Kinematika
advertisement
Kinematika Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kinematika Mempelajari tentang gerak benda tanpa memperhitungkan penyebab gerak atau perubahan gerak. Asumsi bendanya sebagai benda titik yaitu ukuran, bentuk, rotasi dan getarannya diabaikan tetapi massanya tidak(Sarojo, 2002) Pengertian dasar dari kinematika benda titik adalah pengertian lintasan hasil pengamatan gerak Keadaan gerak ditentukan oleh data dari posisi (letak) pada setiap saat Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak yang dipelajari Gerak 1 dimensi lintasan berbentuk garis lurus Gerak lurus beraturan (GLB) Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah tidak beraturan Gerak 2 dimensi lintasan berada dalam sebuah bidang datar Gerak melingkar Gerak parabola Gerak 3 dimensi lintasan berada dalam ruang (tidak dibahas) Gerak Relatif Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Besaran fisika dalam studi Kinematika Perpindahan Kecepatan (displacement) (velocity) Percepatan (accelaration) Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Perpindahan Perpindahan (displacement) r • letak sebuah titik vektor posisi, yaitu vektor yang dibuat dari titik acuan ke arah titik tersebut r ˆ ˆ • 2D r xi yj • 3D r xiˆ yˆj z kˆ • Perpindahan r r (t ) r o Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kecepatan (velocity) Kecepatan (velocity) • Kecepatan rata-rata • Kecepatan sesaat Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Percepatan (accelaration) Percepatan (accelaration) • Percepatan rata-rata • Percepatan sesaat Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Lurus Beraturan Gerak benda titik dengan lintasan berbentuk garis lurus dengan jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu sama besar, dan arah gerak tetap. r (t ) r o vt Kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan sesaat Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Lurus Berubah Beraturan Gerak benda titik dengan lintasan berbentuk garis lurus dengan jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu tidak sama besar, sedangkan arah gerak tetap. Posisi benda Kecepatan benda Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan: GLB & GLBB Problem 1. A berlari dengan kecepatan 20 m/s. Dua menit kemudian B berlari dengan kecepatan 40 m/s. Pada jarak berapa B akan menyusul A. Problem 2. Sebuah partikel bergerak dalam arah x dengan persamaan lintasan x = 5t2 + 1, x(meter), t(detik). Hitung : (a) Kecepatan rata-rata antara t = 2s dan t = 3s (b) Kecepatan pada t = 2s (c) Posisi pada t = 10 dan t = 0 (d) Percepatan rata-rata antara t = 2s dan t = 3s (e) Gambarkan grafik x(t), v(t) dan a(t) Problem 3. Percepatan sebuah benda dinyatakan a = 4x − 2 pada x = 0 v0 = 10m/s. Tentukan kecepatan fungsi jarak v = v(x). Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Melingkar(1) Gerak sebuah benda titik dengan lintasan melingkar dengan jari-jari R Persamaan gerak melingkar Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Melingkar(2) Kecepatan total Komponen-komponen kecepatan Besar Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Melingkar(3) Percepatan total Percepatan tangensial Percepatan radial Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan: Gerak Melingkar Problem 4. Posisi sebuah partikel diberikan vektor dengan = 2 rad/s. Tunjukkan bahwa lintasan gerak partikel adalah lingkaran, berapa kecepatan partikel dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran penuh? Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Parabola(1) Persamaan gerak Arah mendatar(sumbu x) Arah vertikal(sumbu y) Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Parabola(2) Persamaan gerak parabola Tinggi tertinggi didapatkan pada kondisi Titik terjauh Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan: Gerak Peluru Problem 5. Sebuah peluru ditembakkan ke udara dengan v0 = 40m/s sudut elevasi 37◦ terhadap horisontal pada ketinggian 20 m. Carilah titik tertinggi dan terjauh. Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak 3 Dimensi Gerak muatan yang bergerak dalam medan magnet(Halliday et al., 2001) F disebut juga gaya Lorentz Pada kasus khusus tertentu biasanya sudut antara v dan B saling tegak lurus sehingga lintasan muatan tersebut berbentuk lingkaran. Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Relatif(1) Gerak sebuah benda yang berpusat pada kerangka acuan yang bergerak Benda dan kerangka acuan ini bergerak terhadap kerangka acuan yang dianggap diam. Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gerak Relatif(2) Hubungan vektor posisi Hubungan vektor kecepatan Hubungan vektor percepatan Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan: Gerak Relatif Problem 6. A berjalan dengan kecepatan 2 m/s disamping eskalator bergerak horisontal memerlukan waktu 3 menit. B berdiri diam di atas eskalator yang bergerak memerlukan waktu 2 menit. Sedangkan C berjalan dengan kecepatan yang sama dengan A diatas eskalator. (a) Waktu yang diperlukan oleh C untuk mencapai ujung eskalator. (b) Panjang eskalator. Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
