fisikakami

8/19/2019 fisikakami

1/44

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Fisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam dasar yang banyak

digunakan sebagai dasar bagi ilmu-ilmu yanglain. Fisika adalah ilmu yang

mempelajari gejala alam secarakeseluruhan. Fisika mempelajari materi, energi,

danfenomena atau kejadian alam, baik yang bersifat makroskopis (berukuran

besar, seperti gerak Bumi mengelilingiMatahari) maupun yang bersifat

mikroskopis (berukurankecil, seperti gerak elektron mengelilingi inti) yang

berkaitan dengan perubahan zat atau energi.Fisika menjadi dasar berbagai

pengembangan ilmudan teknologi. aitan antara fisika dan disiplin ilmu

lainmembentuk disiplin ilmu yang baru, misalnya denganilmu astronomi

membentuk ilmu astrofisika, denganbiologi membentuk biofisika, dengan ilmu

kesehatanmembentuk fisika medis, dengan ilmu bahan membentuk fisika

material, dengan geologi membentuk geofisika, danlain-lain. !ada bab ini akan

dipelajari tentang dasar dasarilmu fisika.

Fisika berasal dari bahasa "unani yang berarti #alam$.Fisika adalah ilmu

pengetahuan yang mempelajari sifatdan gejala pada benda-benda di alam. %ejala-

gejala inipada mulanya adalah apa yang dialami oleh indra kita,misalnya

penglihatan menemukan optika atau cahaya,pendengaran menemukan pelajaran

tentang bunyi, danindra peraba yang dapat merasakan panas.Mengapa kalian perlu

mempelajari Fisika& Fisikamenjadi ilmu pengetahuan yang mendasar,

karenaberhubungan dengan perilaku dan struktur benda khususnya benda mati.

Menurut sejarah, fisika adalah bidangilmu yang tertua, karena dimulai dengan

pengamatan-pengamatan dari gerakan benda-benda langit, bagaimanalintasannya,

periodenya, usianya, dan lain-lain. Bidangilmu ini telah dimulai berabad-

abadyang lalu, danberkembang pada zaman %alileo dan 'eton.

%alileomerumuskan hukum-hukum mengenai benda yangjatuh, sedangkan

'eton mempelajari gerak pada umumnya, termasuk gerak planet-planet pada

sistem tata surya.

1 | F i s i k a a s a r * * + e k n i k ! e r t a m b a n g a n


2/44

ukum gerak 'eton adalah hukum sains yang ditentukan oleh ir *saac

'eton mengenai sifat gerak benda. ukum gerak 'eton itu sendiri merupakan

hukum yang fundamental. /rtinya, 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.

ukum gerak 'eton adalah hukum sains yang ditentukan oleh ir *saac

'eton mengenai sifat gerak benda.ukum gerak 'eton itu sendiri merupakan

hukum yang fundamental./rtinya, 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.

alam fisika kita mengenal yang namanya hukum neton 0, 1 dan 2.

ukum gerak 'eton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar

mekanikaklasik . ukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja

pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya.

'eton merupakan ilmuan *nggris yang mendalami inamika, yaitu

cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. etiga hukum gerak ini pertama

dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ Naturalis Principia

Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 3 4uli 0567. alam makalah kali ini,

penulis hanya membahas tentang Hukum I Newton dan Hukum II Newton

saja.

alam kehidupan sehari-hari, gaya merupakan tarikan atau dorongan.

Misalnya, pada aktu kita mendorong atau menarik suatu benda atau kita

menendang bola, dikatakan baha kita mengerjakan suatu gaya dorong pada

mobil mainan.

Energ knetk adalah energi gerak yang diperoleh sebagai gerakan dari

obyek, partikel, atau seperangkat partikel. ebuah obyek yang memiliki gerak,

apakah itu gerak 8ertikal atau horizontal, maka sebuah obyek tersebut berarti

memiliki energi kinetik. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik adalah

semakin berat sebuah obyek tersebut dan semakin cepat pula obyek tersebut

bergerak maka energi kinetik yang yang dimiliki obyek tersebut semakin besar.


http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newtonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Philosophi%C3%A6_Naturalis_Principia_Mathematicahttp://id.wikipedia.org/wiki/Philosophi%C3%A6_Naturalis_Principia_Mathematicahttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newtonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Philosophi%C3%A6_Naturalis_Principia_Mathematicahttp://id.wikipedia.org/wiki/Philosophi%C3%A6_Naturalis_Principia_Mathematicahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_fisika


3/44

9nergi potensial merupakan suatu bentuk energi yang tersimpan, yang dapat

dimunculkan dan diubah sepenuhnya menjadi tenaga kinetik. enaga potensial

tidak dapat dikaitkan dengan gaya tak konser8atif seperti gaya gesekan, karena

tenaga kinetik dalam sistem demikian tidak kembali ke harga semula ketika sistem

mencapai konfigurasi mula + mula. 9nergi potensial merupakan suatu bentuk

energi yang tersimpan, yang dapat dimunculkan dan diubah sepenuhnya menjadi

tenaga kinetik. enaga potensial tidak dapat dikaitkan dengan gaya tak konser8atif

seperti gaya gesekan, karena tenaga kinetik dalam sistem demikian tidak kembali

ke harga semula ketika sistem mencapai konfigurasi mula + mula.

1.! RU"U#AN "A#ALAH

0. /pa !engertian ukum 'eton&

1. Bagaimana Bunyi, :umus, ;ontoh soal ukum * 'eton&

2. Bagaimana Bunyi, :umus, ;ontoh soal ukum ** 'eton&


4/44

=ntuk Mengetahui pengertian ukum 'eton, Bunyi ukum 'eton *

dan :umus ukum 'eton *, Bunyi ukum 'eton * dan :umus ukum

'eton *, Bunyi ukum 'eton * dan :umus ukum 'eton *, Mengetahui

tentang 9nergi inetik dan juga 9nergi !otensial seperti pengertiam dan

:umusnya.

BAB II

PE"BAHA#AN

!.1. Pengertan Hukum Newton

ukum-hukum 'eton adalah hukum yang mengatur tentang gerak.

ukum gerak 'eton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. /rtinya,

pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. edua, hukum

ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang

merupakan dasar mekanika klasik.

ukum gerak 'eton adalah tiga hukum yang menjadi dasar mekanika klasik.

ukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda

dan gerak yang disebabkannya. etiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh

*saac 'eton dalam karyanya Philosophi Naturalis Principa Mathematica,

pertama kali ditebitkan pada >3 4uli 0567.

!.!. Hukum I Newton

Bun' Hukum I Newton

# 4ika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol

maka benda diam akan tetap diam dan benda bergerak lurus beraturan akan tetap

bergerak lurus beraturan #

/rtinya uatu benda akan mempertahankan keadaanya apabila gaya yang bekerja

padanya sama dengan >. ;ontohnya batu akan tetap diatas gunung apabila tidak

ada yang memindahkannya

ecara fisika, HUKU" NE(T)N 1 dapat dituliskan ?

*& + ,

eterangan ?



5/44

@F A resultan gaya (g ms1)

Berdasarkan -ukum I Newton, dapatlah kita pahami baha suatu benda

cenderung mempertahankan keadaannya. Benda yang mula-mula diam akan

mempertahankan keadaan diamnya, dan benda yang mula-mula bergerak akan

mempertahankan geraknya. Cleh karena itu, hukum * 'eton juga sering disebut

sebagai hukum kelembaman atau hukum inersia. =kuran kuantitas kelembaman

suatu benda adalah massa. etiap benda memiliki tingkat kelembaman yang

berbeda-beda. Makin besar massa suatu benda, makin besar kelembamannya. aat

mengendarai sepeda motor kita bisa langsung memperoleh kelajuan besar dalam

aktu singkat. 'amun, saat kita naik kereta, tentu memerlukan aktu yang lebih

lama untuk mencapai kelajuan yang besar. al itu terjadi karena kereta api

memiliki massa yang jauh lebih besar daripada massa sepeda motor.

etiap hari kita mengalami hukum * 'eton. Misalnya, saat kendaraan

yang kita naiki direm secara mendadak, maka kita akan terdorong ke depan dan

saat kendaraan yang kita naiki tiba-tiba bergerak, maka kita akan terdorong ke

belakang, peristia tersebut merupakan contoh dari Hukum Newton 1.

Hukun Newton Pertama #eaga Hukum Ke/emaman

ukum pertama 'eton menyatakan baha sebuah benda dalam keadaan

diam atau bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau akan terus

bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada

benda itu. ecenderungan ini digambarkan dengan mengatakan baha benda

mempunyai kelembaman. Benda yang mula-mula diam akan mempertahankan

keadaan diamnya ( malas bergerak ), dan benda yang mula-mula bergerak akan

mempertahankan keadaan bergeraknya ( malas berhenti ). ifat benda yang

cenderung mempertahankan keadaan geraknya ( diam atau bergerak ) inilah yang

disebut kelembaman atau inersia ( kemalasan ). Cleh karena itu hukum pertama

'eton disebut juga hukum elembaman atau ukum inersia.

0onto- -ukum I Newton


http://fisikazone.com/tag/hukum-inersia/http://fisikazone.com/hukum-newton-1/http://fisikazone.com/tag/hukum-inersia/http://fisikazone.com/hukum-newton-1/


6/44

a. 4ika sepeda yang kita naiki sedang melaju, tiba-tiba direm mendadak maka

tubuh kita akan terdorong ke depan.

b. 4ika kita sedang duduk didalam bus yang sedang berhenti, tiba-tba supir bus

menjalankan bus maka tubuh akan terdorong ke belakang.

#oa/ dan Pema-asan Hukum Newton I

0. ebuah benda ditarik leat garis lurus sepanjang sebuah permukaan datar dan

licin dengan gaya konstan. !ertambahan kelajuannya dalam selang 0> s adalah 3

kmjam. 4ika gaya konstan kedua dikerjakan dalam arah yang sama di samping

gaya pertama tadi, kelajuan bertambah 03 kmjam dalam selang 0> s. Bagaiamana

perbandingan kedua gaya itu&

4aab ?

!ercepatan benda berhubungan dengan massa dan gaya total sehingga berlaku F A

m D. 4ika m menjadi massa kapal, maka D0 adalah percepatan kapal dengan gaya

total F0 dan D1 adalah percepatannya dengan gaya F0 E F1.

1. ebuah gaya tertentu F> memberikan percepatan 5 0>5

ms1

pada suatu benda.%aya lain memberikan pada benda yang sama percepatan sebesar G 0>5 ms1.

a. berapakah besarnya gaya kedua&Berapakah percepatan benda&

b. jika kedua gaya itu bekerja bersama sama pada benda dalam arah yang sama

c. jika kedua gaya itu bekerja bersama sama pada benda dalam arah yang

berlaanan

d. jika kedua gaya itu saling tegak lurus

4aab ?



7/44

2. %aya tertentu yang diberikan pada sebuah benda bermassa m0 memeberinya

percepatan 1> ms1. %aya yang sama diberikan pada sebuah benda bermassa



8/44

m1 menyebabkan percepatan 2> ms1. 4ika kedua benda itu diikat bersama dan

gaya yang sama diberikan pada gabungan benda-benda itu carilah percepatannyaH

4aab?

