Penjabaran Lengkap Materi Fisika BAB 3 Kelas 11: Dinamika Gerak Partikel

TRIBUNJOGJA.COM-Pada kesempatan kali ini, kita akan mempelajari rangkuman menarik tentang mata pelajaran Fisika BAB 3 kelas 11 SMA, dengan tema Dinamika Gerak Partikel

Berdasarkan buku IPA yang ditulis oleh : Marianna Magdalena Radjawane, Alvius Tinambunan, Lim Suntar Jono

Yang mana siswa diharapakan mampu menjelaskan sifat kelembaman suatu benda, mengaplikasikan persamaan Hukum Newton dalam menyelesaikan masalah, mendeskripsikan beberapa jenis gaya, menerapkan konsep momentum pada fenomena sehari-hari dan mendeskripsikan momen gaya pada dinamika gerak rotasi.

Berikut penjelasan lengkap materi Fisika BAB 3 Kelas 11 SMA: Dinamika Gerak Partikel

Dinamika merupakan suatu kajian yang berperan penting dalam menjelaskan fenomena hubungan antara gerak dan gaya dalam kehidupan sehari-hari.

A.      Hukum Newton 

Hukum Newton atau Hukum Gerak Newton adalah tiga prinsip dasar dalam fisika yang menjelaskan hubungan antara gerakan suatu benda dan gaya yang bekerja padanya.

Hukum-hukum ini dikemukakan oleh Sir Isaac Newton pada abad ke-17 dan menjadi dasar mekanika klasik.

Berikut adalah penjelasan dari ketiga hukum tersebut:

1. Hukum Newton I: Hukum Inersia

Pernyataan: Sebuah benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali ada gaya total yang bekerja mengubah keadaan tersebut.

Penjelasan: Hukum ini menyatakan bahwa benda memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaan geraknya. Jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja, benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan konstan dalam garis lurus.

Contoh:

Sebuah buku yang diletakkan di atas meja akan tetap diam kecuali ada gaya yang diberikan, seperti dorongan tangan.

Ketika mobil mendadak berhenti, penumpangnya cenderung terdorong maju karena tubuhnya mempertahankan gerakan.

2. Hukum Newton II: Hukum Percepatan

Pernyataan: Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.

Secara matematis

 F=m×aF = m \times aF=m×a.

Penjelasan: Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya (F), massa (m), dan percepatan (a).

Semakin besar gaya yang diterapkan pada benda, semakin besar percepatannya.

Sebaliknya, semakin besar massa benda, semakin kecil percepatannya jika gaya yang diberikan tetap.

Contoh:

Mendorong kereta api membutuhkan gaya yang sangat besar karena massanya yang besar, sehingga percepatan kereta akan kecil jika dibandingkan dengan benda yang lebih ringan.

Mengayuh sepeda dengan lebih keras (menambah gaya) akan membuat sepeda bergerak lebih cepat.

3. Hukum Newton III: Hukum Aksi dan Reaksi

Pernyataan: Setiap aksi selalu diikuti oleh reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.

Penjelasan: Hukum ini menyatakan bahwa ketika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, benda kedua tersebut akan memberikan gaya balik yang sama besar tetapi berlawanan arah kepada benda pertama.

Contoh:

Ketika Anda mendorong dinding, dinding memberikan gaya yang sama besar ke arah Anda, meskipun dinding tidak bergerak.

Saat Anda melompat dari perahu ke daratan, perahu terdorong menjauh dari Anda dengan kecepatan yang berlawanan.

B.      Jenis-jenis Gaya

1.      Gaya Berat 

berat merupakan gaya tarik bumi terhadap suatu benda.

Secara matematis berat adalah perkalian antara massa dan percepatan gravitasi.

2.      Gaya Normal 

gaya normal adalah interaksi antara dua benda, maka akan timbul pasangan aksi dan reaksi.

Gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang dan merupakan gaya tahan dari material terhadap gaya luar, arahnya keluar dari bidang permukaan.

3.      Gaya Gesek Benda Padat

Gaya gesek merupakan konsep yang sangat penting dalam gerak sehari-hari.

Terdapat dua jenis gaya gesek.

Pertama adalah gaya gesek statis yang mempertahankan benda agar terus diam.

Kedua adalah gaya gesek kinetis yang menghambat pergerakan benda.

Gaya gesek sangat berhubungan dengan gaya normal/kontak dan koeisien gesekan antar benda.

4.      Gaya Gesek Fluida

Kedua fenomena tersebut disebabkan oleh efek yang sama yaitu gaya gesekan luida.

Sebuah benda yang bergerak melalui luida (cair atau gas) akan mengalami hambatan dari luida tersebut

Baca juga: Penjabaran Jawaban Soal Asesmen Fisika Kelas 11 BAB 2: Kinematika 

5.      Gaya Sentripetal 

Gaya Sentripetal adalah gaya yang diperlukan untuk menjaga suatu benda tetap bergerak dalam lintasan melingkar atau melengkung. Gaya ini selalu diarahkan menuju pusat lingkaran atau pusat lintasan dan bertanggung jawab untuk mengubah arah kecepatan benda tanpa mengubah besarnya kecepatan tersebut.

C.      Momentum dan Impuls

Terdapat suatu besaran lain yang dapat menjelaskan tentang gerak suatu benda, yaitu momentum.

Momentum adalah besaran turunan yang merupakan hasil kali antara massa (m) dan kecepatan (v) suatu objek yang menunjukkan kesukaran benda untuk berhenti. 

Momentum memiliki satuan kg m/s.

1.      Hukum Kekekalan Momentum

Persamaan diatas dikenal dengan hukum kekekalan momentum, yang secara sederhana menyatakan bahwa, momentum total sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama.

Hukum ini akan berlaku pada keadaan apapun selama terjadi interaksi antara dua benda

2.      Jenis-jenis tumbukan

a.       Tumbukan Lenting Sempurna (e =1)

b.      Tumbukan Lenting Sebagian (0 < e>

c.       Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (e = 0)

d.      Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (e = 0)

D.      Gerak Rotasi

Gerak rotasi adalah gerakan suatu benda di mana setiap titik pada benda tersebut berputar mengelilingi sumbu rotasi yang tetap.

Dalam gerak rotasi, semua titik pada benda mengikuti lintasan melingkar dengan pusat yang terletak pada sumbu tersebut. (MG Annisa Nur Khasanah)