BAB 3BAB 3

HUKUM-HUKUM NEWTONHUKUM-HUKUM NEWTON

Disusun OlehDisusun Oleh

Ichwan Aryono, S.Pd.Ichwan Aryono, S.Pd.

RESULTAN GAYA(NET FORCE)RESULTAN GAYA(NET FORCE)

F=30 NF=30 N

F1 =30 N

F2 =20 N

F=50 N

F1 =30 N

F2 =20 N

F=10 N

37o

F1 50 N

F2 30 N

37o

F1 50 N

F2 30 NF1x = 50 N . Cos 37o

F1y = 50 N . Sin 37o

Fx = 40 N + 30 N = 70 N Fy = 30 N

HUKUM 1 NEWTONHUKUM 1 NEWTON

Setiap benda akan diam atau bergerak Setiap benda akan diam atau bergerak lurus beraturan jika resultan gaya lurus beraturan jika resultan gaya yang bekerja pada benda itu sama yang bekerja pada benda itu sama

dengan noldengan nol

F = 0F = 0

DIAM / V = 0 GLB / V = tetap

F1 F2 F=0 : F1 – F2 = 0

DIAM / BERGERAK LURUS BERATURAN (KECEPATAN TETAP)

Hukum 2 NewtonHukum 2 Newton

Apabila pada suatu benda bekerja Apabila pada suatu benda bekerja gaya yang resultannya tidak sama gaya yang resultannya tidak sama dengan nol, maka benda akan dengan nol, maka benda akan mengalami percepatan yang mengalami percepatan yang sebanding dan searah dengan sebanding dan searah dengan resultangaya dan berbanding resultangaya dan berbanding terbalik dengan massa bendaterbalik dengan massa benda

F1 =30 N

F2 =20 N

F=10 N2 kg

F 10a = ---- = ---- = 5 m/s2

m 2

Jika benda memiliki percepatan (a)Jika benda memiliki percepatan (a)

Gerak benda disebut Gerak benda disebut GLBBGLBB Berlaku persamaan GLBB sbb :Berlaku persamaan GLBB sbb :

• vvtt = v = voo + at + at • s = vs = voo t + ½ at t + ½ at22

• vvtt22 = v = voo

22 + 2as + 2as a + : geraknya dipercepat (arah a + : geraknya dipercepat (arah percepatan sama dengan arah gaya)percepatan sama dengan arah gaya) a - : gerak benda diperlambat (arah a - : gerak benda diperlambat (arah

percepatan berlawanan dengan arah percepatan berlawanan dengan arah gaya)gaya)

Hk. III NewtonHk. III Newton

Jika benda A mengerjakan gaya pada Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B,maka benda B akan mengerjakan benda B,maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A yang besarnya sama gaya pada benda A yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.tetapi arahnya berlawanan.

Hukum Aksi reaksiHukum Aksi reaksi Ciri pasangan Aksi Reaksi :Ciri pasangan Aksi Reaksi :

• Besar gaya reaksi = Besar gaya AksiBesar gaya reaksi = Besar gaya Aksi• Arah gaya rekasi selalu berlawanan dengan Arah gaya rekasi selalu berlawanan dengan

arah gaya aksiarah gaya aksi• Pasangan gaya aksi dan rekasi selalu bekerja Pasangan gaya aksi dan rekasi selalu bekerja

pada benda yang berbeda pada benda yang berbeda

W

N

Gaya Aksi : gaya berat balok menekan meja

Gaya reaksi : gaya normal bidang pada benda

Macam-macam gayaMacam-macam gaya

Gaya Luar (apply force)Gaya Luar (apply force) Gaya berat (weight)Gaya berat (weight) Gaya normal (normal force)Gaya normal (normal force) Tegangan tali (tension force)Tegangan tali (tension force) Gaya gesek (frictional force)Gaya gesek (frictional force)

Gaya LuarGaya LuarGaya dari luar yang diberikan pada benda (tarikan/dorongan)

F F

F

F

Gaya BeratGaya BeratGaya yang bekerja pada benda akibat benda tersebut berada dalam pengaruh medan / gaya gravitasi.Gaya berat dihitung dengan cara

w = m . g arah gaya berat selalu ke bawah (sama dengan arah percepatan gravitasi)

Gaya NormalGaya NormalGaya yang dikerjakan bidang pada benda apabila benda tersebut menekan bidang.Arah gaya normal selalu tegak lurus permukaan bidang.

Besar Gaya Normal pada Bidang Besar Gaya Normal pada Bidang DatarDatar

N

w

N = w

Gaya Normal pada benda yg Gaya Normal pada benda yg ditekan pada bidang vertikal :ditekan pada bidang vertikal :

N = FN

F

Gaya Normal pada bidang miringGaya Normal pada bidang miring

N = w cos

w cos

N

W

Gaya Normal pada langit-langitGaya Normal pada langit-langit

N

WF

N = F - W

F

W

NF cos

N = W – F cos

Gaya Tegangan TaliGaya Tegangan Tali

Adalah gaya yang dikerjakan oleh tali Adalah gaya yang dikerjakan oleh tali pada suatu benda yang diikat pada suatu benda yang diikat dengan tali tersebut.dengan tali tersebut.

Gaya tegangan tali arahnya selalu Gaya tegangan tali arahnya selalu menjauhi bendamenjauhi benda

Gaya Tegangan TaliGaya Tegangan Tali

T2

T1

T1 tarikan yang dirasakan oleh langit-langitT2 tarikan yang dirasakan oleh benda

T1 = -T2

Besarnya sama tapi arahnya

berlawanan

Tegangan tali pada sistim katrolTegangan tali pada sistim katrolT1

T2

T1 : tarikan yang dirasakan oleh benda AT2 : tarikan yang dirasakan oleh benda B

A

B

Latihan 1Latihan 1T1

T2

A

B

mA = 2 kg

mB = 8 kg

Hitunglah percepatansistim dan tegangan tali jika :

a. Gaya gesek antara balok A dan lantai diabaikan

b. Gaya gesek antara balok A dan lantai 2 Newton

Tegangan Tali pada Katrol Tegangan Tali pada Katrol GantungGantung

A

B

T1 : tarikan yang dirasakan oleh benda AT2 : tarikan yang dirasakan oleh benda B

T2

T1

W2

W1

Latihan 2Latihan 2

A

B

T2

T1

W2

W1

Jika massa balok A 4 kg dan balok B 6 kg, hitunglah :

A. Percepatan sistim

B. Tegangan tali sistim

(g = 10 m/s2)

Gaya GesekGaya Gesek

f

F

Adalah gaya antara dua permukaan benda yang bersentuhan, bersifat melawan kecenderungan gerak benda.

Besarnya gaya gesek :

Kinetik : fk = k.N k : koefisien gesek Kinetik

Statis : fs = s.N s : koefisien gesek statis

Koefisien gesek : tingkat kekasaran antara kedua permukaan

Langkah-langkah Penyelesaian Langkah-langkah Penyelesaian soal dengan gaya-gaya yang soal dengan gaya-gaya yang

tidak segaris :tidak segaris :

Gambar semua gaya yang bekerja pada bendaGambar semua gaya yang bekerja pada benda Tentukan arah sumbu koordinat yang akan digunakan Tentukan arah sumbu koordinat yang akan digunakan

(sumbu x sejajar bidang dan sumbu y tegak lurus bidang)(sumbu x sejajar bidang dan sumbu y tegak lurus bidang) Uraikan gaya-gaya menurut komponen-komponennya Uraikan gaya-gaya menurut komponen-komponennya

dalam arah sumbu x dan sumbu y. Gaya-gaya yang sudah dalam arah sumbu x dan sumbu y. Gaya-gaya yang sudah searah dengan sumbu x maupun searah dengan sumbu y searah dengan sumbu x maupun searah dengan sumbu y tentu tidak perlu diuraikan lagi.tentu tidak perlu diuraikan lagi.

Terapkan persamaan Hukum I Newton atau Hukum II Terapkan persamaan Hukum I Newton atau Hukum II Newton (pilih yangsesuai dengan dengan kondisi sistim) Newton (pilih yangsesuai dengan dengan kondisi sistim) untuk masing-masing koordinat.untuk masing-masing koordinat.

Selesaikan persamaan di atas untuk menjawab apa yang Selesaikan persamaan di atas untuk menjawab apa yang ditanyakan di soal.ditanyakan di soal.

Lukisan grafik (Free body Diagram)Lukisan grafik (Free body Diagram)

W sin

W

W cos

N

f

F1 : gaya luarF2 : gaya gesekN : gaya normalw : gaya beratwx: proyeksi gaya berat kearah sumbu x ( se- jajar bidang pergeseran benda) = w Sin qwy: proyeksi gaya berat ke arah sumbu y (te- gak lurus bidang pergeseran benda) = w Cos

Latihan 3Latihan 3

37o

Sebuah kotak dengan massa 4 kg berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan 37o seperti gambar diatas. Jika g = 10 m/s2 tentukan :

a. Besar gaya normal bidang

b. Besar gaya yang menyebabkan kotak bergeser

c. Percepatan geraknya bila (i) lantai licin, (ii) lantai tidak licin dengan koefisien gesekan kinetik : 0.2

(gaya gesek kinetik : f = k N ; k : koefisien gesek kinetik )

Gaya pada benda-benda yang Gaya pada benda-benda yang dihubungkan dg talidihubungkan dg tali

A B

A

B

FT

T

T F

Percepatan sistim : Fa = ---------- m1+m2

Tegangan tali (T) :Ditinjau benda A : T = mA.aDitinjau benda B :F – T = mB . a T = F – mB.a

Latihan 4Latihan 4

A BFT1

BT2

Tiga buah kotak dengan massa masing-masing mA = 2 kg, mB = 3 kg mC = 5 kg, ditarik dengan gaya 50 N.

Hitungah :

a. Percepatan sistim

b. Tegangan tali T1 dan T2

Gaya Sentuh

A

A

B

B

gaya antara dua benda yang saling bersentuhan :pada benda A gaya sentuh ke kiri, sedangkan pada benda B gaya sentuh ke kanan

Percepatan sistim :

F

a = --------

mA+mB

Besar gaya sentuh :

Ditinjau dari benda A

F – Fst = mA . a Fst = F – mA . a

Ditinjau pada benda B :Fst = mB . a