Mata Mata Kuliah

Benda yang dijatuhkan secara bebas dan dianggap mempunyai percepatan tetap sebesar percepatan gravitasi (g m/s) dan kecepatan awalnya nol maka kecepatan benda mencapai tanah dapat diturunkan dari persamaan:

 x =h

Energi adalah sesuatu besaran fisis yang dapat menghasilkan kerja bisa di transformasikan dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada pembahasan di sini dititik beratkan pada energi mekanik yang terdiri dari energi kinetik dan energi potensial.

Agar lebih jelas lagi, marilah kita bahas suatu proses perubahan dan perpindahan energi. Untuk itu kita rancang suatu eksperimen sederhana seperti ditunjukan pada gambar 8.1. sebuah kompor minyak tanah dipergunakan untuk memanaskan air dalam suatu ketel air yang diperlengkapi dengan  suatu silinder atau torak. Ketel ini tidak lain adalah suatu motor uap sederhana. Torak mendorong batang penggerak, yang selanjutnya menarik tali.

Mungkin anda bertanya apakah satuan untuk kerja. Dari persamaan kita dapat melihat bahwa satuan untuk kerja adalah satuan untuk gaya dikalikan dengan satuan untuk panjang. Dalam system satuan MKS, satuan untuk gaya adalah newton (N) dan satuan untuk panjang dalah meter (m), sehingga satuan untuk kerja haruslah newton- meter, (Nm); satuan ini kita sebut joule.

Ketentuan : suatu benda ( oleh sesuatu sebab gaya) dikatakan memiliki suatu tenaga, bila benda itu mempunyai kemampua/kesanggupan untuk melakukan suatu usaha.

Dibedakan dua macam tenaga : yaitu tenaga gerak atau kinetis dan tenaga tempat atau potensial.

Suatu benda dengan massa m sedang bergerak dengan kecepatan  memiliki tenaga gerak karena benda itu mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha. Peluru yang ditembakan memiliki tenaga gerak, karena itu dapat menembus/masuk kedalam sasarannya yang dikenal, makin besar/berat peluru makin dalam menembusnya, juga makin besar kecepatannya makin dalam pula menembusnya.

Suatu benda yang beratnya W berada disuatu tempat, memiliki tenaga tempat terhadap suatu tempat lain yang kita pilih. Karena benda itu mempunyai kemampuan melakukan usaha dari tempat tersebut ketempat yang lain ( yang kita pilih). Tempat yang dipilih kita tentukan, sebagai bidang potensial nol,

Dari gambar 7.1 ( a)sampai dengan 7.1 ( d ) gaya yang diberikan sama besar tapi jarak atau gaya arah jarak berbeda-beda maka akan menghasilkan gaya yang berbeda-beda.

Dari gambar 7.2 terlihat bahwa f = r sin θ adalah jarak pusat putaran gaya diman antara gaya dan jarak ke pusat getaransaling tegak lurus atau sederhananya.

Diputar dari pusat r ke f sesuai dengan lipatan empat jari tangan kanan maka momen gaya sesuai dengan arah ibu jari tangan kanan.

Sesuai perjanjian yang umum dipakai kita mengambil arah gaya positif jika benda cenderung berputar berlawanan arah dengan arah putaranjarum jam dan negatif jika benda berputar searah dengan arah putaran jarum jam

7.2 Menjumlahkan gaya gaya sejajar

Suatu  batang dipengaruhi oleh dua gaya masing – masing F1 dan F2 dan mempunyai jaralk dari titik tumpuan x1 dan x2

Sedang resultanrte gaya adalah:

Gaya gesek ini didapat dari hasil empiric yang tidak didasarkan pada teori sebab musabab terjadinya gesekan dengan demikian tidakk ada teori eksak tentang gesekan.

Beberapa variabel yang mempengaruhi gesekan dari pengamatan antara lain

contoh 1.

Gambar 6.2 a benda pada bidang miring dengan sudut kemiringan  maka diagram gaya dapat digambarkan sebagai berikut

Besaran fs dipengaruhi oleh kemiringan ( 0 jika bekerja m g sin  mencapai harga  maka benda mulai meluncur.

Sehingga benda mulai meluncur terjadi pada kemiringan

contoh 2

Kita tinjau  mobil yang sedang bergerak diatas suatu jalan lurus dan datar dengan kecepatan tetap Vo jika koofesien gerak anatara ban dan jalan adalah , tentukan jarak terdekat mobil dapat dihentikan.

Dalam buku yang ditulis Newton Principle, Newton menyatakan hukum II dalam bentuk momentum yaitu yang disebut kuantitas gerak. Dalam Fisika Modern Newton berbunyi:

“ Perubahan momentum persatuan waktu berbanding lurus dengan gaya resultan, dan mempunyai arah sama dengan gaya tersebut.”

Kita ingin menganalisa gerak sebuah balok pada bidang miring yang licin (gaya gesek dianggap nol) seperti ditunjukkan pada gambar 5.1

Sebuah balok dengan massa m terletak pada permukaan horizontal yang licin. Dan ditarik dengan seutas tali yang dihubungkan dengan benda lain dengan massa m seperti terlihat pada gambar 5.2

Dua buah benda bermassa tidak sama besar dihubungkan dengan seutas tali melalui katrol (pada gambar 5.3)

Apabila benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan menurut sebuah garis lurus, maka resultance dari gaya seluruhnya yang bekerja pada benda itu adalah nol.

Benda-benda yang memenuhi hubungan diatas disebut benda yang seimbang

            Fx = 0, Fy = 0, Fz = 0

Suatu tarikan yang bekerja pada suatu satuan massa standar dan menghasilkan satu satuan percepatan kita sebut suatu satuan gaya.sehingga hubungan ini dapat ditulis : F = m. a

Suatu gaya yang bekerja pada suatu benda selalu berasal dari benda lain. Jadi suatu gaya sebetulnya adalah interaksi antara dua benda. Kita dapatkan, bahwa jika suatu benda melakukan sebuah benda lain, benda kedua selalu melakukan balasan pada benda pertama. Disamping itu kedua gaya ini mempunyai besar yang sama dan arah berlawanan.

Perkalian  titik didefinisikan sebagai berikut:

Perkalian titik antara dua vektor menghasilkan besaran scalar dengan ketentuan

Perkalian silang antara dua vektor menghasilkan vektor baru dengan ketentuan sebagai berikut misalkan vektor A dan B pada dua dimensi seperti pada gambar 3.5 

Secara sederhana vektor yang dimaksud dalam pembahasan ini adalah :

Sebuah besaran yang mempunyai nilai ( Harga ) dan arah.

Untuk menggambarkan sebuah besaran yang mempunyai nilai dan arah diwakili oleh sebuah panah dengan aturan : 

Seperti diungkapkan di atas bahwa sebuah vektor mempunyai harga dan arah sehingga dalam operasinya tidak seperti aljabar biasa.

Ada dua metoda penjumlahan vektor secara gambar yakni :

a).  Metoda segi tiga sbb :