Fisika I

FISIKA 1
Oleh:
Gabriel Sianturi
Universitas Komputer Indonesia

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

BESARAN DAN SATUAN

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

FISIKA
• Ilmu yang mempelajari gejala alam/
fenomena alam dan interaksi yang
menyertainya
• Mengapa mempelajari fisika penting ?
• Fisika merupakan dasar semua ilmu
science dan rekayasa
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia


Cabang Ilmu Fisika
• Fisika Klasik: mekanika, listrik dan
magnet, optik, bunyi, panas
• Fisika Modern: fisika atom, fisika nuklir

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Besaran
• Ilmu fisika didasarkan pada pengukuran
besaran fisis
• Besaran: sesuatu yang dapat diukur.
Contoh: panjang, massa, waktu, suhu
• Besaran fisis diukur dan dinyatakan dalam
satuan tertentu. Mis: kilogram, gram,
pound, kilometer, meter, menit, detik
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia


Satuan
• Satuan: ukuran suatu besaran
• Sistem satuan:
1. Metrik
- mks : meter kilogram sekon
- cgs : centimeter gram sekon
2. Non metrik (British)
- fps : foot pound second
Systeme International (SI)
Sistem mks yang disempurnakan dan yang paling
banyak digunakan.
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Besaran Pokok Dan Turunan (1)
• Dalam SI ada 7 besaran pokok
No

Besaran


Satuan

Simbol

1

Panjang

meter

m

2

Massa

kilogram

kg


3

Waktu

sekon

s

4

Arus listrik

ampere

A

5

Temperatur

termodinamik

kelvin

K

6

Jumlah zat

mole

mol

7

Intensitas cahaya

candela


cd

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Besaran Pokok Dan Turunan (2)
• Besaran Turunan diturunkan dari besaran pokok
• Contoh:

Besaran

Satuan

Singkatan

Kecepatan:
Jarak/waktu

meter/sekon

m/s


Percepatan:
Jarak/waktu/waktu

meter/sekon2

m/s2

Gaya:
Massa x percepatan

kilogram.
meter/sekon2

kg/m.s2 atau
newton (N)

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2


Awalan
Simbol

Faktor

Awalan

Simbol

Deka
(deca)

da

10-1

Desi
(deci)


d

102

Hekto
(hecto)

h

10-3

senti
(centi)

c

103

kilo


k

10-3

Mili
(milli)

m

106

mega

M

10-6

Mikro
(micro)


µ

109

giga

G

10-9

nano

n

1012

tera

T

10-12

Piko
(pico)

p

1015

peta

P

10-15

femto

f

1018

eksa

E

10-18

atto

a

Faktor
101

Awalan

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Panjang
Standar panjang
- Yard (A.D 1120)
- Foot
- Meter


Definisi meter:
1. Tahun 1960: Jarak antara dua garis pada batang platinum-iridium
yang tersimpan di Paris
2. Sekitar tahun 1970: 1650763,73 kali panjang gelombang oranyemerah yang dipancarkan dari sebuah lampu krypton-86
3. Oktober 1983: jarak yang ditempuh cahaya dalam vakum selama
1/299792458 detik

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Massa
• Satuan SI : kilogram (kg)
• Definisi:
Massa dari paduan platinum-iridium
silinder yang tersimpan di International
Bureau of Weights and Measures at
Sevres, Perancis.

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Waktu
• Standar waktu: second
• Definisi:
9192631770 kali periode radiasi getaran
dari atom cesium 133.

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Dimensi (1)
• Dimensi: sifat fisik dari suatu kuantitas
• Apakah suatu jarak diukur dengan satuan panjang meter,
feet, tetap saja itu adalah jarakà Dimensi (sifat fisik) dari
jarak adalah panjang.
• Simbol dimensi:
Jarak (Length): L
Massa (Mass) : M
Waktu (Time) : T
• Dimensi digunakan untuk:
- Menurunkan satuan dari suatu besaran
- Mengecek kebenaran suatu persamaan
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Dimensi (2)
Besaran Pokok dan Dimensinya
No

Besaran

Satuan

Dimensi

1

Panjang

meter

L

2

Massa

kilogram

M

3

Waktu

sekon

T

4

Arus listrik

ampere

I

5

Temperatur
termodinamik

kelvin

θ

6

Jumlah zat

mole

j

7

Intensitas cahaya

candela

N

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Dimensi (3)
• Besaran Turunan dan Dimensinya
Contoh:
Besaran

