Hukum-hukum gerak Newton
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| resultant force/rɪˈzʌltənt fɔːs/ | resultan gaya |
| weight/weɪt/ | berat |
| tension/ˈtenʃn/ | tegangan |
| inclined plane/ɪnˈklaɪnd pleɪn/ | bidang miring |
| connected particles/kəˈnektɪd ˈpɑːtɪklz/ | benda terhubung |
| inextensible/ˌɪnekˈstensɪbl/ | tak dapat meregang |
Hukum yang meluncurkan roket
- Setiap roket, setiap mobil, setiap apel jatuh mematuhi aturan yang sama: $F = ma$.
- Hukum kedua Newton adalah fondasi semua mekanika. Menguasainya dan Anda dapat memprediksi gerak apa pun.
Hukum kedua Newton
- Hukum kunci: gaya resultan = massa × percepatan:
- Berat adalah gaya gravitasi: $W = mg$ (ambil $g = 10\text{ m s}^{-2}$).
- Gaya-gaya termasuk berat, gesekan, tegangan pada tali, dan dorongan pada batang.
Contoh terpecah. Kotak 4 kg didorong dengan gaya horizontal 20 N pada permukaan halus. $F = ma \Rightarrow 20 = 4a \Rightarrow a = 5\text{ m s}^{-2}$.
Gaya resultan, bukan sekadar gaya apa pun. $F = ma$ menggunakan gaya bersih (resultan). Jika ada gesekan, Anda harus mengurangkannya: $F_{\text{net}} = F_{\text{applied}} - F_{\text{friction}}$.
Resultan gaya
F = ma
Resultan gaya menyebabkan percepatan. Gaya seimbang ⇒ tidak ada percepatan.
Gaya resultan memberikan massa 5 kg percepatan sebesar 2 m/s². Berapakah gaya tersebut (F = ma), dalam N?
F = ma = 5 × 2 = 10 N.
Dengan g = 10 m/s², berapakah berat benda 2 kg (W = mg), dalam N?
W = mg = 2 × 10 = 20 N.
F = ma menggunakan resultan (total bersih) gaya, bukan hanya satu gaya tunggal.
F = ma memerlukan gaya total. Jika gesekan ada, kurangkan dari gaya terapan terlebih dahulu.
Kemiringan dan bidang miring
- Pada bidang miring: uraikan gaya sepanjang dan tegak lurus lereng, lalu terapkan $F = ma$ sepanjang lereng.
- Komponen berat sepanjang lereng: $mg\sin\theta$. Komponen tegak lurus: $mg\cos\theta$.
Untuk menganalisis gerak pada bidang miring, Anda harus:
Uraikan sejajar bidang (terapkan F = ma di sana) dan tegak lurusnya (untuk reaksi normal).
Partikel terhubung
- Untuk partikel terhubung (dihubungkan oleh tali): terapkan $F = ma$ ke setiap benda, atau ke seluruh sistem.
- Tali memiliki tegangan yang sama di seluruh bagian (jika ringan dan tak dapat meregang).
- Kedua benda memiliki percepatan yang sama.
Partikel terhubung berbagi satu tegangan T dan satu percepatan; terapkan F = ma ke setiap massa.
Massa 3 kg dan 2 kg melalui katrol licin. Percepatan = g/5. Dengan g = 10, temukan a (m/s²).
a = g/5 = 10/5 = 2 m/s².
Untuk massa 3 kg dan 2 kg melalui katrol (a = 2 m/s²), temukan tegangan tali T dari T − 2g = 2a (g = 10).
T − 2(10) = 2(2) → T = 20 + 4 = 24 N.
Contoh terpecah — partikel terhubung
- Massa 3 kg dan 2 kg dihubungkan oleh tali ringan melalui katrol halus. Temukan percepatannya.
- Untuk massa 3 kg (bergerak turun): $3g - T = 3a$.
- Untuk massa 2 kg (bergerak naik): $T - 2g = 2a$.
- Menambahkan: $3g - 2g = 5a \Rightarrow a = \dfrac{g}{5} = 2\text{ m s}^{-2}$.
- Hukum-hukum gerak Newton memberikan $F=ma$; gaya-gaya dapat mencakup dorong dan hambatan udara.
Anda telah memahaminya
- F = ma; berat $W = mg$
- pada kemiringan, uraikan gaya sepanjang dan tegak lurus lereng
- untuk partikel terhubung, terapkan $F = ma$ ke setiap benda atau seluruh sistem