Statika dan Dinamika

Statika dan Dinamika
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)
Hukum Newton I
“Sebuah benda akan
berada dalam keadaan
diam atau bergerak
lurus beraturan apabila
resultan gaya yang
bekerja pada benda
sama dengan nol”
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)
Hukum Newton III
“Dua benda yang berinteraksi akan timbul gaya
pada masing-masing benda yang arahnya
berlawanan arah dan besarnya sama”
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
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 abenda-
benda yang bersentuhan
gaya normal, gaya gesek dan gaya tegang tali
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 θ
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
Gaya Tegang Tali
Gaya tegang tali adalah gaya
yang terjadi pada tali, pegas
atau batang yang ujungujung dihubungkan dengan
benda lain.
Gaya tegang tali memenuhi
T =Σ F = mg
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
Torka(Torque)
Torka atau momen gaya
menyebabkan benda berotasi
dan dinyatakan
Arah momen gaya
tergantung perjanjian,
umumnya τ > 0 searah
jarum jam dan τ < 0
berlawanan arah jarum jam.
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 = ρ dV = σdA = λdL
ρ = volume, σ = luas dan λ = panjang
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
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.
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)
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?