Satuan

Dimensi

Kecepatan:
Jarak/waktu

meter/sekon

[L] [T]-1

Percepatan:
Jarak/waktu/waktu

meter/sekon2

[L] [T]-2

kilogram. meter/sekon2

[M] [L] [T]-2

Gaya:
Massa x percepatan

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Vektor

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Skalar Dan Vektor
A. Skalar: besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja
(tidak tergantung pada arah)
• Contoh:
– Temperatur 20oC
– Volume 10m3
– Massa 5 kg

B. Vektor: besaran yang mempunyai magnitudo (magnitude)
dan arah
• Contoh:
– Gaya 10 N arah sumbu x positif
– Percepatan 10m/s2 arah ke bawah
– Kecepatan 5 km/jam arah utara

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Notasir





Vektor dapat ditulis A atau A
Lambang : anak panah
Arah anak panah :menunjukkan arah vektor
Panjang anak panah menunjukkan magnitudo
(magnitude) vektor
• Magnitudo vektor ditulis A atau IAI
• Magnitudo suatu vektor mempunyai satuan
(mis: m, m/s)
A

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kesamaan Dua Vektor
• Dua buah vektor dikatakan sama apabila
kedua vektor tersebut mempunyai besar
dan arah yang sama
• A=B jika IAI= IBI dan arahnya sama
y

x
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Penjumlahan Vektor (1)
• Metode :
1. Grafis
– menggunakan gambar berskala
– kurang akurat

2. Aljabar
– akurat

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Penjumlahan Vektor (2)
• Metode Grafis
– Gambarkan vektor A dengan panjang dan arah yang ditentukan
– Gambarkan vektor B dengan panjang dan arah yang ditentukan.
Titik asal (origin) penggambaran vektor B dimulai dari ujung
vektor A.
– Gambarkan resultan R dimulai dari titik asal vektor A sampai pada
ujung panah vektor B
– Ukur panjang dan arah R

R
B
A
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Penjumlahan Vektor (3)
• Jika terdapat lebih dari 2 buah vektor

D
R=A+B+C+D
C
R

B
A

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Hukum Komutatif
• A+B = B+A
A

R=B+A
R=A+B

B

B

B
A
A

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Pengurangan Vektor
• Negatif dari suatu vektor A didefinisikan sebagai suatu
vektor yang apabila ditambahkan dengan A hasil
penjumlahan vektornya sama dengan nol

• A-B = A+(-B)
B
A

-B
A-B

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Komponen Vektor (1)
• Ax dan Ay merupakan komponen dari vektor A
• Ax+Ay=A
Ax = A cos θ

y

Ay = A sin θ
A=

A

Ay

θ
O

Ax

θ = tan-1
x

2

Ax + Ay

2

Ay
Ax

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Komponen Vektor (2)
• A+B=C

C=

y

2

Cx + Cy

2

θ = tan-1

Cx

B

B

By
Bx

A

Cy

A
C

C

Cy=Ay+By

Ay
Ax

x

Cx=Ax+Bx

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Vektor Satuan (1)
• Vektor satuan adalah vektor yang mempunyai
magnitudo sama dengan 1
• Simbol: i, j, k
• i,j, k saling tegak lurus
• Magnitudo: IiI = IjI = IkI = 1

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Vektor Satuan (2)
• Vektor A dapat ditulis :
• A= Axi + Ayj + Azk
r =xi+yj
y

y

(x,y)

A=Axi+Ayj
Ayj

r

A

x

Axi

x

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Vektor Satuan (3)
R=A+B
R= (Axi + Ayj)+( Bxi+Byj)

By

R

Ry

R = (Axi+ Bxi)+(Ayj+Byj)

B

R = (Ax + Bx)i+ (Ay+By)j
Ay

A
Ax

Karena: R = Rxi+Ryj
Rx = Ax+Bx

Bx

Ry = Ay+By

Rx

2

2

R = R x + R y = (A x + B x ) 2 + (A y + B y ) 2
tanθ =

Ry
Rx

=

A y + By
A x + Bx

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

7

Gerak Lurus

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kinematika
• Suatu benda dikatakan bergerak jika kedudukannya
berubah terhadap suatu titik acuan
• Kedudukan : posisi suatu benda pada saat tertentu
• Kinematika ilmu yang mempelajari gerak benda tanpa
memperhatikan penyebabnya
• Gerak sepanjang garis lurus disebut juga gerak satu
dimensi

