HANDOUT
FISIKA KELAS X SEMESTER I
HUKUM
GERAK NEWTON
HUKUM NEWTON DAN
PENERAPANNYA
Pendahuluan
Sir Isaac
Newton dilahirkan di Woolsthrope Inggris, pada tanggal 25 Desember 1642. Beliau
adalah salah satu ilmuwan yang paling hebat dalam sejarah. Newton merumuskan konsep
dasar dan hukum mekanika, mengembangkan teori kedua kalkulus diferensial dan
integral, dan teori grafitasi. Beliau juga menyusun teori tentang gaya berat,
pembiasan cahaya. Sebagai kelanjutan karyanya dalam hal cahaya, ia merancang
teleskop pantulan yang pertama.
Newton
mampu menjelaskan gerak planet, aliran pasang surut, dan berbagai hal tentang
gerak Bumi dan Bulan. Ia menyusun teorinya dalam buku Principia yang merupakan
salah satu buku ilmu pengetahuan paling hebat yang pernah ada. Berikut ini
beberapa teori yang dikemukakannya.
Hukum Newton I
Pada saat mobil dijalankan agak cepat pertama kali dan
kita tidak menyadari maka kita akan terdorong ke belakang. Pada saat mobil
mendadak berhenti maka kita terdorong ke depan. Terdorongnya ke belakang pada
saat mobil dijalankan agak cepat pada saat awal dan terdorongnya kita ke depan
pada saat mobil mendadak berhenti ini menunjukkan bahwa kita berusaha untuk
tetap mempertahankan posisi kita semula. Sifat suatu benda untuk mempertahankan
keadaan semula itu disebut sifat kelembaman suatu benda. Sifat kelembaman suatu
benda ini oleh Newton disebut sebagai Hukum I Newton.
Benda yang diam akan tetap diam
selama jumlah gaya yang bekerja padanya sama dengan nol atau benda yang
bergerak dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap
selama resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol. Hukum I
Newton disebut juga sebagai hukum kelembaman atau hukum inersi dan dirumuskan sebagai berikut:
Contoh
Percobaan:
Contoh soal:
Jika massa balok 4 kg dan antara balok
dengan lantai tidak ada gesekan, maka balok tersebut dalam keadaan..
Penyelesaian :
F = 20 N - 32 N = - 12 N
Benda bergerak lurus berubah beraturan ke kiri
Hukum Newton II
Dalam
kehidupan sehari-hari kita melihat sebuah gerobak ditarik oleh seekor sapi,
seseorang mendorong kereta sampah, dan mobil bergerak makin lama makin cepat. Dari fenomena-fenomena di atas akan muncul suatu
pertanyaan bagaimana hubungan antara kecepatan, percepatan terhadap gaya
sebagai penyebab adanya gerakan-gerakan tersebut ? Pertanyaan ini dijelaskan
oleh Newton yang dikenal sebagai Hukum II Newton. Hukum II Newton: Percepatan
sebuah benda berbanding terbalik dengan massa dan sebanding dengan gaya
eksternal netto yang bekerja pada benda tersebut. Percepatan
yang ditimbulkan oleh gaya total pada sebuah benda berbanding lurus dengan gaya
total tersebut pada arah yang sama dan berbanding terbalik dengan massa dari
benda.
Contoh soal:
Sebuah mobil dalam keadaan diam di atas jalan yang licin. Gaya tetap sebesar 25.000 N diberikan pada mobil tersebut selama 4 detik sehingga mobil menempuh jarak 200 m. Massa mobil tersebut adalah...
Penyelesaian :
Diketahui : s = 200 m F = 25000 N
Ditanya : m = ... ?
Jawab :
s = vo . t + ½ . a . t^2
200 m = 0* 4 s + ½ *a* (4 s)2
8 s^2 . a = 200 m
a = 25 m/s2
Massa mobil (m):
m = F/a = 25.000 / 25 = 1000 kg
Hukum Newton III
Kalau kita meletakkan sebuah buku di atas meja dalam kondisi
tertentu buku tersebut diam di atas meja. Buku mempunyai massa dan gaya berat.
Jika buku diam tentu ada sesuatu yang mengimbangi gaya berat buku tersebut.
Gaya apa yang mengimbangi gaya berat buku tersebut? Masalah ini oleh Newton
dijelaskan dalam Hukum III Newton.Jika
sebuah benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda itu akan mendapat gaya
dari benda lain itu dengan besar gaya yang sama dan arah yang berlawanan dari
gaya pertama.
Apabila sebuah benda pertama mengerjakan gaya pada benda
kedua, maka benda kedua mengerjakan gaya pada benda pertama sama besar dan
arahnya berlawanan dengan arah gaya pada benda pertama tersebut. Hubungan
antara gaya aksi dan reaksi dirumuskan sebagai berikut:
