Sabtu, 18 Desember 2021

FISIKA - Dinamika

Hukum Newton

Semua hukum newton berbicara tentang gaya dan pengaruhnya terhadap benda. Perlu diingat bahwa gaya merupakan besaran vektor sehingga semua sifat-sifat vektor berlaku padanya. Sebagai contoh, jika arah gaya F yang diberikan membentuk sudut teta terhadap sumbu x maka kita harus menguraikannya terhadap sumbu x (Fx) dan sumbu y (Fy) dengan aturan vektor yang telah dibahas sebelumnya. Begitu juga untuk menjumlahkan dan mengurangkan gaya, harus dengan aturan vektor. 

Hukum I Newton

"Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol maka benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan dengan kecepatan tetap"

Hukum pertama newton ini menunjukkan bahwa benda memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaannya atau dikenal dengan istilah sifat kelembaman (inersia).

 

Hukum II Newton 

"Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya pada suatu benda sebanding dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda"

Dengan:  
a     = Percepatan (m/s2)  
F     = Resultan (N)  
m    = Massa benda (kg)

Arah percepatan searah dengan arah resultan gaya.

 

Hukum III Newton

"Jika ada dua benda berinteraksi maka setiap ada aksi selalu ada reaksi yang besarnya sama dan arahnya berlawanan"

Hukum ini dikenal dengan hukum aksi-reaksi.

Faksi = - Freaksi

Gaya aksi-reaksi memiliki sifat:

  • Besarnya sama
  • Arahnya berlawanan
  • Bekerja pada dua benda yang berbeda
  • Terletak dalam satu garis lurus 

 

Macam-Macam Gaya

Gaya berat

Gaya berat adalah suatu gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda yang bermassa. Arah gaya berat selalu ke pusat bumi.

Rumus gaya berat adalah:

 

Dengan:
w      = gaya berat (N)
m     = massa benda (kg)
g       = percepatan gravitasi (m/s2)

Gaya normal

Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada dua benda yang salaing bersentuhan. Gaya normal selalu tegak lurus dengan permukaan.

Untuk permukaan datar, besar gaya normal sama dengan gaya berat, karena gaya normal dan gaya berat merupakan pasangan aksi reaksi.

N - w  = 0
        N = w
        N = m.g

Sedangkan, untuk permukaan miring, besar gaya normal dirumuskan sebagai berikut:

N - w cos θ  = 0
                N     = w cos θ
                N     = m.g cos θ

Dengan:

N     = Gaya normal (N)
w     = Gaya berat (N)
m    = massa benda (kg)
g      = Percepatan gravitasi (m/s2)
θ      = Kemiringan bidang

Gaya gesek

Jika benda diletakkan di atas permukaan yang kasar maka akan ada gaya gesek yang besarnya tergantung pada gaya normal dan koefisien gesek permukaan. Sedangkan, arah gaya gesek selalu berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Rumus gaya gesek adalah:


Dengan:
f     = gaya gesek (N)
µ    = koefisien gesek
N   = gaya normal (N)

Gaya gesek dibagi menjadi dua jenis, antara lain:

1. Gaya gesek statis, yaitu gaya gesek yang bekerja pada benda dalam keadaan diam (f&subs;).

∑ F = 0
     F - fs = 0
           fs = F
 
Artinya, selama benda belum bergerak, besar gaya gesek statis sama dengan besar gaya yang menyebabkan benda cenderung bergerak. Besar gaya gesek statis mencapai nilai maksimum ketika benda tepat akan bergerak.

fs maks = μs . N

dengan:
fs maks   = gaya gesek statis maksimum (N)
μs            = koefisien gaya gesek statis
N             = gaya normal (N)

2. Gaya gesek kinetik, yaitu gaya gesek yang bekerja pada benda dalam keadaan bergerak (fk).

∑ F > 0
     F - fk > 0 
           F > fk

Setelah benda bergerak, gaya gesek benda menjadi gaya gesek kinetik yang besarnya:

fk = μk . N

dengan 
fk    = gaya gesek kinetik (N)
μk   = koefisien gaya gesek kinetik
N    = gaya normal (N)

Contoh kasus benda dihubungkan dengan tali.


dengan:
a       = percepatan gerak benda (m/s²)
m1    = massa benda 1 (kg)
m2    = massa benda 2 (kg)
g        = percepatan gravitasi (m/s²)
T        = gaya tegangan tali (N)

(Sumber: buku UN SMA IPA th 2017)

 

Tidak ada komentar: