Jumat, 06 November 2009

Gaya

GAYA GESEKAN

Gaya Gesek adalah gaya yang melawan gerakan dari dua permukaan yang bersentuhan. Gaya gesek mengubah energi kinetis menjadi panas atau suara. Sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya gesek adalah gaya yang bekerja pada benda dan arahnya selalu melawan arah gerak benda. Gaya gesek hanya akan bekerja pada benda jika ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.
Gaya gesek di bagi menjadi 2 macam yaitu:
-Gaya gesek statis
-gaya gesek kinetis

Gaya gesek statis
Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak(lambangnya fs). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan antara dua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan tersebut.

Gaya gesek kinetis
Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak (lambangnya fk) (kinetik berasal dari bahasa yunani yang berarti “bergerak”). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada permukaan benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya gesekan sebanding dengan Gaya Normal.



Gaya Gravitasi



Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.

Bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda disekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada diluar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa laiinnya, termasuk satelite buatan manusia.

Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:

Setiap massa titik menarik semua massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.

F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut diukur dalam satuan Newton (N)
G adalah konstanta gravitasi, besarnya sama dengan 6,67 × 10−11 N m2 kg−2.
m1 adalah besar massa titik pertama, satuannya dalam kilogram (Kg)
m2 adalah besar massa titik kedua, satuannya dalam kilogram (Kg)
r adalah jarak antara kedua massa titik, satuannya dalam meter (M)

Hukum Newton

HUKUM NEWTON I

HUKUM NEWTON I disebut juga hukum kelembaman (Inersia).
Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan tetap diam atau keaduan tetap bergerak beraturan.

DEFINISI HUKUM NEWTON I :
Setiap benda akan tetap bergerak lurus beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika tidak ada resultan
gaya (F) yang bekerja pada benda itu, jadi:

S F = 0 a = 0 karena v=0 (diam), atau v= konstan (GLB)


HUKUM NEWTON II

a = F/m

S F = m a

S F = jumlah gaya-gaya pada benda
m = massa benda
a = percepatan benda

Rumus ini sangat penting karena pada hampir semna persoalan gerak {mendatar/translasi (GLBB) dan melingkar (GMB/GMBB)} yang berhubungan dengan percepatan den massa benda dapat diselesaikan dengan rumus tersebut.


HUKUM NEWTON III

DEFINISI HUKUM NEWTON III:

Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda kedua maka benda kedua tersebut mengerjakan juga gaya pada benda pertama, yang besar gayanya = gaya yang diterima tetapi berlawanan arah. Perlu diperhatikan bahwa kedua gaya tersebut harus bekerja pada dua benda yang berlainan.
F aksi = - F reaksi


N dan T1 = aksi reaksi (bekerja pada dua benda)

HUKUM GRAVITASI NEWTON
Pada semua benda yang bermassa, maka di sekitarnya akan terdapat medan grvitasi. Besarnya kuat medan gravitasi yang timbul berbanding lurus dengan hasil kali kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jarak antara kedua benda tersebut dengan persamaan g=Gm1.m2/r. Kuat medan gravitasi setara dengan percepatan gravitasi . JIka suatu benda bemassa ada dalam medan gravitasi, maka benda itu akan mengalami gaya gravitasi yang besarnya berbanding lurus dengan hasil kali massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut dengan F=Gm/r.

T2 dan W = bukan aksi reaksi (bekerja pada tiga benda)

HUKUM KEPLER


Hukum I Kepler

Lintasan setiap planet ketika mengelilingi matahari berbentuk elips, di mana matahari terletak pada salah satu fokusnya.

Hukum Kepler II

Luas daerah yang disapu oleh garis antara matahari dengan planet adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama

Hukum Kepler III

Kuadrat waktu yang diperlukan oleh planet untuk menyelesaikan satu kali orbit sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.

KUAT MEDAN GRAVITASI

Kuat medan gravitasi di definisikan sebagai perbandingan antara besar gaya gravitsai dengan massa pada suatu titik. Besarnya percepatan gravitasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya:
-ketinggian
-kedalaman
Jika pada ketinggina h dari permukaan bumi, maka persamaanya g=GM/(R+h), sedangkan jika pada kedalaman g=go (1-h/R)
Karena bumi tidak bulat melainkan agak pepat di bagian kutub, makin semakin ke kutub jari-jari bumi akan semakin kecil akibatnya , besar percepatan gravitasi bumi semakin ke kutub semakin besar sedangkan percepatan gravitasi terkecil terletak di daaerah equator/khatulistiwa.

Usaha yang diperlukan untuk meindahkan titk P (berjarak r) ketitik tak terhingga=perubahan energi potensial . Ep di jauh tak berhingga nilainya = 0 .Ep bertanda negatif menunjukan bahwa gaya gravitasi yang dikerjakan pada benda oleh bumi adalah gaya tarik.
Energi potensial persatuan massa di definisikan sebagai potensial gravitasi dengan persamaan V=-Gm/r

Persamaan Gerak

KORDINAT KARTESIUS


Dalam matematika, Sistem koordinat Kartesius digunakan untuk menentukan tiap titik dalam bidang dengan menggunakan dua bilangan yang biasa disebut koordinat x dan koordinat y dari titik tersebut.

Untuk mendefinisikan koordinat diperlukan dua garis berarah yang tegak lurus satu sama lain (sumbu x dan sumbu y), dan panjang unit, yang dibuat tanda-tanda pada kedua sumbu tersebut.

Sistem koordinat Kartesius dapat pula digunakan pada dimensi-dimensi yang lebih tinggi, seperti 3 dimensi, dengan menggunakan tiga sumbu (sumbu x(i), y(j), dan z(k)).

Gambar 2 - Sistem koordinat Kartesius disertai lingkaran merah yang berjari-jari 2 yang berpusat pada titik asal (0,0). Persamaan lingkaran merah ini adalah x² + y² = 4.

Dengan menggunakan sistem koordinat Kartesius, bentuk-bentuk geometri seperti kurva dapat diekspresikan dengan persamaan aljabar. Sebagai contoh, lingkaran yang berjari-jari 2 dapat diekspresikan dengan persamaan x² + y² = 4 (lihat Gambar 2).


KOORDINAT POLAR

Koordinat polar berguna untuk mencari lokasi/posisi suatu titik dengan menggunakan koordinat polar. Koordinat polar menunjukan posisi relatik terhadap titik kutub O dan sumbu polar yang diberikan dan berpangkal pada O.

Titik P dengan koordinat polar (r, q) berarti berada di posisi :

- q derajat dari sumbu -x (sb.polar) [q diukur berlawanan arah dengan jarum jam]

-berjarak sejauh dari titik asal kutub O


VEKTOR POSISI

Vektor posisi adalah vektor yang dipergunakan untuk menentukan posisi yang di tulis dalam vektor satuan.

KECEPATAN SUATU TITIK MATERI

Gerakan titik materi secara keseluruhan dapat diamati jika posisinya setiap saat diketahui. Seberapa cepat letak titik materi itu berubah setiap saat disebut : KECEPATAN


GERAK TRANSLISASI

GLB (gerak lurus beraturan)

Gerak lurus Beraturan adalah gerak lurus suatu benda dengan kecepatan tetap berarti percepatanya bernilai 0 dan (n) berpankat 1. Karena pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) kecepatan gerak suatu benda tetap, maka kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan atau kelajuan sesaat. kok bisa ya ? ingat bahwa setiap saat kecepatan gerak benda tetap, baik kecepatan awal mapun kecepatan akhir. Karena kecepatan benda sama setiap saat, maka kecepatan awal juga sama dengan kecepatan akhir. Dengan demikian kecepatan rata-rata benda juga sama dengan kecepatan sesaat. Dah ngerti khan ?.

Kecepatan rata-rata = perubahan posisi/perubahan waktu

Kecepatan sesaat = diturunkan dari persamaan posisi

*misal. persamaan posisi r= (8t+2) meter

pakai rumus "nat (pangkat n-1)"

Vt = 1.8t(pangkat 1-1) = 0. 2t (pangkat 0-1)

Vt = 8t(pankat 0) + o

Vt = 8 m/s


GLBB(gerak lurus berubah beraturan)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).

Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m . a ).

vt = v0 + a.t

vt2 = v02 + 2 a S

S = v0 t + 1/2 a t2

vt = kecepatan sesaat benda
v0 = kecepatan awal benda
S = jarak yang ditempuh benda
t = waktu yang diperlukan


GERAK ROTASI


Gerak Melingkar/ gerak rotasi adalah gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang selalu membelokkan-nya menuju pusat lintasan lingkaran. Gaya ini dinamakan gaya sentripetal. Suatu gerak melingkar beraturan dapat dikatakan sebagai suatu gerak dipercepat beraturan, mengingat perlu adanya suatu percepatan yang besarnya tetap dengan arah yang berubah, yang selalu mengubah arah gerak benda agar menempuh lintasan berbentuk lingkaran.

GMB (gerak melingkar beraturan)

Ketika sebuah benda bergerak membentuk suatu lingkaran dengan laju tetap maka benda tersebut dikatakan melakukan gerak melingkar beraturan alias GMB.

Dapatkah kita mengatakan bahwa GMB merupakan gerakan yang memiliki kecepatan linear tetap ? Misalnya sebuah benda melakukan Gerak Melingkar Beraturan, seperti yang tampak pada gambar di bawah. Arah putaran benda searah dengan putaran jarum jam. bagaimana dengan vektor kecepatannya ? seperti yang terlihat pada gambar, arah kecepatan linear/tangensial di titik A, B dan C berbeda. Dengan demikian kecepatan pada GMB selalu berubah (ingat perbedaan antara kelajuan dan kecepatan, kelajuan adalah besaran skalar sedangkan kecepatan adalah besaran vektor yang memiliki besar/nilai dan arah) sehingga kita tidak dapat mengatakan kecepatan linear pada GMB tetap.

Pada gerak melingkar beraturan, besar kecepatan linear v tetap, karenanya besar kecepatan sudut juga tetap

GMBB (gerak melingkar berubah beraturan)

Adalah gerak suatu benda dengan bentuk lintasan melingkar dan besar percepatan sudut/anguler (α) konstan.
Jika perecepatan anguler benda searah dengan perubahan kecepatan anguler maka perputaran benda semakin cepat, dan dikatakan GMBB dipercepat. Sebaliknya jika percepatan anguler berlawanan arah dengan perubahan kecepatan anguler benda akan semakin lambat, dan dikatakan GMBB diperlambat.


1. Percepatan Anguler (α)

Sebuah benda bergerak melingkar dengan laju anguler berubah beraturan memiliki perubahan kecepatan angulernya adalah :

Δω = ω2 – ω1

Dan perubahan waktu kecepatan anguler adalah Δt, maka di dapatkan :

∆ω = perubahan kecepatan sudut (rad/s)
∆t = selang waktu (s)
α = percepatan sudut/anguler (rads-2)


Sama halnya dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), pada GMBB berlaku juga.



Slide 2


*