Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

FISIKA: Kuliah 4, Hal 1 Fisika Dasar IA Kuliah 5 Dinamika (Lanjutan)

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "FISIKA: Kuliah 4, Hal 1 Fisika Dasar IA Kuliah 5 Dinamika (Lanjutan)"— Transcript presentasi:

1 FISIKA: Kuliah 4, Hal 1 Fisika Dasar IA Kuliah 5 Dinamika (Lanjutan)

2 FISIKA: Kuliah 4, Hal 2 FISIKA DASAR 1A (FI- 1101): Kuliah 5 Dinamika (Lanjutan) Topik hari ini: Free Body Diagram çThe Free Body Diagram çTali & Katrol çHukum Hooke

3 FISIKA: Kuliah 4, Hal 3 Review: Hukum Newton Hkm 1: Suatu benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan selama tidak ada resultan gaya yang bekerja padanya FFa Hkm 2: Untuk sembarang benda berlaku, F NET =  F = ma FF Hkm 3: Gaya-gaya muncul berpasangan: F A,B = - F B,A (gaya aksi sebanding tapi berlawanan arah dengan gaya reaksi)

4 FISIKA: Kuliah 4, Hal 4 Gravity: l What is the force of gravity exerted by the earth on a typical physics student? çTypical student mass m = 55kg çg = 9.81 m/s 2. çF g = mg = (55 kg)x(9.81 m/s 2 ) çF g = 540 N = WEIGHT F= -g F E,S = -mg F = F= g F S,E = F g = mg

5 FISIKA: Kuliah 4, Hal 5 Lecture 5, Act 1 Mass vs. Weight l An astronaut on Earth kicks a bowling ball and hurts his foot. A year later, the same astronaut kicks a bowling ball on the moon with the same force. His foot hurts... (a) more (b) less (c) the same Ouch!

6 FISIKA: Kuliah 4, Hal 6 Lecture 5, Act 1 Solution Ouch! l The masses of both the bowling ball and the astronaut remain the same, so his foot will feel the same resistance and hurt the same as before.

7 FISIKA: Kuliah 4, Hal 7 Lecture 5, Act 1 Solution Wow! That’s light. l However the weights of the bowling ball and the astronaut are less: l Thus it would be easier for the astronaut to pick up the bowling ball on the Moon than on the Earth. W = mg Moon g Moon < g Earth

8 FISIKA: Kuliah 4, Hal 8 Diagram Benda Bebas (Free Body Diagram) l Hukum Newton mengatakan bahwa untuk suatu benda, Fa F = ma.. l Kata kunci adalah untuk suatu benda. Fa l Oleh karena itu sebelum kita menerapkan F = ma pada suatu benda, kita pisahkan dulu gaya yang bekerja pada benda tersebut:

9 FISIKA: Kuliah 4, Hal 9 Diagram Benda Bebas... l Tinjau kasus berikut çTentukan gaya yang bekerja pada papan ? P = papan F = lantai W = tembok E = tanah F F W,P F F P,W F F P,F F F P,E F F F,P F F E,P

10 FISIKA: Kuliah 4, Hal 10 The Free Body Diagram... l Consider the following case çWhat are the forces acting on the plank ? Isolate the plank from the rest of the world. F F W,P F F P,W F F P,F F F P,E F F F,P F F E,P

11 FISIKA: Kuliah 4, Hal 11 Diagram Benda Bebas... l Gaya-gaya yang bekerja pada papan harus menggambarkan keadaan mereka sendiri... F F P,W F F P,F F F P,E

12 FISIKA: Kuliah 4, Hal 12 Aside... l Dalam kasus ini papan dalam keadaan diam... çIt is certainly not accelerating! Fa F çSo F NET = ma becomes F NET = 0 çThis is the basic idea behind statics, which we will discuss in a few weeks. FFF F P,W + F P,F + F P,E = 0 F F P,W F F P,F F F P,E

13 FISIKA: Kuliah 4, Hal 13 Example l Example dynamics problem: x A box of mass m = 2 kg slides on a horizontal frictionless floor. A force F x = 10 N pushes on it in the x direction. What is the acceleration of the box? Fi F = F x i a a = ? m y x

14 FISIKA: Kuliah 4, Hal 14 Example... l Draw a picture showing all of the forces F F F B,F F F F,B F F B,E F F E,B y x

15 FISIKA: Kuliah 4, Hal 15 Example... l Draw a picture showing all of the forces. l Isolate the forces acting on the block. F F F B,F F F F,B F g F B,E = mg F F E,B y x

16 FISIKA: Kuliah 4, Hal 16 Example... l Draw a picture showing all of the forces. l Isolate the forces acting on the block. l Draw a free body diagram. F F F B,F gmggmg y x

17 FISIKA: Kuliah 4, Hal 17 Example... l Draw a picture showing all of the forces. l Isolate the forces acting on the block. l Draw a free body diagram. l Solve Newton’s equations for each component. ç F X = ma X ç F B,F - mg = ma Y F F F B,F gmggmg y x

18 FISIKA: Kuliah 4, Hal 18 Example... l F X = ma X ç So a X = F X / m = (10 N)/(2 kg) = 5 m/s 2. l F B,F - mg = ma Y ç But a Y = 0 ç So F B,F = mg. Normal Force l The vertical component of the force of the floor on the object (F B,F ) is often called the Normal Force (N). l Since a Y = 0, N = mg in this case. FXFX N mg y x

19 FISIKA: Kuliah 4, Hal 19 Example Recap FXFX N = mg mg a X = F X / m y x

20 FISIKA: Kuliah 4, Hal 20 Lecture 5, Act 2 Normal Force l A block of mass m rests on the floor of an elevator that is accelerating upward. What is the relationship between the force due to gravity and the normal force on the block? m (a) N > mg (b) N = mg (c) N < mg a

21 FISIKA: Kuliah 4, Hal 21 Lecture 5, Act 2 Solution m N mg All forces are acting in the y direction, so use: F total = ma N - mg = ma N = ma + mg therefore N > mg a

22 FISIKA: Kuliah 4, Hal 22 Tools: Tali & Benang l Dapat digunakan untuk menarik sesuatu dari jauh. l Tegangan l Tegangan (T) pada suatu posisi tertentu dalam tali adalah besarnya gaya yang bekerja sepanjang penampang lintang tali pada posisi itu.. çGaya yang kita rasakan jika kita memotong tali dan memegang ujungnya. çAdalah suatu pasangan aksi-raeksi. cut T T T

23 FISIKA: Kuliah 4, Hal 23 Tools: Tali & Benang... l Perhatikan suatu segmen horisontal dari tali yang bermassa m: çGambarkan suatu diagram benda bebas (abaikan gravitasi). x l Terapkan Hukum II Newton (dalam arah x): F NET = T 2 - T 1 = ma Sehingga jika m = 0 (talinya ringan sekali) then T 1 =  T 2 T1T1 T2T2 m ax

24 FISIKA: Kuliah 4, Hal 24 Tools: Tali & Benang... l Suatu tali ideal (tak bermassa) memiliki tegangan yang konstan sepanjang tali. l Jika tali bermassa, tegangan dapat bervasiasi sepanjang tali. ç Contoh: seutas tali yang berat yg digantung... l Dalam banyak kasus tali dianggap tidak bermassa. T = T g T = 0 TT

25 FISIKA: Kuliah 4, Hal 25 Tools: Tali & Benang... l Arah gaya yang diberikan oleh tali adalah sepanjang arah tali: mg T m karena a y = 0 (kotak tidak bergerak), T = mg

26 FISIKA: Kuliah 4, Hal 26 Contoh: Memancing anak hiu l Seekor ikan hiu sedang ditarik keluar dari laut menggunakan benang pancing yang kemudian putus ketika tegangannya mencapai 180 N. Benang putus saat percepatan ikan menjadi 12.2 m/s 2. Tentukan massa ikan ? m = ? a = 12.2 m/s 2 snap ! (a) 14.8 kg (b) 18.4 kg (c) 8.2 kg

27 FISIKA: Kuliah 4, Hal 27 Contoh: Memancing anak hiu... l Gambarkan diagram benda bebas!! T mg m = ? a = 12.2 m/s 2 l Terapkan Hk II Newton dengan arah ke atas (+): F TOT = ma T - mg = ma T = ma + mg = m(g+a)

28 FISIKA: Kuliah 4, Hal 28 Tools: Pasak & Katrol l Digunakan untuk mengubah arah gaya. çSebuah katrol ideal tak bermassa atau pasak ideal yang licin akan mengubah arah gaya tanpa mempengaruhi besarnya: FF1FF1 ideal peg or pulley FF2FF2 FF | F 1 | = | F 2 |

29 FISIKA: Kuliah 4, Hal 29 Tools: Pasak & Katrol… l Digunakan untuk mengubah arah gaya çSebuah katrol ideal tak bermassa atau pasak ideal yang licin akan mengubah arah gaya tanpa mempengaruhi besarnya: mg T m T = mg F W,S = mg

30 FISIKA: Kuliah 4, Hal 30 Pegas l Hukum Hooke: l Hukum Hooke: Gaya yang diberikan oleh pegas sebanding dengan perubahan panjang atau pendeknya pegas terhadap titik setimbangnya. çF X = -k x, dengan x adalah perpindahan dari titik setimbang dan k adalah konstanta pembanding relaxed position F X = 0 x

31 FISIKA: Kuliah 4, Hal 31 Pegas... l Hukum Hooke: l Hukum Hooke: Gaya yang diberikan oleh pegas sebanding dengan perubahan panjang atau pendeknya pegas terhadap titik setimbangnya. çF X = -k x dengan x adalah perpindahan dari titik setimbang dan k adalah konstanta pembanding. relaxed position F X = -kx > 0 x x  0

32 FISIKA: Kuliah 4, Hal 32 Pegas... l Hukum Hooke: l Hukum Hooke: Gaya yang diberikan oleh pegas sebanding dengan perubahan panjang atau pendeknya pegas terhadap titik setimbangnya. çF X = -k x dengan x adalah perpindahan dari titik setimbang dan k adalah konstanta pembanding. F X = - kx < 0 x x > 0 relaxed position

33 FISIKA: Kuliah 4, Hal 33 mmm (a) (b) (c) (a) 0 lbs. (b) 4 lbs. (c) 8 lbs. (1) (2) ? Contoh: Gaya dan Percepatan l Sebuah balok dengan berat 4 lbs digantung dengan sebuah tali yang dihubungkan dengan skala. Skala ini kemudian diikatkan ke dinding dan membaca berat 4 lbs. Berapa berat yang terbaca pada skala jika sebagai ganti tembok ia dihubungkan dengan balok yang lain seberat 4 lbs?

34 FISIKA: Kuliah 4, Hal 34 Solution: Gaya dan Percepatan l Gambar diagram benda bebas dari satu balok l Gunakan Hukum ke-2 Newton dalam arah y: F TOT = 0 T - mg = 0 T = mg = 4 lbs. mg T m T = mg a = 0 karena balok diam

35 FISIKA: Kuliah 4, Hal 35 Solution: Gaya dan Percepatan : l Skala membaca tegangan pada tali, yaitu T = 4 lbs dalam kedua kasus ini! mm T T T T m T T T


Download ppt "FISIKA: Kuliah 4, Hal 1 Fisika Dasar IA Kuliah 5 Dinamika (Lanjutan)"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google