Dasar Teori Pesawat Atwood
Pesawat
Atwood merupakan alat eksperimen yang digunakan untuk mengamati hukum mekanika
gerak yang berubah beraturan. Alat ini mulai dikembangkan sekitar abad ke
delapan belas untuk mengukur percepatan gravitasi g. Dalam kehiduapan sehari-hari kita bias menemui penerapan pesawat
Atwood pada cara kerja lift. Sederhananya alat ini tersusun atas seutas tali
yang dihubungkan dengan sebuah katrol, dimana pada ujung tali dikaitkan massa
beban m1 dan m2. Jika massa benda m1 dan m2 sama (m1
= m2), maka keduanya akan diam. Akan tetapi jika massa benda m2 lebih besar dari pada
massa benda m1 (m2 > m1), maka
massa m1 akan tertarik oleh massa benda m2.
Adapun gerak yang terjadi pada pesawat
Atwood diantaranya:
1. Gerak Lurus Beraturan
Merupakan
gerak lurus yang kelajuannya konstan, artinya benda bergerak lurus tanpa ada
percepatan atau a = 0 m/s2.
Secara matematis gerak lurus beraturan dapat dirumuskan sebagai berikut:
S= v/t keterangan S = jarak tempuh benda
v
= kelajuan
t
= waktu tempuh
2. Gerak lurus Berubah Beraturan
Merupakan
gerak lurus dengan kelajuan berubah beraturan, dengan percepatan a adalah konstan.
S= S0+v0t
+1/2 at2 keterangan S
= jarak yang ditempuh
S0= jarak awal
v0= kecepatan awal
t = waktu
Hukum-hukum
yang terjadi pada pesawat Atwood diantaranya:
Hukum
I Newton berbunyi “jika sebuah benda atau
system tibak dipengaruhi oleh gaya luar, maka benda atau system benda itu akan
selalu dalam keadaan setimbang”.[1]
Jika semula benda diam, maka selamanya
benda itu akan diam. Dan jika benda semula bergerak maka benda akan bergerak
lurus beraturan. Secara matematis hukum I Newton dirumuskan sebagai
∑F = O
Yang
diturunkan dari persamaan ∑F = dp/dt
dimana p adalah momentum linier.
Hokum II Newton berbunyi “jika suatu benda atau system benda
diberikan gaya luar, maka percepatan yang ditimbulkan besarnya berbanding lurus
dengan resultan gaya itu, dan searah dengan arah gaya tersebut”.[2]
Semakin besar resultan gaya F maka
percepatan a akan semakin besar.
Secara matematis Hukum II Newton dapat dituliskan dengan persamaan:
∑F = ma
Hokum
III Newton menyatakan bahwa “gaya-gaya selalu terjadi dalam pasangan
aksi-reaksi, dan bahwa gaya reaksi adalah
sama besar dan berlawanan arah dengan gaya aksi”.[3]
Faksi
= -Freaksi
Jika
kita tinjau dari gaya-gaya yang bekerja dan gerak yang terjadi pada pesawa
atwood, maka kita akan membaginya menjadi beberapa gerak, yaitu:
Gerakan dari C ke A
Benda
m1 bergerak dipercepat
beraturan ke atas, dan benda m2
bergerak dipercepat ke bawah. Jika gesekan katrol FK diperhitungkan, maka akan diperoleh gaya-gaya sebagai
berikut:
∑F = ma
W2
- W1 – Fk = m tota
(m2-m1)g
– Fk = (m1 + m2 + mk) a
(m2-m1)g
– Fk = (m1 + m2 + I/R2) a
a
= (m2
- m1)g – Fk
(m1
+ m2 + I/R2)
Jika m2 = m1 + m, maka akan dipeoleh nilai a
a = mg – Fk
(m1
+ m2 + I/R2)
Gerakan dari A ke B
Jika
waktu dari A ke B adalah tAB
dan jarak tempuhnya adalah SAB,
maka akan diperoleh hubungan
SAB
= vtAB
Gerakan
dari A ke B merupakan gerak beraturan, jadi benda tidak mengalami penambahan
kelajuan, sehingga percepatannya sama dengan nol (a=0).
DAFTAR PUSTAKA
Giancolli
Douglas C. 1998. Fisika Jilid 1
(terjemahan). Erlangga: Jakarta.
Tippler.
1991. Fisika Untuk Sains dan Tehnik.
Erlangga:Jakarta.
Supiyanto.
2006. Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X.
Phiβeta: Jakarta.
Arsini,
S.Si., M.Sc.2012. Panduan Praktikum
Fisika Dasar 1. IAIN Walisongo: Semarang.
