Media Pembelajaran Fisika : Handout

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: