Hukum Newton Pada Bidang Datar Dan Bidang Miring

Hukum-hukum Newton yang telah kita pelajari sebelumnya sanggup dipakai untuk memecahkan aneka macam duduk perkara mekanika. Sebagai contoh, kita sanggup memilih percepatan gerak sebuah benda dengan mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Atau sebaliknya, kita juga sanggup memilih gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak, apabila diketahui percepatannya.

Nah, pada kesempatan ini kita akan mempelajari lebih jauh penerapan Hukum Newton bidang datar dan bidang miring, terutama berkaitan dengan benda-benda yang bergerak akhir adanya gaya tetap yang bekerja padanya. Met berguru ya, semoga sesudah berguru pembahasan ini, dirimu sanggup menuntaskan aneka macam duduk perkara mekanika memakai Hukum Newton….

Mari kita mulai dengan duduk perkara mekanika yang sangat sederhana

Catatan :

Dengan berpedoman pada koordinat x dan y, kita memutuskan arah ke kanan dan ke atas sebagai arah positif sedangkan ke bawah dan ke kiri sebagai arah negatif.

Benda yang diletakan pada bidang datar dan ditarik dengan gaya konstan

Permukaan bidang datar sangat licin (gesekan nol)

Pada gambar a, benda di tarik ke kanan dengan konstan F yang sejajar horisontal, sedangkan pada gambar b, benda ditarik ke kanan dengan gaya konstan F yang membentuk sudut terhadap horisontal. Apakah pada benda hanya bekerja gaya tarik F ? mari kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada benda di atas….

Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya goresan nol. Dalam kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain gaya tarik F yang arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N). 

Pasangan gaya berat w dan gaya normal N bukan pasangan gaya aksi-reaksi. Ingat bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada benda yang berbeda, sedangkan kedua gaya di atas (Gaya berat dan Gaya Normal) bekerja pada benda yang sama. Disebut gaya normal alasannya yakni arah gaya tersebut tegak lurus bidang di mana benda berada… besar gaya normal sama dengan gaya berat (N = w). Karena gaya normal (N) dan gaya berat (w) mempunyai gaya berat yang sama dan arahnya berlawanan maka kedua gaya tersebut saling menghilangkan…. 

Pada gambar a, benda bergerak alasannya yakni adanya gaya tarik (F), sedangkan pada gambar b, benda bergerak alasannya yakni komponen gaya tarik pada arah horisontal (F_x).

Gambar a

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) yakni :

Gambar b

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) yakni :

Permukaan bidang datar garang (ada gaya gesekan)

Sekarang mari kita tinjau benda yang diletakan pada bidang datar yang kasar… Selain ketiga gaya ibarat yang telah diuraikan di atas, pada benda juga bekerja gaya goresan (F_g).

Gambar a

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) yakni :

Gambar b

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) yakni :

Gaya goresan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, dikala benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik (lambangnya f_s). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan semoga benda mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak, gaya goresan antara dua permukaan biasanya berkurang sehingga diharapkan gaya yang lebih kecil semoga benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya goresan masih bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan tersebut. Gaya goresan yang bekerja dikala benda bergerak disebut gaya goresan kinetik (lambangnya f_k) (kinetik berasal dari bahasa yunani yang berarti “bergerak”). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya goresan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan benda.

Permukaan bidang miring sangat licin (gesekan nol)

Terdapat tiga kondisi yang berbeda, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada gambar a, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya goresan = 0) tanpa ada gaya tarik. Makara benda bergerak akhir adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar b, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya goresan = 0) akhir adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar c, benda bergerak akhir adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Sekarang mari kita tinjau satu persatu…..

Benda bergerak akhir adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring….

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) yakni :

Pada gambar ini (gambar b), benda bergerak akhir adanya gaya tarik F dan komponen gaya berat (w sin teta) yang sejajar permukaan bidang miring.

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y yakni :

Pada gambar ini (gambar c), benda bergerak akhir adanya komponen gaya tarik F yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring ((w sin teta).

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y yakni :

Permukaan bidang miring garang (ada gaya gesekan)

Pertama, benda bergerak pada bidang miring akhir adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya goresan yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y yakni :

Kedua, benda bergerak pada bidang miring akhir adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring (w sin teta), sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya goresan (f_g) yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y yakni :

Ketiga, benda bergerak akhir adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya goresan (f_g) yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan aturan II Newton, percepatan gerak benda yakni :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y yakni :

 

Jangan dihafal ! dipahami saja, khususnya mengenai komponen gaya yang bekerja pada benda… Kalo dirimu hafal, ntar cepat galau kalo gambarnya gurumuda balik… Kalo ga ngerti, silahkan bertanya melalui kolom komentar di bawah….

Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka ajaib seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!!

Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com

Share this post