Percobaan Hukum 1 Newton, Contoh Soal dan Pembahasan

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:

Sebelum zaman Galileo Galilei, sebagian ahli filasafat beranggapan bahwa keadaan alami benda adalah pada 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.

Pendapat tersebut didasarkan pada fenomena yang mereka lihat. Sebagai contoh adalah balok yang bergerak di lantai 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 bergerak lurus beraturan walaupun sudah tidak ada gaya yang bekerja padanya. Kejadian yang dialami balok tersebut menggunakan prinsip Hukum I Newton.

Hukum I Newton menyatakan jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol (ΣF = 0), maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan bergerak lurus beraturan.

Secara matematis, Hukum I Newton dinyatakan sebagai berikut.

ΣF = 0 maka:

□ Benda diam (v = 0 m/s) atau

□ Benda bergerak lurus beraturan (v = konstan)

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

Contoh sifat kelembaman adalah ketika kalian sedang naik mobil atau kendaraan lainnya. Jika mobil semula diam, kemudian secara tiba-tiba bergerak, kalian akan terdorong ke belakang. Jika semula mobil melaju kencang kemudian direm mendadak, kalian akan terdorong ke depan. Kejadian ini karena kalian berusaha mempertahankan keadaan semula.

Nah, agar kalian memahami prinsip Hukum I Newton atau Hukum Inersia, silahkan lakukan praktikum sederhana berikut ini.

Eksperimen: Menyelidiki Hukum I Newton

A. Dasar Teori

Hukum I Newton merupakan hukum yang menjelaskan gerak benda. Menurut hukum ini, benda mempunyai sifat untuk mempertahankan kedudukannya. Artinya, benda yang mula-mula diam akan tetap diam jika resultan gaya luar yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Sama halnya dengan benda yang mula-mula bergerak, maka benda itu akan terus bergerak dengan kecepatan tetap.

Sifat benda yang cenderung mempertahankan kedudukannya disebut inersia (kelembaman). Menurut Hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka benda tersebut akan diam atau bergerak lurus beraturan (mempunyai kecepatan tetap).

B. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, kalian diharapkan mampu:

1. Mendefinisikan Hukum I Newton tentang gerak benda.

2. Memahami pengertian kelembaman benda (inersia).

3. Memberikan contoh aplikasi hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari.

C. Alat dan Bahan

1. Mobil-mobilan baterai 1 buah.

2. Kotak kecil 1 buah.

3. Papan luncur.

4. Batu bata 1 buah.

5. Uang logam 100-an 10 buah.

6. Penggaris yang terbuat dari logam.

D. Langkah Kerja

1. Pembuktikan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak.

a. Susunlah alat percobaan seperti gambar di bawah ini.

b. Hidupkan mobil-mobilan. Biarkan mobilmobilan meluncur dan menabrak batu bata.

c. Amatilah keadaan kotak kecil pada saat mobil-mobilan menabrak batu bata.

2. Pembuktikan benda yang mula-mula diam akan terus diam.

a. Tumpuklah 10 buah uang logam 500-an di pinggir meja.

b. Sentillah uang logam paling bawah menggunakan penggaris secara perlahan. Amati uang logam lain di atasnya.

c. Sentillah dengan cepat uang logam paling bawah dari samping menggunakan penggaris, sehingga uang logam tersebut terpisah dari uang logam lainnya. Amatilah keadaan tumpukan 9 uang logam lainnya.

E. Pembahasan

1. Apakah yang terjadi dengan kotak pada saat mobil-mobilan menabrak batu bata?

2. Apakah yang dapat kalian simpulkan dari percobaan nomor 1?

3. Apakah yang terjadi dengan 9 tumpukan logam di atas logam yang disentil secara perlahan? Bagaimana pula ketika disentil dengan cepat?

4. Apakah yang dapat kalian simpulkan dari percobaan nomor 2?

5. Berikan contoh kegiatan lain yang dapat membuktikan Hukum I Newton.

Tulislah laporan hasil percoban kalian dan kumpulkan kepada guru kalian.

Dari hasil eksperimen, kalian telah mengetahui contoh penerapan Hukum I Newton. Hukum I Newton dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan keseimbangan. Perhatikan contoh berikut.

Contoh Soal:

Seekor kuda menarik kereta ke arah barat dengan gaya 300 N. Di belakang kereta, tiga orang menarik kereta tersebut. Agar kereta tidak berjalan, berapakah gaya yang harus diberikan ketiga orang tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui: F1 = 300 N ke barat

Ditanyakan: F2 agar kereta tidak bergerak

Jawab:

agar kereta tidak bergerak, maka ΣF = 0

ΣF = 0

F1 + F2 = 0

300 + F2 = 0

F2 = - 300 N (F2 berlawanan arah dengan F1).

Jadi, gaya yang harus diberikan agar kereta tidak bergerak adalah 300 N ke timur.