PowerPoint Presentation

M E K A N I K ADINAMIKA 1TIM FISIKAMEKANIKAMekanika : ilmu yang menggambarkan dan meramalkan kondisi benda yang diam atau bergerak karena pengaruh gaya yang beraksi pada benda.

The body which will not deform or the body in which deformation can be neglected in the analysis, are called as Rigid bodies. The mechanics of the rigid bodies dealing with the bodies at rest is termed as Statics and that dealing with bodies in motion is called Dynamics. The dynamics dealing with the problems without referring to the forces causing the motion of the body is termed as Kinematics and if it deals with the forces causing motionalso, is called Kinetics.If the internal stresses developed in a body are to be studied, the deformation of the body should be considered. This field of mechanics is called Mechanics of Deformable Bodies/Strength of Materials/Solid Mechanics. This field may be further divided into Theory of Elasticity and Theory of Plasticity.3Hubungan Gaya dan GerakMemberikan gaya pada mobil yang mogokAristoteles : Keadaan alami sebuah benda adalah diam dan dianggap perlu adanya gaya untuk menjaga agar benda tetap bergerakmakin besar gaya pada benda, makin besar pula lajunya

Hubungan Gaya dan GerakGalileo :Jika tidak ada gaya yang diberikan pada benda yang bergerak, benda itu akan terus bergerak dengan laju konstan dengan lintasan yang lurus.Sebuah benda melambat hanya jika ada gaya yang diberikan kepadanya.Sebuah benda akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan jika tidak ada gaya yang bekerja untuk merubah gerak ini.

HUKUM NEWTON

HUKUM NEWTON ISebuah benda yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau tetap bergerak pada kecepatan konstan jika tidak ada resutan gaya yang bekerja pada benda tersebut Inersia : kecenderungan benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurusHUKUM INERSIA

Apa yang terjadi pada pengemudi jika mobil bergerak dari keadaan diam atau ketika tiba-tiba mengerem?Pengemudi terdorong ke belakang. Benda yang diam cenderung tetap diamPengemudi bergerak ke depan ketika terjadi pengereman. Benda yang bergerak cenderung untuk terus bergerak.CONTOH KEHIDUPAN NYATA

A powerful locomotive begins to pull a long line of boxcars that were sitting at rest. Since the boxcars are so massive, they have a great deal of inertia and it takes a large force to change their motion. Once they are moving, it takes a large force to stop them dampak kecelakaanpun hebat9

Di luar angkasa, jauh dari gravitasi dan setiap sumber gesekan, sebuah roket diluncurkan dengan kecepatan dan arah tertentu akan terus dalam arah yang sama dan pada kecepatan yang sama selamanya.

10Hukum Newton IIPercepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya

F : jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda GAYA TOTAL F = m.aSI : gaya adalah N = 1 kg m/s2.Cgs : gaya adalah dyne = 1 g cm/s2. 1 dyne = 10-5 N.Sistem inggris : gaya adalah lb = 1 slug ft/s2. 1 lb = 4,45 N.11

Percepatan: 2 m/s2Percepatan: 4 m/s2Apa kata F = m a ?Sesuatu yang sangat besar (massa yang tinggi) yang mengubah kecepatan sangat lambat (akselerasi rendah), seperti gletser, masih bisa memiliki kekuatan besar.Sesuatu yang sangat kecil (massa rendah) yang mengubah kecepatan sangat cepat (akselerasi tinggi), seperti peluru, masih bisa memiliki kekuatan besar.

Contoh 1Berapa total pound (lb) kah yang dibutuhkan untuk mempercepat mobil dengan massa 1000 kg sebesar gPercepatan mobil :a = g = (9,8) = 5 m/s2Gaya total :F = m.a = (1000)(5) = 5000 NF = 5000/4,45 1000 lb Contoh 2. Sebuah gaya 4.2 x 104 N bekerja pada sebuah pesawat yang memiliki masa 3.2 x 104 kg selama takeoff. Berapa gaya pada pilot pesawat dengan BB 75-kg?

F = 4.2 x 104 Nm = 3.2 x 104 kg+F = ma

a = 1.31 m/s2Untuk mendapatkan F pada 75 - kg pilot, asumsi percepatan samaF = ma = (75 kg)(1.31 m/s2);F = 98.4 NPertama kita mencari percepatan a pesawatContoh 3.Berapa besar gaya total yang dibutuhkan untuk memberhentikan mobil dengan massa 1500 kg dari laju 100 km/jam dalam jarak 55 m?Hukum Newton IIIKetika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda yang pertamaGaya aksi reaksi

Kita gunakan kata dilakukan oleh dan terhadap untuk mempelajari gaya aksi dan reaksiAksiReaksiGaya aksi dilakukan oleh tangan terhadap batang

Gaya reaksi dilakukan oleh batang terhadap tanganHukum Newton III pada alamSeekor ikan menggunakan sirip untuk mendorong air ke belakang. Air bereaksi dengan mendorong ikan ke depanBesarnya gaya pada air sama dengan besarnya gaya pada ikan, arah berlawanan

Contoh: 60 kg atlit mendorong 10 kg skateboard, Jika dia menerima percepatan 4 m/s2, berapakan percepatan skateboard?Gaya pelari = -(Gaya papan seluncur)mr ar = -mb ab(60 kg)(4 m/s2) = -(10 kg) aba = - 24 m/s2Gaya PelariGaya Papan

Massa vs BeratF = m a so that: W = mg and

Massa : sifat dari benda itu sendiri (ukuran inersia benda tersebut atau jumlah zat nya)Berat adalah gaya, gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda

Contoh Masa dan BeratBerapa masa dari 64 lb bloks?W = mg64 lb32 ft/s2Berapa berat dari 10 kg balok ?9.8 m/s2Wm10 kgW = mg = (10 kg)(9.8 m/s2)W = 98 N

Masa konstan, Berat bervariasi.

