MATERI FISIKA X-1

I. BESARAN DAN PENGUKURAN
Standar Kompetensi : 1. Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Kompetensi dasar     : 1.1 Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu).

1.2 Melakukan penjumlahan vektor.

Anda tahu berapa berat anda ?, berdasarkan pengetahuan anda, apakah jawaban tadi benar ?
Pertanyaan diatas akan terjawab pada materi ini.

GLB
Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus dengan kecepatan tetap atau konstan, dan pada gerak ini percepatan sama dengan nol.
V = tetap, tidak ada perubahan
a = nol
s = v.t
A.1. Kecepatan dan kelajuan rata-rata.
Perbedaan antara kecepatan dan kelajuan adalah pada arah; seperti yang sudah anda ketahui bahwa kecepatan adalah sebuah besaran vektor, sedangkan kelajuan adalah besaran skalar. Dan perlu ditambahkan di sini, bahwa di dalam kecepatan terdapat sebuah informasi tentang kelajuan (nilai kecepatan) dan arah. Misal sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 4 m/s ke timur, ini berarti mobil tersebut memiliki kelajuan 4 m/s dan arah ke timur.
Sebelum anda bahas tentang kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata, anda harus memahami tentang perpindahan dan jarak.
Jarak adalah panjang total/keseluruhan lintasan yang di tempuh oleh benda.
Perpindahan adalah panjang lintasan terpendek yang ditempuh benda dan diambil dari acuan posisi awal terhadap posisi akhir benda.
Contoh :

GLBB

Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak dengan kecepatan yang berubah secara teratur, dengan kata lain ada percepatan, dan besarnya percepatan ini adalah konstan.
Berikut ini adalah rumus yang digunakan pada GLBB horisontal dan vertikal :

S = v0.t + ½ .a.t2
Vt= v0 + a.t
Vt2= v02 + 2.a.s

Y = v0.t + ½ .g.t2
Vt= v0 + g.t
Vt2= v02 + 2.g.Y

Grafik GLB dan GLBB :
Grafik S-t :

Grafik v-t :

Grafik a-t :

Soal GLB dan GLBB :
Sebuah mobil yang mula-mula diam dipercepat selama 6 detik hingga memiliki kelajuan 20 m/s, berapa percepatan dan jarak tempuh mobil setelah 10 detik ?
GLB dan GLBB :
1. Gerak Lurus Beraturan memiliki kecepatan dan kelajuan tetap.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan memiliki percepatan tetap.
3. Gerak Lurus Beraturan memiliki percepatan tetap.
4. Gerak Lurus Berubah Beraturan mengalami perubahan kecepatan.
Pernyataan yang benar adalah …
Sebuah mobil yang mula-mula diam dipercepat 4 m/s2 selama 2 detik, lalu kecepatannya dipertahankan selama 4 detik. Pada akhirnya mobil direm dan perlu waktu 2 detik untuk berhenti. Jarak tempuh total mobil dari awal pergerakan sampai berhenti adalah …m

4. Sebuah batu dilempar vertikal keatas dengan kecepatan 20 m/s .
1. waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketingggian maksimum = 2 detik
2. lama batu diudara = 2 detik
3. ketinggian maksimum batu = 20 m
4. kecepatan batu saat menyentuh tanah = 0 m/s (jika setelah mencapai puncak, batu jatuh bebas)
Pernyataan yang benar adalah …

II. GMB

Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.
Kompetensi Dasar : 2.2 Menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan.

Dalam gerak melingkar ada beberapa hal yang perlu anda pahami terlebih dahulu, yaitu :
1 putaran = 3600
1 putaran = 2 π radian
2 π radian = 3600
1 rpm = 1 putran/menit
1 rpm = π/30 rad/s
Frekuensi (f) = banyaknya putaran yang dilakukan benda dalam tiap detik. (Hz)
Periode (T) = waktu yang diperlukan benda untuk melakukan gerakan satu putaran penuh. (s)
Arah putaran dan sudut di identikkan dengan perputaran melawan arah jarum jam.

Seperti dalam GLB, GMB memiliki kelajuan yang hrganya selalu konstan.
Pada GLB dan GLBB dikenal posisi (s), kecepatan (v), percepatan (a); sedangkan pada GMB dikenal istilah posisi sudut (Ѳ), kecepatan sudut (ω), pecepatan sudut (α).

