Dinamika gerak benda dalam kehidupan.ppt

dinamika gerak

1. HUKUM-HUKUM
NEWTON
tentang GERAK

2. •GAYA [Newton]
–Gaya Gravitasi (Berat)
–Gaya Sentuh (Tegangan tali, gaya normal, gaya
gesekan)
•HUKUM NEWTON I
•HUKUM NEWTON II
•HUKUM NEWTON III
•DINAMIKA I (tanpa gesekan)
•DINAMIKA II (dengan gesekan)

3. Kinematika :
didasarkan pada definisi pergeseran, kecepatan
dan percepatan
Pertanyaan :
Mekanisme apakah yang menyebabkan sebuah
benda bergerak ?
Mengapa benda-benda dapat memiliki
percepatan yang berbeda-beda ?
Perubahan Gerak :
dijelaskan dengan konsep gaya, massa dan
momentum

4. PERUBAHAN GERAK
(Percepatan)
PERUBAHAN BENTUK
(deformasi)
GAYA
oleh
?
 Menggambarkan adanya interaksi
antara benda dengan lingkungannya.
Merupakan besaran vektor.
RESULTAN GAYA
SETIMBANG
GLBB
0
= 0

5. INTERAKSI
Kontak langsung
Jarak jauh Medan gaya
Medan gaya (interaksi) yang terjadi di alam :
Gaya gravitasi : antara benda bermassa
Gaya elektromagnetik : antara benda bermuatan
Gaya Kuat : antara partikel subatomik
Gaya lemah : proses peluruhan radioaktip

6. W = m g
Bumi
g = percepatan gravitasi
GAYA GRAVITASI

7. TEGANGAN TALI
T
W

8. GAYA NORMAL & GAYA GESEKAN
W
N
Ff
Nf
maksimum

 = koefisien gesekan

9. W
N
f

10. W
1
N
f
T
T
W
2
Katrol
W
2 > T

11. W
1
N
f
T
T
W
2
Katrol
W
2 < T

12. HUKUM NEWTON I
tentang Gerak
Selama tidak ada resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda
maka benda tersebut akan selalu pada keadaannya, yaitu benda
yang diam akan selalu diam dan benda yang bergerak akan bergerak
dengan kecepatan konstan.
F = 0 a = 0
Hukum
Kelembaman
Sistem
Inersial

13. MASSA KELEMBAMAN
Sistem Inersial v = konstan
Jika pengaruh dari luar tidak dapat diabaikan,
Seberapa jauh sebuah benda mampu
mempertahankan sifat kelembamannya ?
MASSA
(m)
Skalar
Satuan SI
kilogram (kg)
2
1
2
1
a
a
m
m


14. HUKUM NEWTON II
Percepatan pada sebuah benda sebanding dengan
resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut
Fa
aFm
xx
maF
yy
maF
zzmaF
Satuan Gaya : newton (N)
2-
smkg1N1 
2
scmg1dyne1


2
sftslug1lb1


1 N = 10
5
dyne
1 N = 0.225 lb

15. Contoh Soal 2.1
Sebuah helikopter bermassa 15000 kg mengangkat sebuah truk bermassa
4500 kg dengan percepatan sebesar 1,4 m/s2. Truk disebut diangkat
dengan menggunakan kabel baja, Gaya angkat yang diterima oleh
baling-baling helikopter arahnya vertikal ke atas. Tentukan besarnya
tegangan pada kabel baja dan besarnya gaya angkat pada baling-baling
helikopter.
Jawab :
m
1
= 15000 kg
m
2
= 4500 kg
F = ?
T
= ?
a = 1,4 m/s
2

16. F
W
2
T
T
W
1
a
Hukum Newton II pada truk :
N50400)4,18,9)(4500()ag(mT
aaaamgmTF
2
21222y


Hukum Newton II pada helikopter :
N218400)4,18,9)(15000(50400
)ag(mTF
aaaamgmTFF
1
21111y




17. Contoh soal 2.2 :
Sebuah pesawat terbang membuat lingkaran horisontal dengan kecepatan
480 km/jam. Gaya angkat yang diterima oleh pesawat tersebut arahnya
tegak lurus pada sayap pesawat. Bila sayap pesawat tersebut membentuk
sudut 40
o
terhadap horisontal. tentukan jari-jari lingkaran yang dibentuk
oleh pesawat terbang tersebut.
Jawab :
40
o
V = 480 km/jam
R
= ?
F
s/m33,133jam/km480V 

