Statika dan Dinamika

Dinamika

� Dinamika adalah mempelajari tentang gerak dengan menganalisis penyebab gerak tersebut. Dinamika meliputi:�Hubungan antara massa �Hubungan antara massa dengan gaya : Hukum Newton tentang gerak.

�Momentum, Impuls dan Hukum kekekalan momentum

� Kerja, Energi dan Hukum kekekalan energi(Tipler, 1998)

Hukum Newton I

“Sebuah benda akan berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan apabila resultan gaya yang resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol”

Hukum Newton II

“Benda akan mengalami percepatan jika ada gaya yang bekerja pada benda tersebut dimana gaya ini sebanding dengan suatu sebanding dengan suatu konstanta(massa) dan percepatan benda”

Bentuk umum (memperhitungkan perubahan massa)

Hukum Newton III

“Dua benda yang berinteraksi akan timbul gaya pada masing-masing benda yang arahnya berlawanan arah dan besarnya sama”

Latihan

Problem 1. Sebuah mobil dengan massa 2000 kg bergerak naik pada jalan dengan kemiringan 30◦. Tentukan gaya pada mobil agar dapat (a) bergerak lurus beraturan (b) bergerak lurus dipercepat dengan a = 0, 5 m/s2dipercepat dengan a = 0, 5 m/s

Problem 2. Sebuah benda dengan massa 1 kg begerak mengalami gaya dengan persamaan F = 50t + 20 N bergerak pada garis lurus. Pada t = 0 s partikel berada pada x0 = 5 m dan v0 = 6 m/s. Tentukan percepatan dan posisi benda setiap saat

Macam-macam gaya

� 4 gaya yang berpengaruh di alam yaitu� Gaya Elektromagnetik (Electromagnetic Force)

� Gaya Gravitasi (Gravitation Force)

� Gaya Interaksi Kuat (Strongth Force)

� Gaya Interaksi Lemah (Weak Force)

� Gara interaksi : gaya yang ditimbulkan oleh suatu benda pada benda lain walaupun letaknya berjauhan� gaya gravitasi, gaya listrik, gaya magnet

� Gaya kontak : gaya yang terjadi hanya pad abenda-benda yang bersentuhan� 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 berada dan benda itu berada dan tegak lurus bidang.

N = m g atau N = mg cos θ

Gaya Gesek

� Gaya dapat berupa : zat padat dengan zat padat dan zat cair dengan zat padat

� Gaya gesek dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu keadaan permukaan, kecepatan relatif, gaya yang bekerja, dsbgaya yang bekerja, dsb

Gaya gesek dinyatakan

� µk=koefisien gesek kinetik

� µs=koefisien gesek statik

� Umumnya µk < µs

Gaya Tegang Tali

� Gaya tegang tali adalah gaya yang terjadi pada tali, pegas atau batang yang ujung-ujung dihubungkan dengan benda lain.benda lain.

Gaya tegang tali memenuhi

T =Σ F = mg

Latihan

� Problem 3. Sebuah balok dengan massa m = 2 kg, ditarik di atas meja licin dengan gaya P.

a. Berapa gaya normal

b. Berapa P agar balok mempunyai kecepatan 4 Berapa P agar balok mempunyai kecepatan 4 m/s dalam 2s dari keadaan diamnya

Torka(Torque)

� Torka atau momen gaya menyebabkan benda berotasi dan dinyatakan

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

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 (Sarojo, 2002).

� Bagian massa(dm) dapat dinyatakan dalam bentuk:

dm = ρ dV = σdA = λdLρ = volume, σ = luas dan λ = panjang

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 (Sarojo, ini berubah-ubah (Sarojo, 2002).

� Titik berat dan pusat massa dapat mempunyai kordinat yang sama atau berhimpit jika benda tsb dekat permukaan bumi.

Titik berat dinyatakan

Latihan

Problem 4. Tentukan letak pusat massa dari sistem benda titik yang terdiri dari: m1 = 5 kg beada di (0,0), m2 = 30 kg berada pada (15,20), m3

= 20 kg berada pada (30,0) dan m4 = 15 kg berada pada (-15,10). Koordinat dalam cm.pada (-15,10). Koordinat dalam cm.

Gerak Pusat Massa

� Gerak pusat massa suatubenda dapatdihubungkan dengangaya netto yang bekerjapada benda tersebutpada benda tersebut

� Gerak sistem partikeldapat diwakili oleh gerakpusat massa dan gaya Fextmerupakan gaya nettokarena gaya-gaya internal saling meniadakan(Halliday and Resnick, 2006)

Latihan

Problem 5. Sebuah peluru 6 kg ditembakkan pada sudut elevasi 37◦ dengan kecepatan awal v0= 40 m/s. Pada saat t = 3, 2 s peluru meledak menjadi 2 bagian dengan perbandingan 2 : 1. Ternyata setelah ledakan bagian peluru yang Ternyata setelah ledakan bagian peluru yang lebih berat jatuh bebas dan bagian yang lain mengikuti lintasannya. Hitung (a) kecepatan peluru sesaat akan meledak dan (b) dimana letak jatuh peluru bagian yang lebih ringan?