HUKUM-HUKUM NEWTON tentang GERAK

Dinamika Partikel
Penerapan Hukum-Hukum Newton
Kinematika :
 didasarkan pada definisi pergeseran, kecepatan
dan percepatan
Pertanyaan :
Mekanisme apakah yang menyebabkan sebuah
benda bergerak ?
Mengapa benda-benda dapat memiliki
percepatan yang berbeda-beda ?
Perubahan Gerak :
 dijelaskan dengan konsep gaya, massa dan
momentum
PERUBAHAN GERAK
(Percepatan)
oleh
GAYA
PERUBAHAN BENTUK
(deformasi)
?
 Menggambarkan adanya interaksi
antara benda dengan lingkungannya.
Merupakan besaran vektor.
Kontak langsung
INTERAKSI
Jarak jauh
Medan gaya
Medan gaya (interaksi) yang terjadi di alam :
Gaya gravitasi : antara benda bermassa
Gaya elektromagnetik : antara benda bermuatan
Gaya Kuat : antara partikel subatomik
Gaya lemah : proses peluruhan radioaktip
HUKUM NEWTON I
tentang Gerak
Selama tidak ada resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda
maka benda tersebut akan selalu pada keadaannya, yaitu benda
yang diam akan selalu diam dan benda yang bergerak akan bergerak
dengan kecepatan konstan.
SF=0
Hukum
Kelembaman
a=0
Sistem
Inersial
HUKUM NEWTON II
Percepatan pada sebuah benda sebanding dengan resultan gaya
yang bekerja pada benda tersebut
a  F
 F  ma
 Fx  max
 Fy  ma y
 Fz  ma z
Satuan Gaya : newton (N)
1 N  1 kg  m  s -2
1 dyne  1 g  cm  s 2
1 lb  1 slug  ft  s 2
1 N = 105 dyne
1 N = 0.225 lb
HUKUM NEWTON III
Jika dua benda berinteraksi, gaya yang dilakukan oleh benda
pertama pada benda kedua sama dan berlawanan arah dengan
gaya yang dilakukan oleh benda kedua pada benda pertama.
M1
F21
F12
M2
F12  F21
Diagram Gaya Bebas
Gaya-gaya yg bekerja pada benda adalah :
1.
2.
3.
Gaya berat (akibat gravitasi) yg arahnya kebawah
Gaya penahan yang dilakukan oleh lantai yang arah
nya ke atas, tegak lurus lantai, disebut gaya normal
Gaya tarikan tali yang arahnya ke kanan
Aplikasi Hukum Newton
1. Benda di atas bidang datar
DBB?
a?
F ? ah ?
Fv ? av ?
h
-Jika benda belum bergerak dalam arah
vertikal Fv = 0
-Jika sudah mulai bergerak dalam
arah horizontal N=0
Sebuah benda ditarik dengan gaya F1 = 100 N ke kanan membentuk
sudut 37° dengan arah horizontal dan gaya F2 = 20 N ke kiri. Jika
massa benda 10 kg, tentukan percepatan benda. Tentukan juga
percepatan benda jika F1 diperbesar menjadi 200 N.
Fh,ah?
Fv,av?
a?
2. Benda di atas bidang miring
Fs ?
Ft ?
Fs, as, Ft, at ?
2. Tegangan Tali
a
T1??
T2??
F
m1  m 2  m3
Pesawat Atwood
m1>m2
DBB?
a=..?
Gaya Gesekan
GAYA GESEK
Benda diam
N
N
Benda bergerak
a
Gaya normal
F
fs
Gaya gesek
statik
Gaya berat
W
f s  F  f s ,maks
F
fk
Gaya gesek
kinetik
f
W
F  f s ,maks
f s ,maks   s N
F  0
 F  ma
f k  k N
statik
kinetik
F
jika F  f s ,maks
(benda diam )      f s   s . N
jika F  f s ,maks
(benda mau bergerak )
jika F  f s ,maks
(benda bergerak )
     f k  k . N
Sebuah benda yang bermassa 5 kg berada di atas bidang datar.
Koefisien gesekan antara benda dan bidanga adalah µ =0,4
µ =0,2. Jika benda ditarik dengan gaya 15 N arah horizontal
ke kanan apakah benda bergerak? Dan berapakah gaya gesekan
benda dan bidang?
s
k
Jika gaya yang diberikan adalah F=25 N , berapa percepatan benda?
Sebuah benda bermassa 4 kg berada di atas bidang yang memiliki
kemiringan 37° dan koefisien gesekan dengan benda µs =0,4
µk=0,3. Apakah benda akan meluncur ke bawah? Berapakah gaya
gesekan benda dengan bidang?
Jika benda ditarik dengan gaya F sejajar bidang ke atas. Berapa
besar gaya F agar benda tidak bergerak?
Tugas 2 (Kerjakan di rumah)
1
Gaya F sebesar 20 N ditarik ke kanan membentuk sudut 37°
Dengan arah horizontal. Massa benda 5 kg dan koefisien gesekan
µs =0,4 , µk=0,2. Gambarkan DBB nya! Apakah benda sudah
bergerak? Berapa gaya gesekan benda dengan bidang?
2
Sebuah benda yang memiliki massa 5 kg berada di atas bidang
Dengan koefisien gesekan µs =0,3 µk=0,2. Benda tersebut
dihubungkan dengan benda lain yang memiliki massa 2 kg oleh
Seutas tali yang dilewatkan pada sebuah katrol spt gambar.
Gambarkan DBB nya !!
Tentukan percepatan benda dan tegangan tali?
3
Sebuah kotak bermassa 20 kg diam di atas meja. (a) Berapa
berat kotak dan gaya normal yang bekerja padanya?
(b)Kotak bermassa 10 kg diletakkan di atas kotak bermassa 20 kg.
Berapa gaya normal yang bekerja pada kotak 20 kg dan gaya normal
Pada kotak 10 kg yang dilakukan kotak bermassa 20 kg.
Gambarkan DBB untuk masing soal (a) dan (b) !!