maacieh mildy,putri,virly
Gerak Dan Gaya
A.Pengertian Gerak
Gerak adalah perubahan posisi
suatu benda terhadap titik acuan. Jadi, suatu benda dikatakan bergerak
apabila kedudukannya senantiasa berubah terhadap suatu titik acuan
tertentu.
Misalnya kita sedang duduk di atas mobil yang bergerak meninggalkan rumah. Apabila rumah ditetapkan sebagai titik acuan, maka kita dikatakan bergerak terhadap rumah. Hal ini karena setiap saat kedudukan kita berubah terhadap rumah. Apabila mobil yang ditetapkan sebagai titik acuan, maka kita dikatakan diam terhadap mobil. Jadi,gerak itu bersifat relatif bergantung pada titik acuan yang digunakan.
"Suatu momen atau kejadian
dimana suatu benda atau apapun yang mengalami perpindahan dari suatu tempat
ketempat yang lain". Jadi suatu benda dapat dikatakan bergerak bila dia
berubah dari posisi semula dia berada ke posisi saat ini.Misalnya kita sedang duduk di atas mobil yang bergerak meninggalkan rumah. Apabila rumah ditetapkan sebagai titik acuan, maka kita dikatakan bergerak terhadap rumah. Hal ini karena setiap saat kedudukan kita berubah terhadap rumah. Apabila mobil yang ditetapkan sebagai titik acuan, maka kita dikatakan diam terhadap mobil. Jadi,gerak itu bersifat relatif bergantung pada titik acuan yang digunakan.
B. Pembagian Gerak
1.Bedasarkan lintasannya gerak dibagi
menjadi 7
a.
Gerak semu atau relative
b.
Gerak
ganda
c.
Gerak lurus
d.
Gerak menggelinding
e.
Gerak karena pengaruh gravitasi
f.
Gerak berbentuk parabola
g.
Gerak melingkar
2.Berdasarkan percepatannya gerak
dibagi menjadi 2
a. Gerak beraturan adalah gerak yang
percepatannya sama dengan nol (a = 0) atau gerak yang kecepatannya konstan.
b. Gerak berubah beraturan adalah gerak yang
percepatannya konstan (a = konstan) atau gerak yang kecepatannya berubah secara
teratur
C. Jenis / Macam-Macam Gerak
1. Gerak Semu atau Relatif
Gerak bersifat relatif artinya
gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda yang bergerak
dapat dikatakan tidak bergerak, sebgai contoh meja yang ada dibumi pasti
dikatakan tidak bergerak oleh manusia yang ada dibumi. Tetapi bila matahari
yang melihat maka meja tersebut bergerak bersama bumi mengelilingi matahari.
Contoh lain gerak relatif adalah B
menggedong A dan C diam melihat B berjalan menjauhi C. Menurut C maka A dan B
bergerak karena ada perubahan posisi keduanya terhadap C. Sedangkan menurut B
adalah A tidak bergerak karena tidak ada perubahan posisi A terhadap B. Disinilah
letak kerelatifan gerak. Benda A yang dikatakan bergerak oleh C ternyata
dikatakan tidak bergerak oleh B. Lain lagi menurut A dan B maka C telah
melakukan gerak semu.
Gerak semu adalah benda yang diam
tetapi seolah-olah bergerak karena gerakan pengamat. Contoh yang sering kita
jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita naik mobil yang berjalan
maka pohon yang ada dipinggir jalan kelihatan bergerak. Ini berarti pohon telah
melakukan gerak semu. Gerakan semu pohon ini disebabkan karena kita yang
melihat sambil bergerak.
Gerak semu adalah gerak yang
sifatnya seolah-olah bergerak atau tidak sebenarnya (ilusi). Contoh : -
Benda-benda yang ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah
yang bergerak. - Bumi berputar pada porosnya terhadap matahari, namun
sekonyong-konyong kita melihat matahari bergerak dari timur ke barat.
Contoh :
- Benda-benda yang
ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah yang bergerak.
- Bumi berputar pada
porosnya terhadap matahari, namun sekonyong-konyong kita melihat matahari
bergerak dari timur ke barat.
2. Gerak Ganda
Gerak Ganda Gerak ganda adalah gerak yang
terjadi secara bersamaan terhadap benda-benda yang ada di sekitarnya. Contoh :
Seorang bocah kecil yang kurus dan dekil melempar puntung rokok dari atas
kereta rangkaia listrik saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak
puntung rokok terhadap tiga benda di
sekitarnya, yaitu : - Gerak terhadap kereta krl - Gerak terhadap bocah kecil
yang kurus dan dekil - Gerak terhadap tanah / bumi
Contoh :
Seorang bocah kecil
yang kurus dan dekil melempar puntung rokok dari atas kereta rangkaia listrik
saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak puntung rokok terhadap
tiga (3) benda di sekitarnya, yaitu :
- Gerak terhadap
kereta krl
- Gerak terhadap
bocah kecil yang kurus dan dekil
- Gerak terhadap
tanah / bumi
3. Gerak Lurus
Gerak Lurus Gerak lurus adalah
gerak pada suatu benda melalui lintasan garis lurus. Contohnya seperti gerak
rotasi bumi, gerak jatuh buah apel, dan lain sebagainya.
a. Gerak lurus beraturan (GLB)
KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang
membicarakan gerak suatu benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda
tersebut (massa benda diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda selama
geraknya hanya ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatanya.
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah
gerak lurus pada arah mendatar dengan kocepatan v tetap (percepatan a = 0),
sehingga jarakyang ditempuh S hanya ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam
waktu tertentu.
Persamaan yang digunakan pada GLB adalah sebagai berikut :
s = v.t
Keterangan :
s adalah jarak atau perpindahan (m)
v adalah kelajuan atau kecepatan (m/s)
t adalah waktu yang dibutuhkan (s)
Pada pembahasan GLB ada juga yang disebut dengan kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata didefinisikan besarnya perpindahan yang ditempuh dibagi dengan jumlah waktu yang diperlukan selama benda bergerak.
v rata-rata = Jumlah jarak atau perpindahan / jumlah waktu
Karena dalam kehidupan sehari-hari
tidak memungkinkan adanya gerak lurus beraturan maka diambillah kecepatan
rata-rata untuk menentukan kecepatan pada gerak lurus beraturan.
Pada umumnya GLB didasari oleh Hukum Newton I ( S F = 0 ).
S = X = v . t ; a = Dv/Dt = dv/dt = 0
v = DS/Dt = ds/dt = tetap
Tanda D (selisih)
menyatakan nilai rata-rata.
Tanda d (diferensial) menyatakan nilai sesaat.
Misal :
- Kereta melaju
dengan kecepatan yang sama di jalur rel yang lurus
- Mobil di jalan tol
dengan kecepatan tetap stabil di dalam perjalanannya.
b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan
(GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah
setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang
melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah
kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).
Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m .
a ).
vt = v0 + a.t
vt2 = v02 + 2 a S
S = v0 t +
1/2 a t2
vt = kecepatan sesaat benda
v0 = kecepatan awal
benda
S = jarak yang
ditempuh benda
f(t) = fungsi dari
waktu t
v = ds/dt = f (t)
a = dv/dt = tetap
Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka
jarak yang ditempuh kedua benda adalah sama.
Misalnya :
Misalnya :
- Gerak jatuhnya
tetesan air hujan dari atap ke lantai
- Mobil yang bergerak
di jalan lurus mulai dari berhenti
GLBB dibagi menjadi 2
macam :
a. GLBB dipercepat
GLBB dipercepat adalah GLBB yang
kecepatannya makin lama makin cepat, contoh GLBB dipercepat adalah gerak buah
jatuh dari pohonnya.
b. GLBB diperlambat
GLBB diperlambat adalah GLBB yang
kecepatannya makin lama makin kecil (lambat). Contoh GLBB diperlambat adalah
gerak benda dilempar keatas.
Persamaan yang digunakan dalam GLBB sebagai berikut :
Untuk menentukan kecepatan akhir
Untuk menentukan jarak yang ditempuh setelah t detik adalah
sebagai berikut:
Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan persamaan diatas
adalah saat GLBB dipercepat tanda yang digunakan adalah + .
4. Gerak Menggelinding
Bola yang menggelinding di atas
bidang akan mengalami dua gerakan sekaligus, yaitu rotasi terhadap sumbu bola
dan translasi bidang yang dilalui. Oleh karena itu, benda yang melakukan gerak
menggelinding memiliki persamaan rotasi dan persamaan translasi. Besarnya
energi kinetik yang dimiliki benda mengelinding adalah jumlah energi kinetik
rotasi dan energi kinetik translasi. Anda disini akan mempelajari bola mengelinding pada bidang
datar dan bidang miring
a. Menggelinding pada
Bidang Datar
Sebuah silinder pejal bermassa m dan berjari-jari R
menggelinding sepanjang bidang datar
horizontal. Pada silinder diberikan gaya
sebesar F. Berapakah percepatan silinder tersebut jika silider menggelinding tanpa selip? Jika silinder bergulir tanpa selip, maka
silinder tersebut bergerak secara
translasi dan rotasi. Pada kedua macam gerak tersebut berlaku
persamaan-persamaan berikut.
• Untuk gerak translasi berlaku persamaan
F – f = m a dan N – m g = 0
Untuk gerak rotasi berlaku persamaan
τ= I x α
Karena silinder bergulir tanpa selip, maka harus ada gaya
gesekan.
Besarnya gaya gesekan
pada sistem ini adalah sebagai berikut
Jika disubstitusikan ke dalam persamaan F – f = m a, maka persamaanya
Jika disubstitusikan ke dalam persamaan F – f = m a, maka persamaanya
menjadi seperti
berikut
Contoh: Sebuah bola pejal bermassa 10 kg berjari-jari 70 cm menggelinding di atas bidang datar karena dikenai gaya 14 N. Tentukan momen inersia,percepatan tangensial tepi bola, percepatan sudut bola, gaya gesekan antara bola dan bidang datar, serta besarnya torsi yang memutar bola!
Contoh: Sebuah bola pejal bermassa 10 kg berjari-jari 70 cm menggelinding di atas bidang datar karena dikenai gaya 14 N. Tentukan momen inersia,percepatan tangensial tepi bola, percepatan sudut bola, gaya gesekan antara bola dan bidang datar, serta besarnya torsi yang memutar bola!
b. Menggelinding pada
Bidang Miring
a. Persamaan gerak
dalam arah normal adalah N – mg cos Θ = 0.
b. Persamaan gerak
sepanjang bidang miring adalah mg sin Θ – f = ma.
c. Gerak rotasi
terhadap pusat massanya τ= I x α .
Gaya normal N dan gaya berat mg
tidak dapat menimbulkan rotasi terhadap titik O. Hal ini disebabkan garis kerja
gaya melalui titik O, sehingga lengan momennya sama dengan nol. Persamaan yang
berlaku adalah sebagai berikut.
sedangkan untuk rumus kecepatan benda di dasar bidang miring
setelah menggelinding adalah sebagai berikut.
5. Gerak Karena Pengaruh Gravitasi
Gaya adalah suatu pengaruh yang dapat mengubah kecepatan suatu benda. Gaya dapat juga dikatakan sebagai tarikan atau dorongan pada sebuah benda.
Gaya adalah suatu pengaruh yang dapat mengubah kecepatan suatu benda. Gaya dapat juga dikatakan sebagai tarikan atau dorongan pada sebuah benda.
a. Gerak jatuh bebas
Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian h tertentu tanpa kecepatan awal (v0 = 0),
Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian h tertentu tanpa kecepatan awal (v0 = 0),
jadi gerak benda hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi g.
y
= h = 1/2 gt2
t = Ö(2 h/g)
yt = g t = Ö(2 g h)
g = percepatan gravitasi bumi.
y = h = lintasan yang
ditempuh benda pada arah vertikal,(diukur dari posisi benda mula-mula).
t = waktu yang
dibutuhkan benda untuk menempuh lintasannya.
b. Gerak vertical
keatas
Gerak vertical keatas adalah gerak
benda yang dilempar dengan suatu kecepatan awal v0 pada arah vertikal, sehingga
a = -g (melawan arah gravitasi).
syarat suatu benda mencapai tinggi maksimum (h maks): Vt = 0
Dalam
penyelesaian soal gerak vertikal keatas, lebih mudah diselesaikan dengan
menganggap posisi di tanah adalah untuk Y = 0.
Contoh:
1. Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu-X dengan
persamaan lintasannya: X = 5t2 + 1, dengan X dalam meter dan t dalam detik.
Tentukan:
a. Kecepatan rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik.
b. Kecepatan pada
saat t = 2 detik.
c. Jarak yang
ditempah dalam 10 detik.
d. Percepatan
rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik.
Jawab:
a. v rata-rata = DX / Dt = (X3 – X2) / (t3 – t2) = [(5 . 9 +
1) - (5 . 4 + 1)] / [3 - 2] = 46 – 21 = 25 m/ detik
b. v2 = dx/dt |t=2 = 10 |t=2 = 20 m/detik.
c. X10 = ( 5 . 100 + 1 ) = 501 m ; X0 = 1 m
Jarak yang ditempuh dalam 10 detik = X10 – X0 = 501 – 1 =
500 m
d. a rata-rata = Dv / Dt = (v3- v2)/(t3 – t2) = (10 . 3 – 10
. 2)/(3 – 2) = 10 m/det2
2. Jarak PQ = 144 m. Benda B bergerak dari titik Q ke P
dengan percepatan 2 m/s2 dan kecepatan awal 10 m/s. Benda A bergerak 2 detik
kemudian dari titik P ke Q dengan percepatan 6 m/s2 tanpa kecepatan awal. Benda
A dan B akan bertemu pada jarak berapa ?
