0 FISIKA KELAS XI

A. Posisi, Kecepatan Dan Percepatan Pada Gerak Dalam Bidang

Gerak Lurus yang dipelajari di Kelas X dapat dianalisis tanpa menggunakan vector.
Tetapi gerak pada bidang (dua dimensi) maka kita harus menganalisisnya dengan menggunakan vector. Secara umum, besaran gerak (Posisi, Kecepatan dan Percepatan) diuraikan atas dua komponen yang saling tegak lurus.
Ø  POSISI r = x i +  y j m
pada benda yang memiliki koordinat ( x , y)
Contoh :
Sebuah partikel berada pada koordinat (3,2) meter, maka penulisan persamaan posisinya adalah
r = x i +  y j m

r = 3 i +  2 j   m



Ø  KECEPATAN v = v_x i + v_y j m/s
pada benda yang memiliki kecepatan ( v_x , v_y)
Contoh :
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan (4,1) m/s, maka penulisan persamaan kecepatannya adalah
v = v_x i + v_y j m/s
v = 4 i +     j m/s

Ø PERCEPATAN a = a_x i + a_y j m/s²
pada benda yang memiliki kecepatan ( a_x , a_y)
Contoh :
Sebuah partikel bergerak dengan percepatan(5,3) m/s², maka penulisan persamaan percepatannya adalah
a = a_x i + a_y j m/s²
a = 5 i +  3  j m/s²

Bagaimana bila partikel berpindah posisi dari titik P(3,2)m menuju ke titik Q(5,5)m ?
Perpindahan adalah perubahan posisi/kedudukan suatu partikel dalam selang waktu tertentu dimana titik awal P dan titik akhir Q
Maka perpindahan partikel memenuhi persamaan :
Δr = r_Q – r_P
Δr = (x₁i + y₁j) – (x₂i + y₂j)  meter
Δr = (x₂i – x₁i) + (y₂j – y₁j)  meter
atau Δr = Δx i  + Δy j
sehingga
Δr = (5i + 5j) – (3i + 2j) meter
Δr = (5i – 3i) + (5j – 2j) meter
Δr =  2i +  3j meter
Berapa besar perpindahannya ?
Δr² = (2i)² +  (3j)² meter
Δr² = 4.i² +  9.j² meter karena  i² = 1 dan j² = 1 maka
Δr² = 4  +  9
Δr = (4  +  9)^½ atau √ 13

B. Hukum gravitasi universal Newton

Hukum tarik-menarik gravitasi Newton dalam bidang fisika berarti gaya tarik untuk saling mendekat satu sama lain. Dalam bidang fisika tiap benda dengan massa m₁ selalu mempunyai gaya tarik menarik dengan benda lain (dengan massa m₂ ). Misalnya partikel satu dengan partikel lain selalu akan saling tarik-menarik. Contoh yang dikemukakan oleh Sir Isaac Newton dalam bidang mekanika klasik bahwa benda apapun di atas atmosfer akan ditarik oleh bumi, yang kemudian banyak dikenal sebagai fenomena benda jatuh.
Gaya tarik menarik gravitasi ini dinyatakan oleh Isaac Newton melalui tulisannya di journal Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica pada tanggal 5 Juli 1687 dalam bentuk rumus sebagai berikut:

,

di mana:

• F adalah besarnya gaya gravitasi antara dua massa tersebut,
• G adalah konstante gravitasi,
• m₁ adalah massa dari benda pertama
• m₂ adalah massa dari benda kedua, dan
• r adalah jarak antara dua massa tersebut.

Teori ini kemudian dikembangkan lebih jauh lagi bahwa setiap benda angkasa akan saling tarik-menarik, dan ini bisa dijelaskan mengapa bumi harus berputar mengelilingi matahari untuk mengimbangi gaya tarik-menarik gravitasi bumi-matahari. Dengan menggunakan fenomena tarik menarik gravitasi ini juga, meteor yang mendekat ke bumi dalam perjalanannya di ruang angkasa akan tertarik jatuh ke bumi.

C. Momentum dan Impuls

Momentum dan Impuls dalam pembahasan fisika adalah sebagai satu kesatuan karena momentum dan Impuls dua besaran yang setara. Dua besaran dikatakan setara seperti momentum dan Impuls bila memiliki satuan Sistim Internasional(SI) sama atau juga dimensi sama seperti yang sudah dibahas dalam besaran dansatuan.  Posting kali ini akan sedikit membahas mengenai pengertian momentum dan impuls.

Pengertian Momentum

Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

  P = m.v

Keterangan

• P = momentum(kg.m/s)
• M=massa(kg)
• V=kecepatan(m/s)

Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel yang bergerak.

Contoh

Sebuah bus bermassa 5 ton bergerak dengan kecepatan tetap 10 m/s. Berapa momentum yang dimiliki bus tersebut?

Penyelesaian:

Dengan menggunakan persamaan diatas maka kita mendapatkan besar momentum bus sebesar P = mv

P = 5000 kg x 20 m/s

P= 100000 kg m/s

(catatan 1 ton = 1000 kg)

Pengertian Impuls

Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Atau Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang, bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukulan, gaya yang bekerja sangat singkat.

  I=F.Δt

Keterangan

• I= impuls
• F=gaya(N)
• Δt=selang waktu(s)

Contoh:

Sebuah bola dipukul dengan gaya 50 Newton dengan waktu 0,01 sekon. Berapa besar Impus pada bola tersebut?

Penyelesaian

Dengan menggunakan persamaan diatas maka

I=F.Δt

I=50 N. 0,01s

I=0,5 Ns

Impuls sama dengan perubahan momentum

Suatu partikel yang bermassa m bekerja gaya F yang konstan, maka setelah waktu  Δt partikel tersebut bergerak dengan kecepatan

V_t=V₀+ a Δt seperti yang sudah dibahas pada post glbb(gerak lurus berubah beraturan)

Menurut hukum ke-2 Newton:

  F=m.a,

Dengan subtitusi kedua persamaan tersebut maka diperoleh

 I=F.Δt = mv_t – mv₀

Keterangan

• mv_t = mementum benda pada saat kecepatan v_t
• mv₀ = mementum benda pada saat kecepatan v₀