Pengertian, Hubungan Massa Dengan Dinamika Partikel dan Jenis Gaya Dalam Dinamika Partikel Terlengkap

Pengertian Dinamika Partikel, Hubungan Massa Dengan Dinamika Partikel dan Jenis Gaya Dalam Dinamika Partikel Terlengkap – Dinamika partikel merupakan ilmu yang mempelajari tentang gaya-gaya yang megakibatkan suatu partikel yang pada mulanya diam menjadi bergerak, atau yang mempercepat atau memperlambat gerak suatu partikel.

Hubungan Massa Dengan Dinamika Partikel

Massa adalah ukuran inersia suatu benda. Semakin besar massa yang dimiliki sebuah benda, maka makin sulit pula merubah keadaan geraknya. Lebih sulit menggerakkannya dari keadaan diam atau memberhentikannya pada waktu sedang bergerak, bahkan sulit merubah suatu gerakannya untuk keluar dari lintasannya yang lurus. Misalnya pada sebuah truk, akan mempunyai inersia yang lebih besar bila dibandingkan dengan sebuah mobil sedan, dan sebuah mobil truk tersebut lebih sulit untuk dipercepat ataupun diperlambat geraknya. Dalam satuan SI, satuan massa yaitu kilogram (kg).

Istilah massa dan berat merupakan dua istilah yang berbeda. Apabila massa ialah jumlah zat dari suatu benda, maka berat merupakan gaya, yaitu gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda. Sebagai contoh misalkan pada sebuah benda di bawa ke Bulan. Maka benda tersebut akan memiliki berat seperenam dari beratnya di bumi, karena gaya gravitasi di bulan lebih lemah, namun massa benda tersebut akan tetap sama. Benda tersebut akan tetap mempunyai jumlah zat yang sama dan inersia yang sama.

Jenis-Jenis Gaya Dalam Dinamika Partikel

Gaya

Apabila kita mendorong atau menarik sebuah benda , maka bisa dikatakan bahwa kita melakukan gaya kepada sebuah benda tersebut. Namun gaya juga bisa dilakukan oleh benda-benda mati. Seperti pegas yang regang akan melakukan gaya kepada benda-benda yang dikaitkan ke ujung-ujungnya, atau sebuah lokomotif akan melakukan gaya kepada deretan gerbong-gerbong yang sedang ditariknya.

Sebuah gaya mempunyai arah dan besar, sehingga gaya merupakan vektor yang mengikuti aturan-aturan penjumlahan vektor. Gaya bisa dinyatakan dengan sebuah garis yang bertanda panah di ujungnya sebagai arah dari gaya tersebut sedangkan panjang garis menyatakan besar gaya tersebut. Dalam satuan SI, satuan gaya ialah Newton (N) atau kg.m/s2.

Gaya Gravitasi

Benda-benda yang dijatuhkan di dekat permukaan bumi akan jatuh dengan percepatan yang sama yakni sebesar percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s2 = 9,8 N/kg dalam satuan SI), apabila hambatan udara bisa diabaikan. Gaya yang mengakibatkan percepatan ini disebut dengan gaya gravitasi (FG). Maka bisa dikatakan bahwa gaya gravitasi merupakan gaya yang dilakukan oleh bumi terhadap setiap benda yang berada di dekatnya.

Hukum gravitasi menyatakan bahwa gaya antara dua partikel yang memiliki massa m₁ dan m₂ dan terpisah oleh jarak r ialah suatu gaya tarik menarik sepanjang garis yang menghubungkan kedua partikel tersebut dan memiliki besar :

Keterangan:
F = Gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)
G = Tetapan gravitasi (6,673 x 10-11 Nm2/kg-2)
m₁, m₂ = Massa benda 1 (Kg)
r = jarak antara kedua benda (m)Apabila m₁ diasumsikan sebagai massa bumi (M) dan m₂ sebagai massa benda m yang berada disekitar bumi dan mempunyai jarak r dari titik pusat bumi, maka gaya tarik oleh bumi pada benda tersebut yaitu :

W = F = 

Gravitasi yang bekerja antara bumi dengan benda.. Arah gaya berat selalu ke bawah menuju pusat bumi (terdapat pada gambar diatas). Gaya berat pada sebuah benda besarnya :

W = mg

Sehingga percepatan gravitasi g bisa dituliskan sebagai :

g = 

Gaya Normal

Gaya normal (N atau FN) merupakan suatu gaya yang timbul bila dua buah benda saling bersentuhan. Arah gaya normal selalu tegak lurus terhadap permukaan yang bersentuhan (bidang singgung) dengan benda tersebut (gambar dibawah). Besar kecilnya gaya normal tergantung pada besar kecilnya gaya tekanan terhadap permukaan kontak (bidang singgung). Jadi bila tangan kita menekan permukaan sebuah meja dengan gaya tekan yang besar, maka gaya normal yang ditimbulkan juga akan besar. Sedangkan bila kita menekan dengan lembut, maka gaya normal yang ditimbulkan juga akan kecil. Gaya Gesek

