Upload
ifan-machmudin
View
232
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
1/39
Fis ika dasar kelas X SMA 1
Fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari dan menyelidiki komponen-
komponen materi dan interaksi antar komponen tersebut.Contoh : - Bagaimana energi mempengaruhi materi.
- Bagaimana mengubah bentuk energi yang satu ke bentuk yang lain.
Materi adalah segala sesuatu yang menempati dan mengisi ruang.
Energi adalah berbagai bentuk ukuran kemampuan dari suatu sistem untuk
melakukan kerja.
Ilmu fsika secara umum dibagi menjadi : mekanika panas bunyi optika listrik dan
magnit dan fsika modern.
!angkah-langkah atau tahap-tahap dalam penyelidikan :
". Mengemukakan anggapan-anggapan atau dugaan-dugaan.
#. Menyusun suatu hipotesa.
$. Melakukan suatu eksperimen.
%. &ika dalam eksperimen dapat diterima kebenarannya maka dapat dikukuhkan
sebagai '()(M.
*alam fsika langkah-langkah maupun tahapan-tahapan diatas diperlukan teknik-
teknik pengukuran yang harus dikembangkan.
(ntuk dapat memecahkan masalah maka diperlukan suatu sistem standar yang
dapat diterima oleh berbagai kalangan yang mempelajari dan mengembangkan ilmu
fsika.
SATUAN DAN PENGUKURAN .
+ Besaran Pokok Dalam Fisika.*alam sistem Internasional , I terdapat : / buah besaran dasar berdimensi dan #
buah buah tambahan yang tidak berdimensi.
BE0102 *001 03(02 I2ama !ambang 1umus
*imensi". 4anjang Meter m !#. Massa )ilogram kg M$. 5aktu ekon s 3%. 0rus listrik 0mpere 0 I6. uhu termodinamika )el7in ) θ
8. ¨ah 9at Mola mol 2/. Intensitas cahaya )andela cd &
BE0102 30MB0'02 03(02 I
". udut datar radian rad
#. udut ruang steradia
n
sr
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
2/39
Fis ika dasar kelas X SMA 2
BE0102 &0B0102 03(02 I". Energi &oule &
#. aya ne5ton 2$. *aya ;att ;%. 3ekanan pascal 4a6. Frek5ensi 'ert9 '98. Beda 4otensial . 3ahanan listrik Farad F"?.Induksi magnetik 3esla 3"".Induktansi 'enry 'b"#.Fluks cahaya lumen !m"$.)uat penerangan !u@ !@
+ Sistem Satuan
istem satuan metrik dibedakan atas :
- statis
- dinamis
istem statis :
• statis besar
- satuan panjang : meter
- satuan gaya : kg gaya
- satuan massa : smsb
• statis kecil
- satuan panjang : cm
- satuan gaya : gram gaya
- satuan massa : smsk
istem dinamis :
istem atuan *inamis Besar *inamis )ecil". 4anjang meter cm#. Massa kg gr
$. ;aktu sec sec%. aya ne5ton dyne6. (saha 2.m A joule dyne.cm A
erg8. *aya joulesec ergsec
istem dinamis besar biasa kita sebut M ) D atau sistem praktisD atau sistem
iorgieD
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
3/39
Fis ika dasar kelas X SMA 3
istem dinamis kecil biasa kita sebut C D atau sistem aussD.
I3EM 03(02 B1I302I0 , B1I3I' 3EM
istem atuan British". 4anjang oot , kaki
#. Massa slug$. ;aktu sec%. aya pound , lb 6. (saha t.lb8. *aya t.lbsec
+ Awalan Yang Digunakan Dalam S.I.
0;0!02 IMBG! F0)3G1)ilo ) "? $
Mega M "? 8
iga "? >
3era 3 "?"#
milli m "? -$
mikro µ "? -8
nano n "? ->
piko p "? -"#
emco "? -"6
ato a "? -"=
+ Dimensi
&ika dalam suatu pengukuran benda 0.
0 A "#/ cm A "#/? milimeter A "#/ @ "?8 mikron
2ilai besaran 0 adalah "#/ apabila dinyatakan dalam cm2ilai besaran 0 adalah "#/? apabila dinyatakan dalam mm
2ilai besaran 0 adalah "#/ apabila dinyatakan dalam meter dan seterusnya.
&adi satuan yang dipakai menentukan besar-kecilnya bilangan yang dilaporkan.
Mengapa satuan cm dapat di ganti dengan m mm atau mikron H
&a5abannya karena keempat satuan itu sama dimensinya yakni berdimensi
panjang.
0da dua macam dimensi yaitu :
- *imensi 4rimer
- *imensi ekunder
• *imensi 4rimer yaitu :
M : untuk satuaan massa.
! : untuk satuan panjang.
3 : untuk satuan 5aktu.
• *imensi ekunder adalah dimensi dari semua besaran yang dinyatakan dalam
massa panjang dan 5aktu.
contoh : - *imensi gaya : M ! 3-#
- *imensi percepatan : ! 3-#
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
4/39
Fis ika dasar kelas X SMA 4
Catatan : emua besaran fsis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga
besaran pokok , *imensi 4rimer yaitu panjang massa dan 5aktu.
)egunaan dimensi :
(ntuk Checking persamaan-persamaan fsika dimana dalam setiap persamaan
dimensi ruas kiri harus sama dengan dimensi ruas kanan.
Contoh :". 4 A F . <
daya A gaya @ kecepatan.
M !# 3-$ A , M ! 3-# , ! 3-"
M !-# 3-$ A M !# 3-$
#. F A m . a
gaya A massa @ percepatan
M ! 3-# A , M , ! 3 -#
M ! 3-# A M ! 3-#
PENETAPAN SATUAN SEBAGAI BERIKUT :
". atu meter adalah ".86?./8$/$ kali panjang gelombang cahaya merah jingga
yang dipancarkan isotop krypton =8.
#. atu kilogram adalah massa sebuah silinder platina iridium yang aslinya
disimpan di Biro Internasional tenyang berat dan ukuran di er7es 4erancis.
$. atu sekon adalah >.">#.8$".//? kali perioda getaran pancaran yang
dikeluarkan atom Cesium "$$.
%. atu 0mpere adalah ¨ah muatan listrik satu coulomb , " coulomb A
8#6."?"= elektron yang mele5ati suatu penampang dalam " detik.
6. uhu titik lebur es pada /8 cm 'g adal : 3 A #/$"6? ) uhu titik didih air pada
/8 cm 'g adalah : 3 A $/$"6? ).
8. atuan )andela adalah benda hitam seluas " m# yang bersuhu 'k lebur platina
, "//$ C akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuatcahaya sebesar 8 @ "?6 kandela.
/. atu mol 9at terdiri atas 8?#6 @ "?#$ buah partikel. , 8?#6 @ "?#$ disebut dengan
bilangan a7ogadro.
+ Bilangan Eksak : Bilangan yang diperoleh dari pekerjaan membilang.
+ Bilangan Tidak Eksak : Bilangan yang diperoleh dari pekerjaan mengukur.
