p3. dinamika
TRANSCRIPT
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