08/03/13

Belajar Fisika


Materi yang disampaikan dari Mata Pelajaran Fisika
Dinamika Partikel
          Setelah sekian lama saya belum menulis lagi di blog ini, maka pada kesempatan ini saya coba menulis sedikit tentang pelajaran fisika (terutama bagi adik-adik yang sudah duduk di bangku SMA). Seperti kita ketahui bahwa pada mata pelajaran fisika banyak terdapat rumus-rumus, dimana pada mata pelajaran ini selain harus bisa menerapkan, juga harus biasa menguasainya, sehingga ketika siswa mengerjakan soal-soal, tentu saja tahu cara penerapannya. Dengan demikian, janganlah hanya menghapal rumus, karena walaupun siswa hapal rumus tetap saja yang penting harus memahami konsep dari rumus-rumus yang ada, agar nanti bisa menjabarkan rumus sesuai dengan konsep yang ada. Dan untuk lebih menambah ketajaman (kemampuan), siswa harus sering berlatih, ya setelah menguasai rumus-rumus tersebut kerjakanlah soal-soal Fisika semakin sering maka akan semakin baik tentunya.
         Baiklah, para siswa/siswi SMA tentu telah mempelajari tentang Besaran dan Satuan, bahkan ketika masih duduk di bangku SMP, Besaran dan Satuan mencakup : Pengukuran dan Angka, Besaran Pokok dan Besaran Turunan, Dimensi dan Vektor. Kemudian pelajaran tentang Gerak, mencakup : Gerak Lurus, Gerak Lurus Berubah Beraturan, dan Gerak Melingkar. Selanjutnya ada Dinamika Partikel, mencakup : Hukum I Newton, Hukum II Newton dan Hukum III Newton. Nah, yang akan saya bahas adalah Dinamika Partikel (Hukum I, II dan III Newton).
 
Hukum I Newton
         Hukum I Newton menyatakan : apabila resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda maka benda akan bergerak terus dengan kelajuan tetap pada lintasan lurus (GLB) atau tetap diam. Secara matematis hukum I Newton dinyatakan dengan : ∑F=0. Hukum I Newton dapat diartikan jika suatu benda mula-mula diam maka benda selamanya diam. Benda bergerak jika benda itu diberi gaya luar, misalnya mobil-mobilan (mainan anak kecil) yang tadinya diam jika didorong atau ditarik menjadi bergerak. Sebaliknya jika suatu benda sedang bergerak maka benda itu selamanya akan bergerak, kecuali jika ada gaya yang menghentikannya, ya seperti mobil-mobilan itu ketika bergerak jika ditahan terdapat gaya gesekan, maka berhenti. Nah hukum I Newton ini mengungkap tentang sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaannya (sifat kemalasan benda untuk mengubah kedudukannya). Sifat inilah yang disebut kelembaman atau inersia. Oleh karena itu, hukum I Newton disebut Hukum Kelembaman. Kelembaman atau inersia benda dipengaruhi oleh massa benda, dimana makin besar massa benda tersebut, makin besarlah inersia benda, karena benda sukar dipercepat atau sukar diubah geraknya. Dan karena massa mempengaruhi inersia, maka massa adalah ukuran kelembaman benda.
 
Hukum II Newton
Massa dan Berat
          Hukum II Newton menyatakan percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan resultan gaya yang berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis hukum II Newton dinyatakan dengan :
       
  atau        
     
Keterangan:
a = percepatan (m/s2)
         Satuan gaya F dalam SI adalah newton (N). Satu newton (1 N) didefinisikan sebagai gaya yang menghasilkan percepatan 1m/s2 pada benda bermassa 1 kg

W = mg

New Picture (1) Kubus 3.1
 
                                          w                                             W
                                   benda real                                   Skema
                                         
                                                Gambar  :  Gaya Berat



Perbedaan antara massa dan berat dapat diterangkan sebagai berikut.


Massa
Berat
1.
2.
3.
4.
5
.
Menyatakan banyak zat pada benda
Di semua tempat harganya sama
Termasuk besaran skalar
Satuan SI : kg
Dapat diukur dengan neraca
Menyatakan besar gaya tarik bumi pada benda
Harganya tergantung besar g setempat
Termasuk besaran vektor
Satuan SI : newton (N)
Dapat diukur dengan neraca pegas

Gaya Normal dan gaya Gesekan
 
Gaya Normal
       Suatu benda terletak pada suatu bidang, maka bidang akan memberikan gaya pada benda yang arahnya tegak lurus dengan bidang tersebut. Gaya tersebut disebut gaya normal dan diberi simbol N.
         Berdasarkan hukum I Newton untuk balok yang diam di atas bidang atau papan mendatar berlaku :
F= 0
N – w = 0
N = w
N = m g
Gaya Gesekan
           Selama bergerak di bidang datar, balok mengalami percepatan rata-rata yang arahnya berlawanan dengan arah geraknya. Selama bergerak, balok tersebut dikenal gaya yang berlawanan dengan gaya penggerak. Bidang datar mengenakan gaya gesekan kepada balok. Gaya gesekan yaitu gaya yang terjadi jika dua benda bersentuhan dan terdapat gerak relatif antara keduanya. Gaya gesekan ini menghambat gerak benda.
          Gaya gesekan antara dua bidang singgung besarnya bergantung pada koefisien gesek antara dua bidang singgung dan normal bidang. Gaya gesekan dituliskan dengan persamaan berikut :


       Contoh gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari : bagian-bagian mesin kendaraan, dapat menimbulkan panas. Untuk mencegah kerusakan maka diberi oli. Contoh lainnya : gesekan antara ban kendaraan dan permukaan jalan. Coba sebutkan contoh lainnya adik adik…?
 
Gaya Sentripetal
    Pada gerak melingkar beraturan kecepatan linear selalu berubah, maka harus ada percepatan. Percepatan terjadi jika besar kecepatan atau arah kecepatan berubah. Percepatan pada gerak melingkar beraturan disebut percepatan sentripetal. Rumusnya adalah :




Keterangan :

   =  besar percepatan sentripetal (m/s2  =   laju linear (m/s)
    


 R       = jari-jari lingkaran (m)


Oleh karena  v = ω R  maka  
Gaya sentripetal diberi lambang :   menimbulkan percepatan sentripetal
       
 yang besarnya dirumuskan sebagai   
 
Rumus gaya sentripetal adalah :    
  
                                                                          







                             
                                                               Gambar
                                              
                                                        Gaya sentripetal


            Bulan tetap berada di orbit mengitari bumi karena dipengaruhi oleh gaya sentripetal yang berupa gaya gravitasi. Sebuah electron tetap berada di orbit mengitari inti atom karena dipengaruhi oleh gaya sentripetal yang berupa gaya tarik-menarik antara dua muatan sejenis.




    Gambar 
 Gaya gravitasi antara                       Gaya tarik-menarik antara
    bulan dan bumi                             elektron dan inti atom 



Hukum III Newton
         Hukum III Newton menyatakan jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Hukum tersebut dapat diartikan bahwa gaya hanya terjadi jika sedikitnya ada dua benda yang saling berinteraksi. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B juga akan mengerjakan gaya pada benda A . Pada interkasi ini terjadi gaya-gaya selalu berpasangan.
Satu gaya disebut gaya aksi dan gaya lainnya disebut gaya reaksi. Gaya aksi dan reaksi terjadi bersamaan sebagai akibat interaksi dua benda. Konsep aksi-rekasi : Pasangan aksi-reaksi hadir jika dua benda berinteraksi, kemudian aksi dan reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda, dan berikutnya : adalah aksi dan reaksi sama besar tetapi berlawanan arah.
Secara matematis, hukum III Newton dapat dinyatakan :    

          Berdasarkan konsep aksi-reaksi, hukum III Newton dapat dinyatakan bahwa gaya aksi dan reaksi sama besar tetapi berlawanan arah, bekerja pada dua benda yang berbeda. Beberapa contoh hukum III Newton dalam kehidupan sehari hari : Seseorang memakai sepatu roda dan berdiri menghadap tembok. Jika orang tersebut mendorong tembok, maka tembok mendorongnya dengan gaya yang berlawanan sehingga ia terdorong ke belakang. Contoh kedua, ketika pelari menolak papan start mendorong pelari ke depan, sehingga pelari dapat melaju ke depan. Contoh lainnya coba adik-adik sebutkan ya, masih banyak lagi.
           Nah friend, rupanya cukup sekian tulisan saya kali ini, karena terus terang saja, sayapun masih harus banyak membaca, dan belajar.  Semoga apa yang telah saya muat di blog ini bermanfaat.