PERSAMAAN GERAK
Mempelajari Tentang:Koordinat Polar dan Cartesius
Perpindahan dan Jarak
Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat
Perpindahan Besaran Vektor
Perpindahan : Perubahan Posisi
Jarak Merupakan Besaran Skalar
Jarak : Jumlah Dari Posisi Awal s/d Posisi Akhir
Jarak Perpindahan
Kecepatan Rata-Rata : Perubahan Posisi/Perubahan Waktu
Kecepatan Sesaat Diturunkan Dari Persamaan Posisi
PERSAMAAN GERAK
Gerak Translasi
V tetap
t berpangkat 1
Rumus Jarak
GLB : S=So+(vt)
GLBB :Perpindahan
GLB :rt – ro
GLBB :rt – ro
Kec.Linier
GLB : V = s/t
GLBB : Vt = Vo + atPercepatan Sesaat
GLB : a = o
GLBB : Turunan dr persamaan kec.
Kec.Sesaat
GLB : Turunan dr Persamaan Posisi
GLBB : Turunan dr Persamaan Posisi
GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama.
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.
s = v . t
dengan arti dan satuan dalam SI:
s = jarak tempuh (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
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= -).
Rumus
V = Vo + a . t
S = Vo . t+ ½ a . t2
dengan arti dan satuan dalam SI:
v0 = kecepatan mula-mula (m/s)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu (s)
s = Jarak tempuh/perpindahan (m)
Penggunaan GLB dalam Kehidupan
gerak kapal, kereta api di rel lurus, jika kamu naik kereta api atau kapal laut tentu kamu mengalami gerak lurus beraturan tersebut.
Pada saat kita bersepeda di jalan menurun, pasti kita merasakan gerak sepeda semakin cepat walaupun pedal sepeda tidak dikayuh. Sebaliknya, saat kita bersepeda di jalan mendaki pasti kitagerak sepeda kita semakin lambat jika pedal tidak dikayuh.
GERAK PARABOLA
Gerak parabola perpaduan dr GLB pada sumbu X dengan GLBB pada sumbu Y.
Vx : Kecepatan pd sumbu X
Vy : Kecepatan pd sumbu Y
V : Kecepatan pd satu titik
Tx : lama di udara
Ty : Waktu untuk mencapai puncak
X : Jarak Terjauh
Y : Jarak Tertinggi
GAYA
Gaya Berat : Gaya yang dimiliki oleh semua benda yang berada dalam medan gravitasi ( W )
Gaya Normal : Gaya yang terjadi pada benda terhadap bidang, dan arahnya tegak lurus terhadap bidang.
Gaya Tegang Tali : Gaya yang bekerja pada bidang yang ditali arah mengikuti arah tali
Gaya yang berlawanan dengan arah gerak, pusatnya benda dengan bidang.( F : yg diberikan ; f : gesekan
Koefisien gesekan merupakan sifat permukaan benda yang bersentuhan dan nilainya bergantung pada kekasaran permukaan tersebut.
Statis : Benda masih Diam, selalu sama dengan gaya yang diberikan
Kinetis : Bergerak, lebih kecil dari gaya yang diberikan
Gaya Gesek disebabkan oleh dua benda yang bergesek dan arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda
GAYA GRAVITASI
Semua benda yang bermasa yang tarik menarik oleh medan gravitasi
Menurut hukum gravitasi Newton , setiap benda dialam semesta selalu menarik setiap benda lainnya dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.
Medan Gravitasi didevinisikan sebagai ruang disekitar benda bermassa.Suatu benda akan saling tarik satu sama lain didalam medan gravitasi ini.
Hukum – Hukum Kepler
Hukum Kepler 1 : Setiap planet bergerak pada lintasan berbentukm elips dengan matahari berada disalahsatu fokus elips
Hukum Kepler 2 : suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama
Hukum Kepler 3 : Perbandingan antara Kuadrat waktu revolusi dengan pangkat 3 jarak ratarata planet ke matahari adalah sama untuk semua planet
ELASTISITAS
sifat suatu benda yang panjangnya akn berubah bila diberi gaya.
Hukum Hooke
adalah konstanta dan x adalah simpangan. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x). Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja berlawanan arah dengan arah simpangan x. k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas berkaitan dengan elastisitas sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda.
ENERGI POTENSIAL PEGAS (Ep)
Ep = 1/2 k D x2 = 1/2 Fp Dx
Fp = - k Dx
Dx = regangan pegas
k = konstanta pegas
Fp = gaya pegas
Tanda minus (-) menyatakan bahwa arah gaya Fp berlawanan arah dengan arah regangan x.Energi potensial tergantung tinggi benda dari permukaan bumi. Bila jarak benda jauh lebih kecil dari jari-jari bumi, maka permukaan bumi sebagai acuan pengukuran. Bila jarak benda jauh lebih besar atau sama dengan jari-jari bumi, make pusat bumi sebagai acuan.
Stress:penggunaan kekuatan yang cukup besar terhadap suatu obyek atau sistem untuk merusaknya atau merubah bentuknya.
Modulus Young
yaitu adalah hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik. Lebih jelasnya adalah perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik.
Rangkaian Pegas
Seri : gaya tarik yang dialami tiap pegas sama besarnya dan gaya tarik ini = gaya tarik yang dialami pegas pengganti
Paralel : Gaya tarik pada pegas pengganti F = total gaya tarik pada pegas.
GERAK HARMONIK SEDERHANA
Simpangan Gerak Harmonik Sederhana
y = simpangan (m)
A = amplitudo (m)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
f = frekuensi (Hz)
t = waktu tempuh (s)
Kecepatan Getar
Kecepatan cosTeta (meter/detik)
Percepatan Getar
Percepatan sinTeta (ms Pangkat -2)
Energi Potensial
= 1/2 k y(pangkat2) ( joule)
Energi Kinetik
= 1/2 m v(pangkat2) ( joule )
Energi Mekanik
=Em=Ek + Ep (joule)
USAHA DAN ENERGI
Persamaan usaha
W = Fs cos 0 = Fs (1) = Fs
W adalah usaha,F adalah besar gaya yang searah dengan perpindahan dan s adalah besar perpindahan.
Hubungan Usaha dengan perubahan energi potensial
Energi potensial merupakan energi yang dihubungkan dengan gaya-gaya yang bergantung pada posisi atau wujud benda dan lingkungannya. Banyak sekali contoh energi potensial dalam kehidupan kita. Karet ketapel yang kita regangkan memiliki energi potensial. Karet ketapel dapat melontarkan batu karena adanya energi potensial pada karet yang diregangkan. Demikian juga busur yang ditarik oleh pemanah dapat menggerakan anak panah, karena terdapat energi potensial pada busur yang diregangkan. Contoh lain adaah pegas yang ditekan atau diregangkan. Energi potensial pada tiga contoh ini disebut senergi potensial elastik. Energi kimia pada makanan yang kita makan atau energi kimia pada bahan bakar juga termasuk energi potensial. Ketika makanan di makan atau bahan bakar mengalami pembakaran, baru energi kimia yang terdapat pada makanan atau bahan bakar tersebut dapat dimanfaatkan. Energi magnet juga termasuk energi potensial. Ketika kita memegang sesuatu yang terbuat dari besi di dekat magnet, pada benda tersebut sebenarnya bekerja energi potensial magnet. Ketika kita melepaskan benda yang kita pegang (paku, misalnya), dalam waktu singkat paku tersebut bergerak menuju magnet dan menempel pada magnet. Perlu dipahami bahwa paku memiliki energi potensial magnet ketika berada jarak tertentu dari magnet; ketika menempel pada magnet, energi potensial bernilai nol.
Hubungan usaha Dengan Energi Kinetik
Setiap benda yang bergerak memiliki energi.Ketapel yang ditarik lalu dilepaskan sehingga batu yang berada di dalam ketapel meluncur dengan kecepatan tertentu. Batu yang bergerak tersebut memiliki energi.Jika diarahkan pada ayam tetangga maka kemungkinan besar ayam tersebut lemas tak berdaya akibat dihajar batu. Pada contoh ini batu melakukan kerja pada ayam.Kendaraan beroda yang bergerak dengan laju tertentu di jalan raya juga memiliki energi kinetik. Ketika dua buah kendaraan yang sedang bergerak saling bertabrakan, maka bisa dipastikan kendaraan akan digiring ke bengkel untuk diperbaiki. Kerusakan akibat tabrakan terjadi karena kedua mobil yang pada mulanya bergerak melakukan usaha / kerja satu terhadap lainnya. Ketika tukang bangunan memukul paku menggunakan martil, martil yang digerakan tukang bangunan melakukan kerja pada paku.
Setiap benda yang bergerak memberikan gaya pada benda lain dan memindahkannya sejauh jarak tertentu. Benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan kerja, karenanya dapat dikatakan memiliki energi. Energi pada benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kata kinetik berasal dari bahasa yunani, kinetikos, yang artinya “gerak”. ketika benda bergerak, benda pasti memiliki kecepatan. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya atau kecepatannya.
Penerapan hukum kekekalan energi mekanik
Suatu contoh sederhana dari Hukum Kekekalan Energi Mekanik adalah ketika sebuah benda melakukan Gerak Jatuh.
Misalnya kita tinjau sebuah batu yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu. Pada analisis mengenai Gerak Jatuh Bebas, hambatan udara diabaikan, sehingga pada batu hanya bekerja gaya berat (gaya berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada benda, di mana arahnya selalu tegak lurus menuju permukaan bumi).
etika batu berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah dan batu masih dalam keadaan diam, batu tersebut memiliki Energi Potensial sebesar EP = mgh. m adalah massa batu, g adalah percepatan gravitasi dan h adalah kedudukan batu dari permukaan tanah (kita gunakan tanah sebagai titik acuan).ketika berada di atas permukaan tanah sejauh h (h = high = tinggi), Energi Kinetik (EK) batu = 0. mengapa nol ? batu masih dalam keadaan diam, sehingga kecepatannya 0. EK = ½ mv2, karena v = 0 maka EK juga bernilai nol alias tidak ada Energi Kinetik. Total Energi Mekanik = Energi Potensial.
EM = EP + EK
EM = EP + 0
EM = EP
MOMENTUM, IMPULS & TUMBUKAN
Momentum
Momentum adalah besaran vektor. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. (Besaran mv kadang-kadang dinyatakan sebagai momentum linier partikel untuk membedakannya dari momentum angular).
Impuls
Impuls merupakan besaran vektor.Pengertian impuls biasanya dipakai dalam peristiwa besar dimana F dan t.Jika gaya F tidak tetap (F fungsi dari waktu)
maka rumus I = F t
Impuls dapat dihitung juga dengan cara menghitung luas kurva dari grafik gaya F vs waktu t.
Hukum Kekekalan momentum
Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I1 = -I2.
Jika dua benda A dan B dengan massa masing-masing MA dan MB serta kecepatannya masing-masing VA dan VB saling bertumbukan, maka :
MA VA + MB VB = MA VA + MB VB
VA dan VB = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan
VA dan VB = kecepatan benda A den B setelah tumbukan.
Tumbukan bola pada lantai
ada saat sebelum tumbukan, bola billiard target diam sehingga momentumnya = 0, sedangkan bola billiard yang disodok bergerak dengan kecepatan tertentu; bola billiard yang disodok memiliki momentum. Setelah terjadi tumbukan, kecepatan bola billiard yang disodok berkurang; karenanya momentumnya juga berkurang. Sebaliknya, bola billiard target yang pada mulanya diam menjadi bergerak setelah terjadi tumbukan. Karena bergerak maka kita bisa mengatakan bahwa momentum bola billiard target “bertambah”. Dapatkah kita menyimpulkan bahwa jumlah momentum kedua bola billiard tersebut sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua bola billiard setelah tumbukan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar