FISIKA SMA

Hukum II Newton pada gerak rotasi

Jika terdapat resultan gaya pada suatu benda bermassa m maka benda bergerak lurus dengan percepatan a. Hubungan antara resultan gaya, massa dan percepatan dinyatakan melalui persamaan :

Ini adalah persamaan hukum II Newton yang telah dipelajari di kelas X.

Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan resultan gaya pada gerak lurus adalah resultan momen gaya. Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan massa pada gerak lurus adalah momen inersia. Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan percepatan pada gerak lurus adalah percepatan sudut.

Gaya konservatif dan gaya tak konservatif

1. Gaya konservatif
Apabila usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya ketika benda mulai bergerak dari posisi awal hingga benda kembali lagi ke posisi awal sama dengan nol maka gaya tersebut disebut sebagai gaya konservatif.
Berikut ini contoh beberapa gaya konservatif.

1.1. Gaya berat
Gaya konservatif dan gaya tak konservatif - 1 Tinjau sebuah benda yang bergerak vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian maksimum lalu bergerak ke bawah menuju posisi semula. Ketika bergerak vertikal ke atas sejauh h, gaya berat berlawanan arah dengan perpindahan benda. Karena berlawanan arah dengan perpindahan benda maka gaya berat melakukan usaha negatif pada benda.
W = w h cos (180^o) = – w h = – m g h

Gaya gesek statis

Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada permukaan benda yang saling bersentuhan ketika benda belum bergerak.
Gaya gesek statis - 1

Gaya gesek statis - 1

Gaya gesek kinetis

Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada permukaan benda yang saling bersentuhan ketika benda sedang bergerak.
Gaya gesek kinetis - 1 Jika hendak menentukan gaya gesek statis, gunakan persamaan 1.5 a. Jika hendak menentukan koefisien gesek kinetis, gunakan persamaan 1.5 b.

Energi kinetik pada gerak rotasi

Materi Energi Kinetik pada Gerak Rotasi

Benda yang bergerak lurus mempunyai energi kinetik yang dapat dihitung menggunakan rumus :
EK = ½ m v²
Keterangan :
EK = energi kinetik (satuan internasionalnya adalah kg m²/s² atau Joule)
m = massa (satuan internasionalnya adalah kilogram, disingkat kg)
v = kelajuan (satuan internasionalnya adalah meter/sekon, disingkat m/s)
Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan massa (m) pada gerak lurus adalah momen inersia (I). Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan kelajuan (v) pada gerak rotasi adalah kelajuan sudut. Dengan demikian, benda yang bergerak rotasi mempunyai energi kinetik yang dapat dihitung menggunakan rumus :

Energi kinetik dan usaha fisika

Materi Energi Kinetik dan Usaha Fisika

Jika terdapat gaya total yang bekerja pada suatu benda maka benda mengalami percepatan (dan perpindahan). Ketika mengalami percepatan, kelajuan benda berubah. Bisa dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya total mempunyai keterkaitan dengan kelajuan awal dan kelajuan akhir benda.
Usaha yang dilakukan pada suatu benda oleh gaya total konstan :
Usaha (W) total = Resultan gaya (F total) x perpindahan (s)
Hukum II Newton menyatakan bahwa jika terdapat gaya total yang bekerja pada suatu benda maka benda mengalami percepatan.

Contoh soal Usaha

9 Contoh soal Usaha

1. Gaya 20 Newton dikerjakan pada balok hingga balok berpindah sejauh 2 meter. Usaha yang dikerjakan gaya F pada balok adalah…
Usaha-fisika-1 Pembahasan
Diketahui :
Gaya (F) = 20 N
Perpindahan (s) = 2 meter
Sudut = 0 (arah gaya sama dengan arah perpindahan atau arah gaya berhimpit dengan arah perpindahan sehingga sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan adalah nol)

Syarat kesetimbangan benda tegar

Syarat pertama kesetimbangan benda tegar :
Hukum II Newton menyatakan bahwa jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda (benda dianggap sebagai partikel) tidak sama dengan nol maka benda akan bergerak dengan percepatan konstan di mana arah gerakan benda sama dengan arah resultan gaya. Jika resultan gaya bernilai nol maka benda diam atau benda bergerak dengan kecepatan konstan.

Pusat massa

Pengertian
Benda tegar dianggap tersusun dari banyak partikel dan massa sebuah benda merupakan jumlah massa masing-masing partikel penyusun benda tersebut. Pusat massa adalah sebuah titik pada benda di mana massa semua partikel penyusun benda dianggap terpusat pada titik tersebut.

Rumus
Setiap benda tegar dianggap tersusun dari banyak partikel di mana jarak antara setiap partikel sama. Walaupun demikian, untuk mempermudah penurunan rumus menentukan pusat massa, dibuat penyederhanaan dengan menganggap benda tegar hanya terdiri dari dua partikel. Kedua partikel ini dapat disebut sistem benda tegar.

Titik berat

Pelajari juga Contoh Soal Titik Berat

Pengertian Titik Berat atau Pusat Gravitasi
Suatu benda tegar dianggap tersusun dari banyak partikel karenanya gaya gravitasi bekerja pada tiap-tiap partikel tersebut. Dengan kata lain, setiap partikel mempunyai beratnya masing-masing. Titik berat suatu benda adalah suatu titik pada benda tersebut atau di sekitar benda tersebut di mana berat semua bagian benda terpusat pada titik tersebut.

Titik berat-1

Apabila suatu benda homogen (kerapatan sebagian benda sama atau benda tersusun dari bahan sejenis) dan bentuk benda simetris (misalnya persegi, persegi panjang, lingkaran) maka pusat gravitasi benda berhimpit dengan pusat massa benda yang terletak di tengah-tengah benda tersebut. Untuk segitiga, pusat massa terletak pada 1/3 h, di mana h = tinggi segitiga.