Step 1 :
Teman
teman -teman harus tahu dulu Hukum Newton I dan II
Hukum Newton I :
Hukum
Newton I = "Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol,
maka benda akan tetap bergeak lurus beraturan (GLB) atau diam (v =
0)"
Konsep
tersebut menyatakan bahwa : F = 0, jika bergerak lurus beraturan atau
kecepatannya nol.
Hukum Newton II :
Hukum
Newton II = "Percepatan Benda yang ditimbulkan oleh gaya berbanding lurus
dan searah dengan gaya dan berbanding terbalik dengan masa benda".
Konsep
tersebut menyatakan bahwa F = ma.
Step II :
Memahami
lebih lanjut pengertian Hukum Newton I dan II
Pada
Hukum Newton I, teman - teman tidak usah dipusingkan dalam memahaminya karena
hasil akhirnya F = 0, itu dikarenakan kecepatan bendanya 0 atau bergerak lurus
beraturan. Sedangkan teman - teman mengetahui bahwa pada saat benda dalam
keadaan - keadaan demikian percepatan bendanya sama dengan nol. Coba saja teman
- teman masukan pecepatan yang nol tersebut kedalam persamaan F = ma.
mau
berapapun nilai masanya pasti akan sama dengan nol.
Pada
Hukum Newton II, teman - teman akan disuruh untuk menghitung gaya yang
ditimbulkan oleh suatu benda , itu dikarenakan percepatan di dalam Hukum Newton
II tidak sama dengan nol (mengalami GLBB) itu berarti kecepatannya tidak tetap
Sehingga nilai F nya pun tidak sama dengan nol terkecuali kalau masanya sama
dengan nol.
Step 3 :
Didalam
Materi Hukum Newton ini teman - teman akan dikenalkan dengan yang namanya gaya
gesek ,gaya normal dan gaya berat.
Gaya gesek bisa ditentukan dengan rumus :
*) (untuk benda yang diam)
=>jika fs < 0, menunjukan benda tidak begerak
=>jika fs = 0, menunjukan benda tepat akan bergerak
*) (untuk benda yang bergerak)
=>jika fk = 0, menunjukan benda tidak begerak
=>jika fk > 0, menunjukan benda bergerak
Gaya
Normal adalah gaya yang tegak lurus terhadap permukaannya.
Rumus :
*) N - w = 0, sehingga N = w atau N = mg (untuk permukaan bidang
datar)
*) N - W cos θ = 0, sehingga N = W cos θ
atau N = mg cos θ (untuk permukaan yang
membentuk sudut terhadap bidang horizontal)
Gaya Berat bisa ditentukan dengan rumus :
w = mg (untuk permukaan datar)
w = mg cos θ (untuk benda yang berada pada bidang miring dan membentuk sudut θ)
w = mg (untuk permukaan datar)
w = mg cos θ (untuk benda yang berada pada bidang miring dan membentuk sudut θ)
II.
HUKUM - HUKUM
NEWTON TENTANG GERAK.
GERAK DAN GAYA.
Gaya : ialah suatu tarikan atau dorongan yang dapat
menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong dan
sebagainya maka pada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat dirubah.
Gaya
adalah penyebab gerak.
Gaya
termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.
HUKUM I NEWTON.
Jika
resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (F = 0), maka benda tersebut :
- Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau
- Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap
bergerak lurus beraturan.
Keadaan
tersebut di atas disebut juga Hukum KELEMBAMAN.
Kesimpulan
: F = 0 dan a = 0
Karena
benda bergerak translasi, maka pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan
Fx = 0 dan Fy = 0.
HUKUM II NEWTON.
Percepatan
yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan
searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.
a ¥ atau F ¥ m .a
F =
k . m . a
dalam S I konstanta k = 1 maka :
F = m .a
|
Satuan
:
BESARAN
|
NOTASI
|
MKS
|
CGS
|
Gaya
|
F
|
newton (N)
|
dyne
|
Massa
|
m
|
kg
|
gram
|
Percepatan
|
a
|
m/det2
|
cm/det2
|
MASSA DAN BERAT.
Berat
suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan
arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).
Hubungan
massa dan berat :
w
= m . g
w = gaya berat.
m = massa benda.
g = percepatan grafitasi.
Satuan
:
BESARAN
|
NOTASI
|
MKS
|
CGS
|
Gaya berat
|
W
|
newton (N)
|
dyne
|
Massa
|
M
|
kg
|
gram
|
Grafitasi
|
G
|
m/det2
|
cm/det2
|
Perbedaan
massa dan berat :
* Massa (m) merupakan besaran skalar di mana besarnya
di sembarang tempat untuk suatu benda yang sama selalu TETAP.
