DINAMIKA PARTIKEL Capaian Pembelajaran 1 Menjelaskan hukum I

DINAMIKA PARTIKEL Capaian Pembelajaran: 1. Menjelaskan hukum I, II, dan III Newton. 2. Menganalisis penerapan hukum Newton pada gerak benda. 3. Menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan gaya dan hukum Newton.

PETA KONSEP BENTUK GAYA HUKUM I NEWTON HUKUM III NEWTON PENERAPAN HUKUM NEWTON GERAK PADA BIDANG DATAR GERAK YANG DIHUBUNGKAN DENGAN TALI DAN KATROL GERAK PADA BIDANG MIRING GERAK DALAM LIFT GERAK MELINGKAR

PENGERTIAN GAYA APA ITU GAYA? q Gaya adalah sesuatu yang dapat menyebabkan benda mengalami perubahan gerak atau mengalami perubahan bentuk. q Alat untuk mengkur besarnya gaya : NERACA PEGAS

PENGERTIAN GAYA Cara menggunakan neraca pegas untu mengukur gaya berat. 0 N 30 N 60 N

GAYA YANG BEKERJA PADA BENDA FGAYA BERAT (w) FGAYA NORMAL (N) FGAYA GESEK STATIK DAN KINETIK (fs, k) FGAYA TEGANGAN TALI (T)

GAYA BERAT Gaya berat adalah gaya yang bekerja pada benda akibat benda tersebut berada dalam pengaruh medan gaya gravitasi. w Gaya berat pada bidang datar w Gaya berat pada bidang miring w Gaya berat pada bidang vertikal w=mxg dengan: w = gaya berat (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (9, 8 ms-2) w Gaya berat pada langit

GAYA NORMAL Ø Gaya normal adalah gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan pada benda terhadap bidang dimana benda itu berada dan tegak lurus bidang. Ø Arah gaya normal tegak lurus dengan permukaan bidang. N N Gaya normal pada bidang datar Gaya normal pada bidang miring Gaya normal pada langitbidang vertikal langit

GAYA GESEK Ø Gaya gesek adalah gaya yang bekeerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Ø Arah gaya gesek berlawanan arah dengan arah gerak benda. Gaya gesek statik : fs = μs. N (diam) Gaya gesek kinetik : fk = μk. N (bergerak) μs : koefisien gesek statik μk : koefisien gesek kinetik Gaya gesek dipengaruhi oleh kekasaran permukaan, massa benda, dan luas bidang sentuh. F f k

GAYA TEGANGAN TALI Ø Gaya tegangan tali adalah gaya yang dikerjakan oleh tali pada suatu benda yang diikat dengan tali tersebut. T 1 T 2 Banda digatung dengan tali Banda dihubungkan denga tali dan katrol

HUKUM NEWTON F Isaac Newton melakukan analisis tentang gerak yang kemudian dipublikasikan dalam sebuah buku berjudul “Philosophie Naturalis Principia Mathematica” (1687), yang menyatakan tiga hukum tentang gerak, dan dikenal dengan Hukum Newton F Hukum I Newton disebut dengan Hukum Kelembaman (ΣF = 0) F Hukum II Newton (ΣF = m. a) F Hukum III Newton disebut dengan Hukum Aksi Reaksi

HUKUM I NEWTON PERHATIKAN GAMBAR! q Apa yang terjadi jika kertas ditarik secara perlahan? q Apa yang terjadi jika kertas ditarik dengan cepat? Video Percobaan Inersia

HUKUM I NEWTON PERHATIKAN GAMBAR !!! Aaaaaaaakh, , hati- hati om! q Pada saat kita berada di dalam mobil, ketika mobil di rem mendadak, mengapa tubuh kita akan terdorong ke depan?

HUKUM I NEWTON “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang mulanya diam akan tetap diam dan benda yang begerak akan tetap bergerak lulus dengan kecepatan tatap” Hukum I Newton disebut dengan Hukum Inersia F Kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurus disebut Inersia (kelembaman)

HUKUM II NEWTON PERHATIKAN GAMBAR! q. Apa yang menyebabkan mobil ini dapat bergerak ?

HUKUM II NEWTON PERHATIKAN GAMBAR! a q Ketika benda dikenai gaya, benda akan bergerak dengan percepatan tertentu. F a m F q Besarnya percepatan bergantung pada besarnya gaya yang dikerjakan dan massa benda.

HUKUM II NEWTON “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah resultan gaya yang bekerja padanya” Keterangan a : percepatan benda (ms-2) ΣF : resultan daya yang bekerja pada benda (N) m : massa benda (kg)

HUKUM III NEWTON “Jika suatu benda (benda A) mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A, yang besar gayanya sama dengan besar gaya yang diterima, tetapi arahnya berlawanan” Faksi = - Freaksi F Hukum aksi reaksi menyatakan bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama dengan arah berlawanan.

