Pengertian Dinamika Partikel, Jenis Gaya & Hubungan Massa – Dinamika merupakan ilmu yang di dalamnya membahas pergerakan sebuah benda dan menemukan penyebab gerakan benda-benda tersebut.
Pergerakan sebuah benda dapat terjadi sebab adanya gaya. Gaya membuat benda yang semula diam menjadi bergerak.
Pengertian Dinamika Partikel, Jenis Gaya & Hubungan Massa
Materi dalam pembahasan ini yakni seputar pengertian dinamika partikel beserta jenis gaya dan hubungan massa.
Pengertian Dinamika Partikel
Dinamika partikel ialah sebuah ilmu yang di dalamnya mempelajari tentang gaya-gaya yang membuat sebuah partikel yang awalnya dian menjadi bergerak atau gaya yang mempercepat maupun memperlambat gerak sebuah partikel.
Jenis-Jenis Gaya dan Hubungan Massa
Terdapat beberapa jenis dinamika partikel seperti yang akan dijelaskan berikut ini.
Gaya
Apabila sebuah benda ditarik atau didorong, maka bisa dikatakan bahwa benda tersebut diberikan suatu gaya. Namun, gaya pun bisa dilakukan oleh benda-benda mati , misalnya pegas yang merenggang akan menimbulkan gaya pada benda-benda yang dikaitkan di ujung-ujungnya.
Contoh lain yaitu sebuah lokomotif akan menimbulkan gaya pada barisan gerbong-gerbong yang ditarik olehnya. Sebuah gaya mempunyai besar dan gaya sehingga gaya ialah vektor yang mengikuti aturan-aturan dalam penjumlahan vektor.
Gaya digambarkan dengan suatu garis bertanda panah di ujungnya yang menunjukkan arah gaya dan panjang garis mendandakan besarnya gaya. Standar internasional untuk satuan gaya ialah Newton (N) atau kg x m/s².
Gaya Gravitasi
Benda yang dijatuhkan di dekat muka bumi akan jatuh dengan percepatan yang sama yakni sama dengan percepatan gravitasi (g =9,8 m/s² atau dalam satuan SI 9,8 N/kg) jika hambatan udara diabaikan. Gaya gravitasi ialah gaya yang dilakukan oleh bumi kepada benda-benda yang ada di sekelilingnya.
Berdasarkan hukum gravitasi diketahui bahwa gaya antara dua partikel dengan massa m1 dan m2 serta dipisahkan jarak sebesa r ialah sebuah gaya tarik menarik sepanjang garis yang menghubungkan dua partikel tersebut serta besarnya dapat dihitung dengan rumus ini.
Keterangan :
F : gaya tarik menarik dua benda (N)
G : konstanta gravitasi (6,673 x 10-11 Nm2/kg-2)
m1 : massa benda 1 (kg)
m2 : massa benda 2 (kg)
r : jarak dua benda (m)
Apabila m1 dianggap massa bumi (M) dan m2 adalah massa benda (m) yang ada di sekeliling bumi serta berjarak r dari titik pusat bumi, maka gaya tari bumi terhadap benda diketahui dengan rumus berikut.
Gaya gravitasi bekerja di antara bumi dan benda. Gaya berat selalu mengarah ke bawah menuju pusat bumi. Gaya berat sebuah benda selalu sama dengan rumus berikut.
Dengan begitu, percepatan gravitasi g dapat dicari menggunakan persamaan berikut.
Gaya Normal
Gaya normal (FN atau N) meupakan gaya yang muncul apabila terdapat dua benda yang saling sentuh. Gaya normal mempunyai arah tetap tegak lurus pada permukaan yang bersentuhan (bidang singgung) dan benda.
Besar kecilnya gaya normal dipengaruhi oleh besar atau kecilnya gaya tekan di pemukaan bidang singgung sehingga pemukaan meja yang ditekan dengan gaya yang besar, maka gaya normal yang muncul pun akan besar. Namun, gaya normal yang timbul akan kecil jika gaya tekan yang diberikan kecil.
Gaya Gesek
Sebuah benda yang diluncurkan dari sebuah pemukaan rata atau horizontal akan memiliki laju yang berkurang hingga akhirnya terhenti. Sebuah gaya dengan aah horizontal bekerja pada benda itu di mana arah gaya berlawanan dengan gerak benda. Gaya yang bekerja tersebut dinamakan gaya gesek (f).
Gaya gesek dapat timbul jika dua benda saling bergesekan yaitu permukaan masing-masing benda bersinggungan saat suatu benda bergerak pada benda lain dan sejajar di mana permukaannya saling bersinggungan.
Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerakan benda. Sebuah balok yang bergerak ke kiri ke kanan di permukaan lantai menimbulkan gaya gesek ke kiri yang bekerja terhadap balok. Gaya gesek yang bekerja di antara dua permukaan dalam kondisi diam relatif satu sama lain dinamakan gaya gesek statis (Fs).
Gaya gesek statis maksimal ialah gaya paling kecil yang membuat benda bergerak. Pada permukaan yang kering dan tidak terdapat pelumas diketahui bahwa gaya gesek statis maksimal antara dua permukaan tidak dipengaruhi pada luas permukaan bidang singgung yang bergesekan. Namun, sebanding dengan nilai gaya normal antara dua benda yang bersinggungan .
Dengan keterangan ms adalah koefisien gesek statis. Tanda yang sama dengan permukaan di atas akan berlaku apabila s bernilai besar maksimal. Jika benda sekali bergerak, gaya gesek yang bekerja akan berkurang dan guna mempertahankan gerak lusur beraturan diperlukan gaya yang lebih kecil.
Gaya yang bekerja antara dua permukaan yang bergerak satu sama lain secara relatif dinamakan gaya gesek kinetik (fk). Permukaan yang kering dan tidak berpelumas, bisa diketahui bahwa gaya gesek kinetik tidak dipengaruhi luas bidang singgung pada kecepatan relatif di antara dua permukaan yang bergesekan, namun berbanding lurus dengan besar gaya normal dengan dua benda bergesekan, dengan mk adalah koefisien gesek kinetik.
Berdasarkan gambar a dapat diketahui bahwa sebuah balok dalam keadaan diam di atas permukaan horizontal dengan keseimbangan di bawah pengaruh berat W dan gaya P ke atas oleh permukaan.
Apabila tali diikatkan di salah satu sisi balok (gambar b) lalu diberikan gaya di tali namun tidak begitu besar sehingga balok masih dalam keadaan diam. Gaya P oleh permukaan terhadap permukaan balok miring ke arah kiri.
Gaya P, T dan W wajib kongruen sehingga komponen gaya P yang sejajar permukaan sinamakan gaya gesek statis (fs) serta komponen yang tegak lurus dengan permukaan dinamakan gaya normal (N) oleh permukaan pada balok (gambar b).
Menurut syarat kesetimbangan, besarnya fs sama dengan t serta besarnya N sama dengan W. Apabila T diperbesar terus menerus, maka balok akan mulai bergerak di nilai T tertentu atau dengan kata lain fs berada di nilai maksimum (gambar c).
lalu, jika T diperbesar kembali dan menyebabkan balok tidak setimbang tetapi sudah ada gerakan, maka gaya gesek akan mengecil (gambar b).
Tetapan atau konstanta ms dan mk adalah besaran yang tidak mempunyai satuan. Biasanya ms > mk pada dua permukaan tertentu. Nilai dari masing-masing koefisien tersebut dipengaruhi sifat dua permukaan gesek. Jika permukaannya semakin kasar, maka nilai koefisiennya pun akan makin besar.
Nilai koefisien akan mengecil jika permukaannya semakin licin. Umumnya nilai koefisien kurang dari 1 meskipun ada kemungkinan untuk lebih besar dari 1.
Sekian penjelasan materi Pengertian Dinamika Partikel, Jenis Gaya & Hubungan Massa, semoga penjelasan tersebut bisa membantu pembaca agar lebih paham. Terima kasih 🙂