* Berat (w) merupakan besaran vektor di mana besarnya
tergantung pada tempatnya (
percepatan grafitasi pada tempat benda berada ).
Hubungan
antara satuan yang dipakai :
1 newton = 1 kg.m/det2
1 dyne = 1
gr.cm/det2
1 newton = 105
dyne
1 kgf = g
newton ( g = 9,8 m/det2 atau 10 m/det2 )
1 gf = g dyne
( g = 980 cm/det2 atau 1000 cm/det2 )
1 smsb = 10 smsk
smsb
= satuan massa statis besar.
smsk
= satuan massa statis kecil.
Pengembangan
:
1. Jika pada benda bekerja banyak gaya yang
horisontal maka berlaku : F = m . a
F1 + F2 - F3
= m . a
Arah gerak benda sama dengan F1 dan F2
jika F1 + F2 > F3
Arah gerak benda sama dengan F3 jika F1
+ F2 < F3 ( tanda a = - )
2. Jika pada beberapa benda bekerja banyak gaya
yang horisontal maka berlaku :
F =m . a
F1
+ F2 - F3 = ( m1 + m2 ) . a
3. Jika pada benda bekerja gaya yang membentuk
sudut q dengan
arah mendatar maka
berlaku : F cos q = m . a
HUKUM III NEWTON.
Bila
sebuah benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda juga akan melakukan gaya
pada benda A yang besarnya sama tetapi berlawanan arah.
Gaya
yang dilakukan A pada B disebut : gaya aksi.
Gaya
yang dilakukan B pada A disebut : gaya
reaksi.
maka ditulis :
Faksi = - Freaksi
Hukum
Newton I I I disebut juga Hukum Aksi - Reaksi.
1.
Pasangan aksi reaksi.
Pada
sebuah benda yang diam di atas lantai berlaku :
w = - N
|
w = gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.
N = gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan tempat di mana benda
berada ).
Hal ini bukan pasangan Aksi - Reaksi.
( tanda - hanya menjelaskan arah berlawanan )
|
Macam
- macam keadan ( besar ) gaya normal.
N = w cos q
|
N = w - F sin q
|
N = w + F sin q
|
2.
Pasangan aksi - reaksi pada benda yang
digantung.
Balok
digantung dalam keadaan diam pada tali vertikal. Gaya w1 dan T1
BUKANLAH PASANGAN AKSI - REAKSI, meskipun
besarnya sama, berlawanan arah dan segaris kerja.
Sedangkan
yang merupakan PASANGAN AKSI - REAKSI
adalah gaya :
Demikian
juga gaya T2 dan T’2 merupakan pasangan aksi - reaksi.
HUBUNGAN TEGANGAN TALI TERHADAP
PERCEPATAN.
a. Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadan bergerak lurus
beraturan maka :
T = m . g
T = gaya tegangan tali.
|
|
b. Benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka :
T = m . g + m . a
T = gaya tegangan tali.
|
|
c. Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka :
T = m . g - m . a
T = gaya tegangan tali.
|
GERAK BENDA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN KATROL.
Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan karol melalui sebuah tali
yang diikatkan pada ujung-ujungnya. Apabila massa tali diabaikan, dan tali
dengan katrol tidak ada gaya gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaan :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Tinjauan benda m1 Tinjauan benda m2
T = m1.g - m1.a
( persamaan 1) T = m2.g
+ m2.a ( persamaan 2)
|
Karena
gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka persamaan 1 dan persamaan 2 dapat
digabungkan :
m1
. g - m1 . a = m2 . g + m2 . a
m1
. a + m2 . a = m1 . g - m2 . g
(
m1 + m2 ) . a = ( m1 - m2 ) . g
a =
Persamaan
ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang dihubungkan dengan katrol.
Cara
lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sisitem katrol dapat ditinjau
keseluruhan sistem :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Oleh karena itu semua gaya yang terjadi yang searah dengan arah gerak
sistem diberi tanda POSITIF, yang
berlawanan diberi tanda NEGATIF.
F = m . a
w1 - T + T - T + T - w2 = ( m1 + m2
) . a
|
karena
T di mana-mana besarnya sama maka T dapat dihilangkan.
w1 - w2 = (m1
+ m2 ) . a
(
m1 - m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a
a =
BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING.
Gaya
- gaya yang bekerja pada benda.
Gaya gesek (fg)
Gaya
gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda akan
menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan arah gerak
benda.
Ada
dua jenis gaya gesek yaitu :
gaya
gesek statis (fs) : bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan persamaan :
fs = N.ms
gaya
gesek kinetik (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :
fk = N. mk
Nilai
fk < fs.
