Universitas FISIKA FISIKA DASAR DASAR

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

FISIKA DASAR
Pertemuan ke-3
Mukhtar Effendi

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

GBPP

Konsep dasar mekanika dan termodinamika
Besaran dan satuan
Vektor
Kinematika dan dinamika pertikel
Kerja dan Energi
Gerak Rotasi
Mekanika Fluida
Termodinamika
Getaran

Gelombang dan Optika
Kelistrikan
Resnick dan Halliday, 1983, Fisika terjemahan P Silaban dan E Sucipto, Erlangga,
Jakarta.
Sutrisna, 1978, Seri FIsika dasar, Penerbit ITB, Bandung
Sears dan Zamansky, 1981, Physics University, Addison Wesley Reading
Massachusset.
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

2

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Kinematika : Membahas deskripsi gerak
Dinamika : Membahas benda yang mengalami gerak
A)Gerak satu dimensi
B)Gerak dua dimensi
C)Hukum-hukum gerak
D)Gerak melingkar dan aplikasi lainnya
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

3

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A. Gerak 1 dimensi
1
2

3
4
5

Displacement, Velocity and Speed
Instantaneous Velocity and Speed
Acceleration
One-Dimensional Motion with Constant Acceleration
Freely Falling Objects

1. Perpindahan, kecepatan dan kelajuan
2. Kecepataan sesaat dan kelajuan sesaat
3. Percepatan
4. Gerak 1-D dengan percepatan konstan
5. Benda jatuh bebas
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

4

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A.1 Displacement, Velocity and Speed
Perpindahan (besaran vektor): perubahan posisi
Kecepatan rata-rata (besaran vektor): Perpindahan dibagi rentang waktu selama terjadinya
perpindahan tersebut.
Kelajuan rata-rata (besaran skalar): Jarak yang ditempuh dibagi rentang waktu yang
dibutuhkan selama perjalanan.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

5

Universitas Jenderal Soedirman

Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

6

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

7

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A.2. Instantaneous Velocity and Speed
Instantaneous velocity x equals the limiting value of the ratio
x/t as t approaches zero

Note that the displacement x also approaches zero as t
approaches zero. As x and t become smaller and smaller, the
ratio x/t approaches a value equal to the slope of the line
tangent to the x-versus-t curve.
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

8

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

In calculus notation, this limit is called the derivative of x with
respect to t, written dx/dt:

The instantaneous speed of a particle is defined as the
magnitude of its velocity.
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

9

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

10

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

A particlepertikel
movesbergerak
along thesepanjang
x axis. Its sumbu
x coordinate
varies with
time
Sebuah

x. Koordinat
x berubah
according
to themengikuti
expression
where
in meters
and t
terhadap waktu
persamaan x= -4t
+ 2t2x, is
x dalam
meter
is
in tseconds.
The position–time
graph for waktu
this motion
shown
dan

dalam sekon.
Grafik posisi terhadap
untukisgerak
iniin
Figure
below.
Notegambar
that theberikut
particleini.
moves
in the negative
x
ditunjukkan
dalam
Perhatikan
bahwa partikel
direction
thearah
first xsecond
motion,

is at rest
atpertama,
the moment
t=1
bergerak for
pada
negatifofuntuk
gerakan
detik
diam
s,
andt=1
moves
in the positive
direction
for untuk t >1s.
pada
dan bergerak
padaxarah
x positif

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

11

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

(a) Determine the displacement of the particle in the time intervals
t = 0 to t = 1 s and t = 1 s to t = 3 s.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

12

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

(b) Calculate the average velocity during these two time intervals.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

13

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

(c) Find the instantaneous velocity of the particle at t = 2.5 s.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

14

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A.3. Acceleration
The average acceleration of the particle is defined as the change in
velocity x divided by the time interval t during which that change
occurred:

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

15

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

the instantaneous acceleration equals the derivative of the velocity
with respect to time,

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

16

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

The velocity of a particle moving along the x axis varies in time
according to the expression
, where t is in
seconds.
(a) Find the average acceleration in the time interval t = 0 to t = 2.0 s.
Kecepatan sebuah partikel yang bergerak sepanjang
sumbu x berubah terhadap waktu mengikuti
persamaan v=(40-5t2) m/s dengan t dalam sekon/detik.
a. Carilah percepatan rata-rata dalam rentang waktu t=0
sampai t= 2 s.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

17

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

18

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

19

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A.4. Gerak 1 dimensi dengan percepatan konstan

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

20

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

21

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Sebuah pesawat mendarat dengan kecepatan 63 m/s.
Berapakah percepatannya jika pesawat tsb berhenti dalam 2
detik?

Berapakah perpindahan pesawat sejak di-rem sampai
berhenti?

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

22

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

III.A.5. Gerak jatuh bebas

Hanya dipengaruhi gaya gravitasi saja, tanpa memperhatikan
gerak asalnya.
Benda yang dilempar keatas atau kebawah atau dilepaskan dari
keadaan diam, mengalami percepatan gravitasi yang arahnya
kebawah (menuju pusat bumi) tanpa memperhatikan gerak
asalnya.

g = 9.8 m/s2
g = 10 m/s2

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

23

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Sebuah
dilemparkan
gedung
A stonebatu
thrown
from the topdari
of aatas
building
is
diberikan
kecepatan
awal
20 m/s
ke
given an initial
velocity
of 20.0
m/s lurus
straight
atas.
Tinggi
m dan
upward.
Thegedung
building50
is 50.0
m batu
high, tersebut
and the
tidak
sudut
gedung
pada
stonemenabrak
just misses
the edge
of the
roof bergerak
on its
way down,
as shown dalam
in Figure
below.berikut.
Using tA
turun,
sebagaimana
gambar
Gunakan
= 0 the
sebagai
saat batu
= 0 as thetAtime
stone waktu
leaves pada
the thrower’s
lepas
tangan, determine
pelempar. Tentukanlah:
hand dari
at position
(a) the time at which the stone reaches its
maximum height,
(b) the maximum height,
(c) the time at which the stone returns to the
height from which it was thrown,
(d) the velocity of the stone at this instant, and
(e) the velocity and position
of the stone at t = 5 s
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

24

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

25

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

26

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Mukhtar Effendi

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Fisika Dasar

27

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

III. Kinematika dan Dinamika Partikel

Carilah (a) kecepatan batu sesaat sebelum menyentuh tanah
di titik E, dan (b) Waktu total batu berada di udara.

Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

28

Universitas Jenderal Soedirman
Purwokerto

Emily menantang David temannya untuk menangkap sebuah uang
dolar sebagai berikut. Dia memegang uang secara vertikal, seperti
pada gambar, dengan titik tengah uang kertas tersebut berada
diantara ujung jari telunjuk dan ibu jari –nya David. David harus
menangkap uang tersebut setelah Emily melepaskan uang tanpa
menggerakkan tangannya ke bawah. Jika waktu tanggap David
adalah 0,2 s, apakah dia akan berhasil menangkap uang kertas
milik Emily tersebut? Jelaskan alasanmu.
Mukhtar Effendi

Fisika Dasar

29