hukum newton (finish)

HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

HUKUM I NEWTON

Setiap akan diam atau bergerak lurus beraturan jika resulta gaya yang berkerja pada benda itu sama dengan nol.

Rumus matematis:∑ F = 0

∑Fx = 0; ∑Fy = 0

HUKUM II NEWTON

Percepatan suatu benda yang disebabkan oleh suatu gaya sebanding dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda yang di kenai oleh gaya tersebut

∑F = ma

MASSA DAN BERAT

Massa merupakan sifat inersia atau kelembaman suatu benda.

Berat adalah gaya yang berkerja pada benda akibat tarikan gravitasi bumi.

Berdasarkan hukum II newton gaya adalah berat benda. Hubungan massa dan berat benda:

w = mg

HUKUM III NEWTON

“Besar gaya aksi dan reaksi pada dua benda yang berbeda selalu sama besar tetapi berlawanan arah.”

Secara matematis:FA = -FR

ANALISA KUANTITATIF DINAMIKA SEDERHANA PADA BIDANG TANPA GESEKAN

1. Benda di atas bidang datar licin yang dipengaruhi oleh gaya yang membentuk sudut tertentu terhadap arah gerak benda.

∑F = m a F cos α = m a

2. Dua benda dihubungkan dengan tali yang melewati katrol licin di mana satu benda berada di atas bidang datar licin dan yang lain tergantung bebas. percepatan sistem : tegangan tali :

∑ F = m a ∑F = m1 a

w2 - T + T = (m1 + m2) a T = m1 a

m2 g = (m1 + m2) a

3. Dua benda dihubungkan dengan tali yang melewati katrol licin di mana kedua benda dalam keadaan tergantung (m2 > m1) .

percepatan sistem : tegangan tali :

m2 g = (m1 + m2) a T = m1 (g + a)

4. Dua benda dihubungkan dengan tali yang melewati dua katrol licin (satu statis dan satu dinamis) di mana satu benda berada di atas bidang datar licin dan yang tergantung bebas.

5. Benda berada di atas bidang miring licin.

6. Benda berada di atas bidang miring licin dipengaruhi oleh gaya yang arahnya naik.

7. Dua benda dihubungkan dengan tali melewati suatu katrol licin di mana kedua benda berada pada bidang miring (m2 > m1 , β > α).

percepatan sistem: tegangan tali:

8. Tiga benda dihubungkan dengan dua tali melewati dua katrol statis yang licin di mana satu benda berada pada bidang datar licin dan dua benda tergantung bebas (m2 > m1 ).

percepatan sistem: tegangan tali: benda 1:

benda 2:

9. Dua benda saling berimpit di atas bidang data licin yang dipengaruhi oleh gaya mendatar.

percepatan sistem: gaya kontak:

GAYA GESEKAN

GAYA GESEKAN DAN GERAK BENDASemakin besar gaya normal, maka semakin besar pula gaya gesekan yang terjadi.

Besar gaya gesekan bergantung pada gaya normal dan kekasaran benda sentuh. Semakin kasar permukaan sentuh, umumnya semakin besar gaya gesekan yang timbul.

KEUNTUNGAN AKIBAT GAYA GESEK

Seseorang dapat berjalan di atas tanah.Geseka pada piringan rem sepeda motor atau gesekan antara rem karet dan pelek sepeda digunakan untuk proses pengereman.Gesekan udara pada parasut yang terbentang untuk mendarat.Ban mobil dibuat bergerigi untuk menghindari tergelincir.

KERUGIAN AKIBAT GAYA GESEK

Gesekan antara bagian-bagian mesin mobil dapat menimbulkan panas dan perlu oli.Gesekan antara roda dan poros dapat menghambat putaran roda, maka perlu dipasang bola-bola peluru.Gesekan udara menghambat laju mobil, maka mobil perlu didesain yang aerodinamis.

GAYA SENTRIPETAL

Percepatan sentripetal benda melingkar beraturan :

Berdasarkan hukum II Newton :

Keterangan :Fs = gaya sentripetal (N)

v = kelajuan linear 𝛚 = kecepatan sudut

T = periode (s)f = frekuensi (Hz)r = jari-jari lingkaran (m)

APLIKASI GAYA SENTRIPETAL PADA GERAK MELINGKAR BERATURAN

Sistem benda-tali putaran horizontal:

Kelereng dalam tabung vertical:

AYUNAN KERUCUT

TIKUNGAN MIRING

SISTEM BENDA-TALI PUTARAN VERTIKAL

KELERENG DALAM TABUNG HORIZONTAL

BERAT EFEKTIF

Adalah berat benda ketika diukur pada saat benda tersebut berada dalam keadaan bergerak.

wef =mg - ma

GELOMBANG dan OPTIKA

HAKIKAT CAHAYA

Fisikawan dan astromon belanda christian huygens (1629-1695)menunjukkan bahwa teori gelombang cahaya juga dapat menjelaskan hukum pemantulan dan pembiasan.

Prinsip Huygens:

Setiap titik pada muka gelombang dapat dianggap sebagai sumber gelombang kecil yang menyebar maju dengan laju gelombang itu sendiri muka gelombang baru merupakan sampul dari semua gelombang kecil,yaitu garis singung dari semua gelombang tersebut.

