fisika hukum newton

Download Fisika hukum newton

Post on 14-Jan-2017

859 views

Category:

Education

10 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    186

    FISIKA KELAS X

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. BAB V

    PENERAPAN HUKUM HUKUM NEWTON

    Banyak orang yang pernah duduk di bawah pohon yang sedang berbuah dan melihat sebutir buah jatuh dari tangkai pohon ke tanah. Tentunya kamu juga banyak yang pernah mengalaminya. Bagi kebanyakan orang kejadian itu adalah hal biasa. Namun bagi Isaac Newton duduk-duduk di bawah pohon apel dan melihat sebutir apel jatuh dari pohonnya menginspirasikan untuk melakukan pemikiran-pemikiran lebih jauh tentang fenomena-fenomena alam. Sehingga menobatkan dirinya menjadi ilmuwan terbesar di abad XVII. Newton yang lahir prematur dan masa kecilnya biasa-biasa saja namun suka sekali membaca mampu menghasilkan karya-karya pemikiran revolusioner dalam dinamika, gravitasi, optik, kalkulus, maupun kimia. Dia seorang yang sangat mahir di bidang matematika, fisika maupun kimia. Kamupun bisa mahir dalam bidang akademik bila keranjingan membaca seperti Newton. Dalam bab ini kamu dapat memperdalam sebagian pemikiran-pemikiran Newton yaitu tentang dinamika gerak.

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    187

    Peta Konsep Bab 5

    HUKUM I

    NEWTON

    GAYA NORMAL

    HUKUM III

    NEWTON

    PERCEPATAN

    HUKUMHUKUM

    NEWTON

    GAYA GESEK

    GAYA

    HUKUM II

    NEWTON

    GAYA SENTRIPETAL

    GAYA BERAT GAYA SENTRIPETAL

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    188

    BAB V

    PENERAPAN HUKUM HUKUM NEWTON

    Mainan yang terbuat dari gabus, batang korek api, mur dan astronot diangkasa bertahan dalam posisi diam karena tidak ada resultan gaya yang bekerja padanya. Benda cenderung mempertahankan keadaannya. Bila ada resultan gaya pada benda maka benda itu akan cenderung bergerak searah dengan arah resultan gaya itu. Sepeda motor dan pengendaranya dalam kondisi bergerak di udara karena sebelumnya telah bergerak didorong dengan gaya mesinnya. Sir Isaac Newton (1642 1727) telah mengemukakan hukum-hukum itu pada abad ke 17. Tepatnya pada tahun 1686 Newton menerbitkan buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica yang memuat hukum-hukum dasar tentang dinamika.

    Standar Kompetensi

    Menerapkan konsep dan prinsip dasar

    kinematika dan

    dinamika benda titik

    Kompetensi Dasar

    Menerapkan hukum Newton sebagai

    prinsip dasar dinamika

    untuk gerak lurus,

    gerak vertikal, dan

    gerak melingkar

    beraturan

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    189

    A. Hukum - Hukum Newton Tentang Gerak

    Manusia dan hewan dapat menarik benda-benda karena adanya gaya otot, kendaraan dapat bergerak karena adanya gaya mesin, ketapel bisa melemparkan batu karena adanya gaya pegas. Kita dapat berjalan di lantai karena adanya gaya gesek antara kaki dengan lantai. Bumi tarik menarik dengan bulan karena adanya gaya gravitasi.Apakah gaya itu? Apa akibat gaya yang dikenakan pada pada benda yang diam?. Apakah benda yang diam tidak memiliki gaya? Pada bagian ini Kamu akan mempelajari gaya dan hukum-hukum tentang gaya.

    1. Gaya

    Gaya merupakan salah satu konsep fisika yang sangat abstrak. Gaya dapat berupa

    dorongan atau tarikan yang bekerja pada sebuah benda.

    Sebagai contoh mobil dapat bergerak karena didorong oleh gaya mesin, namun

    bila mobil mogok dan memerlukan orang yang mendorong mobil mogok itu,

    dikatakan orang memberikan gaya dorong yang bersumber dari tenaga ototnya.

    Tujuan Pembelajaran Menyebutkan hukum-hukum Newton

    Menerapkan hukum-hukum Newton dalam persoalan

    Gambar 1. Mobil bisa bergerak

    karena adanya gaya mesin

    Isaac Newton menemukan hukum-hukum Newton tentang

    gerak yang mendasari mekanika dalam Fisika, khususnya

    kinematika dan dinamika. Selanjutnya beliau juga

    menemukan hukum gravitasi Newton yang menjelaskan

    secara gamblang interaksi benda-benda di seluruh alam

    semesta ini.

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    190

    F

    Gambar 2. Menggambarkan gaya

    pada suatu benda dengan anak

    panah

    Gaya dapat diartikan juga sebagai interaksi antara sebuah benda dengan

    lingkungannya. Sebagai contoh gaya gravitasi matahari, bulan dan bumi seperti

    pada gambar. Gaya gravitasi adalah interaksi antara sebuah benda bermassa m

    dengan benda lain di sekitarnya.

