HUBUNGAN HUKUM NEWTON II DENGAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

Karya Tulis

Hubungan Hukum Newton II dengan Gerak Lurus Berubah beraturan

D

i

s

u

s

u

n

Oleh:

       Nama                   :   Febersinta

       NIM                     :   4131131021

       Kelas                    :   Kimia Dik. A 2013

 

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Medan

2013

Kata Pengantar

   Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas berkat dan kasihnya sehingga penulis dapat diberi kesehatan dan kemampuan untuk dapat menyelesaikan karya tulis ini yang berjudul “Hubungan Hukum Newton II dengan Gerak Lurus Berubah beraturan”.

   Tidak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua penulis yang senantiasa memberikan semangat kepada penulis sepanjang penggerjaan karya tulis ini hingga selesai.

   Karya Tulis ini berisi tentang teori hukum II Newton, mengenai hubungan antara gaya, massa dan percepatan dan gerak lurus berbah beraturan. Melalui karya tulis ini penulis dapat lebih memahami tentang konsep hukum II Newton.

   Penulis juga menyadari bahwa karya tulis ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan komentar yang membangun dari para pembaca.

                                                                         Medan, 26  November 2013

                                                                                      Febersinta

NIM: 4131131021

Daftar Isi

Kata pengantar..............................................................................................  i

Daftar Isi.....................................................................................................    ii

BAB I Pendahuluan...................................................................................... 1

1.1  Latar Belakang............................................................................. 1

1.2  Tujuan........................................................................................   1

 BAB II Pembahasan....................................................................................  2

            2.1 Hukum Newton............................................................................            2

                        2.1.1 Hukum Newton II.........................................................            3

            2.2 Gaya............................................................................................. 3

                        2.2.1 Sifat-sifat Gaya............................................................. 4

                        2.2.2 Pengaruh Gaya Terhadap Benda...................................            4

            2.3 Perbedaan Berat dan Massa......................................................... 5

                        2.3.1 Berat..............................................................................            5

                        2.3.2 Massa............................................................................ 6

            2.4 Hubungan Antara Gaya, Massa dan Hukum II Newton............. 7

            2.5 Gerak Lurus Berubah Beraturan...............................................    7

                        2.5.1 Contoh-contoh GLBB..............................................     10

            2.6 Air Track...................................................................................... 12

            2.7 Contoh-contoh Soal..................................................................... 13

            2.8 Latihan Soal................................................................................. 20

BAB III  Penutup...........................................................................................            22

            3.1.Kesimpulan.................................................................................. 22

            3.2.Saran...........................................................................................  23

Daftar Pustaka............................................................................................... 24

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.        LATAR BELAKANG

                 Hukum gerak Newton adalah hukum sains yang ditentukan oleh Sir Isaac Newton mengenai sifat gerak benda. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain, kedua hukum ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang merupakan dasar mekanika klasik.

                 Dalam kehidupan sehari-hari, gaya merupakan tarikan atau dorongan. Misalnya, pada waktu kita mendorong atau menarik suatu benda atau kita menendang bola, dikatakan bahwa kita mengerjakan suatu gaya dorong pada mobil mainan

                 Pada umumnya benda yang dikenakan gaya mengalami perubahan-perubahan lokasi atau berpindah tempat.

1.2.    TUJUAN PENULISAN

1.    memenuhi tugas mata kuliah praktikum fisika umum 1

2.    Untuk mengetahui bunyi Hukum II Newton

3.    memahahami konsep hukum II Newton

     

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.    Hukum Newton

Newton adalah satuan SI turunan dengan lambang N, yang merupakan satuan dari gaya, dinamai dari Sir Isaac Newton. Satu newton adalah besarnya gaya yang diperlukan untuk membuat benda bermassa satu kilogram mengalami percepatan sebesar satu meter per detik per detik. Seratus kilogram sama dengan 980 Newton

Definisi

1 N = 1 kg.m.s^-2

       Hukum-hukum Newton adalah hukum yang mengatur tentang gerak. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Kedua, hukum ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang merupakan dasar mekanika klasik.

       Hukum gerak Newton adalah tiga hukum yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophi Naturalis Principa Mathematica, pertama kali ditebitkan pada 05 Juli 1687.

       Hukum Newton sendiri ter bagi menjadi 3, yaitu:

1.      Hukum Newton I

2.      Hukum Newton II

3.      Hukum Newton III

Pada makalah ini, akan dijelaskan tentang Hukum Newton II.

     2.1.1      Hukum II Newton

            “ Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya itu ( searah dengan gaya itu ) dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut”.

Secara matematis dapat ditulis :

a =	F
	m

Dimana :

F  = gaya, Satuannya N

m = massa, Satuannya Kg

a  =  Percepatan, Satuannya ms^-2

2.2                   Gaya

            Gaya adalah dorongan atau tarikan yang diberikan pada suatu benda. Untuk melakukan suatu gaya, diperlukan tenaga. Gaya dan tenaga mempunyai arti yang tidaksama, namun keduanya saling berhubungan. Gaya tidak dapat dilihat, tetapi pengaruhnya dapat dirasakan. Tarikan dan dorongan yang dilakukan memerlukan tenaga. Gaya ada yang kuat dan ada pula yang lemah. Makin besar gaya dilakukan, makin besar pula tenaga yang diperlukan. Besar gaya dapat diukur dengan alat yang disebut dinamometer. Satuan gaya dinyatakan dalam Newton (N). Gaya dapat mempengaruhi gerak dan bentuk benda. Gerak adalah perpindahan posisi atau kedudukan suatu benda. Bentuk adalah gambaran wujud suatu benda.

2.2.1         Sifat-sifat Gaya

1. Gaya dapat mengubah bentuk benda.

2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda

3. Gaya dapat menyebabkan benda bergerak

2.2.2          Pengaruh Gaya terhadap Benda

·           Pengaruh gaya terhadap benda yang diam. Benda yang diam dapat bergerak jika diberi gaya. Contoh kelerang yang tadianya diam akan bergerak setelah dientil, lemari yang tadinya diam aka bergerak setelah diberi gaya dengan dorongan. Dalam hal ini gaya dapat mempengaruhi gerak benda.

·           Pengaruh gaya terhadap benda yang bergerak. Benda yang bergerak, jika diberi gaya dapat mengakibtkan benda tersebut berubah menjadi diam, berubah arah, atau juga bisa bergerak lebih cepat. Contoh, bola yang bergerak akan diam apabila ditahan dengan kaki, bola yang yang dilempar ke arah tembok akan berubah arah setelah menumbuk tembok.

·           Pengaruh gaya terhadap bentuk benda. Suatu benda saat dikenai gaya yang cukup dapat mengakibatkan benda tersebut berubah bentuk. Semakin besar gaya yang dikenakan semakin besar pula perubahan bentuk pada benda tersebut. Contoh, kaleng minuman yang kosong saat diinjak dengan keras akan penyok, batu besar jika dipukul dengan palu akan pecah menjadi batu-batu yang berukuran lebih kecil.

2.3    Perbedan Berat dan Massa

          2.3.1     Berat

         Gaya yang paling umum dalam pengalaman sehari-hari adalah gaya tarikan gravitasi bumi pada sebuah benda. Gaya ini dinamakan berat benda, w. Jika kita menjatuhkan sebuah benda dekat permukaan bumi dan mengabaikan resistensi udara sehinngga satu-satunya gaya yang bekerja pada benda itu adalah gaya karena gravitasi (keadaan ini dinamakan jatuh bebas), benda dipercepat ke bumi dengan percepatan 9,81 m/s2. Pada tiap titik di ruang, percepatan ini sama untuk semua benda, tak tergantung massanya. Kita namakan nilai percepatan ini g. Dari hukum kedua Newton, kita dapat menulis gaya gravitasi Fg pada benda bermassa m sebagai :

Fg = ma

Dengan menggunakan a = g dan menulis w untuk gaya grafitasi, kita dapatkan :                                          

w = mg

         Karena g adalah sama untuk semua benda di suatu titik, kita dapat menyimpulkan bahwa berat benda sebanding dengan massanya. Namun pengukuran g yang teliti di berbagai tempat menunjukkan bahwa g tidak mempunyai nilai yang sama di mana-mana.

         Gaya tarikan bumi pada benda berubah dengan lokasi. Secara khusus, di titik-titik di atas permukaan bumi, gaya karena gravitasi berubah secara terbalik dengan kuadrat jarak benda dari pusat bumi. Jadi, sebuah benda memiliki berat sedikit lebih kecil pada ketinggian yang sangat tinggi dibandingkan pada ketinggian laut. Medan gravitasi juga sedikit berubah dengan garis lintang karena bumi tidak tepat bulat tetapi agak datar di kutub-kutubnya. Jadi,berat tidak seperti massa,bukan sifat intrinsik benda itu sendiri. Satuan SI untuk berat adalah N (Newton).

2.3.2.     Massa

         Massa adalah sifat intrinsik dari sebuah benda yang menyatakan resistensinya terhadap percepatan. Massa sebuah benda dapat dibandingkan dengan massa benda lain dengan menggunakan gaya yang sama pada masing- masing benda dan dengan mengukur percepatannya. Dengan demikian rasio massa benda-benda itu sama dengan kebalikan rasio percepatan benda-benda itu yang dihasilkan oleh gaya yang sama :

                             =

Satuan SI untuk massa adalah kg (kilogram)

     Untuk lebih jelasnya perbedaan antara berat dan massa dapat kita lihat pada tabel berikut :

No.	Massa	Berat
1.	Massa adalah jumlah / banyaknya zat itu sendiri.	Berat adalah gaya tarik bumi terhadap benda.
2.	Disemua tempat harganya tetap	Harganya tidak tetap, terdantung dari tempat itu.
3.	Satuan ( SI ) Kg	Satuan Newton ( N )
4.	Merupakan besaran skala	Merupakan besaran vektor
5.	Dapat diukur dengan neraca ohauss dan neraca pegas.	Dapat diukur dengan neraca pegas.

2.4       Hubungan  Antara Gaya, Massa dan Hukum II  Newton

         Hukum kedua Newton menetapkan hubungan antara besaran dinamika gaya dan massa dan besaran kinematika percepatan, kecepatan, dan perpindahan. Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda  mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. Arah gaya adalah arah percepatan yang disebabkan jika gaya itu adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan besarnya percepatan yang dihasilkan gaya. Massa adalah sifat intristik sebuah benda mengukur resistensinya terhadap percepatan.

Contoh penerapan Hukum II Newton :

        Sebuah benda ditarik dengan gaya F. Dengan adanya gaya F, maka benda bergerak dengan percepatan a. Pada kasus yang kedua, benda dengan massa m ditarik oleh 2 orang dengan gaya 2F. Pada Kasus yang kedua ini, benda bergerak dengan percepatan 2a, massa benda ditambah dan ditarik dengan gaya F. Pada kasus yang ketiga benda bergerak dengan percepatan a/2 .

Dalam hukum ini, Newton menyimpulkan sebagai berikut :

1.      Percepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda dengan massa m berbanding langsung ( sebanding ) dengan besar resultan gaya. Makin besar gaya, makin besar percepatan.

2.      Percepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda berbanding terbalik dengan massa benda m. Makin besar massa, makin kecil percepatan.

2.5              Gerak Lurus Berubah Beraturan

            Pengertian GLBB sangatlah beragam. Tergantung sumber dan pemikiran masing-masing orang. Berikut adalah beberapa pengertian GLBB menurut beberapa sumber:

• Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik.
• Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= –)
• GLBB adalah gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Maksud dari percepatan tetap yaitu percepatan percepatan yang besar dan arahnya tetap.

Jadi, gerak lurus berubah beraturan adalah gerak benda dengan lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat berubah dengan teratur.

Pada gerak lurus berubah beraturan gerak benda dapat mengalami percepatan atau perlambatan. Gerak benda yang mengalami percepatan disebut gerak lurus berubah beraturan dipercepat, sedangkan gerak yang mengalami perlambatan disebut gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Benda yang bergerak semakin lama semakin cepat dikatakan benda tersebut mengalami percepatan.

Suatu benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besaran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan setiap saat. Walaupun besar percepatan suatu benda selalu konstan tetapi jika arah percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan. Demikian juga sebaliknya jika arah percepatan suatu benda selalu konstan tetapi besar percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan.

Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda bergerak lurus.Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Ketika kelajuan benda berkurang secara konstan, kadang kita menyebutnya sebagai perlambatan konstan. Untuk gerakan satu dimensi (gerakan pada lintasan lurus), kata percepatan digunakan ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.

Grafik kecepatan terhadap waktunya adalah seperti gambar di bawah ini.

Grafik menunjukkan gerak lurus berubah beraturan karena garis pada grafik lurus yang menunjukkan bahwa percepatannya tetap.

2.5.1 Contoh-Contoh GLBB

 a. Gerak Jatuh Bebas

Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat.Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g) (besar g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s2)

 

Rumus gerak jatuh bebas ini merupakan pengembangan dari ketiga rumus utama dalam GLBB seperti yang telah diterangkan di atas dengan modifikasi : s (jarak) menjadi h (ketinggian) dan vo = 0 serta percepatan (a) menjadi percepatan grafitasi (g).

coba kalian perhatikan rumus yang kedua....dari ketinggian benda dari atas tanah (h) dapat digunakan untuk mencari waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tahah atau mencapai ketinggian tertentu... namun ingat jarak dihitung dari titik asal benda jatuh bukan diukur dari permukaan tanah

2. Gerak Vertikal ke Atas

Selama bola bergerak vertikal ke atas, gerakan bola melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola bergerak diperlambat. Akhirnya setelah mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum (h max), bola tak dapat naik lagi. Pada saat ini kecepatan bola nol (Vt = 0). Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas....

Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak GLBB diperlambat (a = - g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal nol.

Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :

vo = kecepatan awal (m/s)

g = percepatan gravitasi

t = waktu (s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

h = ketinggian (m)

3. Gerak Vertikal ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaan-persamaannya sama dengan persamaan-persamaan pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda positif.

2.6              Air  Track

     Air track merupakan lintasan massa peluncur/glider. Pada air track terdapat lubang-lubang sebagai lintasan udara yang berfungsi sebagai pengurang gesekan yang terjadi. Dalam hal ini, pengaruh gaya terhadap gerak benda. Untuk melihat pengaruh tersebut dapat dilakukan pengamatan sebagai berikut:

Kereta dinamika (trolley) yang diberi beban melewati katrol akan bergerak lurus dipercepat (GLBB). Menurut teori fisika, akan berlaku :

                        F = m a

Untuk gerak sistem benda tersebut. Pernyataan ini dinamakan sebagai hukum II Newton. Dimana:

F   = besar gaya yang dialami oleh benda (N)

m  = massa benda (kg)

a   = percepatan yang dialami benda (m/s²)

     Percepatan yang timbul pada sebuah benda karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda, besarnya berbanding lurus dengan gaya yang mempengaruhi benda dan berbanding terbalik dengan massa benda. Sehingga dapat dituliskan:

   a =

massa sistem yang bergerak adalah m, dimana

     m = m₁ + m₂

                        

     Gaya (F) yang menyebabkan trolley bergerak dipercepat adalah gaya berat m₂ yang setara dengan m₂g, dimana g adalah besaran percepatan gravitasi.

     Misalkan m₂ terdiri dari 4 buah massa yang terpisah (m₃, m₄, m₅, dan m₆), sehingga

m₂ = m₃ +  m₄ + m₅ + m_6. Jika m₆ diambil dari m₂ dan ditambah ke m₁, maka gaya F yang mempengaruhi gerak sistem massa m akan semakin kecil padahal massa total sistem tetap tidak berubah. Memvariasikan besar massa m₂ dapat dilakukan karena massa m₂ merupakan gabungan dari beberapa massa.

     Mengubah besar massa m₂berarti mengubah besar gaya yang bekerja pada sistem troley yang bergerak yang selanjutnya akan mengubah besar percepatan gerak benda. Mekanisme seperti ini digunakan dalam percobaan menggunakan air track. Perlu diperhatikan bahwa massa sistem yang bergerak harus dibuat tidak berubah (konstan).

     Percepatan gerak trolley ditentukan dengan menggunakan persamaan GLBB:

                   s = v₀t ±  at

     dengan mengingat bahwa kecepatan awal (v₀) adalan 0, maka besar percepatan adalah:

                   a = 2s/t²

2.7 Contoh soal

1.      Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh lagi jarak sejauh……..

Pembahasan :

V₀ = 30 m/s ; V_t = 15 m/s

S₁ = 75 m ; S₂ =………(hingga berhenti)

Percepatan partikel memenuhi :

V_t² = V₀² + 2 aS₁

15² = 30² + 2 . a. 75

225= 900 + 150 a

a = 225 – 900 / 150

a = -675 / 150

a = - 4,5 m/s²

Sehingga jarak tempuh hingga berhenti (V₂ = 0 ) adalah :

V_t² = V₀² + 2 aS₂

0 = 15² + 2 (-4,5) S₂

225 =  9 S₂

S₂ = 225 / 9

S₂ =  25 meter

2.      Sebuah mobil mula-mula diam. Kemudian mobil itu dihidupkan dan mobil bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s². Setelah mobil bergerak selama10 s mesinnya dimatikan, mobil mengalami perlambatan tetap dan mobil berhenti 10 s kemudian. Jarak yang masih ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai berhenti adalah………..

Pembahasan :

V₀ = 0 ; a₁ = 2m/s² ; t₁ = 10s

V₂ = 0 ; t₂ = 10s ;

         Gerak pertama

V₁ = V₀ + a₁ t

     = 0 + 2 (10)

     = 20 m/s

         Gerak kedua

V₂ = V₁ + a t₂

0 = 20 + a. 10

a = -2 m/s²

S₂ = V₁ t₂ + ½ a t₂²

S₂ = 20. 10 + ½ (-2). 10²

S₂ = 100 m

3.      Pada waktu bersamaan dua buah bola dilempar ke atas, masing-masing dengan kelajuan V₁ = 10 m/s (bola 1) dan V₂ = 20 m/s (bola 2).Jarak antara kedua bola pada saat bola 1 mencapai titik tertinggi adalah……

Pembahasan :

V₁ = 10 m/s ; V₂ = 20 m/s

Bola 1 mencapai titik tertinggi :

V = V₁ – g t₁

0 = 10 – 10 t₁

t₁ = 1 sekon

h₁ = V₁ t - ½ g t₁²

h₁ = 10. 1 -½ 10. 1²

h₁ = 5 m

h₂ = V₂ t - ½ g t²

h₂ = 20. 1 -½ 10. 1²

h₂ = 15 m

Δh = h₂ – h₁

Δh = 15 – 5

Δh = 10 meter

4. Benda bermassa 1 kg bergerak dengan percepatan konstan 5 m/s². Berapa besar resultan gaya yang menggerakan benda tersebut ?

Pembahasan
Diketahui :

Massa benda (m) = 1 kg

Percepatan (a) = 5 m/s²

Ditanya : resultan gaya yang menggerakan benda

Jawab :
Hukum II Newton menyatakan bahwa jika terdapat resultan gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda akan mengalami percepatan, di mana besar percepatan berbanding lurus dengan besar resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Arah percepatan benda sama dengan arah resultan gaya. Secara matematis :

Keterangan rumus :

Sigma F = resultan gaya alias gaya total (satuan internasionalnya adalah kg m/s² alias Newton)

m = massa benda (satuan internasionalnya adalah kilogram, disingkat kg)
a = percepatan (satuan internasionalnya adalah meter per sekon kuadrat, disingkat m/s²)

Jadi resultan gaya yang menggerakan benda adalah:

Sebuah mobil mempunyai massa 3.000 kg. Dari keadaan diam mulai bergerak setelah 12 sekon kecepatan mobil mencapai 6 m/s. Hitunglah gaya yang bekerja pada mobil !

Penyelesaian:

Diketahui : m = 3 000 kg

vo = 0 m/s

vt = 6 m/s

t = 12 s

Ditanyakan : F = …… ?

Jawab : Mencari percepatan (a)

∆v

a = ---------

Δt

(6 – 0) m/s

a = ---------------

(12 – 0) s

a = 0,5 m/s2

Mencari gaya (F)

F = m . a

F = 3 000 kg . 0,5 m/s2

F = 1 500 N

Jadi gaya yang bekerja pada mobil adalah 1 500 N

 
5. Sebuah bola bilyard diletakkan pada permukaan yang licin sekali (anggap gesekannya tidak ada). Dua gaya bekerja pada bola ini seperti pada Gb. Hitung percepatan tersebut jika massanya, 0,5 kg.

Penyelesaian:
Kita urai gaya-gaya yang bekerja padaarah sumbu x dan y seperti pada Gb. Kemudian baru kita hitung komponen dari percepatan yang disebabkan oleh gaya-gaya ini.

Diketahui :

F1 = 10 N

F2 = 20 N

θ1 = 370

θ2 = 1430

Ditanya : a?

Jawab :

F1X = F1 cos 01

= 10 cos 37°

= 8 N

F1y = Fl sin 01

= 10 sin 37°

= 6 N

F2X = F2 cos 02

= 20 cos 143°

= -16 N

F2y = F2 sin 02

= 20 sin 143°

=12 N

FX = F1X + F2X

= 8 – 16

= -8 N

FY = F1Y + F2y

= 6 + 12

= 18 N

aX = mFX

= 5.08−

= - 16 m/s2

aY = mFY

= 5.018

= 36 m/s2

a = 22YXaa+

= 2236)16(+−

= 39,4 m.s-2

6. Sebuah mobil bermassa 10 000 kg, bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan berhenti setelah menempuh jarak 200 m. Berapakah gaya pengeremannya?

Penyelesaian :

Diketahui :

m = 10 000 kg

v0 = 0 m/s

v = 20 m/s

Δx = 200 m

Ditanya : F?

Jawab :

F = m.a

v2 = v02 + 2.a.Δx

a = tvvΔ−.2202

= )200.(220022−

= - 1 m/s2 (diperlambat)

F = m.a

= 10 000 (-1)

= - 10 000 N (berlawanan arah kecepatan mobil)

2.8     Latihan Soal

1.      Sebuah bola dengan massa 10 kg dilempar keatas. Setelah mencapai titik tertinggi bola kembali jatuh  ke bawah. Apabila percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka (a) Jelaskan gerak apa saja yang telah dilakukan oleh bola, (b)  Hitunglah waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi, (c) Berapakah tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh bola?

2.      Jarak sekolah dengan rumah rudi adalah 30  km, Jika waktu masuk sekolah 07.00 dan Rudi berangkat dari rumah pukul 06.30 maka berapakah kelajuan minimum yang diperlukan Rudi supaya tidak terlambat?

3.      Sebuah truk bergerak dengan kecepatan 20 m/s kemudian dipercepat dengan percepatan 2 m/s2 selama 5 sekon. Berapakah kecepatan akhir truk?

4.      Bus bergerak munuju surabaya. 10 menit pertama menempuh jarak 4 km, 10 menit kedua menempuh jarak 8 km dan 10 menit terakhir menempuh jarak 6 km. Berapakah kecepatan rata-rata bus?

5.      Perhatikan grafikberikut ini

Hitunglah jarak yang ditempuh benda mulai awal sampai akhir!

6.            Berat badan seseorang yang berada didalam lift yang sedang bergerak mengalami kenaikan sebesar 60 N. jika massa orang itu 48 kg. maka lift tersebut bergerak dengan percepatan ……

7.            Sebuah balok massanya 1 kg diletakkan diatas bidang miring licin dengan sudut kemiringan α = 30⁰  sehingga benda bergerak dengan percepatan konstan, bila g = 10ms². Maka gaya bergerak pada balok tersebut adalah …..

8.            Sebuah benda yang massanya 1kg ditarik oleh gaya F mendatar sebesar 2 n dari keadaan diam. Jika permukaan bidang datar pada gambar licin, maka jarak yang ditempuh dalam waktu 10 sekon adalah ….

9.            Sebuah mobil yang massanya 5000 kg dari keadaan diam bergerak sehingga selama 50 sekon mencapai kecepatan 72 km/jam. Gaya yang bekerja pada mobil tersebut adalah …

10.        Seseorang yang massanyya 80 kg berdiri didalam lift yang sedang bergerak keatas dengan percepatan tetap 2.5 m/s². Besar gaya tekan normal kaki orang itu pada lantai lift adalah ….

BAB III

P E N U T U P

3.1    Kesimpulan

Hukum-Hukum Newton adalah hukum yang mengatur tentang gerak. Hukum kedua Newton mengatur tentang gaya, F = ma. Dan perlu pula kita ketahui nahwa massa berbeda dengan berat. Massa adalah sifat intrinsik dari sebuah benda yang menyatakan resistensinya terhadap percepatan sedangkan berat bergantung pada hakikat dan jarak benda-benda lain yang mengerjakan gaya-gaya gravitasional pada benda itu.

Suatu benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu konstan. Dimana percepatan merupakan besaran vektor (besaran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan setiap saat.

Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda bergerak lurus. Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Kata percepatan digunakan ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.

3.2    Saran

Demikian makalah ini kami susun dengan harapan bisa bermanfaat bagi semua. Adapun harapan dari kami adalah adanya saran maupun kritik yang dapat membagun bagi penyusun untuk pembuatan tugas yang selanjutnya. Mudah-mudahan makalah ini juga bisa dijadikan bahan pustaka bagi kampus kita yang tercinta ini.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (Terjemahan).Jakarta : Penerbit Erlangga.

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Ruwanto, Bambang. 2009. Asas-asas Fisika 2A. Yogyakarta:Yudhistira

Sugijono, dkk. 1996. Konsep-konsep Fisika. Klaten: PT Intan Pariwara

Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penebit Erlangga.

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A. 2002. Fisika Universitas (Terjemahan).Jakarta : Penerbit Erlangga.

http://syamiahalfi.blogspot.com/2012/11/macam-macam-gaya-dalam-fisika.html

http://thamaro.blogspot.com/2012/12/makalah-hukum-newton.html

http://www.millersville.edu/physics/experiments/048/index.php

http://www.wikipedia.org/wiki/Gaya_%28fisika%29