Contoh Soal Dinamika Partikel – Pada jenjang SMA kelas 10, kalian akan mempelajari materi fisika dasar tentang dinamika partikel. Lantas, apa yang dimaksud dengan dinamika partikel?.
Pada artikel ini kami akan membahas materi dinamika partikel kelas 10 lengkap dengan contoh soal beserta jawabannya. Selain itu, kami juga akan sajikan jenis gaya dan hukum Newton.
Berbicara mengenai dinamika partikel, sepertinya masih banyak dari kalian yang belum begitu mengenalnya. Jika memang benar demikian, maka artikel ini wajib kalian cermati dan pahami.
Oleh sebab itu, agar kalian dapat menguasai materi fisika dasar tentang dinamika partikel ini maka wajib banget membaca artikel ini hingga akhir. Berikut adalah penjelasan selengkapnya.
Materi Dinamika Partikel Fisika Dasar
Nah, untuk mengawali pembahasan kita kali ini, maka kalian harus memahami terlebih dahulu hal-hal yang berkaitan dengan dinamika partikel. Maka dari itu, kalian harus memahami materi tentang dinamika partikel agar bisa menjawab soal-soal yang berkaitan dengan materi ini.
Kalian, tentunya sudah tau apa itu gaya? Dimana jika kalian mendorong benda, maka benda tersebut akan bergerak. Jika berhenti mendorongnya, maka benda itu akan berhenti juga (diam).
Nah, itu berarti kalian melakukan gaya dorong terhadap benda tersebut. Gaya ada berbagai macam dan ini ada kaitannya dengan dinamika partikel yang akan dibahas pada kali ini.
Jadi disini, kalian akan belajar tentang jenis-jenis gaya serta hukum Newton yang pasti masih memiliki kaitannya. Penasaran, langsung saja simak pembahasannya pada ulasan di bawah ini.
A. Apa yang Dimaksud Dinamika Partikel ?
Seperti yang telah kami jelaskan di atas, bahwasanya gaya sebetulnya berkaitan dengan materi dinamika partikel yang akan dibahas pada kesempatan kalian ini. Lalu, apa kaitannya?.
Dinamika partikel adalah ilmu yang mempelajari tentang gaya-gaya yang menyebabkan suatu partikel diam menjadi bergerak atau gaya yang dapat mempercepat dan memperlambat gerak suatu partikel. Ada berbagai macam gaya yang dikelompokan berdasarkan penyebab terjadinya.
Nah, untuk menganalisa penyebab terjadinya gerak, maka kalian harus mengetahui parameter-parameter dari gerak itu sendiri, seperti posisi (s), kecepatan (v), percepatan (a) dan waktu (t). Lantas, apa kaitannya dinamika partikel dengan hukum Newton?
Melalui pertanyaan mengapa benda dapat bergerak? Hal tersebut ternyata dapat dijelaskan dengan baik oleh Sir Isaac Newton dengan konsep gaya. Dibawah ini adalah penjelasannya.
B. Hukum Newton dan Penerapannya
Hukum Newton merupakan ilmu yang digunakan untuk menganalisa berbagai masalah dinamika partikel seperti gerak pada bidang datar, bidang miring, sistem katrol, dan masalah lainnya yang masih cukup sederhana. Hukum Newton terbagi menjadi 3 yaitu sebagai berikut.
1. Hukum Newton I
Hukum I Newton disebut juga hukum kelembaman. Mengapa demikian? Itu dikarenakan jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda atau tidak dikatakan bahwa resultan gaya yang bekerja pada benda adalah 0, maka benda tersebut akan diam atau bergerak lurus beraturan.
Contoh penerapan hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari ialah seperti ketika kalian naik mobil dengan laju cukup cepat, tiba-tiba sopir melakukan rem mendadak. Maka tubuh kalian akan terdorong ke depan untuk mempertahankan posisi. Seperti itulah gambarannya.
Rumus Hukum I Newton :
ΣF = 0
Keterangan :
ΣF = Resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
2. Hukum Newton II
Hukum II Newton menjelaskan tentang hubungan antara resultan gaya yang bekerja pada benda dengan massa dan percepatan. Teori Hukum II Newton yaitu percepatan yang dialami benda akan sama hasil bagi antara resultan gaya dengan massa benda itu sendiri.
Rumus Hukum Newton II :
ΣF = ma
Keterangan :
ΣF = Resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m : Massa benda (kg)
a : Percepatan yang dialami benda (m/s2)
3. Hukum Newton III
Hukum III Newton disebut juga dengan hukum aksi-reaksi. Jadi saat kalian memberikan aksi terhadap suatu partikel atau benda, maka partikel atau benda tersebut juga akan memberikan reaksi yang besarannya sama, namun arahnya berlawanan.
Rumus Hukum III Newton :
F aksi = –F reaksi
C. Jenis-jeni Dinamika Partikel
Seperti yang telah kami singgung sebelumnya, bahwa ada berbagai macam gaya berdasarkan penyebabnya. Berikut ini adalah penjelasan terkait jenis-jenis dinamika partikel.
1. Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi adalah gaya yang dilakukan oleh bumi terhadap setiap benda yang berada di permukaannya atau di dekatnya. Rumus gaya berat benda atau gaya gravitasi yaitu :
W = mg
Keterangan:
W : gaya berat suatu benda (N)
m : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi (m/s2)
2. Gaya Normal
Jenis dinamika partikel selanjutnya yaitu gaya normal. Gaya normal merupakan gaya yang bekerja pada bidang dan arahnya tegak lurus dari bidang tersebut. Berikut rumus gaya normal :
N = W = m.g
Keterangan:
N : gaya normal (N)
W : gaya berat benda (N)
m : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi (m/s2)
3. Gaya Gesek
Gaya gesek ialah gaya yang bekerja akibat adanya gesekan antara kedua permukaan benda. Dengan adanya gaya gesek, maka benda yang bersentuhan akan memiliki hambatan.