MACAM-MACAM ALAT UKUR .
". Mistar
#. &angka orong
$. Mikrometer sekrup%. 2eraca ,timbangan
6. top 5atch
8. *inamo meter
/. 3ermometer
=. 'igrometer
>. 0mpermeter"?.Ghm meter
"".
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
5/39
Fis ika dasar kelas X SMA 5
emua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut 02)0 4E23 I2
terdiri atas angka-angka pasti dan angka-angka terakhir yang ditaksir ,0ngka
taksiran.
'asil pengukuran dalam fsika tidak pernah eksak selalu terjadi kesalahan pada
5aktu mengukurnya. )esalahan ini dapat diperkecil dengan menggunakan alat ukur
yang lebih teliti.". emua angka yang bukan nol adalah angka penting.
Contoh : "%#68 , 6 angka penting .
#. emua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka
penting. Contoh : /???#??$ , > angka penting .
$. emua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir tetapi
terletak di depan tanda desimal adalah angka penting.
Contoh : /????? , 6 angka penting.
%. 0ngka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di
belakang tanda desimal adalah angka penting.
Contoh : #$6???? , / angka penting .
6. 0ngka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak
dengan tanda desimal adalah angka tidak penting.
Contoh : $6????? , # angka penting .
8. 0ngka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka
tidak penting.
Contoh : ?????$6# , $ angka penting .
)etentuan - )etentuan 4ada Gperasi 0ngka 4enting :
". 'asil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-angka penting hanya
boleh terdapat 03( 02)0 30)I102 saja.
Contoh : #$% angka % taksiran
?$%6 angka 6 taksiran#8=6 angka = dan 6 , dua angka terakhir taksiran.
maka ditulis : #8>
, (ntuk penambahanpengurangan perhatikan angka dibelakang koma yang
paling sedikit.
"$%8 angka 8 taksiran
##$%/ - angka / taksiran
""##6$ angka # 6 dan $ , tiga angka terakhir taksiran
maka ditulis : ""#$
#. 0ngka penting pada hasil perkalian dan pembagian sama banyaknya dengan
angka penting yang paling sedikit.Contoh : ="%" , empat angka penting
?## @ , dua angka penting
"/>"?#
4enulisannya : "/>"?# ditulis "= , dua angka penting
"%$# , empat angka penting
#8= : , tiga angka penting
?6$%$#
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
6/39
Fis ika dasar kelas X SMA 6
4enulisannya : ?6$%$# di tulis ?6$% , tiga angka penting
$. (ntuk angka 6 atau lebih dibulatkan ke atas sedangkan angka kurang dari 6
dihilangkan.
NOTASI ILMIAH = BENTUK BAKU .
(ntuk mempermudah penulisan bilangan-bilangan yang besar dan kecil digunakan
Notasi Ilmiah atau Cara Baku. p . "? n
dimana : " p "? , angka-angka penting
"?n disebut orde
n bilangan bulat positi atau negati
contoh : - Massa bumi A 6>= . "? #%
- Massa elektron A >" . "? -$"
- ??????%$6 A %$6 . "? -8
- $%6?????? A $%6 . "? =
". Mistar : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas
ketelitian ?6 mm.#. &angka sorong : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas
ketelitian ?" mm.$. Mikrometer : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas
ketelitian ??"mm.%. 2eraca : untuk mengukur massa suatu benda.6. top ;atch : untuk mengukur 5aktu mempunyai batas ketelitian ??"
detik.8. *inamometer : untuk mengukur besarnya gaya./. 3ermometer : untuk mengukur suhu.=. 'igrometer : untuk mengukur kelembaban udara.>. 0mpermeter : untuk mengukur kuat arus listrik.
"?.Ghm meter : untuk mengukur tahanan , hambatan listrik"".
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
7/39
Fis ika dasar kelas X SMA 7
h. Inpuls , Inpuls A gaya @ 5aktu
i. Momentum , M A Massa @ kecepatan
j. Energi kinetik , Ek A "# m 7#
k. Energi 4otensial , Ep A m g h
l. &ika diketahui bah5a :
F A .2
21. R
mm
F A ayaJ A )onstanta graftasiJ m A massaJ 1 A jarak.
Carilah : *imensi konstanta graftasi.
m. 4ercepatan graftasi , g A aya berat : massa
n. &ika diketahui bah5a :
4.< A n 1 . 3
4 A tekananJ < A 7olumeJ n menyatakan jumlah molJ
3 A suhu dalam )el7in , ?) J 1 A tetapan gas
Carilah : *imensi 1
$. ebutkan berapa banyak angka-angka penting pada angka-angka di ba5ah ini.
a. #/??"
b. ??#$"
c. "#??
d. #>
e. "6?#/
. #6???
g. ?????6
h. #$."?-/
i. #?????$%. 1ubahlah satuan-satuan di ba5ah ini ditulis dalam bentuk baku.
a. #/6 m$ A ...................................... cm$
b. ?6."?-% kg A ...................................... mg
c. "? mdet A ...................................... kmjam
d. /# kmjam A ...................................... mdet
e. #/ ne5ton A ...................................... dyne
. 6= joule A ...................................... ergg. ?#."?-# gcm$ A ...................................... kgm$
h. $."?6 kgm$ A ...................................... gcm$
i. #6."?$ 2m# A ...................................... dynecm#
j. /> dynecm$ A ...................................... 2m$
k. ?/ . "?-= m A ...................................... mikro
l. "??? kilo joule A ........................... mikro joule A ........................... iga &oule
6. Bulatkan dalam dua angka penting.
a. >=6%8
b. ????/%>c. 8$$$8
d. /=>=86%
8. 'itunglah dengan penulisan angka penting.
a. #/$" =86 A .................................
b. 68/% - $=/8/ A ................................
c. $#8 %$/8 - $#%68 A ................................
d. %$6% : #$ A ................................
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
8/39
Fis ika dasar kelas X SMA 8
e. #/$" @ ?6# A................................
. #"# @ #6$/ A................................
g. 6/=?? : ""$$ A ................................
h. %=/8 %$66%8/ %$6 A ................................
i. $% %$66%8/ %$6 A................................
j. "$# @ "#$6 8// A................................
AAAAAAAAAAAAAAo?oAAAAAAAAAAAAAAA
BESARAN VEKTOR*i samping besaran-besaran pokok yang telah kita pelajari yaitu massa 5aktu
suhu panjang intensitas cahaya kuat arus dan jumlah 9at masih ada satu hal lagi
dalam ilmu fsika yang perlu kita ketahui yaitu : siat yang menyangkut arah.
Gleh karena itu besaran-besaran tersebut masih dapat dibagi dalam dua golongan
yaitu : besaran Skalar dan besaran Vektor .
Besaran Skalar : adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya atau
nilainya saja.
Contoh : panjang massa 5aktu kelajuan dan sebagainya.
Besaran Vektor : adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya atau
nilainya juga ditentukan oleh arahnya.
Contoh : kecepatan percepatan gaya dan sebagainya.
