Dinamika gerak adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari penyebab suatu benda bergerak. Berbeda dengan kinematika yang hanya mempelajari gerak benda tanpa memperhatikan penyebabnya, dinamika gerak menggali lebih dalam tentang gaya-gaya yang bekerja pada benda dan pengaruhnya terhadap gerak benda tersebut.

  • Pernahkah kalian mendorong teman kalian? Mengapa teman kalian bisa bergerak
  • Apa yang membuat kalian bisa mendorong teman kalian?"
  • Ketika kalian naik sepeda, apa yang membuat sepeda kalian bisa melaju lebih cepat atau lebih lambat?"
  • Mengapa bola yang ditendang bisa meluncur jauh? Apa yang membuat bola berhenti menggelinding? 
  • Mengapa mobil yang sedang melaju membutuhkan waktu untuk berhenti ketika direm?
  • Bagaimana cara kerja roket yang bisa meluncur ke angkasa?"
  • Mengapa benda yang jatuh ke bawah semakin lama semakin cepat?"

    • Hukum Newton

    Hukum Newton adalah tiga hukum dasar yang menjadi landasan dalam memahami dinamika gerak. Hukum-hukum ini dirumuskan oleh Sir Isaac Newton dan masih relevan hingga saat ini.

    • Hukum Newton I (Hukum Inersia): Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali jika ada gaya total yang bekerja padanya.
    • Hukum Newton II: Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Secara matematis, hukum ini dapat dituliskan sebagai: 
      ∑F = m.a
      di mana:
      • ∑F = gaya total (N)
      • m = massa benda (kg)
      • a = percepatan benda (m/s²)
       
    • Hukum Newton III (Hukum Aksi-Reaksi): Setiap aksi selalu menimbulkan reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah.

    Contoh Soal dan Pembahasan

    Contoh 1: Sebuah benda bermassa 2 kg didorong dengan gaya 10 N. Berapa percepatan yang dialami benda tersebut?

    • Penyelesaian: Diketahui:
      • m = 2 kg
      • ∑F = 10 N Ditanya: a = ? Penyelesaian: ∑F = m.a 10 N = 2 kg . a a = 10 N / 2 kg a = 5 m/s²

    Contoh 2: Sebuah mobil bermassa 1000 kg sedang melaju dengan kecepatan konstan. Tiba-tiba mobil direm dengan gaya sebesar 5000 N. Jika gaya gesek antara ban mobil dan jalan diabaikan, berapa lama waktu yang dibutuhkan mobil untuk berhenti?

    • Penyelesaian: Karena mobil direm, maka gaya yang bekerja pada mobil adalah gaya pengereman yang berlawanan arah dengan gerak mobil. Sehingga, percepatan yang dialami mobil bernilai negatif (perlambatan).

      Diketahui:

      • m = 1000 kg
      • ∑F = -5000 N (tanda negatif menunjukkan arah berlawanan dengan gerak) Ditanya: t = ? Penyelesaian: ∑F = m.a -5000 N = 1000 kg . a a = -5 m/s²

      Untuk mencari waktu yang dibutuhkan, kita dapat menggunakan persamaan: v = u + at Karena mobil berhenti, maka kecepatan akhir (v) = 0 m/s. Misalkan kecepatan awal (u) adalah v₀. 0 = v₀ + (-5 m/s²) . t t = v₀ / 5 s

    • Gaya Gesek: Gaya yang selalu melawan gerak benda.
    • Gaya Normal: Gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh.
    • Gaya Berat: Gaya tarik bumi terhadap benda.
    • Gerak Melingkar: Penerapan hukum Newton pada gerak melingkar
    • Hukum Kekekalan Energi: Hubungan antara gaya dan energi.

    Contoh Kontekstual: Seorang siswa mendorong meja dengan gaya 50 N. Jika meja bergerak dengan percepatan 2 m/s², berapakah massa meja tersebut?

    Soal Latihan

    1. Sebuah benda bermassa 5 kg ditarik dengan gaya 20 N. Berapa percepatan benda tersebut?
    2. Sebuah mobil bermassa 1500 kg sedang melaju dengan kecepatan 20 m/s. Jika mobil direm dengan gaya 3000 N, berapa jarak yang ditempuh mobil hingga berhenti?
    3. Sebuah benda bermassa 3 kg diletakkan di atas bidang datar yang licin. Benda tersebut ditarik dengan gaya 12 N membentuk sudut 30° terhadap bidang datar. Hitunglah percepatan benda tersebut.