18. 40
o
R
= ?
F
mg
F cos 
F sin 
m
tg
R
tgg
V
Rtg
gR
V
mg
R
V
m
F
F
mgFF
R
V
mmaFF
o
yx
2162
)40)(8,9(
)33,133(
cos
sin
cos|sin
2
22
2
2


 






19. Contoh Soal 2.3 :
Sebuah balok bemassa 5 kg bergerak ke atas dengan kecepatan awal V
o

pada bidang miring dengan sudut 30
o
terhadap horisontal. Oleh karena
koefisien gesekan antara balok dan bidang miring kecil (yaitu sebesar
0,15), maka setelah naik keatas balok tersebut turun kembali dan sampai
ditempat semula dengan kecepatan sebesar 7,66 m/s. Tentukan
kecepatan awal V
o
Jawab :
V
o
= ?
V
2
= 7,66 m/s
 = 0,15
L
V
1 = 0
30
o
V
1
= 0
m = 5 kg

20. N
f
mg sin 
mg cos 
mg
Diagram gaya (saat turun) :
mafsinmg
maF
0cosmgN0F
x
y







2
s/m62,3)87,0)(8,9)(15,0()5,0)(8,9(a
)cosgsing(a
macosmgsinmg
cosmgNf







V
2
= 7,66 m/s
L
V
1
= 0
m1,8
)62,3(2
066,7
L
aL2VV
2
2
1
2
2





21. N
f
mg sin 
mg cos 
mg
Diagram gaya (saat naik) :
ma)fsinmg(
maF
0cosmgN0F
x
y







2
s/m18,6)]5,0)(8,9()87,0)(8,9)(15,0[(a
)cosgsing(amasinmgcosmg
cosmgNfcosmgN





V
1
= 0
V
o
L
30
o
s/m10V
)1,8)(18,6(2V0
aL2VV
o
2
o
2
o
2
1




22. HUKUM NEWTON III
Jika dua benda berinteraksi, gaya yang dilakukan
oleh benda pertama pada benda kedua sama dan
berlawanan arah dengan gaya yang dilakukan
oleh benda kedua pada benda pertama.
2112FF
M
1
M
2
F
12
F
21

23. GAYA GESEK
Benda diam
F
W
N
f
s
Gaya berat
Gaya normal
Gaya gesek
statik
Nf
smakss

,
Nf
kk

statik kinetik
f
F
Benda bergerak
Gaya gesek
kinetik
F
W
N
f
k
a
maksss
fFf
,

0F aFm
makss
fF
,


24. Contoh Soal 2.4
Dua buah balok yang masing-masing bermassa 1 kg (sebelah kiri) dan 3
kg (sebelah kanan) diletakkan berdampingan di atas lantai horisontal
dimana koefisien gesekan antara lantai dan balok 1 kg adalah 0,2
sedangkan antara lantai dan balok 3 kg adalah 0,1. Tentukan percepatan
dari kedua balok tersebut dan gaya aksi-reaksi bila balok 1 kg didorong
ke kanan dengan gaya sebesar 12 N.
Jawab :
 = 0,2
 = 0,1
F = 12 N
a = ?

25.  = 0,2
 = 0,1
F = 12 N
a = ?
N
1
m
1
g
F
f
1
F
12
N8,9)8,9)(1(gmN0F
11y 
a04,10FaF)8,9)(2,0(12
aa)1(amFfFamF
1212
11211x



26.  = 0,2
 = 0,1
F = 12
N a = ?
N
2
m
2
g
F
21
f
2
N4,29)8,9)(3(gmN0F
22y 
94,2a3Fa3)4,29)(1,0(F
a3a)3(amfFamF
2121
22212x



27. a04,10F
12  94,2a3F
21

2
1221
s/m775,1
4
1,7
a1,794,204,10a4
a04,1094,2a3FF


N265,8775,104,10F
12 

28. N2,394,298,9gmgmNN0F
2121y 
2
212121x
s/m775,1
4
1,7
aa4)4,29)(1,0()8,9)(2,0(12
a4a)mm(ffFa)mm(F


N
2
m
2
g
F
21
f
1
F
f
2
N
1
m
1
g
F
21
atau

29. Contoh Soal 2.5
Sebuah balok bermassa 3 kg terletak di atas lantai dimana koefisien
gesekan antara balok tersebut dan lantai adalah 0,1. Diatas balok tersebut
diletakkan balok kedua yang bermassa 1 kg dimana koefisien gesekan
antara kedua balok adalah 0,2. Bila balok pertama ditarik dengan gaya
sebesar 12 N, hitung percepatan dari kedua balok trsebut.
Jawab :
F=12 N
1
2
3
 = 0,1
 = 0,2

