Fixed Fisdas

8/19/2019 Fixed Fisdas

1/16

MAKALAH

APLIKASI FISIKA DASAR DALAM MOBIL F1Disusun Untuk Memenuhi Nilai Tugas Fisika Dasar I

Semester Genap Tahun 2014/2015

Disusun Oleh

!ann" #iana

Millatina Mirrah $utriSarah M"%ear Da&inna

Sha'a Magh'ira (uliarahim

S"a'ira )hika *i%"anti

Fakultas Teknik

Universitas Indonesia

21!

1


2/16

DAFTAR ISI

Da'tar Isi ++++++++++++++++++++++++++++++++,, 2

$en%ahuluan +++++++++++++++++++++++++++++++, -

Isi +++++++++++++++++++++++++++++++++++,, 4

. eepatan %an Da"a +++++++++++++++++++++++,,, 4

. !ukum Gerak Netn +++++++++++++++++++++++ 5

. er3a %an nergi inetik %an nergi $tensial %an ekekalan nergi+++++

. Mmentum6 Impuls %an Tum7ukan ++++++++++++++++++,8

. Gerak $eri%ik++++++++++++++++++++++++++,,,8

. #tasi 9en%a Tegar %an Dinamika Gerak #tasi+++++++++++++,,:

. Gra&itasi ++++++++++++++++++++++++++++,,,,:

. eseim7angan %an lastisitas++++++++++++++++++++,,,,10

. Mekanika Flui%a++++++++++++++++++++++++++12

. alr6 inetik Gas6 ntrpi6 %an Term%inamika+++++++++++++,1-

$enutup +++++++++++++++++++++++++++++++++,,,,14

Da'tar $ustaka++++++++++++++++++++++++++++++,,,,,,15

2


3/16

P"#DAHULUA#

Fisika merupakan suatu mata pela3aran "ang %ia3arkan %i setiap 3en3angn"a, ita

se7agai mahasisa "ang mempela3ari tentang 'isika6 menerapkan ilmu pengetahuan %apat

%engan ara melakukan per7aan.per7aan6 menga%akan penelitian "ang akan

menam7ah aasan kita se7agai serang mahasisa, Tanpa kita sa%ari6 ke3a%ian %i sekitar kita 7erhu7ungan erat %engan 'isika6 seperti hal n"a m7il F1 "ang %apat mengungkit

se7agian %ari rumus.rumus 'isika "ang a%a, $a%a %asarn"a6 m7il F1 ti%ak 7er7e%a 3auh

%engan m7il lainn"a, Tetapi a%a 7e7erapa kmpnen "ang 7isa mem7e%akan antara m7il

F1 %engan m7il kita sehari.hari,

M7il F1 %i7angun %ari knstruksi mnkk

"ang 7erarti sel tunggal, M7il F1 "ang sekarang

su%ah le7ih m%ern %aripa%a "ang %ahulu,

Dahulu6 m7il F1 %i7angun %ari 7asis alumunium

%an 7a3a "ang mem7uat m7il terse7ut 7erat6 sehingga

m7il harus mengurangi keepatann"a seara manual

saat melintasi tikungan %atar, Sekarang m7il F1 telah

men3a%i salah satu teknlgi "ang paling ma3u %i %unia,

Semua teknlgi anggih "ang 7aru sa3a keluar %apat

kita saksikan pa%a m7il F1 terse7ut, Tapi 3ika kita

ermati teknlgi ini semua menggunakan 7an"ak

aplikasi 'isika %asar "ang telah kita pela3ari %i semester ini,

3


4/16

ISI

A$ Ke%e&atan dan Da'a

Serang pem7alap m7il Frmula One harus mela3ukan m7iln"a %engan

keepatan tinggi agar %apat menang %alam pertan%ingan, $eranangan m7il F1 %an segala

sesuatu "ang terkait %i %alamn"a haruslah mengarah pa%a satu hal6 "aitu keepatan, M7il

F1 %apat %engan mu%ah menapai keepatan %i atas -00 km/3am6 atau 7ahkan le7ih, (kan

tetapi6 3ika m7il melintas terlalu epat6 gesekan akan mengeil %an m7il akan tergelinir

keluar %ari tikungan, Sehingga6 se7uah m7il harus mengurangi keepatan saat melintasi

tikungan %atar,

!al ini 7erhu7ungan %engan !ukum Fisika "aitu Gerak ;urus 9eraturan se7agai

7erikut,

V =s

t

Di mana m7il F1 akan memenangkan perlm7aan apa7ila le7ih %ahulu menapai

garis akhir6 artin"a m7il terse7ut harus memiliki nilai aktu 16> liter, Meskipun penggunaan mesin ini meurunkan

utput %a"a


5/16

Dari persamaan %i atas6 terlihat 7aha ter%apat hu7ungan "ang 7er7an%ing lurus

antara * %an ω , Semakin 7esar usaha/tenaga


6/16

penting 7agi pem7alap untuk mengenakan sa7uk pengaman saat mengen%arai m7il

Frmula 1,

!ukum ke%ua Netn "ang 7er7un"i A$erepatan se7uah 7en%a akan 7er7an%ing lurus

%engan ga"a ttaln"a %an 7er7an%ing ter7alik %engan massan"a, (rah perepatan searah

%engan arah ga"a ttal "ang 7eker3a pa%a 7en%a terse7utB, (rtin"a6 ga"a "ang mengenai

7en%a %iam men"e7a7kan 7en%a 7ergerak6 ga"a "ang mengenai 7en%a 7ergerak

men"e7a7kan 7en%a 7ergerak le7ih epat6 le7ih lam7at6 atau 7eru7ah arah, $a%a m7il

Frmula 16 mesin "ang a%a %i %alamn"a %i7uat agar m7il %apat mela3u sekenang.

kenangn"a, ;a3u peru7ahan mmentum tergantung pa%a perepatann"a6 se%angkan

perepatan sen%iri tergantung pa%a ga"a "ang %i7erikan mesin "ang %isalurkan leat r%a

pa%a 7a%an 3alan, Saat m7il mela3u6 maka m7il akan men%apatkan perepatan "ang

se7an%ing %engan ga"an"a %an 7er7an%ing ter7alik %engan massan"a, M7il Frmula 1

3uga memiliki tenaga "ang tinggi %an 7erat "ang ringan, Seara matematis %ituliskan

CFma,

!ukum Netn ketiga a%alah hukum tentang aksi.reaksi "ang 7er7un"i AUntuk setiap

aksi pasti a%a reaksi "ang 7esarn"a sama namun arahn"a 7erlaananB, (rtin"a6 3ika 7en%a

( menger3akan ga"a pa%a 7en%a 96 maka 7en%a 9 akan mem7erikan ga"a pa%a 7en%a (

"ang sama 7esar6 namun arahn"a 7er7e%a, $a%a m7il 7alap6 salah satu penerapann"a

a%alah ga"a "ang tim7ul saat m7il %i7elkkan ke kanan atau pun ke kiri, Misaln"a6 saat

m7il %i7elkkan ke kanan maka pengemu%i akan men%apat ga"a %rng ke kiri6

se7alikn"a saat m7il %i7elkkan ke kiri maka pengemu%i akan men%apat ga"a %rng ke

kanan6 %alam hal ini m7il melakukan aksi %an pengemu%i melakukan reaksi,

M7il F16 %i%esain seringan mungkin %engan menia%akan 7an"ak part %alam m7il.m7il nrmal seperti starter6 kaa6 %an 7ahan "ang %igunakan untuk mem7uat F1 a%alah

kmpsit kar7n "ang memiliki 7erat "ang relati' ringan, $engurangan 7e7an ini

%i%asarkan %ari prinsip !ukum Netn "ang ke%ua "aitu Fm,a, Dengan mengurangi

massa m7il6 m7il %apat memiliki akselerasi "ang le7ih tinggi menggunakan ga"a "ang

sama,

Sekarang ini m7il F1 menggunakan 7an AslikB %engan 7an %epan harus mempun"ai

%iameter 12.15 ini %an 7an 7elakang 14.15 ini, $enggunaan 7an %alam F16 %i%asarkan

leh strategi 7erapa stp "ang mereka targetkan %an 3uga tergantung leh uaa, Dalam

kn%isi hu3an6 m7il %apat memakai 7an Ainterme%iateB %an A7asahB "ang %iranang untuk men"alurkan air %ari permukaan 3alan, !al ini %ikarenakan %isaat hu3an6 %a"a engkram

7an 7erkurang %an 3alanan memiliki ga"a 'riksi "ang le7ih keil sehingga 7esar

kemungkinann"a m7il akan tergelinir, arena itulah %isaat hu3an m7il F1 mengganti

7ann"a,

6


7/16

+$ Ker,a dan "ner-i Kinetik dan "ner-i Potensial dan Kekekalan "ner-i

M7il F1 memiliki teknlgi "ang 7ernama #S, #S6 singkatan %ari ineti

nerg" #e&er" S"stem merupakan alat "ang meman'aatkan tenaga "ang ter7uang %ari

pengereman men3a%i tenaga 7aru "ang %apat menam7ah per mesin, $rinsip ker3a #S

a%alah menangkap energ" kineti 7erupa putaran prs "ang kemu%ian %isimpan %i %alam

7aterai %an nantin"a akan %ikeluarkan kem7ali saat m7il 7erakselerasi, $erhitungan

energ" kineti menggunakan rumus 7erikut

1

2mv

2

Untuk mengakti'kan #S6 pem7alap ukup menekan tm7l "ang a%a %i setir %an

energi "ang tersimpan %i %alam 7aterai akan %isalurkan ke %alam mesin untuk menam7ahtenaga, Man'aat %ari #S ukup 7an"ak, 9isa %igunakan ketika overtaking 6 untuk

mempertahankan psisi6 untuk memperepat aktu kuali'ikasi6 %an lainn"a, $aling penting

se7enarn"a a%alah untuk mempermu%ah overtaking ,

Fl"heel a%alah r%a 7ermassa 7esar, 9en%a 7ermassa 7esar mempun"ai mmentum

"ang 3uga 7esar, Mmentum 7esar ini mempun"ai prinsip %asar "aitu6 saat %alam kea%aan

%iam susah untuk %iputar tetapi saat su%ah 7erputar susah untuk %irem, $rinsip ini

7


8/16

%iman'aatkan %alam #S, Saat m7il mela3u nrmal6 sistem #S ti%ak terhu7ung

%engan prs engine, Tetapi 7egitu pem7alap mengin3ak rem )U memerintahkan kpling

pa%a sistem #S untuk menghu7ungkan #S %engan prs engine, (ki7atn"a6 massa

prs engine akan mengalami perlam7atan karena se7agian pern"a %ipergunakan untuk

memutar 'l"heel "ang 7erat, 'ek perlam7atan ini mem7antu pengereman, Saat pe%al rem

ti%ak lagi terin3ak6 #S terpisah %ari prs engine tetapi 'l"heel


9/16

m7il F1 masih mampu mempertahankan kapasitasn"a se7agai m7il terepat karena

ketika mesin mengeluarkan tenaga maksimal6 mesin terse7ut harus 7er3alan pa%a tingkat

putaran "ang sangat tinggi6 "aitu hampir 15,000 putaran per menit atau 250 putaran/%etik

"ang termasuk %alam gerakan peri%ik,

$utaran terse7ut mem7erikan tenaga untuk menggerakan pistn, $istn.pistn

%alam mesin terse7ut 3uga melakukan ga"a peri%i %imana mereka 7ergerak seara

7ersamaan %engan peri%e "ang sama tetapi 'ase "ang 7er7e%a, !al ini %ilakukan agar

energi "ang %ihasilkan %ari pistn "ang 7ergerak ini 7ersi'at knstan,

F$ Rotasi Benda Te-ar dan Dina(ika )erak Rotasi

9agian "ang paling penting %ari seluruh 7agian m7il F1 a%alah 7an, 9an merupakan

suatu alat 7iasa "ang men"entuh permukaan trek, Terlepas %ari keunggulan teknis %ari

sistem lain6 m7il ti%ak akan tampil 7aik apa7ila 7an ti%ak melakukan kiner3an"a %engan

7aik, Salah satu kuali'ikasi 7an "ang 7aik a%alah %istri7usi massa %alam 7an harus rata, !al

ini %ikarenakan 3ika %istri7usi massa 7an ti%ak rata6 maka nilai inersia men3a%i 7eru7ah

sesuai %engan rumus inersia "aitu I Mr 2 , $eru7ahan nilai inersia akan men"e7a7kan

putaran 7an ti%ak sta7il, !al ini %ikarenakan &etr trsi ti%ak selaras %engan sum7u utama

%ari mmen inersian"a6 men"e7a7kan perepatan su%ut "ang %ihasilkan 7er7e%a arah

%engan trsi "ang %i7erikan,

)$ )ravitasi

9


10/16

!al "ang mem7e%akan m7il F1 %engan m7il lainn"a a%alah ga"a gra&itasi "ang

ter3a%i %i%alam kkpit ketika m7il mela3u kenang, !al ini %ikarenakan m7il %i%esain

tanpa penutup kepala %an 3uga kaa %epan6 sehingga pengemu%i akan 7erha%apan langsung

%engan angin, Dari %ata "ang %iperleh6 saat m7il %i rem6 maka pengemu%i %an

penumpang akan men%apatkan ga"a gra&itasi -,48 g, (rtin"a pengemu%i %an penumpang

selah.lah %i%rng leh kekuatan angin -64@ 7erat 7a%an mereka masing.masing,Se%angkan saat menikung6 ga"a gra&itasi "ang ter3a%i "akni 2,>4 g, Tak han"a itu6 kn%isi

kkpit pun tak 3auh 7er7e%a %engan pesaat 3et, Eangan 7a"angkan ruang ka7in "ang lega

seperti haln"a se%an.se%an rerrari6 karena kkpit F1 sangat sempit %engan suhu u%ara

menapai 45 %era3at )elius,

G.Fre a%alah se7uah istilah "ang 3amak %ipakai untuk men3elaskan tentang %ampak

ga"a gra&itasi 7umi "ang menimpa serang pem7alap Frmula 16 utaman"a ketika

menempuh tikungan, nsep G.Fre a%alah ketika serang pem7alap melintas %i

tikungan6 maka kepalan"a akan terlntar keluar %ari 7entuk 7usur tikungan itu, Ini

%ise7a7kan leh ga"a sentri'ugal "ang 7eker3a 7erke7alikan %engan arah tikungan, Namun%emikian6 G.Fre 3uga 7eker3a pa%a saat pem7alap melintasi trek lurus %engan keepatan

tinggi, Tu7uh pem7alap akan tertekan ke 7elakang se7agai aki7at %ari ga"a gra&itasi,

Umumn"a6 serang pem7alap F1 menerima ga"a G.Fre hingga maksimal 4.5 G

H$ Kesei(/an-an dan "lastisitas

eseim7angan sangatlah penting %alam m7il F1, eseim7angan saat pengereman6

menuntut psisi pusat gra&itasi %an 3uga ga"a pengereman pa%a masing.masing 7an

sehingga m7il ti%ak 7erputar %an tetap pa%a lintasann"a, eseim7angan saat m7il 7er7elk6 menuntut per7e%aan putaran pa%a 7an %epan kiri %an kanan untuk mengurangi

e''ek un%er steer atau &er steer6 selain %ari pa%a e''ek ga"a entri'ugal "ang menuntut

psisi pusat gra&itas seren%ah mungkin,

10


11/16

$usat gra&itasi memainkankan peran penting %alam per'rma m7il F1, $usat

gra&itasi harus seren%ah mungkin %engan tanah6 karena semua ga"a perepatan6

pengereman %an penikungan 7erker3a melalui titik terse7ut,

$usat gra&itasi lkasi %apat %i%e'inisikan se7agai

. Titik keseim7angan 7"ek

. Titik %i mana ga"a akan men"e7a7kan translasi

. Titik %imana gra&itasi seim7ang

$usat gra&itasi


12/16

Dalam aplikasi elastisitas6 untuk ken"amanan pengemu%i6 F1 menggunakan

suspensi "ang akan mere%am ga"a %ari 7an "ang %itim7ulkan leh getaran 7an atau ga"a

saat ken%araan se%ang menikung, Suspensi ter%iri atas pere%am ke3ut


13/16

0$ Kalor. Kinetik )as. "ntro&i. dan Ter(odina(ika

13

DRS mengurangi

drag (tahanan

udara) sehingga

mobil bisa lebih

e!at" ta!i #uga

menurun$an

en aruh do%n


14/16

=

$rses pem7akaran %alam ruang 7akar mesin m7il F1 merupakan prses

term%inamika6 %imana ter3a%i prses pemampatan u%ara6 pem7akaran6 ekspansi %an

pem7uangan, Mesin "ang %igunakan m7il F1 sekarang ini a%laha mesin ?>6 "aitu sue7uah

mesin pem7akaran %alam kn'igurasi ? "ang > silin%ern"a terpasang %i 7ak mesin %engan

2 a7ang "ang masing0masing ter%iri %ari - silin%er, Mesin ini mempun"a tenaga %an trsi

"ang hampir sama %engan mesin ?8 %engan 7ahan 7akar "ang le7ih e'isien %an emisi "ang

le7ih ren%ah, ntrpi 7isa %itun3ukan %ari e''isiensi %ari mesin6 "ang ti%ak sepenuhn"a

%apat meru7ah %ari energi panas "g %ihasilkan men3a%i energi gerak,

14


15/16

P"#UTUP

Se7agai kesimpulan6 ter%apat 7an"ak aplikasi 'isika %asar "ang %apat kita lihat ti%ak han"a

%i kehi%upan sehari.hari6 tetapi 3uga pa%a teknlgi m%ern seperti m7il F1, Sema3u.ma3un"a

suatu teknlgi6 7en%a itu akan tetap mengikuti hukum "ang a%a, M7il F1 menggunakan

7an"ak strategi 'isika untuk memenangkan pertan%ingann"a,

M7il F1 %i%esain seringan mungkin agar ga"a %ari mesin %apat mem7erikan akselerasi

"ang le7ih 7esar, $usat gra&itasin"a6 %i%esain seren%ah mungkin untuk mem7erikan sta7ilitas

%isaat m7il melakukan 7elkan, Untuk menam7ahkan %n're6 7an"ak part m7il "ang

%iinstall untuk meman'aatkan ga"a aer%inamik, Mesin m7il F1 7eker3a menggunakan prses

term%inamika %imana ter3a%i prses pemampatan u%ara6 pem7akaran6 ekspansi %an

pem7uangan, Mesin ini melaukan gerakan peri%ik "ang menggerakan 7an seara peri%ik pula,

9an m7il F1 %ituntut untuk memiliki %istri7usi massa "ang rata agar putarann"a sta7il,

15


16/16

DAFTAR PUSTAKA

• Gitrin Matria, 2014, $enerapan !ukum Netn, Diam7il %ari

https//gitrinmartia,r%press,m/2014/05/21/penerapan.hukum.netn.pa%a.7alam.

m7il/

Documents

Fixed Fisdas