Materi Kelas X smt 1 Hukum Newton Tentang Gerak Hukum Newton 1 Hukum Newton 2 Hukum Newton 3 Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik Kompetensi Dasar : 2.3. Menerapkan Hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan Indikator : Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 1 Newton (hukum inersia) dalam kehidupan sehari-hari Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 2 Newton dalam kehidupan sehari-hari Menyelidiki karakteristik gesekan statis dan kinetis melalui percobaan Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 3 Newton dalam kehidupan sehari-hari Menerapkan hukum newton pada gerak benda pada bidang miring tanpa gesekan Menerapkan hukum Newton pada gerak vertikal Menerapkan hukum Newton pada gerak melingka

Kegiatan Belajar : Melakukan percobaan hukum Newton 1 dan 2 secara berkelompok di kelas Menggambar gaya berat, gaya normal, dan gaya tegang tali dalam diskusi pemecahan masalah dinamika gerak lurus tanpa gesekan Melakukan percobaan gerak benda misalnya dalam bidang miring untuk membedakan gesekan statis dan kinetis Menghitung percepatan benda dalam sistem yang terletak pada bidang miring, bidang datar, dan sistem katrol dalam diskusi kelas Melakukan praktik gaya sentripetal Menghitung gaya normal pada sistem benda bergerak dalam bidang lingkaran dalam diksusi pemecahan masalah  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Setelah kita mempelajari gerak tanpa memperhatikan penyebab benda itu bergerak, sekarang anda akan mempelajari penyebab (gaya) dalam hubungannya denganm gerak. Isaac Newton termasuk orang yang berjasa dalam hal dinamika partikel. Ada tiga hukum yang dikemukakan oleh Newton tentang kajian gaya dan gerak. Yaitu : Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum I Newton, menyatakan: Jika suatu benda dalam keadaan diam, maka benda tersebut akan tetap diam atau jika benda dalam keadaan bergerak lurus beraturan, maka benda tersebut akan tetap bergerak lurus beraturan, jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum II Newton, menyatakan: Benda yang diberi gaya akan mendapatkan percepatan (a) yang besarnya sebanding dengan besarnya resultan gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya (m).  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum III Newton, menyatakan: Jika benda pertama mel;akukan gaya pada benda yang lain, maka benda yang lain tersebut akan melakukan gaya yang sama besar terhadap benda pertama, tetapi arahnya melawan.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum I Newton Contoh : Teman anda yang duduk di kursi di sebelah sopir yang sedang bergerak cepat, tiba-tiba sopir menginjak pedal rem kuat-kuat karena menghindari penyeberang jalan yang tidak hati-hati. maka teman anda terhentak ke arah depan. Hal itu menunjukan bahwa teman anda mempertahankan geraknya, sehingga kepala teman anda berusaha bergerak kedepan tetapi pantatnya dikerjakan gaya ke arah belakang.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Susunlah dua gelas dan kertas seperti sistem gambar di bawah  Tariklah kertas perlahan-lahan dan sambil amatilah apa yang terjadi pada gelas bagian atas? Jika gelaterjatuh, mengapa hal itu dapat terjadi? Berilah penjelasan! Ulangi (Klik)  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Susunlah dua gelas dan kertas seperti sistem gambar di bawah  Tariklah kertas perlahan-lahan dan sambil amatilah apa yang terjadi pada gelas bagian atas? Jika gelaterjatuh, mengapa hal itu dapat terjadi? Berilah penjelasan! Ya... Saat kertas ditarik pelan- pelan, maka gelas yang diam mendapatkan gaya gesek oleh kertas tersebut. Sehingga gelas bergerak  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Susunlah dua gelas dan kertas seperti sistem gambar di bawah  Sekarang kertas tarik dengan sangat cepat dan sambil amatilah apa yang terjadi pada gelas bagian atas? Berilah penjelasan pengamatan Anda! Ya... Saat kertas ditarik sangat cepat, gelas yang diam hanya mendapatkan gaya gesek yang kecil oleh kertas tersebut dan gaya tersebut tidak mampu menggerakkan gelas.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Tariklah ujung benang bagian bawah dengan pelan-pelan, hingga benang putus. Dan amatilah bagian mana (A atau B) yang putus? Jika yang putus di bagian A, mengapa yang putus harus bagian A. Berilah penjelasan. Ulangi (Klik)  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Tariklah ujung benang bagian bawah dengan pelan-pelan, hingga benang putus. Dan amatilah bagian mana (A atau B) yang putus? Jika yang putus di bagian A, mengapa yang putus harus bagian A. Berilah penjelasan. Ya... Ketika benang bagian bawah ditarik pelan titik A sebelumnya sudah menerima beban, dan ketika ditarik pelan-pelan bagian A mendapat tambahan gaya. Sehingga bagian di A putus  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Sekarang tariklah ujung benang bagian bawah dengan sangat cepat, hingga benang putus. Dan amatilah bagian mana (A atau B) yang putus? Jika yang putus di bagian B, mengapa yang putus harus bagian B. Berilah penjelasan. Ulangi (Klik)  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Sekarang tariklah ujung benang bagian bawah dengan sangat cepat, hingga benang putus. Dan amatilah bagian mana (A atau B) yang putus? Jika yang putus di bagian B, mengapa yang putus harus bagian B. Berilah penjelasan. Ya... Ketika tarikan benang cepat, maka di titik B paling besar menerima gaya. Sehingga bagian B yang putus  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Jadi ke dua tanyangan tadi sesuai dengan Hukum I Newton menyatakan Jika suatu benda dalam keadaan diam, maka benda tersebut akan mempertahan kediamannya atau jika benda melakukan gerak lurus beraturan, benda akan mempertahankan gerak lurus beraturannya, jika tidak ada gaya luar yang bekerja (  F = nol) pada benda.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum II Newton Untuk mengetahui adanya hubungan antara gaya dengan gerak suatu denda, anda dapat mengamati (menyelidiki) tentang hubungan atau pengaruh gaya yang dikerjakan pada benda-benda dan benda yang bergerak tersebut. Untuk itu perhatikan tayangan-tanyangan berikut ini  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly m kg, massa beban n kg Amati gerakan trolly berikut :  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly m kg, massa beban 2 n kg Amati gerakan trolly berikut :  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly m kg, massa beban 3 n kg Amati gerakan trolly berikut :  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Ketika MASSA TROLI TETAP dan MASSA BEBAN DITAMBAH (gaya tarik ditambah), perubahan kecepatan semakin membesar. Hal ini menunjukkan bahwa PERCEPATAN yang timbul SEBANDING DENGAN GAYA YANG BEKERJA v t v t v t  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly m kg, massa beban n kg Amati gerakan trolly berikut : v t  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly 2 m kg, massa beban n kg Amati gerakan trolly berikut : v t  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Massa troly 3 m kg, massa beban n kg Amati gerakan trolly berikut : v t  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

