GERAK

Gerak adalah perpindahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuannya. Titik acuan adalah suatu titik untuk memulai pengukuran perubahan kedudukan benda. Benda dikatakan bergerak jika mengalami perubahan kedudukan terhadap suatu titik yang ditetapkan sebagai acuan.

Besaran gerak terbagi menjadi 4 yaitu : 1. Jarak dan Perpindahan 2. Kelajuan dan Kecepatan 3. Kelajuan rata-rata dan Kecepatan rata-rata 4. Percepatan

JARAK DAN PERPINDAHAN Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh benda tanpa memperhatikan arah sehingga

merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah panjang lintasan yang ditempuh benda dengan memperhatikan arahnya

sehingga merupakan besaran vektor

KELAJUAN DAN KECEPATAN Kelajuan adalah jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Kelajuan merupakan besaran skalar

(tidak tergantung pada arahnya). Kelajuan selalu bernilai positif. Alat untuk mengukur kelajuan adalah spidometer. Contoh : kelajuan mobil 70 km/jam.

Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu. Kecepatan adalah besaran vektor (bergantung pada arahnya). Contoh : kecepatan mobil 70 km/jam ke arah selatan.

Rumus Kelajuan/Kecepatan

Keterangan :v : kelajuan atau kecepatan (m/det) s : jarak yang ditempuh (m) t : waktu tempuh (detik)

Kelajuan Rata-Rata dan Kecepatan Rata-Rata Kelajuan rata-rata adalah hasil bagi jarak total yang ditempuh dengan waktu tempuh.

Dengan rumus sebagai berikut :

Keterangan : : kelajuan rata-rata (m/s): jarak total (m): waktu tempuh total (s)

1

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan dengan selang waktu. Dengan rumus sebagai berikut :

: kecepatan rata-rata (m/s) Δx : selisih perpindahan (m) = x2 - x1 Δt : selisih waktu tempuh (s) = t2 - t1

PERCEPATAN Percepatan adalah perubahan kecepatan per satuan waktu. Dengan rumus :

Keterangan :a : percepatan (m/det2) v : perubahan kecepatan (m/det) t : waktu tempuh (det)

GERAK LURUS BERATURAN (GLB)Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak gerak benda yang lintasannya lurus dan

kecepatannya konstan (tetap). Contoh gerak GLB adalah mobil yang bergerak pada jalan lurus dan berkecepatan tetap. Persamaan yang digunakan pada GLB adalah sebagai berikut :

s = v.tKeterangan :s =jarak atau perpindahan (m)v = kelajuan atau kecepatan (m/s)t = waktu yang dibutuhkan (s)

Perbedaan perpindahan dan jarak tempuh Perpindahan adalah besarnya jarak yang diukur dari titik awal menuju titik akhir

sedangkan Jarak tempuh adalah Panjang lintasan yang ditempuh benda selama bergerak.Perhatikan gambar dibawah ini

Sebuah benda bergerak dari A menuju B kemudian dia kembali ke C. Pada peristiwa di atas Pepindahannya adalah AB – BC = 200 m – 90 m = 110 m. Sedangkan jarak yang ditempuh adalah AB + BC = 200 m + 90 m = 290 m. Apabila perpindahan dan jarak itu berbeda maka antara kecepatan dan kelajuan juga berbeda.

2

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lintasannya lurus dengan percepatan

tetap dan kecepatan yang berubah secara teratur. Contoh GLBB adalah gerak buah jatuh dari pohonnya, gerak benda dilempar ke atas.

GLBB dibagi menjadi 2 macam : GLBB dipercepat adalah GLBB yang kecepatannya makin lama makin cepat, contoh

GLBB dipercepat adalah gerak buah jatuh dari pohonnya. Grafik hubungan antara v terhadap t pada GLBB dipercepat adalah

Sedangkan Grafik hubungan antara s terhadap t pada GLBB dipercepat

GLBB diperlambat adalah GLBB yang kecepatannya makin lama makin kecil (lambat). Contoh GLBB diperlambat adalah gerak benda dilempar keatas.

Grafik hubungan antara v terhadap t pada GLBB diperlambat

3

Grafik hubungan antara s terhadap t pada GLBB diperlambat

Persamaan yang digunakan dalam GLBB sebagai berikut :Untuk menentukan kecepatan akhir

Untuk menentukan jarak yang ditempuh setelah t detik adalah sebagai berikut:

Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan persamaan diatas adalah saat GLBB dipercepat tanda yang digunakan adalah + . Untuk GLBB diperlambat tanda yang digunakan adalah - , catatan penting disini adalah nilai percepatan (a) yang dimasukkan pada GLBB diperlambat bernilai positif karena dirumusnya sudah menggunakan tanda negatif.

GERAK MELINGKARGerak melingkar yaitu gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran

Dari diagram tersebut, diketahui benda bergerak sejauh ω° selama sekon, maka benda dikatakan melakukan perpindahan sudut.

Benda melalukan 1 putaran penuh. Besar perpindahan linear adalah atau keliling lingkaran. Besar perpindahan sudut dalam 1 putaran penuh adalah atau 360°.

