Selamat datang kembali di seri kuliah daring fisika dasar 1. Kali ini kita akan membahas topik baru yaitu mengenai dinamika. Topik ini akan dibagi menjadi beberapa bagian dalam dua pertemuan. Pada bagian pertama ini kita akan membahas mengenai hukum-hukum Newton tentang gerak. Oke, kita akan mulai.
Jadi mari kita lihat dulu sebuah ilustrasi seperti berikut. Ada sebuah balok benda yang sedang dalam kondisi diam di atas permukaan lantai yang datar. Misalkan kita amati bahwa balok ini mengalami gerak seperti berikut. Di balok tadi awalnya berada dalam kondisi diam yaitu kecepatannya 0. Kemudian dia bergerak kecepatannya menjadi tidak 0. Di sini saya ambil kecepatannya itu positif karena bergerak ke arah sumbu X positif, kanan. Kemudian dia berhenti dan kembali ke kondisi dia, kecepatannya 0. Nah, artinya adalah balok ini mengalami perubahan kondisi gerak.
Nah, dalam dinamika kita bertujuan untuk mencari atau memahami, menganalisis apa sih penyebab. dari perubahan kondisi gerak benda ini. Kita kembali ke demonstrasi di atas. Tadi awalnya balok berada dalam posisi ini, dalam keadaan diam. Kira-kira apa yang bisa kita lakukan untuk membuat balok bergerak?
Paling sederhana adalah kita beri dorongan seperti berikut. Jadi kita dorong baloknya sehingga dia bergerak. Namun kemudian di posisi lain di sini baloknya teramati dia berhenti.
Kembali ke kondisi dia. Kita kira ada apa di sini? Secara sederhana kita bisa menyebutkan bahwa ada kontak antara balok dengan permukaan lantai. Dan di sini kita lihat bahwa kemungkinan lantainya kasar. Sehingga balok bisa berhenti.
Berarti di sini ada sesuatu yaitu... Ada gesekan yang terjadi antara balok dengan permukaan lantai. Nah, di sini ada dua perlakuan, ada dorongan, ada gesekan.
Dorongan tadi yang kita berikan pada balok di awal itu merupakan sebuah gaya, yaitu gaya dorong. Dan gesekan yang terjadi, yang dialami oleh balok akibat kontak dengan lantai ini, juga merupakan gaya, yaitu gaya gesek. Jadi dari sini kita bisa menyimpulkan secara sederhana bahwa penyebab dari adanya perubahan kondisi gerak benda itu adalah gaya. Yang kita simpulkan dengan huruf F dan dia merupakan sebuah besaran vektor. Jadi di sini kita bisa menyimpulkan di awal bahwa gaya menyebabkan perubahan kecepatan.
Baik besar maupun arahnya. Nah, maka nanti hal ini akan berkaitan dengan kecepatan. Karena kita tahu bahwa kecepatan merupakan perubahan kecepatan terhadap waktu. Nah, kaitan antara daya dan kecepatan ini akan kita bahas dalam hukum Newton tentang dalam.
Oke, sekarang kita akan bahas mengenai... hukum pertama item kita mulai dengan pertanyaan berikut, bagaimana jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda, atau total gayanya sama dengan 0, maka dengan mudah kita bisa mengatakan bahwa jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda yang awalnya diam Kecepatan awalnya 0 akan tetap diam. Kecepatan akhirnya juga 0. Jelas ya, ada balok di atas meja. Misalkan tidak ada dorong, tidak ada tarik, tidak ada gangguan dari manapun. Maka baloknya tetap diam.
Kedua, bisa saja ada benda yang awalnya sedang bergerak dengan kecepatan tertentu. Maka kalau tidak ada gaya yang bekerja pada benda itu, dia akan tetap bergerak dengan kecepatan tersebut Jadi misalkan ada benda bergerak, selama tidak ada gaya untuk menghentikannya, benda itu akan terus bergerak. Jadi kita bisa menarik kesimpulan awal dari dua hal tersebut bahwa jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda itu tidak akan mengalami perubahan kecepatan. Di sini ada tanda bintang, ada syaratnya yaitu Kasus ini hanya berlaku pada kerangka yang inersia. Maksudnya apa?
