Dinamika Partikel (1)

 

Telah dipelajari tentang gerak tanpa memperhatikan penyebab gerak tersebut, cabang ilmu fisika yang mempelajari hal tersebut dinamakan kinematika. Pada kesempatan kali ini akan dipelajari gerak dengan memperhatikan penyebab gerak tersebut, ilmunya dinamakan dinamika. Dalam fisika penyebab benda bergerak dinamakan gaya. Gaya adalah dorongan atau tarikan terhadap suatu benda. Satuan gaya dalam satuan SI berupa newton (N) atau kg.m/s². 

Hukum I Newton

"Setiap benda akan terus berada pada keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap sepanjang garis lurus jika tidak dipaksa untuk merubah geraknya oleh gaya-gaya yang bekerja padanya".

Secara matematis di tulis SF = 0, dengan SF = resultan seluruh gaya yang bekerja terhadap benda ( N ). Dengan demikian SF = 0 bisa dikatakan benda diam atau benda bergerak lurus beraturan.

Hukum I Newton dinamakan juga dengan kelembamam (inersia benda), yaitu kecenderungan benda untuk mempertahankan kedudukannya. Kelembaman ini dipengaruhi oleh masa benda. Massa adalah sifat suatu benda yang menjelaskan kuatnya daya tahan benda tersebut untuk menolak terjadinya perubahan dalam kecepatannya

Hukum II Newton

"Resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan laju perubahan momentum benda itu"

Untuk massa benda yang tetap/tidak berubah, dirumuskan :

dengan :

    m = massa benda (kg)

    a  = percepatan gerak benda (N)

Arah gaya searah dengan arah gerak benda  diberi tanda +

Arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda  diberi tanda -

Hukum III Newton

"Ketika suatu benda mengerjakan gaya (aksi) kepada benda kedua, maka benda kedua tersebut melakukan gaya (reaksi) sama besar terhadap penda pertama tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama"

    SF_aksi = – SF_reaksi

_{Tanda negatif menandakan arah gaya reaksi melawan gaya aksi}

_{Pasangan gaya aksi-reaksi harus memenuhi syarat : kedua gaya bekerja pada dua benda berbeda yang saling berinteraksi, kedua gaya arahnya berlawanan, besar kedua gaya sama.}

_{Gaya Gravitasi ( w )}

_{Gaya gravitasi atau berat adalah gaya tarik menarik antara dua benda. Pada benda di permukaan bumi, arah gaya berat selalu menuju pusat bumi. Dirumuskan :}

    _{w = m . g}

_{dengan :}

    _{w = gaya gravitasi/berat, N} 

    _{m = massa benda, kg}

    _{g  = percepatan gravitasi, m/s²}

Gaya Normal ( N )

Gaya normal adalah gaya reaksi lanjutan yang tegak lurus bidang akibat pengaruh gaya tekan terhadap bidang.

Besar gaya normal tergantung posisi dan keadaan gerak benda.

Gaya Tegangan Tali ( T )

Gaya tegangan tali yaitu gaya yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang

Gaya Gesek ( f )

Gaya gesek adalah gaya yang timbul karena dua buah permukaan bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gerak benda.

 

Gaya gesek ada dua macam, yaitu gaya gesek statis ( f_s ) dan gaya gesek kinetis ( f_k ). Gaya gesek statis adalah gaya gesek pada permukaan benda saat benda itu tidak bergerak. Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek pada permukaan benda saat benda itu bergerak. 

Besar gaya gesek statis dan kinetis secara matematis ditulis :

    fs = μs _. N     dan    f_k = μ_k . N

dengan,

   fs = gaya gesek statis, N

   f_{k  = gaya gesek kinetis, N}

   μs = koefisien gesek statis

   _{μk = koefisien gesek kinetis}

   _{N  = gaya normal, N}

Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali penggunaan berbagai peralatan yang menggunakan prinsip gaya gesek. Gaya gesek ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Contoh gaya gesek yang menguntungkan :

• Seorang dapat berjalan di atas tanah, karena ketika telapak kaki menekan tanah ke arah belakang, ada gesekan antara telapak kaki dan permukaan tanah yang menimbulkan reaksi, di mana tanah mendorong telapak kaki ke depan.
• Gesekan pada piringan rem sepeda motor atau gesekan antara rem karet dan pelek pada se[eda digunakan untuk proses pengereman.
• Gesekan antara udara pada parasut yang terbentang memungkinkan penerjun dapat mendarat di tanah dengan selamat.
• Ban mobil dibuat bergerigi sehingga terjadi gesekan antara ban dan permukaan jalan untuk memutar ban dan untuk menghindari tergelincir ketika jalan licin

Contoh gesekan yang merugikan :

• Gesekan antara bagian-bagian mesin mobil dapat menimbulkan panas. Untuk meminimalkan hal tersebut mesin diberi minyak pelumas atau oli
• Gesekan antara roda ban dan poros dapat menghambat putaran roda, maka perlu dipasang bantalan peluru.
• Gesekan udara penghambat laju mobil, maka bentuk mobil perlu didisain secara aerodinamis

Share: