Dinamika

Belajar ilmu pasti......



Dinamika adalah bagian mekanika yang meliputi telaah tentang gerak gan gaya-gaya yang menyebabkan gerak. Dinamika dapat digambarkan dengan hukum Newton II.

Konsep Gaya dan Massa :

MASSA

Massa merupakan ukuran inersia/kelembaman suatu benda (kemampuan mempertahankan keadaan suatu gerak). Makin besar massa suatu benda, makin sulit mengubah keadaan gerak benda tersebut. Semakin besar massa benda, semakin sulit menggerakannya dari keadaan diam, atau menghentikannya ketika sedang bergerak atau merubah gerakannya keluar dari lintasannya yang lurus. Kita dapat mengatakan bahwa semakin besar massa benda, semakin besar hambatan benda tersebut untuk dipercepat. Konsep ini dengan mudah dapat kita kaitkan dengan kehidupan sehari-hari. Jika kita memukul bola tenis meja dan bola basket dengan gaya yang sama maka tentu saja bola basket akan bergerak lebih lambat/bola basket memiliki percepatan yang lebih kecil dibandingkan denga bola tenis. Demikian juga sebuah truk gandeng yang sedang bergerak lebih sulit dihentikan dibandingkan dengan sebuah taxi. Jika sebuah gaya menghasilkan percepatan yang besar, maka massa benda kecil; jika gaya yang sama menyebabkan percepatan kecil, maka massa benda besar.

Satuan Sistem Internasional untuk massa adalah Kilogram (kg). Lambang massa adalah m, yang merupakan inisial dari kata mass (kata massa dalam bahasa inggris). Lambang ini merupakan ketetapan yang dibuat untuk penyeragaman. Massa merupakan besaran skalar, yakni besaran yang hanya mempunyai nilai/besar saja.

GAYA

Dalam kehidupan sehari-hari, tiap orang sebenarnya punya konsep dasar tentang gaya. Misalnya pada waktu kita menarik atau mendorong suatu benda atau kita menendang bola, kita mengatakan bahwa kita mengerjakan suatu gaya pada benda itu.

Gaya dapat mengubah arah gerak suatu benda, gaya dapat mengubah bentuk suatu benda serta gaya juga dapat mengubah ukuran suatu benda dengan syarat gaya yang kita berikan cukup besar.

Gaya menyebabkan percepatan. Arah gaya searah dengan arah percepatan. Dari sini dapat disimpulkan bahwa gaya adalah besaran yang mempunyai besar dan arah. Ini berarti, gaya dapat digolongkan sebagai sebuah vektor.

Macam-macam Gaya
• Di alam semesta ada 4 gaya yang berpengaruh yaitu gaya Elektromagnetik, gaya Gravitasi, gaya Interaksi Kuat dan gaya Interaksi Lemah
• Gaya Interaksi : gaya Gravitasi dan gaya Listrik-Magnetik
• Gaya Kontak : gaya Normal, gaya Gesek dan gaya Tegang Tali

Gaya Normal
Gaya normal adalah gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan pada benda terhadap bidang dimana benda itu terletak tegak lurus bidang.
N = m g ; g = percepatan gravitasi

Gaya Gesek
Gaya yang melawan gerak relatif antara 2 benda yang bersentuhan.
Gaya gesek ini dapat terjadi pada :
• gaya gesek antara zat padat dengan zat padat
• gaya gesek antara zat cair dengan zat padat
• Gaya gesek dipengaruhi oleh beberapa faktor
• Keadaan permukaan
• Kecepatan relatif
• Gaya yang bekerja pada benda

Gaya gesek, fk dinyatakan ; fk = µk x N
Sifat-sifat gaya gesek :
• Gaya gesek maksimum (statik dan kinetik) tidak tergantung pada luas permukaan bidang gesek dan berbanding lurus dengan gaya normal.
• Gaya gesek kinetik tergantung pada kecepatan relatif antara 2 benda yang bersentuhan.

Konsep Gaya dan Massa dijelaskan oleh Hukum Newton

Hukum I Newton menyatakan “Sebuah benda akan berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan apabila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol”.
Hukum II Newton menyatakan “Benda akanmengalami percepatan jika ada gaya yang bekerja pada benda tersebut dimana gaya ini sebanding dengan suatu kontanta dan percepatannya”, F= m a
Hukum III Newton menyatakan “ Dua benda yang berinteraksi akan timbul gaya pada masing-masing benda tersebut yang arahnya berlawanan dan besarnya sama”, Faksi = -Freaksi

Kinematika :
Kinematika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak titik partikel secara geometris, yaitu meninjau gerak partikel tanpa meninjau penyebab geraknya. Kinematika adalah cabang dari ilmu mekanika, yaitu ilmu yang mempelajari gerak benda.

Gerak yang dipelajari :
Gerak 1 dimensi (lintasan berbentuk garis lurus)
a. Gerak lurus beraturan (GLB)
b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
c. Gerak lurus berubah tidak beraturan
Gerak 2 dimensi (lintasan berada dalam sebuah bidang datar)
a. Gerak melingkar
b. Gerak parabola
Gerak 3 dimensi (lintasan berada dalam ruang – tidak dibahas)
4. Gerak Relatif

Besaran fisika dalam studi Kinematika:
1. Perpindahan (displacement)
2. Kecepatan (velocity)
3. Percepatan (accelaration)

Perpindahan (displacement)
Letak sebuah titik : vektor posisi, yaitu vektor yang dibuat dari titik acuan ke arah titik tersebut. Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor. Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek.
Contoh:
Jika ada sebuah benda Z bergerak ke utara dengan panjang lintasan 25m. Setelah bergerak ke utara sejauh 25m, benda bergerak ke selatan sejauh 15m.
Dapat disimpulkan bahwa benda Z menempuh lintasan sepanjang 40m, dan melakukan perpindahan sejauh 10m.

Kecepatan (velocity)
Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan untuk perpindahan tersebut.
Kecepatan sebuah partikel adalah laju perubahan posisi partikel terhadap waktu.
Kecepatan rata-rata partikel tadi dalam selang waktu didefinisikan sebagai:
v=Δx/Δt

Percepatan (accelaration)
Percepatan sebuah partikel adalah laju perubahan keceatan partikel terhadap waktu. Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan). Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan kecepatan waktu.
a=Δv/Δt

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan diartikan sebagai gerakan pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap/konstan. Kecepatan tetap berarti percepatan nol. Dengan kata lain benda yang bergerak lurus beraturan tidak memiliki percepatan. Dalam kehidupan sehari-hari sangat jarang ditemukan benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap.

Karena pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) kecepatan gerak suatu benda tetap, maka kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan atau kelajuan sesaat. kok bisa ya ? ingat bahwa setiap saat kecepatan gerak benda tetap, baik kecepatan awal mapun kecepatan akhir. Karena kecepatan benda sama setiap saat, maka kecepatan awal juga sama dengan kecepatan akhir. Dengan demikian kecepatan rata-rata benda juga sama dengan kecepatan sesaat

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) diartikan sebagai gerak benda dalam lintasan lurus dengan percepatan tetap. Yang dimaksudkan dengan percepatan tetap adalah perubahan kecepatan gerak benda yang berlangsung secara tetap dari waktu ke waktu. Mula-mula dari keadaan diam, benda mulai bergerak, semakin lama semakin cepat dan kecepatan gerak benda tersebut berubah secara teratur. Perubahan kecepatan bisa berarti tejadi pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan. Pengurangan kecepatan terjadi apabila benda akan berhenti. dalam hal ini benda mengalami perlambatan tetap. Pada pembahasan ini kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk benda yang mengalami pengurangan kecepatan secara teratur. Kita tetap menamakannya percepatan, hanya nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan yang bernilai negatif.

Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya terjadi secara teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan diam maupun ketika hendak berhenti. walaupun demikian, banyak situasi praktis terjadi ketika percepatan konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu jika percepatan tidak berubah terhadap waktu.


Besaran Dan Vektor


Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi dalam batasan ruang dan waktu.
Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah).

Besaran Fisika
Besaran Fisika ada 2 yaitu:
Konseptual
Besaran Pokok : Besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran.
Contoh Besaran Pokok :
- Massa satuan dalam SI kilogram (kg)
- Panjang satuan dalam SI meter (m)
- Waktu satuan dalam SI sekon (s)
- Arus Listrik satuan dalam SI ampere (A)
- Suhu satuan dalam SI kelvin (K)
- Jumlah Zat satuan dalam SI mole (mol)
- Intensitas satuan dalam SI kandela (cd)

Definisi standar besaran pokok:
Panjang – meter :
Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.
Massa – kilogram :
Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.
Waktu – sekon
Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state).

Besaran Turunan : Besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok.
Contoh Besaran Turunan:
- Kecepatan : pergeseran yang dilakukan persatuan waktu, satuan : meter per sekon (ms-1)
- Percepatan : perubahan kecepatan per satuan waktu, satuan : meter per sekon kuadrat (ms-2)
- Gaya : massa kali percepatan, satuan : newton (N) = kg m s-2

Matematis
Besaran Skalar: Hanya memiliki nilai.
Besaran Vektor: Memiliki nilai dan arah.

Dimensi
Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan.
Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah “panjang”.
Besaran Pokok :
- Massa simbol dimensi : M
- Panjang simbol dimensi : L
- Waktu simbol dimensi : T
- Arus Listrik simbol dimensi : I
- Suhu simbol dimensi
- Jumlah Zat simbol dimensi : N
- Intensitas simbol dimensi : J

Analisa Dimensi:
Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.
Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.