Dinamika Partikel (Materi Fisika Kelas 10)

DINAMIKA PARTIKEL

Dinamika partikel merupakan salah satu cabang ilmu yang mempelajari tentang berbagai penyebab terjadinya gerak akibat suatu gaya. Banyak sekali contoh dinamika partikel yang sering terjadi disekitar kita, tanpa kita sadari. Karena itu, disini saya akan membahasa tentang dinamika partikel lebih mendalam lagi ya😊

Hukum Newton dan Penerapannya

Mungkin beberapa dari kalian bertanya-bertanya, mengapa Hukum Newton menjadi pembahasan pada materi dinamika partikel? Jawabanya adalah karena Hukum Newton akan digunakan untuk menganalisa berbagai masalah dinamika partikel seperti gerak pada bidang datar, bidang miring, sistem katrol, dan masalah lainnya. Hukum Newton terbagi menjadi tiga, yaitu Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton.

Hukum Newton I

Bunyi hukum Newton I yaitu “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”. Hukum Newton I disebut juga dengan  sifat kelembaman karena benda mempertahankan geraknya. Contoh dalam kehidupan sehari-hari yaitu ketika kamu dan temanmu sama-sama mendorong benda dengan arah berlawanan, namun benda tersebut justru diam. Berarti, besar gaya yang dihasilkan oleh kamu dan temanmu yaitu sama, sehingga benda tidak bergerak. 

Adapun Persamaan Hukum Newton I adalah:

keterangan:

ΣF : Resultan gaya yang bekerja pada benda (N)

Hukum Newton II

Bunyi hukum Newton II yaitu “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”.  Contohnya ketika kita melempar bola secara vartikal ke atas, pada awalnya bola melaju dengan kecepatan kostanta keatas, kemudian akan melambat karena dipengaruhi gaya gravitasi, dan bola akan bumi dengan kecepatan bola ditambang dengan gaya gravitasi yang mempercepatnya.

Persamaan untuk hukum Newton II, yaitu:

 

Keterangan:

ΣF : Resultan gaya yang bekerja pada benda (N)

m : Massa benda (kg)

a : Percepatan yang dialami benda (m/s2)

Hukum Newton III

Adapun bunyi hukum newton III menyatakan "Untuk setiap aksi selalu ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Atau, gaya dari dua benda pada satu sama lain selalu sama besar dan berlawanan arah”. Contoh hukum Newton III juga sering terjadi disekitar kita tanpa kita sadari, contohnya ketika kita mendorong tembok (aksi), maka tembok akan mendorong tubuh kita (reaksi) atau ketika kita memukul meja (aksi) maka tangan kita akan merasakan sakit (reaksi). 

Persamaan untuk hukum Newton III yaitu:

F aksi = F reaksi

Penerapan Hukum Newton

Gaya Berat (Gravitasi)

Gaya berat merupakan gaya yang dihasilkan dari massa benda dikalikan dengan gravitasi. Lebih singkatnya gaya berat adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan dengan arah tegak lurus ke bawah, dimanapun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak.

W = mg

Keterangan:

W : gaya berat suatu benda (N)

m : massa benda (kg)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

Gaya Normal

Gaya normal merupakan gaya yang ditimbulkan oleh suatu alas bidang saat benda ditempatkan dan arah gaya normal selalu tegak lurus pada bidang tumpu. 

N = W = m.g

Keterangan:

N = Gaya Normal (N)

W = Gaya Berat (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang terjadi jika dua buah benda saling bersinggungan pada waktu benda yang satu bergerak terhadap benda yang lain dan sejajar dengan permukaan yang saling bersinggungan dan arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak dari benda yang bergerak. Lebih singkatnya, gaya geser terjadi karena adanya gesekan dua permukaan dan arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek yang bekerja antara dua permukaan, terbagi menjadi 2 yaitu gaya gesek kinetik dan gaya gesek statis.

Gaya gesek kinetik merupakan gaya gesek yang terjadi pada saat benda bergeser. Persamaan yang digunakan yaitu: 

fs = μs x N

Keterangan:

fs : besar gaya gesek statis (N)

μs : koefisien gesek statis

N : gaya normal (N)

sedangkan gaya gesek statis merupakan gaya gesek dimana benda sedang berusaha untuk bergerak tetapi belum bergeser. Adapun persamaan yang digunakan yaitu:

fk = μk x N

Keterangan:

fk : besar gaya gesek kinetis (N)

μk : koefisien gesek kinetis

N : gaya normal (N)

Gaya Tegangan Tali (Katrol)

Tegangan tali adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang, untuk arahnya tegantu darimana kita meninjaunya. Adapun rumus yang digunakan yaitu:

                                                                       ΣF=m.a

Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar, dan arahnya menuju pusat lingkaran. Gaya setripental memiliki besaran yang sebanding dengan kuadran kecepatan linear suatu benda dan berbanding terbalik dengan jadi-jari lintasan.

Fs = m.as

Keterangan:

Fs = gaya sentripental (N)

m : massa benda (kg)

as : percepatan sentripetal (m/s2)

Referensi

Mundilarto. dan Estiyono, Edi. 2008. Seri IPA Fisika 2. Jakarta: Yudhistira Quadra

Saptahari, Bayu. 2019. Gerak dan Gaya. Surabaya: Duta

Sulthoni, Fazar. 2014. Cara Simpel Hafal Rumus Fisika. Yogyakarta: Cabe Rawit

TIM Mitra Cendekia. 2019. Buku Saku Pinta Fisika. Jakrta: PT. Grenmedia Widiasarana Indonesia

Utomo, Pristiadi. 2007. Fisika Interaktif. Jakarta: Azka Press