Sebuah benda yang diluncurkan di atas suatu permukaan horizontal atau rata, maka lajunya akan berkurang dan akhirnya berhenti. Jelas bahwa suatu gaya dalam arah horizontal bekerja pada benda tersebut, dimana arah gaya tersebut berlawanan dengan gerak benda. Gaya tersebut biasa disebut dengan gaya gesek (f) yang bekerja pada benda tersebut dan disebabkan oleh permukaan itu.

Gaya gesek terjadi bila dua buah benda bergesekan, yaitu permukaan kedua benda tersebut saling bersinggungan pada waktu benda yang satu bergerak terhadap benda yang lainnya dan sejajar dengan permukaan yang saling bersinggungan tersebut. Arah gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak dari benda yang bergerak (bisa kalian lihat pada gambar dibawah). Jadi apabila sebuah balok bergerak dari kiri ke kanan di atas sebuah lantai, maka sebuah gaya gesek dengan arah ke kiri akan bekerja pada balok tersebut.Suatu gaya gesek yang bekerja antara dua permukaan yang berada dalam keadaan diam relatif satu dengan lainnya disebut sebagai gaya gesek statik (f_s). Gaya gesek statik maksimum ialah suatu gaya terkecil yang mengakibatkan benda bergerak. Untuk permukaan yang kering dan tidak diberi pelumas, diperoleh bahwa gaya gesek statik maksimum diantara dua permukaan tidak bergantung pada luas permukaan kontak yang saling bergesekan, namun sebanding dengan besarnya gaya normal diantara kedua benda yang saling bergesekan (perhatikan gambar c diatas)

f_s ≤ μs N

Dimana μ_s = koefisien gesek statik. Tanda sama dengan pada persamaan di atas berlaku bila_s mencapai besar maksimum. Sekali benda mulai bergerak, gaya gesek yang bekerja akan berkurang besarnya sehingga untuk mempertahankan gerak lurus beraturan diperlukan suatu gaya yang lebih kecil. Gaya yang bekerja diantara dua permukaan yang saling bergerak relatif disebut dengan gaya gesek kinetik (f_k). Untuk permukaan yang kering dan tidak diberi pelumas, diperoleh bahwa gaya gesek kinetik tidak bergantung pada luas permukaan kontak atau pada kecepatan relatif antara kedua permukaan yang saling bersinggungan, namun sebanding dengan besarnya gaya normal diantara kedua benda yang saling bergesekan (lihat gambar d diatas). Dimana μ_k = koefisien gesek kinetik.

f_k = μk N

Pada gambar a tersebut diatas tampak bahwa sebuah balok terletak diam di atas pemukaan horizontal dalam keadaan setimbang di bawah pengaruh berat W dan gaya P ke atas yang dilakukan permukaan terhadapnya. Apabila seutas tali diikatkan pada salah satu sisi balok (seperti pada gambar b diatas), kemudian diberi gaya pada tali itu tetapi tidak terlalu besar sehingga balok masih tetap diam. Gaya P yang dilakukan oleh permukaan terhadap balok miring ke kiri. Karena gaya P, T dan W harus konkuren, maka komponen gaya P yang sejajar dengan permukaan disebut sebagai gaya gesek statis (fs) dan komponen yang tegak lurus terhadap permukaan disebut gaya normal (N) yang dilakukan permukaan kepada balok (lihat gambar b diatas). Berdasarkan syarat kesetimbangan, maka fs sama dengan T dan N sama dengan W. apabila T diperbesar terus, maka balok akan mulai bergerak pada suatu nilai T tertentu dan dengan kata lain fs berada pada nilai maksimum (gambar c diatas). Jika T diperbesar lagi sehingga balok tidak lagi setimbang, tetapi sudah bergerak. Maka gaya gesek mulai berkurang (gambar b diatas).

Konstanta μ_s dan μ_k ialah besaran tanpa satuan. Biasanya μs > μk untuk dua permukaan tertentu. Nilai kedua koefisien itu bergantung pada sifat kedua permukaan gesek. Semakin kasar suatu permukaan, maka nilai koefisiennya juga semakin besar dan nilainya akan kecil bila permukaannya licin. Biasanya nilainya lebih kecil dari 1, meskipun mungkin lebih besar dari satu.

Demikian artikel pembahasa tentang Pengertian, Hubungan Massa Dengan Dinamika Partikel dan Jenis Gaya Dalam Dinamika Partikel Terlengkap , semoga bermanfaat.