Kita geser sedikit ke gambar berikut. Ini adalah, bayangkan ada mobil yang sedang melaju dan Anda berada di kursi penumpangnya. Suatu ketika, ketika sedang melaju, supir menginjak pedal gas tiba-tiba. Apa yang Anda rasakan?
Pasti Anda akan mengalami suatu hal yaitu tubuh Anda akan tersentak ke arah belakang tepat saat supir itu menginjak pedal gas tiba-tiba. Sama halnya ketika misalkan supir tersebut menginjak pedal rem tiba-tiba. Apa yang terjadi pada Anda?
Tubuh Anda akan tersentak tiba-tiba ke arah depan. Disini, Anda bayangkan Anda sedang duduk tenang, tiba-tiba tubuh Anda terdorong ke belakang atau terdorong ke depan tanpa ada siapapun yang mendorong Anda atau menarik Anda. Nah, disini terlihat ya, tidak sesuai dengan kondisi tadi kan. Tadi disebutkan bahwa kalau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda tidak akan mengalami perubahan kecepatan.
Tetapi tubuh Anda tadi, walaupun tidak ada gaya yang bekerja pada Anda, Tidak ada yang menarik Anda, tidak ada yang menurunkan Anda, tapi tubuh Anda mengalami permukaan cepatan. Awalnya hidupnya tenang, tiba-tiba menjadi bersentak depan belakang. Mengapa ini bisa terjadi?
Karena kita berada di mobil, yaitu di sebuah kerangka yang non-inertia. Apa itu kerangka non-inertia? Itu adalah kerangka yang bergerak dipercepat.
Oleh karena itu... Pada karakter Indonesia ini ada yang disebut sebagai gaya fiktif. Jadi seolah-olah ada gaya yang membuat Anda bisa berubah kecepatannya padahal itu tidak ada. Nah kita kembali itulah mengapa hukum 1 Newton nanti itu yang berkaitan dengan hal tadi ini ya.
Bahwa jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda maka benda itu tidak akan mengalami perkecepatan. hanya berlaku pada kerangka yang inersia, yaitu kerangka yang diam ataupun kerangka yang bergerak dengan kecerahan konstan. Jadi bumi ini, sistem bumi, kita anggap sebagai kerangka yang inersia. Nah, maka secara umum hukum Newton dapat saya tuliskan sebagai berikut. Jadi dalam kerangka yang inersia, jika gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan 0, maka...
benda tersebut akan selalu diam atau selalu bergerak dengan kecepatan tetap. Jadi jika sigma F sama dengan 0, maka perubahan kecepatannya juga sama dengan 0. Sekarang kita beralih pada hukum kedua itu. Misalkan terdapat sebuah balok bermasa M yang berada di atas sebuah lantai. Misalkan balok tersebut kita beri gaya dorong sebesar F, maka dia akan mengalami perubahan gerak seperti berikut.
Nah sekarang balok yang sama saya simpan di kondisi awal tadi, kemudian sekarang saya beri gaya yang besar gayanya 2 kali lipat dari gaya awal tadi. Kira-kira apa yang terjadi kalau saya beri gaya yang dua kali lipat? Oh, ternyata balok sebut bergerak lebih cepat dibandingkan sebelumnya.
Artinya di sini kita bisa melihat bahwa untuk masa yang tetap, M-nya tidak berubah, semakin besar gaya, maka percepatannya semakin besar. Yang pertama. Yang kedua adalah...
Saya ubah masanya menjadi 2 kali masa semula. Namun saya beri dorongan dengan gaya yang sama dengan gaya paling awal, yaitu sebesar F. Saya beri dorongan, apa yang terjadi? Kita lebih lambat dibandingkan sebelum-sebelumnya. Jadi di sini kita lihat, untuk gaya yang tetap, F-nya tidak berubah ya, maka semakin besar masanya, kecepatan semakin kecil.