Notasi Vektor
ecara grafs 7ektor dapat dilukiskan sebagai sebuah anak panah. 4anjang anak
panah menunjukkan nilai atau besar 7ektor dan anak panah menunjukkan arah
7ektor.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
9/39
Fis ika dasar kelas X SMA 9
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
10/39
Fis ika dasar kelas X SMA 10
α A sudut antara 0 dan B R−
A / / / / / / / / cos A B A B− − − −
+ +2 2 2 α
arahnya :
12 sin
//
sin
//
sin
//
α α α
−−−
==
B A R
B. "ara segitiga vektor .
a. 4enjumlahan dua 7ektor
b. 4engurangan dua 7ektor
(ntuk elisih dilakukan penjumlahan dengan la5annya ,in7ers jumlah.
A B A B− = + −( )
". #eadaan istimewa
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
11/39
Fis ika dasar kelas X SMA 11
• *ua 7ektor yang membentuk sudut ? o
−
R A
−
A
−
B
0rahnya 1 sama dengan arah kedua 7ektor
• *ua 7ektor yang membentuk sudut "=?o
R−
A A−
- B−
jika A−
K B−
0rahnya 1 sama dengan arah 7ektor A−
R−
A B−
- A−
jika A−
L B−
0rahnya 1 sama dengan arah 7ektor B−
• *ua 7ektor yang saling tegak lurus.
R−
A / / / / A B
− −
+2 2
arah R−
: tg α A/ /
/ /
B
A
−
−
D. Penguraian se$uah vektor .
/ / / / cosv v X = α
/ / / / sinv vY = α
/ / / / / /v v v X Y
= +2 2
%. &emadu'men!umlahkan $e$erapa vektor (ang se$idang antara lain.
0da beberapa cara untuk memadu beberapa 7ektor sebidang antara lain:
a. Cara Grafs.
". Cara jajaran genjang.
v 0B adalah resultan dari A dan
B
v 1 adalah resultan dari A B
dan C
#. Cara polygon
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
12/39
Fis ika dasar kelas X SMA 12
v 1 adalah resultan dari A B
dan C
b. Cara analiis.Masing-masing 7ektor diuraikan menjadi komponen-komponen 7ektor searah sumbu
@ dan sumbu y dari sistem koordinat Cartesius.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
13/39
Fis ika dasar kelas X SMA 13
A 9 A A cos γ
Besaran 7ektor 0
A A A A X Y Z
= + +/ / / / / /2 2 2
dan i j k masing-masing 7ektor satuan pada sumbu @ y dan 9
V!"#r Sa&an.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
14/39
Fis ika dasar kelas X SMA 14
*alam Perkalian Silang antara 7ektor 0 dengan 7ektor B akan diperoleh
besaran7ektor.
Contoh : A @ B A C
C besaran skalar yang besarnya C A A @ B sin θ
dengan θ adalah sudut antara A dengan B
0rah dari 7ektor C selalu tegak lurus bidang yang dibentuk oleh 7ektor A dan B menurut aturan sekrup kanan.
*ari 7ektor A diputar ke 7ektor B .
Catatan : A @ B ≠ B @ A A @ B N A - B @ A N
Contoh besaran fsika yang merupakan hasil perkalian 7ektor adalah : luas momengaya dan gaya !orent9.
Operasi Vektor Pada Vektor Satuan.
Penjumlahan.
% i $ j 6 k $ i - 6 j - % k A , % - $ i , $ - 6 j , 6 - % k
A / i - # j k
Perkalian.
*G3 41G*(C3
ejenis
i • i A i • i cos ?o
A , " • , " , "
A "
3ak ejenis
i • j A i • j cos >?o
A , " • , " , ?
A ?
C1G 41G*(C3
ejenis 3ak ejenis
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
15/39
Fis ika dasar kelas X SMA 15
i @ i A i • i sin ?o
A , " • , " , ?
A ?
(ntuk mendapatkan hasil
perkaliannya dapat digunakan
diagram berikut ini.
4erjanjiaan tanda :
- (ntuk putaran berla5anan arah
jarum jam
tanda 4GI3 IF .
- earah jarum jam 2E03IF .
AAAo?oAAA
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
16/39
Fis ika dasar kelas X SMA 16
LATIHAN SOAL
". 3entukan resultan 7ektor-7ektor berikut.
#. Isilah titik-titik berikut ini untuk :
A B O 1
a. = satuan %P$ satuan
$?? ...............
b. 8 satuan #P# satuan %6?
...............
c. 6 satuan "? satuan 8?
?
...............
d. $ satuan % satuan >??
...............
$. *ua 7ektor dari % satuan dan $ satuan yang bertitik tangkap di suatu titik
menghasilkan 7ektor resultan sebesar 37 satuan. 'itunglah sudut yang di
bentuk oleh kedua 7ektor tersebut.
%. 1esultan dua buah 7ektor yang saling tegak lurus adalah $6 satuan. alah satu
7ektor besarnya #= satuan. 'itunglah besar 7ektor yang lain.
6. 1esultan dua buah 7ektor yang besarnya "$ satuan dan "% satuan adalh "6
satuan. &ika sudut yang diapit oleh 7ektor semula yaitu θ maka hitunglah tg θ.
8. ebuah perahu bergerak arah utara dengan kecepatan "# kmjam mendapat
dorongan dari angin arahnya ke barat dengan kecepatan 6 kmjam. Maka
kecepatan perahu dan arahnya menjadi.
/. *ari titik 0 Badu berjalan menuju arah 3imur sejauh 6 km sampai di titik B dan
melanjutkan perjalanannya dengan arah (tara sejauh "? km sampai di titik C.
Berapakah jarak 0C H
=. ebuah benda ditarik oleh dua buah gaya masing-masing besarnya 8 ne5ton.
)edua gaya itu membentuk sudut 8??. Berapakah besar resultan kedua gaya
tersebut H
>. *ua buah 7ektor 7" A # 12 satuan dan 7# A a satuan bertitik tangkap pada suatu
titik. &ika jumlah kedua 7ektor itu 8 12
satuan dan membentuk sudut 8??. Berapa
nilai aH
"?.3iga buah 7ektor bertitik tangkap sama dan sebidang. 7" A "8 satuanJ 7# A =
satuan. udut antara 7" dan 7# adalah "#??. &ika resultan ketiga 7ektor tersebut
adalah nol. Berapakah besarnya 7$ dan berapa besar sudut yang dibentuk oleh 7"dan 7$ H
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
17/39
Fis ika dasar kelas X SMA 17
"".ambarkan :
a. A B - $ C
b. # C - 1
2, # B - A
"#.% buah 7ektor bertitik tangkap di titik ? pada susunan salib sumbu Cartesius. 7 "berimpit dengan sumbu @ besarnya $ satuan 7# membentuk sudut %6? dengan
sumbu @ besarnya % satuan 7$ besarnya 6 satuan dan membentuk sudut "6??
dengan sumbu @ dan 7% besarnya 8 satuan membentuk sudut #%?? dengan
sumbu @. ambarkan resultan keempat gaya tersebut dan hitung besarnya. ,78A #%6 J 7$ A "/$ J 7# A "%"
"$.6 buah 7ektor bertitik tangkap di ? pada susunan salib sumbu tegak. udut yang
dibentuk oleh masing-masing 7ektor dengan sumbu @ serta besar 7ektor
tersebut adalah sebagai berikut :
a. 7" %6?
