Bab5 Hukum Newton

(1)

BAB 5

HUKUM NEWTON



Dinamika adalah ilmu yang mempelajari gaya sebagai penyebab

gerak



Hukum Newton menyatakan hubungan antara gaya, massa dan

gerak benda



Gaya adalah kekuatan dari luar berupa

Gaya adalah kekuatan dari luar berupa dorongan atau tarikan

dorongan atau tarikan

5.1 Pendahuluan

5.2 5.2 Hukum

Hukum Newton

Newton

Isaac Newton (16!"1#$#% mempublikasikan hukum geraknya dan

merumuskan hukum gra&itasi uni'ersal

(2)

5.2.1 5.2.1 Hukum

Hukum Newton

Newton II

*etiap benda akan tetap dalam keadaan (kecepatan + % atau bergerak sepanjang *etiap benda akan tetap dalam keadaan (kecepatan + % atau bergerak sepanjang garis lurus dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan% kecuali bila ia garis lurus dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan% kecuali bila ia dipengaruhi gaya untuk mengubah keadaannya)

dipengaruhi gaya untuk mengubah keadaannya)

F  !

Untuk "enda d#am atau "e$%e$ak lu$u& "e$atu$anUntuk "enda d#am atau "e$%e$ak lu$u& "e$atu$an

5.2.2 5.2.2 Hukum

Hukum Newton

Newton II

II

-ercepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda -ercepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding

berbanding lurus lurus dengan dengan resultan resultan gayanya, gayanya, searah searah dengan dengan gaya gaya dan dan berbandingberbanding terbalik dengan massa benda

terbalik dengan massa benda

m

F

a

==

ΣΣ

Σ

F

=

ma

(3)

5.2.'

5.2.' Hukum

Hukum Newton

Newton III

III

.ika dua buah benda berinteraksi maka gaya pada benda satu sama dan berlawanan .ika dua buah benda berinteraksi maka gaya pada benda satu sama dan berlawanan arah dengan gaya benda lainnya

arah dengan gaya benda lainnya

F

_ak&#_ak&#

 ( F

_$eak&#_$eak&#

5.'

5.' )atuan

)atuan *a+a

*a+a

,

,##mmaannaa -- F F   %%aa++aa m

m   ma&&ama&&a a

a   ee$$//eeaattaann

F  m a

Dalam satuan *I

Newton

m

Kg

F

==

_$_$

==

det

))

m

F

_$eak&#_$eak&#

F

_ak&#_ak&#

)!

(4)

5.0 5.0 Ma/am(ma/am

Ma/am(ma/am *a+a

*a+a

/ntuk sistem $ benda titik terdapat gaya"gaya 0

/ntuk sistem $ benda titik terdapat gaya"gaya 0 _ _{Gaya Interaksi}_{Gaya Interaksi}

 Gaya kontak Gaya kontak

5.0.1 5.0.1 *a+a

*a+a Inte$ak&#

Inte$ak&#

Gaya yang ditimbulkan oleh satu benda pada benda lain walaupun letaknya Gaya yang ditimbulkan oleh satu benda pada benda lain walaupun letaknya berjauhan

berjauhan 

aaccaamm""mmaaccaam m ggaayya a kkoonnttaakk 00 _ _{Gaya gra'itasi}_{Gaya gra'itasi}

 Gaya 2istrik Gaya 2istrik

 Gaya agnitGaya agnit

,e#n#&# Medan ,e#n#&# Medan

3uang yang merupakan daerah pengaruh gaya) 4kibatnya benda"benda yang berada 3uang yang merupakan daerah pengaruh gaya) 4kibatnya benda"benda yang berada dalam suatu medan (medan gra'itasi, medan listrik, medan magnit% akan menderita dalam suatu medan (medan gra'itasi, medan listrik, medan magnit% akan menderita gaya (gaya gra'itasi, gaya listrik, gaya

gaya (gaya gra'itasi, gaya listrik, gaya magnit%)magnit%)

)

(5)

5.0.2 5.0.2 *a+a

*a+a Kontak

Kontak

Gaya yang terjadi hanya pada benda"benda yang bersentuhan Gaya yang terjadi hanya pada benda"benda yang bersentuhan

aa)) GGaayya ga grraa''iittaassii b)

b) Gaya 2istrik Gaya 2istrik cc)) GGaayya a aaggnniitt 

aaccaamm""mmaaccaam m ggaayya a kkoonnttaakk 00

Gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan benda terhadap bidang tempat benda Gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan benda terhadap bidang tempat benda terletak (benda melakukan aksi, bidang melakukan reaksi%) 4rah gaya normal N terletak (benda melakukan aksi, bidang melakukan reaksi%) 4rah gaya normal N selalu tegak lurus pada bidang

selalu tegak lurus pada bidang a.

