Kumpulan Rumus Dinamika Partikel Lengkap

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Dinamika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana gerak suatu benda dengan memperhatikan penyebab terjadinya gerakan pada benda tersebut. Lalu tahukah kalian apa yang menyebabkan terjadinya gerak suatu benda? Jawabannya adalah gaya. Dengan adanya gaya, sebuah benda yang diam bisa bergerak dan sebaliknya, benda yang bergerak bisa menjadi diam.

Salah satu ilmuwan yang menyelidiki hubungan antara gaya dan gerak benda adalah Sir Isaac Newton yang ditungkan dalam bentuk Hukum I, II dan III Newton. Masih ingatkah kalian dengan bunyi Hukum Newton? Hukum Newton sangat erat kaitannya dengan materi dinamika baik dinamika translasi maupun dinamika rotasi. Nah dalam artikel kali ini akan dibahas tentang kumpulan rumus pada materi dinamika partikel.

Rumus pada materi dinamika partikel yang akan kita bahas meliputi Hukum Newton, gaya berat, gaya normal, gaya gesek, gaya tegangan tali, gaya sentripetal, gerak melingkar vertikal, gerak melingkar horizontal, gerak benda di luar lintasan melingkar dan gerak benda di dalam lintasan melingkar. Oke, langsung saja kita bahas satu per satu.

Rumus Hukum Newton

Hukum I Newton berbunyi “jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak lurus beraturan (GLB).” Secara matematis, Hukum pertama newton dirumuskan sebagai berikut.

ΣF = 0

Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol, berarti ada dua kemungkinan yang dialami benda tersebut yaitu:

∎ Benda diam (v = 0 m/s)

∎ Benda bergerak lurus beraturan ( v = konstan)

Hukum II Newton berbunyi “jika satu gaya atau lebih bekerja pada suatu benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.” Hukum kedua Newton secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

ΣF = ma

Hukum III Newton berbunyi “jika suatu gaya (aksi) diberikan pada suatu benda, maka benda tersebut akan memberikan gaya (reaksi) yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan.” Secara matematis, Hukum ketiga Newton dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

Faksi = −Freaksi

Dua gaya merupakan gaya aksi-reaksi jika kedua gaya tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

∎ Sama besar

∎ Berlawanan arah

∎ Terjadi pada dua objek atau benda yang saling berinteraksi

Keterangan:
F	=	Gaya (N)
ΣF	=	Resultan gaya (N)
m	=	Massa benda (kg)
a	=	Percepatan benda (m/s2)

Penjelasan detail tentang Hukum Newton, silahkan baca: Bunyi dan Rumus Hukum Newton I, II dan III Beserta Contohnya.

Rumus Gaya Berat

Gaya berat atau biasanya disingkat dengan berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bermassa. Jika benda tersebut berada di bumi, maka gaya gravitasi yang bekerja adalah gaya tarik bumi. Lambang gaya berat adalah w yang merupakan singkatan dari weight. Arah gaya berat selalutegak lurus menuju pusat bumi. Perhatikan gambar di bawah ini.

Secara matematis, rumus gaya berat dituliskan sebagai berikut.

w = mg

Keterangan:
w	=	Gaya Berat (N)
m	=	Massa benda (kg)
g	=	Percepatan gravitasi (m/s2)

Penjelasan detail tentang gaya berat, silahkan baca: Definisi, Rumus, Gambar, Contoh Soal dan Pembahasan tentang Gaya Berat.

Rumus Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Lambang gaya normal adalah N. Besarnya gaya normal suatu benda bergantung pada kondisi bidang, posisi benda terhadap bidang tersebut dan juga pengaruh gaya luar. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini.

#1 Rumus Gaya Normal Benda di Bidang Datar

N = mg

#2 Rumus Gaya Normal Benda yang Ditekan di Bidang Datar

N = mg + F

#3 Rumus Gaya Normal Benda yang Ditarik Miring di Bidang Datar

N = mg – F sin θ

#4 Rumus Gaya Normal Benda yang Didorong Miring di Bidang Datar

N = mg + F sin θ

#5 Rumus Gaya Normal Benda di Bidang Miring

N = mg cos θ

Keterangan:
N	=	Gaya nomal (N)
F	=	Gaya luar (N)
θ	=	Sudut kemiringan gaya luar dengan bidang horizontal
m	=	Massa benda (kg)
g	=	Percepatan gravitasi (m/s2)

Penjelasan detail tentang rumus gaya normal, silahkan baca: Kumpulan Rumus Lengkap Gaya Normal pada Dinamika Translasi.

Rumus Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan atau bersinggungan. Arah gaya gesek berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda. Gaya gesek disimbolkan dengan huruf f yang merupakan singkatan dari friction. Gaya gesek dibedakan menjadi dua yaitu gaya gesek statis (fs) dan gaya gesek kinetis (fk).

Gaya gesek statis bekerja pada benda yang diam. Sedangkan gaya gesek kinetis bekerja pada benda yang bergerak. Coba kalian perhatikan perbedaan antara gaya gesek statis dan kinetis seperti yang ditunjukkan gambar di atas. Secara matematis, rumus kedua jenis gaya gesek ini adalah sebagai berikut.

fs = μsN

dan

fk = μkN

Keterangan:
fs	=	Gaya gesek statisk (N)
fk	=	Gaya gesek kinetik (N)
μs	=	Koefisien gesekan statis
μk	=	Koefisien gesekan kinetis
N	=	Gaya normal (N)

Penjelasan detail tentang gaya gesek, silahkan baca: Definisi, Gambar, Sifat, Macam, Rumus, Keuntungan, Kerugian serta Contoh Soal dan Pembahasan tentang Gaya Gesek.

Rumus Gaya Tegangan Tali

Gaya tegangan tali adalah gaya pada tali ketika tali yang bersangkutan dalam keadaan tegang. Gaya tegangan tali dilambangkan dengan huruf T kapital yang merupakan singkatan dari Tension. Arah gaya tegangan tali bergantung pada titik atau benda yang ditinjau. Supaya lebih jelas, coba kalian amati gambar gaya tegangan tali pada berbagai sistem di bawah ini.

#1 Rumus Tegangan Tali pada Benda yang Digantung Bebas

T = mg

#2 Rumus Tegangan Tali pada Sistem Katrol Licin

T	=	2m1m2g
		m1 + m2

#3 Rumus Tegangan Tali pada Interaksi dua Benda

T	=	m1F
		m1 + m2

Rumus ini hanya berlaku untuk bidang datar licin atau kasar dengan besar koefisien gesekan kedua benda sama.

#4 Rumus Tegangan Tali pada Bidang Miring Licin

T = mg sin θ

Keterangan:
T	=	Gaya tegangan tali (N)
F	=	Gaya luar (N)
θ	=	Sudut kemiringan bidang
m	=	Massa benda (kg)
g	=	Percepatan gravitasi (m/s2)

Penjelasan detail tentang rumus gaya tegangan tali pada sistem katrol licin, silahkan baca: Hukum Newton pada Gerak Benda yang Dihubungkan Katrol, Contoh Soal dan pembahasan.

Lanjut Bagian 2