32
Jurusan/Program Studi : Pendidikan Matematika Mata Kuliah : Fisika Dasar Kode Mata Kuliah : Bobot SKS :3 Semester :1 Dosen : Erina Hertanti

PPT Fisdas ke-3.ppt

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PPT Fisdas ke-3.ppt

Jurusan/Program Studi : Pendidikan MatematikaMata Kuliah : Fisika Dasar Kode Mata Kuliah :Bobot SKS : 3Semester : 1Dosen : Erina Hertanti

Page 2: PPT Fisdas ke-3.ppt

KINEMATIKA

jarak, perpindahan, kelajuan, kecepatan, percepatan, kecepatan rata-rata, kecepatan sesaat, percepatan rata-rata, percepatan sesaat

Daftar Istilah

Page 3: PPT Fisdas ke-3.ppt

Mengembangkan berbagai metode umum untuk menerangkan gerak

Standar Kompetensi

Mengetahui konsep dasar gerak dalam satu dimensiMengetahui konsep dasar gerak dalam dua atau tiga dimensi 

Kompetensi Dasar

Membedakan antara jarak dan perpindahan Membedakan antara kelajuan dan kecepatanMenjelaskan pengertian percepatanMenyatakan persamaan-persamaan penting gerak dalam satu dimensiMenyatakan persamaan-persamaan penting gerak dalam dua atau tiga dimensi

Indikator

Page 4: PPT Fisdas ke-3.ppt

Mekanika

Mempelajari bagaimana benda bergerak

Mempelajari hubungan antara gerak dan penyebabnya

Studi yang berhubungan dengan gaya, gerak, dan energi

DinamikaKinematika

Page 5: PPT Fisdas ke-3.ppt

KINEMATIKA

Page 6: PPT Fisdas ke-3.ppt

KINEMATIKA Mempelajari gerak sebagai fungsi dari

waktu tanpa mempedulikan penyebabnya

Manfaat Perancangan suatu gerak:

Jadwal kereta, pesawat terbang, dll Jadwal pits stop pada balapan F1,

pengaturan lalu lintas Untuk memprediksi terjadinya suatu

peristiwa Gerhana bulan, gerhana matahari, awal

bulan puasa Model (analogi) bagi fenomena lain di luar

ruang lingkup fisika. Pertumbuhan tanaman, pertumbuhan

penduduk, pertumbuhan ekonomi dll.

Page 7: PPT Fisdas ke-3.ppt

KERANGKA ACUAN Secara umum harga besaran-besaran fisis

tergantung dari pemilihan kerangka acuan pengamat

Dalam mempelajari kinematika kerangka acuan perlu ditetapkan untuk menghindari kesalahan sistematis yang terjadi karena pemakaian kerangka yang berbeda.

Dalam fisika biasanya dipakai suatu set sumbu koordinat untuk menggambarkan kerangka acuan yang dipakai

Pemilihan kerangka acuan tergantung pada situasi, misal:

Matahari: kerangka acuan untuk gerak planit Inti: kerangka acuan untuk gerak elektron

pada atom

Page 8: PPT Fisdas ke-3.ppt

jarak

perpindahan

Kecepatan rata-rata

Kelajuan rata-rata

Seseorang berjalan sejauh 80 m ke arah timur, kemudian 20 m ke arah barat. Perjalanan tersebut memerlukan waktu 50 s

?

Page 9: PPT Fisdas ke-3.ppt

Perubahan kedudukan benda dalam selang waktu tertentu (tergantung sistem koordinat).

Jarak Skalar

Panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh benda

o BA perpindahan

X1 X2

X = X2 – X1

A B5 m

5 m

Perpindahan (X) = 0

Jarak = 5 m + 5 m = 10 m

PERPINDAHAN, KECEPATAN DAN PERCEPATAN

Perpindahan Vektor

Page 10: PPT Fisdas ke-3.ppt

Perpindahan

Perpindahan (displacement) – letak sebuah titik vektor posisi,

yaitu vektor yang dibuat dari titik acuan ke arah titik te

– 2D – 3D

jyixr ˆˆ

r

r

kzjyixr ˆˆˆ

Page 11: PPT Fisdas ke-3.ppt

Bila benda memerlukan waktu t untuk mengalami perpindahan X, maka :

t

x

t1 t2

x

x1

x2Lintasan

t

B. Kecepatan SesaatKecepatan rata-rata apabila selang waktu mendekati nol (kecepatan pada suatu saat tertentu).

Vrata-rata = kemiringan garis yang menghubungkan X1 dan X2

Kecepatan Rata-rata =Perpindahan

Waktu yang diperlukan

2. Kecepatan Vektor

A. Kecepatan Rata-rata

dtdx

tX

Vtsesaat

0lim

t

X

tt

XXV ratarata

12

12

Page 12: PPT Fisdas ke-3.ppt

kvjvivv

kt

zj

t

yit

xv

t

zkyjxiv

rzryrxr

r

r

Apabila dinyatakan dalam vektor satuan :

Page 13: PPT Fisdas ke-3.ppt

kvjvivv

kdt

dzj

dt

dyi

dt

dxv

kt

zj

t

yit

x

t

rv

zyx

tt

00

limlim

Kecepatan sesaat (instantaneous velocity), yaitu : limit kecepatan rata-rata ketika interval waktunya mendekati nol

Page 14: PPT Fisdas ke-3.ppt

Catatan :

Kelajuan Skalar

Bila benda memerlukan waktu t untuk menempuh jarak X maka :

A. Percepatan Rata-rataPerubahan kecepatan per satuan waktu.

B. Percepatan SesaatPerubahan kecepatan pada suatu saat tertentu(percepatan rata-rata apabila selang waktu mendekati nol).

3. Percepatan

tV

ttVV

a ratarata

12

12

tV

at

0

lim2

2

dtxd

dtdV

a

tX

V

Page 15: PPT Fisdas ke-3.ppt

kajaiaa

kt

vj

t

vi

t

va

t

kvjviva

rzryrxr

zyxr

zyxr

Jika dinyatakan dalam vektor satuan:

Page 16: PPT Fisdas ke-3.ppt

Percepatan sesaat (instantaneous acceleration)

kajaiaa

kdt

dvj

dt

dvi

dt

dva

zyx

zyx

kt

vj

t

vit

v

t

va zyx

tt

00

limlim

Page 17: PPT Fisdas ke-3.ppt
Page 18: PPT Fisdas ke-3.ppt

Kurva x vs t untuk GLBWaktu (s) 0 1 2 3 4 5

Posisi (m) 2 5 8 11 14 17

5

10

15

20

10 2 3 4 5

Tinjau gerak dari t=1 sampai t=4

t (s)

x (m)

x = 9 m

t = 3 sUntuk GLB kemiringan kurva posisi vs waktu adalah tetap

Page 19: PPT Fisdas ke-3.ppt

Waktu (s) 0 1 2 3 4 5

Kecepatan (m/s) 3 3 3 3 3 3

1

2

3

4

10 2 3 4 5 t (s)

v (m/s)Tinjau gerak dari t=1 sampai t=4

Perpindahan dari waktu t=1s sampai t=4s adalah “luas” bagian di bawah kurva v vs t :

x = x(4) – x(1) = 9 m

Kurva v vs t untuk GLB

Page 20: PPT Fisdas ke-3.ppt

Kurva v vs t untuk GLBBWaktu (s) 0 1 2 3 4 5

Kecepatan (m/s) 2 5 8 11 14 17

5

10

15

20

10 2 3 4 5

Tinjau gerak dari t=1 sampai t=4

t (s)

v (m/s)

v = 9 m

t = 3 s

Kemiringan kurva:

2m/s 3s 3

m/s 9

t

va

Untuk GLBB kemiringan kurva kecepatan vs waktu adalah tetap

Page 21: PPT Fisdas ke-3.ppt

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

5

10

15

20

10 2 3 4 5

Tinjau gerak dari t=0 sampai t=5

t (s)

v (m/s)

Jarak yang ditempuh = Luas bagian di bawah kurva:

Waktu (s) 0 1 2 3 4 5

Kecepatan (m/s) 2 5 8 11 14 17

m 47,5 s 5m/s17221 x

Page 22: PPT Fisdas ke-3.ppt

FORMULASI GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

Waktu 0 t

Kecepatan v0 vt t

vv

t

va t 0

atvvt 0

0 t t (s)

v

v0

vt

Δv=vt-v0 tvvx t 02

1

221

0 attvx

Page 23: PPT Fisdas ke-3.ppt

Persamaan-persamaan Kinematika yang menghubungkan posisi, kecepatan, percepatan, dan waktu, jika percepatan a konstan

Page 24: PPT Fisdas ke-3.ppt

Persamaan gerak kinematika dalam dua dimensi dapat ditentukan berdasarkan persamaan di atasEx: gerak jatuh bebas dan gerak peluru

Page 25: PPT Fisdas ke-3.ppt

Komponen vektor kecepatan awal (vo)

Pada sumbu X : vox = vo cos

Pada sumbu y :voy = vo sin

Kecepatan benda setiap saat (v)Pada sumbu x (GLB) :

vx = vox = vo cos Pada sumbu y (GLBB) :

vy = voy – gt = vo sin - gt

Page 26: PPT Fisdas ke-3.ppt

maka :

arah v terhadap sumbu x :

22yx vvv

x

y

v

varctan

Page 27: PPT Fisdas ke-3.ppt

Posisi benda setiap saatPada sumbu x (GLB):

x = voxt = (vocos )t

Pada sumbu y (GLBB):y = voyt -½gt2 = (vosin )t - ½gt2

Besar perpindahan:

22 yxR

Page 28: PPT Fisdas ke-3.ppt

Arah perpindahan terhadap sumbu x

x

yarctan

Page 29: PPT Fisdas ke-3.ppt

Ketinggian maksimum (H)kecepatan di ketinggian maksimum pada sumbu y adalah:

vy = 0

Vosin - gt = 0

Vosin = gt

g

vt oH

sin

Page 30: PPT Fisdas ke-3.ppt

Jika tH di masukkan ke dalam persamaan:

y = H =(vosin)tH - ½gtH

didapat ketinggin maksimum H:

g

vH o

2

sin 22

Page 31: PPT Fisdas ke-3.ppt

• Jarak terjauh (R)Berdasar sifat sumbu simetri:

1. waktu naik = waktu turun2. pada ketinggian yang sama maka

besar kecepatan naik = besar kecepatan turun tetapi arah kecepatan berbeda.sehingga R dirumuskan :

g

vR o 2sin2

Page 32: PPT Fisdas ke-3.ppt

BUKU SUMBER

1. Tipler, 1998, Fisika untuk Sains dan Teknik, Jakarta: Erlangga.2. Giancoli, 2001, Fisika, Jakarta: Erlangga.3. Young and Freedman, 2002, Fisika Universitas, Jakarta: Erlangga.