Apakah Dinamika Patikel itu?

Presentasi berjudul: "Apakah Dinamika Patikel itu?"— Transcript presentasi:

1

2 Apakah Dinamika Patikel itu?
Dinamika Partikel adalah Cabang dari Ilmu Mekanika (Gerak) yang mempelajari gerak dan penyebab dari gerak itu (gaya). Gaya itu sendiri apa sih??? Gaya adalah sebuah dorongan atau penahanan yang diberikan oleh seseorang pada sebuah benda, sehingga benda itu dapat bergerak, baik bergerak konstan maupun tidak konstan atau diam.

3 apakah sebenarnya yang membuat mobil mainan yang mula-mula diam menjadi bergerak, dan sepeda yang mula-mula bergerak menjadi diam? Agar mobil bergerak dan sepeda berhenti diperlukan energi (tenaga). Energi untuk mendorong mobil dan menghentikan sepeda dikerjakan, pada benda dengan suatu alat tertentu. Saat mendorong mobil Anda memakai tangan dan saat mengerem karet rem menyentuh roda sepeda hingga berhenti.Saat tangan menyentuh mobil dan karet rem menyentuh roda, maka tangan dan karet memberikan gaya tekan yang mempengaruhi benda. Jadi, yang menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan mempengaruhi gerakan benda.

4 Ada beberapa pengaruh gaya, bila gaya bekerja pada suatu benda. 1
Ada beberapa pengaruh gaya, bila gaya bekerja pada suatu benda 1. Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, dari bergerak lalu berhenti.

5 3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda
3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda. Jika Anda memiliki balon, tiup dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan bentuk balon karena pengaruh gaya tekan. 4. Gaya dapat mempengaruhi ukuran sebuah benda, karet jika ditarik akan bertambah panjang, sedangkan pegas jika ditekan akan bertambah pendek.

6 Selanjutnya, coba Anda bayangkan seandainya Anda meletakkan gelas yang diam di atas meja datar, amati beberapa saat, apakah gelas tetap diam atau menjadi bergerak? Anda akan mendapatkan bahwa gelas tetap diam, karena tidak ada gaya yang bekerja pada gelas

7 Bagaimana jika Anda membayangkan sedang mengamati kelereng yang sedang meluncur di lantai licin yang datar, apakah kelereng akan terus meluncur bergerak atau berhenti? Jika keadaan lantai licin sempurna, Anda akan mendapatkan kelereng terus bergerak, karena tidak ada gaya yang menghentikan kelereng

8 benda yang diam cenderung untuk diam, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak. Hal ini disebut sifat kelembaman benda. Seorang ahli fisika dari Inggris bernama Newton, merumuskan peristiwa-peristiwa seperti di atas, dan selanjutnya disebut dengan Hukum I Newton

9 Hukum 1 Newton Hk. 1 Newton berbunyi : benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap/konstan, maka resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol. ∑F = 0

10 Aplikasi Hukum Newton I

11

12 beban bermassa m dalam keadaan bergerak dengan kecepatan V1
beban bermassa m dalam keadaan bergerak dengan kecepatan V1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F) yang searah dengan V1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi V2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan kecepatan (DV) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m.

13 Newton menyebutkan bahwa: kecepatan perubahan kuantitas gerak suatu partikel sama dengan resultan gaya yang bekerja pada partikel tersebut. Kuantitas gerak = momentum » p=m.v Resultan gaya » ΣF d(p) ΣF d(t) d(mv) ΣF d(t)

14 Hukum II Newton “Percepatan yang dihasilkan oleh gaya total pada sebuah benda, berbanding lurus dengan besar gaya total tersebut pada arah yang sama, dan berbanding terbalik dengan massa dari benda.” ∑F = m.a setiap resultan gaya (ΣF) tidak bernilai nol pada benda akan menimbulkan perubahan kecepatan atau percepatan pada benda tersebut. Jadi gaya menimbulkan percepatan pada benda.

15 Contoh Aplikasi Gaya Hk. 2 Newton

16 Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang dirasakan oleh Amir
Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang dirasakan oleh Amir? Amir merasa bahwa tangannya didorong oleh dinding dengan gaya F1. Gaya F1 disebut gaya reaksi karena gaya ini timbul setelah F dikerjakan pada tembok. Jadi F adalah gaya yang dikerjakan Amir pada tembok dan F1 adalah gaya yang dikerjakan tembok pada Amir.

17 3. Hukum 3 Newton Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B (gaya aksi FAB), maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A (gaya reaksi, FBA) F3 F4 F5 F6

18 F21 2 1 1 F12 2 F12 F21 F12 = gaya pada benda 1 akibat benda F21 = gaya pada benda 2 akibat benda 1

19 syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu:
1. Arahnya berlawanan. Besarnya sama (karena sistem diam). Bekerja pada benda yang berbeda. (FAB pada tembok dan FBA pada Amir) Contoh gaya aksi-reaksi jarak jauh dalam kejadian sehari-hari adalah: Gaya tarik menarik kutub Utara dengan kutub Selatan magnet; • Gaya tarik menarik bumi dengan bulan; • Gaya tolak menolak antara muatan listrik muatan positif dengan muatan positif, muatan negatif dengan muatan negatif.

20 B. Mengenal Berbagai Jenis Gaya
Gaya Berat Gaya berat w adalah gaya gravitasi Bumi yang bekerja pada suatu benda atau gaya yang selalu mengarah pada Bumi. Keterangan: w = berat benda (N) m= massa (kg) g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)

21 2. Gaya Normal Gaya Normal (N) didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan, yang arahnya selalu tegak lurus pada bidang sentuh. N N w sin ⍺ ( ⍺ w cos ⍺ w w ΣF = 0 N - w cos α = 0 N = w cos α ΣF = 0 N - w = 0 N = w

22 3. Gaya Gesekan Gaya gesekkan termasuk gaya sentuh, yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya gesekan searah dengan permukaan bidang sentuh dan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak. Gaya gesekan terbagi menjadi dua: a. Gaya Gesekan Statis (fs ) b. Gaya Gesekan Kinetis (fk) fs = μs.N fk = μk.N

23 Faktor yang Mempengaruhi Gaya Gesekan
1. Koefisien Gesekan (μ) Koefisien Gesekan (μ) menyatakan kasar halusnya permukaan dua bidang. Nilai koefisien gesekan adalah 0 ≤ μ ≤ 1 dengan, μ = 0 jika permukaan licin μ = 1 jika permukaan sangat kasar 2. Gaya Normal (N) Besarnya gaya gesekan sebanding dengan gaya normal. Semakin besar gaya tekan normal, maka gaya gasekan akan semakin besar. μ ∽ N

24 Gesekan pada Benda Miring 1. Balok Tanpa Gaya Luar. a
Gesekan pada Benda Miring 1. Balok Tanpa Gaya Luar a. balok tak bergerak ΣFX = 0 w sin ⍺ - fs = 0 w sin ⍺ = fs m g sin ⍺ = μs N m g sin ⍺ = μs m g cos ⍺ μs = sin ⍺/cos α b. Balok bergerak ke bawah akibat gaya w sin α melampaui fs ΣF = m a w sin α – fk = m a m g sin ⍺ - μk N = m a m g sin ⍺ - μk m g cos ⍺ = m a m g (sin ⍺ - μk cos ⍺ ) = m a μs = tan α g (sin ⍺ - μk cos ⍺ ) = a

25 ( ⍺ 2. Balok Diberi Gaya Luar F ke Atas Balok belum bergerak ΣFX = 0
F - w sin ⍺ - fs = 0 F - m g sin ⍺ - μs N = 0 F - m g sin ⍺ - μs m g cos ⍺ = 0 F = m g sin ⍺ + μs m g cos ⍺ b. Balok bergerak ke atas F - w sin α – fk = m a F - m g sin ⍺ - μk N = m a F - m g sin ⍺ - μk m g cos ⍺ = m a N F w sin ⍺ w cos ⍺ fk ( ⍺ w F = m g (sin ⍺ + μs cos ⍺ ) F - m g (sin ⍺ + μk cos ⍺ ) = m a

26 ( ⍺ 2. Balok Diberi Gaya Luar F ke Bawah Balok belum bergerak ΣFX = 0
F - w sin ⍺ - fs = 0 F - m g sin ⍺ - μs N = 0 F - m g sin ⍺ - μs m g cos ⍺ = 0 F = m g sin ⍺ + μs m g cos ⍺ b. Balok bergerak ke Bawah F + w sin α – fk = m a F + m g sin ⍺ - μk N = m a F + m g sin ⍺ - μk m g cos ⍺ = m a N fk w sin ⍺ F w cos ⍺ ( ⍺ w F = m g (sin ⍺ + μs cos ⍺ ) F + m g (sin ⍺ - μk cos ⍺ ) = m a

27 4. Gaya Tegangan Tali Tegangan tali adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali kerena tali tersebut tegang. Gaya Arah F1 = Gaya tarikan kuda Ke depan F2 = Gaya dorongan lantai F3 = Gaya tarikan gerobak Ke belakang F4 = Gaya gesekan Gaya Arah Gravity Ke bawah Lift Ke atas Air Drag Ke belakang Glider Propeller Ke depan

28 Sistem Katrol T : gaya tegangan tali mk = 0 (massa katrol diabaikan) m1 > m2 ● benda 1 ΣF = m1.a T – w1 = m1.a T – m1.g = m1.a Gaya pada benda 1 dan 2 di gabung, maka: (T – m1.g) + (m2.g - T) = m1.a + m2.a m2.g - m2.g = m1.a + m2.a g (m2 – m1) = (m1 + m2) a ● benda 2 ΣF = m2.a w2 - T = m2.a m2.g - T = m2.a

29 C. Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel Sederhana
Balok di Atas Lantai Licin F F F cos α

30

31 2. Dua Benda yang Dihubungkan dengan Katrol
m1 m2 T m1 + a m2 m2 g T a +