redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Pengertian Dinamika

Sobat Pintar, gerak merupakan perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri dapat berupa titik awal posisi benda, titik tempat pengamat, atau suatu posisi lain yang dijadikan acuan. Oleh karena gerak bergantung terhadap titik acuan, maka gerak bersifat relatif.

Secara sederhana, gerak dapat diartikan sebagai perubahan posisi. Ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak dengan memperhatikan aspek penyebabnya disebut dinamika. Pembahasan tentang dinamika akan berhubungan dengan gerak benda dan penyebabnya, dimana konsep hukum Newton tentang gerak akan menyertainya.

Ilmu ini ditemukan pertama kali oleh Galileo (1564 – 1642). Menurut Galileo, bila sebuah benda dibiarkan sendiri, maka akan bergerak lurus beraturan dan akan berhenti pada suatu titik. Pernyataan ini dikenal sebagai prinsip Galileo, yang secara kuantitatif dirumuskan oleh Sir Isaac Newton dalam hukumnya yang pertama.

Dinamika mendeskripsikan evolusi waktu dari sistem. Meskipun demikian, konsep dinamika tidaklah dikurung untuk fisika, namun terjadi dalam banyak bidang lain: teknik, kimia, biologi, juga dalam ekologi, ekonomi, dan seterusnya.

Dinamika nonlinier mendeskripsikan evolusi waktu melalui persamaan gerak nonlinier, bisa jadi persamaan diferensial biasa, persamaan diferensial parsial, persamaan diferensial, iterasi pemetaan, dan seterusnya. Persamaan gerak nonlinier mencangkup rentang waktu yang begitu panjang, yakni sejak awal sains.

Latihan 1

Apa yang dimaksud dengan dinamika?

A. Cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu objek tanpa memperhatikan apa penyebabnya.

B. Cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak benda dan sistem benda tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan.

C. Cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam gerakan itu.

D. Cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya

E. Cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, dan perubahan materi.

Latihan 2

Ilmu dinamika ditemukan pertama kali oleh ....

A. Sir Isaac Newton

B. Thomas Alfa Edison

C. Galileo

D. Albert Einstein

E. Nikola Tesla

Latihan 3

Dinamika dapat diterapkan dalam berbagai aspek, kecuali....

A. ekonomi

B. ekologi

C. biologi

D. perikanan

E. teknik

Latihan 4

Apa yang dijelaskan dalam Dinamika Non Linier?

A. evolusi progresif

B. makroevolusi

C. evolusi regresif

D. mikroevolusi

E. evolusi waktu

Latihan 5

Mengapa gerak bersifat relatif?

A. karena terukur dari posisi lain yang dijadikan acuan

B. karena perbedaan jarak tempuh

C. karena mengalami perubahan posisi

D. karena terjadi pada rentang waktu tertentu

E. karena memiliki kecepatan

Pengertian Hukum Newton

Tahukah Sobat Apa Itu Hukum Newton ??

Salah satu dampak yang ditimbulkan oleh suatu gaya yang bekerja pada sebuah benda adalah terjadinya perubahan gerak pada benda tersebut. Mekanika yang mempelajari gerak sebuah partikel yang memperhatikan gaya penyebabnya dinamakan dinamika partikel. Dinamika partikel tertuang dalam Hukum Newton.

Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya.

Mari kita ulas lebih lengkap ketiga hukum newton pada materi selanjutya

Klasifikasi Hukum Newton

Sobat Pintar, lalu apa saja sih jenis-jenis Hukum Newton?

Hukum I Newton

Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap.

Secara matematis, Hukum I Newton dapat ditulis sebagai berikut :

“Jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus”

Berlaku pada saat :

  • Benda dalam keadaan diam
  • Benda sedang bergerak dengan kecepatan benda konstan (GLB).
  • Tepat akan bergerak

Hukum II Newton

Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya.

Secara matematis, Hukum II Newton dapat ditulis sebagai berikut :

Keterangan :
m  = massa benda(kg)
a   = percepatan/perlambatan (m/s2)


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

Berlaku pada saat :

  • Benda sedang bergerak dengan kecepatan benda berubah (GLBB).

Hukum III Newton

Gaya-gaya aksi dan reaksi oleh dua buah benda pada masing-masing benda adalah sama besar dan berlawanan arah. Penekanan pada hukum ini adalah adanya dua benda, dalam arti gaya aksi diberikan oleh benda pertama, sedangkan gaya reaksi diberikan oleh benda kedua. Hukum ini dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, dan secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

“Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

Penerapan Hukum Newton Tentang Gerak

Berikut ini merupakan penerapan hukum newton tentang gerak :

Benda yang diletakkan pada bidang datar yang ditarik dengan sebuah gaya

Keterangan:

F   = gaya tarik (N)
fg = gaya gesekan (N)

m = massa benda (kg)

a   = percepatan (m/s2)

 

Dua Benda yang diletakkan pada bidang datar yang ditarik dengan sebuah gaya

 

Keterangan:

F = gaya tarik (N)
fg1 = gaya gesekan benda 1 (N)

fg2 = gaya gesekan benda 2 (N)

m1 = massa benda 1 (kg)

m2 = massa benda 2 (kg)

a = percepatan (m/s2)

 

Dua Benda yang salah satunya menggantung

Keterangan:

w2 = berat benda 2 (N).
fg = gaya gesekan benda 1 (N).

m1 = massa benda 1 (kg).

m2 = massa benda 2 (kg).

a = percepatan (m/s2).