F0EF2-F1A>

F2AF1-F0

F2A1>-0>

F2A0> '

3. Benda bermassa m A 0> kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F A 01

' ke arah kanan. 4ika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah >,1dengan koefisien gesekan kinetis >,0 tentukan besarnya ?

a) %aya normal

b) %aya gesek antara benda dan lantai

c) !ercepatan gerak benda

!embahasan ?

%aya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut?

a) %aya normal



9/44

J Fy A >

' K L A >

' K mg A >

' K (0>)(0>) A >

' A 0>> '

b) %aya gesek antara benda dan lantai

;ek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda

dan lantai?

fsmaks A s '

fsmaks A (>,1)(0>>) A 1> '

ernyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik

benda (F) sehingga benda masih berada dalam keadaan diam. esuai dengan

hukum 'eton untuk benda diam ?

J F A >

F K fges A >

01 K fges A >

fges A 01 '

c) !ercepatan gerak benda

Benda dalam keadaan diam, percepatan benda 'CN



10/44

!.$. Hukum II Newton

Bun' Hukum II Newton

# !ercepatan 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$.

ecara matematis dapat ditulis ?

Ga'a "assa dan Hukum Kedua Newton

ukum kedua 'eton menetapkan hubungan antara besaran dinamika gaya

dan massa dan besaran kinematika percepatan, kecepatan, dan perpindahan. %aya

adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah

kecepatannya, artinya dipercepat. /rah 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.

;ontoh penerapan ukum ** 'eton ?

!ada gambar disamping, sebuah benda ditarik dengan gaya F . engan

adanya gaya F , maka benda bergerak dengan percepatan a. !ada kasus yang

kedua, benda dengan massa m ditarik oleh 1 orang dengan gaya 1 F. !ada asus

yang kedua ini, benda bergerak dengan percepatan 1a, massa benda ditambah dan



11/44

ditarik dengan gaya F . !ada kasus yang ketiga benda bergerak dengan percepatan

a/ 1 .

alam hukum ini, 'eton menyimpulkan sebagai berikut ?

0. !ercepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda dengan

massa m berbanding langsung ( sebanding ) dengan besar resultan gaya. Makin

besar gaya, makin besar percepatan.

1. !ercepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda

berbanding terbalik dengan massa benda m. Makin besar massa, makin kecil

percepatan.

A2/kas -ukum II Newton da/am ke-du2an se-ar3-ar 4

0. Mengambil air dari dalam sumur menggunakan katrol. !ada saat mengambil

air dari dalam sumur kita memberikan gaya pada katrol dengan menarik tali

yang menhubungkan katrol. %aya inilah yang akan menggerakkan katrol,

seperti yang ditunjukka pada gambar di atas.

1. Nift yang bergerak naik turun. ebelum bergerak baik naik maupun turun lift

dalam keadaan diam. emudian lift diberi gaya yang mengakibatkan lift

mengalami percepatan.

0onto- #oa/ dan Pema-asan Newton II 4

0. Mobil-mobilan bermassa 1 g diam diatas lantai licin, kemudian diberi gaya

tertentu dan bergerak dengan percepatan 0>ms1. Berapakah gaya yang

diberikan pada mobil-mobilan&

iketahui ? m A 1 g

a A 0> ms1

itanya ? F &

4aab ? F A m.a A 1 g . 0> ms1 A 1> '

1. Benda bermassa 0 kg bergerak dengan percepatan konstan 3 ms1. Berapa

besar resultan gaya yang menggerakan benda tersebut &

!embahasan

iketahui ?

Massa benda (m) A 0 kg



12/44

!ercepatan (a) A 3 ms1

itanya ? resultan gaya yang menggerakan benda

4aab ?

4adi resultan gaya yang menggerakan benda adalah ?

2. Massa balok A 0 kg, F A 1 'eton. Besar dan arah percepatan balok adalahO

!embahasan

iketahui ?Massa balok (m) A 0 kg

%aya (F) A 1 'eton

itanya ? besar dan arah percepatan balok (a)

4aab ?

/rah percepatan balok A arah gaya F


13/44

Massa balok (m) A 1 kg

F0 A 3 'eton

F1 A 2 'eton


4aab ?

'eton, F1 A 0 'eton. Besar dan arah percepatan balok adalahO

!embahasan

iketahui ?

Massa balok (m) A 1 kg

F1 A 0 'eton

F0 A 0> 'eton

F0 A F0 cos 5>o A (0>)(>,3) A 3 'eton


4aab ?



14/44

/rah percepatan balok A arah

resultan gaya A arah F0

3. F0 A 0> 'eton, F1 A 0 'eton, m0 A 0 kg, m1 A 1 kg. Besar dan arah

percepatan balok adalahO

!embahasan

iketahui ?

Massa balok 0 (m0) A 0 kg

Massa balok 1 (m1) A 1 kg

F0 A 0> 'etonF1 A 0 'eton


4aab ?

5. ebuah balok dengan massa 0 kg yang aalnya diam, diberi gaya 0 'eton

sehingga balok bergerak dengan kecepatan 0> ms selama 1 detik. entukan

percepatan balok selama bergerak H



15/44

iketahui ?

m ? 0> kg

t A 1 s

80 A > ms

81 A 0> ms

F A 0 '

a A P8Pt A 0>1 A 3 ms1

ditanya ?

a . . . &

jaab ?

a A JFm

a A 00

a A 0 ms1

7. ebuah benda bermassa 1 kg ditarik dengan gaya 03 'eton searah dengan

gerak benda. entukan percepatan benda jika gaya gesekan antara benda dan

lantai 0 'eton H

iketahui ?

m ? 1 kg

F A 03 '

fg ? 0 '

ditanya ?

a . . . &

jaab ?F + fg A m a

03 + 0 A 1 a

0< A 1a

a A 0


16/44

F aksi A - F reaksi

*ngat gaya merupakan besaran 8ektoryang mempunyai nilai dan arah,

tanda negatif menunjukkan arah gaya reaksi berlaanan dengan gaya aksi.

/dapun syarat berlakunya -ukum II Newton atau -ukum aks reaks kedua

gaya sama besar, kedua gaya arahnya berlaanan, bekerja pada dua benda yang

berbeda. %aya yang bekerja pada aksi reaksi disebut gaya sentuh.

Hukum III Newton juga berlaku pada gaya tak sentuh, seperti pada gaya

gra8itasi bumi. %aya gra8itasi bumi menyebabkan benda-benda dapat jatuh ke

bumi. Buah kelapa yang sudah tua seringkali jatuh dari pohonnya.ukum *** 'eton tentang gerak menyatakan baha bila suatu benda

melakukan gaya pada benda lainnya, maka akan menimbulkan gaya yang

besarnya sama dengan arah yang berlaanan. engan kata lain, ukum ***

'eton ini berbunyi ?

%aya aksi A gaya reaksi.

%aya aksi A gaya yang bekerja pada benda.

%aya reaksi A gaya reaksi benda akibat gaya aksi.

=ntuk setiap gaya aksi yang dilakukan, selalu ada gaya reaksi yang

besarnya sama tetapi arahnya berlaanan, atau gaya interaksi antara dua buah

benda selalu sama besar tetapi berlaanan arah. arus selalu diingat baha

pasangan gaya yang dimaksudkan dalam ukum *** 'eton ini bekerja pada dua

benda yang berbeda. %aya mana yang merupakan gaya reaksi pada dasarnya tidak

dapat ditentukan. 'amun demikian, biasanya dalam soal fisika disebutkan baha

gaya aksi adalah gaya yang kita lakukan, meskipun sebenarnya bisa

dipertukarkan. ukum ketiga menyatakan baha tidak ada gaya timbul di alam semesta

ini, tanpa keberadaan gaya lain yang sama dan berlaanan dengan gaya itu. 4ika

sebuah gaya bekerja pada sebuah benda ( aksi ) maka benda itu akan mengerjakan

gaya yang sama besar namun berlaanan arah ( reaksi ). engan kata lain gaya

selalu muncul berpasangan. idak pernah ada gaya yang muncul sendirian.



17/44

ebagai ;ontoh, ketika kita berjalan, telapak kaki kita mendorong tanah

kebelakang ( aksi ). ebagai reaksi, tanah mendorong telapak kaki kita ke depan,

sehingga kita berjalan kedepan.

;ontoh lain, etika seseorang mendayung perahu, pada aktu

mengayunkan dayung, pendayung mendorong air ke belakang ( aksi ). ebagai

reaksi, air memberi gaya pada dayung kedepan sehingga perahu bergerak

kedepan.

ecara matematis, ukum *** 'eton ditulis sebagai berikut ?

F/ A - FB /tau Faksi A - Freaksi

"ang bisa dibaca sebagai # gaya benda / yang bekerja pada benda B sama

dengan negativ gaya benda B yang bekerja pada benda / $

A2/kas -ukum III Newton da/am ke-du2an se-ar3-ar 4

0. angan terasa sakit saat memukul tembok

aat memukul tembok kita memberikan gaya pada tembok sebagai aksi, dan

tembok aka memberikan gaya yang sama tetapi arahnya berlaanan sebagai

reaksi. %aya reaksi inilah yang menyebabkan tangan terasa sakit saat memukul

tembok.

1. Berjalan di atas lantai

!ada saat berjalan kaki memberikan gaya dorong kepada lantai sebagai aksi, gaya

aksi ini arahnya ke belakang. Nantai akan memberikan gaya dorong ke depan

kepada kaki sebagai reaksi.

2. Berenang

!ada saat berenang kaki dan tangan memberikan gaya dorong kebelakang kepada

air sebagai aksi. /ir akan memberikan gaya dorong ke depan sebagai reaksi.



18/44

peluncuran roket


19/44

A mg

arena g adalah sama untuk semua benda di suatu titik, kita dapat

menyimpulkan baha berat benda sebanding dengan massanya. 'amun

pengukuran g yang teliti di berbagai tempat menunjukkan baha g tidak

mempunyai nilai yang sama di mana-mana.

%aya tarikan bumi pada benda berubah dengan lokasi. ecara khusus, di

titik-titik di atas permukaan bumi, gaya karena gra8itasi berubah secara terbalik

dengan kuadrat jarak benda dari pusat bumi. 4adi, sebuah benda memiliki beratsedikit lebih kecil pada ketinggian yang sangat tinggi dibandingkan pada

ketinggian laut. Medan gra8itasi juga sedikit berubah dengan garis lintang karena

bumi tidak tepat bulat tetapi agak datar di kutub-kutubnya. 4adi,berat tidak seperti

massa,bukan sifat intrinsik benda itu sendiri. atuan * untuk berat adalah '

('eton).

"assa

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. engan demikian rasio

massa benda-benda itu sama dengan kebalikan rasio percepatan benda-benda itu

yang dihasilkan oleh gaya yang sama ?

m0m1 A a0a1

atuan * untuk massa adalah kg (kilogram)

=ntuk lebih jelasnya perbedaan antara berat dan massa dapat kita lihat pada

tabel berikut ?

No. "assa Berat

1.Massa adalah jumlah

banyaknya zat itu sendiri.

Berat adalah gaya tarik bumi

terhadap benda.

!.isemua tempat harganya

tetap

arganya tidak tetap,

terdantung dari tempat itu.

$. atuan ( * ) g atuan 'eton ( ' )



20/44

5. Merupakan besaran skala Merupakan besaran 8ektor

6. apat diukur dengan neraca

ohauss dan neraca pegas.

apat diukur dengan neraca

pegas.



21/44



22/44



23/44

>>> kg, bergerak dengan kecepatan 1> ms.

Mobil direm dan berhenti setelah menempuh jarak 1>> m. Berapakah gaya

pengeremannya&

!enyelesaian ?

iketahui ?

m A 0> >>> kg

8> A > ms

8 A 1> ms

P A 1>> m

itanya ? F&

4aab ?

F A m.a

81 A 8>1 E 1.a.P

a A t88PK.11>1

A )1>>.(11>>11K

A - 0 ms1 (diperlambat)

F A m.a

A 0> >>> (-0)

A - 0> >>> ' (berlaanan arah kecepatan mobil)

3. ebuah balok terletak pada suatu bidang miring. Balok ini diikat oleh

sebuah tali. 4ika tali diputuskan apa yang terjadi pada balok ini&

!erhatikan gambar dibaah ini ?

!enyelesaian?

Mari kita lihat gaya-gaya yang bekerja pada benda.

/da 2 buah gaya yang bekerja pada benda ini.

F gaya reaksi tali akibat gaya aksi yang diberikan oleh benda pada tali. F0

sering dinamakan sebagai gaya tegang tali yang diberi simbol

L gaya berat benda akibat tarikan gra8itasi. :eaksinya adalah gaya

sebesar L pada bumi. F**/ M9/'*/, 4onifan, *in Nidya, "asman



24/44

F1 gaya reaksi bidang miring pada benda, akibat gaya aksi yang diberikan

benda itu pada bidang miring. F1 dinamakan gaya normal, sering diberi

simbol '.

arena benda diam, maka percepatan benda sama dengan nol, sehingga

menurut ukum 'eton ** ?

JF A m.a

F0 E F1 E L A >

E ' E m.g A >

ita ambil sumbu sepanjang bidang miring dan surnbu y tegak lurus

bidang miring. omponen dan y persamaan di atas adalah,

FQ A + mg sinR A >

an

F" A + mg cosR A >

4ika tali dipotong maka tidak ada, gaya resultan pada balok sama dengan

nol lagi, balok akan bergerak dipercepat. 4ika aQ dan a" adalah percepatan

arah sumbu dan y, makaI

FQ AmaQ

> + mg sin R A maQ

aQ A - g sinR

dan

F"A ma"

+ mg cos R A ma"

> Ama"

a" A >

4adi kesimpulannya adalah ketika tali putus maka benda bergerak dengan

percepatan -g sin > arah ke baah sejajar bidang miring.

5. uatu benda dijatuhkan dari atas bidang miring yang licin dan sudut

kemiringan 2>>. entukanlah percepatan benda tersebut jika g A 0> ms1

dan massa benda < kg

!enyelesaian ?

iketahui ?



25/44

m A < kg

g A 0> ms1

R A 2>>

itanya ? a &

4aab ?

F A mg sin R

R mg mg cos R

F A - mg sin R A ma

a A - g sin R

A - 0> sin 2>>

A - 0> . (>,3)

A 3 ms1

!.7. Energ Knetk



26/44

Energ knetk adalah energi gerak yang diperoleh sebagai gerakan dari

obyek, partikel, atau seperangkat partikel. ebuah obyek yang memiliki gerak,

apakah itu gerak 8ertikal atau horizontal, maka sebuah obyek tersebut berarti

memiliki energi kinetik. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik adalah

semakin berat sebuah obyek tersebut dan semakin cepat pula obyek tersebut

bergerak maka energi kinetik yang yang dimiliki obyek tersebut semakin besar.

/da banyak bentuk energi kinetik antara lain yaitu ? getaran (energi karena gerak

getaran), rotasi (energi karena gerak rotasi atau berputar), dan translasi (energi

karena gerakan perpindahan dari satu lokasi ke lokasi lain). ecara umum, energi

kinetik adalah energi yang dipunyai suatu benda yang sedang bergerak. ecara

khusus, energi kinetik adalah energi yang dipunyai suatu benda bermassa m yang

sedang bergerak dengan kelajuan v.

%ambar 9nergi inetik

0onto- energ knet da/am ke-du2an se-ar3-ar

0.eekor gajah yang sedang berlari mempunyai energi kinetik lebih besar

daripada seorang atlet yang sedang berlari (dengan kelajuan yang sama)

karena gajah mempunyai massa yang lebih besar.



27/44

1.Mobil balap yang sedang bergerak mempunyai energi kinetik lebih besar

daripada mobil pada umumnya (dengan massa yang sama pula) karena mobil

balap mempunyai kelajuan yang lebih besar.

2. Bola menggelinding di lantai

.t E 01.a.t1

4ika 9,A>, maka didapatkan?

sA01.a.t1 ...(0)

=ntuk kelajuan benda 9t dengan 8>A>, didapatkan?

8tA8> E a.t

8tAa.t



28/44

tA8ta ...(1)

ubtitusikan persamaan (1) ke persamaan (0), sehingga?

sA01.a.t1

A01.a.(8ta)1

A8t11a ...(2)

ita subtitusikan ukum ** 'eton dan persamaan (2) ke rumus usaha (LAF.s)

sehingga diperoleh?

