Gaya Dan Hukum-Hukum Newton tentang Gerak

Gaya

Dalam penggunaan sehari-hari, gaya adalah gaya dorong dan gaya tarik

Beberapa gaya berkenaan dengan gaya tidak-kontak atau gaya yang bekerja jarak jauh.

Contoh gaya tidak kontak adalah seorang penerjun payung yang tertarik ke arah bumi karena adanya gaya gravitasi.

Gaya merupakan kuantitas vektor yang berarti memiliki besar dan arah.

Gaya

Apa pengaruh gaya benda?

Sesuatu yang dapat merubah ukuran, bentuk dan kecepatan benda

Bagaimana gaya merubah bentuk, ukuran dan kecepatan balon?

Gaya

Apa itu gaya gravitasi?

Gaya antara dua benda yang bermassa. Gaya ini yang menyebabkan bumi mengorbit matahari

Demonstrasi: bagaimana bumi mengorbit matahari

Gaya

Apa itu gaya gesek?

Gaya gesek adalah gaya akibat dua permukaan yang bersentuhan

Massa

Massa merupakan ukuran kuantitatif dari inersia suatu benda.

Beberapa benda besar sukar untuk dipindahkan atau cukup sulit untuk menghentikannya ketika benda tersebut sedang bergerak.

Massa merupakan kuantitas skalar.

Massa Dan Gaya

Pada abad ke tujuhbelas, Isaac Newton, mengembangkan pekerjaan yang ditinggalkan Galileo, merumuskan tiga hukum penting yang berkaitan dengan gaya dan massa.

Kumpulan ketiganya dikenal dengan “Hukum-Hukum Newton tentang Gerak” dan memberikan dasar untuk mengetahui pengaruh gaya terhadap sebuah benda.

Hukum I Newton

Sebuah benda akan selalu dalam keadaan diam atau akan selalu bergerak dengan laju tetap sepanjang garis lurus, kecuali dipaksa untuk mengubah keadaannya dengan memberikan resultan gaya eksternal.

Resultan gaya eksternal adalah jumlahan vektor dari semua gaya eksternal yang bekerja.

Definisi Dari Inersia Dan Massa

Inersia merupakan kecenderungan dasar dari sebuah benda untuk tetap dalam keadaan diam atau tetap bergerak dengan laju konstan sepanjang garis lurus.

Massa merupakan ukuran kuantitatif dari inersia.

Satuan SI dari Massa: : kilogram (kg) Massa and berat merupakan konsep yang

berbeda.

Menarik kain sutra

Menarik kertasTujuan : Memahami arti massa

Cara Kerja : Letakkan karton manila yang agak lebar di atas

meja. Letakkan buku tebal di atas karton manila. Tariklah secara perlahan karton tersebut. Ulangi langkah pertama dan kedua, lalu

tariklah dengan cepat karton manila tersebut.

Dibagi dalam 4 group

Hukum I Newton benda yang diam cenderung untuk tetap

diam

danbenda yang bergerak lurus

beraturan cenderung untuk tetap bergerak lurus

beraturan

Inersia

Kerangka Acuan Inersia

DEFINISISebuah kerangka acuan inersia adalah kerangka acuan dimana hukum Newton berlaku.

Percepatan dari kerangka acuan inersia Percepatan dari kerangka acuan inersia adalah nol, sehingga kerangka acuan adalah nol, sehingga kerangka acuan tersebut bergerak dengan kecepatan tersebut bergerak dengan kecepatan konstan.konstan.

Kerangka Acuan Inersia

Semua hukum Newton tentang gerak berlaku di kerangka acuan inersia dan ketika kita mengaplikasikan hukum tersebut, kita harus mengasumsikan bahwa kita bekerja di kerangka acuan tersebut.

Dalam hal khusus, bumi sendiri merupakan aproksimasi yang bagus dari kerangka acuan inersia.

Hukum II Newton

Ketika resultan gaya eksternal F bekerja pada sebuah benda yang bermassa m, percepatan a muncul secara langsung berbanding lurus dengan gaya total dan memiliki besar yang berbanding terbalik dengan massa F = ma.

Arah dari percepatan sama dengan arah dari resultan gaya.

Satuan SI dari Gaya: Satuan SI dari Gaya: kg·m/skg·m/s22 = newton (N) = newton (N)

Hukum II Newton tentang Gerak

Yang termasuk resultan gaya hanya gaya-gaya dari lingkungan yang mempengaruhi gerak benda.

Gaya ini disebut dengan gaya eksternal.

Sifat Vektor dari Hukum II Newton tentang Gerak

Resultan gaya F dalam hukum II Newton mempunyai komponen Fx and Fy, sehingga

percepatan a juga mempunyai komponen ax and

ay.

yy

xx

maF

maF

Bagaimana orang berjalan?

Mengapa ketika memukul tembok, tangan kita terasa sakit?

Mengapa buku dapat diletakan di atas meja dan tidak jatuh ke bawah?

Aksi - Reaksi

Hal. 4850

Tekan kaki

kebelakang pada lantai. Gesekan lantai akaan

mendorong kita ke depan.Tanpa gesekan, kita tidak bisa jalan.

Hukum III Newton tentang Gerak

Ketika benda pertama memberikan gaya pada benda kedua, maka benda kedua akan memberikan gaya yang besarnya sama tetapi memiliki arah yang berbeda kepada benda pertama tadi.

Hukum Newton tentang Gravitasi Setiap partikel di alam semesta ini

menimbulkan suatu gaya tarik terhadap partikel lainnya.

Untuk dua partikel yang memiliki massa m1 dan m2 serta terpisah sejauh r, sehingga gaya yang dirasakan oleh partikel satu terhadap partikel lainnya diberikan oleh:

221

r

mmGF

Simbol G menyatakan konstanta gravitasi universal, G = 6.672 59 × 10-11 N·m2/kg2

Nilai dari G pertama kali diukur dalam suatu eksperimen oleh ilmuwan Inggris Henry Cavendish (1731–1810), lebih dari seabad sesudah Newton menyatakan teorinya tentang gravitasi universal.

Hukum Newton tentang Gravitasi

Berat

DEFINISI

Berat sebuah benda di bumi disebabkan pengaruh gaya gravitasi bumi terhadap benda tersebut.

Berat selalu mengarah ke bawah, menuju pusat dari bumi.

SI Unit of Weight: newton (N)

Hubungan antara Massa dengan Berat Massa adalah ukuran kuantitatif dari inersia

suatu benda. Massa merupakan sifat intrinsik dari bahan dan tidak berubah apabila benda tersebut dipindahkan dari satu lokasi le lokasi yang lain.

Berat adalah pengaruh bekerjanya gaya gravitasi terhadap sebuah benda dan dapat berubah-ubah, tergantung kepada berapa jauh benda tersebut berada di atas permukaan bumi.

Hubungan antara berat W dan massa m dapat dituliskan sebagai berikut:

Berat suatu benda yang bermassa m bergantung kepada nilai dari konstanta gravitasi universal G, massa bumi ME dan jarak benda r.

Nilai spesifik dari g = 9.80 m/s2 dipakai apabila jika jarak r sama dengan jari-jari bumi RE.

mgmr

MGW

g

E 2

Hubungan antara Massa dengan Berat

DEFINISI

Gaya normal FN adalah sebuah komponen

dari gaya yang bekerja pada suatu benda yang mengalami kontak dengan permukaan bidang, dinamakan seperti itu karena komponen ini tegak lurus pada permukaan.

Gaya Normal

Gaya Gesek Statik Dan Kinetik Ketika suatu benda bersentuhan dengan

suatu permukaan, maka ada sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Jika gaya yang tegak lurus permukaan dikenal dengan gaya normal, ketika benda bergerak, maka ada gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan, gaya ini dikenal sebagai gaya gesek atau gesekan.

DEFINISI

Besarnya fs gaya gesek statik dapat memiliki nilai antara nol sampai dengan nilai maksimum fs

MAX, bergantung kepada

besarnya gaya yang bekerja. Dengan kata lain fs fs

MAX.

fsMAX = sFN

dengan s adalah koefisien gesekan statik

dan FN adalah besarnya gaya normal.

Gaya Gesek Statik

Besarnya fk yang merupakan gaya gesek kinetik

diberikan oleh:

fk = kFN

dengan

k adalah koefisien gesek kinetik dan FN adalah

besarnya gaya normal.

Gaya Gesek Kinetik

Gaya Tegangan Tali

Gaya biasanya dikerjakan pada sebuah kabel atau tali untuk menarik suatu benda (seperti gambar).

Biasanya massa tali diabaikan (m = 0)