Ada dua jenis gaya gesek yaitu gaya gesek statis dan kinetis.
- Gaya Gesek Statis
Gaya gesek statis adalah gaya yang bekerja pada benda diam. Besarnya gaya gesek statis merupakan hasil kali koefisien gaya gesek dengan gaya normal. Berikut rumus yang bisa kalian gunakan.
fs = μs × N
Keterangan:
fs : besar gaya gesek statis (N)
μs : koefisien gesek statis
N : gaya normal (N)
- Gaya Gesek Kinetis
Gaya gesek kinetis bekerja pada saat benda sedang bergerak. Besarnya gaya gesek kinetis dapat ditentukan dari hasil kali koefisien gaya gesek kinetis dengan gaya normal. Rumusnya :
fk = μk × N
Keterangan:
fk : besar gaya gesek kinetis (N)
μk : koefisien gesek kinetis
N : gaya normal (N)
4. Gaya Tegangan Tali
Gaya tegangan tali adalah gaya yang bekerja pada tali ketika tali tersebut tegang. Arah gaya ini tergantung pada titik di mana kamu melihat atau meninjaunya.
Rumus percepatan sistem pada katrol tegangan tali yaitu :
ΣF=m.a
Keterangan :
ΣF = Resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m : Massa benda (kg)
a : Percepatan yang dialami benda (m/s2)
5. Gaya Sentripel
Gaya sentripetal merupakan gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Cara kerja gaya ini selalu menuju pusat lintasan. Berikut rumus gaya sentripetal :
Fs = m.as
Keterangan:
Fs : gaya sentripetal (N)
m : massa benda (kg)
as : percepatan sentripetal (m/s2)
Contoh Soal Dinamika Partikel
Nah, setelah mempelajari materi tentang dinamika partikel, agar lebih memahaminya lebih dalam lagi, maka kalian dapat mencermati contoh soal dinamika partikel di bawah ini. Dimana dibawah ini akan kami sajikan contoh soal dinamika partikel beserta dengan jawabannya.
Contoh Soal 1
| Sebuah balok diletakkan di atas bidang datar yang licin. Balik mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan F2 ke kiri. Jika benda tetap diam, berapakah besar F2? Pembahasan : Karena benda tetap diam, maka berlaku hukum I Newton ∑F = 0 F1 – F2 = 0 F2 = F1 = 15 N |
Contoh Soal 2
| Suatu benda dengan berat 5 kg, diletakkan di atas meja dalam keadaan diam. Berapa gaya normal yang bekerja pada benda tersebut? Pembahasan : Diketahui : m = 5 kg g = 10 m/s2 Ditanya : Gaya normal (N) ….? Jawab : N = W = m.g W = mg = 5 kg × 10 = 50 N Benda diam, maka berlaku hukum I Newton, maka ΣF = 0 Jadi, gaya ke atasnya juga sebesar 50 N. |
Contoh Soal 3
| Balok B massanya 2 kg ditarik dengan gaya F yang besarnya 6 Newton. Tentukan percepatan yang dialami balok. Pembahasan : Diketahui F = 6 N dan m = 2 kg Berdasarkan hukum II Newton F = m.a 6 = 2a a =6 / 2 a = 3 m/s2 |
Contoh Soal 4
| Diketahui benda A dan B mempunyai massa berturut-turut sebesar 3 kg dan 7 kg. Dari kedua benda tersebut ditarik yang arahnya berlawanan. Gaya yang diberikan pada dua benda itu sebesar 50 N, sehingga benda dapat bergerak. Tentukan gaya tegang talinya? Pembahasan : Diketahui : mA = 3 kg mB = 7 kg F = 50 N Gaya ke kanan berarti positif, sedangkan gaya ke kiri berarti negatif. ΣF = m.a Benda A : F – T = mA.a Benda B : T = mB.a Maka : A : 50 – T = 3.a B : T = 7.a ____________________+ 50 = 10.a a = 5 m/s2 Tegangan tali : T = mB.a T = 7 . 5 = 35 N |
Contoh Soal 5
| Bila balok B yang massanya 2 kg mengalami percepatan 5 m/s2 ke kanan, tentukan besar F3. Pembahasan Diketahui: m = 2 kg a = 5 m/s2 F1 = 10 N F2 = 40 N Karena ∑F = m.a F1 + F2 – F3 = m.a 10 + 40 – F 3 = (2 kg)(5m/s2) 50 – 10 = F3 F3= 40 N |
Download Soal Dinamika Partikel PDF
Nah, selain beberapa contoh soal di atas, kami juga akan membagikan contoh soal dinamika partikel beserta jawabannya yang lebih lengkap. Dimana contoh soal tersebut kami bagikan dalam bentuk PDF yang dapat kalian download secara gratis melalui tautan di bawah ini.
Nah, itulah informasi lengkap dari inspired2write.com terkait contoh soal dinamika partikel materi fisika dasar kelas 10 lengkap beserta materi tentang dinamika partikel. Untuk latihan soal fisika lainnya kami punya contoh soal isokhorik yang dapat kalian pelajari dan pahami.
Mungkin hanya itu saja informasi seputar contoh soal dinamika partikel beserta jawabannya, semoga artikel contoh soal di atas membantu proses belajar kalian semua dan dapat membantu kalian meningkatkan dan menambah ilmu fisika dasar tentang dinamika partikel.