Jenis Gerak, GLB dan GLBB

 

Gerak bersifat relatif : Benda dikatakan bergerak oleh titik acuan yang dianggap diam.  Misalnya sepeda motor bergerak dengan kecepatan 30 m/s ia dikatakan bergerak oleh titik acuan yang diam misalnya pengamat.  Contoh lain penumpang di dalam bis sedang duduk di kursi sedangkan bus bergerak dengan kecepatan 50 m/s sedang pengamat di tepi jalan diam, dalam hal ini dikatakan penumpang diam terhadap bus sedang orang yang ditepi jalan itu dikatakan bergerak terhadap penumpang dengan kecepatan - 50 m/s.
Masalah sehari-hari berhubungan dengan gerak relatif :
Di gerbang pintu SMAN Ngantang sedang bergerak sepeda motor ke kanan dengan kecepatan 10 m/s,  dan juga dari arah kambal bergerak mobil dengan kecepatan 40 m/s.  Andi diam di pintu gerbang menunggu bis puspa indah.
menurut andi berapa kecepatan motor?
menurut andi berapa kecepatan mobil?
menurut sepeda motor berapa kecepatan mobil?
menurut mobil berapa kecepatan sepeda motor?
Berdasarkan Lintasannya gerak dibagi menjadi ;
1. Gerak lurus
2. Gerak melingkar
3. Gerak parabola
4. Gerak acak
Berdasarkan kecepatanya gerak dibagi menjadi :
1. Gerak dengan kecepatan tetap setiap saat
2. Gerak dengan kecepatan berubah beraturan setiap saat
3. Gerak dengan kecepatan berubah tidak beraturan
Berdasarkan posisi benda yang bergerak pada bidang kartesius gerak dibagi menjadi
1. Gerak arah sumbu x, misalnya Gerak lurus beraturan arah horisontal (GLB), GLBB arah horisontal
2. Gerak arah sumbu y, misalnya gerak jatuh bebas (GJB), gerak vertikal ke atas (GVA), gerak vertika ke bawah
3. Gerak perpaduan arah sumbu x dan y, misalnya Gerak Parabola, Gerak Melingkar.
Perhatikan animasi berikut ini :

yang pertama bola menuruni bidang miring, Gerak Lurus Berubah Beraturan dipercepat (a = + ) Vo = 0
yang kedua bola mendatar arah positif ada perlambatan arah percepatan berlawanan dengan arah kecepatan
yang ketiga adalah gerak melingkar arah percepatan menuju pusat lingkaran dan arah kecepatan Tegak Lurus arah percepatan
yang keempat Gerak Berubah Beraturan deperlambat ( a = - ) dan Vo tidak nol, tapi kecepatan akhir = 0
GERAK LURUS BERATURAN.
Gerak dengan lintasan berupa garis lurus dimana kecepatan benda selalu tetap setiap saat dan nilai percepatannya nol.  Perhatikan animasi dari http://www.physicsclassroom.com/mmedia/kinema/cpv.cfm berikut ini.

Tanda plus menunjukkan posisi awal, jarak titik ke titik berikutnya menunjukkan perubahan posisi per waktu.
gravik kiri (s-t),  grafik tengah (v-t) sedangkan grafik kanan ( a-t) dimana a = nol atau tidak mempunyai percepatan.
Dalam hal gerak lurus maka besarnya perpindahan sama dengan Jarak tempuh dan besar kecepatan sama dengan kelajuannya sehingga diperoleh rumusan :

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN.
Yaitu gerak dengan lintasan berupa garis lurus, dan kecepatannya selalu berubah secara beraturan setiap waktunya.  Perubahan kecepatan tiap satuan waktu inilah yang dimaksud dengan percepatan.  Percepatan dapat bernilai positif atau pun negatif. Perhatikan animasi gif berikut ini (http://www.physicsclassroom.com/mmedia/kinema/pvpa.cfm) : 

Tanda plus menunjukkan posisi awal benda,  jarak tiap titik menununjukkan delta S atau perubahan posisi benda setiap waktu (terlihat tiap waktu bertambah mengikuti grafik fungsi kwadrat).
Grafik kiri (s-t) berupa fungsi kwadratik yaitu berupa kurva, grafik tengah (v-t) berupa fungsi linier menunjukkan bahwa kecepatan selalu berubah dan grafik kanan (a-t) menunjukkan nilai percepatan konstan (tidak sama dengan nol)
Bandingkan dan pelajari perbedaan animasi dan grafik dari GLBB dan GLB.  Sehingga pada GLBB terdapat besaran fisika yang baru yaitu percepatan.  Perumusannya :

 

.vt  =  kecepatan akhir atau kecepatan saat t tertentu

.vo =  kecepatan awal

  a  =  percepatan

  t   =  waktu

  s  =  jarak tempuh

Gaya

PENGERTIAN GAYA

Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :

1) benda diam menjadi bergerak

2) benda bergerak menjadi diam

3) bentuk dan ukuran benda berubah

4) arah gerak benda berubah

Macam – macam Gaya

Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan

sebagai berikut :

(1) gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin

(2) gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet

(3) gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi

(4) gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas

(5) gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik

Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :

(1) gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.

(2) gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda.

Menggambar Gaya

Gaya merupakan besaran vektor ( memiliki nilai dan arah). Oleh karena itu, gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor .

GABUNGAN ( resultan ) gaya

Resultan gaya (R), yaitu penjumlahan beberapa gaya yang bekerja segaris. Sehingga secara matematis ditulis :

Untuk memudahkan perhitungan maka, gaya yang berarah kekanan atau keatas diberi tanda positif (+), dan gaya yang berarah kekiri maupun kebawah diberi tanda negatif (-)

Gaya – gaya Searah

Perhatikan gambar berikut :

Maka Nilai R = F₁ + F₂ = ( 2 + 6 ) N = 8 N

Gaya – gaya Yang Berlawanan Arah

Perhatikan gambar berikut :

Maka nilai R = F₁ + F₂ = ( -4 + 16 ) N = 12 N

Gaya-gaya Yang membentuk Sudut 90^o ( Siku-siku )

Perhatikan berikut :

F₁ = 4 N Fr

F₂ = 3 N

Fr = √ F₁ ² + F₂ ² = √ 4² + 3² = √ 25 = 5 N

Arahnya menuju ke arah 45⁰ , di tengah-tengah dari kedua gaya yang bekerja tersebut

Kedudukan yang Seimbang

Dua buah gaya dikatakan seimbang apabila kedua gaya itu sama besar, berlawanan arah, dan terletak satu garis. Resultan gaya – gaya yang seimbang R = 0.

Apabila suatu benda dalam keadaan seimbang (R= 0), maka benda tidak mengalami perubahan gerak sehingga :

(1) benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam

(2) benda yang mengalami GLB akan tetap mengalami GLB.

hukum newton

Newton merupakan ilmuwan Inggris yang mendalami Dinamika, yaitu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. Newton mengemukakan tiga hukum tentang gerak :

Hukum I Newton

Hukum Kelembaman ( F = 0 )

“ Suatu benda yang diam akan tetap diam, dan suatu benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada gaya luar yang bekerja pada benda itu“.

Hukum II Newton

“ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda tersebut“

Secara matematis ditulis :

dengan : F = gaya luar ( N atau kg ms^-2 )

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (ms^-2)

Hukum III Newton

Hukum aksi reaksi

“ Suatu benda mendapatkan gaya dikarenakan berinteraksi dengan benda yang lain“

F aksi = - F reaksi

Secara matematis ditulis :

tanda (-) menunjukkan arah gaya yang berlawanan .

gaya gesekan

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda.

dengan Fg = gaya gesekan

Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran permukaan sentuh. Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang timbul.

Cara memperkecil gaya gesekan :

(1) memperlicin permukaan, misal dengan pemberian minyak pelumas atau mengampelas permukaan.

(2) memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, misal kapal laut yang bagian dasarnya berupa pelampung yang diisi udara.

(3) meletakkan benda di atas roda – roda, sehingga benda lebih mudah bergerak.

Gaya Gesekan yang Merugikan

Contoh gaya gesekan yang merugikan :

(1) gaya gesekan pada mesin mobil dan kopling menimbulkan panas yang berlebihan sehingga mesin mobil cepat rusak karena aus.

(2) gaya gesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil cepat aus dan tipis.

(3) gaya gesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.

Gaya berat / BERAT benda

Berat benda adalah pengaruh gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut. Sehingga W = m g.

dengan :

W = berat benda ( N )

m = massa benda yaitu ukuran banyaknya

zat yang terkandung pada benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 ms^-2)

  sumber:http://www.fisikaonline.com/index.php?option=com_content&view=article&id=72:gaya-dan-hukum-newton&catid=14:suhu&Itemid=90

Momentum dan Impuls dalam pembahasan fisika adalah sebagai satu kesatuan karena momentum dan Impuls dua besaran yang setara. Dua besaran dikatakan setara seperti momentum dan Impuls bila memiliki satuan Sistim Internasional(SI) sama atau juga dimensi sama seperti yang sudah dibahas dalam besaran dansatuan.  Posting kali ini akan sedikit membahas mengenai pengertian momentum dan impuls.

 

Pengertian Momentum

Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

  P = m.v

Keterangan

• P = momentum(kg.m/s)
• M=massa(kg)
• V=kecepatan(m/s)

Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel yang bergerak.

Contoh

Sebuah bus bermassa 5 ton bergerak dengan kecepatan tetap 10 m/s. Berapa momentum yang dimiliki bus tersebut?

Penyelesaian:

Dengan menggunakan persamaan diatas maka kita mendapatkan besar momentum bus sebesar P = mv

P = 5000 kg x 20 m/s

P= 100000 kg m/s

(catatan 1 ton = 1000 kg)

Pengertian Impuls

Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Atau Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang, bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukulan, gaya yang bekerja sangat singkat.

  I=F.Δt

Keterangan

• I= impuls
• F=gaya(N)
• Δt=selang waktu(s)

Contoh:

Sebuah bola dipukul dengan gaya 50 Newton dengan waktu 0,01 sekon. Berapa besar Impus pada bola tersebut?

Penyelesaian

Dengan menggunakan persamaan diatas maka

I=F.Δt

I=50 N. 0,01s

I=0,5 Ns

Impuls sama dengan perubahan momentum

Suatu partikel yang bermassa m bekerja gaya F yang konstan, maka setelah waktu  Δt partikel tersebut bergerak dengan kecepatan

V_t=V₀+ a Δt seperti yang sudah dibahas pada post glbb(gerak lurus berubah beraturan)

Menurut hukum ke-2 Newton:

  F=m.a,

Dengan subtitusi kedua persamaan tersebut maka diperoleh

 I=F.Δt = mv_t – mv₀

Keterangan

• mv_t = mementum benda pada saat kecepatan v_t
• mv₀ = mementum benda pada saat kecepatan v₀

Contoh soal

Sebuah bola sepak massa 200 gram menggelinding ke arah timur dengan kecepatan 2 m/s. Ditendang dalam waktu 0,1 sekon. Sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s pada arah yang sama. Tentukan gaya yang diberikan kaki penendang terhadap bola!

 

Soal ini bisa diselesaikan dengan  konsep   Impuls=perubahan momentum