Fisika Dasar I Kode Mata Kuliah : TKI 4102 Besaran dan Sistem Satuan: Besar suatu besaran fisik (misalnya, panjang, waktu, massa, gaya, dan energi) diinyatakan dalam suatu bilangan yang diikuti dengan suatu satuan. Satuan-satuan pokok Sistem Internasional (SI) adalah meter (m), sekon (s), kilogram (kg), kelvin (K), ampere (A), mole (mol), dan kandela (cd). Setiap besaran fisik dapat dinyatakan dalam turunan satuan-satuan pokok ini. Satua-satuan dalam persamaan diperlakukan seperti besaran aljabar lainnya. Kedua ruas dari suatu persamaan harus mempunyai dimensi yang sama. Satuan-satuan pokok sistem British adalah panjang (foot), waktu (second), massa (lbm), kualitas panas (Renkine), arus listrik (Ampere) dan candela (cd). Bilangan yang sangat kecil dan sangat besar paling ,mudah dinyatakan dengan cara menulis angka dari 1 sampai 10 dikalikan dengan bilangan 10 yang dipangkatkan. Contohnya 27. 000.000,- dan , 0,0057 dapat dituli 2,7 x 107 dan 5,7 x 10-4 dan seterusnya.

Faktor Konversi Satuan

Pendahuluan, Hitung Vektor Besaran vektor dinyatakan sebagai anak panah, panjang anak panah menyatakan besar vektor, arah anak panah menyatakan arah vektor. Penjumlahan vektor secara grafis. Ada dua cara : 1. Cara Poligon gaya dan 2. Cara jajaran genjang.

Gb 1-1 Penjumlahan vektor cara poligon gaya Gb 1-2 Penjumlahan vektor cara jajaran genjang

Contoh soal

1. STATIKA DAN KESEIMBANGAN BENDA TEGAR Jika suatu benda sedang diam dan tetap diam, benda dikatakan dalam keadaan kesetimbangan statis. Kesetimbangan statis. Ada dua syarat keseimbangan : Gaya-gaya external yang bekerja pada benda tersebut harus = 0 Yaitu resultan dari semua gaya luar = 0 2. Torsi / momen eksternal netto terhadap setiap titik harus = 0 Setiap gaya luar yang bekerja pada benda tersebut dan momen eksternal terhadap suatu titik pada benda arahnya harus diperjanjikan, misalnya untuk gaya, bila arahnya vertikal keatas dinilai positif , arahnya vertikal kebawah dinilai negatif. Momen terhadap suatu titik bila berlawanan dengan jarum jam dinilai positif, searah dengan jarum jam dinilai negatif. ∑ F = 0, atau Σ Fx = 0 , Σ Fy = 0 dan Σ Fz = 0 ∑ M = 0

Contoh soal : Penyelesaian : Syarat keseimbangan gaya ∑ F = 0 FL dan FR masing-masing adalah gaya reaksi sebelah kiri dan kanan papan. T L R Penyelesaian : Syarat keseimbangan gaya ∑ F = 0 FL + FR - 60 N = 0 .......... (1) Syarat keseimbangan momen ∑ ML = 0 3 m. FR - 2,5 m . 60 N = 0 ........(2) FR = 50 N dan FL = 10 N Keseimbangan momen bisa juga terhadap titik yang lain, misal T atau R

2. Pusat Berat Bila dua atau lebih gaya sejajar bekerja pada suatu benda, maka mereka dapat digantikan oleh sebuah gaya tunggal ekivalen yang sama dengan jumlah gaya-gaya itu dan dikerjakan pada sebuah titik sedemikian hingga torsi yang dihasilkan oleh gaya ekivalen tunggal itu sama dengan torsi netto yang dihasilkan oleh gaya-gaya semula. Perhatikan gambar samping : Gaya netto ∑ F = F1 + F2 akan menghasilkan torsi yang sama terhadap O jika gaya itu dikerjakan pada jarak Xr , yang diberikan oleh : Xr ∑ F = F1 X1 + F2 X 2

Analogi dengan teori gaya-gaya diatas adalah gaya gravitasi yang bekerja pada berbagai bagian benda dapat diganti oleh gaya tunggal berupa berat benda yang bekerja pada sebuah titik yang disebut pusat berat. Jadi pusat berat adalah titik dimana berat total sebuah benda bekerja, sehingga torsi yang dihasilkannya terhadap sebarang titik sama dengan torsi yang dihasilkan oleh berat masing-masing partikel yang membentuk benda tadi. Bila tiap partikel dalam benda beratnya wi dan berat total benda W = ∑ wi , untuk kasus banyak gaya ∑ F = W dan untuk titik tangkap gaya neto Xpb , maka : Xpb W = ∑ wi xi i

Jika percepatan gravitasi terhadap benda tersebut homogen, maka dapat ditulis wi = mi g dan W = M. g sehingga : Xpb M. g = ∑ mi g xi atau M Xpb = ∑ mi xi Bila percepatan gravitasi sama diseluruh benda, maka pusat berat dan pusat benda berimpit. Bila titik asal dipilih dipusat berat, Xpb = 0. dengan demikian ∑ wi xi = 0 , jadi pada pusat sebuah benda sebagai titik yang terhadapnya gaya-gaya berat yang bekerja pada semua partikael benda itu menghasilkan momen nol. Contoh soal 2 :

3. Kopel atau Momen Putar Dua gaya yang sama dan berlawanan yang mempunyai garis kerja yang berbeda membentuk seatu kopel atau momen putar. Momen yang dihasilkan oleh sebuah kopel adalah sama terhadap semua titik dalam ruang. Besarnya adalah hasil kali salah satu gaya dengan jarak antara garis kerja kedua gaya tersebut. Torsi yang dihasilkan oleh gaya-gaya ini terhadap titik O adalah : τ = F x2 - F x1 = F ( x2 - x1 ) = F D sebuah kopel adalah sama terhadap Jadi torsi yang dihasilkan oleh sebuah kopel adalah sama terhadap semua titik dalam ruang.

xpb .pb ypb O

60 Kg Dari gambar atas , hitunglah berapa beban yang diangkat oleh masing –masing orang tersebut dalam newton bila diketahui percepatan gravitasi g = 9, 81 m/s2