GAYA DAN GERAKGAYA DAN GERAK

11

GAYA DAN GERAKGAYA DAN GERAK

1. Hukum Pertama Newton1. Hukum Pertama Newton

““Jika tidak ada suatu aksi gaya yang bekerja Jika tidak ada suatu aksi gaya yang bekerja pada suatu benda, maka benda yang dalam pada suatu benda, maka benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam, dan benda keadaan diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan yang bergerak dengan kecepatan konstan akan terus bergerak dengan kecepatan akan terus bergerak dengan kecepatan konstan”konstan”

2. Gaya2. Gaya- Gaya adalah interaksi yang menimbulkan Gaya adalah interaksi yang menimbulkan

percepatan suatu bendapercepatan suatu benda22

2. Gaya2. Gaya

- Gaya adalah interaksi yang menimbulkan Gaya adalah interaksi yang menimbulkan percepatan suatu benda.percepatan suatu benda.

- Jika satu gaya Jika satu gaya FF berkerja pada suatu benda dg berkerja pada suatu benda dg massa m, maka akan timbul percepatan massa m, maka akan timbul percepatan aa, maka; , maka; FF = m = m aa

- Jika satu gaya Jika satu gaya FF bekerja pada dua benda dg massa bekerja pada dua benda dg massa masing-masing mmasing-masing m11 dan m dan m22 dan menimbulkan dan menimbulkan percepatan percepatan aa11 pada m pada m11 dan dan aa22 pada m pada m22, maka;, maka;

FF = m = m11 aa11 = m = m22 aa22

33

Soal contohSoal contoh

Satu gaya bekerja pada benda dengan Satu gaya bekerja pada benda dengan massa 1 kg dan menimbulkan percepatan 1 massa 1 kg dan menimbulkan percepatan 1 m/sm/s22. Jika gaya yang sama bekerja pada . Jika gaya yang sama bekerja pada benda x dan menimbulkan percepatan 0,25 benda x dan menimbulkan percepatan 0,25 m/sm/s22, berapakah massa benda x?, berapakah massa benda x?

PenyelesaianPenyelesaian

Dik: mDik: m11= 1 kg, = 1 kg, aa11= 1 m/s= 1 m/s2 2 , , aa22= 0,25 m/s= 0,25 m/s22

Dit : mDit : m22 = ….? = ….?

44

3. HUKUM KEDUA NEWTON3. HUKUM KEDUA NEWTON

““Percepatan yang ditimbulkan pada suatu Percepatan yang ditimbulkan pada suatu benda adalah akibat total gaya yang bekerja benda adalah akibat total gaya yang bekerja pada benda tersebut”pada benda tersebut”

Untuk berbagai arah gaya menjadi;Untuk berbagai arah gaya menjadi;

Satuan gayaSatuan gaya

Dalam SI: Newton (N) (kg m/sDalam SI: Newton (N) (kg m/s22))

Dalam CGS ; dyne (g cm/sDalam CGS ; dyne (g cm/s22))55

Soal contohSoal contoh

Dalam suatu tarik tambang dua Dalam suatu tarik tambang dua dimensi, Adimensi, Atimtim, B, Badaradar, dan C, dan Colengoleng menarik sebuah ban mobil, pada menarik sebuah ban mobil, pada sudut-sudut sebagaimana sudut-sudut sebagaimana ditunjukkan di dalam Gambar, yang ditunjukkan di dalam Gambar, yang merupakan tampak atas. Ban merupakan tampak atas. Ban tersebut tetap tidak bergerak tersebut tetap tidak bergerak meskipun ditarik dalam tiga arah. meskipun ditarik dalam tiga arah. AAtimtim menarik dengan gaya menarik dengan gaya FFAA sebesar 220 N dan Csebesar 220 N dan Colengoleng menarik menarik dengan gaya dengan gaya FFCC sebesar 170 N. Arah sebesar 170 N. Arah FFC C tidak diketahui. Berapakah tidak diketahui. Berapakah besarnya gaya besarnya gaya FFBB dari B dari Badaradar??

66

Coleng

Atim

Badar

PenyelesaianPenyelesaian

DDik:ik:

FFAA = 220 N = 220 N

FFCC = 170 N = 170 N

sudut Fsudut FAA dan F dan FBB = 137 = 137oo

DiDitanyakan : Ftanyakan : FBB = .....? = .....?

