hit counter html code
Tentang dan Penjelasan Hukum Newton

Tentang dan Penjelasan Hukum Newton

Pernahkah kalian melihat orang mendorong mobil yang mogok? Ada orang ramai-ramai
mendorong mobil yang mogok. Suatu dorongan atau tarikan yang diberikan pada
benda dinamakan dengan gaya. Bagaimanakah keadaan mobil yang diberi gaya
itu? Apakah dapat bergerak atau masih tetap diam? Apakah yang menyebabkan suatu
benda itu bergerak? Apa pula pengaruh gaya pada gerak benda?

Pertanyaan-pertanyaan
di atas itu telah dijelaskan oleh Newton yang kemudian dikenal dengan tiga hukum
Newton tentang gerak
. Dan hukum Newton ini dapat kalian pelajari pada
bab ini. Oleh sebab itu setelah belajar bab ini kalian diharapkan dapat:

1.   Menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak,

2.   Menjelaskan berat, gaya normal dan gaya gesek serta melukiskan
diagram gaya-gaya tersebut,

3.   Mengaplikasikan hukum-hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

A.  Pendahuluan

Pernahkah kalian ditanya mengapa sebuah bendamemiliki
keadaan diam atau bergerak? Bagaimana
caranya
benda yang diam menjadi bergerak? Pertanyaan
ini
terlihat sederhana tetapi banyak terjadi kesalahan.
Pada
zaman dahulu orang berfikir bahwa benda dapat
bergerak
jika diberi gaya. Apakah kalian setuju dengan
pandangan
ini? Coba kalian amati orang yang sedang
mendorong
mobil mogok. Jika yang mendorong anak
kecil,
apakah mobil bisa bergerak? Anak itu memberi
gaya
tetapi tidak bisa menggerakan mobil. Saat yang mendorong
beberapa
orang dewasa, mobilnya dapat bergerak.

Ada juga gerak benda yang disebabkan oleh gaya. Misalnya mobil,
motor dan kereta api, semuanya dapat bergerak karena didorong oleh gaya
mesinnya. Mobil  tidak bisa bergerak
tanpa gaya dorong mesinnya. Jika mesinnya mati dinamakan mogok dan perlu
diderek.

Contoh lain benda jatuh. Benda bisa jatuh ke bawah karena ada
berat atau gaya gravitasi bumi. Jika kalian dicermati, keadaan-keadaan di atas
itu memang unik. Keadaan unik inilah yang telah menggugah Newton untuk
menjelaskannya. Sir Isaac Newton adalah nama lengkap seorang ilmuwan
Fisika dan juga Matematika yang dilahirkan di Inggris itu. Newton menjelaskan
mengapa benda itu dapat diam atau bergerak. Semua keadaan itu dipengaruhi oleh
suatu besaran yang dinamakan gaya. Pandangan Newton tentang gerak ini memperkuat
pandangan ilmuwan pendahulunya yaitu Galilei Galileo. Dari
penemuan-penemuan Galileo, Newton dapat menjelaskan lebih nyata dan diperkuat dengan
eksperimen. Pandangannya ini kemudian menjadi penemuan besar yang dikenal hukum
Newton tentang
gerak.

Hukum -hukum Newton ini ditulis dalam sebuah buku yang diberi nama
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica dan pandangan ini
pertama kali dikemukakan oleh Newton pada tahun 1686. Hukum Newton tentang
gerak ada tiga. Ketiga hukum ini dapat kalian cermati pada sub-bab berikut.
Coba kalian pahami konsep besar apakah yang telah dijelaskan oleh Newton dan
bagaimana pengaruh ketiga hukum itu dalam kehidupan manusia di bumi ini.

B. Hukum I Newton

Pada hukum pertamanya ini Newton menjelaskan keadaan benda
jika tidak dipengaruhi gaya. Menurut Newton benda dapat mempertahankan
keadaan jika tidak dipengaruhi gaya. Mempertahankan keadaan berarti benda
yang diam akan tetap diam dan benda bergerak dengan kecepatan tetap akan
tetap bergerak dengan kecepatan tetap. Mempertahankan keadaan ini disebut dengan
inersia atau lembam. Oleh karena itu hukum I Newton ini dinamakan
juga hukum inersia atau hukum kelembaman.

Mungkinkah di dunia ini ada benda yang tidak dipengaruhi gaya? Di
luar angkasa mungkin ada tetapi di bumi ini tidak mungkin. Contohnya saja
setiap benda pasti dipengaruhi oleh gaya gravitasi atau berat. Dari keadaan inilah
hukum I Newton dapat diartikan juga untuk benda yang dipengaruhi gaya tetapi
resultannya nol. Sehingga hukum I Newton dapat dirumuskan seperti berikut :

Σ
F = 0 …………………………………(4.1)

Jika resultan gaya yang bekerja pada benda nol maka benda dapat
mempertahankan diri. Coba kalian cermati contoh soal berikut sehingga lebih
memahami.

Kalian telah belajar bagaimana keadaan benda jika tidak
dipengaruhi gaya atau resultannya nol. Bagaimana jika resultan gaya yang
bekerja tidak nol? Keadaan inilah yang dijelaskan oleh Newton pada hukum
keduanya. Pada hukum keduanya Newton menjelaskan pengaruh gaya pada percepatan
benda. Jika resultan gaya pada benda tidak nol (
ΣF 0) maka benda itu akan
mengalami percepatan. Hubungan dan perumusan hukum II Newton dapat kalian
cermati pada penjelasan berikut.

