Hukum Newton

 HUKUM NEWTON

      Hukum Newton sudah tidak asing lagi bagi teman – teman yang belajar fisika. Hukum Newton disebut juga hukum tentang gerak. Hukum Newton dikemukakan oleh Isaac Newton yang terinspirasi ketika melihat buah apel yang jatuh dari pohonnya.

 

A.      Hukum I Newton

Hukum ini sering juga disebut sebagai hukum inersia (kelembaman).

Hukum I Newton berbunyi “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam. Sedangkan, benda yang mula-mula bergerak, akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”.

Pernyataan Hukum I Newton ini secara matematis dapat dituliskan sebagai:

rumus : ΣF = 0 (Jumlah dari semua gaya yang bekerja sama dengan nol.)

Contoh:

• Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat mobil yang bergerak cepat direm mendadak.
• Koin yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas ditarik secara cepat.
• Ayunan bandul sederhana.
• Pemakaian roda gila pada mesin mobil.

B.      Hukum II Newton

     Hukum ini berbunyi “Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya“

     Gaya dinyatakan dalam satuan Newton, massa dalam satuan kg dan percepatan dalam satuan meter per detik. Semakin besar massa benda maka semakin besar gaya yang diperlukan dan semakin besar percepatan suatu benda maka gaya yang diperlukan juga akan semakin besar Hukum II Newton ini dapat pula dinyatakan dengan laju perubahan momentum sebuah benda yang bergerak sebanding dan searah dengan gaya yang mempengaruhinya dan diformulasikan sebagai:

      Hukum II Newton dituliskan a = ∑F / m atau ∑F = m . a

 

Contoh

• Mobil yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa mobil tersebut

C.      Hukum III Newton

     Hukum ini sering juga disebut dengan hukum aksi-reaksi. Hukum ini berbunyi “Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain maka benda yang di kenai gaya akan mengerjakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan”.

     Hukum ini menyatakan jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang kedua ini akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama dan arahnya berlawanan. Secara matematis dituliskan sebagai:

Faksi = -Freaksi

Besarnya gaya reaksi sama dengan besarnya gaya aksi. Tanda negatif menyatakan bahwa arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi. 

Contoh:

• Adanya gaya gravitasi
• Peristiwa gaya magnet
• Gaya listrik

Contoh Soal

1.Beberapa gaya bekerja pada benda yang massanya 5 kg seperti gambar. Jika gaya gesekan antara benda dengan papan nol, maka percepatan yang dialami benda adalah . . ..

A. 1 m/s²

B. 4 m/s²

C. 5 m/s²

D. 9 m/s²

Pembahasan

Diketahui :

Gaya 1 (F₁) = 15 Newton (arah ke kiri)

Gaya 2 (F₂) = 10 Newton (arah ke kiri)

Gaya 3 (F₃) = 20 Newton (arah ke kanan)

Massa benda (m) = 5 kilogram

Ditanya : Percepatan yang dialami benda (a)

Jawab :

Resultan gaya :

∑F = F₁ + F₂ – F₃

∑F = 15 + 10 – 20

∑F = 25 – 20

∑F = 5 Newton

∑F = 5 kg m/s²

Arah resultan gaya sama dengan arah gaya 1 dan arah gaya 2 yakni ke kiri.

Rumus hukum II Newton :

∑F = m a

5 kg m/s² = (5 kg) a

5 m/s² = (5) a

a = (5 m/s²) / 5

a = 1 m/s²

Besar percepatan benda adalah 1 m/s². Arah percepatan benda = arah gerak benda = arah resultan gaya = ke kiri

Jawaban yang benar adalah A.

2.Perhatikan gambar gaya-gaya yang bekerja pada benda berikut! Jika massa benda tersebut 2 kg, percepatanyang akan terjadi pada benda adalah

 ….

A. 12,5 m/s²

B. 7,5 m/s²

C. 5,0 m/s²

D. 2,5 m/s²

Pembahasan

Diketahui :

Gaya 1 (F₁) = 10 Newton (arah ke kiri)

Gaya 2 (F₂) = 10 Newton (arah ke kanan)

Gaya 3 (F₃) = 5 Newton (arah ke kanan)

Massa benda (m) = 2 kilogram

Ditanya : Percepatan yang dialami benda (a)

Jawab :

Resultan gaya :

∑F = F₂ + F₃ – F₁

∑F = 10 + 5 – 10

∑F = 15 – 10

∑F = 5 Newton

∑F = 5 kg m/s²

Arah resultan gaya sama dengan arah gaya 2 dan arah gaya 3 yakni ke kanan.

Rumus hukum II Newton :

∑F = m a

5 kg m/s² = (2 kg) a

5 m/s² = (2) a

a = (5 m/s²) / 2

a = 2,5 m/s²

Besar percepatan benda adalah 2 m/s². Arah percepatan benda = arah gerak benda = arah resultan gaya = ke kanan

Jawaban yang benar adalah D.

3.  Beberapa gaya bekerja pada benda B seperti gambar. Bila massa benda B = 4  kg, percepatan yang dialami      B adalah….

A. 2,5 m/s²

B. 4,0 m/s²

C. 5,0 m/s²

D. 9,0 m/s²

Pembahasan

Diketahui :

Gaya 1 (F₁) = 20 Newton (arah ke kanan)

Gaya 2 (F₂) = 6 Newton (arah ke kanan)

Gaya 3 (F₃) = 10 Newton (arah ke kiri)

Massa benda (m) = 4 kilogram

Ditanya : Percepatan yang dialami B (a)

Jawab :

Resultan gaya :

∑F = F₁ + F₂ – F₃

∑F = 20 + 6 – 10

∑F = 26 – 10

∑F = 16 Newton

∑F = 16 kg m/s²

Arah resultan gaya sama dengan arah gaya 1 dan arah gaya 1 yakni ke kanan.

Rumus hukum II Newton :

∑F = m a

16 kg m/s² = (4 kg) a

16 m/s² = (4) a

a = (16 m/s²) / 4

a = 4 m/s²

Besar percepatan benda adalah 4 m/s². Arah percepatan benda = arah gerak benda = arah resultan gaya = ke kanan

Jawaban yang benar adalah B