93
Dinamika Partikel
K olom Ilmuwan
Salah satu alat yang prinsip kerjanya berdasarkan gaya sentripetal adalah pesawat sentrifugal. Sekarang buatlah sebuah artikel menge-
nai pesawat ini. Anda dapat menjelaskan cara kerjanya, manfaatnya, kelebihan, atau kekurangannya. Cantumkan sumber-sumber yang
Anda gunakan untuk membuat artikel tersebut dari buku, majalah, internet, dll. Kumpulkan hasilnya di meja guru, dan jika dinilai layak
kirimkan ke majalah atau surat kabar yang menyediakan kolom ilmu pengetahuan
C. Penerapan Hukum Newton
Pada kehidupan sehari-hari Anda pasti dapat menemui contoh pene- rapan hukum-hukum Newton. Dalam subbab ini Anda akan membahas
beberapa contoh penerapan hukum-hukum Newton. Misalnya pada gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan.
Untuk menyelesaikan permasalahan yang menggunakan hukum I dan II Newton pada suatu benda, ada beberapa catatan. Pertama, gambarlah
diagram secara terpisah yang menggambarkan semua gaya yang bekerja pada benda tersebut gambar diagram bebas. Kedua, gaya yang searah
dengan perpindahan benda dianggap positif, sedangkan gaya yang berlawanan arah dengan perpindahan benda dianggap negatif.
1. Gerak Benda pada Bidang Datar
Perhatikan Gambar 4.8 a Sebuah benda yang terletak di atas bidang datar licin ditarik horizontal dengan gaya F. Ternyata benda tersebut
bergerak dengan percepatan a. Karena benda bergerak pada sumbu X horizontal, maka gaya yang bekerja pada benda tersebut dapat dituliskan
sebagai berikut.
Gambar 4.8 a Balok pada bidang datar licin ditarik horizontal b Balok pada
bidang datar licin ditarik dengan membentuk sudut
D
.
F F
x
= Fcos D
F D
a b
Di unduh dari : Bukupaket.com
94
Fisika SMAMA Kelas X
atau F
F a
a m
m 6
Bagaimana jika gaya tarik F membentuk sudut Gambar 4.8 b? Komponen yang menyebabkan benda bergerak di atas bidang datar licin
adalah komponen horizontal F, yaitu F
x
. Oleh karena itu, persamaannya dapat ditulis sebagai berikut.
cos
x
F F
D Sesuai dengan hukum II Newton, percepatan benda adalah sebagai
berikut.
cos F
a m
D
Bagaimana jika bidang datar tempat benda berada kasar? Untuk sebuah benda yang berada di atas bidang kasar, Anda harus memperhitungkan gaya
gesek antara benda dan bidang datar tersebut.
1. Sebuah balok es yang memiliki massa 25 kg didorong Rafli,
dengan sudut 30°. Jika balok es bergerak dengan percepatan konstan
1 3
4
ms
2
, maka tentukan besar gaya dorongan Rafli Diketahui :
a. m = 25 kg
b. a =
1 3
4
ms
2
c. D = 30°
Ditanyakan : F = …?
Contoh 4.2
a = 1
3 4
ms
2
D = 30°
m = 25 kg y
cos 30
x
F F
u q
K H
30° x
F K
H
Di unduh dari : Bukupaket.com
95
Dinamika Partikel
Jawab :
F cos D
= m a F cos 30°
= 25 ×
1 3
4
ms
2
F =
1 25
3 4
1 3
2 u
=
25 2
= 12,5 N Jadi, Rafli mendorong balok es tersebut dengan gaya sebesar
123,5 N. 2. Pongki menarik sebuah balok yang bermassa 10 kg dengan gaya
sebesar 100 N dengan arah membentuk sudut 37° terhadap lantai. Koefisien gesek statis dan kinetik benda terhadap lantai
adalah 0,5 dan 0,4. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 ms
-2
, maka tentukan bergerak atau tidak benda tersebut, jika benda sudah bergerak tentukan percepatannya
Diketahui : a.
m = 10 kg
b. F = 100 N
c.
D
= 37° d.
s
P = 0,5 e.
k
P = 0,4 f.
g = 10 ms
-2
Ditanyakan : a.
Apakah benda sudah bergerak dengan gaya dorong 100 N?
b. a = …? Jawab
: a. F
x
= F cos 37° = 100 × 0,8 = 80 N
, s
s maks
f N
P
F 6
N + F sin 37° – mg = 0 N = mg – F sin 37°
f
s maks
=
s
P mg – F sin 37° = 0,5 10×10 – 100 ×0,6
= 20 N Karena F
x
f
s maks
, maka balok yang didorong Pongki sudah bergerak.
f
s maks
N
m g F sin 37°
F = 100 N
F cos 37°
37°
Di unduh dari : Bukupaket.com
96
Fisika SMAMA Kelas X
b. Karena balok sudah bergerak, maka yang bekerja pada balok adalah gaya gesekan kinetik.
k k
f N
P =
k
P mg – F sin 37° = 0,4 10 ×10 – 100 × 0,6
= 16 N
x
F m a
6 u F cos 37° – f
k
= m · a a
= cos 30
F f
m q
=
100 0, 8 16 10
u
= 6,4 ms
2
Jadi, balok tersebut bergerak dengan percepatan 6,4 ms
2
.
2. Gerak Dua Benda yang Bersentuhan