    Secara umum gaya dapat ditimbulkan oleh listrik, magnet, elektromagnet, otot,

    gravitasi, gesekan, fluida, pegas, partikel inti atom, dan sebagainya. Sehingga kita

    mengenal gaya listrik, gaya magnet, gaya elektromagnet, gaya otot, gaya tegangan

    tali, gaya gesekan, gaya pegas, gaya apung/Archimedes, gaya inti, dan

    sebagainya.

    Pada gaya pegas dapat membuat getaran beban yang dipasang di ujungnya apabila

    beban tersebut di tarik atau diberi simpangan maksimum kemudian dilepas.

    Gerakan beban yang demikian itu disebut gerak harmonik.

    Jadi dapat disimpulkan bahwa gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang

    dapat menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda

    ditarik/didorong dan sebagainya maka pada benda bekerja gaya dan keadaan

    gerak benda dapat dirubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya termasuk besaran

    vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.

    Pengertian lain dari gaya adalah bahwa gaya merupakan penyebab timbulnya

    percepatan atau perlambatan. Besarnya gaya atau beberapa gaya yang diberikan

    pada sebuah kilogram standard didefinisikan sebagai percepatan dengan ketentuan

    bahwa bila gaya yang mempercepat 1 m/s2 sebuah massa kilogram standard

    didefinisikan sebesar 1 newton (N).

    Arah percepatan selalu

    searah dengan arah gaya.

    Arah tersebut ditunjukkan

    dengan arah anak panah.

    Sedangkan panjang garis

    mewakili besar gaya.

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    191

    Contoh

    1. Gambarlah dua buah gaya yang setitik tangkap yang membuat sudut

    lancip.

    Jawab:

    2. Gambarlah dua buah gaya 80 N dan 100 N yang setitik tangkap dan

    mengapit sudut 50

    Jawab:

    Analisa

    Gambarlah di buku tugasmu!

    1. Sebuah balok berada di atas lantai yang licin. Pada benda tersebut

    masing-masing bekerja gaya F1 = 2 N dan F2 = 3 N. Gambarkan gaya-

    gaya yang bekerja pada benda jika

    a. kedua gaya ke arah kanan.

    b. F1 ke kanan dan F2 ke kiri

    2. Seorang penerjun payung dapat melayang di udara, karena adanya

    gaya tahan udara yang bekerja pada parasut penerjun. Gambarkan

    gaya-gaya yang bekerja pada penerjun payung tersebut.

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    192

    2. Resultan dari Beberapa Gaya

    Gaya, demikian pula percepatan adalah besaran vektor, sehingga jika beberapa

    buah gaya bekerja pada sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda

    itu merupakan jumlah vektor dari gaya-gaya tersebut yang biasa disebut dengan

    resultan gaya ( R atau FR). Bila gaya- gaya bekerja pada benda mempunyai arah

    yang sama (berarti masing-masing gaya saling membentuk sudut 0) maka

    resultan gaya dapat ditentukan dengan menjumlahkan gaya-gaya tersebut secara

    aljabar. Persamaan resultan yang dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.

    R = F1 + F2

    =

    Dapat digambarkan dengan skema sebagai berikut.

    Penjumlah gaya segaris :

    Bila gaya- gaya bekerja pada benda berlawanan arah ( berarti masing-masing

    gaya saling membentuk sudut 180) maka resultan gaya dapat ditentukan dengan

    mengurangkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan resultan yang

    dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.

    R = F1 - F2

    F2 = 10 N

    F1 =20 N

    R R = 20 +10 = 30 N

    Gambar 3.Dua buah gaya searah

    F1 F2

    F2

    F1

    R= F1 + F2

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    193

    Gambar 5. Dua buah gaya yang

    tegak lurus beserta resultannya;

    Dapat digambarkan dengan skema sebagai berikut.

    Penjumlah gaya berlawanan arah:

    Bila pada benda bekerja dua buah gaya yang saling tegak lurus atau saling

    membentuk sudut 90, maka resultan gaya dapat ditentukan dengan teorema

    pithagoras sebagai berikut.

    2

    2

    2

    1 FFR

    Perhatikan gambar di samping, sebuah balok

    dikenai dua gaya yang saling tegak lurus 30 N

    dan 40 N. Resultan gedua gaya tersebut dapat

    ditentukan dengan teorema pitagoras , yaitu

    R = 302 + 40

    2 = 2500 = 50 N. Sedangkan

    arah gaya resultan dapat ditentukan dengan

    trigonometri tan = 30/40, sehingga =

    37. Arah resultan gaya itulah yang akan diikuti benda sebagai arah geraknya.

    Balok tersebut akan bergerak ke arah serong 37 dari arah horisontal atau searah

    dengan arah resultan gaya yang besarnya 50 N.

    Terkadang dua buah gaya yang bekerja pada suatu benda tidak selalu membentuk

    sudut 0, atau 180 maupun 90, namun membentuk sudut sembarang. Untuk

    Gambar 4. Dua gaya berlawan arah

    R= F1- F2

    F2 F2

    F1 F1

  • Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

    194

    itu perhitunga

Recommended

View more >