30. Asumsi : a
1
> a
2
F=12 N1
2
3
 = 0,1
 = 0,2
N
21
m
2g
f
21
2
22
22212x
221y
s/m96,1aa)1()8,9)(2,0(
amfamF
N8,9)8,9)(1(gmN0F






31. Asumsi : a
1
> a
2
F=12 N1
2
3
 = 0,1
 = 0,2
N
13
m
1g
f
13
21
2
1
1
22121311x
13
12113y
aa
s/m04,2
3
12,6
a
a3)8,9(2,0)2,39(1,012
amffFamF
2,398,9)8,9(3N
NgmN0F








f
12 N
12
Asumsi benar

32. Latihan Soal 1
Sebuah lampu tergantung vertikal pada sebuah kabel dari atap suatu lift
yang sedang turun dengan perlambatan sebesar 2,4 m/s
2
. Pada saat itu
tegangan dalam kabel adalah 89 N. Bila kemudian lift tersebut naik
dengan percepatan sebesar 1,2 m/s
2
berapa tegangan dalam kabel
sekarang ?
Jawab :
a
1= 2,4 m/s
2
T
1
= 89N T
2
= ?
Lift sedang turunLift sedang naik
a
2
= 1,2 m/s
2

33. T
1 = 89N
mg
Lift sedang turun :
kg3,7
2,12
89
mm2,1289
)4,28,9(m)ag(mT
ammgTF
1
1y



T
2
= ?
Lift sedang naik :
N3,80)2,18,9(3,7)ag(mT
ammgTF
22
22y


mg

34. Latihan Soal 2
Sebuah kapal terbang mainan bermassa 0,75 kg terbang dengan
kecepatan konstan pada lingkaran horisontal setinggi 18 m di atas tanah.
Mainan ini terikat pada salah satu ujung tali yang panjangnya 30 m
sedangkan ujung tali yang satu lagi diikatkan di tanah. Kapal terbang
mainan ini berputar 4,4 kali setiap menit dan sayapnya selalu horisontal
selama terbang sehingga gaya angkat yang dialaminya arahnya vertikal
ke atas. Tentukan gaya angkat yang diberikan oleh udara pada sayap
kapal terbang mainan tersebut.
Jawab :
F= ?
H = 18 m
L = 30 m
R
s60
4,4
f

35. R
F
mg

T
T sin 
T cos 
N2,10)6,0(78,4)8,9)(75,0(sinTmgF
N78,4
)8,0(24
)06,11)(75,0(
cosR
mV
T
s/m06,11)24(
60
4,4
)28,6(Rf2
t
R2
V6,0
30
18
sin
8,0
30
24
cosm241830R
R
V
mcosTF
22
22
2
x










30
18

36. Latihan Soal 3
Dua buah balok yang masing-masing bermassa 1 kg (sebelah kiri) dan 3
kg (sebelah kanan) diletakkan berdampingan di atas lantai horisontal
dimana koefisien gesekan antara lantai dan balok 1 kg adalah 0,2
sedangkan antara lantai dan balok 3 kg adalah 0,1. Tentukan percepatan
dari kedua balok tersebut dan gaya aksi-reaksi bila balok 3 kg didorong
ke kiri dengan gaya sebesar 12 N.
 = 0,2
 = 0,1
F = 12 N
a = ?

37.  = 0,2
 = 0,1
F = 12
N
a = ?
N
1
m
1 g
f
1
F
12
N8,9)8,9)(1(gmN0F
11y 
a96,1Fa)8,9(2,0F
aa)1(amfFamF
1212
11121x



38.  = 0,2
 = 0,1
F = 12
N
a = ?
N
2
m
2 g
f
2F
21
N2,39)8,9)(3(gmN0F
22y 
a3F08,8a3F)2,39(1,012
a3a)3(amFfFamF
2121
22122x


F

39. N49,353,196,1F
s/m53,1
4
12,6
aa3a96,108,8
a3F08,8a96,1F
12
2
2112




40. Tugas 3
•Tugas Mandiri :
–Pelajari contoh-contoh soal pada Bab 5 buku
Serwey
•Tugas Kelompok
–Kerjakan soal-soal no 18, 31, 59 dan 73 pada
bab 5 buku Serwey