BAB KINEMATIKA
Kinematika • Mempelajari tentang gerak benda tanpa memperhitungkan penyebab gerak atau memperhitungkan penyebab gerak atau perubahan gerak. • Asumsi bendanya sebagai benda titik yaitu Asumsi bendanya sebagai benda titik yaitu ukuran, bentuk, rotasi dan getarannya diabaikan tetapi massanya tidak(Sarojo, 2002) • Pengertian dasar dari kinematika benda titik adalah pengertian lintasan hasil pengamatan gerak • Keadaan gerak ditentukan oleh data dari posisi (letak) pada setiap saat (letak) pada setiap saat
Gerak yang dipelajari Gerak 1 dimensi Æ lintasan berbentuk garis lurus ¾Gerak lurus beraturan (GLB) ¾G k lurus ¾Gerak l b b h beraturan berubah b (GLBB) ¾Gerak lurus berubah tidak beraturan
Gerak 2 dimensi Æ lintasan berada dalam sebuah bidang datar ¾Gerak melingkar ¾Gerak parabola
Gerak 3 dimensi Æ lintasan berada dalam ruang (tidak dibahas) G k RelatifÆ Gerak R l tifÆ Dapat D t ditunjukkan dit j kk dengan d persamaan matematika vektor sederhana berikut yang memperlihatkan suatu penjumlahan vektor
Besaran fisika dalam studi Kinematika ¾Perpindahan (displacement) ¾Kecepatan (velocity) ¾Percepatan (accelaration)
Perpindahan • Perpindahan (displacement) Æ – letak sebuah titik Æ letak sebuah titik Æ vektor posisi, yaitu vektor posisi yaitu vektor yang dibuat dari titik acuan ke arah titik tersebut Æ titik tersebut Æ – 2D Æ – 3D Æ – Perpindahan Æ Perpindahan Æ
Kecepatan (velocity) Kecepatan (velocity) Kecepatan (velocity) – Kecepatan rata‐rata
– Kecepatan sesaat
Percepatan (accelaration) p ( ) • Percepatan (accelaration) Percepatan rata‐rata
Percepatan sesaat
Gerak Lurus Beraturan • Gerak benda titik dengan lintasan berbentuk garis l lurus d dengan j k yang jarak ditempuh tiap satu satuan waktu sama besar, dan arah gerak tetap.
• Kecepatan rata‐rata sama rata rata sama dengan kecepatan sesaat
Latihan: GLB & GLBB ¾ Problem 1. A berlari dengan kecepatan 20 m/s. Dua menit kemudian B berlari dengan kecepatan 40 m/s. Pada jarak berapa B akan B akan menyusul A. ¾ Problem 2. Sebuah partikel bergerak dalam arah x dengan persamaan lintasan x = 5t2 + 1, x(meter), t(detik) Hitung : t(detik). Hitung (a) Kecepatan rata‐rata antara t = 2s dan t = 3s (b) Kecepatan pada t = 2s (c) Posisi pada t = 10 dan t = 0 (d) Percepatan rata‐rata antara t = 2s dan t = 3s (e) Gambarkan grafik x(t), v(t) dan (e) Gambarkan x(t) v(t) dan a(t) ¾ Problem 3. Percepatan sebuah benda dinyatakan a = 4x − 2 pada x = 0 Æ v0 = 10m/s. Tentukan kecepatan fungsi jarak v = v(x). v = v(x)
Gerak Melingkar(1) • Gerak sebuah benda titik dengan lintasan melingkar dengan jari‐jari R
• Persamaan gerak melingkar
Gerak Melingkar(2) g ( ) • Kecepatan total
• Komponen‐komponen p p kecepatan
Gerak Melingkar(3) • Percepatan total
• Percepatan tangensial
• Percepatan radial
Latihan: Gerak Melingkar Latihan: Gerak Melingkar • Problem 4. Posisi sebuah p partikel diberikan vektor
dengan ω = 2 rad/s. Tunjukkan bahwa lintasan ggerak p partikel adalah lingkaran, berapa g p kecepatan partikel dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran penuh?
Gerak Parabola(1) ¾ Persamaan gerak Arah mendatar(sumbu x)
¾ Arah vertikal(sumbu ( y)
Gerak Parabola(2) • Persamaan gerak parabola
• Tinggi tertinggi didapatkan pada kondisi
• Titik terjauh
Latihan: Gerak Peluru • Problem 5. Sebuah peluru ditembakkan ke udara dengan v0 = 40m/s sudut elevasi 37◦ terhadap h i horisontal pada ketinggian 20 m. Carilah titik l d k i i 20 C il h i ik tertinggi dan terjauh.
Gerak 3 Dimensi • Gerak muatan yang bergerak dalam medan magnet(Halliday ( et al., 2001) F disebut juga gaya Lorentz • Pada kasus khusus tertentu biasanya sudut antara v dan B saling tegak lurus sehingga lintasan muatan tersebut berbentuk lingkaran.
Gerak Relatif(1) ( ) • Gerak sebuah benda yang berpusat pada yang berpusat kerangka acuan yang g bergerak • Benda dan kerangka g acuan ini bergerak terhadap kerangka acuan yang dianggap diam.
Gerak Relatif(2) ( ) • Hubungan vektor posisi • Hubungan vektor kecepatan • Hubungan vektor percepatan
Latihan: Gerak Relatif • Problem 6. A berjalan dengan kecepatan 2 m/s disamping eskalator bergerak horisontal memerlukan waktu 3 menit. B berdiri diam di atas eskalator yang bergerak memerlukan waktu 2 menit. Sedangkan C berjalan j dengan g kecepatan p yang sama dengan A diatas eskalator. (a) Waktu yang diperlukan (a) Waktu yang diperlukan oleh C untuk mencapai ujung eskalator. (b) Panjang eskalator.