v t v t v t Ketika MASSA TROLI DITAMBAH dan massa BEBAN TETAP, perubahan kecepatan semakin mengecil. Hal ini menunjukkan bahwa PERCEPATAN yang timbul BERBANDING TERBALIK dengan MASSA BENDA  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Kesimpulan dari 6 tanyangan tadi sesuai dengan Hukum II Newton yang menyatakan bahwa: “ Benda yang dikerjakan gaya akan mendapatkan percepatan (a) yang besarnya sebanding dengan besar gaya (F) dan besarnya percepatan (a) berbanding terbalik dengan massa benda (m). “ Yang secara matematis dapat dinotasikan dengan atau  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Contoh Suatu benda bermassa 2 kg diletakkan di atas lantai yang licin sedang bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s. Jika benda tersebut diberikan gaya sebesar 8 N, maka percepatan yang timbul adalah…. a. untuk arah gaya ke kanan b.untuk arah gaya ke kiri Diketahui : m = 2 kg, F = 8 N Ditanyakan : a = ….? Jawab :  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

b. untuk arah gaya ke kiri Percepatan merupakan besaran vektor. Arah percepatan selalu searah dengan araf gaya yang bekerja pada benda. Jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda maka harganya negatif sehingga perumusannya menjadi Tanda negatif menunjukkan benda ngalami perlambatan artinya benda semakin lama semakin lambat. Dan akhirnya akan berhenti dan arah gerak akan berbalik, jika gaya tersebut selalu bekerja pada benda tersebut  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Jika arah gaya membentuk sudut  O terhadap arah gerah, maka gaya penggeraknya merupakan uraian gaya tersebut terhadap sumbu X (arah mendatar) Yaitu : Persamaan disamping merupakan persamaan yang timbul karena gaya tersebut  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Benda bermassa 5 kg bergerak ke kana dengan kecepatan 40 m/s. Jika gaya sebesar 10 N bekerja pada benda tersebut dengan arah  O terhadap arah gerak, maka percepatan yang ditimbulkannya adalah….? a == 60 O b). == 120 O  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Benda bermassa 5 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 40 m/s. Jika gaya sebesar 10 N bekerja pada benda tersebut dengan arah  O terhadap arah gerak, maka percepatan yang ditimbulkannya adalah….? a). a = 60 O b). a =120 O  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Koefisien Gesek (  ) Koefisien Gesek (  ), merupakan tingkat kekasaran antara permukaan bendan dan bidang. Koefisien gesek dapat menentukan besar- kecilnya gaya gesek benda yang bergerak Koefisien Gesek (  ) Artinya jika koefisien Gesek (  ) besar, gaya gesek ( f ) juga akan membesar. koefisien Gesek (  ) ada dua macam yaitu : koefisien Gesek (  ) statis (diam) dan koefisien Gesek (  ) kinetik (gerak) koefisien Gesek (  ) statis lebih besar dari koefisien Gesek (  ) kinetik Besar koefisien Gesek (  ) antara 0 sd 1 atau 0 <  < 1 Hubungan koefisien Gesek (  ) dengan gesek ( f ) dapat dinotasikan dengan f = . N   = koefisien gesek (tanpa satuan), f )= gaya gesek (dalam N) N = gaya normal = W = m.g atau N = W  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Jika benda diletakkan pada meja, maka benda tersebut memiliki gaya berat (W) dan besarnya gaya normal (N) adalah sama dengan gaya berat benda itu sendiri yang arahnya berlawanan. Seperti ilustrasi berikut : N W N = gaya normal W = gaya berat W = m.g N = W N = m.g  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Hukum III Newton Dalam kehidupan sehari-hari, bila benda pertama melakukan gaya (F 1 ) terhadap benda kedua, maka benda ke dua akan melakukan gaya terhadap benda pertama (F 2 ) dalam waktu yang bersamaan dengan besar gaya yang sama tetapi arahnya berlawanan. Artinya dua benda tersebut saling berinteraksi atau saling tindak.  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO - F 1 = F 2