"% satuanb. 7# 8?? #? satuan
c. 7$ "=?? "= satuan
d. 7% #"?? $? satuan
e. 76 $??? "8 satuan
3entukan resultan dari kelima 7ektor tersebut.
"%.8 buah 7ektor bertitik tangkap di ? pada susunan salib sumbu tegak sudut yang
dibentuk oleh masing-masing 7ektor dengan sumbu @ serta besarnya adalah
sebagai berikut :
a. 7" ?? = satuan
b. 7# %6? # 2 satuan
c. 7$ 8?? 8 satuan
d. 7% "$6? % 2 satuan
e. 76 "=?? % satuan
. 78 #%?? 8 satuan
"6.3entukan resultan dari keenam 7ektor tersebut dan arah tg sudut yang dibentuk
resultan tersebut dengan sumbu @.
"8.*ua buah gaya F" dan F# saling membentuk sudut 8??. 1esultan kedua gaya
tersebut #= 2. &ika F" : F# A 6 : $ maka berapa besar masing-masing F" dan F#tersebutH
"/.*ua buah 7ektor gaya F" dan F# bertitik tangkap sama masing-masing sebesar =
2 dan $ 2 saling mengapit sudut 8?? maka selisih kedua 7ektor gaya tersebutbesarnya .........
"=.*ua buah 7ektor gaya F" dan F# saling membentuk sudut "#?? akan memberikan
resultan A #6 2. &ika sudut antara F" dengan resultan 8??. Maka besar 7ektor
gaya F" dan F# masing-masing adalah.....................
">.ebuah titik 0 , ?% dan sebuah titik B , $% pada sisitem koordinat cartesius.
&ika a A G0 dan b A GB maka carilah :
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
18/39
Fis ika dasar kelas X SMA 18
a. Besar 7ektor a
b. Besar 7ektor b
c. Besar penjumlahan 7ektor a dan b
d. Besar pengurangan 7ektor a dan b
#?.3iga gaya ) " ) # dan ) $ bekerja pada sebuah titik dan besar ) " A "? 2 ) # A 62
dan ) $ A 6
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
19/39
Fis ika dasar kelas X SMA 19
uatu benda melakukan gerak bila benda tersebut kedudukannya ,jaraknya
berubah setiap saat terhadap titik asalnya , titik acuan .ebuah benda dikatakan bergerak lurus jika lintasannya berbentuk garis
lurus. Contoh : - gerak jatuh bebas
- gerak mobil di jalan.
erak lurus yang kita bahas ada dua macam yaitu :
". erak lurus beraturan ,disingkat !B
#. erak lurus berubah beraturan ,disingkat !BB
*efnisi yang perlu dipahami :
". )I2EM03I)0 ialah ilmu yang mempelajari gerak tanpa mengindahkan
penyebabnya.
#. *I20MI)0 ialah ilmu yang mempelajari gerak dan gaya-gaya penyebabnya.
&010) *02 4E14I2*0'02 40*0 01I !(1( .
- &010) merupakan panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu materi ,9at
- 4E14I2*0'02 ialah perubahan posisi suatu benda yang dihitung dari posisi a5al
,acuanbenda tersebut dan tergantung pada arah geraknya.
a. 4erpindahan 4GI3IF jika arah gerak ke )0202
b. 4erpindahan 2E03IF jika arah gerak ke )I1I
contoh:
+ 4erpindahan dari @" ke @# A @# - @" A / - # A 6 , positi
+ 4erpindahan dari @" ke R$ A @$ - @" A -# - , # A -% , negati
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN ( GLB
erak lurus beraturan ialah gerak dengan lintasan serta kecepatannya selalu tetap.
)ECE40302 , 7 ialah besaran 7ektor yang besarnya sesuai dengan perubahan
lintasan tiap satuan 5aktu.
)E!0&(02 ialah besaran skalar yang besarnya sesuai dengan perubahan lintasan
tiap satuan 5aktu.
4ada erak !urus Beraturan , !B berlaku rumus : @ A 7 . t
dimana : @ A jarak yang ditempuh , perubahan lintasan 7 A kecepatan
t A 5aktu
rafk erak !urus Beraturan , !B
a. rafk 7 terhadap t
)ita lihat grafk di 7 terhadap t : dari rumus @ A 7 . t maka :
t A " det @ A #? m
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
20/39
Fis ika dasar kelas X SMA 20
t A # det @ A %? m
t A $ det @ A 8? m
t A % det @ A =? m
Kesimpulan : 4ada grafk 7 terhadap t di atas maka besarnya perubahan lingkaran
benda , jarak merupakan luas bidang yang diarsir.
b. rafk @ terhadap t.
)elajuan rata-rata dirumuskan : v x
t =
Kesimpulan : 4ada erak !urus beraturan kelajuan rat-rata selalu tetap dalam
selang 5aktu sembarang.
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN ( GLBB
'al-hal yang perlu dipahami dalam !BB :
". 4erubahan kecepatannya selalu tetap
#. 4erubahan kecepatannya tiap satuan 5aktu disebut : 4E1CE40302. , notasi A a
$. 0da dua macam perubahan kecepatan :
a. 4ercepatan positi bila a K ?
b. 4ercepatan negati bila a L ? ,sering disebut perlambatan
%. 4ercepatan maupun perlambatan selalu tetap.
a At
v
∆
∆
Bila kelajuan a5al A 7? dan kelajuan setelah selang 5aktu t A 7t maka :
a At
vvt 0−
at A 7t S 7? 7t A 7? at
Gleh karena perubahan kecepatan ada # macam , perlambatan dan percepatan
maka !BB juga dibedakan menjadi dua macam yaitu :
!BB dengan a K ? dan !BB L ? bila percepatan searah dengan kecepatan bendamaka pada benda mengalami /!r0!/aan jika percepatan berla5anan arah
dengan kecepatan maka pada benda mengalami /!rla%baan.
rafk 7 terhadap t dalam !BB.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
21/39
Fis ika dasar kelas X SMA 21
a K ?
7? A ?
7t A 7? at
maka 7t A at
a K ?
7? ≠ ?
7t A 7? at
a L ?
7? ≠ ?
7t A 7? at
rafknya berupa 'aris l&r&sD
&010) 02 *I3EM4(' A !(0 10FI) < 3E1'0*04 3.
@ A !uas trapesium
A , 7o 7t . 1
2t
A , 7o 7o at . 1
2t
A , #7o at . 12 t
@ A 7ot 1
2at#
rafk @ terhadap t dalam !BB
a K ?J @ A 7? t 12 at# a L ?J @ A 7? t 1
2 at#
rafknya berupa T/arab#laU
GERAK VERTIKAL PENGARUH GRA1ITASI BUMI .
a. erak jatuh bebas.
erak jatuh bebas ini merupakan gerak lurus berubah beraturan tanpa
kecepatan a5al
, 7? dimana percepatannya disebabkan karena gaya tarik bumi dan disebut
percepatan graftasi bumi , g .
