Slide 1
GERAK DUA DIMENSI
Slide 2
• Variabel kinematik pada satu dimensi
– Posisi: x(t) m
– kecepatan: v(t) m/s
– percepatan: a(t) m/s2
• Variabel kinematik pada tiga dimensi
– Posisi : m
– Kecepatan: m/s
– Percepatan m/s2
Gerak dua dimensi
kvjvivtv zyxˆˆˆ)(
y
x
z
ij
k
x
kzjyixtr ˆˆˆ)(
kajaiata zyxˆˆˆ)(
Slide 3
Vektor Posisi dan vektor perpindahan
Vektor posisi r digambarkan dari pusat sistim koordinat ke lokasi partikel di bidang xy
Vektor perpindahan Δr
Δr ≡ rf - ri
jyix
jyyixx
jyixjyixr
ˆˆ
ˆ)(ˆ)(
)ˆˆ()ˆˆ(
1212
1122
Slide 4
Kecepatan rata-rata
t
r
V
jvivjt
yi
t
xv yx
ˆˆˆˆ
Slide 5 Fig. 4.3, p.78
Kecepatan Sesaat
jvivjdt
dyi
dt
dx
dt
drv yx
ˆˆˆˆ
Slide 6
Percepatan Rata-rataArah percepatan rata-rata ditentukan oleh arah ΔV
Cara menentukan arah ΔV
Slide 7 Fig. 4.4, p.80
Percepatan sesaat
Slide 8
Perlu diketahui bahwa ketika suatu partikel dipercepat, berbagai perubahan terjadi. Pertama, besar vektor kecepatan (laju) berubah dengan waktu sebagaimana pada gerak lurus satu dimensi. Kedua, arah vektor kecepatan berubah dengan waktu walaupun besar kecepatan (laju) tidak berubah. Ketiga, baik besar dan arah vektor kecepatan berubah secara simultan
Slide 9
Gerak dua dimensi dengan percepatan konstan
Slide 10
Gerak dua dimensi dengan percepatan konstan
Vektor posisi
Kecepatan
2 dimensi
Slide 11
Slide 12 Fig. 4.5a, p.81
Slide 13 Fig. 4.5b, p.81
Slide 14
Besaran Vektor
Dua gerak yang saling bebas
Slide 15
Slide 16
GERAK PROYEKTIL
Asumsi:1. Percepatan jatuh bebas g adalah konstan selama
pergerakan dan dalam arah ke bawah2. Efek hambatan udara diabaikan.
Dengan dua asumsi tersebut di atas, lintasan proyektil, yang disebut trayektori, selalu parabola.
Mari kita buktikan
Slide 17
Perjanjian kondisi awal:•Arah y adalah vertikal •Arah ke atas adalah positif• ay=-g ; ax= 0 •Pada t= 0 , xi = yi = 0 dan laju vi
Vektor kecepatan V berubah dengan waktu dalam besar dan arah, apa faktor penyebabnya?
Komponen-komponen kecepatan awal
Slide 18
berlaku dalam range
Persamaan parabola
Slide 19
Ketika menganalisa gerak proyektil, ingat bahwa gerak tersebut adalah superposisi dua gerakan, yaitu:
1. Gerak kecepatan konstan dalam arah horisontal (ax= 0 )2. Gerak jatuh bebas dalam arah vertikal
Nomor 1 dan 2 adalah independen dan t adalah waktu untuk kedua gerak tersebut
Jarak akhir partikel adalah superposisi dari posisi awal ri, perpindahan tanpa percepatan vt, dan percepatan disebabkan oleh gravitasi
Vektor posisi proyektil
Jika tidak ada gaya gravitasi, partikel akan bergerak terus pada garis lurus dalam arah Vi
Slide 20
Quick Quiz 4.3. Misal anda berlari dengan kecepatan konstan dan anda ingin melempar bola sehingga anda akan menangkapnya seketika bola turun. Dalam arah apa seharusnya anda melempar bola relatif terhadap anda ? (a) Lurus ke atas (b) pada suatu sudut terhadap tanah yang bergantung pada laju lari anda (c) dalam arah lurus
Slide 21 Fig. 4.9, p.85
Sebuah bola dilempar dan lintasannya berupa parabola seperti pada gambar di bawah. Jika komponen kecepatan awal dalam arah vertikal adalah 40 m/s dan komponen kecepatan awal dalam arah horisontal adalah 20 m/s, perkirakan waktu terbang total bola dan jarak jatuh bola.
Slide 22
Pada titik A:1.Y = y max = h2.Vy = 0
Pada titik B:1.X = X max = R
TINGGI MAKSIMUM (h) dan JANGKAUAN HORISONTAL (R)
Slide 23
TINGGI MAKSIMUM (h) dan JANGKAUAN HORISONTAL (R)
Di titik A:
Slide 24
tB = 2 tA
g
vR i
2
max Ketika 2Өi= 90o
Өi= 45o
Di titik B:
Slide 25
Gerak Parabola
http://jersey.uoregon.edu/vlab/Cannon/index.html
Slide 26
Slide 27
Quick Quiz 4.6. Urutkan sudut tembak kelima lintasan peluru mulai dari waktu terbang yang paling pendek ke waktu terbang terlama.
Slide 28 Fig. 4.13a, p.88
Slide 29 Fig. 4.13b, p.88
Slide 30 Fig. 4.14, p.89
Sebuah batu dilempar ke atas dari atap sebuah gedung dengan sudut lempar 300 terhadap horisontal dan kecepatan awal 20,0 m/s seperti diperlihatkan pada gambar di sebelah. Jika tinggi gedung adalah 45,0 m:
(a) Berapa lama batu akan mencapai tanah
(b) Berapa laju batu sesaat sebelum menghantam tanah?
Slide 31 Fig. 4.15, p.90
• Sebuah pesawat menjatuhkan paket perlengkapan kepada penjelajah, seperti diperlihatkan pada gambar di sebelah. Jika pesawat melaju horisontal dengan kecepatan 40,0 m/s dan berada pada ketinggian 100 m di atas tanah, dimanakah paket tersebut akan jatuh relatif terhadap titik dimana paket tersebut dijatuhkan?
Slide 32 Fig. 4.16, p.91
Slide 33 Fig. 4.17, p.92
GERAK MELINGKAR BERATURAN
Slide 34 Fig. 4.17a, p.92
Untuk gerak melingkar beraturan, vektor percepatan selalu tegak lurus pada lintasan dan selalu mengarah ke pusat lingkaran. Percepatan tersebut disebut percepatan sentripental r
vac
2
r = jari-jari lingkaran
Slide 35
Ketika sebuah partikel berpindah dari A ke B, vektor kecepatannya (arah) berubah dari Vi ke Vf
ΔV mengarah ke pusat (center) lingkaran
t
v
tt
vva
if
if
Slide 36
r
r
v
v
fi vvv if rrr
t
r
r
v
t
va
r
vac
2
Ketika Δt 0
Slide 37 Fig. 4.18, p.94
tr aaa dt
vdat
r
vaa cr
2
Slide 38 Fig. 4.19, p.95
Slide 39 Fig. 4.19a, p.95
Slide 40 Fig. 4.19b, p.95
Slide 41 Fig. 4.20, p.96
Slide 42 Fig. 4.20a, p.96
Slide 43 Fig. 4.20b, p.96
Slide 44 Fig. 4.21, p.96
Slide 45 Fig. 4.22, p.97
Slide 46 Fig. 4.22a, p.97
Slide 47 Fig. 4.22b, p.97
Slide 48 Fig. 4.23, p.97
Slide 49 Fig. 4.24, p.98
Slide 50 Fig. 4.25, p.99
Slide 51 Fig. P4.20, p.103
Slide 52 Fig. P4.32, p.104
Slide 53 Fig. P4.35, p.103
Slide 54 Fig. P4.47a, p.106
Slide 55 Fig. P4.47b, p.106
Slide 56 Fig. P4.48, p.106
Slide 57 Fig. P4.50, p.106
Slide 58 Fig. P4.53, p.106
Slide 59 Fig. P4.54, p.107
Slide 60 Fig. P4.55, p.107
Slide 61 Fig. P4.57, p.107
Slide 62 Fig. P4.62, p.108
Slide 63 Fig. P4.64, p.108
Slide 64 Fig. P4.65, p.108
Slide 65 Fig. P4.67, p.109
Slide 66 Fig. P4.71, p.109
Slide 67
Gerak Kura-Kura
A turtle starts at the origin and moves with the speed of v0=10 cm/s in the direction of 25° to the horizontal.
(a) Find the coordinates of a turtle 10 seconds later. (b) How far did the turtle walk in 10 seconds?
Slide 68
Motion of a TurtleNotice, you can solve the equations independently for the horizontal (x) and vertical (y) components of motion and then combine them!
yx vvv
0
scmvv x / 06.925cos00
X components:
Y components:
Distance from the origin:
cmtvx x 6.900
scmvv y / 23.425sin00 cmtvy y 3.420
cm 0.10022 yxd