Dinamika (Fisika X)

DINAMIKA

Konsep Gaya dan Massa

• Massa adalah materi yang terkandung dalam suatu zat dan
dapat dikatakan sebagai ukuran dari inersia(kelembaman).
• Gaya adalah penyebab terjadi gerakan pada benda.
• Konsep Gaya dan Massa dijelaskan oleh Hukum Newton

• Hukum I menyatakan “Sebuah benda akan berada dalam keadaan

diam atau bergerak lurus beraturan apabila resultan gaya
yang bekerja pada benda sama dengan nol”.

• Hukum II menyatakan “Benda akanmengalami percepatan jika

ada gaya yang bekerja pada benda tersebut dimana gaya ini
sebanding dengan suatu kontanta dan percepatannya”
F = ma (1)
atau lebih umum adalah
F =dp/dt=d/dt(mv) = m dv/dt+ vdm/dt

• Hukum III menyatakan “ Dua benda yang berinteraksi akan timbulgaya pada masing-masing benda tsb yang arahnya berlawanan dan besarnya sama”

~Faksi = −~Freaksi (3)
• Satuan untuk gaya adalah Newton, (N) atau dyne, dan
dimensiMLT−2

Macam-macam Gaya

• Di alam semesta ada 4 gaya yang berpengaruh yaitu gaya Elektromagnetik, gaya Gravitasi, gaya Interaksi Kuat dan gaya Interaksi Lemah

• Gaya interaksi : gaya Gravitasi dan gaya Listrik-Magnetik

• Gaya Kontak : gaya Normal, gaya Gesek dan gaya Tegang Tali Gaya Normal Gaya normal adalah gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan pada benda terhadap bidang dimana benda itu terletak dan tegak lurus bidang. N = mg; g = percepatan grafitasi.

Gaya Gesek

• Gaya yang melawan gerak relatif antara 2 benda yang bersentuhan.

Gaya gesek ini dapat terjadi pada

1. gaya gesek antara zat padat dengan zat padat
2. gaya gesek antara zat cair dengan zat padat

• Gaya gesek dipengaruhi oleh beberapa faktor

• keadaan permukaan
• kecepatan relatif
• gaya yang bekerja pada benda tsb

• Gaya gesek,~fk dinyatakan
~ fk = μk,sN (5)

• dengan μk=koefisien gesek kinetik,
• μs=koefisien gesek statik dan
• N=gaya normal.
• Umumnya μk < μs

• Sifat-sifat gaya gesek

1. Gaya gesek maksimum(statik dan kinetik) tidak tergantung pada luas permukaan bidang gesek dan berbanding lurus dengan gaya normal
2. Gaya gesek kinetik tergantung pada kecepatan relatif antara 2 benda yang bersentuhan

Gaya Tegang Tali

• Gaya tegang tali adalah gaya yang terjadi pada tali, pegas atau batang yang ujung-ujung dihubungkan dengan bendalain.

• Gaya tegang tali memenuhi:

T =∑ F = mg

Torka atau Torsi

• Torka atau momen gaya menyebabkan benda berotasi dan dinyatakan

~τ = ~r × ~F = |~r|| ~F| sin θ

• Arah momen gaya tergantung perjanjian, umumnya τ > 0searah jarum jam dan τ < 0 berlawanan arah jarum jam.

Pusat Massa dan Titik Berat

- Pusat Massa

• Pusat Massa adalah titik tangkap dari resultan gaya-gaya berat pada setiap komponen dimana jumlah momen gaya terhadap titik(pusat massa) sama dengan nol.
  X_pm = ∑m_ix_i/∑m_i ; X_pm = ∫xdm/∫dm
  

-Titik Berat

• Titik berat adalah titik yang dilalui oleh garis kerja resultan gaya berat sistem dan merupakan garis potong dari garis kerja gaya berat bila sistem ini berubah-ubah.

Xz = ∫xdW/∫dW

• Titik berat dan pusatmassa dapatmempunyai kordinat yang sama atau berhimpit jika benda tsb dekat permukaan bumi.Untuk benda-benda yang jauh dari permukaan bumi titik berat dan pusat massa tidak berhimpit.

Gerak Pusat Massa

• Gerak pusat massa suatu benda dapat dihubungkan dengan gaya netto yang bekerja pada benda tersebut Secara fisis dapat dijelaskan yaitu gerak sistem partikel dapat diwakili oleh gerak pusat massa dan gaya F ext merupakan gaya netto karena gaya-gaya internal saling meniadakan

• Untuk memudahkan pemahaman, ambil contoh : Sebuah benda ditembakkan dengan sudut elevasi dan kecepatan awal. Kemudian pada titik tertinggi benda terpecah menjadi2 bagian dimana bagian yang lebih ringan bergerak terus dan bagian yang lebih berat jatuh bebas. Sehingga dapat dinyatakan bahwa setelah benda pecah, pusat massa benda akan terus bergerak melalui lintasannya seolah-olah tidak terpecah akibatnya letak jatuh benda yang ringan dapat diprediksi.