–> GAYA dan GERAK
Gaya ialah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong dan sebagainya maka pada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat dirubah.
Gaya adalah penyebab gerak.
Gaya termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.
–> HUKUM I NEWTON
Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (F = 0), maka benda tersebut :
1. Dalam keadaan diam akan tetap diam
2. Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.
Keadaan tersebut di atas disebut juga Hukum KELEMBAMAN.
Kesimpulan : F = 0 dan a = 0
Karena benda bergerak translasi, maka pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan
∑Fx = 0 dan ∑Fy = 0
–> HUKUM II NEWTON
Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.
a ∞ F/m atau F ∞ m .a
F = k . m . a
dalam S I konstanta k = 1 maka : F = m .a
Satuan :
|
BESARAN |
NOTASI |
MKS |
CGS |
|
Gaya |
F |
newton (N) |
dyne |
|
Massa |
m |
kg |
gram |
|
Percepatan |
a |
m/det2 |
cm/det2 |
–> MASSA dan BERAT
Berat suatu benda 
adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).
Hubungan massa dan berat :
w = m . g
Keterangan :
w = gaya berat
m = massa benda
g = percepatan grafitasi
Satuan :
|
BESARAN |
NOTASI |
MKS |
CGS |
|
Gaya berat |
w |
newton (N) |
dyne |
|
Massa |
m |
kg |
gram |
|
Grafitasi |
g |
m/det2 |
cm/det2 |
Perbedaan massa dan berat :
* Massa (m) merupakan besaran skalar di mana besarnya di sembarang tempat untuk suatu benda yang sama selalu TETAP.
* Berat merupakan besaran vektor di mana besarnya tergantung pada tempatnya ( percepatan grafitasi pada tempat benda berada ).
Hubungan antara satuan yang dipakai :
1 newton = 1 kg.m/det2
1 dyne = 1 gr.cm/det2
1 newton = 105 dyne
1 kgf = g newton ( g = 9,8 m/det2 atau 10 m/det2 )
1 gf = g dyne ( g = 980 cm/det2 atau 1000 cm/det2 )
1 smsb = 10 smsk
smsb = satuan massa statis besar.
smsk = satuan massa statis kecil.
Pengembangan :
1. Jika pada benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku :
ΣF = m . a
F1 + F2 – F3 = m . a
Arah gerak benda sama dengan F1 dan F2 jika F1 + F2 > F3
Arah gerak benda sama dengan F3 jika F1 + F2 < F3 ( tanda a = – )
2. Jika pada beberapa benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku:
ΣF =Σm . a
F1 + F2 – F3 = ( m1 + m2 ) . a
3. Jika pada benda bekerja gaya yang membentuk sudut q dengan arah mendatar maka berlaku :
F cos θ = m . a
–> HUKUM III NEWTON
Bila sebuah benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda juga akan melakukan gaya pada benda A yang besarnya sama tetapi berlawanan arah.
Gaya yang dilakukan A pada B disebut : gaya aksi.
Gaya yang dilakukan B pada A disebut : gaya reaksi.
maka ditulis : F aksi= – F reaksi
Hukum III Newton disebut juga Hukum Aksi – Reaksi.
1. Pasangan aksi reaksi
Pada sebuah benda yang diam di atas lantai berlaku :
w = – N
w = gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.
N = gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan tempat di mana benda berada ).
(tanda minus ” – ” hanya menyatakan arah yang berlawanan dan bukan merupakan gaya aksi – reaksi)
Macam -macam keadaan (besar) gaya normal
N = w cos θ N = w – F sin θ N = w + F sin θ
2. Pasangan aksi – reaksi pada benda yang digantung
Balok digantung dalam keadaan diam pada tali vertikal. Gaya w1 dan T1 bukanlah pasangan aksi reaksi, meskipun besarnya sama, berlawanan arah dan segaris kerja.
Sedangkan yang merupakan PASANGAN AKSI – REAKSI adalah gaya :
Demikian juga gaya T2 dan T’2 merupakan pasangan aksi – reaksi.
* HUBUNGAN TEGANGAN TALI TERHADAP PERCEPATAN
Benda dalam keadaan diam / dalam keadaan bergerak lurus beraturan, maka :
T = m . g
T = Tegangan tali
Benda bergerak ke atas dengan percepatan a :
T = m . g + m . a
T = Tegangan tali
Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a :
T = m . g – m . a
T = Tegangan tali
* GERAK BENDA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN KATROL
Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan karol melalui sebuah tali yang diikatkan pada ujung-ujungnya. Apabila massa tali diabaikan, dan tali dengan katrol tidak ada gaya gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaan :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Tinjau benda m1 ——> T = m1 . g – m1 . a (persamaan 1)
Tinjau benda m2 ——> T = m2 . g + m2 . a (persamaan 2)
Karena tegangan tali 1 dan 2 sama maka persamaan 1 dan 2 dapat digabungkan :
m1 . g – m1 . a = m2 . g + m2 . a
m1 . g – m2 . g = m1 . a + m2 . a
( m1 – m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a
a = ( m1 – m2 ) . g / ( m1 + m2)
Persamaan ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang dihubungkan dengan katrol.
Cara lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sisitem katrol dapat ditinjau keseluruhan sistem :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a , oleh karena itu semua gaya yang searah dengan arah gerak diberi tanda ” + ” positif dan semua gaya yang berlawanan dengan arah gerak diberikan tanda ” – ” negatif.
∑F = ∑ m .a
w1 – T + T – T + T – w2 = ( m1 + m2 ) . a
w1 – w2 = ( m1 + m2 ) . a
( m1 – m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a
a = ( m1 – m2 ) . g / ( m1 + m2 )
* BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING
Gaya gesek (fg)
Gaya gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan arah gerak benda.
Ada dua jenis gaya gesek yaitu :
gaya gesek statis (fs) : bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan persamaan :
fs = N. μs
gaya gesek kinetik (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :
fk = N. μk
Nilai fk < fs
satriojw 