1 of 25

FISIKA DASAR

​

​

Universitas Tanjungpura

2023

​

​

1

2 of 25

Dinamika

  1. Gerak dan Gaya
  2. Hukum I Newton
  3. Hukum II Newton
  4. Beberapa Gaya Khusus
  5. Hukum III Newton
  6. Beberapa Gaya yang Terdapat di Alam
  7. Penerapan Hukum Newton

Outline

2

3 of 25

I. Gerak dan Gaya

  • Kinematika: Ilmu yang mempelajari gerak tanpa mengindahkan penyebabnya.
  • Dinamika: Ilmu yang mempelajari gerak dengan mengindahkan penyebabnya (Gaya).
  • Gaya: Suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya.

​

​

​

​

​

  • Mekanika klasik/mekanika newton: Teori tentang gerak yang didasarkan pada konsep massa dan gaya serta hukum-hukum yang menghubungkan konsep fisis dengan besaran kinematika.

​

  • Hukum Newton�����

Sumber gambar: http://firstgradeforces.weebly.com/uploads/1/6/5/5/16554894/8801567.gif?542

http://begin-english.ru/img/word/pull.jpg

Hukum I Newton

Hukum II Newton

Hukum III Newton

3

4 of 25

II. Hukum I Newton

  • Hukum kelembaman: Sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan, akan tetap diam atau terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya external yang bekerja pada benda itu.

Sumber gambar: http://www.biografiasyvidas.com/monografia/newton/fotos/newton_joven.jpg

Isaac Newton (1642-1727)

Eksperimen Galileo: Bola menggelinding turun dan naik pada bidang miring.

Hasil: Ketinggian bola pada permukaan di depannya hampir sama, tidak peduli berapapun sudut kemiringannya.

Permukaan dibuat sangat halus

4

5 of 25

  • Kerangka Acuan Inersial
  • Perhatikan: Hukum I Newton tidak membuat perbedaan antara benda diam dan bergerak dengan kecepatan konstan.
  • Benda dikatakan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan tergantung pada kerangka acuan.
  • Hukum I Newton berlaku hanya pada kerangka acuan inersial 🡪 Kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan konstan relatif terhadap suatu kerangka acuan inersial

​

Sumber gambar: http://cdn.metrotvnews.com/dynamic/content/2015/04/09/383331/Ruv8sKYpeu.jpg?w=668

  • Hukum I Newton

Gambar pengisian bahan bakar di udara

Pesawat kecil hampir diam relatif terhadap pesawat besar

(Kerangka acuan inersial)

Kedua pesawat bergerak dengan kecepatan yang sangat besar relatif terhadap bumi

(Kerangka acuan noninersial)

Hukum I Newton

5

6 of 25

III. Hukum II Newton

  • Hukum I dan II Newton dapat dianggap sebagai definisi gaya.
  • Massa: sifat intrinsik sebuah benda yang mengukur resistansinya terhadap percepatan
  • Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.

F

m

Hukum II Newton

6

7 of 25

IV. Beberapa Gaya Khusus

  • Gaya tarikan bumi (g) pada sebuah benda 🡪 Gaya berat (w) 🡪 Keadaan jatuh bebas.
  • Nilai percepatan gravitasi:

​

  • Gaya gravitasi (Fg) pada benda bermassa m:

Gaya per satuan massa yang dilakukan bumi pada setiap benda 🡪 medan gravitasi bumi

  • Gaya Gravitasi
  • Gaya Normal

lantai

W = Gaya berat benda memberikan gaya pada lantai

N atau FN = Gaya normal (Gaya tegak lurus permukaan tempat benda berada)

7

8 of 25

  • Beberapa Keadaan (Besar) Gaya Normal

lantai

lantai

lantai

Beberapa Gaya Khusus

8

9 of 25

  • Gaya Tegangan Tali ( )

Benda diam Benda bergerak ke atas Benda bergerak ke bawah

Tali

​

​

​

​

Beban

Beberapa Gaya Khusus

9

10 of 25

V. Hukum III Newton

  • Hukum III Newton: Ketika dua benda berinteraksi, gaya pada kedua benda yang berasal dari satu sama lain selalu sama besar dan berlawanan arah. Hukum interaksi atau hukum aksi reaksi 🡪 Gaya-gaya selalu terjadi berpasangan.

​

​

​

​

​

​

  • Hubungan skalar:

​

​

  • Hubungan vektor:

Hukum III Newton

  • Gaya yang dilakukan orang pada mobil disebut : gaya aksi
  • Gaya yang dilakukan mobil pada orang disebut : gaya reaksi

Sumber gambar: http://thumbs.dreamstime.com/z/pushing-car-illustration-man-available-vector-eps-file-43585592.jpg

Nilainya sama besar

Arahnya berlawanan

10

11 of 25

  • Gaya aksi reaksi tidak hanya antara benda yang saling bersentuhan (attractive), gaya repulsive juga merupakan contoh dari Hukum III Newton.

