Bab 2 Kinematika Partikel.pptx lengkap jos

ppt

1. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Kinematika Partikel Fisika Dasar I

2. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia KONSEP GERAK

3. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia 3 BERGERAK : BAN/RODA SEPEDA MENGGELINDING BADAN SEPEDA & SUSI TRANSLASI Lemari yang didorong Kapal yang berlayar Gelas jatuh TRANSLASI + ROTASI Roller painter Bola yang menggelinding berpindah tempat atau posisi

4. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia 4 BESARAN DASAR KINEMATIKA A B r A r B Perpindahan Δ r = r B -r A x y POSISI KECEPATAN PERCEPATAN VEKTOR POSISI ARAHNYA SAMA DENGAN ARAH GERAKAN SELALU ADA BILA BESAR DAN / ATAU ARAH KECEPATAN BERUBAH • LURUS BERATURAN : a = 0 • MELINGKAR BERATURAN : a ≠ 0 v v

5. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia 5 JARAK DAN PERPINDAHAN A B r A r B Δ r = r B -r A x y Jarak berbeda, perpindahannya sama

6. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia 6 KONSEP PERCEPATAN DAN PERLAMBATAN Naik, a v Turun , a v DIPERLAMBAT DIPERCEPAT BOLA DILEMPAR KE ATAS BOLA JATUH (KE BAWAH) a berlawanan dengan v a searah dengan v

7. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia JARAK & PERPINDAHAN LINTASAN LURUS - jarak : panjang penggal garis lurus AB - perpindahan : r AB = r B – r A LINTASAN MELENGKUNG - jarak : panjang busur AB - perpindahan : r AB = r B – r A Jarak berbeda , perpindahannya sama r A r AB r B B (x B ,y B ) A (x A ,y A ) Y X

8. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia LAJU & KECEPATAN RATA - RATA KECEPATAN RATA-RATA v rata – rata = r A r AB r B B (x B ,y B ) A (x A ,y A ) Y X laju = lintasan melengkung AB v rata – rata = lintasan lurus AB v rata – rata = LAJU RATA-RATA

9. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 1 Sebuah sepeda motor menempuh 20 km yang pertama dengan kecepatan konstan 30 km/jam, ke arah Timur. Kemudian motor menempuh 20 km kedua dengan kecepatan 40 km/jam, ke Barat. Selanjutnya 20 km yang terakhir ditempuhnya dengan kecepatan 50 km/jam. Berapa laju rata – rata dan kecepatan rata – rata motor selama perjalanan itu ?

10. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Contoh SOAL 2 Mobil bergerak lurus ke kanan dengan laju 25 m/s, selama 4 menit kemudian ke kanan lagi dengan laju 50 m/s , 8 menit dan akhirnya ke kiri dengan laju 20 m/s , selama 2 menit . Tentukan laju rata-rata dan kecepatan rata-rata mobil dalam m/s ! v = 20 m/s 4 menit 8 menit 2 menit v = 25 m/s v = 50 m/s A B D C

11. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK LURUS

12. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK LURUS v konstan v tidak konstan Ada percepatan a a konstan a tidak konstan GERAK LURUS BERATURAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

13. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Diskusi GERAK JATUH BEBAS

14. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK LURUS , PERCEPATAN a KONSTAN Percepatan a = g = 9,8 m/s 2

15. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia 1. Benda dilepas dari balon pada ketinggian 300 m. Pada saat itu balon naik dengan laju 13 m/s. Tentukanlah : Titik tertinggi yang dicapai benda yang dilepas itu ? Ketinggian dan kecepatan benda 5 s setelah dilepas ? Setelah berapa detik sesudah dilepas benda mencapai bumi ? Kecepatan awal benda pada saat dilepas adalah sama dengan kecepatan balon , yaitu 13 m/s arah vertical ke atas

16. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Pada titik tertinggi kecepatan benda v f = 0, sehingga : Kedudukan tertinggi benda adalah 300 + 8.6 = 308,6 m     b) Anggaplah ketinggian benda pada akhir t = 5 detik adalah titik akhir y, sehingga : Ketinggian dari permukaan bumi adalah 300 – 57.5 = 242.5 m   Benda memang sedang jatuh dan berkecepatan 36 m/s  