 

Benda yang diletakkan pada bidang miring

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut!

Jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka …

  1. benda tidak akan dipercepat
  2. benda selalu diam
  3. perubahan kecepatan benda nol
  4. benda tidak mungkin bergerak lurus beraturan

Pernyataan yang benar adalah …

A. (1),(2) dan (3)

B. (1) dan (3) saja

C. (2) dan (4) saja

D. (4) saja

E. (1), (2), (3) dan (4)

Latihan 2

Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka besar gaya normal yang dikerjakan lantai lift terhadap orang tersebut adalah….

A. 180 N

B. 200 N

C. 340 N

D. 420 N

E. 600 N

Latihan 3

Sebuah balok bermassa 5 kg ( berat w = 50 N ) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

A. 5 kg

B. 5 N

C. 50 N

D. 50 kg

E. 0 N

Latihan 4

Sebuah benda bermassa 20 kg berada di atas lantai datar yang licin. Apabila gaya sebesar 50 N bekerja pada  benda  dengan arah mendatar selama 4 sekon. Berapakah besar percepatan yang dialami benda?

A. 2,5 m/s2

B. 5,0 m/s2

C. 6,5 m/s2

D. 7,5 m/s2

E. 9,0 m/s2

Latihan 5

Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti gambar. Jika sistem itu diam maka berapakah gaya F!

A. 200 N

B. 300 N

C. 500 N

D. 880 N

E. 1000 N

Pengertian Gaya

Apa sih Gaya Itu ??

Gaya, di dalam ilmu fisika, adalah interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris. Dengan kata lain, sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah objek dengan massa tertentu untuk mengubah kecepatannya (termasuk untuk bergerak dari keadaan diam), atau berakselerasi, atau untuk terdeformasi. Gaya memiliki besaran (magnitude) dan arah, sehingga merupakan kuantitas vektor. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N). Gaya sendiri dilambangkan dengan simbol F.

Klasifikasi Gaya

Nah Sobat Pintar, gaya dapat dikategorikan menjadi beberapa macam, diantaranya :

Gaya Berat (w)

Gaya berat atau berat didefinisikan sebagai perkalian antara massa benda dengan percepatan gravitasi.

w = m/g

Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa besarnya berat suatu benda berbanding lurus dengan percepatan gravitasi. Artinya jika percepatan gravitasi disuatu tempat besar, maka berat benda akan menjadi besar pula.

Karena gaya berat merupakan besaran vektor, maka arah dari gaya berat ini akan selalu menuju ke pusat bumi. Seperti dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Gaya Normal (N)

Gaya normal adalah gaya yang timbul akibat adanya interaksi antara partikel-partikel. Gaya normal umumnya terjadi pada dua benda yang bersentuhan dan memiliki arah tegak lurus bidang sentuh. Pada benda yang digantung bebas tidak terdapat gaya normal.

Karena gaya normal juga merupakan besaran vektor, maka arah gaya ini selalu tegak lurus dengan bidang yang bersentuhan.

 

Gaya Gesek (f)

Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Gaya gesek merupakan gaya yang timbul akibat kekasaran dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Komponen gaya gesek selalu sejajar dengan bidang  sentuh dan arahnya selalu berlawanan  dengan arah gerak benda. Oleh karena itu, gaya gesek bersifat menghambat gerak benda.  Gaya gesek dibedakan  menjadi  2, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. 

Dengan :

Latihan 1

Balok diam di atas permukaan bidang datar. Massa balok (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2. Besar dan arah gaya normal (N) adalah…

A. 5 Newton

B. 10 Newton

C. 15 Newton

D. 20 Newton

E. 25 Newton

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut!

Jika massa benda 500 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar gaya F minimal yang dibutuhkan agar beban berpindah adalah....

A. 5000 N

B. 500 N

C. 4000 N

D. 400 N

E. 50000 N

Latihan 3

Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30 . Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?

A. 100 N

B. 200 N

C. 300 N

D. 400 N

E. 500 N

Latihan 4

Sebuah benda bermassa 4 kg berada  pada bidang miring licin dengan sudut 60o.  Jika g = 10 m/s2. Berapakah berat benda terhadap sumbu y?

A. 10 N

B. 20 N

C. 25 N

D. 30 N

E. 45 N

Latihan 5

Sebuah benda bermasa 6 kg mendapat gaya dorong sebesar 20 N. Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2. Berapakah besar gaya normal yang bekerja benda tersebut ?