77

Coleng

Atim

Badar

Diagram benda bebasDiagram benda bebas untuk banuntuk ban dalam sistem sumbu x dan y spt dalam sistem sumbu x dan y spt terlihat di sampingterlihat di samping. Karen. Karenaa ban ban tidak bergerak, maka percepatan tidak bergerak, maka percepatan dan dan jumlah jumlah gaya sama dengan gaya sama dengan NOLNOL, , sehingga;sehingga;

Di sepanjang sumbu Di sepanjang sumbu xx diperoleh; diperoleh;

88

Di sepanjang sumbu Di sepanjang sumbu yy diperoleh; diperoleh;

99

Jadi besar gaya Jadi besar gaya FFBB dari B dari Badaradar adalah adalah 240,5 N240,5 N

1010

4. Berat (Gaya Berat) (W)4. Berat (Gaya Berat) (W)-Berat WBerat W suatu benda adalah gaya yang menarik suatu benda adalah gaya yang menarik benda bersangkutan langsung ke arah benda benda bersangkutan langsung ke arah benda astronomis yang dekat.astronomis yang dekat.

-Dalam kenyataan sehari-hari benda astronomis itu Dalam kenyataan sehari-hari benda astronomis itu adalah bumi.adalah bumi.

-Gaya berat ditimbulkan terutama oleh suatu tarikan Gaya berat ditimbulkan terutama oleh suatu tarikan yang disebut yang disebut tarikan gravitasitarikan gravitasi..

-Jika suatu benda dengan massa m pada suatu titik Jika suatu benda dengan massa m pada suatu titik yang percepatan jatuh bebasnya mempunyai nilai g, yang percepatan jatuh bebasnya mempunyai nilai g, maka nilai W dari vektor berat (gaya) yang beraksi maka nilai W dari vektor berat (gaya) yang beraksi pada benda adalah;pada benda adalah;

W = W = mgmg

1111

Vektor berat itu sendiri dapat ditulis sebagaiVektor berat itu sendiri dapat ditulis sebagai

WW = - = -mgmgjj = -W = -Wjj

(dengan titik-titik (dengan titik-titik JJ+ ke arah atas, menjauhi bumi), + ke arah atas, menjauhi bumi), atau dapat pula sebagai;atau dapat pula sebagai;

W = W = mmgg

Dengan Dengan gg menyatakan vektor percepatan jatuh menyatakan vektor percepatan jatuh bebas.bebas.

-Berat merupakan gaya, yang satuannya adalah -Berat merupakan gaya, yang satuannya adalah newton dalam SI atau dyne dalam cgs.newton dalam SI atau dyne dalam cgs.

--Berat bukan massaBerat bukan massa dan nilai berat tergantung pada dan nilai berat tergantung pada nilai g pada suatu lokasi.nilai g pada suatu lokasi.

--Misal bola dengan massa 2 kg akan tetap 2 kg di Misal bola dengan massa 2 kg akan tetap 2 kg di mana saja. Tetapi beratnya di bumi 19,6 N dan mana saja. Tetapi beratnya di bumi 19,6 N dan beratnya di bulan mungkin hanya 3,8 N.beratnya di bulan mungkin hanya 3,8 N.

1212

5. Gaya Normal5. Gaya Normal-Gaya normal adalah gaya tegak lurus yang diperoleh Gaya normal adalah gaya tegak lurus yang diperoleh benda dari permukaan.benda dari permukaan.

a. Benda dalam keadaan diam di atas permukaan meja a. Benda dalam keadaan diam di atas permukaan meja mendapat gaya normal N tegak lurus terhadap mendapat gaya normal N tegak lurus terhadap permukaan mejapermukaan meja

b. Diagram benda bebas bersangkutanb. Diagram benda bebas bersangkutan 1313

5. Gaya Normal5. Gaya Normal

-Jika sebuah benda dalam keadaan diam pada suatu Jika sebuah benda dalam keadaan diam pada suatu permukaan horizontal dengan permukaan horizontal dengan NN berarah ke atas dan berarah ke atas dan berat benda berat benda WW = m = mgg berarah ke bawah, sehingga berarah ke bawah, sehingga

Pada keadaan diam, dPada keadaan diam, dengan aengan ayy = 0, maka = 0, maka N = mgN = mg

1414

6. HUKUM KETIGA NEWTON6. HUKUM KETIGA NEWTON- Gaya-gaya muncul berpasanganGaya-gaya muncul berpasangan-Jika palu mengerahkan gaya pada paku, maka paku Jika palu mengerahkan gaya pada paku, maka paku mengerahkan gaya yang sama besarnya namun mengerahkan gaya yang sama besarnya namun berlawanan arah pada palu.berlawanan arah pada palu.

-Benda A mengerjakan gaya FBenda A mengerjakan gaya FBABA pada benda B, maka pada benda B, maka benda B lantas mengerjakan gaya Fbenda B lantas mengerjakan gaya FABAB pada benda A. pada benda A. Kedua gaya sama besarnya dan berlawanan arah, Kedua gaya sama besarnya dan berlawanan arah, artinya;artinya;

FFABAB = -F = -FBA BA (Hukum ketiga Newton)(Hukum ketiga Newton)1515