Nah, dua hal ini. Kita tuliskan dalam bentuk matematis seperti berikut. Jadi, A, percepatan itu sebanding dengan total gaya yang bekerja pada benda, sedangkan percepatan juga dia berbanding terbalik dengan masa bendanya. Jika dua hal ini kita gabung menjadi satu, maka kita dapat menuliskan hukum kedua Newton, yaitu A sebanding dengan total gaya yang bekerja pada benda dan berbentuk terbalik dengan masa bendanya. Atau M-nya saya pindahkan ke ruas sebelahnya sehingga kita akan melihat sebuah persamaan hukum 2 Newton yang telah kita kenal selama ini yaitu total gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan masa dikalikan percepatannya.
Nah ini. adalah kesamaan dari hukum kedua Newton yang memperlihatkan kaitan atau hubungan antara gaya dengan percepatan sesuai apa yang kita bahas di awal tadi. Oke, ini adalah hukum kedua Newton yang telah kita peroleh sebelumnya.
Nah, komponen dari bagian suku di kiri yaitu sigma F disini itu merupakan Jadi dia adalah penjumlahan dari seluruh gaya yang bekerja pada benda. Nah disini karena F dan A itu merupakan vektor maka jika sistem atau benda yang kita tinjau itu berada dalam ruang tiga dimensi maka kita bisa pecah persamaan dari hukum Terni ini dalam setiap sumbunya yaitu pada. Sumbu X, sumbu Y, dan sumbu Z. Sebagai contoh, kita tinjau pas berikut.
Pada sebuah koordinat kartesian X, Y, ada sebuah benda bermasa M yang diberi dua buah gaya F1 seperti berikut dengan arah berikut dan F2 seperti ini. Dengan arah teta terhadap sumbu mendata. Untuk menganalisa atau ingin mencari berapa percepatan dari benda M, maka kita perlu memanfaatkan hukum 2 Newton ini. Namun ingat, kita harus menguraikan gaya-gaya yang tidak menempel di sumbu X maupun sumbu Y.
F1 kita lihat di sini, dia sudah berada di sumbu X. Sedangkan F2 dia... Tidak di sumbu X, di sumbu Y. Sehingga perlu kita proyeksikan seperti biasa. Di sini kita proyeksikan terhadap sumbu X.
Kita peroleh F2X, komponen F2 dalam arah X. Karena dia ke kiri, maka dia negatif tandanya. Kemudian pada arah sumbu Y, kita proyeksikan, kita dapatkan komponen F2 dalam sumbu Y.
Karena dia arahnya ke sumbunya positif, ke atas maka dia positif. Setelah kita... Untuk memperoleh gaya-gaya dalam setiap sumbunya, kita bisa menggunakan hukum 2 Newton pada tiap sumbunya.
Pada sumbu X dan pada sumbu Y. Pada sumbu X kita lihat di sini ada 2 gaya, ada F1 ke sebelah kanan dan F2X ke sebelah kiri. Maka total gaya yang bekerja pada benda M di sumbu X adalah F1 pada arah kanan ditambah F2X pada arah kiri Karena F2X nya ke arah kiri Maka dia negatif nilainya Jadi F1 dikurangin F2X Sama dengan masa dikali percepatan dalam arah X F2X ini kita tahu bahwa Anda harus sudah telatih bahwa F2X ini karena dia Mengapit dengan tetanya Maka F2X ini berlilai F2 cosinus teta Sedangkan dalam arah Y Kita lihat sini hanya ada satu gaya yaitu F2Y. Berarti kita masukkan F2Y. Yang positif di sini, tandanya positif.
Sama dengan masa dikalikan persepatan dalam arah Y. Sehingga F2Y kita tuliskan dalam bentuk hubungan dengan teta, jadi F2 sin teta sama dengan M Ay. Anda bisa masukkan nilai F1, F2, teta, dan M sehingga bisa memperoleh berapa nilai Ax dan nilai Ay.
Jadi nanti jika ingin tahu berapa percepatan benda, maka tuliskan dalam bentuk rektor yaitu Ax dalam arah I tambah Ay dalam arah C. Atau jika ingin mencari berapa besar percepatannya, kita gunakan terewak petagorasnya ya. Berarti besar percepatan sama dengan akar dari percepatan dalam sumbu X kuadrat tambah percepatan dalam sumbu Y kuadrat. Nah, demikianlah sedikit contoh mengenai pemanfaatan atau penggunaan hukum Donniton untuk menganalisis gerak semua benda. Oke, sekarang kita beralih pada hukum ketiga neto.
Kita tinjau kasus berikut ya. Seorang berada di atas skateboard sambil memegang bola. Kemudian orang tersebut akan melempar bola ke arah kiri. Kira-kira apa yang terjadi? Kita lihat di sini ya.
Tepat ketika orang tersebut melempar bola ke arah kiri, maka dia juga akan terlempar ke sebelah kanan. Jadi disini kita lihat bahwa orang dan bola sama-sama bergerak dalam arah yang berlawanan. Sekarang mari kita tinjau lebih dekat kasus tadi. Disini kita lihat bahwa ada dua benda yang kita amati yaitu pertama bola, yang kedua adalah orang.
Orang ini melempar bola ke sebelah kiri. Artinya, dia memberikan gaya dorongan pada bola ke sebelah kiri seperti berikut. Jadi, ini adalah gaya dari orang terhadap bola. Dikamalkan dengan panah berwarna biru ke sebelah kiri. Nah, ternyata dalam kenyataannya bola pun memberikan gaya dorongan pada orang tersebut.
Itulah mengapa orang tadi bisa terdorong ke sebelah kanan. Jadi gaya dari bola terhadap orang ini ada dan saya gambarkan dengan panah berwarna merah ke sebelah kanan. Nah, dua gaya ini, gaya dari orang terhadap bola dan gaya dari bola terhadap orang, merupakan sebuah pasangan gaya yang satunya disebut sebagai F. Aksi atau gaya aksi Satu lagi kita sebut sebagai gaya reaksi Nah hukum 3 jantan ini Menyatakan mengenai Pasangan gaya aksi reaksi Jadi yang namanya gaya itu Memiliki pasangannya Nah seperti apa sih Gaya itu misalkan ada 2 buah gaya Dia bisa disebut sebagai Pasangan gaya aksi reaksi itu apa syaratnya Di sini ada tiga. Yang pertama adalah, syarat pertama dari pasangan gaya aksi-reaksi adalah besar kedua gayanya sama.
Jadi, aksi F reaksi, jika F aksinya misalkan 10 Newton besarnya, maka F reaksinya pun sama, 10 Newton. Harus persis sama. Yang kedua adalah, arah kedua gayanya berlawanan. Jadi, di sini F aksi sama dengan minus F reaksi. Kalau F aksi di sini ke sebelah kiri, maka F reaksinya harus ke sebelah kanan.
Kalau F aksi misalkan ke atas, maka F reaksinya harus ke bawah. Itu ya, berlawanan. Yang ketiga adalah, masing-masing benda itu bekerja pada dua benda yang berbeda. Maksudnya adalah, dua benda yang sedang berinteraksi.
Jadi di sini ada interaksi antara bola dengan orang. Maka satu gayanya, F aksi itu bekerja pada bola. F reaksinya bekerja pada orang. Jadi tidak boleh misalkan gaya aksi reaksi bekerja pada satu benda yang sama. Itu berarti bukan aksi reaksi.
Di sini hukum 3 NITON itu membahas mengenai pasangan gaya aksi reaksi. Dalam kehidupan sehari-hari banyak contoh pasangan gaya aksi reaksi yang fenomenanya kita manfaatkan dalam teknologi maupun dalam aksi reaksi. Aktivitas yang kita lakukan sehari-hari. Sebagai contoh, Anda bisa mencari di berbagai literatur.
Ya, inikianlah pembahasan dan diskusi dari bagian pertama mengenai hukum meniton tentang gerak. Kita bisa lanjut, kita jumpa lagi di video selanjutnya. Terima kasih.