p3. dinamika

LOGOTeknik Industri

DINAMIKA GERAK LURUSQonitatul Hidayah, M.Sc

LOGO

DINAMIKA

HUKUM NEWTON I1

HUKUM NEWTON II

HUKUM NEWTON III

MACAM-MACAM GAYA

2

3

4

LOGO

HUKUM NEWTON I

Hukum Pertama Newton, (tentang kelembaman dan inersia), bahwa setiap benda memiliki sifat inert (lembam), artinya bila tidak ada gangguan dari luar benda cenderung mempertahankan keadaan geraknya.

Dengan demikian hukum Newton yang pertama dapat kita rumuskan sebagai berikut :

Dalam kerangka inersial, setiap benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, jika Resultan (jumlah/hasil) gaya yang bekerja pada benda itu sama dengan nol.

0F

LOGO

Aplikasi Hukum Newton I

LOGO

Hukum Newton II

Hukum Kedua Newton, menyatakan hubungan antara gaya dan perubahan keadaan gerak secara kuantitatif (a). Newton menyebutkan bahwa kecepatan perubahan kuantitas gerak suatu partikel sama dengan resultan gaya yang bekerja pada partikel tersebut.

= gaya resultan yang bekerja pada benda

a . m F atau m

F a

F

LOGO

Aplikasi Hukum Newton II

LOGO

Hukum Newton III

Ketika sebuah benda memberi gaya pada benda kedua, banda kedua juga akan memberi gaya pada benda pertama tadi. Menurut hukum ketiga Newton:

Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan, yang satu disebut aksi dan yang lain disebut reaksi, sedemikian rupa sehingga aksi = - reaksi.

reaksiaksi FF

LOGO

Sifat pasangan gaya aksi-reaksi adalah sebagai berikut: (1) sama besar(2) arahnya berlawanan(3) bekerja pada benda yang berlainan(4) mereka terletak dalam satu garis lurus

LOGO

Aplikasi Hukum Newton III

SISTEM PESAWAT TERBANG

Gaya Arah

Gravity Ke bawah

Lift Ke atas

Air Drag Ke belakang

Glider Ke belakang

Propeller Ke depan

1 F

2 F3 F4 F

SISTEM PEDATI

Gaya Arah

F1 = Gaya tarikan kuda Ke depan

F2 = Gaya dorongan lantai Ke depan

F3 = Gaya tarikan gerobak Ke belakang

F4 = Gaya gesekan Ke belakang

LOGO

GAYA

Pengaruh luar yang menyebabkan berubahnya keadaan gerak suatu benda disebut sebagai gaya (force) dan disimbolkan dengan ~F. Satuan dari gaya adalah newton (N).

LOGO

Beberapa Jenis Gaya GAYA BERAT

untuk semua benda yang dekat permukaan bumi, percepatan gravitasi yang dialami benda dianggap sama, sehingga berat benda sebanding dengan massanya.

mgW

Benda diam

W

LOGO

Benda diam

W

N

Adalah gaya yang arahnya tegak lurus terhadap permukaan.

Besar gaya normal diketahui dari persamaan-persamaan kesetimbangan gaya, bila besar gaya-gaya yang lain diketahui.

GAYA NORMAL

LOGO

Adalah gaya antara dua permukaan benda yang bersentuhan dan memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda.

Nf

f F

GAYA GESEK

LOGO

KESEIMBANGAN PARTIKEL

Suatu sistem dikatakan seimbang bila sistem tersebut dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan. Dalam keadaan ini, resultan (jumlah) gaya-gaya yang bekerja pada sistem itu sama dengan nol.

Benda yang seimbang dalam keadaan diam dinamakan seimbang statis dan seimbang dalam keadaan bergerak dinamakan seimbang dinamis.