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Kedudukan
• Bagaimana merepresentasikan suatu kedudukan
sepanjang garis lurus?
- menentukan titik asal (origin) : x=0
- arah positif (ke kanan atau ke atas)
- arah negatif ( ke kiri atau ke bawah)
- tergantung pada waktu : t=0 (start)

x = + 1.5 m
x=-2m

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Perpindahan (1)



Perubahan kedudukan benda dalam selang waktu tertentu
Perpindahan : Dx = xf – xi
xf : posisi akhir benda
Xi: posisi awal benda
Merupakan vektor à mempunyai besar dan arah
Dx

ti
(s)

xi
(m)

tf
(s)

xf
(m)

(m)

t1

3

t2

-1.5

-1.5-3=-4.5

t1

-2.5

t2

1

1-(-2.5)=+3.5

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Jarak
• Jarak : panjang lintasan yang ditempuh benda
• Merupakan skalar
• Tidak diperlukan titik asal maupun arah

Benda bergerak dari A ke B
kemudian bergerak lagi ke A
Perpindahan : 0
Jarak yang ditempuh : 10 m
B

A

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Grafik Posisi-Waktu

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Kecepatan
• Berkaitan dengan perpindahan dalam
selang waktu tertentu
• Merupakan besaran vektor
• Mempunyai besar (seberapa cepat benda
bergerak) dan arah (ke arah mana benda
bergerak)
• Satuan: meter/sekon

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kecepatan Rata-rata
• Bila benda memerlukan waktu Dt untuk mengalami
perpindahan Dx :
Perpindahan
Kecepatan Rata-rata =
Waktu yang diperlukan

v rata - rata =

x f - x i Dx
=
Dt
t f - ti

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Kelajuan Rata-rata
• Berkaitan dengan jarak tempuh benda dalam selang
waktu tertentu
• Merupakan skalar
Jarak tempuh total
Kelajuan =
Waktu yang diperlukan

v =

x
t

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kecepatan Sesaat
• Kecepatan rata-rata untuk selang waktu
yang sangat kecil (mendekati nol)

v sesaat = Dlim
®
t

0

Dx
dx
=
Dt
dt

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Percepatan Rata-rata
• Perubahan kecepatan per satuan waktu
• Merupakan besaran vektor
• Satuan : meter/sekon2
arata- rata =

v f - v i Dv
=
Dt
tf - ti

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Percepatan Sesaat
• Percepatan rata-rata untuk selang waktu
sangat kecil (mendekati nol)
Dv
Dt ® 0 D t

a = lim

a =

dv
d 2x
=
dt
dt 2

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Gerak Lurus
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB):
• Gerak benda pada lintasan lurus dengan
kecepatan tetap
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
• Gerak lurus yang percepatannya tidak
berubah (konstan) terhadap waktu

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kecepatan Dan Percepatan 1
• Apabila kecepatan dan percepatan benda
arahnya sama, benda dipercepat
• Apabila kecepatan dan percepatan benda
arahnya saling berlawanan, benda
diperlambat

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Kecepatan Dan Percepatan 2
• Mobil bergerak dengan kecepatan positif
yang konstan
• Percepatan sama dengan nol

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kecepatan Dan Percepatan 3
• Kecepatan dan percepatan arahnya sama
• Percepatan konstan
• Kecepatan semakin lama semakin
meningkat
• Kecepatan dan percepatan positif

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Kecepatan Dan Percepatan 4





Kecepatan dan percepatan berlawanan arah
Percepatan konstan
Kecepatan menurun
Kecepatan positif, percepatan negatif

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Persamaan Kinematika
• Percepatan konstan

v f = vi + at
Dx = v t =

v = v0 + at

1
(vi + v f )t
2

Dx = vi t + 12 at 2
2

2

v f = vi + 2aDx
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Contoh Soal *
• Suatu pesawat jet mendarat dengan kecepatan
63 m/s pada sebuah kapal induk.
Hitunglah:
1. Percepatan pesawat tersebut jika pesawat
tersebut berhenti dalam waktu 2 detik.
2. Jarak yang ditempuh pesawat dari mulai
mendarat sampai dengan berhenti.

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Contoh Soal **
• Diketahui : vi = 63 m/s2, vf=0 (pesawat berhenti). t= 2 s
• Ditanya: a
• Jawab:
1. Dari persamaan v f = vi + at
a=

v f - v i 0 - 63m/s 2
=
= -31m/s 2
t
2s

2. Dari persamaan

x f - xi =

Dx =

1
(vi + v f )t
2

1
1
(v i + v f )t = (63 + 0)2 = 63 m
2
2

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Gerak Jatuh Bebas
• Benda jatuh bergerak lurus berubah
beraturan
• Percepatan yang digunakan adalah
percepatan gravitasi bumi, g
• g= 9.8 m/s2
• Arah selalu ke bawah sehingga a
negatif (jika ditentukan arah ke atas
positif dan ke bawah negatif), jadi :
a=-g=-9.8 m/s2
• Persamaan:
v f = vi - gt

Dx = vi t -

1 2
gt
2

2

2

v f = vi - 2 gDx

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Contoh Soal *
• Seseorang melemparkan batu keatas
dengan kecepatan 20 m/s. Hitunglah
1. Waktu yang dibutuhkan batu untuk
mencapai ketinggian maksimum?
2. Ketinggian maksimum yang dapat
dicapai batu tersebut?

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Contoh Soal **
• Diketahui: vi= 20 m/s, vf = 0 pada ketinggian maksimum
• Ditanya: t , Dx
Vf=0

• Jawab:
1. Dari persamaan:

xf=20.4 m

v f = vi - gt
0 = 20 - 9.8t
t = 2 .0 s

2

2

2. Dari persamaan: v f = vi - 2 gDx

vi=20 m/s
xi=0

2

0 = 20 - 2(9.8) Dx
Dx = 20.4m
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Gerak Dalam Bidang Datar

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Pendahuluan
• Gerak dalam bidang datar merupakan
gerak dalam dua dimensi
• Contoh gerak dalam bidang datar:
- Gerak peluru
- Gerak melingkar
- Gerak relatif

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Perpindahan


Posisi suatu partikel dalam sistem
koordinat dapat dinyatakan dengan
vektor posisi, r= xi + yj



Vektor posisi r digambarkan dari titik
asal (origin) ke titik dimana partikel
berada



Kedudukan partikel pada saat ti adalah
di titik P dan pada saat tf di titik Q



Vektor perpindahan : Dr = rf – ri

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Kecepatan Rata-rata dan Sesaat




Kecepatan rata-rata partikel selama
interval waktu Dt adalah sama
dengan perpindahan partikel dibagi
dengan interval waktu

v=

Dr r f - ri
=
Dt t f - ti

v=

Dx Dy
i+
j
Dt
Dt

Kecepatan sesaat adalah limit dari
kecepatan rata-rata pada saat Dt
mendekati nol

v = lim
Dt ® 0

Dr dr
=
Dt dt
Arah v di titik A adalah menyinggung
lintasan partikel di titik A

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Percepatan Rata-rata dan Sesaat
• Percepatan rata-rata adalah
perubahan kecepatan Dv dibagi
dengan interval waktu Dt
a=

v f - vi
t f - ti

=

Dv
Dt

• Percepatan sesaat adalah limit
Dv/Dt jika Dt mendekati nol
a = lim
Dt ®0

Dv dv
=
Dt dt

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Gerak 2 Dimensi Dengan
Percepatan Konstan
• Persamaan:
v = v i+v j
x
y
v

f

= v + at
i
v =v +a t
xf
xi
x
v =v +a t
yf
yi
y

1
r = r + v t + at 2
f
i i 2
1
= x + v t + a t2
i
xi 2 x
1
y = y + v t + a t2
f
i
yi
2 y
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia
x

f

3

Gerak Peluru 1
• Merupakan gerak 2 dimensi
• Lintasannya berbentuk parabola
• Asumsi: g konstan dan efek hambatan dengan
udara diabaikan

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Gerak Peluru 2






Posisi awal peluru pada origin
Kecepatan awal peluru vi
Peluru ditembakkan dengan sudut θi
Superposisi gerakan pada arah x dan pada arah y
Kecepatan arah x selalu konstan, percepatan arah x, ax = 0

v xf = v xi + a x t
v xf = v xi
v xi = vi cos q i


Kecepatan arah y berubah dengan waktu, percepatan arah y, ay= -g

v yf = v yi + a y t
v yf = v yi - gt
v yi = vi sin q i
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Gerak Peluru 3


