HUKUM NEWTON (ARTIKEL KELAS X MIPA)/andi firmansyah

Hukum newton tentang gerak ada tiga macam yaitu Hukum I Newton, Hukum II Newton dan Hukum III Newton. Hukum Newton ini di kemukakan oleh Sir Isaac Newton. Hukum Newton secara umum mempelajari tentang hubungan antara gaya dengan gerak.

Pengertian Gaya dan Gerak

Gaya yaitu tarikan atau dorongan yang mengakibatkan benda mengalami perubahan posisi atau berubah bentuk. Gaya memiliki arah gaya. Tarikan mempunyai arah mendekati benda yang menariknya. Sedangkan dorongan mempunyai arah menjauhi benda yang mendorongnya.

Gerak yaitu perubahan posisi atau kedudukan suatu benda dari titik keseimbangan awal. Benda dikatakan begerak jika berpindah kedudukannya terhadap benda lain. Gaya dan gerak memiliki keterkaitan. Benda bisa bergerak karena adanya gaya yang mendorong atau menariknya. Gaya dapat mengubah arah gerak suatu benda. Hubungan antara gerak dan gaya dipelajari di hukum newton. Masin-masing hukum hewton memiliki rumus hukum newton tentang gerak. Berikut penjelasan hukum newton dan contohnya

Hukum I Newton

Bunyi Hukum I Newton yaitu “Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali ada gaya yang berkerja dan mengubahnya”. Artinya benda yang diam akan bergerak ketika diberi gaya dan benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan tetap bergerak jika tidak ada gaya.

Benda yang bergerak dengan percepatan, jumlah gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak sama dengan nol. Sedangkan jika benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan maka benda tersebut akan tetap bergerak meskipun tidak ada gaya yang bekerja. Namun jika benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan diberi gaya sehingga resultan gayanya tidak sama dengan nol maka benda tersebut akan mengalami percepatan atau justru perlambatan. Maka berlaku rumus :

Contohnya, meteor yang bergerak bebas jauh dari pengaruh gravitasi benda langit lainnya. Selain itu contoh lain, ketika kita sedang berdiri di bus kemudian tiba-tiba bus berhenti maka kita akan terdorong ke depan.

Hukum II Newton

Bunyi Hukum II Newton “Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus terhadap gaya yang dihasilkan dan memiliki arah yang sama dengan garis normal dari titik singgung gaya dan benda”. Contoh Hukum II Newton ini terdapat dalam kehidupan sehari-hari.

Contohnya, ketika kita sedang bermain kelereng kemudian kita mendorongnya dengan gaya kecil maka kelereng hanya terdorong tidak jauh (percepatan kecil). Kemudian ketika kita memberikan dorongan yang lebih besar maka kelereng akan terdorong lebih jauh (percepatan besar). Secara matematis maka dapat dirumuskan :

Berdasarkan rumus di atas, jika gaya dikerjakan pada dua benda yang massanya sama maka benda akan mempunyai percepatan yang sama. Namun jika massanya berbeda dengan gaya yang sama maka akan terjadi perbandingan yang menunjukkan besar percepatan yang terjadi akibat perbedaan massa. Jika ada m1 (massa1) dan ada gaya yang dilakukan maka muncul a1 (percepatan 1). Kemudian jika dilakukan gaya pada m2 (massa 2) maka akan muncul a2 (percepatan 2). Sehingga perbandingannya dapat dirumuskan :

Hukum III Newton

Bunyi Hukum III Newton “Setiap aksi selau ada reaksi yang sama besarnya tetapi berlawanan arah atau gaya dari dua benda selalu sama besardan berlawanan arah”. Hukum III Newton ini sering disebut hukum aksi dan reaksi yang dirumuskan :

Contohnya, ketika bola dilempar ke bawah maka terjadi gaya. Bola memberikan gaya aksi pada lantai dan lantai memberikan gaya reaksi terhadap bola yang sama besar dan berlawanan. Contoh lain, ketika kita sedang mengayuh sepeda. Ban sepeda akan memberikan gaya reaksi dengan berputar ke belakang. Jalan akan memberikan reaksinya dengan arah yang berlawanan sehingga sepeda bisa berjalan. Dan, setipa benda yang berada di bumi mengalami gaya gravitasi (gaya tarik terhadap bumi). Gaya yang terjadi antara bumi dan benda sama besar tetapi berlawanan arah. Hal ini karena adanya aksi dan reaksi dan sesuai dengan bunyi Hukum III Newton. Ada banyak contoh soal dan pembahasan hukum newton tentang gaya dan gravitasi.

Contoh Penerapan Hukum 2 Newton dalam kehidupan sehari-hari

Contoh penerapan hukum II Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di dalam lift yang sedang bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat lift bergerak ke atas, kita akan merasakan gaya berat yang lebih besar dibandingkan saat lift dalam keadaan diam. Hal yang sebaliknya terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke bawah.Saat lift bergerak ke bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil daripada saat lift dalam keadaan diam. Cara penghitungan matematis dari hukum II Newton dapat kamu simak pada contoh soal berikut ini.

Contoh Soal Hukum 2 Newton

Sebuah benda bermassa 10 kg bergerak dengan percepatan 2 m/s. Berapakah besar gaya yang diberikan pada benda?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 10 kg
a = 2 m/s

Ditanyakan:
F = . . .?

Jawab:
F = m . a
F = 10 . 2
F = 20 N
Jadi, gaya yang bekerja pada benda adalah 20 N.

Hukum II Newton juga dapat diterapkan pada gerak lurus, terutama gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Dalam GLBB berlaku persamaan berikut.

Untuk lebih memahami penerapan hukum II Newton pada GLBB, simaklah contoh soal berikut!

Contoh soal Hukum 2 Newton pada GLBB

Sebuah mobil bermassa 2.000 kg bergerak dengan kelajuan 16 m/s. Jika mobil tersebut direm dengan gaya 8.000 N, berapakah jarak yang ditempuh mobil mulai direm sampai berhenti?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 2.000 kg
v 0 = 16 m/s
v t = 0 m/s (karena berhenti)
F = -8.000 N

Ditanyakan: s = . . .?

Jawab:

Langkah 1
Menentukan perlambatan mobil, karena mobil mengalami pengereman maka percepatan bernilai negatif.
F = m . a
-8.000 = 2.000 . a
a = -4 m/s

Langkah 2
Menentukan jarak yang ditempuh selama perlambatan.
v2 = v02 + 2 . a . s
0 = 162 +2 . (-4) . s
0 = 256 – 8s
8s = 256
s = 32 m
Jadi, jarak yang ditempuh mobil dari mulai direm hingga berhenti adalah 32 m.

Hukum III Newton

Mengapa ketika jari tangan kita menekan meja semakin kuat akan terasa sakit? Sebenarnya ketika kita menekan meja berarti kita memberikan gaya pada meja.

Tangan kita akan merasa sakit sebab meja akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya tekan tangan kita, tetapi arahnya berlawanan.

Jadi, jika kita perhatikan, gaya bukanlah sesuatu dalam benda tersebut tetapi merupakan interaksi antara dua benda.

Rumus dan Bunyi Hukum 3 Newton

Peristiwa di atas merupakan contoh dari hukum III Newton, yang dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, yang bunyinya:

Jika benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua akan memberikan gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

Secara matematis, hukum III Newton dapat dinyatakan dengan rumus berikut.