Tag: Gaya

Soal Grafik Gaya Terhadap Waktu untuk Menghitung Kecepatan Benda
Contoh soal dengan data Grafik gaya terhadap waktu dalam Menghitung Kecepatan Benda. Soal ini masuk dalam kajian impuls dan Momentum.

Soal Impuls dan Momentum

Sebuah benda dengan massa 12 kg di dorong dengan gaya F. Besar gaya yang diberikan berubah-ubah seperti yang disajikan pada grafik di bawah ini!

Jika benda bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s, berapakah kecepatan benda pada saat t = 18 detik?

Pembahasan Soal

Soal ini dapat diselesaikan dengan dua metode yakni menggunakan pendekatan Impuls dan Perubahan Momentum dan juga bisa solusi Gaya dan Gerak dengan Hukum Netwon. Konsep yang digunakan sebagai berikut!
```
F=ma
```
Karena
```
a=m\frac{dv}{dt}
```
masukkan nilai a ke persamaan awal
```
F=m\frac{dv}{dt}
```
```
F.dt = m.dv
```
```
F\int dt = m\int dv
```
masukkan batas t mulai dari t sampai t₀ dan v mulai dari v sampai v₀.
```
Ft=m(v_2-v_1)
```
Ft sendiri adalah Impuls (I) dan m( v₂−v₁) adalah perubahan momentum (Δp)
```
I = \Delta p
```
Solusi Singkat

Perhtikan persamaan terakhir kita dapat Ft , jika dilihat dari grafik Ft adalah luas wilayah dari grafik. Maka kita bisa hitung nilai Impul (I) yang berdampak dapa perubahan momentum yang terlihat dari perubahan kecepatan (v₂).

Maka kita bisa mengitung total impuls (I) dengan menghitung luas bangun dari grafik di atas dengan asumsi tambahan gaya ada besaran vektor sehingga luas daerah di bawah 0 adalah bernilai negatif.

Total I adalah luas bangun I – II + III, dimana bangun 1 dan 2 adalah Trapesium dan 3 adalah Persegi
```
I_1 = \frac{6(6+4)}{2}=30 
```
```
I_2 = \frac{-6((12-6)+(12-8))}{2}=-30 
```
```
I_3=6(18-12)=36
```
Maka
```
I=30-30+36=36
```
Masukkan nilai I ke persamaan I = m( v₂−v₁)
```
36 = 12(v_2-4)
```
```
3 = v_2-4
```
```
v_2=3+4=7
```
dengan demikian kecepatan akhirnya adalah 7 m/s.

Catatan : Pastikan semua satuan dalam SI.
October 31, 2023
Materi Fisika – Rumus Gaya
AhmadDahlan.Net – Ketika kalian mendorong meja, meja tersebut akan bergerak. Kegiatan mendorong meja merupakan contoh gaya. Gaya secara sederhana diartikan sebagai segala bentuk dorongan atau tarikan yang membuat benda bergerak, berubah bentuk, atau kembali diam. Untuk lebih mengetahui mengenai penjelasan gaya, perhatikan penjelasan berikut.

A. Pengertian Gaya

Gaya merupakan interaksi yang terjadi antara objek yang menyebabkan objek berpindah posisi. Gaya merupakan besaran vektor (memiliki besar dan arah). Gaya memilliki satuan N atau Newton. Terdapat hukum mengenai gaya dan gerak yang dirumuskan oleh Sir Isaac Newton (1687). Penjelasan mengenai hukum tersebut sebagai berikut:

1. Hukum I Newton

Hukum I Newton sering disebut dengan hukum kelembaman / inersia. Hukum ini menyatakan apabila resultan gaya luar yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol (0), maka benda akan mempertahankan keadaan awalnya. Apabila benda awalnya diam, maka tetap diam dan apabila benda awalnya bergerak, maka benda akan bergerak lurus dengan kecepatan tetap. Persamaan Hukum I Newton dituliskan sebagai berikut :
```
∑F=0
```
dimana ∑F merupakan resultan (jumlah) gaya yang bekerja pada benda.

2. Hukum II Newton

Hukum ini menyatakan bahwa percepatan (a) yang dihasilkan oleh resultan gaya (∑F) yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan resultan gaya tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa benda. Persamaan hukum II Newton dituliskan sebagai berikut :
```
a=\frac{∑F}{m}
```
atau
```
∑F=m.a
```
dimana,
∑F : resultan gaya yang bekerja (N)
m : massa benda (kg)
a : percepatan benda (m/s²)

3. Hukum III Newton

Hukum ini menyatakan apabila diberikan gaya pada suatu benda (gaya aksi), maka benda tersebut akan memberikan gaya yang sama besar tetapi arah gayanya berlawanan (gaya reaksi).

Persamaan hukum II newton dituliskan sebagai berikut :

F_aksi = – F_reaksi

B. Contoh Soal Gaya

Perhatikan gambar berikut!

Terdapat sebuah balok yang digantungkan dengan seutas tali. Balok tersebut memiliki massa sebesar 5 kg, dan memiliki berat sebesar 50 N. Apabila balok yang digantung dalam keadaan diam, berapakah besar tegangan tali nya?

Penyelesaian

Diketahui :
m = 5 kg
w = 50 N
balok dalam keadaan diam

Ditanyakan :
Tegangan tali =….?

Penyelesaian :
Karena balok yang digantung berada dalam kondisi diam, maka berlaku hukum I Newton.
∑F = 0
Gaya berat dan gaya tegangan tali memiliki arah yang berbeda, sehingga :
∑F = 0
T – w = 0
T – 50 N = 0
T = 50 N

Jadi, tegangan tali pada saat balok dalam keadaan diam adalah 50 N
January 10, 2022
Gaya Gesek – Statis dan Kinetis
Ahmaddahlan.NET – Gaya gesek adalah gaya sentuh yang terjadi pada dua permukaan yang selain bersentuhan. Gaya ini oleh gaya Normal yang ada pad abidang permukaan sentuh benda. Gaya gesek memiliki arah yang yang berlawanan arah dengan arah gaya yang diberikan dan sejajar dengan bidang kontak antar benda dan bidangnya.

Gaya gesek hanya terjadi pada benda yang berada di permukaan kasar, semakin kasar permukaannya semakin besar gaya geseknya. Benda yang berada permukaan licin atau tidak kasar sama sekali tidak akan mengalami gaya gesek. Besar gaya gesek ditentukan oleh faktor yang disebut koefisien gesek (μ). Rentang koefisien gesek mulai dari licin dengan μ = 0 dan paling kasar μ = 1.

0 ≤ μ ≤ 1

a. Gaya Gesek Statis

Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada yang diam ketika diberi gaya ke satu arah. Besar gaya gesek ini dapat ditulis :

F_{gs maks} = N.μ_s

Dimana :
```
F_{gs maks}  : Gaya gesek statis maksimum(N)
N : Gaya Normal (N)
μ_s : Koefisien gesek statis
```
Besar nilai dari gaya gesek yang muncul akan selalu sama dengan gaya yang diberikan kepada benda. Gaya gesek akan mencapai nilai maksimumnya pada saat besar gaya yang diberikan lebih besar dari N.μ_s. Kondisi ini disebut kondisi tepat saat benda akan bergerak.

Misalkan sebuah benda diam di atas berat sebesar 20 N dengan koefisien gesek statis (μ_s) sebsar 0,1. Berdasarkan informasi ini maka besar gaya gesek statis maksimum dari benda ini adalah :
```
F_{gs maks} = N.μ_s
F_{gs maks} = (20 N). (0,1) 
F_{gs maks} = 2 N
```
Berdasarkan persamaan tersebut akan tiga kemungkinan kejadian jika benda diberi gaya F.

F < F_{gs maks} – Dalam kondisi benda masih diam dan nilai gaya geseknya sama dengan gaya yang diberikan. Misalnya benda diberi gaya F sebesar 1 N, maka gaya gesek statis benda adalah 1 N. Jika benda diberi gaya F sebesar 1,5 N, maka nilai gaya geseknya 1,5 N.

F = F_{gs maks} – Jika benda diberi gaya sebesar 2 N, maka benda masih dalim keadaan diam, dengan nilai gaya gesek sebesar 2 N. Kondisi ini disebut “tepat akan bergerak”.

F > F_{gs maks} – Jika gaya yang diberikan lebih besar gaya gesek maksimum maka benda akan bergerak.

b. Gaya Gesek Kinetis

Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang terjadi pada permukaan benda kasar pada benda yang sedang bergerak. Nilai dari gaya gesek ini sama ditentukan oleh keefisien gesek kinetis saat bedan bergerak. Besarnya dapat dinyatakan :

Besar gaya gesek ini bervariasi sesuai dengan besar gaya yang diberikan sampai akhirnya gaya tersebut mencapai gaya gesek maksimum. Besar gaya

F_gk = N.μ_k

Dimana :
```
F_gk  : Gaya gesek kinetis(N)
N : Gaya Normal (N)
μ_k : Koefisien gesek kinetis
```
Nilai Koefisien gaya gesek statis selalu lebih besar dibandingkan gaya gesek kinetis.

μ_s >μ_k
October 25, 2020