Dinamika Gerak

BAHAN AJAR
(DINAMIKA GERAK)

KELAS X
MATA PELAJARAN FISIKA

Nama : NURUL MUTTAQINA
NIM : 2022084730
Bidang Studi : FISIKA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN PROFESI GURU
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA

YOGYAKARTA
2022

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan kemampuan
untuk menyelesaikan bahan ajar Dinamika Gerak tepat waktu.

Bahan ajar mandiri ini disusun berdasarkan kurikulum Fisika SMA 2013 untuk kelas X.
Pembahasannya difokuskan pada materi Dinamika Gerak pada sub pokok bahasan Penerapan
Hukum I Newton. Pembahasan teori fisika ini bertujuan untuk membantu peserta didik belajar
mandiri. Rangkuman teori dalam bahan ajar ini disusun secara sederhana, sehingga peserta didik
dapat dengan mudah memahami konsep-konsep fisika pada bahan ajar ini.

Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada keluarga dan teman-teman yang telah
memberikan dukungan serta semangat sampai akhirnya penulis dapat menyelesaikan bahan ajar
Dinamika Gerak ini.

Penulis menyadari bahwa bahan ajar ini tidak luput dari kesalahan dan kekurangan. Oleh
karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan untuk perbaikan isi bahan
ajar ini.

Harapannya bahan ajar ini bermanfaat bagi siswa dalam memahami konsep gaya pada
Dinamika Gerak.

Kabupaten Tangerang, 29 November 2022

Nurul Muttaqina, S.Pd.

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………………………………………………………………… 2
DAFTAR ISI ………………………………………………………………………….. 3
PETUNJUK PENGGUNAAN ………………………………………………………… 4
KOMPETENSI DASAR, INDIKATOR, DAN TUJUAN ……………………………. 5
PETA KONSEP ……………………………………………………………………….. 6
DINAMIKA GERAK ……………………………………………………………….. 7
RANGKUMAN ………………………………………………………………………… 11
TES FORMATIF ………………………………………………………………………. 12
KUNCI JAWABAN ……………………………………………………………………. 13
PENSKORAN ………………………………………………………………………….. 14
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………………... 15
GLOSARIUM …………………………………………………………………………… 16

3

PETUNJUK PENGGUNAAN

Bahan ajar ini disusun untuk pembelajaran fisika SMA kelas X Semester Ganjil. Materi
yang akan disampaikan dalam bahan ajar ini adalah Dinamika Gerak. Pada bagian awal akan
diuraikan tentang macam-macam gaya yang menyebabkan benda bergerak dan menerapkannya
pada prinsip Hukum I Newton. Bahan ajar ini memuat informasi penting yang dapat dipelajari
dengan seksama karena materi ini sangat berkaitan dengan materi selanjutnya tentang Hukum
II Newton.

Petunjuk penggunaan modul ini akan berguna untuk memandu peserta didik mengetahui
isi bahan ajar sehingga mempermudah dalam memahami materi yang diuraikan dalam bahan
ajar. Berikut petunjuk penggunaan bahan ajar:

1. Bacalah dengan seksama tujuan pembelajaran untuk mengetahui apa yang akan
diperoleh setelah mempelajari materi ini

2. Bahan ajar ini memuat informasi tentang apa yang harus dilakukan untuk mencapai
tujuan pembelajaran pelajari dengan seksama materi pembelajaran,

3. Jika ada informasi yang kurang jelas atau mengalami kesulitan dalam mempelajari
materi pembelajaran, sebaiknya berkonsultasi kepada guru.

4. Kerjakan evaluasi yang terdapat pada akhir uraian materi pembelajaran

4

KOMPETENSI

KOMPETENSI DASAR
3.7. Menganalisis interaksi gaya serta hubungan antara gaya, massa, dan gerakan benda pada

gerak lurus
4.7. Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya terkait interaksi gaya serta hubungan

gaya, massa, dan percepatan dalam gerak lurus serta makna fisisnya

INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
3.7.1. Mengidentifikasi macam-macam gaya yang bekerja pada benda.
3.7.2. Menerapkan hukum I Newton pada gerak benda di bidang datar dan bidang miring
3.7.3. Menganalisis hubungan macam-macam gaya pada bidang datar dan bidang miring.
3.7.4. Menganalisis gaya gesek statis terhadap gerak benda.

TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Peserta didik mampu mengukur massa benda dan gaya tarik benda untuk menerapkan
prinsip Hukum I Newton dengan benar, teliti dan bertanggung jawab.
2. Peserta didik mampu menentukan besar dan arah gaya gesek yang bekerja pada benda
saat tepat akan bergerak melalui diskusi kelompok dengan benar dan teliti.
3. Peserta didik mampu menentukan besar gaya normal yang dialami benda melalui
diskusi kelompok dengan benar dan teliti.
4. Peserta didik mampu menganalisis hubungan gaya gesek statis terhadap gerak benda
melalui kegiatan percobaan dengan baik dan bertanggung jawab.
5. Peserta didik dapat melaporkan hasil percobaan Hukum I Newton dengan baik dan
bertanggung jawab.

5

PETA KONSEP

Hukum I Gaya
Newton Berat (w)

Gaya
Normal (N)

Gaya
gesek (fs)

Dinamika
Gerak

Hukum II Tegangan
Newton tali

Gaya
Sentripetal

6

DINAMIKA GERAK

Sebelum kamu belajar jauh tentang dinamika gerak, cobalah berikan pendapatmu tentang
masalah dibawah ini!

Pernahkah kalian melihat seseorang menarik balok ataupun mendorong balok pada
bidang datar?
Bagaimana saat seseorang tersebut menarik balok ataupun mendorong balok pada
bidang miring?
Mengapa balok tersebut tidak langsung bergerak saat ditarik atau didorong?

Definisi Gerak
Gerak merupakan perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri
dapat berupa titik awal posisi benda, titik tempat pengamat, atau suatu posisi lain yang dijadikan
acuan. Oleh karena gerak bergantung terhadap titik acuan, maka gerak bersifat relatif.
Secara sederhana, gerak dapat diartikan sebagai perubahan posisi. Ilmu fisika yang mempelajari
tentang gerak dengan memperhatikan aspek penyebabnya disebut dinamika. Pembahasan
tentang dinamika akan berhubungan dengan gerak benda dan penyebabnya, dimana konsep
hukum Newton tentang gerak akan menyertainya.

Hukum Newton tentang Gerak
1. Hukum I Newton (Hukum Kelembaman)

Hukum I Newton sering disebut dengan Hukum Kelembaman/Inersia, dimana pada kasus
ini tidak ada resultan gaya (Σ ) yang bekerja pada benda, sehingga benda tersebut
cenderung untuk mempertahankan keadaan awal (inersia).

7

Sehinga persamaan Hukum I Newton ditulis : Σ = 0
“Jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, maka benda yang mula-

mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus
bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus”

Berdasarkan analisa konsep di atas, Hukum I Newton berlaku untuk benda :
• Benda yang diam (v = 0)
• Benda yang melakukan Gerak Lurus Beraturan GLB (v = konstan)

2. Hukum II Newton
Jika suatu benda diberi gaya (F) atau resultan gaya (Σ ) maka akan mempengaruhi

besaran-besaran lain dalam fisika yaitu massa benda (m) dan percepatan (a) yang dialami

benda, dimana dari analisa suatu percobaan dapat diperoleh hubungan

~ Σ dan ~ 1


Berdasarkan analisa di atas, persamaan Hukum II Newton dapat ditulis :

= ∑ Σ = .



“Percepatan (a) yang dihasilkan oleh resultan gaya (Σ ) yang bekerja pada suatu benda
sebanding dan searah dengan resultan gaya tersebut, dan berbanding terbalik dengan
massa benda (m)”

Berdasarkan analisa konsep di atas, dapat disimpulkan bahwa pada Hukum II Newton

berlaku untuk benda yang mengalami Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB (a =

konstan)

3. Hukum III Newton
Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang
besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.

Σ Faksi = -ΣFreaksi

Sifat-sifat gaya aksi-reaksi adalah sama besar, terletak dalam satu garis kerja,
berlawanan arah, dan bekerja pada dua benda yang berlainan.

Beberapa Jenis Gaya

1. Gaya Berat (w)
Gaya berat merupakan gaya yang dimiliki setiap benda akibat pengaruh medan gravitasi
yang arahnya selalu tegak lurus menuju pusat gravitasi.
Secara umum gaya berat dapat ditulis dengan persamaan

= m .

