x  2,0 ms
w  ... ?
2
F
x
 max

171,2 N   m.2,0 ms  2

171,2
m
 85,6 kg
2,0
w  mg  85,6(kg).9,8(ms  2 )
w  839 N