a. *a+a *a+a No$malNo$mal

1 1 N N a3 a3 m% m% 2 2 "3 "3  m%  ak&#  m%  ak&# 1 1 $ $−− F F  m%  ak&#  m%  ak&# $ $ 1 1−− F F /3 /3 (a%

(a% 0 50 5endenda (a (1% b1% beraderada da diataiatas bs bidanidang ($g ($%% (b

(b%% 0 G0 Gayaya aa aksi ksi padpada ba bidaidangng (c

(c%% 0 G0 Gayaya ra reaeaksi ksi papada da benbendada N   7 5enda menekan bidang tempat benda terlet

N   7 5enda menekan bidang tempat benda terlet ak ak

N +  7 5enda meninggalkan bidang lin

N +  7 5enda meninggalkan bidang lintasannyatasannya

N8  7 tidak mungkin N8  7 tidak mungkin

Kete$an%an

(6)

--".

". *a+a *a+a *e&ekan*e&ekan

 Gaya yang melawan gerak relati& dua bendaGaya yang melawan gerak relati& dua benda

 4rah gaya gesekan selalu sejajar dengan bidang tempat benda berada dan4rah gaya gesekan selalu sejajar dengan bidang tempat benda berada dan berlawanan

berlawanan dengan dengan arah arah gerak gerak benda benda jadi jadi gaya gaya gesekan gesekan melawamelawan n gerakgerak (menghambat%

(menghambat%



aaccaamm""mmaaccaam m ggaayya a ggeesseekkaann 00

 Gaya gesekan antara 9at padat dan 9at padatGaya gesekan antara 9at padat dan 9at padat

 Gaya gesekan antara 9at padat dan Gaya gesekan antara 9at padat dan 9at cair (&luida%9at cair (&luida%

1.

1. **a+a+a *a *ee&e&ekkan an ))tatat#t#& &   _&&33

Gaya gesekan yang bekerja antara $ permukaan benda dalam Gaya gesekan yang bekerja antara $ permukaan benda dalam keadaan diam relati& satu dengan yang

keadaan diam relati& satu dengan yang lainnyalainnya



_&& _&&

N



 _&& + gaya gesekan statis+ gaya gesekan statis

&& + :oe&isien gesekan statis+ :oe&isien gesekan statis

N

N + Gaya Normal+ Gaya Normal



_&&

4

_&&

N



_&&



_&&

N

"enda d#am "enda d#am "enda akan "enda akan "e$%e$ak "e$%e$ak   FF

)6

(7)

2.

2. *a*a+a +a *e*e&e&ekakan Kn K#n#netet#k #k   _k_k33

Gaya gesekan yang bekerja antara $

Gaya gesekan yang bekerja antara $ permukaapermukaan benda n benda yang saling bergerak relati& yang saling bergerak relati&



_k_k _k_k

N



 _k_k + gaya gesekan statis+ gaya gesekan statis

k

k + :oe&isien gesekan statis+ :oe&isien gesekan statis

N

N + Gaya Normal+ Gaya Normal

  FF N N W  m% W  m%

 .ika benda ditarik dengan .ika benda ditarik dengan gaya ;, gaya ;, tapi benda belum bergerak karena ada gayatapi benda belum bergerak karena ada gaya gesekan &

gesekan & _ss melawan ; melawan ;

 .ika gaya ; diperbesar hingga akhirnya benda bergerak, maka gaya gesekan.ika gaya ; diperbesar hingga akhirnya benda bergerak, maka gaya gesekan pada saat benda m

pada saat benda mulai bergerulai bergerak ak



_k_k

4 4 



_&&

)#

(8)



Kemun%k#nan(kemun%k#nan

-

-1

1.. 

##k

ka

a 



_k_k

6 6 



_&&

2 2.. 

##k

ka

a 



_k_k



 



_&&

'

'.. 

##k

ka

a 



_k_k

4 4 



_&& "enda d#am "enda d#am

"enda &aat "e$%e$ak "enda &aat "e$%e$ak

"enda "e$%e$ak "enda "e$%e$ak



)#at(&#at %a+a %e&ekan

*

*aa++a a %%ee&&eekkaan n ttee$$%%aannttuunn%%

--

 *i&at permukaan kedua benda bergesekan (*i&at permukaan kedua benda bergesekan (

µµ

%%



 5erat benda atau gaya 5erat benda atau gaya normalnormal

)<

(9)

5.5 5.5 *e$ak

*e$ak Benda

Benda ada

ada B#dan%

B#dan% M#$#n%

M#$#n%

5.5.1 5.5.1 *e$ak

*e$ak "enda

"enda ada

ada "#dan%

"#dan% m#$#n%

m#$#n% l#/#n

l#/#n tana

tana ada

ada %e&ekan3

%e&ekan3

N N + + 7 7 m% &#n m% &#n m% /o& m% /o& m% m%

*a+a +an% "ek

*a+a +an% "eke$8a ade$8a ada "endaa "enda

--1 1.. **aa++a a NNoo$$mmaall

N  m% /o&

2 2.. **aa++a a BBee$$aatt

W  m%

DDiiu

_F

urraaiikkaan mn meennjjaaddi $ i $ kkoommppoonneenn 00

7

 m% &#n

F

₊₊

 m% /o&

Gaya yang menyebabkan benda bergerak pada bidang

Gaya yang menyebabkan benda bergerak pada bidang miring ke bawah (sumbumiring ke bawah (sumbu =% =%

F

₇₇



 ma

ma

m%

m% &#n

&#n  ma

 ma

)>

(10)

5.5.2 5.5.2 *e$ak

*e$ak "enda

"enda ada

ada "#dan%

"#dan% m#$#n%

m#$#n% den%an

den%an adan+a

adan+a %e&ekan

%e&ekan

N N + + 77 m% &#n m% &#n m% /o& m% /o& m% m% F F_k_k

*a+a +an% "ek

*a+a +an% "eke$8a ade$8a ada "endaa "enda

--1 1.. **aa++a a NNoo$$mmaall 2 2.. **aa++a a BBee$$aatt ' '.. **aa++a *a *ee&&eekkaann

N  m% /o&

W  m%

F

_k_k



_k_k

N 

_k_k

m% /o&

F  ma

m% &#n

)1

( F

_k_k

 ma

(11)

5.9 5.9 )#&tem

)#&tem Kat$ol

Kat$ol

)11

4

5

a3 a3 a a a a

⊕

T T T T m m_B_B%% m m_A_A%%   _A_A N N_A_A

Diagram bebas sistem

benda 4

benda 4 dan benda 5dan benda 5

"3 "3

k k

(12)

)1$

*a+a(%a

*a+a(%a+a +an%

+a +an% "eke$8

"eke$8a ada

a ada "enda

"enda

--

 PaPadda a ""eenndda a AA

-- Gaya NormalGaya Normal

 Gaya Gesek Gaya Gesek

 Gaya ?egangan taliGaya ?egangan tali

N

₄₄

+ m

₄₄

) g

&

₄₄

+

µµ

_k_k

)) m

m

₄₄

) g

?

  PaPadda a ""eenndda a BB

-- Gaya 5eratGaya 5erat

 Gaya ?egangan taliGaya ?egangan tali

@

₅₅

+ m

₅₅

) g

?

#ka "enda "e$%e$ak maka "e$laku hukum Newton II

Σ

F

=

ma



 Untuk kedua "enda "e$laku -Untuk kedua "enda "e$laku

- g

g

m

a

B B A A A A k k B B



 













++

−−

==

µ



 Untuk Untuk "#dan% "#dan% ka&a$ ka&a$ --  Untuk Untuk "#dan% "#dan% l#/#n l#/#n

-- g

g

m

a

B B A A B B













++

==

(13)

)1!

5.:

5.: ,ua

,ua Buah

Buah Benda

Benda +an%

+an% Be$tumuk

Be$tumuk ada

ada B#dan%

B#dan% Ho$#;ontal

Ho$#;ontal

m

₂₂

m

₁₁

a3

a3 5alok m5alok m₁₁ berada diatas balok m berada diatas balok m_$_$ "3"3 Diagram gaya"gaDiagram gaya"gaya 'ertikal untuk ya 'ertikal untuk tiap balok tiap balok + + + + -asangan aksi -asangan aksi reaksi reaksi M M₂₂ % % M M₁₁ % % N N_2<1_2<1 N N_2<1_2<1 N N_1<2_1<2 + + 

 *a+a No$mal ada "enda m*a+a No$mal ada "enda m₁₁ --  *a+a No$mal ada "enda m*a+a No$mal ada "enda m₂₂

-- N