​

​

​

​

​

Hukum III Newton

Sumber gambar: http://zebu.uoregon.edu/1999/ph161/charges.gif

http://stuartparkinson.com/wp-content/uploads/2015/04/magnetic-fields.png

11

12 of 25

  • Pasangan Gaya Aksi-Reaksi

Telur (t)

​

Meja (m)

​

​

​

Bumi (b)

Gaya normal telur terhadap meja

Walaupun nilai N dan w sama besar serta arahnya berlawanan 🡪 Kasus ini bukan pasangan Aksi-Reaksi

Hukum III Newton

Gaya gravitasi pada telur karena gaya tarik bumi

Pasangan Aksi-Reaksi pada kasus ini adalah:

12

13 of 25

Pasangan Gaya Aksi-Reaksi

Telur

​

​

Bumi

Kasus ini pasangan Aksi-Reaksi

Hukum III Newton

13

14 of 25

  • Pasangan Aksi-Reaksi pada Benda yang Digantung

Pasangan Aksi - Reaksi

Hukum III Newton

Tali (T)

14

15 of 25

VI. Beberapa Gaya yang Terdapat di Alam

  • Gaya-gaya Fundamental
  • Gaya gravitasi
  • Gaya elektromagnetik
  • Gaya nuklir kuat
  • Gaya nuklir lemah

​

​

​

Pasang surut disebabkan gaya gravitasi bulan dan matahari. Mont-Saint-Michel, Perancis menjadi sebuah pulai saat pasang.

Kilat adalah hasil gaya elektromagnetik

Ledakan bom hydrogen menggambarkan gaya nuklir kuat

Peluruhan radioaktif tertentu (peluruhan beta)

15

16 of 25

Beberapa Gaya yang Terdapat di Alam

  • Gaya Kontak
  • Gaya Gesek 🡪 Antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda akan�menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan arah gerak benda.

​

  • Gaya gesek statis (fs): Bekerja pada saat benda diam
  • Gaya gesek kinetik (fk): Bekerja pada saat benda bergerak

​

​

2. Gaya Pegas

​

​

​

Keterangan:

k = konstanta pegas

Fx = Gaya pegas (Gaya pemulih) 🡪 Fx = negatif

16

17 of 25

VII. Penerapan Hukum Newton

Contoh 1.

​

​

​

​

​

​

​

Sebuah beban bermassa 10 kg digantungkan seperti yang terlihat pada gambar di atas. Anggap tali sangat tipis, sehingga massa tali dapat diabaikan. Hitunglah tegangan tali tersebut.

17

18 of 25

Penyelesaian Contoh 1.

​

​

​

​

​

​

​

​

  • Penguraian komponen gaya yang bekerja pada sistem ke koordinat x dan y:

Sumbu x Sumbu y

​

​

​

​

​

​

Penerapan Hukum Newton

18

19 of 25

Penyelesaian Contoh 1.

  • Sumbu x

​

​

  • Sumbu y

​

​

​

​

  • Setelah diketahui nilai T1 🡪 subtitusikan ke salah satu persamaan yang diketahui

Penerapan Hukum Newton

  • Eliminasi nilai T2

19

20 of 25

Contoh 2.

​

Balok bermassa 2 kg, berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan . Jika koefisien gesek statis dan kinetik antara balok dan bidang miring adalah 0,2 dan 0,1.

  1. Apakah pada kasus di atas balok akan diam atau bergerak?
  2. Jika balok bergerak, tentukan resultan gaya yang mempercepat balok, tentukan pula besar dan arah percepatan balok.

(Gunakan percepatan gravitasi = 10 m/s2)

Penerapan Hukum Newton

20

21 of 25

Pembahasan Contoh 2.

  • Penguraian komponen gaya yang bekerja pada sistem ke koordinat x dan y:

​

​

​

​

​

​

​

  1. Apakah pada kasus di atas balok akan diam atau bergerak?

Balok akan diam saat dan akan bergerak saat

​

​

Penerapan Hukum Newton

maka disimpulkan:

balok bergerak ke bawah

21

22 of 25

Pembahasan Contoh 2.

  1. Resultan gaya yang mempercepat balok

​

​

​

​

​

​

​

​

​

  • Arah dan percepatan balok

​

​

​

​

​

​

Penerapan Hukum Newton

22

23 of 25

Contoh 3.

​

Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan katrol melalui seutas tali yang diikatkan pada setiap ujungnya (Lihat gambar di bawah).

Apabila massa tali dabaikan dan tali dengan katrol dibuat licin. Tentukan percepatan gerak benda pada sistem tersebut jika .

​

23

24 of 25

Pembahasan Contoh 3.

  • Tinjau tiap benda

Penerapan Hukum Newton

24

25 of 25

Daftar Pustaka

  • Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I, Jakarta : Penerbit Erlangga.
  • Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Jakarta : Penerbit Erlangga.
  • Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I, Jakarta : Penebit Erlangga.
  • Tim, Diktat Fisika Dasar, FMIPA UNTAN.�

25