Selasa, 10 April 2012
HUKUM NEWTON
Gaya merupakan suatu besaran yang menyebabkan
benda bergerak Sebuah gaya memiliki nilai dan arah, sehingga merupakan vektor yang
mengikuti aturan-aturan penjumlahan vektor.
A.
Hukum newton I
Hukum Newton I berbunyi, Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak
dengan laju tetap (konstan) sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya
total yang tidak nol.
Kecenderungan sebuah benda untuk
mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurus disebut inersia
(kelembaman). Sehingga, Hukum I Newton sering disebut Hukum Inersia.
B. Hukum newton
II
Hukum II Newton, yang
bunyinya sebagai berikut:
Percepatan
sebuah benda berbanding lurus dengan gaya
total
yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah
percepatan
sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.
Hukum II Newton
tersebut dirumuskan secara
matematis dalam
persamaan:
Ket. a ═ percepatan
m = massa benda (kg)
resultan gaya (N)
C.
Hukum newton III
Hukum III Newton,
yaitu:
Ketika suatu benda memberikan
gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar
tetapiberlawanan arah terhadap benda pertama.
Secara matematis
ditulis :
D.
Berat,gaya gravitasi,dan gaya
normal
1.
Berat
tersebut. Massa benda adalah tetap di mana-mana, namun berat sebuah benda akan
berubah-ubah sesuai dengan besarnya percepatan gravitasi di tempat
tersebut.Berat dihitung dengan mengalikan massa sebuah benda dengan percepatan gravitasi di mana benda
tersebut berada. Berat sebuah benda di bumi akan berbeda dengan beratnya di bulan. Sebuah benda bermassa 10 kilogram, akan tetap mempunyai massa 10 kilogram di bumi maupun di bulan, namun di
bumi benda tersebut akan mempunyai berat 98 Newton, sedangkan di bulan, benda
tersebut akan mempunyai berat 16,3 Newton saja.Rumus untuk berat:
apabila
percepatan gravitasi,
massa benda dan
berat benda. Satuan SI (Sistem International) untuk berat adalah newton (N).
2.
Gaya
gravitasi
Gaya
gravitasi adalah gaya yang mengakibatkan benda mengalami percepatan yang sama,berdasarkan
hukum newton II dan hukum gravitasi universal newton maka secara matematis
ditulis :
F adalah besar
dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut
m1 adalah besar
massa titik pertama
m2 adalah besar
massa titik kedua
r adalah jarak antara
kedua massa titik, dan
g adalah percepatan gravitasi =
3.
Gaya
normal
Apabila
benda diletakan di atas meja,maka meja sedikit tertekan di bawah benda, dan
karenaelastisitasnya, meja itu mendorong benda ke atas.Gaya yang diberikan oleh
meja ini sering disebut gaya sentuh. Ketika gaya sentuh tegak lurus terhadap permukaan
bidang sentuh,gaya itu biasa disebut gaya normal N (“normal” berarti
tegak lurus).
4. Resultan gaya
Resultan gaya adalah
jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda itu.
5.
Gerak benda pada
bidang miring
Apabila sebuah balok
yang terletak pada bidang mendatar yang licin, bekerja gaya F mendatar hingga balok
bergerak sepanjang bidang tersebutmaka berlaku.
N
=
w = m.g
dengan:
N
= gaya normal (N)
w
= berat benda (N)
m
= massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi
Dengan :
a = percepatan benda
F
=
gaya yang bekerja (N)
m
=
massa benda (kg)
g
=
percepatan gravitasi
6. Gerak benda pada bidang miring
Apabila
sebuah benda bergerak menurun pada bidang miring yang licin maka,besar percepatan
benda dapat dihitung dengan cara berikut.
m
=
massa benda (kg)
g
=
percepatan gravitasi
α =
percepatan benda
= sudut kemiringan
bidang
7. Gerak benda – benda yang dihubungkan dengan
tali
Apabila
benda-benda dihubungkan dengan tali dan apabila massa balok A dan B
masing-masing adalah
dan
, serta keduanya hanya bergerak pada arah komponen sumbu x saja dan percepatan
keduanya sama yaitu a, maka resultan gaya yang bekerja pada balok A dan B dapat
di cari dengan persamaan.
Dengan :
8. Gerak benda di Dalam Lift
a. Lift
dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan. Komponen gaya pada
sumbu y adalah:
∑Fy = N –
w
Lift dipercepat ke
atas
Komponen gaya pada
sumbu y
adalah:
a.
= N
– w
Dalam hal ini, lift bergerak ke atas mengalami percepatan a, sehingga:
= N – w
N – w = m.a
N = w + (m.a)
dengan:
b. N = gaya normal (N)
w = berat orang/benda (N)
m = massa orang/benda (kg)
a
= percepatan lift
c.
Lift dipercepat ke
bawah
Komponen gaya pada
sumbu y
adalah:
ΣFy = w – N
Dalam hal ini, lift
bergerak ke bawah mengalami
percepatan a, sehingga:
ΣFy = m.a
w – N = m.a
N = w – (m.a) .................................
(4.12)
dengan:
N = gaya normal (N)
w = berat orang/benda
(N)
m = massa orang/benda
(kg)
a = percepatan lift
(m/s2)
Catatan: Apabila lift
mengalami perlambatan, maka
percepatan a
= -a.
9. Gerak benda yang dihubungkan dengan
tali melalui katrol
Balok
A dan B yang dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang licin
dan massanya diabaikan. Apabila massa benda A lebih besar dari massa benda B (mA > mB), maka benda A akan
bergerak turun dan B akan bergerak naik.Maka resultan gaya benda A dan B adalah
:
Besarnya tegangan
tali (T
)
dapat ditentukan dengan mensubstitusikan persamaan A dan B sehingga didapatkan
persamaan sebagai berikut:
Jika salah satu benda
terletak pada bidang mendatar yang licin dihubungkan dengan benda lain dengan
menggunakan seutas tali melalui sebuah katrol, di mana benda yang lain dalam
keadaan tergantung.
ΣF = Σm.a
WA – T + T
–
T + T = (mA + mB)a
WA = (mA + mB)a
MA.g =
(mA
+ mB)a
10.
Dinamika
gerak melingkar
Benda
yang bergerak membentuk lingkaran, seperti sebuah bola di ujung seutas tali,
harus mempunyai gaya yang diberikan padanya untuk mempertahankan geraknya dalam
lingkaran.
jika tidak ada
resultan gaya yang bekerja, benda tersebut tidak akan bergerak membentuk
lingkaran melainkan bergerak pada garis lurus.
a. Gaya pada benda yang berputar
(horizontal)
Gaya gravitasi m.g dan gaya tegangan FT yang diberikan oleh
tali (yang terjadi karena orang itu memberikan gaya yang sama pada tali). Jika
berat bola itu cukup kecil, dapat kita abaikan. Dengan demikian, FT akan bekerja secara
horizontal ( θ ≈ 0) dan menyediakan
gaya yang diperlukan untuk memberi percepatan sentripetal pada bola.
b. Bola berputar
membentuk lingkaran vertikal
Berdasarkan Hukum II
Newton, untuk arah vertikal dengan memilih arah ke bawah (menuju pusat) positif
berlaku:
Hukum II Newton,
untuk arah ke atas (menuju pusat lingkaran) sebagai arah positif, didapatkan:
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar