PESAWAT ATWOOD MODERN DAN KONVENSIONAL

 

Pesawat atwood adalah alat yang digunakan untuk menjelaskan hubungan Antara tegangan. Energi potensial dan energi kinetik. Pesawat atwood ini dipengaruhi oleh gaya gaya yang konstan. Jika ditinjau dari gerak partikel yang terkendala pada suatu permukaan bidang maka diperlukan adanya gaya tertentu yakni gaya konstan yang berperan mempertahankan kontak Antara partikel dengan permukaan bidang. Namun tak selamanya gaya konstrain yang beraksi terhadap partikel dapat diketahui. Contoh penggunaan pesawat atwood dapat dilihat dalam menentukan Hukum-Hukum Newton serta perhitungan harga momen inersia.

Hukum I newton menyatakan " jika resultan gaya yang bekerja pada suatu sistem (benda) sama dengan nol, maka sistem dalam keadaan setimbang. " atau

Hukum II newton berbunyi " setiap benda yang dikenai gaya maka akan mengalami percepatan yang besarnya berbanding lurus dengan besarnya gaya danberbanding terbalik dengan besarnya massa benda."

Keterangan:

a        = percepatan benda (m/s²)

m       = massa benda (kg)

F        = Gaya (N)

 

Dari rumus tersebut, Hukum II newton memberikan pengertian bahwa:

1. Arah dan percepatan benda sama dengan arah gaya yang bekerja pada benda.

2. Besarnya percepatan sebanding dengan gayanya.

3. Bila bekerja pada benda, maka benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.

Sedangkan Hukum III newton berbunyi " jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A, yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan."

 

Faksi = -Freaksi

 

Dan rumus Hukum III newton artinya jika benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar -F kepada benda A. F dan -F memiliki besar yang sama, namun arahnya berbeda.^[3]

Gerak translasi atau gerak lurus adalah gerak suatu objek yang lintasannya berupa garis lurus. Dapat pula disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dapat dikelompokkan menjadi gerak lurus beraturan dan gerak lurus  berubah beraturan yang dibedakan dengan ada atau tidaknya percepatan.

 

1.           Gerak lurus beraturan(GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu objek, Di mana dalam gerak ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan, Waktu yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu.

 

s = v x t

 

     Keterangan :

                 s = jarak tempuh (m)

                 v = kecepatan (m/s)

                 t = waktu (s)

 

2.           Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu objek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linear, melainkan kuadratik. Dengan kata lain, benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan atau perlambatan. Pada umumnya GLBB dasari oleh Hukum Newton II.

 

Keterangan :

     V0 = kecepatan awal (m/s)

     Vt = kecepatan akhir (m/s)

     a  = percepatan (m/s²)

     t   = waktu (s)

     s   = jarak yang ditempuh (m)

 

Gambar 2. 1 Pesawat Atwood Konvensional

 

Gerak melingkar atau gerak rotasi merupakan gerak melingkar suatu benda pada porosnya dengan lintasan melingkar. Bila sebuah benda mengalami gerak rotasi melalui porosnya akan berlaku persamaan gerak yang ekivalen dengan persamaan gerak linier. Momen inersia merupakan representasi dari tingkat kelembaman suatu benda yang dipengaruhi oleh masa di mana benda bergerak rotasi.^[4]

 

Semakin besar momen inersia suatu benda semakin sulit dia berputar dari keadaan diam, dan semakin sulit pula untuk mengubah kecepatan sudutnya ia sedang berputar(keren untuk bergerak atau berubah kecepatannya).

 

Dengan memanfaatkan pengertian momen gaya, kita dapat mengadaptasi Hukum II newton untuk diterapkan pada gerak rotasi. Dengan menganalogikan. Gaya dengan momen gaya, masa dengan momen inersia, dan percepatan dengan percepatan sudut, dan kita temukan hasil adaptasi dari Hukum II Newton dalam gerak rotasi sebagai berikut.

 

M = I x α

 

Keterangan :

     M = momen gaya (Nm)

      I  = momen inersia (kg m²)

      Α = (rad/s²)

 

Untuk katrol dengan beban, dengan menerapkan Hukum Newton II dan beranggapan bahwa m2 dan m3 lebih besar dari m1, maka berlaku persamaan:

Pada pesawat atwood  m1 = m2 = m sehingga:

 

Pada m1  dijepit m2 serta m3 berada di A. Jika kemudian m1 dilepaskan maka ( m1+m2  ) akan turun dari A ke B dengan gerak lurus yang dipercepat. Pada saat melalui B.  m3 akan tertinggal sehingga gerak dari B ke C akan merupakan gerak lurus beraturan karena m1=m2