HUKUM III NEWTON Contoh Gaya Aksi-Reaksi Komponen Gaya: q Faksi= -Freaksi N = - N’ q Faksi= -Freaksi w = -F w = berat buku, N = gaya tekan normal meja terhadap buku, N’= gaya tekan normal buku pada meja, F = gaya gravitasi bumi pada buku.

HUKUM III NEWTON Contoh Gaya Aksi-Reaksi Pada saat pesawat menyemburkan gas ke luar maka pesawat tersebut telah memberikan gaya aksi pada gas maka gas itu akan memberikan gaya reaksi sehingga dapat mendorong pesawat dan menyebabkan pasawat dapat bergerak. R si k ea s k A i

GERAK PADA BIDANG DATAR N F fg Kasar w Komponen gaya pada sb y: ΣFy = 0 N–w=0 N = w = m. g Komponen gaya pada sb x: ΣFx = m. a F-fg = m. a F- μk. N = m. a Sehingga : dengan: N = gaya normal (N) w = berat benda (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (m/s 2) a = percepatan benda (m/s 2) F = gaya yang bekerja (N)

GERAK PADA BIDANG MIRING Perhatikan gambar di bawah ini! N θ w sin θ w cos θ w θ

GERAK PADA BIDANG MIRING Komponen gaya pada sumbu y: ΣFy = 0 N – w y= 0 N – mg. cos θ = 0 N = mg. cos θ Komponen gaya pada sumbu x: Untuk lintasan licin ΣFx = m. a mg. sin θ = m. a Maka: a = g. sin θ Untuk lintasan kasar ΣFx = m. a mg. sin θ - fg = m. a mg. sin θ – μk. N = m. a mg. sin θ – μk. mg. cos θ = m. a Maka: a = g (sin θ – μk. cos θ) dengan: a = percepatan benda (m/s 2) g = percepatan gravitasi (m/s 2) θ = sudut kemiringan bidang

GERAK DIHUBUNGKAN DENGAN TALI NA T A F B w. A Komponen gaya pada sb y: Benda A ΣFy (A) = 0 NA – w A = 0 N A= w. A = m. A. g Benda B ΣFy (B) = 0 NB – w B = 0 NB= w. B = m. B. g NB w. B Komponen gaya pada sb x: ΣFx (A) = T = m. A. a ………. (1) ΣFx (B) = F – T = m. B. a ………. (2) Jumlahkan (1) dan (2) F – T + T = m. A. a + m. B. a F = (m. A + m. B)a

GERAK DIHUBUNGKAN DENGAN TALI MELALUI KATROL a. A Komponen gaya yang pada balok A: ΣFA = m. A. a TA = m. A. a N TA A Licin Komponen gaya yang pada balok B: ΣFB = m. B. a w. B - TB = m. B. a w B w. B TB a. B Komponen gaya yang pada sistem: ΣF = m. a w. B – TB + TA = (m. A + m. B). a w. B = (m. A + m. B). A

GERAK DIHUBUNGKAN DENGAN TALI MELALUI KATROL Komponen gaya yang bekerja pada balok A: ΣFA = m. A. a T - w. A= m. A. a TA Komponen gaya yang bekerja pada balok B: ΣFB = m. B. a w. B - T = m. B. a TB a A w. A B w. B a Komponen gaya yang bekerja pada sistem: ΣF = m. a w. B – w. A – TB + TA = m. A. a + m. B. a w. B – w. A = m. A. a + m. B. a (m. B – m. A)g =(m. A + m. B)a

GERAK DALAM LIFT Lift Diam Lift Naik Lift Turun a 2 nd Floor 1 nd Floor a

GERAK DALAM LIFT Lift Diam 2 nd Floor Pada lift dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap, maka percepatannya nol. Maka berlaku keseimbangan gaya (Hukum I Newton). ΣFy = 0 N – mg = 0 N=w Jadi gaya tekan kaki pada saat lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap adalah sama dengan gaya berat orang tersebut. 1 nd Floor

GERAK DALAM LIFT Lift Naik Jika saat lift bergerak dipercepat ke atas (naik), maka besarnya gaya tekan kaki pada lantai lift ditentukan sbb: nd Floor 22 nd Floor ΣFy = m. a N – m. g = m. a N = m. g + m. a nd Floor 11 nd Floor a

GERAK DALAM LIFT Lift Turun a nd Floor 22 nd Floor 11 nd Floor Pada saat lift bergerak dipercepat ke bawah (turun), maka besarnya gaya tekan kaki pada lantai lift sbb: ΣFy = m. a mg – N = m. a N = mg – m. a

GERAK MELINGKAR BERATURAN Gaya sentripetal: Gaya yang arahnya menuju kepusat lingkaran. Fs = m. ω2. R dimana v = ω. R Fs = m. v 2/R Sesuai HK. II Newton ΣF = m. a ΣFs = m. as m. v 2/R = m. as as =v 2/R GERAK MELINGKAR GAYA SENTRIPETAL Fs = Gaya sentripetal (N) m = Massa Benda (kg) ω = Kecepatan sudut (rad/s) R = Jari-jari (m) v = Kecepatan linier (m/s) as = percepatan sentripetal (m/2)