Keterangan:

w = Gaya berat (N);

m = Massa benda (kg); dan
g = Percepatan gravitasi (m/s2)

8

w wƟ

2. Gaya Normal (N)
Gaya normal merupakan gaya yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan
dan arahnya selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh.
NN

Ɵ

3. Gaya Gesekan (fg)
Gaya gesek merupakan gaya yang timbul akibat kekasaran dua permukaan benda yang
saling bersentuhan. Komponen gaya gesek selalu sejajar dengan bidang sentuh dan
arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Oleh karena itu, gaya gesek bersifat
menghambat gerak benda. Gaya gesek dibedakan menjadi 2, yaitu gaya gesekan statis dan
gaya gesekan kinetis.

a. Gaya Gesekan Statis
Gaya gesek statis merupakan gaya gesek yang bekerja pada sebuah benda, dimana
benda tersebut masih diam sampai tepat akan bergerak. Selama gaya pendorong/
penarik benda kurang dari gaya gesek statisnya, maka benda akan tetap diam atau
tidak bergerak. Besarnya gaya gesek statis dapat ditulis: =

Terdapat tiga kemungkinan gerak benda akibat adanya gaya gesek statis:
1) Jika F < fs maka benda tidak bergerak atau diam
2) Jika F = fs maka benda tepat akan bergerak
3) Jika F > fs maka benda bergerak

b. Gaya Gesekan Kinetis
Gaya gesek kinetis merupakan gaya gesek yang bekerja pada sebuah benda yang
sedang bergerak, dan arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Besarnya
gaya gesek kinetis dirumuskan sebagai berikut. dimana : =

Keterangan:
fs = Gaya Gesekan Statis (N)
fk = Gaya Gesekan Kinetis (N)
μs = Koefisien Gesekan Statis
μk = Koefisien Gesekan Kinetis
N = Gaya Normal (N)

9

Gaya gesekan kinetis terjadi pada benda yang bergerak, hal ini terjadi karena gaya

pendorong / penarik lebih dari gaya gesek statis maksimumnya, sehingga dapat
disimpulkan bahwa nilai μs > μk, dimana rentang nilai koefisien gesekan adalah 0< <1

fg F

wƟ

Penerapan Hukum I Newton pada Bidang Datar

Diasumsikan benda masih dalam keadaan diam, maka berlaku Hukum I Newton.

N ∑ Fx = 0 Karena benda dalam keadaan diam,
fg F − fg = 0 maka berlaku gaya gesek statis

F = fs
F F = μsN

F = μsw

w = Didapatkan koefisien gesek statis bidang

∑ F = 0
N − = 0
N =

Penerapan Hukum I Newton pada Bidang Miring
Diasumsikan benda masih dalam keadaan diam, maka berlaku Hukum I Newton.

∑ Fx = 0

w sinθ − fg = 0 Karena benda dalam keadaan diam,

fs = w sinθ maka berlaku gaya gesek statis

μsN = w sinθ

wƟ μs (w cosθ) = w sinθ

w sin θ
μs = w cos θ

= Didapatkan koefisien gesek statis bidang

∑ F = 0

N − cos = 0
N = cos

10

RANGKUMAN

1. Hukum I Newton menyatakan bahwa jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu
benda, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-
mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus

2. Gaya berat (w) merupakan gaya yang dimiliki setiap benda akibat pengaruh medan
gravitasi yang arahnya selalu tegak lurus menuju pusat gravitasi.

3. Gaya normal (N) merupakan gaya yang bekerja pada dua permukaan benda yang
bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh.

4. Gaya gesek (fg) merupakan gaya yang timbul akibat kekasaran dua permukaan benda yang
saling bersentuhan. Komponen gaya gesek selalu sejajar dengan bidang sentuh dan
arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Oleh karena itu, gaya gesek bersifat
menghambat gerak benda. Gaya gesek dibedakan menjadi 2, yaitu gaya gesekan statis dan
gaya gesekan kinetis.
• Gaya Gesekan Statis (fs), berlaku ketika benda dikenai gaya tetapi benda tersebut
masih dalam keadaan diam sampai tepat akan bergerak arahnya selalu berlawanan
dengan arah gerak benda
• Gaya Gesekan Kinetis (fk), berlaku ketika benda dikenai gaya dan benda tersebut
dalam keadaan bergerak, arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda

5. Tiga kemungkinan gerak benda akibat adanya gaya gesek statis:
• Jika F < fs maka benda tidak bergerak atau diam
• Jika F = fs maka benda tepat akan bergerak
• Jika F > fs maka benda bergerak

11

TEST FORMATIF

Pilihan Ganda

1. Jika sebuah benda terletak pada bidang miring, maka gaya normal pada benda itu
adalah…

a. Sama dengan berat benda

b. Lebih kecil dari berat benda

c. Lebih besar dari berat benda

d. Dapat lebih besar atau lebih kecil dari berat benda

e. Dapat lebih sama atau tidak sama dengan berat benda

2. Sebuah benda yang massanya 1,5 kg diletakkan dipuncak bidang miring licin dan ternyata
benda tersebut meluncur. Jika g = 10 m/s2, dan sudut kemiringan 30˚, besarnya gaya yang
mempengaruhi benda tersebut adalah….

