.com - Dinamika Partikel. Dinamika merupakan salah satu cabang mekanika yang membahas perihal penyebab dari suatu gerak. Suatu besaran yang menimbulkan gerak benda ialah gaya. Oleh sebab itu, pada dinamika partikel akan dibahas beberapa gaya yang bekerja pada benda dan gerak yang ditimbulkannya. Pada serpihan ini juga akan dibahas bagaimana relasi antara resultan gaya yang bekerja pada benda dengan percepatan yang dialami benda. Hubungan tersebut dijelaskan melalui aturan Newton perihal gerak benda. Hukum Newton umumnya dipakai untuk menganalisis beberapa masalah dinamika partikel sederhana menyerupai gerak di bidang datar, bidang miring, dan pada sistem katrol.
#1 Hukum I Newton
Hukum pertama Newton dikenal juga sebagai aturan kelembaman. Menurut aturan ini, jikalau tidak ada gaya luar atau resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda tersebut akan cenderung tetap membisu atau bergerak lurus beraturan.
#2 Hukum II Newton
Hukum kedua Newton menjelaskan relasi antara resultan gaya yang bekerja pada benda dengan hasil kali massa dan percepatan. Menurut aturan ini, percepatan yang dialami oleh sebuah benda sama dengan hasil bagi antara resultan gaya dengan massa benda tersebut.
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan yang dialami benda (m/s2).
#3 Hukum III Newton
Hukum III Newton menjaslkan fenomena agresi reaksi dari dua benda. Menurut aturan ketiga Newton, untuk setiap agresi ada suatu reaksi yang sama besar tetapi dengan arah yang berlawanan. Misalnya ketika anda menumbuk sebuah dinding dengan gaya F maka dinding akan memmemberikankan reaksi sebesar -F.
Hukum ketiga Newton merupakan aturan yang banyak penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk dimanfaatkan dalam bidang industri. Salah satu pemanfaatan konsep agresi reaksi dalam bidang industri ialah produk teknologi roket atau mesin jet.
#1 Gaya Berat
Gaya berat atau lebih sering disebut sebagai berat ialah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Besar gaya berat suatu benda merupakan hasil kali massa benda dengan percepatan gravitasi dimana benda tersebut berada. Sedangan massa merupakan ukuran kelembaman benda, yaitu kecenderungan benda untuk mempertahankan posisinya.
Keterangan :
W = gaya berat benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
#2 Gaya Normal
Gaya normal ialah gaya yang tegak lurus terhadap bidang. Gaya normal bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Jika sebuah benda diletakkan di atas sebuah lantai datar, maka arah gaya berat ke bawah sedangkan gaya normal arahnya ke atas.
Untuk benda yang diletakkan di atas bidang datar dan benda dalam keadaan membisu (tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda contohnya gaya tarik atau dorong), maka besar gaya normal akan sama dengan gaya berat benda tersebut.
Keterangan :
N = gaya normal (N)
W = gaya berat benda (N).
Perlu diingat bahwa persamaan di atas hanya berlaku untuk benda membisu di atas suatu bidang. Untuk kondisi lainnya, besar gaya normal bergantung pada posisi dan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Untuk lebih jelasnya akan dibahas pada halaman khusus gaya normal.
#3 Gaya Gesekan
Gaya ukiran ialah gaya yang timbul jawaban dua permukaan saling bersentuhan. Gaya gesek merupakan gaya hambat yang menghambat gerak benda. Gaya ukiran bekerja dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak benda. Jika sebuah benda ditarik ke kanan, maka gaya gesekannya ke kiri, begitu sebaliknya.
a). Gaya Gesek Statis
Gaya ukiran statis ialah gaya gesek yang bekerja pada benda dalam keadaan diam. Gaya gesek statis mulai dari nol dan membersar sesuai dengan gaya dorong yang dimemberikankan sampai mencapai suatu evaluasi maksimum. Besar gaya gesek statis sama dengan hasil kali koefisien gesek statis dengan gaya normal.
Keterangan :
fs = besar gaya ukiran statis (N)
μs = koefisien ukiran statis
N = gaya normal (N).
b). Gaya Gesek Kinetis
Gaya ukiran statis ialah gaya ukiran yang bekerja pada benda dalam keadaan bergerak. Gaya ukiran kinetis selalu lebih kecil daripada gaya ukiran statis maksimum. Besar gaya gesek kinetis yang dialami oleh suatu benda sama dengan hasil kali koefisien gesek kinetis dengan gaya normal.
Keterangan :
fk = besar gaya ukiran kinetis (N)
μk = koefisien ukiran kinetis
N = gaya normal (N).
#4 Gaya Tegangan Tali
Pada masalah dua benda yang dihubungkan dengan tali atau pada sistem katrol, maka ada satu gaya lagi yang bekerja pada benda, yaitu gaya tegangan tali. Gaya ini bekerja pada ujung-ujung tali dan arahnya bergantung posisi benda serta benda mana yang ditinjau. Besar tegangan tali yang dialami benda bergantung pada kasusnya.
#5 Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal merupakan gaya yang bekerja pada suatu benda yang bergerak melingkar. Gayah ini bekerja dengan arah menuju sentra lintasan. Besar gaya sentripetal sama dengan hasil kali massa dengan percepatan sentripetal yang dialami benda.
Keterangan :
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa benda (kg)
as = percepatan sentripetal (m/s2).
Secara umum, duduk kasus dinamika partikel sanggup diselesaikan dengan menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada benda kemudian menganalisis kondisinya apakah berlaku aturan pertama Newton atau aturan kedua Newton. Jika benda diam, maka berlaku aturan I Newton, sedangkan jikalau benda bergerak (mengalami percepatan), maka berlaku aturan II Newton.
Jika sebuah benda mengalami beberapa gaya sehingga mengakibatkan benda bergerak, maka besar percapatan yang dialami oleh benda sanggup dihitung dengan rumus memberikankut:
Keterangan :
a = percepatan yang dialami benda (m/s2)
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg).
Demikianlah kumpulan rumus dan rnagkuman teori fisika perihal dinamika partikel yang sanggup edutafsi bagikan supaya sanggup menjadi media pembelajaran. Jika rumus dan rangkuman ini memberi manfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
A. Formulasi Hukum Newton
Hukum Newton perihal gerak benda merupakan aturan yang paling umum diterapkan untuk menganalisis dinamika gerak suatu benda dan merupakan dasar mekanika klasik. Secara umum hukm Newton menggambarkan relasi antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang ditimbulkannya. Hukum Newton dibedakan menjadi aturan tiga, yaitu aturan I, aturan II, dan aturan III Newton.#1 Hukum I Newton
Hukum pertama Newton dikenal juga sebagai aturan kelembaman. Menurut aturan ini, jikalau tidak ada gaya luar atau resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda tersebut akan cenderung tetap membisu atau bergerak lurus beraturan.
| ∑F = 0 |
#2 Hukum II Newton
Hukum kedua Newton menjelaskan relasi antara resultan gaya yang bekerja pada benda dengan hasil kali massa dan percepatan. Menurut aturan ini, percepatan yang dialami oleh sebuah benda sama dengan hasil bagi antara resultan gaya dengan massa benda tersebut.
| ∑F = m . a |
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan yang dialami benda (m/s2).
#3 Hukum III Newton
Hukum III Newton menjaslkan fenomena agresi reaksi dari dua benda. Menurut aturan ketiga Newton, untuk setiap agresi ada suatu reaksi yang sama besar tetapi dengan arah yang berlawanan. Misalnya ketika anda menumbuk sebuah dinding dengan gaya F maka dinding akan memmemberikankan reaksi sebesar -F.
| F agresi = -F reaksi |
Hukum ketiga Newton merupakan aturan yang banyak penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk dimanfaatkan dalam bidang industri. Salah satu pemanfaatan konsep agresi reaksi dalam bidang industri ialah produk teknologi roket atau mesin jet.
B. Jenis-jenis Gaya
Dalam dinamika partikel khususnya untuk gerak lurus dan gerak melingkar, terdapat beberapa gaya yang bekerja pada benda yang perlu ditinjau untuk menuntaskan suatu persoalan. Beberapa gaya yang umum dibahas antaralain gaya berat benda, gaya normal, gaya gesekan, dan gaya tegangan tali.#1 Gaya Berat
Gaya berat atau lebih sering disebut sebagai berat ialah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Besar gaya berat suatu benda merupakan hasil kali massa benda dengan percepatan gravitasi dimana benda tersebut berada. Sedangan massa merupakan ukuran kelembaman benda, yaitu kecenderungan benda untuk mempertahankan posisinya.
| W = m . g |
Keterangan :
W = gaya berat benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
#2 Gaya Normal
Gaya normal ialah gaya yang tegak lurus terhadap bidang. Gaya normal bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Jika sebuah benda diletakkan di atas sebuah lantai datar, maka arah gaya berat ke bawah sedangkan gaya normal arahnya ke atas.