GMB

Seperti yang tertulis pada keterangan diatas, bahwa GMB hampir mirip dengan GLB, dan perbedaan yang mencolok adalah pada istilah (tinggal menambah sudut), satuan (radian, rad/s), serta pada simbol besaran. Untuk lebih lanjut pahami rumus berikut.

Ѳ = ω.t
ω = 2πf

Hubungan GLB dan GMB :

GLB adalah gerak lurus (linier), sedangkan GMB adalah gerak melingkar (anguler), jika keduanya digabung dan bekerja pada benda, gabungan gerak ini disebut sebagai menggelinding.

s = Ѳ.R
v = ω.R
a tangensial = α.R
a sentripetal = ω2.R = v^2/R

Soal GMBB :

Sebuah roda dengan jari-jari 0,5 m berputar dengan kelajuan sudut tetap 2 rad/s selama 4 detik akan menempuh sudut sebesar ….. ?
Seutas tali yang ujungnya diberikan beban, diputar sedemikian rupa sebanyak 50 kali dalam 10 detik.
1. frekuensi = 5 Hz
2. periode = 0,2 detik
3. frekuensi sudut = 10π rad/s
4. posisi sudut = 3600
Pernyataan yang benar adalah …
Sebuah roda dengan jari-jari 0,5 m mengalami 2 kali putaran tiap detik. Kecepatan roda berputar adalah ….m/s
4. Sebuah baling-baling mengalami Gerak Melingkar Beraturan berputar 3000 rpm.
1. Baling-baling berputar 50 kali dalam tiap menit.
2. Baling-baling berputar 50 kali dalam tiap detik.
3. Baling baling berputar dengan kecepatan sudut 9000/π rad/s.
4. Baling-baling berputar dengan kecepatan sudut 100π rad/s.
Pernyataan yang benar adalah …
5. Dua buah roda tersusun seperti gambar. Roda A berputar dengan kecepatan sudut 8 rad/s, maka kecepatan sudut roda B adalah …rad/s

III. Hk. Newton
Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.
Kompetensi Dasar : 2.3. Menerapkan Hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan.

Hk. I Newton
Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan dalam kerangka innersianya, jika tidak ada gaya luar yang mempengaruhinya.
(misal anda meletakkan pensil diatas meja, maka seratus tahun lagi pensil itu pasti tetap di tempatnya kecuali ada yang memindahkannya)

Hk. II Newton
Percepatan yang dialami sebuah benda berbanding lurus dengan gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.
(misalnya kita yang mula-mula berdiri lalu lari, disini berarti kita mengeluarkan gaya; atau sebaliknya saat kita naik kendaraan lalu kita inngin berhenti, maka perlu gaya agarkendaraan dapat mengurangi kelajuannya hingga akhirnya berhenti)

Hk. III Newton
Gaya reaksi yang dihasilkan oleh suatu benda sama besar dan arahnya berlawanan dengan gaya aksi pada benda tersebut.
(misal kita menekan sebuah pegas, maka kita akan merasakan perasaan berat, hal ini disebabkan pegas juga memberikan gaya yang sama besar dengan gaya yang kita berikan; tetapi arahnya berlawanan dengan gaya yang telah kita berikan tadi)

Diagram bebas

Latihan :
Sebuah balok 5 kg berada pada bidang datar licin, diberikan gaya tarik ke kanan 10 N dan gaya tarik ke kiri 5 N.
1. Gaya berat benda adalah 5 kg
2. Gaya Normal benda adalah 50 N
3. Percepatan benda adalah 2 m/s2 ke kanan
4. Percepatan benda adalah 1 m/s2
Pernyataan yang benar adalah …

Dengan menganalisa gambar balok pada bidang miring licin di atas, percepatan balok saat meluncur adalah …m/s2
Hukum Newton :
1. Benda akan tetap diam jika gaya luar mempengaruhi.
2. Gaya reaksi sama besar terhadap gaya aksi yang dilakukan pada benda.
3. Percepatan benda berbanding lurus terhadap arah benda.
4. Benda bergerak lurus berubah beraturan karena ada gaya.
Pernyataan yang benar adalah …

Related Post