1.  Hubungan Antar Besaran

Untuk memahami hukum II
Newton dapat kalian pelajari terlebih dahulu hubungan antara percepatan benda
dengan massa dan gaya yang mempengaruhinya. Menurut Newton percepatan suatu
benda di pengaruhi oleh gaya F dan massa m.

Coba kalian amati orang
yang mendorong mobil mogok. Lebih cepat bergerak manakah kejadian (a) didorong
satu orang dengan kejadian (b) didorong banyak orang? Tentu kalian langsung
menjawab lebih cepat kejadian (b) karena dengan banyak orang berarti gayanya
besar (F besar). Lebih cepat bergerak berarti dapat menggambarkan perubahan
kecepatan yang besar atau percepatan (a) besar.

Dari kejadian di atas dapat
menjelaskan bahwa percepatan (a) benda dipengaruhi oleh gaya F. Jika
massa tetap (sama) maka percepatan benda sebanding dengan gaya yang bekerja
pada benda
. Secara matematis dapat dituliskan: a ~ F

2.  Hubungan massa dan percepatan dapat kalian

Pahami dengan mencoba menarik kursi (m kecil) dan menarik meja (m
besar). Coba bandingkan lebih mudah bergerak yang mana? Jika gaya kalian sama
tentu kursi akan lebih cepat bergerak berarti massa yang kecil akan mengalami
percepatan yang besar. Dari kejadian ini dapat diperoleh hubungan bahwa percepatan
benda berbanding terbalik dengan massanya
.

Hukum II Newton menggambarkan hubungan percepatan dengan massa dan
gaya. Dari kedua hubungan di atas dapat dirumuskan:

a ~ F ……………..(4.2)

C. Hukum II Newton

Mobil
mogok di dorong (a) oleh satu orang dan (b) oleh banyak orang.

a = atau F
= m a

Secara
matematis dituliskan: a ~ a ~

1.  Berat, Gaya Normal dan Gaya Gesek

Hukum-hukum Newton dapat
digunakan untuk menganalisa atau menyelesaikan suatu permasalahan berdasarkan gaya-gaya
yang bekerja. Di alam ini banyak sekali jenis gaya yang dapat bekerja pada
benda. Tiga jenis gaya yang perlu kalian ketahui adalah berat, gaya normal, dan
gaya gesek.

Gaya normal dan gaya
gesek merupakan proyeksi gaya kontak. Setiap ada dua benda yang
bersentuhan akan timbul gaya yang di namakan gaya sentuh atau gaya kontak. Gaya
kontak ini dapat di proyeksikan menjadi dua komponen yang saling tegak lurus. Proyeksi
gaya kontak yang tegak lurus bidang sentuh dinamakan gaya normal
. Sedangkan
proyeksi gaya kontak yang sejajar bidang sentuh di namakan gaya gesek.

a)  Berat

Setiap benda memiliki berat, seperti yang telah disinggung di
depan, berat disimbulkan w. Sudah tahukah kalian dengan berat itu? Berat adalah
gaya gravitasi bumi yang dirasakan oleh benda-benda di sekitar bumi. Sesuai
perumusan gaya pada persamaan 4.2, berat suatu benda didefinisikan sebagai
hasil kali massa m dengan percepatan gravitasi g.

w = m g ………………………………..(4.3) dengan

w = berat (N) m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Percepatan gravitasi di permukaan bumi dapat menggunakan
pendekatan g = 10 m/s2.

b)  Gaya Normal

Di atas kalian telah dijelaskan tentang gaya normal yaitu temasuk
proyeksi gaya kontak. Gaya ini terjadi jika ada kontak dua benda. Misalnya
balok berada di atas meja atau lantai, penghapus ditekankan pada papan saat menghapus.
Besar gaya normal ini sangat tergantung pada keadaan benda yang saling kontak
tersebut dan untuk menentukannya dapat menggunakan hukum I dan II Newton cermati
contoh berikut untuk memahaminya.

c)  Gaya Gesek

Pernahkah kalian mendorong atau menarik balok dan sulit bergerak?
Salah satu penyebab keadaan itu adalah gaya gesek. Seperti penjelasan di depan,
gaya gesek merupakan proyeksi gaya kontak yang sejajar bidang sentuh. Pada
gerak translasi arah gaya ini akan menentang kecenderungan arah gerak sehingga
dapat mempersulit gerak benda.

Berdasarkan keadaan benda yang dikenainya, gaya gesek dapat dibagi
menjadi dua. Untuk keadaan benda yang diam dinamakan gaya gesek statis fs dan
untuk keadaan benda yang bergerak dinamakan gaya gesek kinetik fk. arah
gerak F f gesek

D. Hukum III Newton

Dalam hukum yang ketiga Newton menjelaskan tentang adanya
gaya aksi reaksi. Menurut Newton, setiap benda yang diberi gaya aksi pasti
akan timbul gaya reaksi. Gaya reaksi ini juga bisa menjelaskan tentang
keseimbangan alam. Sebagai contoh adalah peluncuran pesawat ruang
angkasa. Pada saat pesawat menyemburkan gas ke luar maka pesawat
tersebut telah memberikan gaya aksi pada gas maka gas itu akan
memberikan gaya reaksi sehingga dapat mendorong pesawat dan menyebabkan
pasawat dapat bergerak.

Dua gaya merupakan gaya aksi-reaksi jika kedua gaya tersebut
memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

1.   Sama besar

2.   Berlawanan arah

3.   Terjadi pada dua benda yang saling berinteraksi

Dari ketiga sifat di atas dapat dirumuskan seperti di bawah.

Faksi = – Freaksi