KinematikaDwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Kinematika
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Kinematika
Mempelajari tentang gerak benda tanpa memperhitungkan penyebab gerak atau perubahan gerak.
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
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak yang dipelajari
Gerak lurus beraturan (GLB)
Gerak 2 dimensi lintasan berada dalam sebuah bidang datar
Gerak melingkar
Gerak parabola
Gerak Relatif
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Besaran fisika dalam studi Kinematika
Perpindahan (displacement)
Kecepatan (velocity)
Percepatan (accelaration)
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Perpindahan
Perpindahan (displacement)
letak sebuah titik vektor posisi, yaitu vektor yang dibuat dari titik acuan ke arah titik tersebut
2D
3D
Perpindahan
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Kecepatan (velocity)
Kecepatan (velocity)
Kecepatan rata-rata
Kecepatan sesaat
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Percepatan (accelaration)
Percepatan (accelaration)
Percepatan rata-rata
Percepatan sesaat
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Lurus Beraturan
Gerak benda titik dengan lintasan berbentuk garis lurus dengan jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu sama besar, dan arah gerak tetap.
Kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan sesaat
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak benda titik dengan lintasan berbentuk garis lurus dengan jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu tidak sama besar, sedangkan arah gerak tetap.
Posisi benda
Kecepatan benda
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan: GLB & GLBB
Problem 1. A berlari dengan kecepatan 20 m/s. Dua menit kemudian B berlari dengan kecepatan 40 m/s. Pada jarak berapa B akan menyusul A.
Problem 2. Sebuah partikel bergerak dalam arah x dengan persamaan lintasan x = 5t2 + 1, x(meter), 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 a(t)
Problem 3. Percepatan sebuah benda dinyatakan a = 4x − 2 pada x = 0 v0 = 10m/s. Tentukan kecepatan fungsi jarak v = v(x).
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Melingkar(1)
Gerak sebuah benda titik dengan lintasan melingkar dengan jari-jari R
Persamaan gerak melingkar
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Melingkar(2)
Kecepatan total
Komponen-komponen kecepatan
Besar
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Melingkar(3)
Percepatan total
Percepatan tangensial
Percepatan radial
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan: Gerak Melingkar
Problem 4. Posisi sebuah partikel diberikan vektor
dengan = 2 rad/s. Tunjukkan bahwa lintasan gerak partikel adalah lingkaran, berapa kecepatan partikel dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran penuh?
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Parabola(1)
Persamaan gerak
Arah mendatar(sumbu x)
Arah vertikal(sumbu y)
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Parabola(2)
Titik terjauh
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Latihan: Gerak Peluru
Problem 5. Sebuah peluru ditembakkan ke udara dengan v0 = 40m/s sudut elevasi 37 terhadap horisontal pada ketinggian 20 m. Carilah titik tertinggi dan terjauh.
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
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.
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Relatif(1)
Gerak sebuah benda yang berpusat pada kerangka acuan yang bergerak
Benda dan kerangka acuan ini bergerak terhadap kerangka acuan yang dianggap diam.
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
Gerak Relatif(2)
Hubungan vektor posisi
Hubungan vektor kecepatan
Hubungan vektor percepatan
Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007
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 dengan kecepatan yang sama dengan A diatas eskalator.
(a) Waktu yang diperlukan oleh C untuk mencapai ujung eskalator.
(b) Panjang eskalator.