=====o0o======Step 1 :
Teman
teman -teman harus tahu dulu Hukum Newton I dan II
Hukum Newton I :
Hukum
Newton I = "Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol,
maka benda akan tetap bergeak lurus beraturan (GLB) atau diam (v =
0)"
Konsep
tersebut menyatakan bahwa : F = 0, jika bergerak lurus beraturan atau
kecepatannya nol.
Hukum Newton II :
Hukum
Newton II = "Percepatan Benda yang ditimbulkan oleh gaya berbanding lurus
dan searah dengan gaya dan berbanding terbalik dengan masa benda".
Konsep
tersebut menyatakan bahwa F = ma.
Step II :
Memahami
lebih lanjut pengertian Hukum Newton I dan II
Pada
Hukum Newton I, teman - teman tidak usah dipusingkan dalam memahaminya karena
hasil akhirnya F = 0, itu dikarenakan kecepatan bendanya 0 atau bergerak lurus
beraturan. Sedangkan teman - teman mengetahui bahwa pada saat benda dalam
keadaan - keadaan demikian percepatan bendanya sama dengan nol. Coba saja teman
- teman masukan pecepatan yang nol tersebut kedalam persamaan F = ma.
mau
berapapun nilai masanya pasti akan sama dengan nol.
Pada
Hukum Newton II, teman - teman akan disuruh untuk menghitung gaya yang
ditimbulkan oleh suatu benda , itu dikarenakan percepatan di dalam Hukum Newton
II tidak sama dengan nol (mengalami GLBB) itu berarti kecepatannya tidak tetap
Sehingga nilai F nya pun tidak sama dengan nol terkecuali kalau masanya sama
dengan nol.
Step 3 :
Didalam
Materi Hukum Newton ini teman - teman akan dikenalkan dengan yang namanya gaya
gesek ,gaya normal dan gaya berat.
Gaya gesek bisa ditentukan dengan rumus :
*) (untuk benda yang diam)
=>jika fs < 0, menunjukan benda tidak begerak
=>jika fs = 0, menunjukan benda tepat akan bergerak
*) (untuk benda yang bergerak)
=>jika fk = 0, menunjukan benda tidak begerak
=>jika fk > 0, menunjukan benda bergerak
Gaya
Normal adalah gaya yang tegak lurus terhadap permukaannya.
Rumus :
*) N - w = 0, sehingga N = w atau N = mg (untuk permukaan bidang
datar)
*) N - W cos θ = 0, sehingga N = W cos θ
atau N = mg cos θ (untuk permukaan yang
membentuk sudut terhadap bidang horizontal)
Gaya Berat bisa ditentukan dengan rumus :
w = mg (untuk permukaan datar)
w = mg cos θ (untuk benda yang berada pada bidang miring dan membentuk sudut θ)
w = mg (untuk permukaan datar)
w = mg cos θ (untuk benda yang berada pada bidang miring dan membentuk sudut θ)
II.
HUKUM - HUKUM
NEWTON TENTANG GERAK.
GERAK DAN GAYA.
Gaya : ialah suatu tarikan atau dorongan yang dapat
menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong dan
sebagainya maka pada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat dirubah.
Gaya
adalah penyebab gerak.
Gaya
termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.
HUKUM I NEWTON.
Jika
resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (F = 0), maka benda tersebut :
- Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau
- Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap
bergerak lurus beraturan.
Keadaan
tersebut di atas disebut juga Hukum KELEMBAMAN.
Kesimpulan
: F = 0 dan a = 0
Karena
benda bergerak translasi, maka pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan
Fx = 0 dan Fy = 0.
HUKUM II NEWTON.
Percepatan
yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan
searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.
a ¥ atau F ¥ m .a
F =
k . m . a
dalam S I konstanta k = 1 maka :
F = m .a
|
Satuan
:
BESARAN
|
NOTASI
|
MKS
|
CGS
|
Gaya
|
F
|
newton (N)
|
dyne
|
Massa
|
m
|
kg
|
gram
|
Percepatan
|
a
|
m/det2
|
cm/det2
|
MASSA DAN BERAT.
Berat
suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan
arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).
Hubungan
massa dan berat :
w
= m . g
w = gaya berat.
m = massa benda.
g = percepatan grafitasi.
Satuan
:
BESARAN
|
NOTASI
|
MKS
|
CGS
|
Gaya berat
|
W
|
newton (N)
|
dyne
|
Massa
|
M
|
kg
|
gram
|
Grafitasi
|
G
|
m/det2
|
cm/det2
|
Perbedaan
massa dan berat :
* Massa (m) merupakan besaran skalar di mana besarnya
di sembarang tempat untuk suatu benda yang sama selalu TETAP.