a. 5 N d. 15 N

b. 7,5 N e. 20 N

c. 13 N

3. Bila sebuah partikel berada dalam keadaan seimbang, maka sudah dapat dipastikan bahwa
benda tersebut…

a. Dalam keadaan diam d. Tidak dikenai gaya

b. Bergerak lurus beraturan e. Tidak mengalami percepatan

c. Bergerak lurus berubah beraturan

4. Balok yang beratnya w ditarik sepanjang permukaan mendatar dengan kelajuan konstan v

oleh gaya F yang bekerja pada sudut θ terhadap horizontal. Besarnya gaya normal yang

bekerja pada balok oleh permukaan adalah….

a. w + F cos θ d. w - F sin θ

b. w + F sin θ e. w

c. w - F cos θ

5. Arah gaya gesek yang berlaku pada benda bergerak….

a. searah dengan arah gaya yang bekerja

b. berlawanan arah dengan arah gaya yang bekerja

c. searah dengan gaya normal

d. berlawanan arah dengan gaya berat

e. berlawanan arah dengan gaya normal

Essai
1. Sebuah balok kayu bermassa 2 kg ditempatkan di atas sebuah meja. Kemudian, balok
tersebut ditekan dengan gaya 20 N. Tentukanlah besarnya gaya normal yang dialami
balok.
2. Balok yang bermassa 4 kg meluncur tanpa kecepatan awal sepanjang bidang miring
yang licin (θ = 37˚). Jika g = 10 m/s2, tentukanlah gaya normal yang bekerja pada
balok.
3. Apa yang dimaksud sistem berada dalam keadaan setimbang?
4. Mengapa benda yang diam cenderung diam dan baru bergerak setelah dikenai gaya
luar?
5. Seorang ayah berdiri diam menggendong anaknya yang bermassa 30 kg diatas
bahunya. Berapakah gaya yang dilakukan agar anaknya tetap berada diatas bahunya?

12

KUNCI JAWABAN
Pilihan Ganda
1. B
2. B
3. A
4. D
5. B
Essai
1. N = (2 kg. 10m/s2) + 20 N = 40 N
2. N = w cos Ɵ = m g cos Ɵ = 4 . 10 . cos 370 = 40 (4/5) = 32 N
3. Sistem dikatakan setimbang, jika total gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol

(Hukum Newton I)
4. Benda akan mempertahankan keadaan diamnya atau keadaan bergeraknya (sesuai dengan

Hukum Newton I). Benda akan bergerak jika dikenakan gaya luar yang menyebabkan
benda tidak mampu mempertahankan keadaan setimbangnya.
5. F = w = m g = 30 kg . 10m/s2 = 300 N

13

PENSKORAN

Pedoman perhitungan skor:
1. Untuk Soal Pilihan ganda, dengan no. soal 1 sampai 5, jika benar bernilai 10 dan jika
salah bernilai 0
2. Untuk Soal Essai dapat menentukan persamaan yang digunakan bernilai 5, dan jika
melakukan perhitungan dengan benar bernilai 5, total jawaban benar bernilai 10. Jika
salah dari penentuan rumus maka bernilai 0.

No. Menentukan persamaan menghitung hasil Jawaban Jawaban

Soal dengan benar dengan benar Benar Salah

1 10 0

2 10 0

3 10 0

4 10 0

5 10 0

65 5 10 0

75 5 10 0

85 5 10 0

95 5 10 0

10 5 5 10 0

14

DAFTAR PUSTAKA

Katamajajaya, Ketut dan Wawan Purnama. 2016. Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar
Fisika Kelas X Hal 138 – 148. Bandung: Grafindo Media Pratama

Nurdiansyah, Doni. 2022. Buku digital Brilian Fisika Kelas X Hal 73 – 75. Bandung:
Grafindo Media Pratama

15

GLOSARIUM

Dinamika Cabang ilmu fisika yang membahas gerak benda dan penyebab terjadinya
Gaya gerak benda tersebut
Interaksi apapun baik berupa dorongan atau tarikan yang dapat
Gaya Berat menyebabkan sebuah benda mengalami perubahan gerak, baik dalam
Gaya Gesekan bentuk arah, maupun konstruksi geometris
Gaya yang dimiliki setiap benda akibat pengaruh medan gravitasi yang
Gaya Normal arahnya selalu tegak lurus menuju pusat gravitasi.
Gaya yang timbul akibat kekasaran dua permukaan benda yang saling
bersentuhan. Komponen gaya gesek selalu sejajar dengan bidang sentuh
dan arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda.
Gaya yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan dan
arahnya selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh.

16