BAB 4 Dinamika dan Hukum Newton Standar Kompetensi Kompetensi Dasar 2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik. Kompetensi Dasar 2.3 Menerapkan Hukum Newton. Indikator Melukiskan diagram gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda. Mendeskripsikan berat dan gaya gesekan. Menjelaskan dan memformulasikan hukum gerak Newton. Menggunakan prinsip hukum Newton untuk memecahkan berbagai masalah fisika. Menganalisa masalah-masalah dinamika sederhana secara kuantitatif dan mengomunikasikannya. Menjelaskan dan memformulasikan gaya sentripetal dalam gerak melingkar. Close NEXT

Penerapan Hukum Newton Daftar Materi Pokok Gaya (Halaman 138 – 150) Hukum Gerak Newton (Halaman 151 – 157) Penerapan Hukum Newton (Halaman 158 – 174) BACK NEXT

SF = F1 + F2 A. Gaya Resultan Gaya (SF) F1 F2 Benda Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan pada suatu benda dan dihasilkan dari interaksi benda-benda dengan benda lainnya. Sebuah gaya dapat mengubah keadaan gerak, bentuk, dan ukuran suatu benda. Resultan Gaya (SF) Gaya merupakan besaran vektor yang dinyatakan dengan simbol F. Dalam satuan SI, besar gaya dinyatakan dalam newton (disingkat N). Besar resultan gaya-gaya dengan arah yang sama adalah nilai dari gaya-gaya yang dijumlahkan, sedangkan arahnya sama dengan arah gaya-gaya tersebut. F1 F2 Benda SF = F1 + F2 BACK NEXT

Besar resultan gaya-gaya dengan arah berlawanan adalah selisih gaya-gaya tersebut, sedangkan arahnya sama dengan arah komponen gaya yang lebih besar. Benda F1 F2 SF = F1 – F2 Resultan dua buah gaya yang mempunyai titik tangkap sama tetapi arahnya berbeda dapat ditentukan dengan menggunakan metode segitiga atau metode jajargenjang. Home BACK NEXT

Menentukan Resultan Gaya secara Analitik = besar resultan gaya = besar gaya F2 = besar gaya F1 = sudut antara F1 dan F2 Home BACK NEXT

= sudut antara vektor SF dengan F1 Arah Resultan Gaya = sudut antara vektor SF dengan F1 Jenis-Jenis Gaya Berat (w) Berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda yang berada di dekat permukaan bumi. Nilai berat adalah perkalian antara massa benda dengan percepatan gravitasi. Home BACK NEXT

Gaya Normal (N) Gaya normal adalah gaya kontak yang bekerja dengan arah tegak lurus terhadap bidang sentuh jika dua benda saling bersentuhan satu sama lain. Home BACK NEXT

Gaya Gesekan (f) = gaya gesekan = koefisien gesekan = gaya normal Gaya gesekan adalah gaya yang menghambat gerak benda. Besar gaya gesekan: f = gaya gesekan = koefisien gesekan = gaya normal Home BACK NEXT

Tegangan Tali (T) Tegangan tali merupakan gaya yang diteruskan melalui tali atau kawat ketika tali atau kawat ditarik kuat-kuat oleh gaya yang bekerja pada salah satu ujung tali atau kawat tersebut. T Home BACK NEXT

Diagram Bebas Benda Diagram bebas benda adalah suatu diagram yang digunakan untuk menunjukkan besar relatif dan arah semua gaya yang bekerja pada suatu benda dalam keadaan tertentu. Bagaimana diagram bebas benda yang terletak di atas meja di samping? Benda di atas meja tersebut diam, sehingga benda mengalami dua gaya, yaitu gaya berat (w) dan gaya normal (N). Home BACK NEXT

B. Hukum Gerak Newton Hukum I Newton Sebuah benda yang diam cenderung tetap diam dan sebuah benda yang bergerak cenderung tetap bergerak dengan kecepatan tetap dan arah yang sama (bergerak lurus beraturan) jika tidak ada gaya yang tidak seimbang bekerja padanya. Perumusan matematis hukum I Newton: Hukum pertama Newton sering disebut dengan “hukum kelembaman”, karena hukum ini menyatakan sifat dasar suatu benda yang disebut kelembaman. Sifat kelembaman suatu benda adalah kecenderungan benda untuk memper-tahankan keadaan geraknya, yaitu tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Home BACK NEXT

Hukum II Newton = resultan gaya = percepatan benda = massa benda Percepatan suatu benda yang dihasilkan oleh suatu resultan gaya atau gaya-gaya yang tidak seimbang adalah berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda. = resultan gaya = percepatan benda = massa benda Hukum III Newton Untuk setiap gaya aksi, terdapat gaya reaksi yang sama dan berlawanan. Perumusan matematis hukum III Newton: Home BACK NEXT

C. Penerapan Hukum Newton Gerak Benda pada Bidang Datar Licin m Pada bidang datar licin, benda tidak mengalami gaya gesekan, sehingga benda hanya dipengaruhi oleh gaya penyebab gerak F. Masalah gerak ini dapat diselesaikan dengan perumusan hukum II Newton. Gerak Benda pada Bidang Datar Kasar m Pada bidang datar kasar, benda mengalami gaya gesekan (f), sehingga resultan gayanya adalah F – f. Masalah gerak ini dapat diselesaikan dengan perumusan hukum II Newton. Home BACK NEXT

Gerak Benda pada Bidang Miring Untuk menyelesaikan permasalahan dinamika yang berhubungan dengan gerak benda pada bidang miring, buat diagram bebas benda pada miring tersebut. (Ingat benda tidak mengalami gaya gesekan untuk bidang miring licin dan benda mengalami gaya gesekan untuk bidang miring yang kasar. Berdasarkan diagram bebas benda tersebut, gunakan hukum I Newton jika benda diam pada bidang miring dan gunakan hukum II Newton jika benda bergerak pada bidang miring. Contoh diagram bebas benda pada bidang miring: w cos a w sin a w N a = 45o x y w cos a w sin a w N a = 45o x y f Licin Kasar Home BACK NEXT

Gerak Benda pada Katrol Licin m1 m2 w1 w2 T Masalah dinamika yang berhubungan dengan gerak benda pada katrol licin dapat diselesaikan dengan hukum II Newton. Home BACK NEXT

= gaya yang mendesak lantai lift Berat Benda dalam Lift Untuk menyelesaikan permasalahan dinamika yang berhubungan dengan berat benda dalam lift dapat digunakan hukum I Newton (ketika lift diam atau bergerak lurus beraturan) dan hukum II Newton (ketika lift bergerak dengan percepatan tertentu). Ketika lift diam atau ber-GLB = gaya yang mendesak lantai lift = berat benda dalam lift Ketika lift bergerak ke atas dengan percepatan a Home BACK NEXT

= kecepatan linier benda atau = kecepatan sudut benda Ketika lift bergerak ke atas dengan percepatan a Gaya Sentripetal Gaya sentripetal merupakan resultan gaya yang dialami oleh benda yang bergerak melingkar dengan arah menuju ke pusat lintasan (radial). = gaya sentripetal = massa benda = kecepatan linier benda atau = kecepatan sudut benda = jari-jari lintasan Home BACK NEXT