LANJUTAN MATERI GERAK

Diatas telah dijelaskan tentang kecepatan dan percepatan, jadi dapat juga dikatakan bahwa kecepatan adalah perbandingan antara jumlah jarak yang ditempuh dengan waktu yang diperlukan tanpa memperhatikan jenis gerak yang dilakukan. Besarnya kecepatan rata-rata ditentukan dengan persamaan berikut : ------ (3) Dalam hal ini : v adalah kecepatan sesaat, s adalah jarak yang ditempuh sedangkan t adalah waktu yang digunakan untuk menghitung kecepatan sesaat tersebut. Lalu bagaimana dengan kecepatan sesaat, Apa itu kecepatan sesaat ?. Kecepatan sesaat adalah kecepatan pada saat yang telah ditentukan pada titik tertentu saat tersebut ( saat melintas ). Kecepatan sesaat diperoleh, jika selang waktu diperkecil, sehingga titik perpindahannya menjadi lebih kecil jaraknya dengan demikian harga perbandingan antara jarak dan waktu mendekati harga limit yang sangat kecil. Sehingga kecepatan sesaat dapat juga ditentukan dengan rumus berikut : --------- (4)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah beraturan adalah gerakan suatu benda atau materi yang kecepatann ya tidak konstan atau tetap tetapi perubahannya tersebut dilakukan secara berkesinambungan atau beraturan. Ada dua jenis gerakan ini yaitu : bila kecepatan dari GLBB ini semakin besar, maka gerakan itu disebut Gerak lurus berubah beraturan dipercepat. Sedangkan bila sebaliknya yaitu kecepatannya semakin berkurang, maka disebut Gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Dengan demikian bila kita tuangkan dalam persamaan, untuk GLBB dipercepat didapat persamaan : Vt = V0 + a . t ................ (5) Dalam hal ini Vt adalah kecepatan benda setelah bergerak selama beberapa detik, V0 adalah kecepatan awal, t adalah waktu yang diperlukan, sedangkan a adalah percepatan gerakan tersebut. Persamaan diatas hanya untuk mengetahui sebuah kecepatan dari suatu GLBB. Sedangkan untuk mengetahui jarak yang ditempuh, maka persamaannya adalah : St = V0 . t + 1/2 a . t .................. (6) Dimana : St adalah jarak benda setelah bergerak selama beberapa detik, V0 adalah kecepatan awal benda, t adalah waktu tempuh yang diperlukan dan a adalah percepatan benda tersebut Untuk GLBB diperlambat mempunyai persamaan : St = V0 - a . t ......................... (7) Untuk mengetahui jarak yang ditempuhnya mempunyai persamaan : St = V0 . t - 1/2 a . t .................... (8)

H U K U M      N E W T O N

Sir ISSAC NEWTON, demikian nama dari ilmuwan ini, Lihat gambarnya di samping kiri. Beliau adalah Ilmuwan yang lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth Inggris. Beliau adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi dan juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Beliau merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika modern. (** dikutip dari wikipedia.net **) Untuk menghormati hasil pemikirannya mengenai GERAK, GAYA dan MASA, maka ketiga hukum atau ketentuan mengenai hal tersebut dinamakan HUKUM NEWTON. Hukum Newton itu antara lain. Setiap benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam, dan setiap benda yang bergerak akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada suatu gaya luar yang tak seimbang sehingga memaksa benda tersebut berubah dari keadaan semula. Hukum diatas dinamakan HUKUM NEWTON I atau Hukum Kelembamam ( bertahan ). Bila dituangkan dalam persamaan matematis maka hukum tersebut dapat dituliskan dengan rumus berikut :

adalah resultan gaya

Jadi bila resultan dari gaya tersebut sama dengan nol maka benda tersebut tidak memiliki percepatan, atau a = 0. Perhatikan gambar dibawah ini. Gaya dari F1 sama dengan gaya dari F2, sehingga benda tersebut menjadi diam dan tidak mempunyai percepatan. Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda, berbanding lurus dengan besarnya gaya gerak dari benda tersebut dan mempunyai arah yang sama serta berbanding terbalik dengan masa kelembaman benda tersebut. Pernyataan diatas dinamakan HUKUM NEWTON II, bila diaplikasikan kedalam persamaan matematis pernyataan itu dapat dituliskan dengan rumus berikut :

F = Gaya pada sebuah benda m = masa dari suatu benda a = percepatan dari suatu benda Sebuah benda bergerak pada arah tertentu dipengaruhi oleh masa dan percepatan yang ditimbulkannya. Jika suatu benda melakukan suatu gaya terhadap benda lain maka benda tersebut melakukan AKSI terhadap benda tersebut, sehingga pada saat itu pula benda tersebut melakukan REAKSI terhadap gaya yang ditimbulkan gaya tersebut. Besarnya gaya AKSI dan REAKSI ini sama besar akan tetapi mempunyai arah yang berbeda. Pernyataan diatas dinamakan HUKUM NEWTON III atau disebut juga hukum AKSI dan REAKSI. Sehingga bila kita terjemahkan kedalam persamaan matematis akan didapat rumus berikut : A K S I   =   R E A K S I .....................(11) Suatu gaya melakukan aksi terhadap suatu benda, maka pada saat yang sama ada gaya lain yang melakukan reaksi terhadap gaya tersebut.

P E N E R A P A N

Dari hukum Newton diatas kita dapat menerapkan beberapa fenomena dalam kehidupan sehari-hari. Perlu juga Anda ketahui, bahwa suatu benda yang diam sama sekalipun akan melakukan suatu gaya, yaitu gaya berat ( W ). Karena kondisi dari suatu daerah berbeda antara satu dengan yang lainnya, maka gaya berat ini dipengaruhi juga oleh gaya grafitasi ( g ). Sehingga gaya berat benda tersebut bila diaplikasikan kedalam persamaan matematis akan didapat rumus sebagai berikut : W   =   m . g .....................(12) Dimana W adalah gaya berat suatu benda, m adalah masa dari benda tersebut sedangkan g adalah percepatan grafitasi. Dari rumus itu, maka Hukum Newton juga tidak lepas dari Hukum Gravitasi. Karena kita berada dibumi maka Hukum Gravitasi juga merujuk pada besarnya gravitasi di bumi. Lalu bagaimana bila kita tidak berada di bumi..?, apakah Hukum Newton itu masih dapat berlaku. Pertanyaan mengenai hal itu dipaparkan dengan jelas oleh ALBERT EINSTEIN. Sehingga banyak para Ilmuwan modern menganggap bahwa EINSTEIN meluruhkan Teori dari NEWTON dengan teori-teori RELATIVITAS nya, benarkah demikian..?. Apapun tanggapan dari para Ilmuwan bukanlah hal yang penting untuk kita saat ini. Yang terpenting adalah kita harus mempelajari ilmu-ilmu tersebut dan membuktikan kebenarannya dengan nalar dan kemampuan kita masing-masing, untuk saya mungkin hal tersebut belum sampai karena saya juga masih amatiran hehhehhehehe. Untuk pertanyaan diatas coba Anda cari sendiri melalui sumber-sumber yang lain, bila Anda sudah dapat jawabannya tolonglah berbagi kepada yang lain melalui SSC Forum. Kita lanjutkan mengenai penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari. Anda tahu yang namanya KATROL ?, alat untuk mengangkat beban. Sudah pasti Anda tahu karena penggunaan katrol sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, contohnya Anda tentunya pernah melihat sebuah sumur dengan sebuah timba yang digantungkan diatasnya dan ada roda serta tali yang menghubungkannya. Itu salah satu contoh, contoh yang lainnya : Tentunya Anda pernah melihat seorang anak kecil atau mungkin Anda sendiri yang bermain papan seluncuran, itu juga salah satu fenomena yang dapat dijelaskan dengan Hukum Newton. Perhatikan animasi-animasi dibawah ini :

Animasi 1 Animasi 2 Animasi 3

Pada animasi 1, Jika suatu benda digantung pada seutas tali dan benda tersebut dalam keadaan diam dan masa dari tali tidak diperhitungkan maka berlaku rumus sebagai berikut : T = m . g ......................................... (13) T = gaya tegang dari seutas tali m = masa dari suatu benda g = gaya gravitasi Pada animasi 2, Pada saat benda tersebut bergerak keatas dengan percepatan sebesar a dan masa dari tali diabaikan, maka persamaan matematis nya menjadi : T = m . g + m . a ....................................... (14) Sedangkan pada saat benda tersebut bergerak kebawah maka persamaannya menjadi : T = m . g - m . a ..................................... (15) m = masa dari suatu benda g = gaya gravitasi a = percepatan dari suatu benda Pada animasi 3, Bila dua buah benda dengan masa m1 dan m2 dihubungkan dengan seutas tali dan digantungkan pada sebuah katrol dengan mengabaikan masa dari tali serta gaya gesek antara katrol dengan tali. Maka percepatan dari benda tersebut didapat dengan persamaan berikut : .............................. (16) m = masa dari suatu benda g = gaya gravitasi a = percepatan dari suatu benda Selanjutnya coba Anda simak lagi animasi dibawah ini serta perhatikan tanda panah yang bergerak-gerak yang melambangkan gaya-gaya dari sebuah benda pada bidang miring :

Animasi 3

Bila kita mengabaikan gaya gesek antara benda dengan bidang miring dan mengasumsikan bahwa bidang miring itu licin, maka besarnya gaya dari peristiwa tersebut dapat di jabarkan dengan rumus sebagai berikut : N = m . g . cos .................. (17) N = gaya sejajar bidang miring m = masa dari suatu benda g = gaya gravitasi = sudut dari suatu bidang miring Sedangkan percepatan dari benda tersebut didapat dari persamaan : a = g . sin .......................... (18) a = Percepatan g = Gravitasi = sudut dari suatu bidang miring