Misal : uatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tertentu maka :
1umus !BB : 7t A g . t
y A 12
g t#
b. erak benda dilempar ke ba5ah.
Merupakan !BB dipercepat dengan kecepatan a5al 7? .
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
22/39
Fis ika dasar kelas X SMA 22
1umus !BB : 7t A 7?
gt
y A 7? t 1
2gt#
c. erak benda dilempar ke atas.
Merupakan !BB diperlambat dengan kecepatan a5al 7? .
1umus !BB : 7t A 7? - gt
y A 7? t -1
2gt#
y A jarak yang ditempuh setelah t detik.
yarat - syarat gerak 7ertikal ke atas yaitu :
a. Benda mencapai ketinggian maksimum jika 7 t A ?b. Benda sampai di tanah jika y A ?
LATIHAN SOAL
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
23/39
Fis ika dasar kelas X SMA 23
". 3erangkanlah arti grafk-grafk di ba5ah ini. dan tulis persamaan geraknya.
#. *alam 5aktu % 12 jam sebuah kendaraan dapat menempuh jarak sejauh #/? km.
a. Berapa kecepatan rata-rata kendaraan H
b. *engan kecepatan rata-rata tersebut berapa jarak ditempuh selama / jam.0. *engan kecepatan rata-rata tersebut berapa 5aktu diperlukan untuk
menempuh jarak sejauh $?? km.
$. ebuah perahu berlayar dari 0 ke B dengan kecepatan "? kmjam dan kembali
dari B ke 0 dengan kecepatan "8 kmjam. 'itunglah :
a. )ecepatan rata-rata perahu
b. )ecepatan arus sungai.
%. ebuah kendaraan bergerak dengan kecepatan =? kmjam selama V yang
pertama dan kecepatan %? kmjam selama V yang lain. 'itunglah kecepatan
rata-rata kendaraan tersebut.
6. ebuah kendaraan bergerak dengan kecepatan =? kmjam dalam menempuh
jarak 12
s yang pertama dan dengan kecepatan %? kmjam dalam menempuh
jarak 12
s yang lain. 'itunglah kecepatan rata-rata kendaraan tersebut.
8. ebuah titik 4 berangkat dari 0 kearah B dengan kecepatan / cmdet J % det
kemudian berangkat sebuah titik W dari B kearah 0 dengan kecepatan % cmdet.
0B A "%> cm jika gerak 4 dan W beraturan sesudah berapa detik terhitung dari
berangkatnya 4 mereka bertemu dan berapa pada saat itu jarak 04 H
/. *ua titik 0 dan B bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis 4W A ""/
dari 4 ke W. )ecepatan 0 A $ cmdet dan berangkatnya "? detik lebih dahulu
dari b yang kecepatannya "" mdet. etiba 4 di W ia terus kembali dengan
kecepatan yang sama.a. Berapa jauh dari 4 titik B menyusul titik 0 H
b. dan sesudah berapa detik terhitung dari berangkatnya titik 0.
=. ebuah perahu berlayar arah tegak lurus tepi sungai dengan kecepatan /#
kmjam. 0rus sungai memba5a perahu tersebut sejauh "6? m ke hilir jika lebar
sungai 12
km. 'itunglah :
a. )ecepatan arus sungai
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
24/39
Fis ika dasar kelas X SMA 24
b. ;aktu yang diperlukan oleh perahu menyeberangi sungai
>. ebuah kendaraan dari keadaan diam bergerak dengan kecepatan %?mdet
dalam 5aktu "? detik.
a. Berapa besar percepatannya.
b. *engan percepatan yang tetap dan sama berapa kecepatan kendaraansetelah bergerak selama "6 detik H
"?.*alam 5aktu "6 detik kecepatan kendaraan berubah dari #? kmjam menjadi
$? kmjam. Berapa besarnya percepatannya H *engan percepatan yang tetap
dan sama berapa detik diperlukan oleh kendaraan itu untuk mengubah
kecepatannya dari $? kmjam menjadi $8 kmjam H
"".ebuah kendaraan dari keadaan diam bergerak dengan percepatan = mdet# .
Berapa lama diperlukan oleh kendaraan itu untuk mendapatkan kecepatan
#%mdet. *an berapa jarak yang telah ditempuh oleh kendaraan selama itu.
"#.uatu titik materi bergerak beraturan dipercepat dengan kecepatan a5al 7o A /6
cmdet. elama "# detik sejak permulaan ditempuhnya "#8? cm. Berapakah
percepatan gerak itu H
"$.uatu titik bergerak dipercepat beraturan dengan 7o A #? mdet dan a A %
mdet#. etelah ditempuh jalan ""# m gerak menjadi beraturan dengan
kecepatan yang didapatnya pada saat itu # detik kemudian diganti lagi dengan
gerak diperlambat beraturan dengan a A -8 mdet#.
a. etelah berapa detik titik itu berhenti H
b. Berapa panjang jalan seluruhnya H
"%.3itik materi 4 bergerak dari 0 ke B melalui lintasan lurus dengan gerak beraturan
dipercepat dengan 8 mdet# dan tidak dengan kecepatan a5al. 4ada saat yang
sama titik materi W memulai gerak beraturan diperlambat dengan % mdet# dari
B ke 0 dengan kecepatan permulaan 8? mdet. 4anjang lintasan 0B A =8% m. 3entukan tempat dan 5aktu kedua titik materi itu bertemu H
"6.ebuah benda dilemparkan 7ertikal ke atas mencapai ketinggian maksimum "?
m. &ika graftasi setempat A "? mdet#.
a. etelah berapa detik benda tiba kembali di bumi terhitung mulai saat benda
dilemparkan H
b. Berapa tinggi maksimum dicapai oleh benda jika kecepatan a5alnya
diperbesar dua kali semula H
"8.ebuah benda dilemparkan 7ertikal ke atas dan $ detik kemudian tiba di bumi.
a. Berapa besarnya kecepatan a5al 7? H
b. Berapa tinggi maksimum yang dicapai oleh benda H ,raftasi pada saat itu A"? mdet#.
"/.ebuah benda jatuh bebas dari ketinggian ">8 m. &ika graftasi pada saat itu A
>= mdet#. 'itung jarak yang ditempuh benda.
a. elama ?" detik yang pertama.
b. elama ?" detik yang terakhir.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
25/39
Fis ika dasar kelas X SMA 25
"=.ebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h m di atas tanah , g A >= mdet# .
elama satu detik terakhir benda itu telah menjalani setengah dari seluruh
lintasannya. 'itung :
a. )etinggiannya saat itu
b. ;aktu yang diperlukan oleh benda untuk tiba di bumi.
">.4osisi suatu partikel sebagai ungsi 5aktu ditabelkan di ba5ah ini.t,det ? " # $ % 6 8 / = > "?s,m ? ## 8> "$
>
#$
"
$%
$
%/
#
8"
8
//
"
>$
%
""?
'itunglah :
a. )ecepatan rata-rata 6 detik pertama dan seluruh perjalanan.
b. )ecepatan rata-rata pada inter7al t A $ detik dan t A / detik.
0. )ecepatan rata-rata pada inter7al t A % detik dan t A 8 detik.
#?. ebuah mobil bergerak menurut
grafk di samping ini.
a. &elaskan arti grafk.
b. 'itunglah jarak yang
ditempuh selama $? detik
dengan :
," rumus jarak
,# luas grafk.
#".
Mobil 0 dan mobil B berangkat dari
tempat yang sama mempunyai arah
yang sama menurut grafk di sebelah.etelah berapa detik dan pada jarak
berapa mereka bertemu kembali H
&ika sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran
,disekeliling lingkaran maka dikatakan bah5a benda tersebut melakukan gerak
melingkar beraturan.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
26/39
Fis ika dasar kelas X SMA 26
)ecepatan pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya
selalu berubah arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran maka 7 selalu tegak
lurus garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut.
+ 4engertian radian.
" ,satu radian adalah besarnya sudut tengah lingkaran yang panjang busurnya
sama dengan jari-jarinya.
Besarnya sudut :
θ AS
R
radian
A panjang busur
1 A jari-jari
&ika panjang busur sama dengan jari-jari maka θ A " radian.
atu radian dipergunakan untuk menyatakan posisi suatu titik yang bergerak
melingkar , beraturan maupun tak beraturan atau dalam gerak rotasi.
)eliling lingkaran A #π @ radius gerakan melingkar dalam " putaran A #π radian.
" putaran A $8?? A #π rad.
" rad A 360
2
A 6/$?
+ Frek5ensi dan perioda dalam gerak melingkar beraturan.
;aktu yang diperlukan 4 untuk satu kali berputar mengelilingi lingkaran di sebut
5aktu edar atau perioda dan diberi notasi 3. Banyaknya putaran per detik disebut
Frek5ensi dan diberi notasi . atuan rek5ensi ialah 'er9 atau cps , cycle per
second .
&adi antara dan 3 kita dapatkan hubungan : . 3 A " A1
T
+ )ecepatan linier dan kecepatan sudut.
&ika dalam 5aktu 3 detik ditempuh jalan sepanjang keliling lingkaran ialah #π1
maka kelajuan partikel 4 untuk mengelilingi lingkaran dapat dirumuskan : 7 A s
t
)ecepatan ini disebut kecepatan linier dan diberi notasi 7.
)ecepatan anguler ,sudut diberi notasi ω adalah perubahan dari perpindahan sudut
persatuan 5aktu ,setiap saat. Biasanya dinyatakan dalam radiandetik derajat
perdetik putaran perdetik ,rps atau putaran permenit ,rpm.
Bila benda melingkar beraturan dengan sudut rata-rata ,ωdalam radian perdetik :
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
27/39
Fis ika dasar kelas X SMA 27
ω A sudut gerakan radian
waktu ik yang diperlukan untuk membentuk sudut tersebut
( )
(de" ) .
ω Aθ
t
jika " putaran maka : ω A
2π
T raddetik atau ω A # π *engan demikian besarnya sudut yang ditempuh dalam t detik :
θ A ω t atau θ A # π t
*engan demikian antara 7 dan ω kita dapatkan hubungan :
7 A ω 1
+ I3EM E10) ME!I2)01 40*0 BEBE1040 ((202 1G*0 .
− istem langsung.
4emindahan gerak pada sistem langsung yaitu melalui persinggungan roda yang
satu dengan roda yang lain.
4ada sistem ini kelajuan liniernya sama sedangkan kelajuan anguler tidak sama.
7" A 7# tetapi ω" ≠ ω#
− istem tak langsung.
4emindahan gerak pada sistem tak langsung yaitu pemindahan gerak dengan
menggunakan ban penghubung atau rantai.
4ada sistem ini kelajuan liniernya sama sedangkan kelajuaan angulernya tidaksama.
7" A 7# tetapi ω" ≠ ω#
− istem roda pada satu sumbu , CG-0@le
&ika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros putar maka pada sistem tersebut
titik-titik yang terletak pada satu jari mempunyai kecepatan anguler yang sama
tetapi kecepatan liniernya tidak sama.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
28/39
Fis ika dasar kelas X SMA 28
ω0 A ω1 A ωC tetapi 7 0 ≠ 7 B ≠ 7 C
4ercepatan centripetal.
&ika suatu benda melakukan gerak dengan kelajuan tetap mengelilingi suatu
lingkaran maka arah dari gerak benda tersebut mempunyai perubahn yang tetap.
*alam hal ini maka benda harus mempunyai percepatan yang merubah arah dari
kecepatan tersebut.
0rah dari percepatan ini akan selalu tegak lurus dengan arah kecepatan yakni arah
percepatan selalu menuju kearah pusat lingkaran. 4ercepatan yang mempunyai
siat-siat tersebut di atas dinamakn 4E1CE40302 CE231I4E30!20.
'arga percepatan centripetal ,ar adalah :
ar A( "an )kecepa linier pada benda
jari jari lingkaran
2
−
ar Av
R
2
atau ar A ω# 1
aya yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut 00
CE231I4E30! yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. edangkan gaya reaksi dari
gaya centripetal ,gaya radial ini disebut 00 CE231IF(0! yang arahnya
menjauhi pusat lingkaran. 0dapun besarnya gaya-gaya ini adalah :
F A m . a
Fr A m . ar
Fr A m .v
R
2
atau Fr A m ω# 1
Fr A gaya centripetalcentriugal
m A massa benda
7 A kecepatan linier
1 A jari-jari lingkaran.
BEBERAPA CONTOH BENDA BERGERAK MELINGKAR
". erak benda di luar dinding melingkar.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
29/39
Fis ika dasar kelas X SMA 29
2 A m . g - m .v
R
2
2 A m . g cos θ - m .v
R
2
#. erak benda di dalam dinding melingkar.
2 A m . g m .v
R
2
2 A m . g cos θ m .v
R
2
2 A m .v
R
2
- m . g cos θ 2 A m .v
R
2
- m . g
$. Benda dihubungkan dengan tali diputar 7ertikal.
3 A m . g mv
R
2
3 A m m . g cos θ mv
R
2
3 A m .v
R
2
- m . g cos θ 3 A m .v
R
2
- m . g
%. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar ,ayunan centriugalkonis
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
30/39
Fis ika dasar kelas X SMA 30
3 cos θ A m . g
3 sin θ A m .v
R
2
4eriodenya 3 A #π
g
cosθ
)eterangan : 1 adalah jari-jari lingkaran
6. erak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.
2 . µk A m .v
R
2
2 A gaya normal
2 A m . g
LATIHAN SOAL
". ebuah batang M0 panjang " meter dan titik B berada di tengah-tengah M0.
Batang diputar beraturan dengan laju tetap dan M sebagai pusat. Bila 0 dalam "
sekon berputar "? kali. 'itunglah :
a. )ecepatan linier titik 0 dan B.
b. )ecepatan sudut titik 0 dan B.