Posisi awal (t=0): x=0, y=0
v xi = vi cos q i
v yi = vi sin q i



Gerakan horisontal,

1
x f = xi + vxi t + a x t 2
2
x f = vxi t
t=



Gerakan vertikal

xf
v xi

1
y f = yi + v yit + a y t 2
2
1 2
y f = yi + v yit - gt
2
y f = (vi sin q i )

xf
vi cos q i

-

1 æ xf ö
÷

2 çè vi cos q i ÷ø

ö 2
æ
g
÷x
y = (tan q i )x - çç 2
2
÷
q
2
cos
v
i ø
è i

2

Persamaan parabola

y = bx - cx 2

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Ketinggian Maksimum
• Ketinggian maksimum, h
v yA = 0
v yf = v yi + a y t
0 = vi sin q i - gt A
tA =

vi sin q i
g

1
y f = yi + v yit + a y t 2
2
æ v sin q i ö 1 æ vi sin q i ö
÷÷ - g çç
÷÷
h = 0 + (vi sin q i )çç i
è g ø 2 è g ø

2

vi sin 2 q i
2g
2

h=

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Jarak Maksimum
• Jarak maksimum, R
t B = 2t A
1
x f = xi + v xit + a x t 2
2
æ v sin q i ö
÷÷ + 0
x f = 0 + (vi cos q i )2çç i
è g ø
R=

2vi sin q i cos q i
g

R=

vi sin 2q i
g

2

2

• R maks. pada θi=45o
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Contoh Soal 1
• Seorang atlit lompat jauh
melompat dengan sudut 20o
di atas tanah dan dengan
kecepatan 11 m/s.
• Berapa jauh atlit tersebut
melompat pada arah
horisontal?
• Berapa ketinggian maksimum
yang dicapai atlit tersebut?

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Contoh Soal 2
• Sebuah batu dilempar ke atas
dari puncak gedung dengan
sudut 30o terhadap horisontal
dan dengan kecepatan awal
20 m/s. Jika tinggi gedung
adalah 45 m, hitunglah:
• Waktu sebelum batu tersebut
mencapai tanah
• Kecepatan batu sesaat
sebelum mencapai tanah

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

7

Hukum-hukum Gerak

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Dinamika
• Kinematika: mempelajari gerak benda tanpa
memperhatikan penyebabnya
• Menjawab pertanyaan a.l: seberapa cepat,
seberapa lama, seberapa jauh, suatu benda
bergerak
• Dinamika: mempelajari gerak benda dan
memperhatikan penyebabnya
• Menjawab pertanyaan: apa yang menyebabkan
kecepatan benda berubah? Mengapa benda
bergerak pada arah tertentu, dsb.

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Gaya



Gaya: ukuran interaksi antara 2 benda (dorongan atau tarikan).
Gaya dapat mengubah kecepatan, arah, bentuk, ukuran benda.



Gaya merupakan besaran vektor: mempuyai besar dan arah



Gaya dapat merupakan:
- Gaya kontak (contact force): berasal dari
kontak fisik antara dua benda (obyek)
- Gaya medan (field force): tidak melibatkan
kotak fisik antara dua benda
Contoh: gaya tarik gravitasi antara dua benda, gaya tarik
magnet

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Gaya
• Gaya total : jumlah semua vektor gaya (resultan)
yang bekerja pada benda
Fnet = å F = F1 + F2 + F3 + ....

2

F = F1 + F2

q = tan -1

2

F1
F2

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Hukum Newton I
• Suatu benda akan tetap diam atau
bergerak dengan laju konstan sepanjang
garis lurus, kecuali ada gaya total yang
tidak sama dengan nol bekerja padanya
• Apabila gaya total yang bekerja pada
benda sama dengan nol:
- benda diam: v=0 dan a=0
- benda bergerak dengan kecepatan tetap :
v≠0 dan a=0
• Gaya total=0: benda dalam keadaan
seimbang (equilibrium)
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Massa Dan Inersia
• Kecenderungan setiap benda untuk mempertahankan
keadaan diam atau bergerak lurus beraturan dinamakan
kelembaman (inersia)
• Hukum Newton I disebut juga hukum kelembaman (inersia)
• Massa adalah ukuran kelembaman
• Massa adalah ukuran hambatan terhadap perubahan
kecepatan
• Satuan massa (SI): kg
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Hukum Newton II
• Percepatan sebuah benda adalah berbanding
lurus dengan gaya total yang bekerja padanya
dan berbanding terbalik dengan massanya.
åF
m
å F = ma
a=

å Fx = ma x

å Fy = ma y

Satuan F: Newton (N)
1 N= 1 kg.m /s2
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Gaya Gravitasi
• Hukum gravitasi:

