Senin, 05 Agustus 2013

Hukum - hukum Newton Tentang Gerak dan Gravitasi

Gaya Gesek
Bila benda diletakkan di atas permukaan kasar, diberi gaya maka benda tersebut akan sulit bergerak. Kemudian kita tambah gaya yang bekerja maka benda akan mulai bergerak, ketika benda sudah bergerak kita tidak merasakan gaya hambat sebesar pertama kali kita menarik benda tersebut. Gaya ini disebut gaya gesek/ gaya hambat yang bergantung pada sentuhan antara permukaan benda dan permukaan bidang yang arahnya berlawanan dengan gerak benda...
Rumus gaya gesek :

µ = koefisien gaya gesek
N = gaya normal
Pada saat benda masih diam atau tepat akan bergerak maka gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek statis..

Apabila F > fs maka benda bergerak dan yang berlaku adalah gaya gesek kinetis..

Pada umumnya µk < µs
Sesuai dengan hukum II Newton :

Masalah benda bertumpuk dengan mendapat gaya horizontal...

Besar gaya normal pada balok yang diatas sama dengan beratnya sendiri. Sedangkan besar gaya normal pada balok yang bawah sama dengan berat balok itu ditambah berat balok di atasnya..


Percepatan maksimum yang diperbolehkan agar kedua balok bergerak bersama - sama dapat ditentukan dengan persamaan..


Apabila dalam soal diketahui nilai P , dimana P menyebabkan kedua balok bergerak bersama maka percepatan maksimum supaya benda pertama tetap pada tempatnya adalah..

Apabila percepatan balok yang bawah melebihi percepatan maksimum maka balok yang atas akan bergeser terhadap balok bawah. Atau nilai P diperbesar dari semula, maka percepatan balok atas dan bawah akan berbeda...

Percepatan balok pertama:



Percepatan balok bawah :

Membelok pada jalan mendatar
Ketika mobil membelok pada jalan datar kasar, yang berfungsi gaya sentripetal adalah gaya gesekan statis, fs, sehingga berlaku :

Sedangkan gaya sentripetal sendiri :

kalau kedua persamaan di atas digabung akan mendapatkan persamaan :

Membelok pada jalan miring licin

Yang berfungsi sebagai gaya sentripetal adalah komponen gaya normal dalam arah radial :


Kedua persamaan di atas dibagi didapat persamaan baru :

Membelok pada jalan miring kasar

Hukum Gravitasi Newton



Suatu benda m yang terletak di permukaan bumi mendapat gaya gravitasi bumi, di mana jarak benda tersebut terhadap pusat bumi adalah sama dengan jari - jari bumi R. Jika massa bumi adalah M maka gaya gravitasi bumi terhdap benda bermassa m di permukaan bumi adalah :

Resultan gaya gravitasi
Jika suatu benda dipengaruhi oleh dua buah gaya gravitasi atau lebih, maka resultan gaya gravitasi yang bekerja pada benda dihitung berdasarkan penjumlahan vektor

Berdasarkan gambar di atas :

Latihan Soal Hukum Newton SMA Karang Turi Semarang
  1. Benda bermassa 5 kg terletak di atas bidang datar. Besar koefisien gesekan statis antara benda dan alas adalah 0,4. Jika g = 10 m/s² ,berapa besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menarik benda ketika tepat akan bergerak ?
  2. Balok bermassa 15 kg terletak di atas lantai kasar. Pada balok dikerjakan gaya mendatar 60 N agar balok tepat akan bergerak. Setelah balok bergerak diperlukann gaya 45 N hingga balok bergerak dengan kecepatan tetap. Hitung koefisien gesekan statis dan kinetis pada balok dan lantai..
  3. Benda bermassa 4 kg terletak pada sebuah bidang datar. Pada benda bekerja gaya horizontal sebesar 20 N. Jika koefisien gesekan kinetik antara benda dan bidang 0,2, berapakah percepatan yang dialami benda?
  4. Balok bermassa 2 kg terletak di atas lantai dan ditarik oleh gaya 4 N miring ke atas dan membentuk sudut 37° dengan arah horizontal. Jika koefisien gesekan kinetik dan statis masing - masing 0,1 dan 0,9 serta percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan gaya gesekan yang bekerja antara balok dan lantai..
  5. Benda bermassa 10 kg terletak pada bidang kasar (µ = 0,25). Dari keadaan diam, benda diberi gaya tetap 75 N selama 12 detik. Setelah menempuh jarak 250 m, keadaan bidang mulai licin sempurna. Berapakah perpindahan benda ?