98 N 9.8 m/s2

28 N 2.8 m/s2

96 lb 32 ft/s2

24 lb 8 ft/s2Masa = 10 kgMasa = 3 slugsKetidak konsistenan PenggunaanSering satuan metrik dipakai secara tidak konsisten. Masa dalam kg sering dipergunakan sebagai berat (N). Kadang-kadang disebut kg gaya.Kilogram adalah suatu masa tidak pernah berupa gaya dan ini tidak berhubungan dengan arah atau bervariasi karena gravitasi.Seorang ahli kimia mungkin diminta menimbang suatu bahan dengan berat 200 g. Juga kadang kita menemui 10-kg beban sebagaimana seperti berat.

F10 kgGaya gravitasi dan gaya normalGaya gravitasi : FG = mgGaya normal : FNBekerja pada benda yang samaGaya normal (FN) : gaya yang diberikan setiap benda terhadap benda lain, yang tegak lurus terhadap permukaan kontaknya

ContohSebuah kotak dengan massa 10 kg berada dalam keadaan diam pada permukaan meja yang licin (tidak ada gesekan).Tentukan berat kotak dan gaya normal yang bekerja padanyaApabila kotak ditekan ke bawah dengan gaya 40 N, tentukan kembali gaya normal yang bekerja pada kotakJika kotak ditarik ke atas dengan gaya 40 N, berapa gaya normal pada kotak sekarang?

Gaya vektorKomponen-komponen F1 :F1x = F1 cos 45 (N)F1y = F1 sin 45 (N)Komponen-komponen F2 :F2x = + F2 cos 45 (N)F2y = - F2 sin 45 (N)Komponen gaya resultan :FRX = F1x + F2xFRy = F1y + F2yBesar gaya resultan :

Arah :

Contoh Free-body Diagram3006004 kgAABBW = mg300600BxByAxAy1. Sketsa gambar dan label2. Gambarkan dan label diagram vektor gaya.3. Nyatakan dalam pesegi empat dan beri label komponen x dan yJika benda bergerak cenderung tetap bergerak, benda kenapa tidak bergerak terus bergerak selamanya?Benda tidak terus bergerak selamanya karena hampir selalu ada gaya tidak seimbang yang bekerja

Ada gesekanTipe-tipe GesekanSliding friction: ice skatingRolling friction: bowlingFluid friction (air or liquid): air or water resistanceStatic friction: initial friction when moving an

Gesekan : statik dan kinetikKetika dua benda meluncur satu di atas yang lainnya, gaya gesekan yang diberisikan setiap benda terhadap yang lain dapat dituliskan sebagai Ffr = k FN, dimana FN adalah gaya normal dan k adalah koefisien gesekan kinetik. Jika benda tersebut diam satu dengan yang lain, maka Ffr hanya cukup besar untuk tetap mempertahankan keadaan diam tersebut dan memenuhi persamaan Ffr < s FN, dimana s adalah koefisien gesekan statikContoh soal :

Dua kotak dihubungkan dengan tali yang dihubungkan melalui sebuah katrol. Koefisien gesekan kinetik diantara kotak I dan meja adalah 0,20. Kita abaikan masa tali dan katrol dan gesekan pada katrol, yang berarti kita dapat menganggap gaya yang diberikan pada satu ujung tali akan memiliki besar yang sama dengan ujung yang lain. Carilah a dari sistem yang akan mempunyai besar yang sama untuk kedua kotak dengan menganggap tali tidak meregang. Sementara kotak II bergerak ke bawah, kotak I bergerak ke kananContoh soalPemain ski baru mulai menuruni lereng dengan kemiringan 30. Dengan menganggap koefisien gesekan kinetik 0,10Pertama gambar diagram benda-benda Hitung percepatannyaHitung laju yang dicapai setelah 4 sekon

Aplikasi Hukum Newton IIBaca, gambarkan dan beri label permasalahan.Gambar free-body diagram untuk setiap body.Pilih sumbu x atau y sepanjang gerakan dan pilih arah gerakan sebagai arah positif.Tulis hukum Newton II untuk kedua sumbu :SFx = m ax SFy = m aySelesaikan besaran yang belum diketahui.Contoh: Sebuah kereta dan kusir memiliki masa 120 kg. Berapa gaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan percepatan 6 m/s2 jika gesekan di abaikan?

1. Baca permasalahan dan gambar sketsanya.2. Gambar diagram vektor gaya dan beri label.Diagram untuk kereta:nWF3. Pilih sumbu x sepanjang gerakan dan indikasikan arah kanan sebagai nilai positifx+SFy = 0; n - W = 0Gaya normal n sama dengan berat WSFx = max; F = maF = (120 kg)(6 m/s2)F = 720 N

Diagram untuk kereta:nWFx+m = 120 kg4. Tulis hukum Newton II untuk kedua sumbuay = 0