DINAMIKA DINAMIKA Hukum Newton Usaha Energi Daya Impuls

DINAMIKA

DINAMIKA Hukum Newton Usaha Energi Daya Impuls dan momentum

DINAMIKA Hukum Newton ada 3 : Hukum Newton 1 Hukum Newton 2 Hukum Newton 3

DINAMIKA Hukum Newton 1 : Jika gaya resultan yang bekerja pada suatu benda = 0, maka benda yang asalnya diam akan tetap diam, yang asalnya bergerak akan tetap bergerak lurus beraturan Jadi benda memiliki sifat lembam, artinya cenderung mempertahankan keadaan asalnya

DINAMIKA Hukum Newton 2 a Percepatan a yg timbul jika gaya F bekerja pada masa m, sebanding dengan F Bila F tetapi masa benda menjadi 2 m maka percepatan yg timbul 3 F menjadi ½ a F m 3 a m ½ a 2 m F F = m. a Arah F selalu sama dengan arah a

DINAMIKA F a α m tetap Tg α = m a F tetap F diatas adalah gaya resultan (gaya berat w dan gaya normal N saling menghapus m

DINAMIKA N = w – F sin F F resultan =F cos =m a F cos Licin sempurna w F sin F resultan =w 2–w 1=(m 1+m 2)a T m 2 g – T = m 2 a T – m 1 g = m 1 a T m 1 m 2 w 1 w 2 w 1 atau

DINAMIKA Hukum Newton 3 Jika sebuah benda A mengerjakan gaya pada benda B maka benda B tersebut juga akan mengerjakan gaya pada benda A yang sama besarnya tetapi arahnya berlawanan ATAU F aksi = - F reaksi

DINAMIKA Usaha Pada sebuah benda bekerja gaya F yang tetap, benda tersebut berpindah sejauh s, maka usaha w yang dilakukan gaya F terhadap benda didefinisikan : W = F s cos F tetap s Bila : = 00 w = + F. S = 900 w = 0 = 1800 w = - F. S Dalam SI, w bersatuan Newton m

DINAMIKA Bila F searah gerak benda dan besarnya berubah-ubah, maka : W = luas diagram F - s F W = luas s 2 s 1 s

DINAMIKA Energi Kinetik Sebuah benda bermasa m yang bergerak dengan kelajuan v memiliki energi kinetik Ek = ½ m v 2 s N F=tetap v 0=0 vt W = mg Jadi usaha oleh gaya F = w. F= Ek 2 – Ek 1 = Ek

DINAMIKA Energi Potensial Energi potensial grafitasi bumi. m Ep = m g h Jika g konstan m = masa benda g = percepatan grafitasi h = tinggi benda (dr permukaan bumi h bumi

DINAMIKA Energi potensial elastik / pegas Sebuah pegas memiliki konstanta gaya pegas c, gaya F pegas berbanding lurus dengan perubahan panjang x pegas c Energi potensial elastik satuan SI Ep = joule satuan c = N/m F = c x Ep = ½ c x 2

DINAMIKA Hukum kekekalan Energi Em = Ek + Ep Hukum Kekekalan energi mekanik dalam medan grafitasi bumi berlaku bila : Ø Pada benda tidak bekerja gaya luar selain gaya beratnya sendiri Ø Pada benda bekerja gaya luar tetapi gaya luar tersebut tidak melakukan usaha ( w = 0 )

DINAMIKA Daya P = w/t P = F cos P = daya ; joule/dt = watt 1 watt = 1/746 HP 1 HP = 746 watt w = F. s

DINAMIKA Impuls dan Momentum Sebuah benda yang mermasa m bergerak dengan kecepatan v maka benda itu memiliki momentum linier p Momentum p = m v dalam SI, p persatuan kg m/s sedangkan impuls didefinisikan sebagai Dalam SI, impuls bersatuan N s Bila F (gaya bekerja pd benda) konstan Dapat dibuktikan : : impuls = perubahan momentum impuls = F. t impuls = F t F. t = mv 2 – mv 1

DINAMIKA Hukum Kekekalan momentum Bila impuls p yg bekerja pada suatu benda = 0 maka tidak ada perubahan momentum linier pada benda tsb; berlaku hukum kekekalan momentum linier Contoh tumbukan 2 benda v 1 v 2 v’ 1 v’ 2 Sebelum tumbukan Sesudah tumbukan Jumlah momentum sebelum tumbukan = sesudah tumbukan m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v’ 1 + m 2 v’ 2

DINAMIKA Ledakan Misal bahan peledak bermasa m bergerak dengan kecepatan v meledak menjadi dua bagian dengan masa m 1 dan m 2 yang memiliki kecepatan v’ 1 dan v’ 2 m v = m 1 v’ 1 + m 2 v’ 2 Sebelum meledak: m Sesudah meledak: v m v 1 v 2 m 1 m 2 v m m v

1. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ? Jawab: Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi: F. S = Ek akhir - Ek awal F. 0. 05 = 0 - 1/2. 2(20)2 F = - 400 / 0. 05 = -8000 N (Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ).

Seorang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/det 2, berapa daya yang dikeluarkan orang tersebut? Jawab: P = W/t = mgh/t = 60. 15/2. 60 = 75 watt.

Sebuah bola massa 0. 2 kg dipukul pada waktu sedang bergerak dengan kecepatan 30 m/det. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan kecepatan 40 m/det berlawanan arah semula. Hitung impuls pada tumbukan tersebut ! Jawab: Impuls = F. t = m (v 2 - v 1) = 0. 2 (-40 - 30) = -14 N det Tanda negatif berarti arah datangnya berlawanan dengan arah datangnya bola.

Sebuah peluru yang massanya M 1 mengenai sebuah ayunan balistik yang massanya M 2. Ternyata pusat massa ayunan naik setinggi h, sedangkan peluru tertinggal di dalam ayunan. Jika g = percepatan gravitasi, hitunglah kecepatan peluru pada saat ditembakkan ! Jawab: Penyelesaian soal ini kita bagi dalam dua tahap, yaitu: 1. Gerak A - B. Tumbukan peluru dengan ayunan adalah tidak elastis jadi kekekalan momentumnya: M 1 VA + M 2 VB = (M 1 + M 2) V M 1 VA + 0 = (M 1 + M 2) V VA = [(M 1 + M 2)/M 1]. v 2. Gerak B - C. Setelah tumbukan, peluru dengan ayunan naik setinggi h, sehingga dapat diterapkan kekekalan energi: EMB = EMC Ep. B + Ek. B = Ep. C + Ek. C 0 + 1/2 (M 1 + M 2) v 2 = (M 1 + M 2) gh + 0 Jadi kecepatan peluru: V = Ö(2 gh)