DINAMIKA GERAK PARTIKEL

Hukum I Newton

A.    Gaya Mempengaruhi Gerak Benda

       Mungkin Anda pernah mendorong mobil mainan yang diam, jika dorongan Anda lemah mungkin mobil mainan belum bergerak, jika gaya dorong diperbesar mobil bergerak atau jika Anda naik sepeda meluncur di jalan raya, jika sepeda direm, sepeda berhenti.

Yang menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan mempengaruhi gerakan benda .

Ada beberapa pengaruh gaya pada benda bila gaya bekerja pada suatu benda maka:

1.     Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, kemudian dari bergerak menjadi berhenti.

2.     Gaya dapat merubah arah gerak benda misalnya, ditunjukan pada gambar di atas.

3.     . Gaya juga dapat mengubah bentuk benda. Jika Anda memiliki balon, tiup dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan bentuk balon karena pengaruh gaya tekan.

Contoh  1

Pada gambar 1.4. dimaksudkan beban B meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 ms-1. Jika F1 = 10 N; F2 = 20 N, berapa besar F3?

Jawab Sesuai dengan Hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan tetap) adalah nol.

F= 0   

F1 + F3 – F2 = 0     

F3       = F2-F1         

F3       = 20-10        

F3       = 10 N

Hukum II Newton

Gaya merupakan penyebab perubahan gerak benda. Perubahan gerak

benda yang dimaksudkan di sini dapat berarti perubahan kelajuannya atau

perubahan kecepatannya.

Perubahan kecepatan tiap satuan waktu disebut percepatan. Memperlihatkan beban bermassa m dalam keadaan bergerak dengan kecepatan V1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F) yang searah dengan V1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi V2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan kecepatan (DV) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m.

Menurut Hukum Newton, besar perubahan kecepatan atau percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan. Atau secara matematis.

Ternyata jika masa benda (m) dikalikan dengan percepatan nilainya sama dengan besar gaya yang dikerjakan, sehingga dapat ditulis:

m = F.a

dengan F = resultan gaya yang bekerja (N) m = massa benda (kg) a = percepatan atas benda (m/s2) .

Aplikasi Hukum II Newton pada beberapa Sistem Benda

 1. Benda pada bidang miring yang licin apabila sebuah benda diletakkan di puncak bidang miring yang licin, maka benda tersebut akan meluncur turun pada bidang miring tersebut. Saat bergerak turun benda mengalami percepatan gravitasi sehingga kecepatannya makin  lama makin besar.

2. Sistem Katrol Sistem Katrol terdiri atas katrol, tali dan benda. Pada bagian ini Anda akan mempelajari sistem katrol tanpa gesekan.    

         

Hukum III Newton

Untuk memahami pengertian gaya aksi-reaksi, coba Anda perhatikan gambar dibawah ini.

Pada gambar tersebut, Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang dirasakan oleh Amir? Amir merasa bahwa tangannya didorong oleh dinding dengan gaya F1.

Gaya F1 disebut gaya reaksi karena gaya ini timbul setelah F dikerjakan pada tembok. Jadi F adalah gaya yang dikerjakan Amir pada tembok dan F1 adalah gaya yang dikerjakan tembok   

Newton menjelaskan peristiwa ini dengan pernyataan: Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B (gaya aksi FAB), maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A (gaya reaksi, FBA) Ini disebut Hukum III Newton. Pernyatan matematisnya ialah:  

F = - F1 atau FAB = - FBA

Mengenal Berbagai Macam Gaya

1.     Gaya Berat

Dalam percakapan sehari-hari, sering kita dengar istilah berat. Misalnya “Amir disuruh ibunya membeli gula yang beratnya 2 kg.” Dalam fisika, kata yang dimaksudkan oleh ibu Amir seharusnya adalah massa, yaitu jumlah zat yang terkandung dalam suatu benda (selalu tetap di manapun berada).

Lalu apakah berat itu? Berat suatu benda adalah massa suatu benda yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi, di tempat yang gravitasinya berbeda berat benda akan berubah.

Berdasarkan Hukum II Newton, berat benda dirumuskan:

W= m.g

2.     Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak

Gambar  memperlihatkan gaya normal sebagai gaya kontak.

 Gaya normal tegak lurus bidang kontak.      

3.     Gaya Gesekan

gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.