Fisika Dasar I
36
III. DINAMIKA PARTIKEL
Pada dasarnya setiap benda mengalami gaya-gaya luar karena setiap benda pasti berinteraksi dengan benda lain dan sesungguhnya tidak ada satupun benda di
alam yang diam secara mutlak. Akan tetapi ada benda yang diam relatif dan ada pula benda yang bergerak terus menerus tanpa henti. Kita juga kadang
menyaksikan ada benda yang makin lama makin cepat atau makin lama makin lambat gerakannya. Benda tampak diam atau bergerak berdasarkan pengamatan
dari suatu tempat atau kerangka acua tertentu bergantung pada resultan gaya yang bekerja padanya. Knsep tentang gerak dan gaya telah dirangkum oleh
Newton dalam suatu hukum yang disebut hukum Newton, dan dipelajari dalam sebuah cabang yang disebut “Dinamika”
A. Standar Kompetensi
Mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan mekanika klasik sistem diskrit partikel.
B. Kompetensi Dasar
1. Menjelaskan hukum Newton sebagai konsep dasar dinamika, dan
mengaplikasikannya dalam persoalan dinamika sederhana. 2.
Menjelaskan hukum Kepler sebagai dasar pemahaman peredaran planet mengelilingi matahari.
C. Materi Pembelajaran
1. Hukum Newton I
Pandangan bahwa gaya adalah penyebab benda bergerak telah diyakini oleh Aristoteles sejak tahun 350 sebelum masehi. Menurut Aristoteles, keadaan alamiah
dari sebuah benda adalah diam, dan suatu gaya diperlukan untuk membuat benda tersebut bergerak. Dua ribu tahun kemudian pandangan ini diperbaharui oleh
Galileo yang menyimpulkan bahwa keadaan alamiah sebuah benda adalah diam atau bergerak dengan kecepatan tetap keadaan setimbang. Untuk mengubah
kecepatan gerak benda dibutuhkan gaya luar, tetapi untuk mempertahankan
Fisika Dasar I
37
kecepatan tidak dibutuhkan gaya luar sama sekali. Prinsip ini kemudian oleh Newton diangkat sebagai hukum yang pertama dari ketiga hukum geraknya.
Newton menyajikan hukum pertamanya dalam ungkapan kata-kata sebagai berikut “Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan
kecuali jika ia dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh padanya”
Kenyataan bahwa tanpa gaya luar suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan sering dinyatakan dengan memberikan suatu sifat benda
yang disebut inersia kelembaman dan kerangka acuan dimana hukum ini berlaku disebut kerangka inersia.
Dalam hukum Newton I tersirat pula bahwa tidak ada perbedaan antara pengertian tidak ada gaya yang sama sekali dengan ada gaya-gaya yang resultannya nol.
Dengan demikian, bentuk lain pernyataan hukum Newton I adalah “Jika tidak ada resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda, maka percepatan benda adalah nol”.
Contoh :
Gambar 3.1 memperlihatkan sebuah benda w digantungkan dengan menggunakan tali. Pandanglah simpul pada titik temu ketiga tali sebagai “benda”. Benda diam
meskipun tiga gaya yang bekerja padanya. Jika W = 100 N, Hitunglah tegangan tali T
1
dan T
2
. Jawab :
Gambar 3.1
Jawab : Karena benda tidak mengalami percepatan, maka T
1
+ T
2
+ w = 0 atau jika diuraikan berdasarkan komponen-komponennya :
-T
1x
+ T
2x
= 0
30 45
T
1
T
2
T
2x
T
1x
T
2y
T
1y
w
w
30 45
T
1
T
2
Fisika Dasar I
38
T
1x
= T
1
cos 30 ; T
2x
= T
2
cos 45 sehingga -T
1
cos 30 + T
2
cos 45 = 0,
diperoleh :
2
30 cos
45 cos
1 T
T
Proyeksi ke sumbu-y T
1y
+ T
2y
– w = 0 T
1y
= T
1
sin 30 ; T
2y
= T
2
sin 45 sehingga T
1
sn 30 + T
2
sin 45 – w = 0,
dengan mensubtitusi nilai T
1
dan menyelesaikannya maka diperoleh :
N w
T 66
, 89
45 sin
30 tan
45 cos
2
2 30
cos 45
cos 1
T T
= 73,2 N
2. Hukum Newton II
Kategori