# Mekanika: Gerak, Gaya, Energi, Momentum, dan Gravitasi

> 32 kartu ulasan mekanika dengan aljabar dan kalkulus: gerak, gaya, usaha dan energi, tumbukan, gravitasi, serta grafik eksperimen. Memerlukan aljabar, trigonometri, vektor, serta dasar turunan dan integral.

- **Canonical URL:** https://flashcards.world/flashcards/sets/1a02422e-bfe5-4b5d-a910-dc4cdc187bcf/
- **Markdown URL:** https://flashcards.world/flashcards/sets/1a02422e-bfe5-4b5d-a910-dc4cdc187bcf.md
- **Level:** intermediate
- **Languages:** id → id
- **Total Cards:** 32

## Flashcards (32 Cards)

| # | Front (Term / Prompt) | Back (Definition / Answer) | Example | Multiple-Choice Options |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| 1 | Apa daya mekanis rata-rata dan sesaat? | Daya rata-rata untuk usaha W selama Δt adalah P_avg = W/Δt. Daya sesaat P = dW/dt. Untuk gaya pada partikel berkecepatan v, P = F·v = Fv cosθ. Daya mengukur laju perpindahan energi melalui usaha; 1 W = 1 J/s. |  |  |
| 2 | Berapa gaya kontak antara dua balok berdampingan yang didorong di meja tanpa gesekan? | Misalkan m1 balok kiri, m2 balok kanan, dan F > 0 mendorong m1 ke kanan. Keduanya dipercepat dengan a = F/(m1 + m2). Satu-satunya gaya horizontal pada m2 adalah kontak: F_1on2 = m2F/(m1 + m2), ke kanan. Gaya m2 pada m1 sama besar dan berlawanan arah. Mendorong dari sisi lain menukar faktor massanya. |  |  |
| 3 | Bagaimana energi kinetik berkaitan dengan besar momentum partikel nonrelativistik? | Untuk m > 0, K = p²/(2m) dan p = √(2mK), dengan p besar momentum. Pada K sama, troli bermassa 4m memiliki p dua kali troli bermassa m. Pada p sama, troli bermassa m memiliki energi kinetik empat kali troli bermassa 4m. |  |  |
| 4 | Apa momentum dan impuls, serta mengapa gaya tumbukan rata-rata dan puncak harus dibedakan? | Untuk massa konstan, p = mv dan J = ∫F_net dt = Δp = F_avg Δt merupakan hubungan vektor. Komponen impuls sama dengan luas bertanda di bawah grafik gaya–waktu yang sesuai. Untuk Δp tetap, memperpanjang waktu tumbukan mengurangi besar resultan gaya rata-rata. Gaya puncak juga bergantung pada profil waktu dan tidak ditentukan oleh rata-rata saja. |  |  |
| 5 | Bagaimana kurva energi potensial satu dimensi menjelaskan gaya, keseimbangan, dan titik balik? | Fx = −dU/dx dan ΔU = −∫Fx dx. Keseimbangan mensyaratkan U′ = 0. Di titik itu, U″ > 0 berarti keseimbangan stabil dan U″ < 0 tidak stabil; U″ = 0 saja belum menentukan. Potensial yang konstan secara lokal memberi keseimbangan netral. Pada titik balik K = 0 dan E = U, tetapi tidak setiap titik E = U mesti merupakan pembalikan gerak. |  |  |
| 6 | Mengapa orbit Kepler menyapu luas yang sama dalam waktu yang sama? | Gaya gravitasi menuju massa pusat tetap menghasilkan torsi nol terhadap pusat itu, sehingga momentum sudut orbital L kekal. Laju sapuan luas dA/dt = L/(2m), menggunakan besar L. Pada orbit elips, kelajuan maksimum di periapsis dan minimum di apoapsis; di sana kecepatan tegak lurus jari-jari, sehingga rp vp = ra va. |  |  |
| 7 | Bagaimana pilihan pencatatan energi memengaruhi perlakuan gravitasi, pegas, dan gesekan? | Model yang hanya mencakup partikel dapat menghitung berat dan gaya pegas sebagai usaha: Wg + Ws + W_other = ΔK. Alternatifnya, usaha tersebut diwakili energi interaksi dalam U dan ditulis Δ(K + U) = W_other, tanpa menghitung gaya dua kali. Jika gesekan memanaskan benda di dalam sistem terpilih, sertakan energi internal: untuk sistem terisolasi, ΔK + ΔU + ΔE_internal = 0. |  |  |
| 8 | Bagaimana bacaan timbangan di lift bergantung pada percepatan vertikal? | Ambil arah atas positif. Penumpang yang memiliki percepatan ay sama dengan lift dan hanya mengalami berat serta gaya timbangan memenuhi N = m(g + ay). Jadi ay = 0 memberi N = mg, ay > 0 memberi N > mg, dan −g < ay < 0 memberi N < mg. Dalam jatuh bebas N = 0. Model kontak mensyaratkan N ≥ 0; model ini tidak dapat memprediksi gaya normal negatif. |  |  |
| 9 | Apa kelajuan ideal pada tikungan datar yang dibatasi gesekan dan tikungan miring tanpa gesekan? | Untuk mobil sebagai partikel yang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari R tanpa gaya horizontal lain, jalan datar memberi v_max = √(μs gR). Untuk kemiringan θ terhadap horizontal tanpa gesekan, N sinθ = mv²/R dan N cosθ = mg, sehingga v = √(gR tanθ). Ini model ideal kontak ban, bukan batas kelajuan jalan yang universal. |  |  |
| 10 | Apa energi satelit pada orbit lingkaran, dan bagaimana perubahannya antarorbit lingkaran? | Untuk m ≪ M di luar benda pusat tetap bersimetri bola, dengan U(∞) = 0: U = −GMm/r, K = GMm/(2r), dan E = −GMm/(2r). Membandingkan orbit lingkaran, r lebih besar memberi U dan E lebih besar, tetapi K dan kelajuan lebih kecil. Menaikkan orbit lingkaran akhir memerlukan masukan energi bersih; perbandingan ini tidak menggambarkan perubahan kelajuan pada setiap saat manuver. |  |  |
| 11 | Apa isi tiga hukum Newton dalam kerangka inersial, dan apa yang membentuk pasangan aksi–reaksi? | Resultan gaya nol menghasilkan kecepatan konstan. Untuk partikel bermassa konstan, secara vektor ΣF = dp/dt = ma. Untuk interaksi A dengan B, F_AonB = −F_BonA. Kedua gaya sama besar dan berlawanan arah ini bekerja pada benda berbeda. Gaya berat dan normal pada buku yang sama bukan pasangan aksi–reaksi. |  |  |
| 12 | Di mana kelajuan balok jatuh maksimum saat menekan pegas vertikal ideal? | Massa m dilepas dari diam pada tinggi h ≥ 0 di atas pegas tanpa deformasi, tanpa massa, dengan kekakuan k; hambatan dan disipasi diabaikan. Pada kompresi y positif ke bawah, a = g − ky/m, sehingga kelajuan maksimum pada y = mg/k. Dari mg(h + y) = ½mv² + ½ky² diperoleh v_max = √(2gh + mg²/k). Maksimum terjadi setelah kontak pertama, selama pegas masih dalam rentang linear. |  |  |
| 13 | Apa perbedaan gesekan statis dan kinetis, serta sudut batas diam yang ideal? | Dalam model sederhana, 0 ≤ fs ≤ μsN selama tidak terjadi geser relatif; saat bergeser, fk = μkN melawan gerak relatif. μk sering lebih kecil daripada μs, tetapi bukan identitas universal; fk juga tidak konstan jika N berubah. Untuk balok di bidang miring dengan hanya berat, normal, dan gesekan, batas mulai meluncur memberikan tanθ_max = μs. |  |  |
| 14 | Apa yang terjadi pada tumbukan lenting sempurna satu dimensi dengan target diam? | Dengan impuls luar dapat diabaikan dan kecepatan awal v0 > 0 untuk m1, v1f = ((m1 − m2)/(m1 + m2))v0 dan v2f = (2m1/(m1 + m2))v0. Massa sama saling bertukar kecepatan. Untuk m1 ≪ m2, v1f ≈ −v0 dan v2f ≈ 0; untuk m1 ≫ m2, v1f ≈ v0 dan v2f ≈ 2v0. |  |  |
| 15 | Apa gaya dan percepatan balok yang meluncur turun pada bidang miring kasar yang tetap? | Untuk sudut θ terhadap horizontal, komponen berat adalah mg sinθ menuruni bidang dan mg cosθ menekan bidang. Tanpa gaya terapan lain dan tanpa percepatan normal, N = mg cosθ. Dalam model gesekan kinetis, fk = μkN mengarah naik sepanjang bidang. Jika arah turun positif, a = g(sinθ − μk cosθ) selama balok meluncur turun; a dapat negatif. |  |  |
| 16 | Bagaimana posisi, kecepatan, dan percepatan berkaitan melalui kalkulus dan grafik gerak? | Dalam satu dimensi, v = dx/dt dan a = dv/dt. Luas bertanda memberikan Δx = ∫v dt dan Δv = ∫a dt sepanjang selang waktu. Ketika v ≠ 0, kelajuan bertambah jika va > 0 dan berkurang jika va < 0; tanda percepatan saja tidak menentukan pertambahan kelajuan. |  |  |
| 17 | Apa percepatan sentripetal, dan kelajuan apa yang mempertahankan kontak partikel tanpa pengikat di puncak lintasan lingkaran bagian dalam? | Percepatan radial ke dalam adalah ac = v²/r = ω²r. “Gaya sentripetal” menyebut resultan gaya menuju pusat, bukan interaksi tambahan. Di puncak sisi dalam lintasan lingkaran berjari-jari R, N + mg = mv²/R. Syarat N ≥ 0 memberikan v_min = √(gR). Diasumsikan hanya berat dan gaya normal lintasan yang bekerja secara radial. |  |  |
| 18 | Apa hukum Hooke, energi pegas, dan kekakuan kombinasi pegas ideal? | Untuk perpindahan x dari posisi tanpa deformasi, Fs = −kx dan Us = ½kx², dengan Us(0) = 0. Us bertambah sebesar usaha melawan pegas, bukan luas bertanda di bawah Fs. Untuk pegas linear tanpa massa, pertambahan panjang sama pada susunan paralel memberi k_eq = k1 + k2; gaya sama pada susunan seri memberi 1/k_eq = 1/k1 + 1/k2. |  |  |
| 19 | Bagaimana medan gravitasi di dalam dan di luar bola pejal homogen? | Untuk massa M, jari-jari R, dan jarak r dari pusat, medan mengarah ke dalam jika r > 0. Besarnya g(r) = GM/r² untuk r ≥ R dan g(r) = GMr/R³ untuk 0 ≤ r < R. Di dalam, M_enclosed = M(r/R)³ dan g = GM_enclosed/r² untuk r > 0; g(0) = 0. Cangkang berongga bersimetri bola menghasilkan medan sendiri nol dalam rongga kosongnya, tetapi tidak menghalangi medan massa lain. |  |  |
| 20 | Bagaimana usaha didefinisikan, dan apa isi teorema usaha–energi? | Untuk gaya konstan, W = F·Δr = Fd cosθ. Secara umum W = ∫F·dr sepanjang lintasan; dalam satu dimensi ∫Fx dx, yaitu luas bertanda pada grafik gaya–posisi. Untuk partikel Newtonian bermassa konstan, W_net = ΔK = ½m(vf² − vi²). Usaha diukur dalam joule: 1 J = 1 N·m. |  |  |
| 21 | Bagaimana kekekalan momentum diuraikan menjadi komponen pada tumbukan serong dua dimensi? | Misalkan m1 mula-mula bergerak sepanjang +x dengan kelajuan v1i, m2 diam, dan impuls luar dapat diabaikan. Dengan kelajuan akhir v1f dan v2f pada sudut θ1 di atas dan θ2 di bawah +x: m1v1i = m1v1f cosθ1 + m2v2f cosθ2, dan 0 = m1v1f sinθ1 − m2v2f sinθ2. Persamaan momentum ini tidak mensyaratkan tumbukan lenting sempurna. |  |  |
| 22 | Apa sifat di puncak, waktu terbang, tinggi, dan jangkauan gerak peluru ideal yang kembali ke ketinggian awal? | Dengan g seragam ke bawah, tanpa hambatan udara, kelajuan awal v0 dan sudut 0 < θ < 90°, di puncak berlaku vx = v0 cosθ, vy = 0, ax = 0, dan ay = −g. Waktu kembali ke ketinggian awal T = 2v0 sinθ/g. Tinggi di atas titik awal H = v0² sin²θ/(2g), dan jangkauan R = v0² sin(2θ)/g. Untuk v0 tetap, jangkauan maksimum pada 45°; sudut yang saling berpenyiku memberi jangkauan sama. |  |  |
| 23 | Bagaimana linearisasi dapat memberikan konstanta fisika dari kemiringan hasil pencocokan? | Untuk bandul sederhana pada sudut kecil, T² = (4π²/g)L. Grafik T² terhadap L memiliki kemiringan ideal S yang memberi g = 4π²/S. Perkirakan S lewat pencocokan; pada grafik gunakan titik yang berjauhan di garis hasil pencocokan. Intersep ideal nol, tetapi jangan paksa data pengukuran melewati titik asal tanpa alasan. Dengan percepatan konstan dari diam, grafik v² terhadap Δx memiliki kemiringan 2a. |  |  |
| 24 | Bagaimana soal bandul balistik ideal diselesaikan dalam dua tahap? | Peluru bermassa m yang bergerak horizontal tertanam pada massa bandul M yang mula-mula diam. Jika impuls luar horizontal dapat diabaikan, mv0 = (m + M)v_after. Modelkan massa gabungan sebagai partikel dalam gravitasi seragam g dan abaikan kehilangan energi selama ayunan: ½(m + M)v_after² = (m + M)gh, dengan h kenaikan tinggi. Jadi v0 = ((m + M)/m)√(2gh). Energi kinetik tidak kekal saat peluru tertanam. |  |  |
| 25 | Bagaimana gerak benda yang dilepas dari diam dengan hambatan linear F_drag = −bv? | Ambil arah bawah positif, m, g, dan b > 0 konstan, serta gaya apung dapat diabaikan. Maka m dv/dt = mg − bv. Kecepatan terminal vT = mg/b, konstanta waktu τ = m/b, dan v(t) = vT(1 − e^(−t/τ)). Percepatan a(t) = g e^(−t/τ). Ini mengasumsikan rezim hambatan linear. |  |  |
| 26 | Bagaimana kekekalan momentum berkaitan dengan jenis tumbukan? | Momentum total konstan jika resultan gaya luar nol; selama tumbukan singkat, impuls luar yang dapat diabaikan sudah cukup. Tumbukan lenting sempurna mempertahankan energi kinetik. Tumbukan tak lenting yang disipatif menguranginya; tumbukan superelastis meningkatkannya dengan melepaskan energi internal. Dalam model partikel, benda pada tumbukan tak lenting sama sekali memiliki kecepatan akhir bersama, sehingga energi kinetik translasi akhir minimum untuk momentum total dan massa yang diberikan. |  |  |
| 27 | Apa percepatan dan tegangan tali mesin Atwood ideal dengan m2 > m1 > 0? | Dengan tali tanpa massa yang tidak meregang, katrol tanpa massa dan gesekan, serta gravitasi seragam, a = (m2 − m1)g/(m1 + m2): m2 dipercepat ke bawah dan m1 ke atas. Tegangan T = 2m1m2g/(m1 + m2), sehingga m1g < T < m2g. |  |  |
| 28 | Bagaimana gravitasi, kelajuan orbit lingkaran, periode, dan kelajuan lepas berkaitan di luar benda pusat bersimetri bola? | Untuk massa uji m ≪ M di luar massa M yang terisolasi dan bersimetri bola, F = GMm/r² dan g = GM/r². Orbit lingkaran memiliki v_orb = √(GM/r) dan T² = 4π²r³/(GM). Lepas dari jari-jari R di bawah gravitasi saja memerlukan v_esc = √(2GM/R), yaitu √2 kali kelajuan orbit lingkaran pada jari-jari yang sama. Hambatan atmosfer dan rotasi sumber diabaikan. |  |  |
| 29 | Berapa tinggi pelepasan minimum agar partikel meluncur di bagian dalam lingkaran vertikal tanpa kehilangan kontak? | Pada lintasan lingkaran tanpa gesekan berjari-jari R, partikel yang dilepas dari diam pada tinggi h di atas dasar memerlukan v_top² ≥ gR di puncak. Energi memberi mgh = mg(2R) + ½mv_top², sehingga h_min = 5R/2. Diasumsikan meluncur tanpa energi kinetik rotasi, gravitasi seragam, dan tanpa penahan yang dapat menarik partikel ke lintasan. |  |  |
| 30 | Apa empat persamaan gerak satu dimensi dengan percepatan konstan? | Untuk waktu yang berlalu t, perpindahan bertanda Δx, kecepatan awal v0, dan percepatan konstan a: v = v0 + at; Δx = v0t + ½at²; v² = v0² + 2aΔx; Δx = ½(v0 + v)t. Masing-masing tidak memuat Δx, v, t, dan a. |  |  |
| 31 | Bagaimana gerak pusat massa berkaitan dengan momentum total? | Untuk kumpulan tetap dari massa-massa konstan dengan total M, secara vektor r_cm = Σmi ri/M dan v_cm = Σmi vi/M = P_total/M. Dalam mekanika Newtonian dengan gaya internal saling meniadakan, F_ext,net = M a_cm. Jika resultan gaya luar nol, v_cm tetap konstan bahkan saat tumbukan atau ledakan internal; setiap gaya luar tidak harus masing-masing tidak ada. |  |  |
| 32 | Bagaimana kecepatan relatif dijumlahkan, dan apa yang menentukan waktu penyeberangan perahu ideal? | Dalam mekanika klasik dengan sumbu bersama yang tidak berotasi, secara vektor v_A/C = v_A/B + v_B/C. Jika perahu mempertahankan kelajuan v_bw relatif terhadap air dan mengarah tegak lurus tepi sungai yang sejajar, sementara arus seragam v_wg mengalir sepanjang tepi, lebar W diseberangi dalam t = W/v_bw. Hanyutan Δx = v_wg t; ketidakbergantungan t pada arus hanya berlaku dengan asumsi ini. |  |  |

---
Study this deck interactively with FSRS-6 spaced repetition, audio review, and multiple-choice mode at [Flashcards World](https://flashcards.world/flashcards/sets/1a02422e-bfe5-4b5d-a910-dc4cdc187bcf/).