RANGKUMAN MATERI FISIKA PERSIAPAN EHB2KS 2021 (Dinamika Gerak)

Pokok Bahasan : Dinamika Gerak

Mengidentifikasi ciri -ciri keadaan benda yang memenuhi Hukum I Newton.
Bila gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol (gaya-gaya seimbang), maka :

• Benda yang semula diam akan terus diam, atau
• Yang semula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap pada lintasan lurus (GLB)

Menentukan gaya yang bekerja pada benda yang bergerak dipercepat.

• Hukum II Newton menyatakan :

Resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan massa benda dan percepatannya.

• Arah resultan gaya, searah dengan arah percepatan.

• Hukum II Newton dirumuskan :

$$\Sigma F = m \times a$$
Keterangan :
$\Sigma F$ = resultan gaya (newton)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda $(m/s^2)$

Mengkoneksikan rumusan gerak parabola untuk menentukan besaran besaran yang dimiliki benda yang diberikan gaya dalam selang waktu tertentu.

• Cara menghitung kecepatan awal pada gerak parabola, jika diketahui jarak mendatarnya

$$X = v_0 \ cos\alpha \ .t$$

• Hubungan impuls dan momentum

$$\begin{aligned} I &=\Delta p \nonumber\\ F. \Delta t &= m(v_2-v_1) \nonumber \end{aligned}$$

Memprediksi keadaan benda yang mengalami tumbukan lenting sempurna.
Pada tumbukan lenting sempurna berlaku :

1. Hukum kekekalan energi kinetik
2. Hukum kekekalan momentum

$$m_1 . v_1 + m_2 . v_2 = m_1 .v_{1}’ + m_2 .v_{2}’$$

Koefisien restitusi (e) = 1
$$e = -\left(\frac{v_2’ – v_1’}{v_2 – v_1}\right)$$
Keterangan :
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda sebelum tumbukan (m/s). Jika gerak benda ke kiri, maka v bernilai negatif.
v’ = kecepatan benda setelah tumbukan (m/s).

Tips!
Jika kedua benda yang saling bertumbukan memiliki MASSA YANG SAMA, maka saat terjadi tumbukan LENTING SEMPURNA, berlaku TUKAR KECEPATAN.

 
Menghitung percepatan gravitasi di permukaan sebuah planet sesuai perbandingannya dengan bumi.

• Besar percepatan gravitasi dirumuskan

$$g = G \frac{m}{R^2}$$

• Perbandingan gravitasi planet terhadap gravitasi bumi :

$$\frac{g_P}{g_B} = \frac{m_P}{m_B}. \frac{{R_B}^2}{{R_P}^2}$$
Keterangan :
g = percepatan gravitasi di permukaan $(m/s^2)$
m = massa benda yang menimbulkan percepatan gravitasi (kg)
R = jarak titik ke pusat massa /jari-jari (m)

 
Membandingkan gaya dorong minimum mesin mobil, saat jalan licin/hujan dengan saat tidak hujan pada jalan menanjak

• Gaya dorong minimal yang diberikas saat hujan lebih kecil dari pada saat tidak hujan 
• Pada jalan saat tidak hujan terdapat gaya gesek 
• Saat jalan tidak hujan (kasar)
  

$$\begin{aligned} \Sigma F &= 0 \nonumber\\ F_{dorong} – w \ sin \theta - f_{ges} &=0 \nonumber\\ F_{dorong} &= w \ sin \theta + f_{ges} \nonumber\\ &= m.g \ sin \theta + \mu_s m \ g \ cos \theta \nonumber \end{aligned}$$

• Saat jalan hujan (licin)

$$\begin{aligned} \Sigma F &= 0 \nonumber\\ F_{dorong} – w \ sin \theta \nonumber\\ F_{dorong} &= w \ sin \theta \nonumber\\ &= m.g \ sin \theta \nonumber \end{aligned}$$

 

Baca Juga : RANGKUMAN MATERI FISIKA PERSIAPAN EHB2KS 2021 (Kinematika Gerak)
 

Menyimpulkan besar energi yang dimiliki bandul pada kedudukan berbeda. (PG)

Pada titik A
$$\begin{aligned} E_p &= maksimum \nonumber\\ &= m.g.h \nonumber\\ &=m.g.(L-L.cos\alpha) \nonumber \\ \nonumber\\ E_k &= minimum \nonumber\\ &=0 \nonumber \end{aligned}$$

Pada titik O
$$\begin{aligned} E_p &= minimum \nonumber\\ &= 0 \nonumber\\ \\ \nonumber\\ E_k &= maksimum \nonumber\\ &=\frac{1}{2}.m.v^2 \nonumber \end{aligned}$$

Pada titik B
\begin{aligned}
E_p &= maksimum \nonumber\\
&= m.g.h \nonumber\\
&=m.g.(L-L.cos\alpha) \nonumber\\
\\ \nonumber\\

E_k &= minimum \nonumber\\
&=0 \nonumber
\end{aligned}


Menentukan momen gaya terhadap suatu titik pada sebuah benda (PGK-L1)

• Momen gaya atau torsi adalah kecenderungan suatu gaya untuk memutar benda pada suatu sumbu.
• Secara matematis momen gaya dirumuskan :

$$\tau = R \times F$$

Keterangan :
$\tau$ = momen gaya (Nm)
R = lengan gaya. jarak titik tangkap gaya ke poros (m)
F = gaya (Newton)

Syarat :
Gaya (F) yang digunakan adalah gaya yang tegak lurus dengan lengan gaya (R)
 
Aturan tanda positif dan negatif pada momen gaya:

• Besar momen gaya bernilai positif, jika berputar searah jarum jam
• Besar momen gaya bernilai negatif, jika berputar berlawanan arah jarum jam

Menentukan posisi titik berat (MJD)

• Titik berat pada persegi dan persegi panjang, pada titik potong antara kedua diagonalnya. 
• Titik berat pada segitiga, terletak pada perpotongan garis berat, dan untuk tinggi segitiga = t, maka tinggi titik berat $y_0$ adalah  
  

$$y_0 = \frac{1}{3}t$$

• Cara mencari koordinat titik berat :

$$\begin{aligned} x_0 &= \frac{x_1 . A_1 + x_2 . A_2 + .... + x_n.A_n}{A_1 + A_2 + .... + A_n} \nonumber\\ \\ \nonumber\\ y_0 &= \frac{y_1 . A_1 + y_2 . A_2 + .... + y_n.A_n}{A_1 + A_2 + .... + A_n} \nonumber \end{aligned}$$

• Jika bangun datar berupa lubang, maka tanda menjadi negatif (dikurang), sehingga:

$$\begin{aligned} x_0 &= \frac{x_1 . A_1 - x_2 . A_2 - .... - x_n.A_n}{A_1 - A_2 - .... - A_n} \nonumber\\ \\ \nonumber\\ y_0 &= \frac{y_1 . A_1 - y_2 . A_2 - .... - y_n.A_n}{A_1 - A_2 - .... - A_n} \nonumber \end{aligned}$$

dengan bangun 1 merupakan bangun yang paling besar.
Keterangan : A = luasan bidang datar $(m^2)$