Bunyi dan Rumus Hukum Newton 1, 2 dan 3 Beserta Contohnya

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Tahukah kalian kenapa sebuah benda bisa bergerak? Mungkin sebagian dari kalian akan menjawab “benda bisa bergerak karena diberi gaya”. Dari jawaban tersebut dapat kita simpulkan bahwa dengan memberi gaya, suatu benda bisa bergerak. Lalu apakah kalian setuju dengan jawaban tersebut? Mari kita bermain analisa tentang beberapa fenomena yang ada dalam kehidupan kita sehari-hari untuk bisa menjawab pertanyaan di atas. Kita akan mengambil contoh fenomena mobil mogok, tembok dan sistem tata surya.

Coba kalian amati orang yang sedang mendorong mobil mogok. Jika yang mendorong anak kecil, apakah mobil bisa bergerak? tentu saja tidak. Anak itu memang memberi gaya tetapi tidak bisa menggerakkan mobil. Akan tetapi, saat yang mendorong beberapa orang dewasa, mobilnya dapat bergerak. Contoh lain adalah seseorang yang mendorong tembok. Apakah tembok itu dapat bergerak? walaupun sudah diberi gaya yang besar tetapi tembok tetap diam.

Fenomena lain terjadi pada sistem tata surya yaitu pada benda-benda langit yang selalu bergerak mengelilingi pusatnya. Planet-planet dapat bergerak terus mengeliingi matahari. Satelit seperti bulan selalu bergerak mengelilingi bumi. Jika kalian perhatikan, ternyata gerak bulan dipengaruhi gaya gravitasi bumi. Tetapi gaya yang mempengaruhinya memiliki arah yang tegak lurus dengan kecepatannya. Berarti gerak bulan bukanlah disebabkan oleh gayanya tetapi keadaan awalnya yang memang sudah bergerak.

Dari ketiga fenomena di atas dapat kita simpulkan bahwa suatu benda bisa bergerak belum tentu disebabkan oleh gaya walaupun sebagian besar benda-benda disekitar kita dapat bergerak karena pengaruh gaya. Karena keunikan inilah seorang ilmuwan fisika dan matematika berkebangsaan Inggris bernama Sir Isaac Newton tergugah untuk menjelaskan kenapa suatu benda dapat bergerak ataupun diam yang kemudian penjelasan Newton ini dikenal sebagai Hukum Newton tentang gerak.

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. Untuk memahami ketiga hukum Newton tersebut, coba kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini.

Hukum I Newton

Sebelum abad ke-16, seorang ahli filsafat Yunani, Aristoteles beranggapan bahwa keadaan alami benda adalah saat diam. Menurut mereka, agar benda tetap bergerak diperlukan gaya yang bekerja terus menerus. Jika gaya yang bekerja pada benda dihilangkan, maka benda akan berhenti. Sebagai contoh adalah balok yang bergerak di lantai yang kasar maka lama kelamaan akan berhenti jika tidak ada gaya yang mendorong atau menariknya.

Namun, jika dasar balok dibuat halus dan lantai dibuat licin, maka balok akan bergerak lebih jauh. Apalagi jika tidak ada gesekan antara balok dengan lantai, maka balok akan terus bergerak dengan kecepatan konstan. Dengan kata lain, benda akan melakukan gerak lurus beraturan walaupun sudah tidak ada gaya yang bekerja padanya. Kejadian yang dialami balok tersebut menggunakan prinsip Hukum 1 Newton yang berbunyi sebagai berikut.

Hukum I Newton menyatakan jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak lurus beraturan (GLB)

Secara matematis, Hukum pertama Newton dirumuskan sebagai berikut.

ΣF = 0

Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol, berarti ada dua kemungkinan yang dialami benda tersebut yaitu:

1.Benda diam (v = 0 m/s)

2.Benda bergerak lurus beraturan ( v = konstan)

Hukum I Newton disebut juga Hukum Inersia atau Hukum Kelembaman benda. Inersia atau kelembaman benda diartikan sebagai sifat atau kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaanya. Benda yang semula diam cenderung akan tetap diam dan benda yang semula bergerak cenderung akan tetap bergerak.

Contoh penerapan sifat kelembaman dari Hukum I Newton adalah ketika kalian sedang naik mobil atau kendaraan lainnya. Jika mobil yang semula diam, kemudian secara tiba-tiba mobil bergerak, badan kalian akan terdorong ke belakang. Akan tetapi, jika semula mobil melaju kencang kemudian direm mendadak, maka badan kalian akan terdorong ke depan. Peristiwa ini terjadi karena badan kalian berusaha mempertahankan keadaan awalnya (diam atau bergerak).

Hukum II Newton

Hukum I Newton hanya menjelaskan keadaan benda jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Lalu bagaimana jika resultan gaya yang bekerja tidak sama dengan 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 2 Newton dapat kalian pahami pada penjelasan berikut.

Hubungan Antara Massa, Gaya dan Percepatan

Untuk mengetahui bagaimna hubungan antara massa, gaya dan percepatan, perhatikan ketiga gambar ilustrasi di bawah ini.

Coba kalian perhatikan tiga ilustrasi di atas. Lebih cepat manakah antara kejadian (2) troli berisi barang di dorong dengan gaya tertentu dengan kejadian (3) troli berisi barang didorong dengan gaya yang lebih besar? Tentu kalian langsung menjawab lebih cepat kejadian (3) karena dengan gaya yang besar, percepatan yang dihasilkannya pun semakin besar.

Dari kejadian (2) dan (3) 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, perumusannya dapat kita tuliskan sebagai berikut.

a ~ F

Sekarang coba kalian amati kejadian (1) dan (2). Lebih mudah bergerak yang mana antara kejadian (1) troli kosong didorong dengan gaya tertentu dengan kejadian (2) troli berisi barang didorong dengan gaya yang sama? Tentu kalian akan menjawab kejadian (1) karena jika gaya yang diberikan sama, troli yang kosong akan lebih mudah bergerak karena memiliki massa yang lebih kecil sehingga percepatan yang dialaminya semakin besar.

Dari kejadian (1) dan (2) dapat diperoleh hubungan bahwa percepatan berbanding terbalik dengan massanya. Secara matematis, perumusan hubungan dua besaran fisika tersebut dapat kita tuliskan sebagai berikut.

a	~	1
		m

Dari dua persamaan di atas, dapt diambil kesimpulan bahwa percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa benda. Kesimpulan ini dikenal sebagai Hukum II Newton, yang berbunyi sebagai berikut.

Hukum II Newton menyatakan bahwa jika satu gaya atau lebih bekerja pada suatu benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda

Hukum II Newton secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

ΣF = ma

Keterangan:
ΣF	=	Resultan gaya (N)
m	=	Massa benda (kg)
a	=	Percepatan benda (m/s2)

Contoh penerapan Hukum II Newton adalah ketika dua benda benda, misalkan batu yang memiliki massa berbeda jika di tarik tentunya akan terasa ringan menarik batu yang massanya lebih kecil. Sedangkan pada batu yang massa lebih besar, membutuhkan gaya yang lebih besar untuk bisa menggerakkannya.

Hukum III Newton

Pernahkah kalian meniup balon dan kemudian melepaskannya tanpa mengikat mulut balon tersebut? Ketika kalian meniup balon dan melepaskan balon tanpa mengikat mulutnya, balon tersebut akan melesat terbang. Pada saat balon melesat, udara di dalam balon keluar dan mendorong udara di luar balon. Akibat dorongan udara dari dalam balon, udara di luar balon memberikan dorongan ke balon.

Dorongan yang diberikan udara di luar balon berlawanan dengan dorongan udara di dalam balon. Akibat dari dorongan udara di luar balon ini, balon dapat melesat terbang. Contoh ini merupakan salah satu contoh peristiwa yang berdasar pada Hukum 3 newton. Secara umum, bunyi hukum Newton yang ketiga adalah sebagai berikut.

Hukum III Newton menyatakan bahwa jika suatu gaya (aksi) diberikan pada suatu benda , maka benda tersebut akan memberikan gaya (reaksi) yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan.

Hukum III Newton secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

Faksi = −Freaksi

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 objek atau benda yang saling berinteraksi

Dari contoh peristiwa balon di atas, manakah yang termasuk gaya aksi (Faksi) dan gaya reaksi (Freaksi)? Jika gaya aksi adalah gaya yang diberikan udara di dalam balon, maka gaya reaksi adalah gaya yang diberikan udara di luar balon kepada balon. Hal yang perlu diperhatikan adalah pasangan gaya aksi-reaksi bekerja pada benda yang berbeda. Perhatikan diagram gaya pada gambar di bawah ini.

Dari gambar di atas, pasangan gaya manakah yang menunjukkan pasangan gaya aksi-reaksi? Pasangan F1 dan F2 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi, sebab keduanya bekerja pada benda yang berbeda. Sedangkan F3 dan F1 bukan pasangan gay aksi-reaksi karena bekerja pada benda yang sama. Contoh lain dari penerapan hukum tiga newton adalah pada saat kita berjalan. Perhatikan gambar berikut.

Ketika kita menginjakkan kaki ke tanah, berarti kita memberikan sebuah gaya dorong terhadap tanah tersebut. Gaya yang kaki kita berikan kepada tanah ini merupakan gaya aksi. Kemudian sebagai respon dari gaya aksi yang kita berikan, maka tanah memberikan gaya dorong ke kaki kita yang membuat kaki bisa terangkat. Gaya dorong yang diberikan tanah ini adalah gaya reaksi. Proses ini berlangsung secara terus menerus sehingga membuat kita dapat berjalan di atas tanah.

Demikianlah artikel tentang bunyi dan rumus Hukum Newton 1, 2 dan 3 beserta contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.