LAF.s

LA(m.a).8t11a

(+18!.m.9t!

maka rumus energi kinetik adalah?

Ek+1

2 . m.9!

G,0onto- #oa/ dan Pema-asan

0.ebuah mobil bermassa 0 ton pada mulanya diam. esaat kemudian bergerak

dengan kelajuan 0> ms. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut

adalah O

/. 0.>>> 4oule

B. 0>.3>> 4oule

;. 03.>>> 4oule

. 13.>>> 4oule

9. 3>.>>> 4oule

!embahasan ?



29/44

iketahui ?

m A 0 ton A 0>>> kg, 8o A > ms, 8t A 0> ms

itanya ?

=saha (L) &

4aab ?

=saha A perubahan energi kinetik

Perua-an energ knetk ?

A S m(8t1 + 8o

1) A S (0>>>)(0>> + >) A S (0>>>)(0>>) A 3>.>>> kg m1s1 A 3>.>>>

4oule

4adi L A 3>.>>> 4oule

4aaban yang benar adalah 9.

1. ebuah meja bermassa 0> kg mula-mula diam di atas lantai licin, lalu didorong

selama 0> sekon sehingga bergerak lurus dengan percepatan 1 ms1. Besar

usaha yang terjadi adalahO

/. 1>>> 4oule

B. 2>>> 4oule

;. 5>>> 4oule

. 6>>> 4oule

9. G>>> 4oule

!embahasan ?

iketahui ?

m A 0> kg, t A 0> sekon, 8o A >, a A 1 ms1, 8t A &

itanya ?

=saha (L) &

4aab ?

itung kelajuan akhir (8t) ?

8t A 8o E a t A > E (1)(0>) A 1> ms

=saha A perubahan energi kinetik



30/44

Perua-an energ knetk ?

A S m(8t1 + 8o

1) A S (0>)(> + >) A S (0>)(>) A S (>>) A 1>>> 4oule

4adi L A 1>>> 4oule

4aaban yang benar adalah /.

2.Mobil bermassa 3>>> kg pada mulanya diam, sesaat kemudian bergerak dengan

kelajuan 1> ms. entukan usaha total yang dilakukan pada mobil tersebutOH

!embahasaniketahui ?

Massa (m) A 3>>> kg

elajuan aal (8o) A > ms (pada mulanya mobil diam)

elajuan akhir (8t) A 1> ms

itanya ? =saha total

4aab ?

eorema usaha-energi kinetik menyatakan baha usaha total sama dengan

perubahan energi kinetik. ecara matematis ?

=saha total ?

Ltotal A S m (8t1 + 8o

1)

Ltotal A S (3>>>)(1>1 + >1)



31/44

Ltotal A (13>>)(> + >)

Ltotal A (13>>)(>)

Ltotal A 0>>>.>>>

=saha total adalah 0>>>.>>> 4oule.

kg pada mulanya bergerak dengan kelajuan 3 ms. esaat

kemudian benda itu bergerak dengan kelajuan 0> ms. entukan usaha total yang

dikerjakan pada benda tersebut.

!embahasan

iketahui ?

Massa benda (m) A 0> kg

elajuan aal (8o) A 3 ms

elajuan akhir (8t) A 0> ms

itanya ? usaha total

4aab ?

=saha total ?

=saha total adalah 273 4oule.

3. ebuah mobil bermassa 1>>> kg bergerak dengan kelajuan 0> ms pada arah

mendatar. iba-tiba pengemudi mengurangi kelajuan mobil menjadi 3 ms.



32/44

=saha yang dilakukan pengemudi pada mobil adalahO

!embahasan

iketahui ?

Massa mobil (m) A 1>>> kg

elajuan aal (8o) A 0> ms

elajuan akhir (8t) A 3 ms

itanya ? usaha total

4aab ?

=saha total ?

=saha total adalah 73.>>> joule.

anda negatif artinya resultan gaya yang bekerja pada mobil berlaanan arah

dengan perpindahan mobil. =saha negatif juga berarti energi kinetik mobil

berkurang.

5. ebuah mobil bermassa 3.>>> kg sedang bergerak dengan kelajuan 71 kmjam

mendekati lampu merah.



33/44

entukan besar gaya pengereman yang harus dilakukan agar mobil berhenti di

lampu merah yang saat itu berjarak 0>> meter dari mobilH (71 kmjam A 1> ms)

Pema-asan

!.:. Energ Potensa/

9nergi potensial merupakan suatu bentuk energi yang tersimpan, yang

dapat dimunculkan dan diubah sepenuhnya menjadi tenaga kinetik. enaga

potensial tidak dapat dikaitkan dengan gaya tak konser8atif seperti gaya gesekan,

karena tenaga kinetik dalam sistem demikian tidak kembali ke harga semula

ketika sistem mencapai konfigurasi mula + mula.

i dalam suatu sistem, ada dikenal tenaga potensial dan tenaga kinetik

dan ini dikenal dalam sistem konser8atif. enaga potensial sendiri merupakan

tenaga yang belum dikeluarkan dan masih tersimpan. alam tulisan ini akan

dibahas dua jenis energi potensial yaitu energi potensial gra8itasi dan energi

potensial pegas.

1 Energ Potensa/ Gra9tas

Misalkan sebuah benda bermassa m (dan beratnya w = m g ) bergerak

8ertikal seperti gamar 1 ;a


34/44

apat dikatakan baha usaha gaya gra8itasi adalah −mg( y2− y1) , tak peduli

apakah benda itu bergerak naik atau turun.

%br 0. =saha %ra8itasi w pada aktu gerak lurus suatu benda dari suatu titik ke

titik lain dalam suatu medan gra8itasi.

4ika benda tersebut bergerak dari ketinggian yang sama y0 tetapi menuju

ketinggian y1 menuruti suatu lintasan seperti pada gamar 1 ;


35/44

Cleh sebab itu, usaha gra8itasi bergantung hanya pada ketinggian

permulaan dan ketinggian terakhir saja dan bukan pada bentuk lintasan. alau

titik + titik ini berada ketinggian yang sama, maka usaha adalah nol.

arena usaha total sama dengan perubahan energi kinetik, maka

W ' +W grav= E K

2

− E K 1

W ' −(mgy

2−mgy

1)=(12 mv22−

1

2m v

1

2)!ada persamaan di atas, keadaaan bergantung pada keadaan aal dan

keadaan akhir sehingga dapat disusun kembali menjadi persamaan seperti berikut

ini

W ' =( mgy2−mgy1 )+(12 m v22−12 m v12)

:uas kiri persamaan di atas mengandung usaha gaya P . uku + suku

dalam ruas kanan hanya bergantung pada keadaan akhir dan permulaan gerak

benda itu (laju dan ketinggiannya) dan tidak bergantung pada keadaan

lintasannya. Besaran mgy hasil kali antara berat mg dari benda dengan tinggi y

dari pusat beratnya di atas bidang patokan, disebut energi potensial gravitasi E p.

E P ( gravitasi )=mgy

Cleh karena itu persamaan di atas dapat ditulis

W ' =(12 mv22+mgy2)−(

1

2mv

1

2+mgy

1)4adi persamaan di atas adalah jumlah energi mekanik sistem dan tanda

kurung pertama adalah jumlah energi mekanik aal dan tanda kurunng kedua

adalah jumlah energi mekanik akhir. ehingga dapat disimpulkan baha usaha

semua gaya yang bekerja pada benda kecuali gaya gra8itasi sama dengan

perubahan energi mekanik benda itu sendiri. alam hal ini, dapat ditulis

persamaan sesuai kesimpulan ini sehingga dapat disimpulkan baha energi

kinetik berhubungan erat dengan energi potensial.



36/44

1

2m v

2

2+mg y2=1

2m v

1

2+mg y1

1 Energ Potensa/ Pegas

!ada gamar ! dapat dilihat sebuah benda bermassa m di atas sebuah

permukaan datar. alah satu ujung pegas direkatkan pada benda tersebut dan

ujung lainnya diikat tetap. emudian ditentukan pangkal koordinat benda tersebut

pada saat pegas tidak regang seperti pada gamar ! ;a


37/44

W el=∫ F ∙ ds=∫ x1

x2

F cosθ dx

arena arah F berlaanan dengan arah d! maka cosθ=−1 sehingga

W el=−∫ x

1

x2

kx dx

atau

W el=−(12 k x22−1

2k x

1

2)/ndaikan W’ ialah usaha gaya P yang dikerjakan. Maka dengan membuat usaha

total sama dengan energi kinetik benda, kita peroleh

W ' +W el=∆ E k

1

W ' −(12 k x22−

1

2k x

1

2)=(12 mv22−1

2m v

1

2)Besaran

1

2k x

2

2

dan besaran1

2k x

1

2

hanya bergantung pada posisi

aal dan posisi akhir dari benda, bukan pada cara benda tersebut bergerak. Cleh

karena itu persamaan tersebut, bagian persamaan $usaha$ dipindah ke bagian

persamaan #energi$. engan demikian

W ' =(12 m v22−

1

2m v

1

2)+(12 k x22−1

2k x

1

2)Besaran

1

2k x

2

, yaitu setengah kali konstanta gaya dengan kuadrat

koordinat benda disebut energi potensial elastik # P , benda tersebut.

E P ( elastik )=1

2

k x2

4adi usaha W’ gaya P sama dengan jumlah perubahan energi kinetik benda

dan perubahan energi potensial elastiknya sehingga dapat ditulis menjadi

persamaan

W ' =(12 m v22+

1

2k x

2

2)−( 12 m v12+1

2k x

1

2)4umlah energi kinetik dan potensial benda sama denagn energi mekanik

totalnya dan usaha semua gaya + gaya yang bekerja pada benda itu, dengan

2engecua/an ga'a e/astk sama dengan peru$ahan energi mekanik total $enda.



38/44

0onto- #oa/ dan Pema-asan 4

1.ebuah kelapa bermassa 1 kg berada pada ketinggian 0> meter dari

permukaan bumi. 4ika diketahui gra8itasi bumi ditempat itu adalah 0>

ms1, berapakah energi potensial yang dimiliki kelapa pada ketinggian itu&

4aab?

o # P " m ! g ! h

o # P " % ! &' ! &'

o # P " %'' (oule

1. ebuah benda bermassa 1 kg memiliki energi potensial sebesar 3>> 4oule

pada ketinggian tertentu. 4ika gra8itasi bumi ditempat itu adalah 0> ms1,

berapakah perkiraan ketinggian benda tersebut dari permukaan bumi&

4aab

o # P " m ! g ! h

o h A # P /)m!g*

o

h A 3>> (1 0>)

o h A 13 meter.

;ontoh soal pertama merupakan contoh penggunaan rumus dasar energi

potensial, sedangkan contoh kedua merupakan penggunaan rumus jika energi

potensial dan dua faktor lainnya diketahui. emoga dua contoh diatas sudah

cukup meakili bahasan kita tentang soal energi potensial.



39/44

2. ebuah benda berada pada ketinggian seperti yang terlihat pada gambar

berikut.

4ika benda telah turun sejauh 1 meter dari posisi mula-mula, berapakah

energi potensial yang dimiliki benda itu sekarang&

4aab

o 9p09p1 A h0h1

o 5>>>9p1 A 0>6

o 9p1 A (5>>> 6)0>

o 9p1 A > 4

>> 4, berapakah perkiraan massa benda jika diketahui percepatan

gra8itasi bumi (g) adalah 0> ms1&



40/44

4aab

'ilai massa (m) benda dapat dihitung dengan memodifikasi persamaan 9nergi

potensial menjadi?

m " #p/)g.h*

m " +'''/)&'.,*

m " +'''/,'

m " &%' kg

,. 4ohn memiliki benda tergantung di udara. Benda itu memiliki massa 3>

kilogram dan 3> meter di atas tanah. Berapa besar usaha objek yang akan

dilakukan jika itu dijatuhkan&

4aab?

9! A mgh

9! dari objek tersebut (3> kg) (G,6>533 m s1) (3> m)

9! A (1.3>> kg m) (G,6>533 m s1)

9! A 1


41/44

3> kg m1 s1 A m (G,6>533 m s1) (0> m)

Menyelesaikannya untuk m adalah?

3 kg m s1 A (G,6>533 m s1) m

m A 3 kg m s1 ? G,6>533 m s1 A >,3>G6 kg

Massa benda tersebut adalah sekitar >,3 kilogram.

7. :ichard ingin tahu berapa besar energi potensial yang dimiliki kucingnya

ketika naik ke atas pohon di dekat rumahnya. inggi pohon 03 meter dan

kucing memiliki massa 3 kilogram. Berapa banyak energi potensial yang

dimiliki kucingnya&

4aab?

9! A mgh

9! A (3 kg) (G,6 m s1) (03 meter)

9! A (3 kg) (0


42/44

- ukum *** 'eton berbunyi # bila suatu benda melakukan gaya pada benda

lainnya, maka akan menimbulkan gaya yang besarnya sama dengan arah yang

berlaanan$. imana ?

&aksi + 3 &reaksi

- Massa berbeda dengan berat. Massa adalah sifat intristik dari sebuah benda

yang menyatakan resistensinya terhadap percepatan, sedangkan berat bergantung

pada hakikat dan jarak benda-benda lain yang mengerjakan gaya-gaya

gra8itasional pada benda itu.

$.!. #aran

!engunaan ukum 'eton dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak

seperti?

- Mobil yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang

sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa mobil

tersebut

-/danya gaya gra8itasi

-!eristia gaya magnet

-%aya listrik

4adi, sebaiknya kita harus menggunakan hukum neton dengan baik dalam

pengunaan kehidupan sehari-hari.

an juga pengunaan 9nergi inetik dan !otensial juga harus digunakan

dalam kehidupan sehari-hari untuk menunjang kehidupan kita semua. 9nergi

sangat mempengaruhi kehidupan manusia dan manjaga keseimbangan bumi tanpa

energi bumi tidak akan seperti ini.



43/44

DA&TAR PU#TAKA

:uanto, Bambang. 1>>G. -sasasas Fisika %-. "ogyakarta?"udhistira

ugijono, dkk. 0GG5. onsepkonsep Fisika. laten? ! *ntan !ariara

http?thamaro.blogspot.com1>0101makalah-hukum-neton.html (iakses pada

12 Maret 1>05, pukul 05?07)

http?tatangsma.com1>03>Gcontoh-soal-energi-potensial-beserta-

jaabannya.html (iakses pada 12 Maret 1>05, pukul 05?0G)

http?fisikastudycenter.comfisika-smp31-energi-kinetik-energi-potensial-energi-

mekanik-6-smp (iakses pada 12 Maret 1>05, pukul 05?1>)


http://thamaro.blogspot.com/2012/12/makalah-hukum-newton.htmlhttp://tatangsma.com/2015/09/contoh-soal-energi-potensial-beserta-jawabannya.htmlhttp://tatangsma.com/2015/09/contoh-soal-energi-potensial-beserta-jawabannya.htmlhttp://fisikastudycenter.com/fisika-smp/52-energi-kinetik-energi-potensial-energi-mekanik-8-smphttp://fisikastudycenter.com/fisika-smp/52-energi-kinetik-energi-potensial-energi-mekanik-8-smphttp://thamaro.blogspot.com/2012/12/makalah-hukum-newton.htmlhttp://tatangsma.com/2015/09/contoh-soal-energi-potensial-beserta-jawabannya.htmlhttp://tatangsma.com/2015/09/contoh-soal-energi-potensial-beserta-jawabannya.htmlhttp://fisikastudycenter.com/fisika-smp/52-energi-kinetik-energi-potensial-energi-mekanik-8-smphttp://fisikastudycenter.com/fisika-smp/52-energi-kinetik-energi-potensial-energi-mekanik-8-smp


44/44

https?pustakafisika.ordpress.com1>00>G1>contoh-penerapan-hukum-

neton-i-ii-dan-iii (iakses pada 12 Maret 1>05, pukul 05?11)
https://pustakafisika.wordpress.com/2011/09/20/contoh-penerapan-hukum-newton-i-ii-dan-iii/https://pustakafisika.wordpress.com/2011/09/20/contoh-penerapan-hukum-newton-i-ii-dan-iii/https://pustakafisika.wordpress.com/2011/09/20/contoh-penerapan-hukum-newton-i-ii-dan-iii/https://pustakafisika.wordpress.com/2011/09/20/contoh-penerapan-hukum-newton-i-ii-dan-iii/

Documents

fisikakami