Apakah Dinamika Patikel itu Dinamika Partikel adalah Cabang

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.

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.

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

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.

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

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

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

1. 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

Aplikasi Hukum Newton I

beban bermassa m dalam keadaan bergerak dengan kecepatan V 1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F) yang searah dengan V 1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi V 2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan kecepatan (DV) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m.

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 ΣF d(p) d(t) ΣF d(mv) d(t)

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.

Contoh Aplikasi Gaya Hk. 2 Newton

Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang dirasakan oleh Amir? Amir merasa bahwa tangannya didorong oleh dinding dengan gaya F 1. Gaya F 1 disebut gaya reaksi karena gaya ini timbul setelah F dikerjakan pada tembok. Jadi F adalah gaya yang dikerjakan Amir pada tembok dan F 1 adalah gaya yang dikerjakan tembok pada Amir.

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) F 5 F 3 F 4 F 6

F 21 2 1 1 F 12 2 F 21 F 12 = gaya pada benda 1 akibat benda 2 F 21 = gaya pada benda 2 akibat benda

• syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu: 1. Arahnya berlawanan. 2. Besarnya sama (karena sistem diam). 3. 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.

B. Mengenal Berbagai Jenis Gaya 1. 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/s 2)

2. 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 ΣF = 0 N-w=0 N=w w cos ⍺ w (⍺ ΣF = 0 N - w cos α = 0 N = w cos α

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 ) fs = μs. N b. Gaya Gesekan Kinetis (fk) fk = μk. N

Faktor yang Mempengaruhi Gaya Gesekan 1. 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

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 μs = tan 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 g (sin ⍺ - μk cos ⍺ ) = a

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

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

4. Gaya Tegangan Tali Tegangan tali adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali kerena tali tersebut tegang. Gaya F 1 = Gaya tarikan kuda Arah F 2 = Gaya dorongan lantai Ke depan F 3 = Gaya tarikan gerobak Ke belakang F 4 = Gaya gesekan Gaya Ke depan Ke belakang Arah Gravity Ke bawah Lift Ke atas Air Drag Ke belakang Glider Ke belakang Propeller Ke depan

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

C. Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel Sederhana 1. Balok di Atas Lantai Licin F F F cos α

2. Dua Benda yang Dihubungkan dengan Katrol m 1 a m 1 m 2 T + T m 2 + m 2 g a