17. c) Sesaat sebelum mencapai permukaan tanah , perpindahan benda adalah -300 m Dengan menggunakan rumus kuadrat , maka diperoleh : t = 9.3 s atau t = -6.6 s   www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia

18. Quiz kecil 1 1. Benda dilepas dari balon pada ketinggian 200 m. Pada saat itu balon turun dengan laju 10 m/s. Tentukanlah : Ketinggian dan kecepatan benda 5 s setelah dilepas ? Setelah berapa detik sesudah dilepas benda mencapai bumi dan berapa kecepatan ketika menyentuh bumi ? Note : percepatan gravitasi  

19. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia v =   dx = v dt v konstan : JARAK YANG DITEMPUH D x = v D t Mobil pindah dari A ke B : V konstan A B x B – x A = v ( t B – t A ) D x

20. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia a = dv = a dt x A x B X t = 0 t v A v B a konstan : v B = v A + a t Mobil dari A ke B : a konstan

21. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Posisi tiap saat : v = dx = v dt x B = x A + v A t + ½ a t 2 x A x B X t = 0 t v A v B

22. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia ( v B ) 2 =(v A ) 2 + 2 a (x B  x A ) buktikan Eliminasi t : v B = v A + a t x B = x A + v A t + ½ a t 2 t = v A t t o x A x B v B

23. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia v B = v A + a t GERAK LURU S v konstan v tidak konstan Ada percepatan a a konstan a tidak konstan D x = v D t x B = x A + v A t + ½ a t 2 ( v B ) 2 =(v A ) 2 + 2 a (x B  x A )

24. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Sebuah mobil polisi mengejar pengebut yang berkelajuan konstan 140 km/jam. Mobil polisi bergerak dari keadaan diam dengan percepatan konstan 7km/jam sekon sampai kelajuannya mencapai 200 km/jam, dan kemudian bergerak dengan kelajuan tersebut secara konstan . Kapan mobil polisi menyusul pengebut , jika polisi berangkat tepat ketika pengebut melewatinya ? Berapakah jarak yang ditempuh pengebut dihitung dari saat melewati polisi . Kapan mobil polisi menyusul pengebut , jika polisi berangkat tepat ketika pengebut melewatinya ?

25. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia pengebut polisi A B C v konstan = 140 km/jam v oA = 0 v B = 200 km/jam a = 7 km/jam.s v C = 200 km/jam v konstan = 140 km/jam GLB GLB GLBB Polisi menyusul pengebut dalam hal ini berarti jarak yang ditempuh polisi = jarak yang ditempuh pengebut. 1)   Besarnya t AB dapat di cari karena pada pengebut kecepatan konstan . pada posisi kecepatan menjadi 200 km/ js  

26. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Setelah tahu besarnya t AB maka dengan subsitusi persamaan sebelumnya di peroleh : Kapan mobil polisi menyusl pengubut yaitu t ABC = 47,6 s   J arak yang ditempuh pengebut dihitung dari saat melewati polisi . Jarak yang di tempuh = = 140 km/j . 47,6 s = 140 (0.013) = 1,85 km  

27. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 1 Broto yang berada di at a s gedung yang tingginya 20 meter melempar sebuah bola vertikal ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Hitunglah : k etinggian yang dapat dicapai bola ! w aktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai ketinggian tersebut ! k ecepatan bola ketika menyentuh tanah ! w aktu yang dibutuhkan bola sejak dilempar sampai tiba di tanah ! p osisi dan kecepatan bola 2 sekon sejak dilemparkan!

28. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 2 Sebuah truk dan sebuah mobil yang berada di belakangnya berangkat bersama – sama. Percepatan truk adalah 2 m/s 2 dan percepatan mobil adalah 3 m/s 2 . Setelah truk berjalan 75 m, mobil tadi mendahuluinya. Berapa waktu yang dibutuhkan mobil untuk mendahului truk ? Berapa jarak antara mobil dan truk mula – mula ? Berapa kecepatan mobil dan truk ketika berjalan berdampingan ?

29. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK PARABOLA

30. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Projectile motion

31. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia v ox = v o cos a v oy = v o sin a a x = 0 a y = g = 10 m/s 2 Kecepatan setelah t sekon : v x = v ox = konstan v y = v oy − g t V = q = arc tan Y B X O a=g v o v ox v oy v v y v x a q

32. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia v ox = v o cos a v oy = v o sin a a x = 0 a y = g = 10 m/s 2 P osisi setelah t sekon : x = x o + v ox t = x o + ( v o cos a ) t y = y o + v oy t + ½ a y t 2 = y o + ( v o sin a ) t − ½ g t 2 Y B X O a=g v o v ox v oy v v y v x a q

33. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 1 Sebuah bola dilemparkan dengan sudut 37 o terhadap arah datar dengan kecepatan v o . Bola bersarang di talang sebuah rumah yang berada pada jarak 20 m dari kedudukan awal bola. Bila tinggi talang adalah 5 m di atas tanah, berapakah kecepatan awal v o ?

34. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Sebuah pesawat berada pada ketinggian 110 m dari atas tanah dan menukik dengan kecepatan CONTOH SOAL 2 m/s. Pada ketinggian tersebut pesawat menjatuhkan sebuah bingkisan. Sketsalah gerak jatuhnya bingkisan sampai ke tanah ! Hitunglah waktu yang diperlukan bingkisan untuk mencapai tanah ! Tentukan besar dan arah kecepatan saat bingkisan tiba di tanah ! Hitunglah jarak horisontal yang ditempuh bingkisan !

35. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 3 Seorang penembak ingin menembak sasaran setinggi 30 meter di atas permukaan tanah. Jarak horisontal sasaran itu dari tempatnya berdiri adalah 48 meter. Peluru ditembakkan dengan sudut elevasi 37 o terhadap pemukaaan tanah. Bila kecepatan awal peluru saat ditembakkan adalah 60 m/s, apakah peluru itu mengenai sasaran?

36. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia seorang pemain sepak bola menendang bola dari titik A kearah pemain lain di titik B yang berada 4 m di depannya , ketika bola tepat melintas di atas pemain B kecepatan v = (8i + 5j) m/s, pemain di B mula-mula diam dan ketika bola tepat melintas di atas kepalanya pemain mulai berlari mengejar bola searah dengan gerak bola. Jika diketahui tinggi pemain adalah 180 cm , maka tentukan . Kecepatan awal saat bola ditendang . Posisi bola ketika mengenai kepala pemain B Percepatan pemain B agar bola tepat mengenai kepalanya .

37. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia

38. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia

39. Quiz kecil 2 Sebuah bola ditendang dari atas Gedung setinggi dengan kecepatan sebesar secara horizontal. Tentukan : Posisi bola jatuh ke tanah Kecepatan bola ketika sampai di tanah  

40. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK MELINGKAR

41. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia BERGERAK MELINGKAR - BERPUTAR ( Rotasi ) rotasi melingkar

42. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia GERAK MELINGKAR : Gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran Benda/partikel bergerak melingkar dari A ke B menempuh : jarak ds atau sudut d q Kecepatan linier ( tangensial ) : V m/s Besaran LINIER Besaran ANGULAR Kecepatan sudut : w o /s ; rad/s ds d q R A B Percepatan sudut : a o /s 2 ; rad/s 2 Percepatan tangensial a T m/s 2 ds = R d q

43. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia                          ds O /s ; rad/s Percepatan sudut : /s 2 ; rad / s 2 Kecepatan linier ( Kec tangensial ) : Besaran LINIER Besaran ANGULAR Kecepatan sudut : d q R A B V V

44. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia w sama Pada pertandingan lari, pelari di jalur terluar menempuh jarak yang lebih panjang untuk jumlah putaran yang sama dibandingkan pelari di jalur yang lebih dalam. MEMBEDAKAN KECEPATAN TANGENSIAL v DARI KECEPATAN ANGULAR w

45. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Makin besar w , makin tinggi pula v pada benda yang berotasi ( misalkan merry-go-round atau CD), artinya v ~ w w tidak tergantung pada di mana anda berada di merry-go- round , tetapi v tergantung pada posisi anda, artinya v ~ r Semua orang mempunyai rpm sama, tetapi kecepatan linier yang berbeda Kecepatan liniernya dua kali kecepatan linier orang ini

46. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia HUBUNGAN RODA-RODA

47. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia

48. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Sebuah roda yang diamternya 80 cm, yang pada awalnya tepi roda ber kecepatan 4 cm/s kemudian dipercepat hingga tepi roda bergerak dengan percepatan tangensial konstan , sebesar a = 5 cm/s 2 . Hitunglah Kecepatan sudut roda 3 s setelah dipercepat ( dalam rpm dan rad/s) Kecepatan titik yang berjarak setengah jari-jari dari pusat roda . Jumlah putaran yang dibuat selama 3 s Jarak translasi yang ditempuh roda setelah 10 s.

49. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Solusinya a T R         Kecepatan sudut roda 3 s setelah dipercepat ( dalam rpm dan rad/s)  

50. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia b). Kecepatan titik yang berjarak setengah jari-jari dari pusat roda . 0,475(20)= 9,5 cm/s c). Jumlah putaran yang dibuat selama 3 s d). Jarak translasi yang ditempuh roda setelah 10 s.  

51. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 1 Agar musik CD terdengar baik, keping CD harus berputar dengan kecepatan linier yang konstan. Umumnya, CD player mempunyai kecepatan 1,3 m/s . Apakah kecepatan angular keping CD ketika sedang memperdengarkan lagu dari track dalam, Lebih besar Lebih kecil atau Sama dibandingkan kecepatan angular keping CD ketika m emperdengarkan lagu dari track yang lebih luar ? v = R  Agar kecepatan v konstan, w harus mengecil bila r membesar. Dengan demikian jawaban yang benar adalah A .

52. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Sebuah roda berputar pada 480 rpm. Berapa kecepatan sudut roda itu dalam rad/s dan berapa laju titik yang berada 30 cm dari pusat roda ? CONTOH SOAL 2

53. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia PERCEPATAN SENTRIPETAL ( mengubah arah kecepatan ) ( konstan ) (tak konstan) PERCEPATAN TANGENSIAL (mengubah besarnya kecepatan) v tak konstan GERAK MELINGKAR v konstan ada a PERCEPATAN TOTAL a = a R + a T Ke slide 1 Ke slide 1 1

54. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia V = 5 m/s V = 5 V = 5 V = 5 V = 5 m/s V = 7 V = 10 V = 1 5 MELINGKAR BERATURAN V konstan MELINGKAR TAK BERATURAN V tidak konstan

55. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia V = 5 m/s V = 5 V = 5 V = 5 a R a R a R a R a T = 0 V = 5 m/s V = 7 V = 10 V = 1 5 a R a R a R a R a T a T a T a T

56. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia MELINGKAR BERATURAN MELINGKAR TAK BERATURAN

57. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia   Padanan gerak lurus dan gerak melingkar   Lurus dengan a konstan Melingkar dengan a konstan

58. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia Sebuah roda yang berputar pada kecepatan 6 putaran/s mengalami percepatan sudut sebesar 4 rad/s 2 . Berapa waktu yang diperlukan agar kecepatan sudut mencapai 26 putaran/s dan berapa jumlah putaran yang telah dibuat selama waktu itu ? CONTOH SOAL 1 Sebuah piringan yang berputar dengan kecepatan 9/  putaran per menit (rpm) dihentikan. Piringan tersebut diperlambat dengan percepatan angular konstan dan berhenti dalam waktu 2 menit. a. Hitunglah besar percepatan angularnya ! b. Berapa putaran yang dilakukan piringan tersebut sebelum berhenti ? Contoh SOAL 2

59. www.its.ac.id INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, Surabaya - Indonesia CONTOH SOAL 3 CONTOH SOAL 4 Sebuah cakram yang diameternya 10 cm, dipercepat hingga tepi roda bergerak dengan percepatan tangensial a T = 5 cm/s 2 . Bila pada keadaan awal, kecepatan tepi roda itu 4 cm/s, hitunglah : Kecepatan sudut roda 3 s setelah dipercepat ( dalam rpm dan rad/s ) Percepatan radial pada t = 3 s ! Sudut yang ditempuh selama 3 s itu ( dalam derajat dan radian ) Waktu maksimum untuk mendengarkan musik dari CD musik standar adalah 74 menit 33 s. a. Berapa putaran yang dibuat cakram itu selama waktu tersebut ? b. Berapa panjang total jalur yang melewati lensa selama waktu itu ? c. Jika percepatan sudut a dianggap konstan, hitunglah a !

60. - TERIMA KASIH -