4

Perpindahan sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut Perpindahan sudut adalah posisi sudut benda yang bergerak secara melingkar dalam selang

waktu tertentu.

Keterangan: = perpindahan sudut (rad) = kecepatan sudut (rad/s)

t = waktu (sekon)

Kecepatan sudut rata-rata ( ) adalah perpindahan sudut per selang waktu.

Percepatan sudut rata-rata ( ): perubahan kecepatan sudut per selang waktu.

 : Percepatan sudut (rad/s2)

PERCEPATAN SENTRIPETALArah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran. Percepatan sentripetal tidak

menambah kecepatan, melainkan hanya untuk mempertahankan benda agar tetap bergerak melingkar.

Keterangan:r : jari-jari benda/lingkaranAs: percepatan sentripetal (rad/s2)

5

GAYAGaya adalah sesuatu yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami

percepatan. Gaya memiliki besar dan arah, sehingga merupakan besaran vektor.Penjabaran Gaya :

Gaya dilambangkan dengan F. Satuan gaya adalah Newton atau dyne. 1 Newton = 1 kg m/s2

1 dyne = 1 gr cm/s2

1 Newton = 105 dyne.

Rumus :

Keterangan:F = gaya (Newton atau dyne)m = massa (kilogram atau gram)a = percepatan (m/s2 atau cm/s2)

Sifat – Sifat Gayaa. Gaya Dapat Memengaruhi Gerak Benda

Di antara kamu tentu ada yang pernah bermain bola. Bola tersebut akan bergerak jika dilempar atau ditendang. Akan tetapi, bola dapat berhenti bergerak jika bola yang dilemparkan seorang pemain ditangkap oleh pemain lain. Peristiwa tersebut menunjukkan bola dapat bergerak atau berhenti jika diberi gaya.

b. Gaya Dapat Mengubah Bentuk BendaBanyak kegiatan sehari-hari yang menunjukkan pengaruh gaya pada bentuk benda.

Misalnya saat membuat batu bata dan genting. Kedua macam benda tersebut terbuat dari tanah liat. Pada awalnya tanah liat di campur air agar lunak. Tanah liat itu kemudian dimasukkan dalam cetakan batu bata atau genting. Hal ini berarti tanah liat diberi gaya agar bentuknya berubah menjadi batu bata atau genting

c. Gaya Dapat Mengubah Arah BendaGaya ini sering dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya sepeda dapat

bergerak karena dikayuh. Pergerakan suatu benda tergantung pada besar kecilnya gaya yang dikenakan pada benda. Semakin besar gaya yang mengenai benda, semakin cepat benda tersebut bergerak. Akibatnya, benda berpindah semakin jauh. Sebaliknya, semakin kecil gaya yang mengenai benda, semakin lambat gerakannya.

6

Gaya gesek saat menggunakan sepatu roda

F = m . a

Macam – Macam Rumus Penerapan Gaya

Hukum Newton Hukum I Newton

Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan apabila pada benda itu tidak bekerja gaya.

Hukum II Newton

Bila sebuah benda mengalami gaya sebesar F maka benda tersebut akan mengalami percepatan.

Keterangan :F : gaya (N atau dn)m : massa (kg atau g)a : percepatan (m/s2 atau cm/s2)

Hukum III Newton

Untuk setiap gaya aksi, akan selalu terdapat gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.

Gaya gesekGaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan

benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan.

Keterangan:Fg : Gaya gesek (N)

µ : koefisien gesekan

N : gaya normal (N)

Gaya berat

Keterangan:W : Gaya berat (N)m : massa benda (kg)g : gravitasi bumi (m/s2)

7

Berat jenis

atau

Keterangan:s: berat bersih (N/m3)w: berat benda(N)V: Volume(m3)

: massa jenis(kg/m3)

8

DAYA

Daya didefinisikan sebagai kecepatan melakukan usaha atau kemampuan untuk melakukan usaha tiap satuan waktu.Secara matematis dituliskan:

Keterangan :P = Daya ( J/s)W = Usaha ( J)t = Waktu (s)

Berdasarkan persamaan ini, dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju usaha, maka semakin besar laju daya. Sebaliknya, semakin kecil laju usaha maka semakin kecil laju daya. Yang dimaksudkan dengan laju daya adalah seberapa cepat sebuah usaha dilakukan. Karena W = F . s , maka persamaan di atas dapat menjadi :

Keterangan :P = Daya ( J/s)F = Gaya (N)v = Kecepatan (m/s)

Daya merupakan besaran skalar, yaitu besaran yang hanya mempunyai nilai/besar, namun tidak mempunyai arah. Dalam SI, satuan daya adalah joule/sekon atau watt dimana 1 watt = 1 J/s. Untuk keperluan praktis, terutama dalam bidang teknik, satuan daya yang digunakan adalah daya kuda atau horse power (hp) atau paarde kracht (pk) dimana: 1 hp = 746 watt. Kalau kita perhatikan lampu pijar, maka energi listrik yang diberikan kepada lampu lebih besar dari energi cahaya yang dihasilkan lampu. Perbandingan antara daya keluaran (output) dengan daya masukan (input) dikali 100% disebut efisiensi, dengan rumus sebagai berikut :

Keterangan :Efisiensi tidak mempunyai satuan maupun dimensi

Jenis-Jenis Daya Pada Mesin1. Brake power adalah daya yang diberikan oleh poros engkol.2. Drawbar power adalah daya pada drawbar dan tersedia untuk menarik beban.3. Friction power adalah daya yang digunakan untuk mengatasi gesekan-gesekan pada

motor.

9

4. Indicated power adalah daya yang timbul dalam ruang pembakaan datar yangditerima oleh piston.

MOMEN

MOMEN GAYA

Momen Gaya ( τ ) adalah gaya kali jarak/lengan. Arah gaya dan arah jarak harus tegak

lurus. Adapun rumusnya sebagai berikut : Untuk Benda Panjang

τ = F . ℓ

Untuk Benda Berjari-jari

τ = F . R

Keterangan :F = Gaya penyebab benda berotasi R = Jari-jari (R = ℓ . a)ℓ = Lengan gaya terhadap sumbu I = m . R2 = momen inersia benda a = Percepatan sudut / angular

Penyebab terjadinya gerak translasi adalah gaya. Sedangkan pada gerak rotasi, penyebab berputarnya benda dinamakan momen gaya ( = torsi). Contoh dalam kehidupan sehari-hari :

- Pegangan pintu yang diberikan gaya oleh tangan kita sehingga engsel didalamnya dapat berputar

- Kincir yang berputar karena tertiup angin

MOMEN KOPELKopel merupakan pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar, dan berlawanan arah.

Jika sebuah benda bekerja sebuah kopel, benda akan melakukan gerak rotasi. Besar sebuah kopel dinyatakan dengan momen kopel.

Momen kopel M adalah perkalian silang antara vector gaya dan vector jarak antara dua gaya tersebut, yang dapat dituliskan sebaga berikut :

M = d × F

Sebagai hasil perkalian silang, M adalah besaran vector yang arahnya tegak lurus di bidang yang dibentuk oleh F dan d. Penentuan arah momen kopel sesuai dengan aturan sekrup (aturan tangan kanan).

MOMEN INERSIAMomen inersia (kg.m2) adalah ukuran ketahanan objek terhadap perubahan laju. Besaran

ini adalah analog rotasi daripada rotasinya massa. Dengan kata lain, besaran ini adalah kelembaman sebuah benda tegar yang berputar terhadap rotasinya. Momen inersia berperan

10

dalam dinamika rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, dan menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepetan sudut, momen gaya dan percepatan sudut, dan beberapa besaran lain. Meskipun pembahasan skalar terhadap momen inersia, namun pembahasan menggunakan pendekatan tensor memungkinkan analisis sistem yang lebih rumit seperti gerakan giroskopik.

Lambang dan kadang-kadang juga biasanya digunakan untuk merujuk kepada momen inersia.

Definisi sederhana momen inersia (terhadap sumbu rotasi tertentu) dari sembarang objek, baik massa titik atau struktur tiga dimensi, diberikan oleh rumus:

Dengan keterangan m adalah massa dan r adalah jarak tegak lurus terhadap sumbu rotasi

11

TEKANAN

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Semakin besar berat suatu benda, tekanannya semakin besar. Serta semakin kecil luas permukaan suatu benda, tekanannya semakin besar. Rumus tekanan zat padat

Keterangan :P = tekanan (Pascal atau N/m2)

F = Gaya tekan (N)a = luas permukaan (m2).

F = w = m.g Keterangan :w = gaya berat (N)m = massa (kg)g = percepatan grafitasi (m/s2).

Tekanan HidrostatisTekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang disebabkan oleh berat zat cair itu

sendiri. Besarnya tekanan hidrostatis zat cair dipengaruhi beberapa faktor, yaitu kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi.

Keterangan :ph = Tekanan hidrostatis (N/m² atau dn/cm²)h = kedalaman ari permukaan zat cair (m atau cm)ρ = massa jenis zat cair (kg/m³ atau g/cm³g = gravitasi (m/s² atau cm/s²)

Tekanan hidrostatis di setiap titik pada bidang datar di dalam zat cair sejenis yang berada dalam kesetimbangan adalah sama. Alat yang biasa digunakan untuk mengamati tekanan hidrostatis disebut hartl

Hukum PascalPascal menyatakan bahwa : Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup

diteruskan ke segala arah dan sama besar. Rumus Hukum Pascal :

Keterangan :F1 = Gaya tekan pada pengisap 1

12

F2 = Gaya tekan pada pengisap 2A1 = Luas penampang pada pengisap 1A2 = Luas penampang pada pengisap 2Hukum Boyle

Hukum Boyle berbunyi : Pada suhu tetap, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya. Memiliki rumus :

             P1 . V1 = P2 . V2

Aplikasi TekananTekanan diaplikasikan dalam beberapa hal dalam kehidupan, diantaranya:

Pengukuran tekanan darah Pompa Hidrolik yang biasanya dipakai di bengkel-bengkel

13