LOGO

Keseimbangan Partikel

Benda yang bertranslasi dapat dipandang sebagai benda titik (partikel) dan dalam keadaan seimbang jika memenuhi syarat :

0xF 0yF

Resultan gaya pada komponen sumbu x (horisontal)

Resultan gaya pada komponen sumbu y (vertikal)

LOGO

Bila benda bergerak ke atas dengan percepatan a, maka :

Bila benda bergerak ke bawah dengan percepatan a, maka :

Bila benda diam atau bergerak ke atas atau bawah dengan kecepatan konstan (percepatan = 0), maka :

TEGANGAN TALI

mamgTWTF

maTmgTWF

mgTTmgTWF 0

LOGO

1. Misal sebuah balok di atas permukaan horizontal kasar, ditarik oleh sebuah gaya F ke kanan. Maka gaya-gaya yang bekerja pada balok itu seperti yang ditunjukkan gambar. Berapakah besar gaya F dan N pada saat balok tersebut belum bergerak dan pada saat telah bergerak dengan percepatan tertentu.

2. Tiga buah balok masing-masing bermassa 12 kg, 24 kg, dan 31 kg yang berada di atas lantai horisontal dihubungkan dengan dua buah tali dimana balok 24 kg berada di tengah. Balok 31 kg ditarik oleh sebuah gaya sebesar 65 N. bila lantainya licin, tentukan percepatan dan tegangan pada kedua tali.

CONTOH SOAL

LOGO

Contoh Soal : Sebuah bola hoki memiliki

massa 0,30 kg pada arah horisontal. Jika dua tongkat hoki menyerang bola bersamaan, mengerah gaya di bola seperti gambar. Tentukan kedua besarnya dan arah percepatan bola ?

Dengan Hk. 2 Newton, dapat ditentukan percepatan arah sumbu x dan sumbu y

Arahnya adalah

xxx FFF 21 yyy FFF 21

22yx aaa

x

y

aa1tan

LOGO

Sistem katrol Gaya yang bekerja pada

masing-masing benda dan arahnya pada sumbu y. (karena kedua benda bergerak ke arah y)

Benda 1:

Benda 2 :

Maka percepatan dan tegangan tali adalah

amgmT

amFy

11

1

amTgm

amFy

22

2

gmmmma

21

12 gmmmmT

21

212

LOGO

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing benda dan arahnya pada sumbu x dan y. Jika gaya gesek diabaikan dan m2 > m1, maka

Gaya yang bekerja pd benda 1:

Sehingga,

amgmT

amFF

y

x

11

11

1

)2(0)1(

0cos

0)4(sin

)3(

2

2

22

22

gmN

FamTgmamF

y

x

Gaya yang bekerja pd benda 2:

21

12 sinmm

gmgma

21

21 )1(sinmm

gmmT

LOGO

aaW=mg

mg cosa

mg sina

N (tegak lurus bidang sentuh)

KE PUSAT BUMI

W=mg

mg cosa

Bidang sentuh

x

y

Benda akan bergerak turun sepanjang permukaan bidang miring (sumbu x) dengan percepatan a. Untuk mendapatkan perumusan percepatan (a) perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada benda untuk masing-masing sumbu koordinatnya

Pada sumbu y benda tidak bergerak FY = 0N – WY = 0N = WY = W cosa N = m.g. cosa

Pada sumbu x benda bergerak meluncur ke bawah FX = m.am.g.sina = m.a

a = g.sinaPercepatan benda saat

meluncur ke bawah

GERAK BENDA PADA BIDANG MIRING LICIN

LOGO

a

W=mg

mg sina

mg cosa

N

a

f

W=mg

mg sina

mg cosa

N f

Benda akan bergerak turun sepanjang permukaan bidang miring (sumbu x ) dengan percepatan a. Untuk mendapatkan perumusan percepatan(a) perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada benda untuk masing-masing sumbu koordinatnya

Pada sumbu y benda tidak bergerak FY = 0N – WY = 0N = WY = W cosa

N = m.g. cosa

Pada sumbu x benda bergerak meluncur ke bawah FX = m.am.g.sina – f = m.a f = .Nm.g.sina – .N = m.a N = m.g. cosam.g.sina – .m.g. cosa = m.a

a = g.(sina - .cosa )Percepatan benda saat meluncur ke bawah= koefisien gesek

GERAK BENDA PADA BIDANG MIRING KASAR

LOGO

1. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada sistem dinamika

2. Menentukan arah pergerakan benda dan kesetimbangan partikel pada masing-masing sumbu.

TRIK MENGERJAKAN SOAL

LOGO