hukum newton materi dan contoh soal serta pembahasan

Hukum-hukum Newton

Sekilas tentang Newton

Sir Isaac Newton merupakan fisikawan dan juga ahli matematika, filsafat, kimia dan astronomi yang lahir di Inggris. Ia telah menghasilkan banyak buku yang telah mengubah pandangan orang terhadap hukum fisika, salah satu karyanya adalah “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”.

Di buku tersebut Isaac Newton menyadari bahwa matematika adalah cara untuk menjelaskan hukum alam seperti gravitasi, dan membuat beberapa rumus untuk menghitung  pergerakan benda dan gravitasi bumi. Gravitasi adalah gaya yang membuat suatu benda selalu bergerak jatuh ke bawah. Dengan tiga prinsip dasar dari hukum pergerakan, Newton dapat menjelaskan dan membuktikan bahwa planet beredar mengelilingi matahari dalam orbit yang berbentuk oval dan tidak bulat. Kemudian Newton menggunakan tiga prinsip dasar pergerakan yang sekarang di kenal sebagai Hukum Newton untuk menjelaskan bagaimana benda bergerak. Apa sajakah hukum-hukum tersebut ? dan bagaimana cara kerjanya ? semua itu akan dibahas di post ini.

A.   Hukum I Newton

            Bunyi :

Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan 0 , maka :

a.       Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

b.      Benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap

Contoh penerapan dalam kehidupan sehari-hari :

1.      Sebuah benda diletakkan tepat diatas kertas , lalu kertas tersebut ditarik sekeras-kerasnya, kemudian benda tersebut tidak akan bergerak melainkan tetap diam.

2.      Seorang pengendara mobil sedang mengendarai mobilnya. Tiba-tiba seorang pejalan kaki menyebrang. Seketika itu pengendara itu langsung mengerem mobil secara mendadak. Saat mengerem, pengendara itu tetap diam tetapi seolah olah maju kedepan.

Contoh soal :

Sebuah batu di tarik dengan 3 gaya seperti gambar di atas, berapakah resultan gaya nya ? Apakah benda diam atau bergerak ? Jika bergerak ke manakah arahnya ?

Gaya ke arah kiri : negatif   Gaya ke arah kanan : positif

Jawab

Σ F       = (f2+f3) – f1

            = (26+14) – 40 N

            =  0 N

Karena Σ F = 0 maka batu tidak akan bergerak

 (karena sesuai dengan hukum kelembaman)

B.   Hukum II Newton

Bunyi Hukum II Newton :

            “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massabenda.

Jika massa benda adalah 3 kg dan besar F₁ = 30 N dan F₂=  5  Newton

Tentunkan percepatan yang dialami benda

Diketahui  F₁ = 30 N

                  F₂=  5 N

                  m = 3 kg

Ditanya ?

Jawab

F₁cos 60^o = F1x ( F diubah kedalam sumbu x dan y sesuaikan dengan arah benda jika ke vertikal maka menggunakan sin sudut jika horizontal menggunakan cos untuk menentukan horizontal dan vertical perhatikan sudutnya)

      30 x 1/2   = F₁x

      F₁x           = 15 N

      Ftotal       = F₁x – F₂

                      = 15 – 5

                      = 10 N

      F              = m x a

      15            = 3 x a

      a              = 15 / 3

      a              = 5 m/s²

 C. Hukum newton III

Hukum newton III berbunyi : jika suatu benda mengerjakan suatu gaya pada benda lain, maka benda lain itu akan mengerjakan gaya yang sama pada benda pertama tapi arah nya berbeda.

Singkatnya hukum ini bisa diartikan : untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama tapi berlawanan arah (aksi = – reaksi), oleh karena itu hukum III newton juga disebut hukum aksi reaksi.

Hukum III Newton terjadisaat:

-          Memukul tembok , tangan bisa sakit

-          Berdiri di atas lantai

Pasangan aksi reaksi

-          Saat menembak

      Aksi     =  peluru terdorong oleh senapan kedepan

      Reaksi = senapan terdorong oleh peluru kebelakang

-          Saat berenang

      Aksi     = tangan mendorong air kebelakang

      Rekasi = air medorong kita kearah depan

Pasangan tersebut bisa saja di balik aksi dan reaksinya

Contoh soal :

1.     
Sebuah mobil bertabrakan dengan sebuah truk bermuatan penuh. Kendaraan manakah yang memperoleh gaya kontak lebih besar? Kendaraan manakah yang memperoleh percepatan lebih besar?

2.

                  Tentukan gaya yang dikerjakan batu bata pada tembok jika F = 40 N!

            Jawab :

1.      Sesaat setelah tabrakan , mobil mengerjakan gaya pada truk. Truk memberikan reaksi dengan mengerjakan gaya pada mobil . Menurut hukum III Newton , besar aksi = reaksi tetapi arah aksi berlawanan dengan reaksi. Jelaslah bahwa gaya kontak yang diperoleh mobil dan truk adalah sama besarnya. Karena mobil memiliki massa lebih kecil daripada massa truk , maka menurut hukum II Newton , mobil akan mengalami percepatan lebih besar.

2.      F_bt adalah gaya yang  dikerjakan tembok pada batu. Timbul reaksi yaitu F_tb = gaya yang dikerjakan batu pada tembok. Karena F_bt dan F_tb adalah pasangan aksi reaksi , maka F_bt = F_tb

F_bt dapat kita hitung dengan memperhatikan gaya gaya yang hanya bekerja pada batu bata. Batu bata diam sehingga berlaku hukum I Newton.

      ∑F = 0

      40 – F_bt = 0

      F_bt = 40 N

SUMBER, REFERENSI ::

Kanginan, Marten. 2004. Fisikauntuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

https://afifteachermath.wordpress.com/materi-materi/fisika/bunyi-hukum-newton-i-ii-dan-iii-dan-rumusnya/

-          http://www.ceritakecil.com/tokoh-ilmuwan-dan-penemu/Isaac-Newton-5

-          http://www.artikelsiana.com/2015/07/bunyi-hukum-newton-12-3-rumus-contoh-contoh.html