Jawab:
Karena benda A bergerak 2 detik kemudian setelah benda B
maka tB = tA + 2.
SA = v0.tA + 1/2 a.tA2 = 0 + 3 tA2
SB = v0.tB + 1/2
a.tB2 = 10 (tA + 2) + (tA + 2)2
Misalkan kedua benda bertemu di titik R maka
SA + SB = PQ = 144 m
3tA2 + 10 (tA + 2) +
(tA + 2)2 = 144
2tA2 + 7tA – 60 = 0
Jadi kedua benda akan bertemu pada jarak SA = 3tA2 = 48 m
(dari titik P).
3. Grafik di bawah menghubungkan kocepatan V dan waktu t
dari dua mobil A dan B, pada lintasan dan arah sama. Jika tg a = 0.5 m/det,
hitunglah:
a. Waktu yang dibutuhkan
pada saat kecepatan kedua mobil sama.
b. Jarak yang
ditempuh pada waktu menyusul
Jawab:
Dari grafik terlihat jenis gerak benda A dan B adalah GLBB
dengan V0(A) = 30 m/det dan V0(B) = 0.
a. Percepatan kedua benda dapat dihitung dari gradien
garisnya,
jadi : aA = tg a = 0.5
10/t = 0.5 ® t = 20
det
aB = tg b = 40/20 = 2 m/det
b. Jarak yang ditempuh benda
SA = V0 t + 1/2 at2 = 30t + 1/4t2
SB = V0 t + 1/2 at2 = 0 + t2
pada saat menyusul/bertemu : SA = SB ® 30t + 1/4 t2 = t2 ® t
= 40 det
Jadi jarak yang ditempuh pada saat menyusul : SA = SB = 1/2
. 2 . 402 = 1600 meter
6. Gerak Berbentuk Parabola
Gerak ini terdiri dari dua jenis, yaitu:
a. Gerak Setengah Parabola
Benda yang dilempar mendatar dari
suatu ketinggian tertentu dianggap tersusun atas dua macam gerak, yaitu :
*Gerak pada arah sumbu X (GLB)
vx = v0
Sx = X = vx t
Gbr. Gerak Setengah Parabola
*Gerak pada arah sumbu Y (GJB/GLBB)
vy = 0
]® Jatuh bebas
y = 1/2 g t2
b. Gerak
Parabola/Peluru
Benda yang dilempar ke atas dengan
sudut tertentu, juga tersusun atas dua macam gerak dimana lintasan dan
kecepatan benda harus diuraikan pada arah X dan Y.
*Arah sb-X (GLB)
v0x = v0 cos q (tetap)
X = v0x t = v0 cos
q.t
*Arah sb-Y (GLBB)
v0y = v0 sin q
Y = voy t – 1/2 g t2
= v0 sin q . t – 1/2
g t2
vy = v0 sin q - g t
Syarat mencapai titik P (titik tertinggi): vy = 0
top = v0 sin q / g
sehingga
top = tpq
toq = 2 top
OQ = v0x tQ = V02 sin 2q / g
h max = v oy tp – 1/2 gtp2 = V02 sin2 q / 2g
vt = Ö (vx)2 + (vy)2
Contoh:
1. Sebuah benda dijatuhkan dari pesawat terbang yang sedang
melaju horisontal 720 km/jam dari ketinggian 490 meter. Hitunglah jarak
jatuhnya benda pada arah horisontal ! (g = 9.8 m/det2).
Jawab:
vx = 720 km/jam = 200 m/det.
h = 1/2 gt2 ® 490 =
1/2 . 9.8 . t2
t = 100 = 10 detik
X = vx . t = 200.10 =
2000 meter
2. Peluru A dan peluru B ditembakkan dari senapan yang sama
dengan sudut elevasi yang berbeda; peluru A dengan 30o dan peluru B dengan
sudut 60o. Berapakah perbandingan tinggi maksimum yang dicapai peluru A dan
peluru B?
Jawab:
Peluru A:
hA = V02 sin2 30o / 2g = V02 1/4 /2g = V02 / 8g
Peluru B:
hB = V02 sin2 60o / 2g = V02 3/4 /2g = 3 V02 / 8g
hA = hB = V02/8g : 3 V02 / 8g = 1 : 3
7. Gerak Melingkar
Gerak melingkar terbagi dua, yaitu:
1. Gerak melingkar
beraturan (GMB)
GMB adalah gerak melingkar dengan
kecepatan sudut (w) tetap.Arah kecepatan linier v selalu menyinggung lintasan,
jadi sama dengan arah kecepatan tangensial sedanghan besar kecepatan v selalu
tetap (karena w tetap). Akibatnya ada percepatan radial ar yang besarnya tetap
tetapi arahnya berubah-ubah. ar disebut juga percepatan sentripetal/sentrifugal
yang selalu | v.
v =
2pR/T = w R
ar = v2/R = w2 R
s = q R
2. Gerak melingkar
berubah beraturan (GMBB)
GMBB
adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut a tetap. Dalam gerak ini
terdapat percepatan tangensial aT = percepatan linier, merupakan percepatan
yang arahnya menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan
v).
a = Dw/Dt = aT / R
aT = dv/dt = a R
T =
perioda (detik)
R = jarijari
lingkaran.
aT = percepatan
tangensial (m/det2)
w = kecepatan
angular/sudut (rad/det)
q = besar sudut (radian)
S = panjang busur
Hubungan besaran linier dengan besaran angular:
vt = v0 + a t wt
S = v0 t + 1/2 a t2
Þ w0 + a t
Þ q = w0 + 1/2 a t2
Contoh:
1. Sebuah mobil bergerak pada jalan yang melengkung dengan
jari-jari 50 m. Persamaan gerak mobil untuk S dalam meter dan t dalam detik
ialah:
S = 10+ 10t – 1/2 t2
Hitunglah:
Kecepatan mobil,
percepatan sentripetal dan percepatan tangensial pada saat t = 5 detik !
Jawab:
v = dS/dt = 10 – t; pada t = 5 detik, v5 = (10 – 5) = 5
m/det.
- percepatan
sentripetal : aR = v52/R = 52/50 = 25/50 = 1/2 m/det2
- percepatan
tangensial : aT = dv/dt = -1 m/det2
:
s = jarak tempuh (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
Pada kesempatan ini hanya akan kita bahas tentang gerak
lurus saja. Gerak lurus sendiri dibagi menjadi 2 :
D. Grafik Gerak Benda
Grafik gerak benda (GLB dan GLBB)
pada umumnya terbagi dua, yaitu S-t dan grafik v-t. Pemahaman grafik ini
penting untuk memudahkan penyelesaian soal.
Khusus untuk grafik v-t maka jarak yang ditempuh benda dapat
dihitung dengan cara menghitung luas dibawah kurva grafik tersebut.
GRAFIK GLB
(v = tetap ; S – t)
GRAFIK GLBB
(a = tetap ; v – t ;
S – t2)
Dalam
kehidupan sehari hari, kita banyak melakukan gerak dan mengeluarkan gaya.
Misalnya, seorang tukang bakso yang mendorong gerobak hingga bergerak dan
berpindah tempat, atau pada saat bermain ketapel untuk melontarkan batu, bahkan
saat kita menjatuhkan benda, pasti benda tersebut akan jatuh ke bawah. Pada
saat kita mengamati hal tersebut, dapatkah kita mengidentifikasi gaya atau
gerakan yang dihasilkan tersebut? Untuk mendalami lebih banyak tentang gaya dan
gerak, mari kita kupas materi ini!
1.
Definisi Gaya
Seorang
yang mendorong meja, meja yang tadinya diam sekarang bisa bergerak. Meja bisa
bergerak karena orang memberikan sesuatu kekuatan melalui dorongan, kekuatan
itulah yang kita namakan sebagai gaya. Gaya adalah dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan
benda bergerak.
Jadi bila kita menarik atau mendorong benda hingga benda itu bergerak maka kita
telah memberikan gaya terhadap benda tersebut.
Besar
kecilnya gaya dapat diukur menggunakan alat yang bernama neraca pegas atau dinamometer. Sedangkan satuan gaya dinyatakan dalam
satuan Newton yang biasa ditulis dengan
huruf N.
Kata Newton diambil dari nama Sir Isaac Newton, seorang ahli matematika dan
ilmuwan besar. Besarnya gaya yang diperlukan untuk menarik benda akan
ditunjukkan oleh jarum pada skala dinamometer.
2.
Jenis-jenis Gaya
Secara
sadar atau tidak kita sering melakukan aktivitas yang memerlukan gaya. Tetapi
jenis gaya tidak hanya yang kita keluarkan. Berikut ini adalah jenis-jenis
gaya:
a. Gaya magnet:
Kekuatan
yang menarik jarum, paku, atau benda logam lainnya yang ada disekitarnya.
Magnet memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan selatan. Bentuk magnet beragam
ada yang berbentuk jarum, ada yang berbentuk huruf “U”, berbentuk silinder,
berbentuk lingkaran dan ada yang berbentuk batang. Perhatikan gambar
bentuk-bentuk magnet berikut!
b.
Gaya listrik statis:
Kekuatan
yang dimiliki benda yang bermuatan listrik untuk menarik benda-benda
disekitarnya. Untuk melihat adanya gaya listrik statis, bisa dicoba dengan
mengosok-gosok penggaris pada rambut kering kita, kemudian dekatkan pada sobekkan
kertas, maka sobekkan kertas tersebut akan menempel pada penggaris. Penggaris
bisa menarik potongan kertas dengan gaya listrik statis.
c.
Gaya otot :
Kekuatan
yang dihasilkan oleh otot manusia. Gaya ini sering dilakukan pada saat kita
mengangkat beban atau sedang senam di sekolah. Apabila kita sering melakukan
olahraga maka otomu akan bertambah besar dan kuat.
d.
Gaya gravitasi bumi :
Kekuatan
bumi untuk menarik benda lain ke bawah. Bila kita melempar benda ke atas, baik
dari kertas, pensil atau benda lain maka semua benda itu akan jatuh ke bawah.
Berbeda bila di luar angkasa para astronot tidak merasakan gaya gravitasi,
akibatnya mereka akan melayang-layang bila berada di luar angkasa.
e.
Gaya Pegas :
Kekuatan
yang ditimbulkan oleh karet atau pegas yang diregangkan. Misalnya saat kamu
bermain panahan, karet mampu mendorong anak panah terlontar dengan cepat
dan jauh.
f.
Gaya Gesekan:
Bila
kedua benda saling bergesekkan, maka antara keduanya akan muncul gaya gesek.
Gaya gesek bisa menguntungkan dan merugikan. Bila kita berjalan di jalan yang
kering, antara sepatu dan jalan akan muncul gaya gesek. Gaya gesek ini membantu
kita untuk bisa berjalan. Bayangkan bila jalanan licin, maka gaya geseknya akan
kecil dan kita akan kesulitan untuk berjalan.
3.
Definisi Gerak
Cobalah
kita berlari. Pada saat berlari maka terjadi perpindahan, dimana kita berpindah
dari satu tempat ke tempat lain. Jadi yang dimaksud dengan gerak adalah perpindahan posisi
benda dari tempat asalnya karena adanya gaya.
4.
Contoh Gerak
Gaya
dapat mempengaruhi gerak sebuah benda. Hal ini dapat dilihat dari beberapa
kegiatan seperti:
a. Gerak karena gaya otot:
- pada saat mengayuh sepeda,
- saat berolaraga,
- saat bermain tarik tambang, atau
- mendorong lemari menggunakan kekuatan dua tangan dll.
b.
Gerak
karena gaya pegas :
- Pada saat kamu bermain ketapel, atau
- Bermain panahan, kita memanfaatkan karet yang diregangkan untuk memudahkan anak panah terlontar jauh dan cepat.
c. Gerak karena gaya mesin:
Gaya
mesin, yang dimanfaatkan untuk melakukan pekerjaan berat seperti:
- mobil pengeruk,
- buldoser, dan
- berbagai mesin yang digunakan dalam bidang industri.
Pengaruh
Gaya Terhadap Gerak
1. Gaya pada benda yang diam
·
Kedua
orang yang saling mendorong meja secara berlawanan dengan kekuatan sama akan
menyebabkan benda tersebut diam.
Walau
kedua orang masing-masing mengeluarkan gaya, akan tetapi karena arah gayanya
saling berlawanan maka, total gayanya jadi mengecil atau saling menghilangkan.
·
Benda
yang diam bisa bergerak atau sebaliknya bila diberi gaya.
·
Perhatikan
:
Benda diam menjadi bergerak,
misalnya: bola akan bergerak bila di beri gaya otot berupa lemparan atau tendangan.
Benda diam menjadi bergerak,
misalnya: bola akan bergerak bila di beri gaya otot berupa lemparan atau tendangan.
·
Benda
bergerak menjadi diam,
misalnya : Kiper yang dapat menangkap bola yang sedang melayang akibat lemparan pemain.
misalnya : Kiper yang dapat menangkap bola yang sedang melayang akibat lemparan pemain.
2. Gaya pada benda bergerak
·
Kedua
orang yang mendorong meja secara bersama-sama, pada posisi yang searah
menyebabkan meja dapat bergeser. Pada saat itulah terjadi gerak yang
diakibatkan oleh lebih dari satu gaya.
Total gaya pada meja menjadi saling menguatkan, sehingga gaya yang dihasilkan menjadi lebih besar. Gaya-gaya yang searah akan memperbesar gaya total
Total gaya pada meja menjadi saling menguatkan, sehingga gaya yang dihasilkan menjadi lebih besar. Gaya-gaya yang searah akan memperbesar gaya total
3. Gaya pada benda yang menyebabkan perubahan arah gerak
·
Pada
saat kita mengendarai sepeda, maka sepeda dapat dibelokkan arah
gerakannya karena adanya suatu gaya tarik dan gaya otot yang membelokkan stang
sepeda.
Atau pada saat kita bermain bola yang dapat merubah arah bola yang disebabkan oleh tendangan, lemparan, atau pukulan dari pemain. Sehingga, pemain memberikan gaya pada bola yang menyebabkan bola tersebut berubah arah. Disini gaya berperan untuk mengubah arah dari benda yang bergerak.
Atau pada saat kita bermain bola yang dapat merubah arah bola yang disebabkan oleh tendangan, lemparan, atau pukulan dari pemain. Sehingga, pemain memberikan gaya pada bola yang menyebabkan bola tersebut berubah arah. Disini gaya berperan untuk mengubah arah dari benda yang bergerak.
Peralatan
yang Menggunakan Konsep Gaya
1.
Tinjauan gaya pada sepeda
Pada
saat mengayuh sepeda ternyata ada banyak gaya yang dihasilkan, seperti gaya
gesekan dan gaya otot.
Coba kamu perhatikan gambar di bawah ini!
Coba kamu perhatikan gambar di bawah ini!
1.
Pada
saat kaki mengayuh tentu orang tersebut mempergunakan gaya otot. Sedangkan yang
membuat roda berputar adalah akibat adanya gaya gesek antara pusat pedal dengan
rantai.
2.
Gaya
gesek juga terjadi antara rantai dengan pusat roda yang menyebabkan roda dapat
berputar ke depan
2.
Tinjauan gaya-gaya pada mesin jahit
Gaya-gaya
pada mesin jahit ada banyak diantaranya :
·
Gaya
Mesin : Pada umumnya mesin jahit saat ini menggunakan mesin untuk
pengoperasiannya.
·
Gaya
listrik : Mesin yang ada pada mesin jahit dan dapat digerakan bila ada listrik
yang mengalir.
·
Gaya
gesek, gaya otot dan bila ditinjau lebih dalam maka akan ditemukan banyak gaya
yang dimanfaatkan oleh mesin ini.
3.
Tinjauan gaya-gaya pada senapan mainan
Gaya
yang dominan bekerja pada senapan mainan adalah gaya pegas. Karena yang membuat peluru
panah bergerak ke luar adalah akibat adanya pegas atau per di dalam senapan
mainan. Sehingga pada saat peluru panah dimasukan dan ditekan, maka pegas
didalam senapan tertekan, dan ketika pelatuk ditarik maka pegas akan terlontar
ke depan.
Besaran Dan Satuan
RINGKASAN MATER BESARAN DAN SATUAN
Besaran merupakan segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka, misalnya panjang, massa, waktu, luas, berat, volume, kecepatan, dll. Warna, indah, cantik, bukan merupakan besaran karena tidak dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Besaran dibagi menjadi dua yaitu besaran pokok dan besaran turunan.
BESARAN POKOK
Panjang adalah dimensi suatu benda yang menyatakan jarak antar ujung. Panjang dapat dibagi menjadi tinggi, yaitu jarak vertikal, serta lebar, yaitu jarak dari satu sisi ke sisi yang lain, diukur pada sudut tegak lurus terhadap panjang benda. Dalam ilmu fisika dan teknik, kata “panjang” biasanya digunakan secara sinonim dengan “jarak”, dengan simbol “l” atau “L” (singkatan dari bahasa Inggris length).
Massa adalah sifat fisika dari suatu benda, yang secara umum dapat digunakan untuk mengukur banyaknya materi yang terdapat dalam suatu benda. Massa merupakan konsep utama dalam mekanika klasik dan subyek lain yang berhubungan.
Waktu menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (1997) adalah seluruh rangkaian saat ketika proses, perbuatan atau keadaan berada atau berlangsung. Dalam hal ini, skala waktu merupakan interval antara dua buah keadaan/kejadian, atau bisa merupakan lama berlangsungnya suatu kejadian. Tiap masyarakat memilki pandangan yang relatif berbeda tentang waktu yang mereka jalani. Sebagai contoh: masyarakat Barat melihat waktu sebagai sebuah garis lurus (linier). Konsep garis lurus tentang waktu diikuti dengan terbentuknya konsep tentang urutan kejadian. Dengan kata lain sejarah manusia dilihat sebagai sebuah proses perjalanan dalam sebuah garis waktu sejak zaman dulu, zaman sekarang dan zaman yang akan datang. Berbeda dengan masyarakat Barat, masysrakat Hindu melihat waktu sebagai sebuah siklus yang terus berulang tanpa akhir.
Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.
Jumlah molekul
Intensitas Cahaya
BESARAN TURUNAN
Untuk lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan beberapa besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok berikut ini.
Luas = panjang x lebar
= besaran panjang x besaran panjang
= m x m
= m2
Volume = panjang x lebar x tinggi
= besaran panjang x besaran panjang x besaran Panjang
= m x m x m
= m3
Kecepatan = jarak / waktu
= besaran panjang / besaran waktu
= m / s
Notasi Ilmiah
Pengukuran dalam fisika terbentang mulai dari ukuran partikel yang sangat kecil, seperti massa elektron, sampai dengan ukuran yang sangat besar, seperti massa bumi. Penulisan hasil pengukuran benda sangat besar, misalnya massa bumi kira-kira 6.000.000.000 000.000.000.000.000 kg atau hasil pengukuran partikel sangat kecil, misalnya massa sebuah elektron kira-kira 0,000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.911 kg memerlukan tempat yang lebar dan sering salah dalam penulisannya. Untuk mengatasi masalah tersebut, kita dapat menggunakan notasi ilmiah atau notasi baku.
Dalam notasi ilmiah, hasil pengukuran dinyatakan sebagai : a, . . . . x 10n
di mana :
a adalah bilangan asli mulai dari 1 – 9
n disebut eksponen dan merupakan bilangan bulat dalam persamaan tersebut,
10n disebut orde besar
Contoh :
Massa bumi = 5,98 x1024
Massa elektron = 9,1 x 10-31
0,00000435 = 4,35 x 10-6
345000000 = 3,45×108
Dimensi Besaran
Dimensi besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa (mass), panjang (length) dan waktu (time). Ada dua macam dimensi yaitu Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder. Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T (untuk satuan waktu). Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan dalam Dimensi Primer. Contoh : Dimensi Gaya : M L T-2 atau dimensi Percepatan : L
ANALISIS DIMENSI
Seringkali kita dapat menentukan bahwa suatu rumus salah hanya dengan melihat dimensi atau satuan dari kedua ruas persamaan. Sebagai contoh, ketika kita menggunakan rumus A= 2.Phi.r untuk menghitung luas. Dengan melihat dimensi kedua ruas persamaan, yaitu [A] = L2 dan [2.phi.r] = L kita dengan cepat dapat menyatakan bahwa rumus tersebut salah karena dimensi kedua ruasnya tidak sama. Tetapi perlu diingat, jika kedua ruas memiliki dimensi yang sama, itu tidak berarti bahwa rumus tersebut benar. Hal ini disebabkan pada rumus tersebut mungkin terdapat suatu angka atau konstanta yang tidak memiliki dimensi, misalnya Ek = 1/2 mv2 , di mana 1/2 tidak bisa diperoleh dari analisis dimensi.
Anda harus ingat karena dalam suatu persamaan mungkin muncul angka tanpa dimensi, maka angka tersebut diwakili dengan suatu konstanta tanpa dimensi, misalnya konstanta k.
SKALAR dan VEKTOR
Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan menjadi :
a. Skalar : besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah). Misalnya : massa, waktu, energi dsb.
b. Vektor : besaran yang tergantung pada arah. Misalnya : kecepatan, gaya, momentum dsb.
2. Notasi Vektor.
2.1. Notasi Geometris.
2.1.a. Penamaan sebuah vektor :
dalam cetakan : dengan huruf tebal : a, B, d.
dalam tulisan tangan : dengan tanda ¾ atau ® diatas huruf : a , B, d.
panjang anak panah : besar vektor.
arah anak panah : arah vektor
2.2. Notasi Analitis
Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar. Sebuah vektor a dapat dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut :
alam koordinat kartesian :
vektor arah /vektor satuan : adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan yang didefinisikan. Misalnya dalam koordinat kartesian : i, j, k. yang masing masing menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x, sumbu y dan sumbu z.
Sehingga vektor a dapat ditulis :
a = ax i + ay j
dan besar vektor a adalah :
a = Ö ax 2 + ay 2
Langganan:
Postingan (Atom)