Physics Addict

Contoh Soal dan Pembahasan Bagian 3

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton tentang Gerak

Contoh Soal dan Pembahasan Getaran Harmonis Sederhana

     Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton tentang Gravitasi

HUKUM-HUKUM KEPLER Penerapan hukum gravitasi Newton dapat diterapkan untuk menjelaskan gerak benda-benda angkasa. Salah seorang yang memiliki perhatian besar pada astronomi adalah Johannes Kepler. Dia terkenal dengan tiga hukumnya tentang pergerakan benda-benda angkasa, yaitu:   1.       Hukum I Kepler Semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari matahari dengan matahari berada di salah satu fokus elips . Hukum I ini dapat menjelaskan akan lintasan planet yang berbentuk  elips, namun belum dapat menjelaskan kedudukan planet terhadap matahari, maka munculah hukum II Kepler. 2.          Hukum II Kepler Suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet, menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama. 3.          Hukum ...

Source:  https://www.youtube.com/watch?v=qYP1u5EzWSM&t=15s  (Smarter Indo) Source:  https://www.youtube.com/watch?v=CJH6ZIgFIG8  (Smarter Indo)

Energi potensial adalah energi yang terdapat pada benda ketika berada di sekitar titik keseimbangan. Energi kinetik adalah energi yang terdapat pada benda karena adanya kecepatan atau pergerakan dan massa. Energi getaran/mekanik adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Energi getaran bernilai sama dengan energi potensial ketika berada pada simpangan terjauh (amplitudo). Energi getaran bernilai sama dengan energi kinetik ketika berada pada titik keseimbangan, yaitu kecepatan maksimum.

Periode dan frekuensi gerak harmonik sederhana didefinisikan sebagai:  Persamaan yang berlaku pada pegas: Periode, frekuensi, dan frekuensi sudut pada pegas: Persamaan yang berlaku pada bandul: Periode, frekuensi, dan frekuensi sudut pada bandul:

Kecepatan gerak harmonik merupakan turunan pertama persamaan simpangan, dapat dirumuskan: Percepatan gerak harmonik merupakan turunan pertama persamaan kecepatan dan turunan kedua persamaan simpangan, dapat dirumuskan: Nilai kecepatan dan percepatan pada gerak harmonik:

Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut Gerak Periodik. Gerak periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus atau cosinus, oleh sebab itu gerak periodik disebut Gerak Harmonik. Jika gerak yang periodik ini bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut Getaran atau Osilasi . Getaran harmonik sederhana adalah gerak bolak balik yang selalu melewati titik kesetimbangan tanpa mengalami redaman. Keterangan: Titik seimbang adalah posisi awal benda dan benda dalam keadaan diam. Simpangan (y) adalah posisi benda saat sedang melakukan gerak harmonik dengan sudut fase terhadap titik seimbang.   Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum benda.   Gaya pemulih (Fp) adalah gaya pegas, yaitu gaya yang mengembalikan benda ke posisi semula (titik seimbang).  Persamaan simpangan gerak harmonik sederhana merupakan fungsi terhadap waktu: 

Benda bermassa m yang terletak diluar bumi, energi potensial grafitasinya pada jarak r dari pusat bumi, dinyatakan dengan persamaan: Tanda negatif (-) berarti jika benda bergerak di bawah pengaruh gaya grafitasi dari jarak tak terhingga ke jarak r maka energi potensialnya akan berkurang, karena dipergunakan untuk menambah energi kinetik dengan makin besarnya laju benda waktu bergerak mendekati bumi. Jika mula-mula benda berada di tempat yang jauh tak hingga dengan energi kinetik sama dengan nol, maka dalam perjalanan mendekati bumi, medan gravitasi merubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada waktu sampai di bumi energi kinetik benda sama dengan energi potensial gravitasi. Sehingga: Keterangan: M         : massa bumi (kg) m         : massa benda (kg) R         : jari-jari bumi (m) V       ...

Hukum gravitasi Newton menetapkan medan gravitasi disekitar suatu benda atau umumnya sebuah planet. Medan gravitasi ini akan menunjukkan percepatan gravitasi dari suatu benda di sekitar suatu benda atau planet. Adapun besar medan gravitasi atau percepatan gravitasi dirumuskan:

Medan adalah tempat di sekitar suatu besaran fisis yang masih dipengaruhi oleh besaran tersebut dalam suatu entitas tertentu. Sebagai contoh, gaya gravitasi akan bekerja pada massa suatu benda yang masih berada dalam medan gravitasi suatu benda atau planet. Jika medan gravitasi sudah dapat diabaikan, maka sebuah massa yang berada di sekitar besaran benda tersebut tidak dapat dipengaruhi. Newton menyimpulkan, bahwa gaya gravitasi atau gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan sebanding oleh massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda, dan dirumuskan: Keterangan: F          : gaya tarik menarik antara kedua benda (N) m 1        : massa benda 1 (kg) m 2        : massa benda 2 (kg) r           : jarak antara kedua pusat benda (m) G    ...

Matahari kita merupakan salah satu dari milyaran bintang yang ada di Bimasakti. Matahari merupakan pusat tata surya kita. Akan tetapi, tidak setiap bintang merupakan pusat tata surya. Jadi tidak setiap bintang memiliki planet. Bagaimana kita dapat mengetahui bahwa sebuah bintang merupakan pusat sebuah tata surya? Bintang yang terlihat bergoyang-goyang dapat dipastikan merupakan pusat tata surya karena bintang semacam itu mengorbit pusat massa tata surya yang tidak terlalu jauh dari pusat bintang itu. Mengapa Bulan, Matahari, dan bintang-bintang yang ada di langit tidak jatuh ke Bumi meskipun tiada tangkai yang menahan benda-benda angkasa itu?