lanjut : Gaya & Gelombang 2

 

kita lanjut ya...

-----------------------------------------------

Berat adalah Gaya                                                                          

            Di bumi, berat adalah gaya yang selalu ada di setiap benda yang arahnya sama dengan gravitasi bumi. Dengan hukum newton kedua, kita bisa mencari berat W setiap benda dengan mudah.

Kita tahu bahwa percepatan benda jatuh bebas ”g”  searah dengan gravitasi bumi besarnya 10 ms^-2. Sehingga gaya yang bekerja pada benda  dengan massa m searah gravitasi  adalah :

F   =   m a

     =   m  g       dimana g adalah percepatan searah gravitasi

Maka , W = mg

Hukum Newton ketiga

Ketika kamu berenang di kolam, apakah kamu pernah mendorong kakimu ke dinding  untuk mendapatkan dorongan ke depan?  Jika pernah, kamu sudah menggunakan Hukum Newton ketiga

Hukum ini berbunyi :

”Untuk setiap aksi, ada reaksi yang besarnya sama dan berlawanan arah, dan gaya ini bekerja pada benda dengan arah yang berlawanan”.

Artinya, jika benda A memberi gaya F pada benda B, benda B akan  memberi gaya –F yang sama dan berlawanan arah pada benda A.

Hukum Newton ketiga menceritakan kepada kita empat sifat gaya :

1. Gaya selalu terjadi berpasangan. Setiap pasang terdiri dari gaya

   aksi dan gaya reaksi.

2. Gaya aksi dan gaya reaksi besarnya sama

3. Gaya aksi dan gaya reaksi arahnya berlawanan

4. Gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada benda yang berbeda

Kegiatan Kelompok dirumah aja

Tujuan:

Mengamati pengaruh permukaan benda terhadap gaya gesek.

 

Alat dan bahan:

Neraca pegas, sebuah balok kayu, meja yang permukaannya kasar, kaca, dan oli mobil

Prosedur kerja:

1. Letakkan balok kayu di atas meja yang permukaannya kasar. Kemudian, tariklah balok tersebut dengan sebuah neraca pegas. Amati skala yang ditunjukkan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak.Catat hasilnya

2. Letakkan balok kayu di atas kaca yang permukaannya agak kasar. Kemudian, tariklah balok tersebut dengan sebuah neraca pegas. Amati skala yang ditunjukkan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak. Catat hasilnya

3. Lumuri permukaan kaca dengan oli mobil sehingga permukaannya menjadi licin. Letakkan balok kayu di atas kaca licin. Kemudian, tariklah balok tersebut dengan sebuah neraca pegas. Amati skala yang ditunjukkan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak. Catat hasilnya

Jawablah pertanyaan berikut :

1. Pada permukaan manakah neraca pegas menunjukkan skala

    yang terkecil?

2. Pada permukaan manakah neraca pegas menunjukkan skala yang      terbesar?

3. Bagaimana kesimpulan kegiatanmu ini ?

Kaitkan kegiatanmu ini dengan kejadian sehari-hari, berikan beberapa contoh. Diskusikan dan presentasikan ,buat videonya ya.

Evaluasi

I. Pilihan Ganda

1. Grafik di bawah memperlihatkan kecepatan terhadap waktu yang diberikan sebuah benda.

Yang mana dari pernyataan berikut ini, yang benar ?

I. Gaya resultan yang bekerja pada benda

    tidak pernah nol.

II. Gaya yang bekerja pada benda tidak

     pernah  konstan untuk setiap perioda.

                                                         III. Benda tidak pernah berhenti

a. I dan II               b. I, II, dan III            c. II dan III                             d. hanya III

2. Balok P, Q dan R terletak diatas permukaan rata. Gaya 15 N diberikan seperti pada gambar.  Berapa gaya tegang T₁ antara balok P dan Q, dan T₂ antara balok Q dan R pada tali ?  

               T₁          T₂

    a.     15 N      15 N

    b.      5 N       10 N

    c.     10 N       5 N

    d.    7,5 N      7,5 N

3. Sebuah benda bergerak dalam garis lurus dipengaruhi gaya yang konstan. Perubahan apa yang akan terjadi pada benda ?

    a. perubahan percepatan                  c. perubahan energi kinetik

    b. perubahan inersia                        d. perubahan massa

4. Diagram di bawah memperlihatkan 2 gaya yang bekerja pada titik O ,yang besar dan arahnya diwakili oleh OP dan OQ. Gaya ketiga diperlukan agar terjadi kesetimbangan, yang diwakili oleh

a. OR               b.PQ               c. QP              d. RO

5. Lima balok P,Q,R,S dan T, dengan massa berbeda dihubungkan denga tali S₁, S₂, S₃ , dan S₄ seperti pada gambar. Balok-balok tersebut ditarik dengan gaya F. Yang mana dari tali berikut yang lebih dulu putus. 

      a. S₁           b. S₂                 c.S₃                  d. S₄

6. Dua benda, A (massanya 3 kg ) dan B (massanya 2 kg), disusun bertumpuk seperti gambar.

Jika semua permukaan dianggap tanpa gesekan, maka percepatan A dalam ms^-2, ketika B ditarik dengan gaya 10 N, adalah......

       a. 5              b. 3,3               c. 2                  d. 0

7.  Kamu bisa bercerita bahwa gaya horizontal 3 N dan gaya horizontal 4 N bekerja pada benda,tapi kamu tidak dapat menceritakan arahnya. Berdasarkan dari informasi ini , mana yang mungkin dari besar F sebagai gaya resultan yang bekerja pada benda ?

      a. 3 ≤ F ≤ 4                        c. 3 ≤ F ≤  5

      b. 1 ≤  F  ≤ 4                     d. 1 ≤ F ≤  7

8. Sebuah gaya horizontal yang tetap diberikan ke benda yang mula-mula diam pada meja datar yang halus permukaannya.  Yang manakah dari berikut ini yang tidak berubah selama gaya bekerja ?

      a. perpindahan benda                    c. percepatan benda

      b. kecepatan benda                       d. energi kinetik benda

9. Dua balok X dan Y yang beratnya 8 N dan 2 N digantung dengan tali seperti gambar. Gaya 4N ke bawah diberikan pada Y. Tentukan tegangan T₁ dan T₂ pada tali.

T₁                     T₂

 

a          8N                   22N

b          10N                 4N

c          12N                 6N

d          14N                 6N

10. Diagram di bawah memperlihatkan gaya horizontal yang bekerja pada sebuah trailer  ketika ditarik sepanjang jalan oleh sebuah mobil. Tidak ada gaya lain yang bekerja pada trailer. Yang mana dari nilai P dan Q yang menyebabkan trailer bergerak dengan kecepatan tetap ?

               P                        Q

     a.    50 N                100 N

     b.    50 N                200 N

     c.    100 N               50 N

     d.    100 N               100 N

Contoh penyelesaian

Gaya & Gelombang 1

 

Apa yang dimaksud dengan Gaya ?

Perhatikan gambar disamping. Apakah kamu berpikir perahu akan bergerak ? ya tergantung...Jika anak tersebut cukup kuat, perahu akan bergerak. Jika tidak, perahu hanya akan bergerak, artinya tetap diam. Sehingga kita mendefinisikan sebuah gaya : Sebuah gaya adalah dorongan atau tarikan dimana sebuah benda mempengaruhi benda lain. Gaya akan menghasilkan atau cenderung menghasilkan gerakan, dan dapat memberhentikan atau cenderung menghentikan gerakan.

Ada berapa jenis gaya ?

Ternyata ada banyak gaya dalam kehidupan kita sehari-hari. Tabel berikut memperlihatkan jenis-jenis gaya. Dapatkah kamu menjelaskan jenis gaya pada gambar di atas ?

Bagaimana Cara Menambahkan Vektor ?

Penjumlahan skalar dilakukan dengan penambahan atau pengurangan nilai besarannya. Contohnya, massa 100 gram ditambahkan dengan massa 200 gram, maka total massanya 300 gram.

Tapi, ketika kita ingin menambahkan 2 vektor, kita harus memikirkan besar dan arah vektor tsb.

Bila dua atau lebih gaya yang bekerja pada benda, gaya-gaya ini diwakili oleh sebuah resultan gaya. Untuk dua gaya yang sejajar, besar resultan gaya dapat dihitung dengan penambahan atau pengurangan sederhana.

Contoh :

Perhatikanlah tiga gaya yang segaris kerja di atas. Berapakah resultan gayanya?

Jawab :  F_R  =  F₂ + F₃  - F₁  =  5 N + 15 N  - 10 N   = 10 N       ke kanan.

Gaya dan Gerak
Apa pengaruh gaya pada Gerak ?

Gaya dapat menyebabkan :

1. Benda diam menjadi bergerak

2. Benda yang bergerak bertambah kelajuannya

3. Benda yang bergerak berkurang kelajuannya

4. Benda yang bergerak berubah arah geraknya

Dalam setiap contoh, terdapat perubahan gerak. Perubahan kecepatan terhadap waktu, berarti terdapat percepatan. Kita bisa melihat, bahwa bila gaya sesaat yang dikenai pada benda , kecepatan benda akan berubah, sehingga percepatannya tidak nol. Maka, sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah benda dipercepat atau diperlambat. Apakah ini berarti bahwa ,tidak ada gaya yang bekerja pada sebuah benda ,terjadi bila percepatannya nol?

Gaya dan percepatan nol

Percepatan nol berarti benda dapat dalam kondisi diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Sehingga, meskipun percepatan nol, ini tidak berarti tidak ada gaya yang bekerja. Contohnya, gaya tarik gravitasi selalu bekerja pada benda.

Untuk sebuah benda dengan percepatan nol, Gaya-gaya yang  bekerja pada benda ,setimbang atau jumlahnya nol, sehingga resultan gaya-gaya sama dengan nol

Gaya yang setimbang dan Hukum Newton 1

Perhatikan sebuah buku yang terletak di meja. Berat W bekerja pada buku ke bawah searah dengan gravitasi. Buku tidak jatuh bebas (atau dipercepat), dimana meja menahannya. Meja memberi gaya F  yang sama ke atas, F sama dengan W. Resultan kedua gaya sama dengan nol, buku tetap diam, percepatannya juga nol

 

Amatilah  sebuah buku yang bergerak lurus sepanjang permukaan tanpa gesekan dengan kecepatan tetap. Pada kecepatan tetap, percepatannya menjadi nol. Jika tidak ada gaya yang bekerja, gaya resultan yang bekerja di buku akan nol. Akibatnya, buku terus bergerak dengan kecepatan tsb seterusnya. Ini dikenal dengan Hukum Newton kesatu tentang gerak, yang dikenal dengan Hukum Inersia.

Gaya-gaya yang tidak setimbang dan Hukum Newton Kedua

Jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda tidak nol,kita katakan gaya-gayanya tidak setimbang.

Gaya gesekan benar-benar nyata dalam kehidupan sehari-hari. Gesekan adalah gaya yang selalu berlawanan dengan gerak. Jika ada gesekan, buku akan bergerak pelan dan berhenti setelah kecepatannya berkurang menuju nol. Gaya gesekan menyebabkan resultan gaya tidak nol  sehingga menyebabkan buku diperlambat dan berhenti. Maka jika ada resultan gaya, benda akan dipercepat atau diperlambat. Arah percepatan akan searah dengan resultan gaya. Ini dikenal dengan Hukum Newton kedua tentang gerak :

Hukum Newton kedua ini bisa dirumuskan sbb:

F  =   m  a           dimana  F  = gaya resultan  (dalam N)

                                                 m = massa benda (dalam kg), dan

                                                 a = percepatan benda (dalam m s^-2)

Contoh :

1. Seorang anak mendorong kotak yang bermassa 20 kg dengan gaya 50 N.

    Berapa percepatan kotak tersebut ?  (anggap saja tidak ada gesekan)

Solusi :

Diketahui : massa m = 20 kg, gaya F = 50 N

Dari Hukum Newton kedua,

F = m a  dimana a = percepatan dari kotak

jadi,  a =  F / m  =  50 / 20  = 2,5 m s^-2

 

2. Sebuah mobil massanya 1000 kg dipercepat dari keadaan diam sampai 20 ms^-1

    dalam 5 sekon.

    Hitung gaya yang harus diberikan ke mobil (anggap tidak ada gesekan). 

    Solusi :

    Diketahui :   massa  m  =  1000 kg

                         laju mula-mula  U  = 0 m s^-1

                         laju akhir    V   =  20 m s^-1    dan

                         waktu  t  = 5 sekon

   Dari Hukum Newton kedua,

   gaya dorong    F   =  m a  , dimana  a  =  percepatan yang dihasilkan

   kita hitung percepatannya,  

   jadi     F  =  m a  =  (1000) (4)  =  4000 N

Eksperimen sendiri bro...

Hukum I Newton

A. Tujuan

Menyelidiki sifat kelembaman suatu benda.

B. Alat dan Bahan

1. karton
2. mata uang togam
3. gelas

 

C. Langkah Kerja

1. Letakkan karton di atas mulut gelas.

2. Taruh mata uang togam di atas karton. Letaknya harus berada di tengah-tengah mulut gelas.

3. Sentil karton itu dengan jari.

HASIL:
Karton meluncur dengan cepat, dan mata uang logam jatuh ke dalam gelas. Mengapa hal ini bisa terjadi ? Coba buatlah analisamu dan lakukan presentasi dalam video saja, kan kita masih dilanda pandemi covid 19....

...ntar dilanjut lagi ya, dah cape nih..