Matakuliah Tahun : K0614 / FISIKA : 2006 Pertemuan 4 1 Outline materi : 1. Hukum-hukum Newton 2. Massa dan berat 3. Kesetimbangan gaya 4. Gaya gesekan 2 Lingkup dari dinamika pertiekel adalah : mempelajari penyebab gerak benda 1. Hukum-hukum Newton HUKUM NEWTON I Benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gangguan ( gaya ) luar pada benda tersebut . HUKUM NEWTON II Percepatan suatu benda / partikel , sama dengan resultan gaya luar dibagi masa benda tersebut . a F/ m atau Fm a ΣF = jumlah gaya yang bekerja pada benda m = massa benda a = percepatan benda 3 HUKUM NEWTON III Setiap gaya yang diadakan pada suatu benda ( gaya aksi) selalu akan menimbulkan gaya lain ( gaya reaksi) yang sama besarnya tapi berlawanan arah . Faksi - Freaksi HUKUM GRAVITASI UMUM Dua benda bermassa m1 dan m2 , saling tarik menarik dengan gaya yang sama besar dan berlawanan arah : m1 m2 FG r2 G = 6,67 x 10-11 Nm-2kg-2 : konstanta gravitasi universal r = jarak antara kedua benda 4 2. Massa dan berat Berat suatu benda adalah : gaya gravitasional yang dilakukan oleh bumi pada benda. Berat sebuah benda bermassa m adalah : Wmg g = 9,8 m/s2 adalah percepatan gravitasi bumi, yang selalu berarah tegak lurus permukaan bumi dan menuju pusat bumi. Contoh : Sebuah balok bermassa 20 kg ditarik sepanjang bidang datar licin ( gesekan diabaikan ) dengan Gaya F ( F sejajar dengan horizontal). Koeffisien gesekan kinetik balok bidang datar 0,3. Tentukan besar gaya F agar balok ditarik dengan kecepatan 5 konstan. Jawab. fk N m F W=mg Karena benda tidak bergerak dalam arah vertikal, maka jumlah gaya dalah arah vertikal = 0 atau N – mg = 0 atau N = mg = 20 x 9,8 = 196 N fk = μkN = 0,3 x 196 = 58,8 N Karena benda bergerak dengan kecepatan konstan, maka jumlah gaya dalam arah horizontal = 0 atau : fk – F = 0 maka : F = fk = 58,8 N 6 3. Kesetimbangan Gaya F1 F2 m F3 F5 F4 Sebuah benda mengalami sejumlah gaya. Benda tersebut dikatan dalam keadaan seimbang bila jumlah (penjumlahan secara vektor ) seluruh gaya tersebut sama dengan nol.( Σ F = 0 ). Maka bila sebuah benda mengalami sejumlah gaya, jika : * F=0 : benda diam atau bergerak lurus beraturan * F=ma : benda bergerak dengan percepatan a 7 Sistem Satuan Mekanika Sistem satuan SI cgs BE gaya (F) Nemton (N) dyne pound(lb) massa (m ) kg gram ( gr ) slug percepatan (a) m/s2 cm/s2 ft/s2 BE = british engineering 1 N = 1 kg m/s2 1 dyne = 1 gr cm/s2 1 N = 107 dyne 1 slug = 14,59 kg 8 4. GAYA GESEKAN Gaya gesekan merupakan gaya perlawanan yang arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak . Gaya gesek muncul antara dua benda yang saling bersinggungan. a. Gaya gesekan statik • Gaya gesekan antara dua benda yang relatif diam satu • terhadap yang lainnya . Besarnya gaya gesekan statik adalah : fS S N S = koefisien gesekan statik N = gaya normal , N salu tegak lurus terhadap bidang gesek fS = S N : saat benda mulai akan bergerak satu terhadap lainnya 9 b. Gaya gesekan kinetik Gaya gesekan antara dua benda yang relatif bergerak yang satu terhadap yang lainnya Besarnya gaya gessekan kinetik : fk = k N k = koefisien gesekan kinetik DINAMIKA GERAK MELINGKAR Sebuah benda bermassa m melakukan gerak melingkar, maka: * Percepatan sentripetalnya: aR = V2/R * Gaya sentripetalnya : FR = m V2/R 10 Contoh : Sebuah tikungan jalan dirancang untuk laju kendaraan maksimum 54 km/jam. Jika koeffisien gesekan statik ban mobil dengan jalan adalah 0,3 dan jalan di tikungan tidak dimiringkan, tentukan jari-jari kelengkungan jalan. Jawab, Dari FR= m V2/R , yang berfungsi sebagai gaya sentripetal adalah gaya gesekan statik yang menahan kendaraan tergelincir ke luar jalan. FR = fS = μSN = μS mg , maka : m V2/R = μS m g atau : R = V2 / (μS g ) V = 54 km/jam = 15 m/s R = 152 /( 0,3 x 9,8 ) = 76,5 m 11
© Copyright 2024 Paperzz