* Berat (w) merupakan besaran vektor di mana besarnya
tergantung pada tempatnya (
percepatan grafitasi pada tempat benda berada ).
Hubungan
antara satuan yang dipakai :
1 newton = 1 kg.m/det2
1 dyne = 1
gr.cm/det2
1 newton = 105
dyne
1 kgf = g
newton ( g = 9,8 m/det2 atau 10 m/det2 )
1 gf = g dyne
( g = 980 cm/det2 atau 1000 cm/det2 )
1 smsb = 10 smsk
smsb
= satuan massa statis besar.
smsk
= satuan massa statis kecil.
Pengembangan
:
1. Jika pada benda bekerja banyak gaya yang
horisontal maka berlaku : F = m . a
F1 + F2 - F3
= m . a
Arah gerak benda sama dengan F1 dan F2
jika F1 + F2 > F3
Arah gerak benda sama dengan F3 jika F1
+ F2 < F3 ( tanda a = - )
2. Jika pada beberapa benda bekerja banyak gaya
yang horisontal maka berlaku :
F =m . a
F1
+ F2 - F3 = ( m1 + m2 ) . a
3. Jika pada benda bekerja gaya yang membentuk
sudut q dengan
arah mendatar maka
berlaku : F cos q = m . a
HUKUM III NEWTON.
Bila
sebuah benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda juga akan melakukan gaya
pada benda A yang besarnya sama tetapi berlawanan arah.
Gaya
yang dilakukan A pada B disebut : gaya aksi.
Gaya
yang dilakukan B pada A disebut : gaya
reaksi.
maka ditulis :
Faksi = - Freaksi
Hukum
Newton I I I disebut juga Hukum Aksi - Reaksi.
1.
Pasangan aksi reaksi.
Pada
sebuah benda yang diam di atas lantai berlaku :
w = - N
|
w = gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.
N = gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan tempat di mana benda
berada ).
Hal ini bukan pasangan Aksi - Reaksi.
( tanda - hanya menjelaskan arah berlawanan )
|
Macam
- macam keadan ( besar ) gaya normal.
N = w cos q
|
N = w - F sin q
|
N = w + F sin q
|
2.
Pasangan aksi - reaksi pada benda yang
digantung.
Balok
digantung dalam keadaan diam pada tali vertikal. Gaya w1 dan T1
BUKANLAH PASANGAN AKSI - REAKSI, meskipun
besarnya sama, berlawanan arah dan segaris kerja.
Sedangkan
yang merupakan PASANGAN AKSI - REAKSI
adalah gaya :
Demikian
juga gaya T2 dan T’2 merupakan pasangan aksi - reaksi.
HUBUNGAN TEGANGAN TALI TERHADAP
PERCEPATAN.
a. Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadan bergerak lurus
beraturan maka :
T = m . g
T = gaya tegangan tali.
|
|
b. Benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka :
T = m . g + m . a
T = gaya tegangan tali.
|
|
c. Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka :
T = m . g - m . a
T = gaya tegangan tali.
|
GERAK BENDA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN KATROL.
Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan karol melalui sebuah tali
yang diikatkan pada ujung-ujungnya. Apabila massa tali diabaikan, dan tali
dengan katrol tidak ada gaya gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaan :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Tinjauan benda m1 Tinjauan benda m2
T = m1.g - m1.a
( persamaan 1) T = m2.g
+ m2.a ( persamaan 2)
|
Karena
gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka persamaan 1 dan persamaan 2 dapat
digabungkan :
m1
. g - m1 . a = m2 . g + m2 . a
m1
. a + m2 . a = m1 . g - m2 . g
(
m1 + m2 ) . a = ( m1 - m2 ) . g
a =
Persamaan
ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang dihubungkan dengan katrol.
Cara
lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sisitem katrol dapat ditinjau
keseluruhan sistem :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Oleh karena itu semua gaya yang terjadi yang searah dengan arah gerak
sistem diberi tanda POSITIF, yang
berlawanan diberi tanda NEGATIF.
F = m . a
w1 - T + T - T + T - w2 = ( m1 + m2
) . a
|
karena
T di mana-mana besarnya sama maka T dapat dihilangkan.
w1 - w2 = (m1
+ m2 ) . a
(
m1 - m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a
a =
BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING.
Gaya
- gaya yang bekerja pada benda.
Gaya gesek (fg)
Gaya
gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda akan
menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan arah gerak
benda.
Ada
dua jenis gaya gesek yaitu :
gaya
gesek statis (fs) : bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan persamaan :
fs = N.ms
gaya
gesek kinetik (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :
fk = N. mk
Nilai
fk < fs.
=====o0o======