A. 30 Newton

B. 50 Newton

C. 60 Newton

D. 80 Newton

E. 100 Newton

Pengantar Hukum Newton tentang Gravitasi

Sobat Pintar, di materi sebelumnya kita sudah mempelajari gaya sentuhan/kontak dan gaya tidak sentuh. Gaya sentuhan terdiri dari normal (N), gaya gesekan (fg) ataupun gaya dorong itu sendiri. Sedangkan untuk gaya tak sentuh disebut juga dengan gaya medan ini muncul walaupun benda tidak bersentuhan contohnya gaya listrik, gaya magnet dan gaya gravitasi. 

Nah, sebelum mengungkapkan konsep gravitasi nya, Newton sebelumnya menyelidiki gerak-gerak benda angkasa, yaitu planet dan bulan. Dalam penyelidikan itu, Newton menyadari bahwa harus ada gaya pada bulan sehingga bulan tetap berada pada orbitnya mengitari bumi. Jika gaya ini tidak ada pada bulan maka bulan akan bergerak pada lintasan lurus. Pada suatu cerita, suatu ketika Newton sedang duduk bersantai di taman rumahnya dan memperhatikan sebuah apel yang jatuh dari pohon nya. Hal inilah yang menginspirasi Newton membahas ide gravitasi yang selalu di pikirkan selama ini. 

Hukum Gravitasi Newton

Sobat Pintar, untuk menyelidiki ide tentang gravitasi ini, Newton menghubungkan beerbagai parameter yang akan mempengaruhi tentang konsep gravitasi, seperti massa benda (m) dan jarak pisah (r) antara benda-benda yang saling berinteraksi satu dengan yang lainnya. Perhatikan gambar berikut ! 

Beradasarkan Hukum Gravitasi Newton di atas, telah dijelaskan bahwa Gaya Gravitasi merupakan gaya tarik menarik akibat interaksi dua buah benda, yang selau berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya, sehingga persamaan gaya gravitasi dapat ditulis : 

Medan Gravitasi

Sobat Pintar, kita sudah mempelajari terkait Gaya Gravitasi sekarang yuk kita lanjut ke topik terkait Medan Gravitasi !

Medan gravitasi adalah ruang yang masih dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Besaran yang menyatakan medan  gravitasi disebut  kuat medan gravitasi (g), yaitu gaya gravitasi tiap satuan massa. 

Kuat medan gravitasi (g) merupakan besaran vektor, yaitu medan yang setiap titiknya memiliki nilai dan arah. Garis-garis medan gravitasi (g) merupakan garis-garis bersambungan (kontinu) yang selalu mengarah menuju ke massa sumber medan gravitasi.

Kuat medan gravitasi (g) pada titik apapun dalam suatu ruang didefinisikan sebagai gaya gravitasi  (F) per satuan massa pada bermassa uji (M).

Kuat medan gravitasi terletak pada satu garis hubung yang menghubungkan titik kerja dan pusat massa sumber benda (M) dan arahnya selalu menuju ke pusat massa sumber benda (M). Berdasarkan analisa di atas, dapat disimpulkan bahwa medan gravitasi sama dengan percepatan gravitasi (g).

Latihan 1

Massa bumi adalah 6x1024  kg dan massa bulan adalah 7,4x1022  kg. Apabila jarak rata-rata Bumi dengan Bulan adalah 3,8x10m dan G = 6,67x10-11 Nm2/kg2 , Berapakah gaya gravitasi antara Bumi dengan Bulan?

A. 2,00 x 1020 N

B. 2,05 x 1020 N

C. 2,00 x 1021 N

D. 2,50 x 1021 N

E. 2,00 x 1022 N

Latihan 2

Tiga buah benda A, B, C diletakkan seperti pada gambar. Massa A, B, C berturut-turut 5 kg, 4 kg, dan 10 kg. Jika G = 6,67x1011Nm/kg. Berapakah besarnya gaya gravitasi pada benda A akibat pengaruh benda B dan C?

 

A. 4,08 x 10-11 N

B. 4,17 x 10-11 N

C. 4,35 x 10-11 N

D. 5,18 x 10-11 N

E. 7,26 x 10-11 N

Latihan 3

Jika massa bumi 5,98 x1024  kg dan jari-jari bumi 6.380 km, berapakah percepatan gravitasi di puncak Mount Everest yang tingginya 8.848 m di atas permukaan bumi? (G = 6,67 x 1011 Nm2 /kg2 )

A. 5,67 m/s2

B. 6,72 m/s2

C. 9,77 m/s2

D. 12,07 m/s2

E. 12,65 m/s2

Latihan 4

Apabila percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah g, Berapakah percepatan gravitasi suatu benda jika berada pada ketinggian 2 kali jari-jari bumi?

A. 1/3 g

B. 1/6 g

C. 1/9 g

D. 2/9 g

E. 1/12 g

Latihan 5

Percepatan gravitasi di suatu  tempat di permukaan Bumi adalah 10 m/s². Tentukanlah percepatan gravitasi partikel pada suatu titik yang berada pada ketinggian R dari permukaan Bumi (R = jari-jari Bumi) 

A. 2,5 m/s2

B. 5,0 m/s2

C. 7,5 m/s2

D. 8,0 m/s2

E. 100 m/s2

redesain-navbar Portlet