#. epeda mempunyai roda belakang dengan jari-jari $6 cm igi roda belakang dan
roda putaran kaki jari-jarinya masing-masing % cm dan "? cm. igi roda
belakang dan roda putaran kaki tersebut dihubungkan oleh rantai. &ika kecepatan
sepeda "= kmjam 'itunglah :
a. )ecepatan sudut roda belakang.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
31/39
Fis ika dasar kelas X SMA 31
b. )ecepatan linier gigi roda belakang.
c. )ecepatan sudut roda putaran kaki.
$. Benda bermassa "? kg diikat dengan tali pada pasak ,tiang. Berapa tegangan
tali 3 jika bergerak melingkar horisontal pada jari-jari # m dan kecepatan
sudutnya "?? putaran tiap sekonnya H
%. Berapa kecepatan maksimum dari mobil yang bermassa m dan bergerakmengelilingi tepi putaran dengan jari-jari %? m dan koeesien geraknya ?/ H
6. uatu titik materi bergerak melingkar beraturan. *ua detik yang pertama
menempuh busur sepanjang %? cm Bila jari-jari lingkaran 6 cm maka :
a. 3entukan kelajuan liniernya.
b. 3entukan kelajuan angulernya.
c. *ispacement angulernya , sudut pusat yang ditempuh
8. 1oda 0 dan roda B koaksal , seporos roda B dan C dihubungkan dengan ban
,bebat jari-jari roda 0A%?cm roda BA#? cm dan roda CA$? cm. 1oda C berputar
$? kali tiap menit.
a. 3entukan kecepatan anguler 0.
b. 4ercepatan titik 4 yang berada di tepi roda 0.
/. ebuah benda bermassa %> gram diputar dengan alat centripetal yang diberi
beban penggantung bermassa "%/ gram dan g A >= ms#. &ika benda diputar
dengan jari-jari putaran yang tetap dan bidang lintasannya horisontal 'itunglah
percepatan centripetal pada benda itu.
=. ebuah benda diputar pada tali 7ertikal benda massanya "?? gram diputar
dengan kecepatan tetap # mdet pada jari-jari # meter. 'itunglah gaya tegangan
tali pada saat benda berada di ba5ah dan di atas.
>. ebuah partikel bergerak melingkar beraturan dengan diameter " m dalam "
detik menempuh lintasan sudut "$ lingkaran. 'itunglah :
a. kecepatan sudutnya.b. )ecepatan liniernya.
"?.ebuah roda berbentuk cakram homogen berputar /.#?? rpm. 'itunglah
kecepatan linier sebuah titik yang berada #? cm dari sumbu putarnya.
"".ebuah benda massanya # kg diikat dengan sebuah tali dan diputar 7ertikal
beraturan dengan kecepatan linier "? ms hitunglah :
a. gaya tegangan tali pada saat benda berada di titik terendah.
b. pada titik tertinggi.
c. pada titik yang bersudut 8?o dari garis 7ertikal melalui pusat lingkaran.
"#.ebuah mobil dengan massa # ton berada pada puncak sebuah bukit yang
dianggap sebuah lingkaran dengan diameter "? meter jika mobil tersebut ketikadipuncak bukit berkecepatan # ms hitunglah gaya normal yang bekerja pada
mobil tersebut.
"$.ebuah mobil yang mempunyai koefsien gesekan antara ban dan jalan ?8 jika
mobil tersebut berbelok pada belokan yang berdiameter #? meter berapakah
kecepatan minimum agar tidak slip.1
2
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
32/39
Fis ika dasar kelas X SMA 32
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
33/39
Fis ika dasar kelas X SMA 33
GERAK DAN GAA.aya : ialah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan
gerak. *engan demikian jika benda ditarikdidorong dan sebagainya makapada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat dirubah.
aya adalah penyebab gerak.
aya termasuk besaran 7ektor karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.
HUKUM I NE2TON.
&ika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol , F
A ? maka benda tersebut :
- &ika dalam keadaan diam akan tetap diam atau
- &ika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus
beraturan.
)eadaan tersebut di atas disebut juga 'ukum )E!EMB0M02.
)esimpulan : Σ F A ? dan a A ?
)arena benda bergerak translasi maka pada sistem koordinat Cartesius dapat
dituliskan Σ F@ A ? dan Σ Fy A ?.
HUKUM II NE2TON.
4ercepatan 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 A k . m . a
dalam I konstanta k A " maka : F A m .a
atuan :
BE0102 2G30I M) Caya F ne5ton ,2 dyneMassa m kg gram4ercepatan a mdet# cmdet#
M00 *02 BE103 .
Berat suatu benda ,5 adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut
dan arahnya menuju pusat bumi. , 7ertikal ke ba5ah .
'ubungan massa dan berat : 5 A m . g , ket 5 A gaya berat.
m A massa benda.
g A percepatan graftasi.
atuan :
BE0102 2G30I M) Caya berat ; ne5ton ,2 dyne
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
34/39
Fis ika dasar kelas X SMA 34
Massa M kg gramraftasi mdet# cmdet#
4erbedaan massa dan berat :
+ Massa ,m merupakan besaran skalar di mana besarnya di sembarang tempat
untuk suatu benda yang sama selalu 3E304.+ Berat ,5 merupakan besaran 7ektor di mana besarnya tergantung pada
tempatnya , percepatan graftasi pada tempat benda berada .
'ubungan antara satuan yang dipakai :
" ne5ton A " kg.mdet#
" dyne A " gr.cmdet#
" ne5ton A "?6 dyne
" kg A g ne5ton , g A >= mdet# atau "? mdet#
" g A g dyne , g A >=? cmdet# atau "??? cmdet#
" smsb A "? smsk
smsb A satuan massa statis besar.
smsk A satuan massa statis kecil.
4engembangan :
". &ika pada benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku : Σ F A m . a
F" F# - F$ A m . a
0rah gerak benda sama dengan F" dan F# jika F" F# K F$0rah gerak benda sama dengan F$ jika F" F# L F$ , tanda a A -
#. &ika pada beberapa benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku :
Σ F AΣ m . a
F" F# - F$ A , m" m# . a
$. &ika pada benda bekerja gaya yang membentuk sudut θ dengan arah mendatar
maka
berlaku : F cos θ A m . a
HUKUM III NE2TON.
Bila sebuah benda 0 melakukan gaya pada benda B maka benda juga akan
melakukan gaya pada benda 0 yang besarnya sama tetapi berla5anan arah.
aya yang dilakukan 0 pada B disebut : ga(a aksi .
aya yang dilakukan B pada 0 disebut : ga(a reaksi.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
35/39
Fis ika dasar kelas X SMA 35
maka ditulis : Faksi A - Freaksi'ukum 2e5ton I I I disebut juga 'ukum 0ksi - 1eaksi.
". Pasangan aksi reaksi.
4ada sebuah benda yang diam di atas lantai berlaku :
5 A - 2
5 A gaya berat benda memberikan gaya aksi padalantai.
2 A gaya normal , gaya yang tegak lurus permukaan
tempat di mana benda berada .
'al ini bukan pasangan 0ksi - 1eaksi.
, tanda - hanya menjelaskan arah berla5anan
Macam - macam keadan , besar gaya normal.
2 A 5 cos θ 2 A 5 - F sin θ 2 A 5 F sin θ
#. Pasangan aksi - reaksi pada benda yang digantung.
Balok digantung dalam keadaan diam pada tali 7ertikal. aya 5" dan 3" B()02!0'
400202 0)I - 1E0)I meskipun besarnya sama berla5anan arah dan segaris
kerja.
edangkan yang merupakan 400202 0)I - 1E0)I adalah gaya :
*emikian juga gaya 3# dan 3U# merupakan pasangan aksi - reaksi.
HUBUNGAN TEGANGAN TALI TERHADAP PERCEPATAN.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
36/39
Fis ika dasar kelas X SMA 36
a. Bila benda dalam keadaan diam atau dalam keadan
bergerak lurus
beraturan maka :
3 A m . g
3 A gaya tegangan tali.
b. Benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka : 3 A m . g m . a
3 A gaya tegangan tali.
c. Benda bergerak ke ba5ah dengan percepatan a maka :
3 A m . g - m . a
3 A gaya tegangan tali.
GERAK BENDA ANG DIHUBUNGKAN DENGAN KATROL.
*ua buah benda m" dan m# dihubungkan dengan karol
melalui sebuah tali yang diikatkan pada ujung-ujungnya.
0pabila massa tali diabaikan dan tali dengan katrol tidak ada
gaya gesekan maka akan berlaku persamaan-persamaan :
istem akan bergerak ke arah m" dengan percepatan a.
3injauan benda m" 3injauan benda m# 3 A m".g - m".a , persamaan " 3 A m#.g m#.a
, persamaan #
)arena gaya tegangan tali di mana-mana sama maka persamaan " dan persamaan# dapat digabungkan :
m" . g - m" . a A m# . g m# . a
m" . a m# . a A m" . g - m# . g
, m" m# . a A , m" - m# . g
a A( )
( )
m m
m m g 1 2
1 2
−
+
4ersamaan ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang dihubungkan
dengan katrol.
Cara lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sisitem katrol dapat ditinjaukeseluruhan sistem :
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
37/39
Fis ika dasar kelas X SMA 37
istem akan bergerak ke arah m" dengan percepatan a.
Gleh karena itu semua gaya yang terjadi yang searah
dengan arah gerak sistem diberi tanda 4GI3IF yang
berla5anan diberi tanda 2E03IF.
Σ F A Σ m . a
5" - 3 3 - 3 3 - 5# A , m" m# . a
karena 3 di mana-mana besarnya sama maka 3 dapat dihilangkan.
5" - 5# A ,m" m# . a
, m" - m# . g A , m" m# . a
a A( )
( )
m m
m m g 1 2
1 2
−
+
BENDA BERGERAK PADA BIDANG MIRING.
aya - gaya yang bekerja pada benda.
Ga+a '!s!" (3'
aya gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda
akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa $erlawanan dengan
arah gerak $enda.
0da dua jenis gaya gesek yaitu :
gaya gesek statis ,s : bekerja pada saat benda diam ,berhenti denganpersamaan :
s A 2.µs
gaya gesek kinetik ,k : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :
k A 2. µk
2ilai k L s.
AAAAAo?oAAAAAA
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
38/39
Fis ika dasar kelas X SMA 38
LATIHAN SOAL
ebuah lampu digantung seperti pada
gambar.
Berapakah gaya tegangan talinya H
ebuah lampu digantung seperti pada
gambar.
Berapakah gaya tegangan talinya H
ebuah benda beratnya #?? 2 digantungdengan susunan seperti pada gambar.
'itunglah gaya tegangan talinya H
ebuah benda beratnya #?? 2 digantung
dengan susunan seperti pada gambar.
'itunglah gaya tegangan talinya H
*ari gambar disamping ini. 3entukan :
a. aya tegangan tali
b. aya yang dikerjakan engsel terhadap
balok
penopang. &ika massa balok diabaikan.
8. )endaraan yang massanya "??? kg bergerak dari kecepatan "? mdet menjadi
#? mdet selama 6 detik. Berapakah gaya yang bekerja pada benda H
/. )endaraan dengan massa "??? kg mempunyai rem yang menghasilkan $??? 2.
a. )endaraan bergerak dengan kecepatan $? mdet di rem.
b. Berapa lama rem bekerja sampai kendaraan berhenti.
c. Berapa jarak yang ditempuh kendaran selama rem bekerja H
=. ebuah benda mendapat gaya sebesar $? 2 sehingga dalam 5aktu 8 detik
kecepatannya menjadi $? mdet dari keadaan diam.
8/16/2019 Coba Diktat Ah (Fisika X-1)
39/39
Fis ika dasar kelas X SMA 39
a. Berapa berat benda jika g A "? mdet#.
b. 4ada sebuah benda yang mula-mula berada dalam keadaan tidak bergerak
bekerja gaya ) selama %6 detik. etelah itu ) dihilangkan dan gaya yang
berla5anan arahnya dengan semula dan besarnya ##6 2 mulai bekerja pada
benda tersebut sehingga setelah 8 detik lagi kecepatannya A ?. 'itunglah
gaya ).>. Benda massanya "? kg tergantung pada ujung ka5at. 'itunglah besarnya
tegangan ka5at jika :
a. Benda ke atas dengan percepatan 6 mdet#.
b. Benda ke ba5ah dengan percepatan 6 mdet#.
"?.eutas tali dipasang pada kantrol dan ujung-ujung tali di beri beban % kg dan 8
kg. &ika gesekan tali dengan katrol diabaikan hitung :
a. 4ercepatan.
b. 3egangan tali.
m" A 6 kg
m# A $ kg
&ika F A >? 2 hitunglah :
a. 4ercepatan m"b. 4ercepatan m#
"$.eandainya benda-benda yang massanya m0 A #? kg dan mB A 6? kg disusun
sedemikian hingga terjadi kesetimbangan dengan tg θ A X.
a. 'itunglah mC jika lantai pada bidang miring licin sempurna.
b. 'itunglah # kemungkinan ja5ab untuk mC jika bidang miring kasar dengan
koefsien gesekan statis ?$
"%.ebuah benda berada di atas bidang datar kasar dengan koefsien gesekan statis
?% dan koefsien gesekan kinetik ?$ jika massa benda "? kg ditarik dengan
gaya 6? ne5ton mendatar jika mula-mula diam setelah 6 detik gaya 6? ne5ton
dihilangkan hitunglah jarak yang ditempuh benda mulai bergerak hinggaberhenti kembali.
"6.uatu benda pada bidang miring kasar dengan A $/o dan 4" ?#. &ika % A 6 kg
dan ditarik dengan F A"? ne5ton tentukan arah gerak benda tentukan pula
jarak yang ditempuhnya selama 6 detik jika mula-mula dalam keadaan diam.