Contoh kasus Ketika anda menarik tali yang telah anda ikat pada tiang, anda juga akan merasakan tarikan tali. Dan tarikan tali akan semakin terasa kuat jika anda semakin membesarkan gaya tarik anda pada tali tersebut. F REAKSI F AKSI  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Ketika anda meletakan benda di atas meja, secara langsung benda tersebut akan memberikan gaya pada permukaan meja ke arah bawah. Dan saat itupula permukaan meja memberikan gaya terhadap benda tersebut dengan besar gaya sama tetapi arahnya ke atas (berlawanan) F REAKSI F AKSI N = gaya normal W = gaya berat W = m.g N = W N = m.g  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Ketika peluncuran roket, roket memberikan gaya yang besar pada gas, sehingga gas keluar dan gas tersebut memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah pada roket. (Jangan sampai anda mempunyai pandangan lebih- lebih pemikiran bahwa; roket dipercepat karena gas yang keluar dari mesin mendorong tanah atau atmosfer. Hal tersebut salah, Mengapa? Ya, karena di luar angkasa tidak ada tanah dan hampa).  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Dari contoh-contoh di atas menunjukan bahwa gaya selalu berpasang-pasangan, dan Isaac Newton menamakan bahwa gaya yang berpasangan itu merupakan gaya aksi dan gaya reaksi yang besarnya sama, arahnya berlawanan, dan segaris. Gaya aksi yang dilakukan benda pertama akan diterima benda kedua, sebaliknya gaya reaksi yang dikerjakan oleh benda kedua diterima benda pertama. Dari contoh- contoh dan pernyataan di atas oleh Isaac Newton dinamakan Hukum aksi-reaksi atau Hukum III Newton yang menyatakan bahwa: Jika benda pertama melakukan gaya pada benda yang lain, maka benda lain tersebut akan melakukan gaya yang sama besar terhadap benda pertama, tyetapi arahnya berlawanan  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Seorang anak yang begantung pada tali. Sebenarnya anak tersebut telah menarik tali ke arah bawah sebesar F. Gaya F itu dinamakan gaya aksi yang ditimbulkan benda pertama (anak) dan gaya F ini bekerja pada tali (benda kedua). Maka sebagai reaksinya tali tegang dan menimbulkan gaya tegangan tali (T) yang arahnya ke atas dan tegangan tali T ini yang anak rasakan. Jadi yang merupakan pasangan gaya aksi dan gaya reaksi adalah F dan T, bukan berat anak (W) dan T, sebab W dan T dirasakan atau bekerja satu pada benda (anak)  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO

Sistem gambar di samping menunjukan massa tali diabaikan dan katrol dianggap licin.  Jika Kedua benda diam, maka 2T = W B  Jika W A > T, maka: Percepatan benda A = a A dan percepatan benda B = a B, sehingga aB = ½ aA Untuk benda A: Untuk benda B: F Pengg = m A.a A F Pengg = m B.a B W A – T = m A 2T – W B = m B. ½ a A Untuk semua benda (sistem gambar) W A – T + (2T – W B ) = m A.a A +m B. ½ a A W A + T - W B = (m A + ½ m B )a A  2009-Dit. Pembinaan SMA VISI : TERWUJUDNYA SEKOLAH YANG UNGGUL DI BIDANG IMTAQ DAN IPTEK SMA NEGERI 1 SUKOHARJO