DINAMIKA - IPB University

DINAMIKADINAMIKA

StafStaf PengajarPengajar Fisika TPBFisika TPBDepartemen Fisika FMIPA IPBDepartemen Fisika FMIPA IPB

DINAMIKADINAMIKABahasan tentang Bahasan tentang kaitankaitan antaraantara keadaankeadaangerakgerak suatusuatu bendabenda dengandengan penyebabnyapenyebabnya

DiamDiam ↔↔ BergerakBergerakLambatLambat ↔↔ CepatCepatLurusLurus ↔↔ BerbelokBerbelok

Isaac Newton (1642 –1777), the greatest and most influential scientist who ever lived, was born in England on Christmas Day, 1642, the same year that Galileo died.

Sekarang kita pelajari hukum-hukum Newton

MengapaMengapa merekamereka bisabisa melakukannyamelakukannya??

TUJUAN INSTRUKSIONALTUJUAN INSTRUKSIONAL

•• SetelahSetelah mengikutimengikuti pertemuanpertemuan iniinimahasiswamahasiswa dapatdapat mmenentukan besaranenentukan besaran--besaran dinamika (gaya, massa dan besaran dinamika (gaya, massa dan percepatan) untuk persoalan dinamika percepatan) untuk persoalan dinamika dengan gaya tetapdengan gaya tetap

HukumHukum I Newton I Newton JikaJika resultanresultan gayagaya padapada suatusuatu bendabenda samasamadengandengan NolNol, , makamaka::

•• BendaBenda yang yang mulamula--mulamula diamdiam akanakan tetaptetap diamdiam•• BendaBenda yang yang mulamula--mulamula bergerakbergerak akanakan terusterus

bergerakbergerak dengandengan kecepatankecepatan konstankonstan

MungkinkahMungkinkah sebuahsebuah bendabenda tetaptetap diamdiam jikajikadikenaidikenai sebuahsebuah gayagaya??

tetap maka 0 Jika ==∑ vF

KelembamanKelembaman ((InersiaInersia))

BendaBenda cenderungcenderung mempertahankanmempertahankan keadaankeadaan awalnyaawalnyadandan malasmalas untukuntuk berubahberubah. .

ContohContoh::PernahkahPernahkah andaanda naiknaik angkotangkot? ? apaapa yang yang andaanda rasakanrasakanketikaketika mulaimulai bergerakbergerak secarasecara tibatiba--tibatiba, , dandan berhentiberhentidengandengan tibatiba--tibatiba pula? pula?

ManakahManakah yang yang lebihlebih lembamlembam, yang , yang massanyamassanya besarbesar atauataumassanyamassanya kecilkecil??

Physics Soccer

Part I Inertia

GAYAGAYA

•• GayaGaya munculmuncul sebagaisebagai interaksiinteraksi daridari duadua buahbuahbenda/sistembenda/sistem

•• PadaPada suatusuatu bendabenda bisabisa bekerjabekerja beberapabeberapa gayagayasekaligussekaligus. . GayaGaya--gayagaya iniini munculmuncul karenakarena adanyaadanyainteraksiinteraksi bendabenda tersebuttersebut dengandengan lingkungannyalingkungannya..

•• JikaJika bendabenda dalamdalam keadaankeadaan setimbangsetimbang, , resultanresultangayagaya yang yang bekerjabekerja padapada bendabenda tersebuttersebut adalahadalahnolnol

BERAT (BERAT (GayaGaya GravitasiGravitasi))

•• BeratBerat atauatau GayaGaya GravitasiGravitasi adalahadalah gayagayatariktarik bumibumi terhadapterhadap bendabenda--bendabenda didisekitarsekitar permukaanpermukaan bumibumi..

W=mg

W = berat benda

m = massa benda

g = percepatan gravitasi

GayaGaya NormalNormal

•• BekerjaBekerja padapada duadua permukaanpermukaan yang yang bersentuhanbersentuhan

•• ArahnyaArahnya tegaktegak luruslurus permukaanpermukaan ((araharahnormal)normal)

•• FungsinyaFungsinya ((jikajika bendabenda dalamdalam keadaankeadaanseimbangseimbang) ) menyeimbangkanmenyeimbangkan gayagaya padapadaaraharah tegaktegak luruslurus permukaanpermukaan

HukumHukum Newton Newton IIII

BagaimanaBagaimana jikajikaresultanresultan gayagaya yang yang bekerjabekerja padapada suatusuatubendabenda tidaktidak samasama

dengandengan NolNol? ?

FaktaFakta menunjukkanmenunjukkan::•• BendaBenda akanakan bergerakbergerak•• MunculMuncul kecepatankecepatan yang yang terusterus berubahberubah ((percepatanpercepatan))•• MassaMassa yang yang lebihlebih besarbesar lebihlebih susahsusah berubahberubah

kecepatannyakecepatannya

BahasaBahasa yang yang dipermudahdipermudah

m∑= F

a

SOALSOALMesinMesin sebuahsebuah mobilmobil balapbalap mampumampumenghasilkanmenghasilkan 10.000 N. 10.000 N. BerapaBerapapercepatanpercepatan mobilmobil jikajika massamassa mobilmobil dandanpembalappembalap 900 Kg, 900 Kg, dandan hambatanhambatan anginangin1000 N ?1000 N ?

finish

GayaGaya gesekgesek

•• BekerjaBekerja jikajika adaada duaduapermukaanpermukaan bendabenda yang yang bersentuhanbersentuhan secarasecaralangsunglangsung

•• ArahnyaArahnya berkebalikanberkebalikandengandengan kecenderungankecenderunganaraharah gerakgerak

•• AdaAda duadua keadaankeadaan, , yaituyaitu diamdiam ((statikstatik) ) dandanbergerakbergerak ((kinetikkinetik)) The matrix

GesekanGesekan statisstatis•• TerjadiTerjadi padapada saatsaatbendabenda tetaptetap diamdiamwalaupunwalaupun dikenaidikenaigayagaya daridari luarluar

•• FFdorongdorong = = ffss•• ffss ≤≤ μμs s NN

dengandengan N = N = gayagayanormalnormal

Fdorong

Fgesek

•• SebuahSebuah mobilmobil bermassabermassa 1200 kg 1200 kg sedangsedang dalamdalam keadaankeadaandiamdiam. . SeseorangSeseorang inginingin memindahkanmemindahkan mobilmobil tersebuttersebut dandandiadia mendorongmendorong mobilmobil dengandengan gayagaya sebesarsebesar 500 N 500 N padapadaaraharah mendatarmendatar, , akanakan tetapitetapi ternyataternyata mobilmobil tersebuttersebut tidaktidakbergerakbergerak. . TentukanTentukan gayagaya--gayagaya yang yang bekerjabekerja padapada mobilmobiltersebuttersebut. (. (ambilambil gg = 10 m/s= 10 m/s22))

GesekanGesekan kinetiskinetis

•• TimbulTimbul padapadasaatsaat bendabendasedangsedangbergerakbergerak

•• ffkk = = μμk k NNdengandengan N = N = gayagaya normalnormal

AnimasiAnimasi GayaGaya GesekanGesekan

SoalSoal::

•• SebuahSebuah bukubuku bermassabermassa 2kg 2kg terletakterletak diamdiamdidi atasatas sebuahsebuah mejameja. . KemudianKemudian bukubukuditarikditarik dengandengan gayagaya FF padapada araharahmendatarmendatar. . KoefisienKoefisien gesekangesekan statikstatik dandankinetikkinetik berturutberturut--turutturut adalahadalah 0.8 0.8 dandan 0.4 0.4 sedangkansedangkan percepatanpercepatan gravitasigravitasi adalahadalah10m/s10m/s22. . TentukanTentukan besarbesar gayagaya gesekgesek dandanpercepatanpercepatan jikajika besarnyabesarnya gayagaya FF adalahadalah(a) 10 N (b) 16 N (c) 20 N(a) 10 N (b) 16 N (c) 20 N

AnimasiAnimasi tentangtentang HukumHukum I,II NewtonI,II Newton

KejarlahKejarlah dakudaku kaukau bakalbakal pingsanpingsan

KenapaKenapa anjinganjing mental mental setelahsetelah menabrakmenabrakdindingdinding, , padahalpadahal diadia yang yang memberikanmemberikan gayagaya kekedindingdinding ??

JawabannyaJawabannya adaada padapada hukumhukumkeke 3 Newton3 Newton

HukumHukum III NewtonIII Newton

•• JikaJika sebuahsebuah bendabenda pertamapertama memberikanmemberikan gayagaya padapadabendabenda keduakedua, , makamaka padapada saatsaat yang yang samasama bendabenda keduakeduainiini jugajuga memberikanmemberikan gayagaya padapada bendabenda pertamapertama dengandengangayagaya yang yang samasama besarbesar tapitapi berlawananberlawanan araharah

•• MenurutMenurut bahasabahasa yang yang dipermudahdipermudahFFaksiaksi = = --FFreaksireaksi

•• SebuahSebuah bukubuku terletakterletak didi atasatas mejameja. . PadaPada bukubuku tersebuttersebutbekerjabekerja gayagaya gravitasigravitasi dandan gayagaya normal yang normal yang besarnyabesarnyasamasama tetapitetapi arahnyaarahnya berlawananberlawanan. . ApakahApakah keduakedua gayagayatersebuttersebut merupakanmerupakan pasanganpasangan gayagaya aksiaksi--reaksireaksi??

PenutupPenutup•• SemuaSemua gejalagejala yang yang berkaitanberkaitan dengandengan gerakgerak dalamdalam mekanikamekanika klasikklasik

sebetulnyasebetulnya dapatdapat digambarkandigambarkan melaluimelalui hukumhukum--hukumhukum Newton Newton sajasaja•• TetapiTetapi dalamdalam kondisikondisi--kondisikondisi fisisfisis tertentutertentu pemakaianpemakaian hukumhukum--hukumhukum

Newton Newton tidaklahtidaklah praktispraktis sehinggasehingga dirasakandirasakan perluperlu dikembangkandikembangkankonsepkonsep--konsepkonsep yang lainyang lain

•• KerjakanKerjakan tugastugas keduakedua dandan kumpulkankumpulkan mingguminggu depandepan sebelumsebelum kuliahkuliahdimulaidimulai. .

•• PadaPada pertemuanpertemuan selanjutnyaselanjutnya akanakan dibahasdibahas konsepkonsep KerjaKerja--EnergiEnergidandan konsepkonsep ImpulsImpuls--MomentumMomentum, yang , yang merupakanmerupakan konsepkonsep--konsepkonsepyang yang lebihlebih mudahmudah untukuntuk diterapkanditerapkan..

•• PersiapkanPersiapkan diridiri andaanda dengandengan dengandengan membacamembaca bukubuku--bukubuku tekstekstentangtentang konsepkonsep iniini. . KenaliKenali istilahistilah--istilahistilah kerjakerja atauatau usahausaha, , energienergi, , energienergi kinetikkinetik, , energienergi potensialpotensial, , dayadaya, , impulsimpuls, momentum, , momentum, tumbukantumbukan dlldll..