GERAK DAN HUKUM NEWTON(MARLINA)

Gerak dan Hukum Newton

Posted on 10 Nopember 2009 by Fitri Cahyani.
Categories: Tak Berkategori.

<!--[endif]--><!--[if gte mso 9]> Normal 0 false false false false EN-US X-NONE X-NONE <![endif]--><!--[if gte mso 9]> <![endif]--> <!--[endif]-->

Koordinat Kartesius dan Koordinat Polar

Hubungan antara koordinat kartesius dan koordinat polar adalah :

<!--[endif]-->

Vektor

1. Vektor Satuan

Vektor satuan adalh vector yang nilainya satu dan arahnya tertentu. Pada sumbu-sumbu koordinat dapat dinyatakan sebagai berikut :

i = vektor satuan pada arah sumbu x+

j = vektor satuan pada arah sumbu y+

k = vektor satuan pada arah sumbu z+

2. Vektor Posisi

Vektor posisi adalah vector yang berada pada suatu ruang, dapat dinyatakan sebagai berikut :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->
<!--[endif]-->

Perpindahan

Perpindahan adalah perubahan posisi benda terhadap titik acuan. Dapat dirumuskan sebagai berikut :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]--> dengan :

r = jarak

Gerak

Gerak dibagi menjadi tiga berdasarkan lintasannya, yaitu :

1. Gerak Lurus

Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak ini dibagi menjadi dua berdasarkan kecepatannya, yaitu:

a. Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu obyek, dimana dalam gerak ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu.

a. Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik.

Dapat disimpulkan sebagai berikut :<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

2. Gerak Melingkar

Gerak Melingkar adalah gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang selalu membelokkannya menuju pusat lintasan lingkaran.

Gerak ini dibagi menjadi dua berdasarkan kecepatan sudutnya, yaitu:

a. Gerak Melingkar Beraturan

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut tetap. Besar Kecepatan sudut diperolah dengan membagi kecepatan tangensial dengan jari-jari lintasan

b. Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut tetap. Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial (yang dalam hal ini sama dengan percepatan linier) yang menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan tangensial).

Dapat disimpulkan sebagai berikut :<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

3. Gerak Parabola

Gerak parabola adalah gerak yang lintasannya berbentuk parabola atau melengkung.

Gerak parabola merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan (GLB) dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Komponen horizontal adalah gerak horizontal sebuah benda yang bergerak bebas dengan kecepatan konstan (GLB).

Komponen vertikal adalah gerak benda yang yang dilempar ke atas lalu jatuh ke bawah karena dipengaruhi oleh gaya gravitasi, sehingga termasuk dalam GLBB.

Rumus pada komponen horizontal adalah :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->
<!--[endif]-->

Rumus pada komponen vertikal adalah :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->
<!--[endif]-->

Rumus pada garak setengah parabola adalah :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->

Hukum Pertama Newton : Inersia

Hukum ini berbunyi :
“Benda yang diam akan tetap diam selama jumlah gaya yang bekerja padanya sama dengan nol.” dan “Benda yang akan bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan selama jumlah gaya yang bekerja padanya sama dengan nol.”

Ada beberapa jenis gaya, yaitu :
1. Gaya Berat
Gaya berat adalah gaya yang bekerja pada benda akibat benda tersebut berada dalam pengaruh medan gravitasi, dengan rumus :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]--><!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->

dengan :

w= gaya berat

m= massa benda

g= gravitasi bumi

2. Gaya Normal
Gaya normal adalah gaya yang dikerjakan oleh bidang pada benda apabila tersebut menekan bidang. Gaya normal selalu tegak lurus dengan permukaan bidang.

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

3. Gaya Gesek
Gaya yang arahnya selalu berlawanan dengan arah benda tersebut. Gaya gesek dibagi menjadi dua, yaitu :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->

a. Gaya gesek statis, yaitu saat benda masih diam dan atau akan bergerak [statis maksimum] dengan rumus :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

dengan :

f_s= gaya gesek statis

μ_s= koefisien gesek statis

N= gaya normal benda

b. Gaya gesek kinetis, yaitu saat benda telah bergerak, dengan rumus :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

dengan :

f_k= gaya gesek kinetis

μ_k= koefisien gesek kinetis

N= gaya normal benda

4. Gaya Tegang Tali
Gaya tegang tali adalah gaya yang dikerjakan oleh tali terhadap sebuah benda yang diikat dengan tali tersebut. arahnya selalu sesuai dengan arah tarikan atau menjauhi benda.

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->

Hukum Kedua Newton : Gaya Pada Percepatan

Hukum ini berbunyi :
“Percepatan yang dihasilkan oleh gaya total pada sebuah benda, berbanding lurus dengan besar gaya otal tersebut pada arah yang sama, dan berbanding terbalik dengan massa dari benda.”

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->dengan :

a  = percepatan

∑F= jumlah gaya yang bekerja

m = massa benda

<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->

Hukum Ketiga Newton : Aksi dan Reaksi

Hukum ini berbunyi :
“Jika sebuah benda memberikan gaya pada benda lain, benda itu akan mendapat gaya dari benda lain itu, dengan besar gaya yang sama dan arah yang berlawanan dari gaya pertama.”

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

<!--[endif]-->

Hukum Newton tentang Gaya Gravitasi

Jika ada dua buah benda bermassa, maka keduanya akan saling tarik-menarik dengan gaya gravitasi yang besarnya :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

dengan :

F   = gaya gravitasi antara kedua benda

G  = konstanta gravitasi umum = 6,673.10^-11 Nm²/kg²

m₁= massa benda pertama

m₂= massa benda kedua

r   = jarak antara kedua benda [dihitung dari pusatnya]

<!--[if !supportLineBreakNewLine]--><!--[endif]-->

Jika yang diketahuinya adalah massa jenis benda = ρ, maka :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

<!--[endif]-->

Berat sebuah benda = w = gaya gravitasi Bumi pada benda tersebut:

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

dengan :

F=w= berat benda

G= konstanta gravitasi umum

M= massa Bumi

m= massa benda

r= jarak dari pusat bumi ke benda

Percepatan gravitasi = g adalah :

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]-->

Massa bumi dapat dihitung dengan :

dengan :

g= 9,8 ms^-2

G= 6,673.10^-11 Nm²/kg²

r= jari-jari bumi = 6,37.10⁶ m

Massa matahari dapat ditentukan dengan rumus :

dengan :

M= massa matahari

v= kelajuan planet mengitari matahari

R= jarak pusat matahari ke planet

G= konstanta gravitasi umum

T= waktu revolusi planet [tahun]

Kelajuan suatu satelit mengitari planet ditentukan dengan rumus :

Hukum Kepler

1. Hukum I Kepler

Hukum I Kepler berbunyi :

“Setiap planet bergerak pada lintasan berbentuk elips dengan matahari berada di salah satu focus elips.”

Dapat disimpulkan :

1. Lintasan planet berbentuk elips.

2. Matahari sebagai focus elips

3.Jarak terdekat planet dengan matahari disebut Perihelium dan jarak terjauh planet dengan matahari disebut Aphelium.

Keterangan gambar :

F₁ dan F₂ adalah titik Fokus. Matahari berada pada F₁ dan planet berada pada P. Tidak ada benda langit lainnya pada F₂. Total jarak dari F₁ ke P dan F₂ ke P sama untuk semua titik dalam kurva elips.

<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->

Jarak pusat elips (O) dan titik fokus (F₁ dan F₂) adalah ea, di mana e merupakan angka tak berdimensi yang besarnya berkisar antara 0 sampai 1, disebut juga eksentrisitas. Besar eksentrisitas tidak pernah bernilai nol. Nilai e untuk orbit planet bumi adalah 0,017.

dengan :

e = eksentrisitas (rata-rata)

a = setengah dari sumbu terjauh (x)

b = setengah dari sumbu terdekat (y)

2. Hukum II Kepler

Hukum II Kepler berbunyi :

“Luas daerah yang disapu oleh garis khayal antara matahari dengan planet adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama.”

<!--[if gte vml 1]> <![endif]--><!--[if !vml]--><!--[endif]-->

Dapat disimpulkan :

1. Luas juring pada lintasan planet 1-Matahari-2 sama dengan luas juring lintasan 3-Matahari-4 pada selang waktu yang sama antara 1 ke 2 dengan 3 ke 4.

<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->

2. Ketika planet berada di Perihelium (nilai r kecil) planet akan bergerak relatif cepat, daripada ketika planet berada di Aphelium (nilai r besar) planet akan bergerak relative lambat.

3. Hukum III Kepler

Hukum III Kepler berbunyi :

“Perbandingan antara kuadrat waktu revolusi dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet ke matahari adalah sama untuk semua planet.”

dengan :

T = kala revolusi planet

R = jarak planet ke matahari

k = konstan [tetap]