Fg = G

mM
R2

• dimana:
m= massa benda
M= massa bumi
R= jari-jari bumi
G= konstanta gravitasi

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

Berat (Weight)
• Berat adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada
benda
• Arah gaya gravitasi : ke bawah menuju pusat bumi
• Berat merupakan gaya, satuan Newton
Fg= W=mg
• Berat tergantung lokasi dimana benda berada di
permukaan bumi
• g= 9.8 m/s2
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Hukum Newton III
• Jika benda 1 memberikan gaya pada benda 2 (aksi),
maka benda 2 akan memberikan gaya pada benda 1
(reaksi) yang besarnya sama tapi berlawanan arah
• Gaya aksi reaksi bekerja pada benda yang berbeda
F12 : gaya yang diberikan
oleh benda 1 pada benda 2
(aksi)
F21: gaya yang diberikan
oleh benda 2 pada benda 1
(reaksi)

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

5

Gaya Normal

Bumi memberikan gaya
gravitasi Fg pada tv
meja memberikan gaya pada tv
gaya normal ke atas, n

Fg dan n bukan merupakan
gaya aksi reaksi
Dari hukum Newton II,
karena a=0: Fg=n=mg

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Diagram Benda Bebas
• Langkah awal yang harus dilakukan dalam memecahkan
persoalan yang melibatkan hukum Newton adalah
menggambarkan diagram benda bebas (free body
diagram)
• Memperlihatkan semua gaya yang bekerja pada benda

F: gaya oleh tangan
pada buku
W : gaya gravitasi
oleh bumi pada buku

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

6

Aplikasi Hukum Newton (1)
T : gaya tarik (tension) yang
dikenakan oleh tali pada peti
Fg: gaya gravitasi oleh bumi
pada peti
n: gaya normal yang diberikan
oleh lantai pada peti

å Fx = ma x

å Fy = ma y

T
m
ay = 0

n + ( - Fg ) = 0

n = Fg

å Fx = T = ma x

ax =

Diagram Benda
Bebas (DBB)
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Aplikasi Hukum Newton (2)
DBB

n: gaya oleh bidang miring
pada peti (arah tegak lurus
bidang miring)
mg= gaya gravitasi
a: percepatan peti

å Fx = mg sin q = ma x
å Fy = n - mg cos q = 0
a x = g sin q

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Aplikasi Hukum Newton (3)

P : gaya kontak oleh
benda 1 pada benda 2
P’: gaya kontak oleh
benda 2 pada benda 1

T: gaya tarik
oleh tali
a: percepatan
benda 1 dan 2

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Gaya gesekan (1)
• Ketika benda bergerak pada suatu
medium (udara atau air) maka ada
tahanan terhadap gerakan yang disebut
dengan gaya gesekan
• Jenis:
- Gaya gesekan statis: fs
- Gaya gesekan kinetis: fk
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

2

Gaya gesekan (2)

fs= µs.n
fk=µk.n
µs: koefisien
gesekan statis
µk: koefisien
gesekan
kinetis
Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

Koefisien Gesekan
• Besar koefisien gesekan bergantung pada sifat
permukaan (halus/kasar), tetapi tidak dipengaruhi oleh
luas bidang yang bersentuhan

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

3

Gaya Gesekan Pada
Bidang Miring

Dari Hukum Newton II :

åF
åF

x

= mg sin q - m s N = 0

y

= N - mg cos q = 0

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

4

USAHA DAN
ENERGI KINETIK

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

ENERGI
• Bentuk energi:
- Energi mekanik:
- Energi kinetik
- Energi potensial
- Energi Kimia
- Energi Elektromagnetik
- Energi Nuklir
• Energi adalah kekal. Energi dapat dipindahkan dari satu
benda kebenda lainnya atau dapat diubah bentuknya,
tetapi energi tidak dapat diciptakan maupun
dihancurkan.

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

1

Usaha

W = ( F cos q )d
W= usaha
Usaha,W yang dilakukan oleh gaya F
pada benda adalah sama dengan
perkalian antara komponen gaya
sepanjang garis gerak dengan jarak d
yang ditempuh benda sepanjang garis
tersebut

F = gaya
d = perpindahan
θ = sudut antara F dan d

Teknik Industri Universitas Komputer Indonesia

W = ( F cos q )d
Jika θ= 0 à W= Fd
Jika θ=90o à W= 0
Jika 0