OPTIKAL GEOMETRIS

Optika di bedakan menjadi dua:Optiakal fisis,mengkaji sifat interferensi,difraksi,dan polarisasi cahayaOptiakal geometris,mengkaji sifat pemantulan dan pembiasan cahaya

1. Pemantulan cahayaAda dua jenis pemantulan:

a) pemantulan baur, terjadi ketika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang kasar atau tidak kasar sehingga di pantulkan ke berbagai arah yang tidak tertentu

b) Pemantulan teratur, terjadi ketikan suatu berkas cahaya sejajar dang pada permukaan yang halus atau rata seperti permukaan cermin datar atau permukaan air yang tenang sehingga di pantulkan ke arah tertentu

Hukum pemantulan cahaya:

Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar.Sudut datar (i) sama dengan sudut pantul (r).

Pemantulan pada cermin datar

Sifat – sifat bayangan pada cermin datar :Bayangan sama besar dengan bendanya,Bayangan tegak,Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin,Bayangan tertukar sisinya,Bayangan semu atau maya.

Jumlah bayangan yang di hasilkan :n = jumlah bayangan

α = sudut apit kedua cermin

Pemantulan pada cermin cekung

Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar.Mencari panjang fokus :

Sinar – sinar istimewa :Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,Sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama,Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Rumus Umum Cermin Cekung

M = perbesaran linear bayangan

hi = tinggi banyagan

ho = tinggi benda

so = jarak bayangan

si = jarak benda

CERMIN CEMBUNG

Bersifat menyebarkan sinar (konvergen)Sinar – sinar Istimewa:

Sinar datang yang sejajar sumbu utama di pantulkan seolah – olah berasal dari titik fokusSinar datng yang menuju titik fokus di pantulkan sejajar dengan sumbu utamaSinar datang yang menuju pusat kelengkungan di pantulkan memlalui lintasan yang sama

Sifat banyangan yang di hasilkan:Maya,tegak,diperkecil

Rumus umum cermin cembung:

PEMBIASAN CAHAYA

Apabila cahaya merambat mengenai bidang batas dua medium, maka rambatan cahaya tersebut akan mengalami pembelokan.

HUKUM PEMBIASAN (WILLEBRORD SNELL)

Keterangan:n1 = indeks bias mutlak medium 1

n2 = indeks bias mutlak medium 2

i = sudut dating r = sudut pantul

PEMBIASAN KACA PLAN-PARALEL

keterangan:t = pergeserand = ketebalan

PEMANTULAN SEMPURNA

Keterangan:ik = sudut kritis

n1 = indeks bias medium 1

n2 = indeks bias medium 2, dengan syarat n1>n 2

ALAT OPTIK

MATA DAN KAMERASebuah kamera sederhana terdiri dari sebuah lensa

cembung yang berfungsi memfokuskan bayangan benda ke lembaran film di bagian belakang kamera yang sensitive terhadap cahaya; sebuah difragma yang lebarnya dapat di atur-atur; dan sebuah shutter untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk.

Mata memiliki lensa cembung untuk memfokuskan bayangan; iris untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk; kelopak mata berfungsi seperti shutter pada kamera.

CACAT MATARabun jauh (miopi):

Ket: PR = titik jauh mata penderita rabun jauh (cm) P = kekuatan lensa (dioptri)

Rabun dekat (hipermetropi)

Mata tua (presbiopi)Penderita menggunakan kacamata bifokal.

Asigmatisma (silindris)Penderita menggunakan kacamata silindris.

LUPPerbesaran linear (jarak bayang dibagi jarak benda):

Perbesaran sudut/perbesaran anguler:

Jarak benda: ; f adalah fokus lensa (cm)

Perbesaran sudut maksimum:

MIKROSKOP

Terdiri dari sepasang lensa cembung,memberikan perbesaran yang lebih besar dibandingkan lup.

Jarak antara lensa objektif dan okuler (panjang mikroskop):

Rumus perbesaran:(mata berakomodasi maksimum)

(mata tidak berakomodasi)

Perbesaran total:

(mata berakomodasi maksimum)

(mata tidak berakomodasi)

Dengan s’ob, sob, dan fok dalam cm.

TEROPONG BIASPrinsip kerjanya sama dengan mikroskop.

Jarak antara kedua lensa (panjang teropong):

Perbesaran teropong:Mata tidak berakomodasi:

Mata berakomodasi maks:

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

TEORI MAXWELLApabila perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka sebaliknya perubahan medan listrik pun akan dapat menimbulkan medan magnet.

Kecepatan rambat gelombang:

PERCOBAAN HERTZ

Beberapa sifat geombang electromagnet:Dapat merambat dalam ruang hampaMerupakan gelombang transversalMerambat dalam arah lurus (tak terpengaruh medan magnet listrik dan medan magnet)Dapat mengalami pemantulan (refleksi)Dapat mengalami pembiasan (refraksi)Dapat mengalami perpaduan (interferensi)Dapat mengalami lenturan (difraksi)Dapat mengalami pengutuban (polarisasi)

SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNET

Gelombang elektromagnet terdiri berbagai gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang, tetapi memiliki kecepatan rambat yang sama, yaitu .

Spektrum gelombang elektromagnetik berdasarkan urutan kenaikan atau penurunan panjang gelombang:

Gelombang radioGelombang mikroSinar inframerahSinar tampak (cahaya)Sinar ultravioletSinar-Xsinar gamma

Hubungan antara frekuensi, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang elektromagnet: