Definisi 12.1Fisika Universitas — Tahun 1 · Bab 12 — Hukum Dinamika Newton
Sebuah partikel titik mempunyai massa inersiam>0 (kilogram), yaitu ukuran perlawanannya terhadap perubahan kecepatan, yang bebas dari kerangkanya. Momentumnya dalam sebuah kerangka adalah
p=mv(kgm/s).
Sebuah gayaF (newton) adalah tindakan benda lain terhadap partikelnya; gaya berjumlah sebagai vektor, dan resultannya adalah jumlahnya ∑F.
Contoh
Contoh 12.11(Balok di bidang miring)
Balok bermassa m pada bidang yang miring sebesar α, dengan koefisien μs, μd. Sumbunya: x menuruni lerengnya, y menyusuri normalnya. Berat (mgsinα,−mgcosα), reaksi (0,N), gesekan (−T,0) bila ia tergelincir turun. Menyusuri y: N=mgcosα. Ketika diam, menyusuri x: T=mgsinα≤μsN=μsmgcosα, yaitu tanα≤μs: baloknya bertahan sampai sudut arctanμs — sebuah pengukuran μs yang tak memerlukan neraca. Ketika tergelincir: ma=mgsinα−μdmgcosα, sehingga a=g(sinα−μdcosα), bebas dari m: 3.2m/s2 untuk α=30∘, μd=0.2.
Contoh 12.12(Bandul sederhana)
Massam pada tali sepanjang ℓ, bersudut θ dari garis tegak ke bawah. Koordinat polar di titik gantungnya: a=−ℓθ˙2er+ℓθ¨eθ; gayanya: berat mg(cosθer−sinθeθ) dan tegangan −Ter. Menyusuri eθ: mℓθ¨=−mgsinθ,
θ¨+ℓgsinθ=0,
yang untuk sudut kecil (sinθ≈θ) menjadi persamaan harmonik dengan ω0=g/ℓ: periodenya T0=2πℓ/g, yaitu k=2π yang tak dapat dipasok Contoh 1.8. Menyusuri er: T=mgcosθ+mℓθ˙2 — talinya menarik paling kuat di dasarnya, tempat kelajuannya terbesar.