HUKUM-HUKUM NEWTON DAN BEBERAPA JENIS GAYA

HUKUM-HUKUM NEWTON DAN BEBERAPA JENIS GAYA

 Pembahasan kali ini adalah Hukum-hukum Newton I, II dan III untuk siswa SMA kelas X khusus materi Fisika SMA Kelas 10. Pada pembahasan Hukum-hukum Newton I, II dan III akan dipaparkan secara singkat tentang Hukum I Newton, Hukum II Newton dan Hukum III Newton.

Hukum Newton I

“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”.

Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau inersia (kemalasan). Oleh karena itu hukum I Newton disebut juga dengan hukum kelembaman atau hukum inersia.

Hukum Newton II

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Satuan SI untuk gaya adalah newton (N), untuk massa dalam kg dan percepatan dalam m/s2. 

Hukum Newton III 

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

atau

“Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah”

Beberapa Jenis Gaya 

Gaya Berat (Berat) 

Berat (w) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda (sering disebut dengan gaya tarik bumi).

w = mg

Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan berarah tegak lurus ke bawah, dimana pun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak.

Berdasarkan gambar di atas menunjukkan bahwa arah vektor berat selalu tegak lurus ke bawah.

Gaya Normal

Gaya normal (N) didefinisikan sebagar gaya yang bekerja pada benda, dan berasal dari bidang tumpu. Arahnya selalu tegak lurus pada bidang tumpu.

Berdasarkan gambar di atas, menunjukkan bahwa arah gaya normal selalu tegak lurus bidang tumpu

Gaya Gesekan

Gaya gesekan (f) termasuk gaya sentuh yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak.

Ketika mendorong sebuah benda dan benda tidak bergerak, maka gaya gesekan pada benda adalah gaya gesekan statis (fs) Tetapi jika bergerak, maka gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetis (fs). Gaya gesekan statis mulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong yang diberikan sampai mencapai suatu nilai maksimum (fs maks). Sedangkan, gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.

Gaya Tegangan Tali

Tegangan tali (T) adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang.

Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal (Fs) adalah gayayang bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Arahnya menuju pusat lingkaran.

ax = percepatan sentripetal

SEKIAN.....!!!

Percepatan: Percepatan Rata-Rata Dan Percepatan Sesaat

  PERCEPATAN

Percepatan merupakan besaran vektor, besaran fisika yang mempunyai besar dan arah. Percepatan mempunyai besar dan arah. Lambang percepatan adalah a (acceleration). Satuan internasional percepatan adalah meter per sekon kuadrat, disingkat m/s².                  

PERCEPATAN dibagi menjadi dua yaitu: 

1.Percepatan Rata-rata
Contoh soal.
Mobil yang pada mulanya diam 5 sekon kemudian bergerak ke timur dengan kecepatan sebesar 10 m/s. Tentukan besar percepatan rata-rata.
Pembahasan
Arah percepatan rata-rata = timur.
Percepatan rata-rata = 2 m/s² = 2 m/s per 1 sekon, artinya secara rata-rata besar kecepatan mobil bertambah 2 m/s setiap 1 sekon. Jika besar percepatan mobil konstan maka besar kecepatan mobil selalu bertambah 2 m/s setiap 1 sekon. Jika besar percepatan mobil tidak konstan maka besar kecepatan mobil tidak selalu bertambah 2 m/s setiap 1 sekon. Mungkin saja besar kecepatan mobil bertambah 1 m/s pada sekon pertama, lalu bertambah 3 m/s pada sekon kedua. Tapi secara rata-rata, ketika bergerak selama 5 sekon, besar kecepatan mobil bertambah 2 m/s setiap 1 sekon.

 
2.Percepatan Sesaat
Besar percepatan sesaat adalah perubahan besar kecepatan selama selang waktu yang sangat singkat. Dalam penyebutannya, percepatan sesaat biasanya disingkat dengan percepatan.
Suatu benda mengalami percepatan jika kecepatannya berubah. Kecepatan terdiri dari besar kecepatan dan arah kecepatan, karenanya suatu benda mengalami percepatan jika :
(a) Hanya besar kecepatan alias kelajuan yang berubah (arah kecepatan konstan)
Contoh 1 : Mobil pada mulanya diam, satu sekon kemudian bergerak lurus (arah konstan) dengan kelajuan 4 m/s. Kelajuan alias besar kecepatan mobil berubah dari nol menjadi 4 m/s sehingga mobil dikatakan mengalami percepatan.
Contoh 2 : Mobil pada mulanya bergerak lurus (arah konstan) dengan kelajuan 4 m/s, satu sekon kemudian mobil berhenti. Kelajuan alias besar kecepatan mobil berubah dari 4 m/s menjadi nol sehingga mobil dikatakan mengalami percepatan.
Hal ini dipelajari lebih detail pada pokok bahasan Gerak Lurus Berubah Beraturan.
(b) Hanya arah kecepatan yang berubah (besar kecepatan atau kelajuan konstan)
Arah kecepatan = arah perpindahan = arah gerakan. Arah kecepatan berubah sama dengan arah perpindahan atau arah gerakan benda berubah.
Hal ini dipelajari lebih detail pada pokok bahasan Gerak Melingkar Beraturan.
(c) Besar dan arah kecepatan berubah
Hal ini dipelajari lebih detail pada pokok bahasan Gerak Melingkar Berubah Beraturan.

 SEKIAN ARTIKEL DARI SAYA...

Kecepatan Rata-Rata Dan Kecepatan Sesaat

KECEPATAN RATA-RATA DAN KECEPATAN SESAAT

     
Kecepatan Rata-rata (v) dapat didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan benda dengan selang waktu tertentu. kecepatan rata-rata adalah besaran vektor dengan arahnya sama dengan arah vektor perpindahannya. Misalkan dalam selang waktu ∆t, posisi partikel akan berpindah dari ~r(t) menjadi ~r(t + ∆t). Kecepatan rata-rata ( v ) dapat dinyatakan dengan pernyataan :

                                 
                                     Keterangan  : v     : Kecepatan rata-rata

                                                          ∆x  : Perubahan jarak atau perpindahan

                                                          ∆t   : Selang waktu atau waktu yang dibutuhkan saal per-

                                                                   pindahan
Jika x2 < x1, benda akan bergerak ke kiri atau mundur, berarti ∆x = x2 - x1, lebih kecil dari nol ( ∆x < 0 ). Jika x2 >x1, benda akan bergerak ke kanan atau maju, berarti ∆x = x2 - x1  lebih besar dari pada nol
( ∆x > 0 ).
Kecepatan suatu benda ada suatu saat pada satu titik lintasannya disebut kecepatan sesaat. atau kecepatan sesaat dapat didefinisikan pula sebagai kecepatan rata-rata pada limit ∆t yang menjadi semakin kecil hingga mendekati nol. Dengan demikian persamaanya dapat ditulis :

Dalam hitungan analisa harga limit , dengan mendekatnya ∆t pada harga nol ditulis dan disebut turunan atau derivat x terhadap t. kecepatan sesaat adalah besaran vektor, arahnya sama dengan arah limit vektor perpindahan ∆x. karena ∆t seharusnya positif, maka tanda v sama dengan tanda ∆x. jadi kecepata positif menunjukan pergerakan benda kearah kanan atau ke arah depan.

Gerak Jatuh Bebas (GJB)

GERAK JATUH BEBAS (GJB)

Pada masa lampau, gerak benda jatuh ke permukaan tanah merupakan pokok bahasan yang sangat menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles, seorang filsuf, pernah mengatakan bahwa benda yang massanya lebih besar jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan. Pendapat Aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang-orang yang hidup sebelum masa Galileo, yang menganggap bahwa benda yang massanya lebih besar jatuh lebih cepat dari benda yang lebih ringan dan bahwa laju jatuh benda sebanding dengan massa benda tersebut. Mungkin sebelum belajar pokok bahasan ini, anda juga berpikiran demikian.

Jatuhkan selembar kertas dan sebuah buku dari ketinggian yang sama. Kertas diletakkan di atas telapak tangan kiri dan buku diletakkan di atas telapak tangan kanan. Setelah dijatuhkan, buku tiba lebih dahulu di lantai, sedangkan kertas tiba kemudian. Sekarang, coba anda letakan kertas di atas buku lalu kertas dan buku dijatuhkan ke lantai. Kali ini, kertas dan buku tiba secara bersamaan di lantai.  

Suatu benda dikatakan mengalami gerak jatuh bebas jika benda tersebut bergerak tegak lurus menuju pusat bumi dan selama gerakannya, benda mengalami percepatan gravitasi konstan. Jika jatuh bebas di dekat permukaan bumi maka benda mengalami percepatan gravitasi bumi konstan sebesar 9,8 m/s² dan arah percepatan gravitasi menuju pusat bumi (tegak lurus menuju permukaan bumi). Untuk mempermudah perhitungan yang dilakukan oleh siswa yang sedang belajar, g dibulatkan menjadi 10 m/s².

Terdapat tiga situasi yang berbeda, antara lain :
1. Benda bergerak vertikal ke bawah tanpa kecepatan awal (tidak ada v_o). Misalnya buah jatuh dari pohon setelah terlepas dari tangkainya. Arah gerakan selalu ke bawah  dan benda mengalami percepatan karenanya percepatan gravitasi (g) selalu positif. Dalam buku fisika tertentu disebut gerak jatuh bebas
2. Benda bergerak vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu (ada v_o). Misalnya batu yang dilempar vertikal ke bawah. Arah gerakan selalu ke bawah dan benda mengalami percepatan karenanya g selalu positif. Dalam buku fisika tertentu disebut gerak vertikal ke bawah.
3. Benda bergerak vertikal ke atas dengan kecepatan awal tertentu. Setelah mencapai ketinggian maksimum, benda bergerak kembali ke bawah. Misalnya anda melempar kelereng vertikal ke atas lalu menangkapnya lagi ketika kelereng bergerak ke bawah. Ketika bergerak ke atas, benda mengalami perlambatan (g negatif), ketika bergerak ke bawah, benda mengalami percepatan (g positif). Dalam buku fisika tertentu disebut gerak vertikal ke atas.
Perlu diketahui bahwa jika benda mengalami salah satu dari ketiga kondisi di atas maka benda tersebut dikatakan bergerak jatuh bebas.

Rumus Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan contoh gerak lurus berubah beraturan karenanya rumus gerak jatuh bebas pada dasarnya sama dengan rumus gerak lurus berubah beraturan dan disesuaikan dengan kondisi gerak jatuh bebas.
Keterangan :
h = tinggi (meter), v_o = laju awal (meter/sekon), v_t = laju akhir (meter/sekon), t = waktu (sekon), g = percepatan gravitasi (meter / sekon²) = 9,8 m/s² atau 10 m/s².
Percepatan gravitasi konstan sebesar 10 m/s² (g positif – benda bergerak ke bawah), artinya laju benda bertambah 10 m/s setiap 1 sekon. 2 sekon kemudian, laju benda menjadi 20 m/s, 3 sekon kemudian laju benda menjadi 30 m/s. Perlambatan gravitasi konstan sebesar 10 m/s² (g negatif, benda bergerak ke atas) artinya laju benda berkurang 10 m/s² setiap 1 sekon. 2 sekon kemudian, laju benda berkurang 20 m/s. 3 sekon kemudian laju benda berkurang 30 m/s.
Percepatan atau perlambatan konstan hanya terjadi di dekat permukaan bumi. Dalam pokok bahasan hukum gravitasi Newton, anda akan belajar bahwa nilai g berkurang terhadap kuadrat jarak.

SEKIAN,,,,

Kecepatan Dan Kelajuan

 KECEPATAN DAN KELAJUAN

Kecepatan merupakan besaran vektor sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar. Kecepatan mempunyai besar dan arah, sedangkan kelajuan hanya mempunyai besar saja. Satuan internasional kecepatan dan kelajuan adalah meter per sekon, disingkat m/s atau ms^-1. Lambang kelajuan dan kecepatan adalah v (velocity).

Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata

Contoh soal.
1. Seorang siswa berjalan ke timur sejauh 2 meter selama 1 sekon. Berapa kelajuan rata-rata dan kebesar kecepatan rata-rata siswa tersebut ?
Pembahasan
Kelajuan rata-rata = 2 m/s
Besar kecepatan rata-rata = 2 m/s
Arah kecepatan rata-rata = arah perpindahan = timur

2. Seorang siswa berjalan ke timur sejauh 2 meter selama 1 sekon, lalu berjalan ke barat sejauh 1 meter selama 2 sekon. Berapa kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata siswa tersebut ?
Pembahasan
Kelajuan rata-rata = (2 meter + 1 meter) / (1 sekon + 2 sekon) = 3 meter / 3 sekon = 1 m/s
Besar kecepatan rata-rata = (2 meter – 1 meter) / (1 sekon + 2 sekon) = 1 meter / 3 sekon = 1/3 m/s
Arah kecepatan rata-rata = arah perpindahan = timur.
Pelajari contoh soal kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata agar anda lebih memahami kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata.

Kelajuan sesaat dan kecepatan sesaat
Kelajuan sesaat = jarak yang sangat kecil / selang waktu tempuh yang sangat singkat. Dengan kata lain, kelajuan sesaat merupakan jarak yang sangat kecil yang ditempuh selama selang waktu yang sangat singkat. Jika anda pernah mengendarai sepedamotor atau mobil, anda akan mengamati kelajuan sepeda motor atau mobil selalu berubah-ubah setiap saat selama sepeda motor atau mobil bergerak. Kelajuan sesaat ini ditunjukkan oleh speedometer.
Besar kecepatan sesaat = besar perpindahan yang sangat kecil / selang waktu tempuh yang sangat singkat. Dengan kata lain, besar kecepatan sesaat merupakan besar perpindahan yang sangat kecil yang ditempuh selama selang waktu yang sangat singkat.
Dalam fisika, kelajuan sesaat disingkat kelajuan dan kecepatan sesaat disingkat kecepatan. Perlu diketahui bahwa kita dapat menggantikan besar kecepatan dengan kelajuan. Hal ini dikarenakan besar kecepatan dianggap sama dengan kelajuan. Besar kecepatan dianggap sama dengan kelajuan karena jarak dan besar perpindahan bernilai sama jika sangat kecil. Walaupun jarak dan besar perpindahan tidak selalu sama (bandingkan pembahasan soal jarak dan perpindahan), tetapi jika jarak dan besar perpindahan sangat kecil maka keduanya pasti mempunyai nilai yang sama.

SEKIAN,,,,,