fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran
-
Upload
albarardian -
Category
Documents
-
view
1.345 -
download
7
description
Transcript of fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran
![Page 1: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/1.jpg)
Berkelas
![Page 2: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/2.jpg)
Bab 3Bab 3Gaya pada Benda Elastis danGaya pada Benda Elastis dan
Hubungan Gaya dengan Hubungan Gaya dengan Gerak GetaranGerak Getaran
Bab 3Bab 3Gaya pada Benda Elastis danGaya pada Benda Elastis dan
Hubungan Gaya dengan Hubungan Gaya dengan Gerak GetaranGerak Getaran
![Page 3: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/3.jpg)
Standar Kompetensi:Standar Kompetensi:Menganalisis gejala alam dan keterangannya dalam cakupan mekanika benda titik.
Kompetensi Dasar:Kompetensi Dasar:• Menganalisis pengaruh gaya terhadap sifat
elastisitas suatu bahan.• Menganalisis hubungan antara gaya dengan
gerak getarans
![Page 4: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/4.jpg)
A.A. Pengaruh Gaya pada Benda Pengaruh Gaya pada Benda ElastisElastis
Benda elastis, benda padat yang dapat berubah bentuk dan ukuran karena suatu gaya, akan tetapi dapat kembali ke bentuk dan ukuran semula jika gaya tersebut dihilangkan.
Contoh benda elastis : pegas dan karet gelang.
Elastis, kemampuan benda untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah gaya dihilangkan terghadapnya.
![Page 5: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/5.jpg)
1.1. Hubungan Antara Gaya dan Perubahan Panjang pada PegasHubungan Antara Gaya dan Perubahan Panjang pada Pegas
Gaya pada pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas.
Grafik linieritas gaya vs pertambahan panjang pada pegas
![Page 6: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/6.jpg)
• Benda elastis seperti pegas, mempunyai batas elastisitas.
• Jika gaya yang diberikan melebihi batas elatisitas benda, benda tidak mampu kembali ke ukuran dan bentuk semula.
![Page 7: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/7.jpg)
2.2. Tegangan dan Regangan Tegangan dan Regangan
Tegangan atau stress, perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dan luas penampang benda.
A
F Keterangan:
= tegangan atau stress (N/m2)F = gaya (N)A = luas penampang benda (m2)
![Page 8: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/8.jpg)
• Regangan atau strain, perbandingan antara pertambahan panjang benda dan panjang benda mula-mula.
l
l
• Perbandingan antara tegangan dan rega-ngan benda disebut modulus elastisitas atau modulus Young.
E
Keterangan: = reganganl = pertambahan panjang (m)l = panjang mula-mula (m)E = modulus Young (N/m2)
![Page 9: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/9.jpg)
Modulus Young beberapa bahan
![Page 10: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/10.jpg)
3.3. Hukum Hooke Hukum Hooke
konstanxF F
kx
F k x
Keterangan:F = gaya (N)k = konstanta gaya pegas (N/m)x = pertambahan panjang pegas (m)
“ Pada daerah elastisitas suatu benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda itu.”
![Page 11: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/11.jpg)
4.4. Susunan PegasSusunan Pegas
a.a. Susunan SeriSusunan Seri
ntotals kkkkk
1...
1111
321
b.b. Susunan ParalelSusunan Paralel
ntotalp kkkkk ...321
![Page 12: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/12.jpg)
4.4. Pemanfaatan Sifat Elastisitas PegasPemanfaatan Sifat Elastisitas Pegas
Pegas dimanfaatkan sebagai salah satu komponen penting pada kendaraan bermotor dan pada dinamometer.
![Page 13: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/13.jpg)
B.B. Hubungan Gaya dengan GerakHubungan Gaya dengan Gerak
• Gerak osilasi sederhana, gerak benda yang berlangsung secara periodik tanpa pengaruh gaya luar.
• Simpangan getaran, yaitu jarak x benda yang bergetar terhadap titik setimbang pada setiap saat.
• Amplitudo (A), yaitu simpangan maksimum atau jarak terjauh benda yang bergetar terhadap titik setimbang.
![Page 14: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/14.jpg)
• Periode (T), yaitu waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran penuh.
• Frekuensi (f), yaitu banyaknya getaran yang terjadi tiap detik.
fT
1
Tf
1
Periode berbanding terbalik terhadap frekuensi
![Page 15: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/15.jpg)
1.1. Persamaan Gerak Harmonis SederhanaPersamaan Gerak Harmonis Sederhana
a.a. Simpangan GetaranSimpangan Getaran
tAy sinT
tAy
2sin Keterangan:
y = simpangan getaran (m)A = amplitudo getaran (m)t = lamanya bergetar (s)T = periode getaran (s) = fase getaran
T
t
![Page 16: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/16.jpg)
b.b. Kecepatan Partikel yang Bergerak HarmonisKecepatan Partikel yang Bergerak Harmonis
cosvv y
T
tA
Tv y
2cos2
Keterangan:vy = kecepatan getaran (m/s)A = amplitudo getaran (m)t = lamanya bergetar (s)T = periode (s)
dt
dyv y
![Page 17: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/17.jpg)
c.c. Percepatan GetaranPercepatan Getaran
T
tA
Ta y
2sin4
2
2
ya y2
Keterangan:ay = percepatan getaran (m/s)A = amplitudo getaran (m)t = lamanya bergetar (s)T = periode (s)
2
2
dt
yda y
![Page 18: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/18.jpg)
d.d. Gerak Harmonis Sederhana pada PegasGerak Harmonis Sederhana pada Pegas
m
k2
m
kf
21
Frekuensi getaran benda di ujung pegas dapat ditentukan sebagai berikut
Keterangan:f = frekuensi getaran (Hz)k = konstanta gaya pegas (N/m)m = massa benda yang bergetar (kg)
k
mT 2
![Page 19: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/19.jpg)
e.e. Ayunan atau Bandul MatematisAyunan atau Bandul Matematis
l
gf
21
Frekuensi ayunan bandul ditentukan dengan rumus,
Keterangan:f = frekuensi ayunan (Hz)g = percepatan gravitasi (m/s2)l = panjang tali (m)
![Page 20: fisika sma 2 - gaya_pada_benda_elastis_dan_hubungan_gaya_dengan_gerak_getaran](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061221/54bdb9f64a795928168b45e7/html5/thumbnails/20.jpg)
2.2. Getaran Teredam Getaran Teredam
Getaran harmonis tidak dapat berlangsung secara terus menerus tanpa dibantu dengan gaya dari luar. Hal itu disebabkan karena sistem dalam dunia nyata yang mengharuskan setiap proses gerak mengalami kehilangan gaya (disipasi gaya)
bvkxf