Untuk benda yang diletakkan di atas bidang datar dan benda dalam keadaan membisu (tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda contohnya gaya tarik atau dorong), maka besar gaya normal akan sama dengan gaya berat benda tersebut.
| N = W = m.g |
Keterangan :
N = gaya normal (N)
W = gaya berat benda (N).
Perlu diingat bahwa persamaan di atas hanya berlaku untuk benda membisu di atas suatu bidang. Untuk kondisi lainnya, besar gaya normal bergantung pada posisi dan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Untuk lebih jelasnya akan dibahas pada halaman khusus gaya normal.
#3 Gaya Gesekan
Gaya ukiran ialah gaya yang timbul jawaban dua permukaan saling bersentuhan. Gaya gesek merupakan gaya hambat yang menghambat gerak benda. Gaya ukiran bekerja dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak benda. Jika sebuah benda ditarik ke kanan, maka gaya gesekannya ke kiri, begitu sebaliknya.
a). Gaya Gesek Statis
Gaya ukiran statis ialah gaya gesek yang bekerja pada benda dalam keadaan diam. Gaya gesek statis mulai dari nol dan membersar sesuai dengan gaya dorong yang dimemberikankan sampai mencapai suatu evaluasi maksimum. Besar gaya gesek statis sama dengan hasil kali koefisien gesek statis dengan gaya normal.
| fs = μs . N |
Keterangan :
fs = besar gaya ukiran statis (N)
μs = koefisien ukiran statis
N = gaya normal (N).
b). Gaya Gesek Kinetis
Gaya ukiran statis ialah gaya ukiran yang bekerja pada benda dalam keadaan bergerak. Gaya ukiran kinetis selalu lebih kecil daripada gaya ukiran statis maksimum. Besar gaya gesek kinetis yang dialami oleh suatu benda sama dengan hasil kali koefisien gesek kinetis dengan gaya normal.
| fk = μk . N |
Keterangan :
fk = besar gaya ukiran kinetis (N)
μk = koefisien ukiran kinetis
N = gaya normal (N).
#4 Gaya Tegangan Tali
Pada masalah dua benda yang dihubungkan dengan tali atau pada sistem katrol, maka ada satu gaya lagi yang bekerja pada benda, yaitu gaya tegangan tali. Gaya ini bekerja pada ujung-ujung tali dan arahnya bergantung posisi benda serta benda mana yang ditinjau. Besar tegangan tali yang dialami benda bergantung pada kasusnya.
#5 Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal merupakan gaya yang bekerja pada suatu benda yang bergerak melingkar. Gayah ini bekerja dengan arah menuju sentra lintasan. Besar gaya sentripetal sama dengan hasil kali massa dengan percepatan sentripetal yang dialami benda.
| Fs = m . as |
Keterangan :
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa benda (kg)
as = percepatan sentripetal (m/s2).
C. Analisis Dinamika Partikel
Dinamika partikel bekerjsama tidak hanya membahas dinamika gerak lurus tetapi juga gaya-gaya pada gerak melingkar. Namun, pada kesempatan ini hanya akan dirangkum beberapa pola analisis dinamika partikel sederhana yang cukup sering muncul dalam soal.Secara umum, duduk kasus dinamika partikel sanggup diselesaikan dengan menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada benda kemudian menganalisis kondisinya apakah berlaku aturan pertama Newton atau aturan kedua Newton. Jika benda diam, maka berlaku aturan I Newton, sedangkan jikalau benda bergerak (mengalami percepatan), maka berlaku aturan II Newton.
Jika sebuah benda mengalami beberapa gaya sehingga mengakibatkan benda bergerak, maka besar percapatan yang dialami oleh benda sanggup dihitung dengan rumus memberikankut:
|
Keterangan :
a = percepatan yang dialami benda (m/s2)
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg).
Demikianlah kumpulan rumus dan rnagkuman teori fisika perihal dinamika partikel yang sanggup edutafsi bagikan supaya sanggup menjadi media pembelajaran. Jika rumus dan rangkuman ini memberi manfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Advertisement